đồ án tốt nghiệp khảo sát hệ thống phanh abs trên xe toyota vios

Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS
1. Tổng quan 4
1.1. Mục đích, ý nghĩa đề tài: 4
1.2. Sơ lược hệ thống phanh trang bị ABS. 4
1.2.1.Công dụng,yêu cầu hệ thống phanh. 4
1.2.1.1. Công dụng. 4
1.2.1.2. Yêu cầu. 6
1.2.1.3.Phân loại hệ thống phanh. 7
1.2.2.Chức năng nhiệm vụ ABS ,phân loại ABS. 7
1.2.2.1.Chức năng nhiệm vụ ABS: 7
1.2.2.2.Phân loại ABS . 11
1.2.3.Sơ đồ nguyên lý làm việc, một số sơ đồ điển hình. 14
1.2.3.1.Sơ đồ nguyên lý làm việc . 14
1.2.3.2.Một số sơ đồ điển hình . 18
1.3.Giới thiệu tổng quan về xe TOYOTA VIOS . 20
1.3.1.Giới thiệu về động cơ . 22
1.3.2.Hệ thống truyền lực. 22
1.3.2.1.Ly hợp. 22
1.3.2.2.Hộp số. 24
1.3.3.Hệ thống treo . 25
1.3.4.Hệ thống lái. 26
1.3.5.Hệ thống điều hòa không khí . 26
2.Hệ thống phanh trên xe TOYOTA VIOS. 26
2.1.Sơ đồ và nguyên lý làm việc hệ thống phanh trên xe TOYOTA VIOS. 26
2.1.1.Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS. 26
2.1.2.Nguyên lý làm việc. 27
2.1.2.1.Khi không phanh. 27
2.1.2.2.Khi phanh ABS chưa làm việc. 27
2.1.2.3.Khi phanh ABS làm việc 28
2.2.Kết cấu và bộ phận chính. 30
2.2.1.Cơ cấu phanh. 30

2.2.1.1.Cơ cấu phanh trước. 30
2.2.1.2.Cơ cấu phanh sau. 34
2.2.2.Xy lanh chính. 34
2.2.3.Các cảm biến. 35
2.2.4. Khối điều khiển điện tử ECU. 36
2.2.5. Khối thuỷ lực- điện tử (Electric-hydraulic Unit). 38
2.2.6. Bộ phân phối lực phanh điện tử (EBD). 38
2.2.7. Trợ lực phanh. 39
1
Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS
3.Tính toán và kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe TOYOTA VIOS. 41
3.1.Momen phanh ở cầu trước và cầu sau. 42
3.2. Xác định mô men phanh do các cơ cấu phanh sinh ra. 46
3.2.1. Đối với cơ cấu phanh trước. 46
3.2.2. Đối với cơ cấu phanh sau. 50
3.2.3.Quan hệ áp suất phanh trước và phanh sau. 53
3.3. Lực tác dụng lên bàn đạp phanh. 54
3.4. Tính toán các chỉ tiêu phanh. 56
3.4.1. Gia tốc chậm dần khi phanh. 56
3.4.2. Thời gian phanh. 57
3.4.3. Quãng đường phanh. 58
4. Các hư hỏng và biện pháp khắc phục hệ thống phanh chính TOYOTA VIOS. 60
4.1. Những công việc bảo dưỡng cần thiết. 61
4.2. Sửa chữa hư hỏng một số chi tiết, bộ phận chính. 62
4.3.Kiểm tra hệ thống ABS. 63
4.4.Kiểm tra hệ thống chuẩn đoán. 64
4.5. Kiểm tra bộ phận chấp hành. 65
4.6. Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe. 66
5. Kết luận. 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO. 74

2
Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS
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 đòi 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 công nghệ ôtô 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 toàn 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.
Từ vấn đề đó, với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn tận tình của
giáo viên hướng dẫn, em quyết định thực hiện đề tài: “KHẢO SÁT HỆ
THỐNG PHANH CHỐNG HÃM CỨNG BÁNH XE ANTI-LOCK
BRAKING SYSTEM (ABS) TRÊN XE TOYOTA VIOS”.
Trong thời gian thực hiện đề tài do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn
chế nên trong quá trình thực hiện không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất
định. Em rất mong sự giúp đỡ, ý kiến đóng góp của quý thầy cô cùng tất cả các
bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Việt Hải cùng các thầy
cô giáo trong bộ môn cùng các bạn đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Đà nẵng, ngày 29 tháng 05 năm 2009.
Sinh viên thực hiện
PHAN THƯỜNG ĐẠT
1. Tổng quan.
1.1. Mục đích, ý nghĩa đề tài.
3
Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS

Hiện nay ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và vận
chuyển hàng hoá cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiện
giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển. Ở nước ta, số người sử dụng ô
tô ngày càng nhiều cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, mật độ ô tô lưu thông trên
đường ngày càng cao dẫn đến tai nạn giao thông ngày càng nhiều.Do đó để đảm bảo
tính an toàn vấn đề tai nạn giao thông là một trong những hướng giải quyết cần thiết
nhất,luôn được quan tâm của các nhà thiết kế và chế tạo ôtô mà hệ thống phanh đóng
vai trò rất quan trọng.
Phanh sử dụng ABS là một trong hai công nghệ bổ sung cho hệ thống phanh hữu
dụng nhất của ngành công nghiệp ôtô thời gian gần đây. Vai trò chủ yếu của ABS là
giúp tài xế duy trì khả năng kiểm soát xe trong những tình huống phanh gấp.
Cũng vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn về
thiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ.
Ðối với sinh viên ngành cơ khí giao thông việc khảo sát, thiết kế, nghiên cứu về hệ
thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn. Ðó là lý do em chọn đề tài “KHẢO SÁT
HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TOYOTA VIOS”.Ðể giải quyết vấn đề này thì trước
hết ta cần phải hiểu rõ về nguyên lý hoạt động, kết cấu các chi tiết, bộ phận trong hệ
thống phanh. Từ đó tạo tiền đề cho việc thiết kế, 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 toàn chuyển động và tăng hiệu quả chuyển động
của ô tô.
Hệ thống phanh xe TOYOTA VIOS là hệ thống phanh dẫn động thủy lực sử dụng
ABS,hiện nay đang sử dụng rộng rải cho các đời xe hiện nay.
1.2. Sơ lược hệ thống phanh trang bị ABS.
1.2.1.Công dụng,yêu cầu hệ thống phanh.
1.2.1.1. Công dụng:
Hệ thống phanh dùng để:
- Giảm tốc độ của ô tô máy kéo cho dến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần
thiết nào đó.
- Ngoài ra hệ thống phanh còn 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 ô tô máy kéo chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc. Nhờ thế
ô tô máy kéo mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và
năng suất vận chuyển.
4
Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS
1.2.1.2. Yêu cầu:
Hệ thống phanh cần đảm bảo các 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 toàn
cho hành khách và hàng hóa.
- Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn chế.
- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển khi phanh.
- Không có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi
quay vòng.
- Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn dịnh trong mọi điều
kiện sử dụng.
- Có khả năng thoát nhiệt tốt.
- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn 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:
- Phanh làm việc: phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ở mọi
chế độ chuyển động, thường được điều khiển bằng bàn đạp nên còn được gọi là phanh
chân.
- Phanh dự trữ: dùng phanh ô tô máy kéo khi phanh chính hỏng.
- Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ. Dùng để giữ cho ô tô máy kéo đứng yên

tại chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc. Phanh này thường được điều khiển bằng
tay đòn nên còn được 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, trọng lượng lớn hơn 5 tấn) hoặc làm việc ở vùng đồi
núi, thường xuyên phải chuyển động xuống các dốc dài, còn phải có loại phanh thứ tư
là phanh chậm dần, dùng để:
+ Phanh liên tục, giữ cho tốc độ ô tô máy kéo không tăng quá giới hạn
cho phép khi xuống dốc.
+ Để giảm dần tốc độ ô tô máy kéo trước khi dừng hẳn.
Các loại phanh trên có thể có các bộ phận chung và kiêm nhiệm chức năng của
nhau nhưng chúng phải có ít nhất là hai bộ phận là điều khiển và dẫn động độc lập.
5
Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS
Ngoài ra còn để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh chính còn được phân
thành các dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn làm
việc bình thường.
Để có hiệu quả phanh cao:
- Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn.
- Phân phối mômen phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn
bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh. Muốn vậy lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ
thuận với phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên chúng.
- Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực hay dùng dẫn động
khí nén hoặc bơm thủy lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng lớn.
Để đánh giá hiệu quả phanh người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính: gia tốc chậm
dần và quãng đường phanh.Ngoài ra cũng có thể sử dụng 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 qui 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 dữ 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 đầy tải và
động cơ tách khỏi 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 ô tô máy kéo khi chuyển động
xuống các dốc dài 6km, độ dốc 7%, tốc độ không vượt quá 30±2 km/h, mà không cần
sử dụng các hệ thống phanh khác. Khi phanh bằng phanh này, gia tốc chậm dần 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
được 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 không có hiện tượng tự siết khi phanh.
Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển cảu ô tô máy kéo khi phanh, sự phân bố
lực phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các điều kiện sau:
6
Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS
-Lực phanh trên các bánh xe phải và trái của 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 ô tô máy kéo bị trượt ngang; các bánh xe sau trượt có thể

làm ô tô 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).
1.2.1.3.Phân loại hệ thống phanh.
- Theo vị trí bố trí cơ cấu phanh, phanh chia ra các loại: phanh bánh xe và
phanh truyền lực.
- Theo dạng bộ phận tiến hành phanh (phần tử ma sát), phanh chia ra: phanh
guốc, phanh đĩa và phanh dải.
- Theo loại dẫn động, phân chia ra: phanh cơ khí, phanh thủy lực, phanh khí nén,
phanh điện từ và phanh liên hợp (kết hợp các loại khác nhau).
Hình 1-1 Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính
a-Phanh trống-guốc; b-Phanh đĩa; c- Phanh dải.
1.2.2.Chức năng nhiệm vụ ABS ,phân loại ABS
1.2.2.1.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).
7
a) b)
c)
Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS
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 còn lại, thông 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 còn 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 không 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).
KHÄNG COÏ ABS
COÏ ABS
Hình 1-2 Quá trình phanh có và không có ABS trên đoạn đường cong.
- 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.
- Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn, còn 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 (hình 1.2), 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 quanh giá trị λ
0
, khi đó hiệu quả phanh cao nhất
8
Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS
(lực phanh đạt giá trị cực đại do giá trị φ
max
) đồng thời tính ổn định và tính dẫn hướng
của xe là tốt nhất (φ

y
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.
Quảng đường phanh: Trong tính toán động lực học quá trình phanh, quảng đường
phanh x được xác định theo phương trình sau:
x =








−
22
2
2
0
f
p
V
V
F
M
Trong đó:
X: là quảng đường phanh.
M: là khối lượng của xe.
V

0
: là vận tốc ban đầu khi bắt đầu phanh.
V
f
: là vận tốc cuối cùng.
Ta thấy quãng đường phanh đến khi xe dừng hẳn (V
f
= 0) phụ thuộc vào vận tốc
ban đầu (V
0
), khối lượng M của xe và lực phanh F
p
. Khi lực phanh đạt cực đại thì
quảng đường phanh là ngắn nhất (xem các nhân tố khác giữ nguyên giá trị). Theo hình
1.3, nếu giữ cho quá trình phanh xảy ra ỏ vùng lân cận λ
0
thì sẽ đạt được lực phanh cực
đại, khi đó quảng đường phanh là ngắn nhất.
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 mô men quay
vòng 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 mô men quán 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 vòng của xe khi phanh,

nếu độ trượt của bánh xe cầu trước lớn hơn cầu sau dẫn đến góc lệch hướng trước lớn
9
Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS
hơn góc lệch hướng sau thì xe có xu hướng quay vòng thiếu, nếu độ trượt của bánh xe
sau lớn hơn bánh xe trước thì xe có xu hướng quay vòng thừa.
0
20
40
60
80
100
Læûc
quay
voìng
Bã täng khä
Læûc
quay
voìng
Nhæûa asphalt æåït
Tuyãút
Læûc quay voìng
Læûc phanh
Dung sai
træåüt ABS
Hình 1-3 Sơ đồ biểu diễn hệ số trượt trên các loại đường.
Tỉ số trượt: Tỉ số khác biệt giữa tốc độ xe và tốc độ bánh xe.
Tỉ số trượt = (tốc độ xe – tốc độ bánh xe).100%/tốc độ xe
Tỉ số trượt 0% là trạng thái bánh xe quay tự do không có lực cản.
Tỉ số trượt 100% là trạng thái trong đó bánh xe bị bó cứng hoàn toàn và
trượt trên mặt đường.

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. 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
10
Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS
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 φ
y
nhỏ, do đó không 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 không có
ABS).
● Đường đóng băng: hiệu quả phanh đạt khoảng 150% (tăng 50% so với không
có ABS).
Tóm lại khi có trang bị hệ thống ABS:
- Lợi về hiệu quả phanh (lực phanh lớn hơn do hệ số bám luôn ở phạm vi giá trị φ
max

).
- Lợi về tính ổn định ngang do φ
y
còn đủ lớn giúp cho xe ổn định ngang.
1.2.2.2.Phân loại ABS
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 1.4 dưới đây là sơ đồ phân loại hệ thống ABS đã được các hãng trên thế giới
chế tạo:
11
Kho sỏt h thng phanh ABS trờn xe TOYOTA VIOS
IệU KHIỉN IN Tặ
IệU KHIỉN C
O KH
NặẻA-TấCH HĩP
TấCH HĩP
KNG TấCH HĩP
4 Caớm bióỳn
2 Doỡng
4 Caớm bióỳn
4/3 Doỡng
2 Caớm bióỳn
2 Doỡng
Họứn hồỹp
Caùc cuỷm mọtồ bồm cao aùp
vaỡ bọỹ tờch nng
Xi lanh chờnh cọứ õióứn

Piston õọỳi aùp
Bồm họửi dỏửu
Van xaớ dỏửu vóử bỗnh chổùa
Coù bọỹ khóỳch õaỷi
thuyớ lổỷc
Khọng coù trồỹ lổỷc
coù bọỹ phỏn phọỳi cao aùp
Coù trồỹ lổỷc chỏn khọng
HONDA
ALB
TEVES
MIV
BENDIX
TEVES
MK2
BOSCH 3
GIRLING
SCS
BENDIX
ADDONIX
BOSCH
2S
BOSCH
2E
Hỡnh 1.4 S phõn loi h thng ABS.
12
Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS

9
3

c)
b)
2
8
4
6
5
6
2
6
4
4
3
5
7
3
1
7
1
5
2
1
a)
Hình 1.5 Các phương pháp điều chỉnh áp suất phanh.
a- Dùng bơm hồi dầu; b- Xả dầu về đường hồi; c-Dùng piston đối áp
1- Bơm dầu; 2- Bình tích năng; 3- Xi lanh chính; 4- Van nạp; 5- Van xả;
6- Cơ cấu phanh; 7- Đường hồi dầu; 8- Van điện từ chính.
- Theo thành phần kết cấu, các ABS điều khiển điện tử chia ra:
•Loại dùng kết hợp với xi lanh chính của hệ thống phanh cổ điển (còn gọi là loại
không 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.
13
Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS
- Ngoài ra các ABS còn có thể phân loại theo số lượng cảm biến và số dòng dẫn
động điều khiển riêng rẽ.
1.2.3.Sơ đồ nguyên lý làm việc, một số sơ đồ điển hình.
1.2.3.1.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 như trên hình 1.6
gồm:
5
4
3
2
1
6
Hình 1.6 Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe.
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 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.
Để hiểu được nguyên lý làm việc của hệ thống chống hãm cứng bánh xe, ta khảo sát
quá trình phanh xe như trên hình 1.7.
14
Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS
Hình 1.7 Các lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh.
Nếu bỏ qua mômen cản lăn rất nhỏ và để đơn giản coi Z
bx
= const, thì phương trình
cân bằng mô men tác dụng lên bánh xe đối với trục quay của nó khi phanh, có dạng:
0)( =−−
t
b
bp
d
d
JMM
ω
ϕ
Ở đây:M
p
- Mô men phanh tạo nên bởi cơ cấu phanh.
M
φ
- Mô men bám của bánh xe với đường.
J
b

- Mô men quán tính của bánh xe.

b
ω
- Tốc độ góc của bánh xe.
Từ đó ta có gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh:
b
p
t
b
b
J
MM
d
d
)(
ϕ
ω
ε
−
==
Hình 1.8 Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS.
15
Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS
Sự thay đổi M
p
, M
φ
, và ε
b

theo độ trượt được thể hiện trên hình 1.8
- Đoạn O - 1 – 2 biểu diễn quá trình tăng M
p
khi đạp phanh. Hiệu (M
p
- M
φ
) tỷ lệ
với gia tốc chậm dần ε
b
của bánh xe. Hiệu trên tăng nhiều khi đường M
φ
đi qua điểm
cực đại. Do đó sau thời điểm này, gia tốc ε
b
bắt đầu tăng nhanh. Sự tăng đột ngột của
gia tốc ε
b
chứng tỏ bánh xe sắp bị hãm cứng và được sử dụng làm tín hiệu vào thứ nhất
để điều khiển làm giảm áp suất trong dòng dẫn động. Do có độ chậm tác dụng nhất
định nào đó (phụ thuộc vào tính chất hệ thống), sự giảm áp suất thực tế bắt đầu từ
điểm 2.
- Do M
p
giảm, ε
b
giảm theo và bằng không ở điểm 3 (khi M
p
- M
φ

). Vào thời điểm
tương ứng với điểm 4 – mô men phanh có giá trị cực tiểu không đổi.
- Trên đoạn từ điểm 3 đến điểm 6, mô men phanh nhỏ hơn mô men bám, nên xảy ra sự
tăng tốc bánh xe. Sự tăng gia tốc góc bánh xe được sử dụng làm tín hiệu vào thứ hai để
điều khiển tăng áp suất trong hệ thống phanh (điểm 5).
- Khi tốc độ góc bánh xe tăng lên, độ trượt giảm và bởi vậy φ và M
φ
cũng tăng lên.
- Tiếp theo, chu trình lặp lại. Như vậy, trong quá trình điều khiển, bánh xe lúc thì tăng
tốc lúc thì giảm tốc và buộc M
φ
phải thay đổi theo chu trình kín 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 1,
giữ cho độ trượt của bánh xe dao động trong giới hạn λ
1
÷ λ
2
(hình 1.9), đảm bảo cho
hệ số bám có giá trị gần với cực đại nhất.
Trên hình 1.9 là đồ thị biểu diễn quá trình thay đổi áp suất trong dẫn động và
gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh có ABS theo thời gian.
Hình 1.9 Sự thay đổi áp suất trong dẫn động (a) và gia tốc chậm dần của bánh xe
(b) khi phanh có ABS.
16
Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS
Hình 1.9a cho thấy, quá trình phanh với ABS nói chung có 3 giai đoạn (3pha): tăng
áp suất(1 >2), giảm áp suất (2 >4) và duy trì (giữ) áp suất (4 >5). ABS làm việc với
3 giai đoạn như vậy gọi là ABS 3 pha. Một số ABS có thể không có pha duy trì áp
suất- gọi là ABS 2 pha.
Với các hệ thống chống hãm cứng bánh xe hiện nay, hệ số trượt thay đổi trong
khoảng λ

1
÷ λ
2
= (15 ÷ 30)%. Tần số thay đổi áp suất trong dẫn động khí nén khoảng
(3 ÷ 8) Hz còn trong dẫn động thủy lực đến 20Hz.
Để thấy rõ vai trò của ABS có thể tham khảo số liệu trong bảng 1.1 nhận được khi
thử nghiệm xe du lịch trong hai trường hợp có và không có ABS và đồ thị quá trình
phanh trên hình 1.10; 1.11.
Bảng 1-1 Kết quả thí nghiệm khi phanh ôtô du lịch có trang bị ABS.
(mỗi bánh xe có một cảm biến và điều khiển riêng)
Loại đường
Tốc độ bắt đầu
phanh V(m/s)
Quảng đường phanh S
p
(m) Mức tăng hiệu
quả phanh (%)
Có ABS Không ABS
Đường bêtông khô
Đường bêtông ướt
13,88
13,88
10,6
18,7
13,1
23,7
19,1
21,1
Đường bêtông khô
Đường bêtông ướt

27,77
27,77
41,1
62,5
50,0
100,0
17,8
37,5

Hình 1.10 Quá trình phanh điển hình trên mặt đường trơn không có ABS.
17
Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS
Hình 1.11 Quá trình phanh điển hình của ôtô có trang bị ABS.
1.2.3.2.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.
ABS 1 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.
65
4 3 2
1
7
ECU
Hình 1.12 Sơ đồ ABS 1 kênh 1 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.
18

Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS
Sơ đồ hình 1.12 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 (tài liệu tham khảo [6]). Sơ đồ này hai
bánh sau được điều khiển chung theo modun 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.
Hình 1-13 Sơ đồ ABS 3 kênh 3 cảm biến.
Sơ đồ hình 1.13 sử dụng hai cảm biến tốc độ bánh xe đặt ở các bánh xe cầu trước và
một cảm biến tốc độ bánh xe với vòng răng cảm biến đặt trên bánh răng vành chậu của
bộ vi sai cầu sau (tài liệu tham khảo [4]).
Hình 1-14 Sơ đồ ABS 3 kênh 4 cảm biến.
19
Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS
Trên hình 1.14 là sơ đồ ABS 3 kênh có 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe và 4 van
điều khiển (tài liệu tham khảo [4]). Phương án này hai bánh trước được điều khiển độc
lập, hai bánh sau được điều khiển chung theo modul 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.
Phương án này sẽ loại bỏ được mô men quay vòng cưỡng bức trên cầu sau tính ổn
định tăng nhưng hiệu quả phanh giảm bớt. Hầu hết các xe có bánh sau chủ động và
nhiều xe bánh trước chủ động sử dụng ABS 3 kênh.
ABS 4 kênh điều khiển phanh 4 bánh xe một cách riêng biệt. Đây là hệ thống hoàn
chỉnh nhưng đắt tiền nhất và yêu cầu mỗi bánh xe phải có một cảm biến tốc độ riêng.
Hình 1-15 Sơ đồ ABS 4 kênh 4 cảm biến.
Trên hình 1.15 là sơ đồ ABS 4 kênh có 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe và 4 van
điều khiển độc lập (sử dụng phổ biến cho xe động cơ đặt trước bánh trước chủ động).
Với phương án này các bánh xe đều được tự động điều chỉnh lực phanh sao cho luôn
nằm trong vùng có khả năng bám cực đại nên hiệu quả phanh là lớn nhất. Tuy nhiên
khi phanh trên đường có hệ số bám trái và phải không đều thì mô men quay vòng
cưỡng bức lớn tính ổn định giảm.
1.3.Giới thiệu tổng quan về xe TOYOTA VIOS
Bảng 1-1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe TOYOTA VIOS

20
Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS
STT THỐNG SỐ KỸ THUẬT ĐƠN VỊ KT/TL
1 Chiều dài toàn thể mm 4300
2 Chiều dài cơ sở mm 2550
3 Chiều rộng toàn thể mm 1700
4 Chiều rộng cơ sở mm 1480
5 Chiều cao xe mm 1460
6 Khoảng sáng gầm mm 150
7 Trọng lượng đầy tải KG 1520
7 Trọng lượng không tải KG 1055-1110
8 Sức chở Người 4 người
9 Kiểu động cơ 1NZ-FE 4 xy lanh
10 Dung tích xy lanh công tác cc 1497
11 Kí hiệu lốp 185/60R15
12 Dung tích bình nhiên liệu Lít 42
13 Công suất cực đại ML/v 107/6000
14 Momen xoắn cực đại KG.m/v 14,4/4200
15 Khoảng sáng gầm mm 150
16 Bán kính quay vòng tối thiểu m 4,9
17 Phanh trước Đĩa thông gió
18 Phanh sau Đĩa
19 Hệ thống âm thanh
FM/AM,CD
player,MP3,WMA ,6 loa
20 Vỏ và mâm xe 185/60R15 Mâm đúc
21 Dung tích khoang chứa hành lý Lít 575
22 Tiêu chuẩn khí thải Euro Step 4
23 Cửa khóa điều chỉnh từ xa
24 Kính cửa sổ điều chỉnh điện

25 Chất liệu ghế Da
26 Ghế trước
Trượt và ngả
Chỉnh độ cao mặt ghế
(Ghế người lái)
27 Ghế sau Gập 60:40
28 Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS)
29 Hệ thống phân phối lực phanh điện tử (EBD)
30 Hổ trợ lực phanh khẩn cấp (BA)
31 Đèn báo phanh trên cao
32 Túi khí (người lái và hành khách phía trước)
33 Hệ thống chống trộm
21
Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS
Sơ đồ tổng thể:
1480
VIOS

2550
4300
Hình 1.16 Sơ đồ tổng thể xe TOYOTA VIOS
1.3.1.Giới thiệu về động cơ
Động cơ ô tô TOYOTA VIOS có những đặc điểm kết cấu và những thông
số kỹ thuật như sau:
Dung tích xi lanh V = 1497(cm
3
)
Tỉ số nén
ε = 10,5
Đường kính xi lanh D = 75 (mm)

Hành trình piston S = 84,7 (mm)
Momen xoắn cực đại M
e
= 144 (N.m)
Công suất động cơ N
e
= 107 mã lực
Loại động cơ: INZ-FE 4 xi lanh thẳng hàng,1.5lít hệ thống cam kép 16 van
DOHC:
-Chức năng duy tùy động cơ ở trạng thái hoạt động không cần giữ chìa
khóa ở vị trí start
-ECU động cơ tích hợp chức năng điều khiển hộp số ECT
-Hệ thống thông tin đa chiều tốc độ cao ứng dụng cho việc trao đổi thông
tin giữa ECU động cơ và ECU ở các khu vực khác
1.3.2.Hệ thống truyền lực
1.3.2.1.Ly hợp.
22
Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS
Φ
4.5
56.8
Φ
22.5
11
5 109876
4
3
21
2221
20

1918
17
1615141312
5
Hình 1-17 Kết cấu ly hợp
1-Vỏ ly hợp, 2-Bánh đà, 3-Tấm ma sát, 4-Xương đĩa ly hợp, 5-Đĩa bị động, 6-Lò xo
giảm chấn, 7 -Đòn mở, 8- Lò xo nón, 9- Vòng đẹm,10-Bu lông điều chỉnh đòn mở, 11-
Vú mỡ, 12-Trục chủ bị động, 13-Trục động, 14-Vòng răng, 15-Đinh tán, 16-Lò xo ép,
17-Ổ bi tỳ, 18-Vành trượt đỡ ổ bi tỳ, 19-Đai ốc điều chỉnh khe hở, 20-Cần đẩy, 21-
Vòng đẹm, 22-Nạng mở
Ly hợp là phần cơ cấu có nhiệm vụ cắt và nối dòng truyền lực từ động cơ đến các
bánh xe chủ động của ôtô theo yêu cầu của việc điều khiển.Sự cần thiết của ly hợp trên
ôtô là do những lý do sau:
-Khi khởi hành ôtô thay đổi từ trạng thái đứng yên sang chuyển động với một
quán tính rất lớn.Vì thế động cơ không đủ sức kéo ôtô chuyển động ngay mà phải có
ly hợp thực hiện quá trình tăng tốc từ từ.
-Khi chuyển số,tốc độ ôtô sẽ thay đổi tương ứng và tỷ số truyền được gài và có độ
chênh lệch tốc độ góc lớn giữa các phần chủ động và bị động của hộp số .Nếu không
có ly hợp tách động cơ ra khỏi hệ truyền lực thì quá trình chuyển số rất khó khăn,gây
tải trọng động và va đập mạnh.
-Khi phanh để giảm tải trọng động tác dụng lên hệ thống truyền lực cũng như ôtô
dừng lại nhanh,cũng cần có ly hợp để cắt dòng công suất từ động cơ truyền đến bánh
xe.
-Trong quá trình làm việc của ôtô,ly hợp càng cần thiết để đảm bảo cho ôtô có thể
chuyển động với vận tốc rất nhỏ và động cơ không bị chết máy khi quá tải.
23
Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS
-Nhờ sự trượt của mình ly hợp còn là cơ cấu an toàn,tránh cho hệ thống truyền lực
khỏi những tải trọng động lớn có thể xuất hiện trong vận hành
1.3.2.2.Hộp số.

Trên hệ thống truyền lực được trang bị hộp số tự động cho phép xe hoạt động tối ưu
nhất theo điều kiện đường xá và tốc độ động cơ, với bốn số tự động.

Hình 1-18 Mặt cắt của biến mô thủy lực hộp số tự động.
1-Bánh phản ứng ;2-Bánh bơm; 3-Bánh tua bin ;4-Khoá ly hợp ;5-Trục chủ động
;6-Khớp một chiều
Hộp số tự động gồm các bộ phận chính sau:
+ Bộ biến mô
+ Bộ bánh răng hành tinh
+ Bộ điều khiển thuỷ lực
+ Bộ truyền động bánh răng cuối cùng
+ Các thanh điều khiển
Hệ dẫn động: 1 cầu
Số tốc độ: 4 số
24
Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS
1.3.3.Hệ thống treo
-Hệ thống treo trước: độc lập thanh giằng Mc pherson
+ Giảm chấn trước:kết cấu mới gọn nhẹ do chỉ nối với thân xe bằng một điểm
+ Giảm chấn điều khí thấp áp N
2
,van điều khiển dầu giảm chấn tuyến tính
nhiều lớp cho tính ổn định lái cao
+ Với một loạt ưu điểm là tăng độ võng tĩnh và động của hệ thống treo, tăng độ
êm dịu chuyển động. Giảm được hiện tượng dao động các bánh xe dẫn hướng do hiệu
ứng momen con quay; tăng được khả năng bám đường, do đó tăng được tính điều
khiển và ổn định của xe.
Hình 1.19 Bộ phận dẫn hướng loại một đòn của hệ thống treo độc lập
1-Giảm chấn, 2-Dầm cầu,3-thanh ổn định
-Hệ thống treo sau: phụ thuộc với dầm cầu xoắn chữ H –Eta beam (không có thanh ổn

định)
Hình-1.20 Hệ thống treo phụ thuộc kiểu dầm xoắn chữ H –Eta beam
1-Giảm chấn, 2-Dầm cầu, Phần tử đàn hồi
25