Thiết kế hệ thống phanh xe thủy lực xe 5 chỗ xây dựng bài giảng điện tử về hệ thống TCS trên ô tô

LỜI NÓI ĐẦU
Giao thông vận tải chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân,
đặc biệt là đối với các nước có nền kinh tế phát triển. Có thể nói rằng mạng
lưới giao thông vận tải là mạch máu của một quốc gia, một quốc gia muốn
phát triển nhất thiết phải phát triển mạng lưới giao thông vận tải.
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nghành ôtô ngày càng phát
triển hơn. Khởi đầu từ những chiếc ôtô thô sơ hiện nay nghành công nghiệp
ôtô đã có sự phát triển vượt bậc nhằm đáp ứng những yêu của con người.
Những chiếc ôtô ngày càng trở nên đẹp hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, tiện nghi
hơn để theo kịp với xu thế của thời đại.
Song song với việc phát triển nghành ôtô thì vấn đề bảo đảm an toàn cho
người và xe càng trở nên cần thiết. Do đó trên ôtô hiện nay xuất hiện rất
nhiều cơ cấu bảo đảm an toàn như: cơ cấu phanh, dây đai an toàn, túi khí…
trong đó cơ cấu phanh đóng vai trò quan trọng nhất. Cho nên khi thiết kế hệ
thống phanh phải đảm bảo phanh có hiệu quả cao, an toàn ở mọi tốc độ nhất là
ở tốc độ cao; để nâng cao được năng suất vận chuyển người và hàng hoá là
điều rất cần thiết.
Đề tài này có nhiệm vụ “Thiết kế hệ thống phanh xe thủy lực xe 5 chỗ &
Xây dựng bài giảng điện tử về hệ thống TCS trên ô tô”. Sau 12 tuần nghiên
cứu thiết kế dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của thầy Trần Thanh Tùng
và toàn thể các thầy trong bộ môn ôtô đã giúp chúng em hoàn thành được đồ
án của mình. Mặc dù vậy cũng không tránh khỏi những thiếu sót chúng em
1
mong các thầy giúp chúng em tìm ra những thiếu sót đó để đồ án của chúng
em được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Thanh Tùng cùng toàn thể
các thầy trong bộ môn đã giúp chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của
mình.
2
PHẦN 1:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH THUỶ LỰC

XE 5 CHỖ
I. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH
1. Công dụng, yêu cầu, phân loại:
1.1. Công dụng:
Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của xe, dừng
hẳn hoặc giữ xe đỗ ở một vị trí nhất định.
Đối với ôtô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất,
bởi vì nó bảo đảm cho ôtô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao
được năng suất vận chuyển (tức là tăng được tốc độ trung bình của xe).
1.2. Yêu cầu:
- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng
đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm;
- Phanh êm dịu trong bất kì mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ôtô khi
phanh;
- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển
không lớn;
- Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao và phải có hai dòng độc lập đối với
phanh chính;
3
- Phân bố mô men phanh phải hợp lý dể đảm bảo tận dụng tối đa trọng lượng
bám tại các bánh xe và không xảy ra hiện tượng trượt lết khi phanh;
- Không có hiện tượng tự xiết khi phanh;
- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt;
- Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển - với lực
phanh trên bánh xe;
- Có hệ số ma sát giữa phần quay và má phanh cao và ổn định trong điều kiện
sử dụng.
1.3. Phân loại:
a. Theo công dụng:
• Hệ thống phanh chính (phanh chân);

• Hệ thống phanh dừng (phanh tay);
• Hệ thống phanh dự phòng;
• Hệ thống phanh rà hay chậm dần (phanh bằng động cơ,
thủy lực hoặc điện từ) sử dụng trên các xe cỡ lớn và trên các dốc dài;
b. Theo kết cấu của cơ cấu phanh:
• Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc;
• Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa;
c. Theo dẫn động phanh:
• Hệ thống phanh dẫn động cơ khí;
• Hệ thống phanh dẫn động thủy lực;
• Hệ thống phanh dẫn động khí nén;
• Hệ thống phanh dẫn động kết hợp thủy lực-khí nén;
• Hệ thống phanh điện hiện đây đang là xu thế của thời đại;
4
d. Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh:
Theo khả năng điều chỉnh mô men phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệ
thống phanh với bộ điều hòa lực phanh
e. Theo trợ lực
• Hệ thống phanh có trợ lực
• Hệ thống phanh không có trợ lực
f. Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh:
Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống
phanh với bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống ABS).
2. Cấu tạo chung của hệ thống phanh:
Cấu tạo Chung của hệ thống phanh trên ô tô được mô tả trên hình 1.1
Hình 1.1: Hệ thống phanh trên ô tô
5
Nhìn vào sơ đồ cấu tạo, chúng ta thấy hệ thống phanh bao gồm hai phần
chính:
- Cơ cấu phanh:

Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mô men hãm trên bánh
xe khi phanh ô tô.
- Dẫn động phanh:
Dẫn động phanh dùng để truyền và khuyêch đại lực điều khiển từ bàn đạp
phanh đến cơ cấu phanh. Tùy theo dạng dẫn động: cơ khí, thủy lực, khí nén
hay kết hợp mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau.
Ví dụ nếu đẫn động cơ khí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và các thanh
đòn cơ khí. Nếu là dẫn động thủy lực thì dẫn động phan bao gồm: bàn đạp, xi
lanh chính (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn.
2.1. Cơ cấu phanh:
Cơ cấu phanh là bộ phận sinh ra mô men phanh và chuyển động năng
của ô tô thành dạng năng lượng khác (thường chuyển thành nhiệt năng).
Trên ô tô chủ yếu sử dụng ma sát để tạo cơ cấu phanh và các loại cơ cấu
phanh thường dùng trên ô tô là cơ cấu phanh tang trống, cơ cấu phanh đĩa và
cơ cấu phanh dải.
2.1.1. Cơ cấu phanh tang trống:
Trong cơ cấu phanh tang trống thì chúng ta có nhiều loại khác nhau:
1. Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

6
Hình 1.2: Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục
Cơ cấu phanh đối xứng qua trục (có nghĩa gồm hai guốc phanh bố trí
đối xứng qua đường trục thẳng đứng) được thể hiện trên hình 1.2. Trong đó sơ
đồ hình1. 2.a là loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh, loại
này hay sử dụng trên ôtô tải lớn; sơ đồ hình 1.2.b là loại sử dụng xi lanh thủy
lực để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này thường sử dụng trên ôtô du
lịch và ôtô tải nhỏ.
Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này là hai chốt cố định có bố trí
bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dưới,
khe hở phía trên được điều chỉnh bằng trục cam ép (hình 1.2.a) hoặc bằng cam

lệch tâm (hình 1.2.b).
Trên hai guốc phanh có tán (hoặc dán) các tấm ma sát. Các tấm này có
thể dài liên tục (hình 1.2.b) hoặc phân chia thành một số đoạn (hình 1.2.a).
Ở hình 1.2.b trống phanh quay ngược chiều kim đồng hồ và guốc
phanh bên trái là guốc xiết, guốc bên phải là guốc nhả. Vì vậy má phanh bên
guốc xiết dài hơn bên guốc nhả với mục đích để hai má phanh có sự hao mòn
như nhau trong quá trình sử dụng do má xiết chịu áp suất lớn hơn.
Còn đối với cơ cấu phanh được mở bằng cam ép (hình 1.2.a) áp suất tác
dụng lên hai má phanh là như nhau nên độ dài của chúng bằng nhau.
2.Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm
7
b
Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình 1.3. Sự
đối xứng qua tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt
guốc phanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và
chúng đối xứng với nhau qua tâm.
Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng
có bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống
phanh. Một phía của pittông luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh.
Khe hở phía trên giữa má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng cơ cấu
tự động điều chỉnh khe hở lắp trong pittông của xi lanh bánh xe. Cơ cấu phanh
loại đối xứng qua tâm thường có dẫn động bằng thủy lực và được bố trí ở cầu
trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.
3.Cơ cấu phanh guốc loại bơi
8
Hình 1.4 Cơ cấu phanh guốc loại
bơi
Cơ cấu phanh guốc loại bơi có nghĩa là guốc phanh không tựa trên một
chốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trượt (hình 1.4.b).
Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình

1.4.a); loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1.4.b).
- Loại hai mặt tựa tác dụng đơn:
Ở loại này một đầu của guốc phanh được tựa trên mặt tựa di trượt trên
phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt của pít tông. Cơ cấu
phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô
tải nhỏ.
- Loại hai mặt tựa tác dụng kép:
Ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có hai pittông và cả hai đầu của
mỗi guốc đều tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông. Cơ cấu phanh loại
này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.
4. Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hóa:
Cơ cấu phanh guốc tự cường hóa có nghĩa là khi phanh bánh xe thì
guốc phanh thứ nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai.
9
Hình 1.5 Cơ cấu phanh guốc loại tự
cuờng hoá
Có hai loại cơ cấu phanh tự cường hóa: cơ cấu phanh tự cường hóa tác
dụng đơn (hình 1.5.a); cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép (hình 1.5.b).
- Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn:
Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn có hai đầu của hai guốc phanh
được liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trượt của một cơ cấu điều chỉnh di
động. Hai đầu còn lại của hai guốc phanh thì một được tựa vào mặt tựa di
trượt trên vỏ xi lanh bánh xe còn một thì tựa vào mặt tựa di trượt của pittông
xi lanh bánh xe. Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh
và trống phanh của cả hai guốc phanh. Cơ cấu phanh loại này thường được bố
trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình.
- Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép:
Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép có hai đầu của hai guốc phanh
được tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông trong một xi lanh bánh xe.
Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô

tải nhỏ đến trung bình.
2.1.2. Cơ cấu phanh đĩa:
Cơ cấu phanh dạng đĩa có các dạng chính và kết cấu trên hình 1.6.
Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:
10
a) loại giá đỡ cố định
b) loại giá đỡ di động
Hình 1.6 Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa
- Một đĩa phanh được lắp với moayơ của bánh xe và quay cùng bánh xe;
- Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xi lanh bánh xe;
- Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn
động bởi các pittông của các xi lanh bánh xe;
Có hai loại cơ cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động.
1. Loại giá đỡ cố định (hình 1.7.a):
Hình 1.7.a Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định.
Loại này, giá đỡ được bắt cố định trên dầm cầu. Trên giá đỡ bố trí hai xi
lanh bánh xe ở hai đĩa của đĩa phanh. Trong các xi lanh có pittông, mà một
đầu của nó luôn tì vào các má phanh. Một đường dầu từ xi lanh chính được
dẫn đến cả hai xi lanh bánh xe.
2. Loại giá đỡ di động (hình 1.7.b):
11
Hình 1.7.b Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động.
Ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trên
một số chốt bắt cố định trên dầm cầu.Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trí
một xi lanh bánh xe với một pittông tì vào một má phanh. Má phanh ở phía
đối diện được gá trực tiếp lên giá đỡ.
3. Một số chi tiết trong cơ cấu phanh đĩa
a, Đĩa phanh:
Đĩa phanh thường được chế tạo bằng gang cầu hoặc gang xám, bề mặt
làm việc được mài phẳng, không được có vết xước.

Dạng đĩa phẳng chế tạo đơn giản hơn nhưng ít được dùng vì bề mặt ma
sát ở gần ổ lăn của moayơ bánh xe, gây nóng ổ lăn này làm cho việc bôi trơn ổ
này khó khăn hơn.
Dạng đĩa không phẳng được dùng nhiều hơn vì bề mặt ma sát được bố
trí xa ổ lăn của moay ơ bánh xe, hạn chế nung nóng ổ này và dễ dàng bố trí xi
lanh công tác.
Dạng đĩa không phẳng có tạo các lỗ hướng kính được dùng phổ biến vì
ngoài các ưu điểm của đĩa không phẳng ra thì đĩa phanh được làm mát tốt hơn.
12
b, Má phanh:
Má phanh gồm các tấm ma sát và xương má phanh. Tấm ma sát dầy
khoảng 9 đến 10 mm, xương má phanh là thép tấm, dày khoảng 2 đến 3 mm.
Chúng được tán vào nhau và được lắp trên giá xi lanh công tác bằng rãnh
hướng tâm và được định vị bằng các chốt định vị hoặc bằng các mảnh hãm.
Trên mỗi má phanh đều có chốt báo hết má phanh. Khi má phanh mòn hết đến
chiều dày từ 1 đến 4 mm thì chốt báo hết sẽ tiếp xúc với đĩa phanh và báo hết
má phanh.
c, Cơ cấu báo mòn hết má phanh
d, Xi lanh công tác:
Cụm xi lanh công tác của cơ cấu
phanh đĩa gồm xi lanh được chế tạo
liền với giá đỡ hoặc chế tạo rời, pít
tông, phớt làm kín và vành chắn bụi.
Phía trên xi lanh có lỗ xả không khí
trong hệ thống dẫn động.
13
e, Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh:
Cơ cấu tự
động điều chỉnh khe
hở giữa má phanh

và đĩa phanh thường
sử dụng sự biến
dạng của vành khăn
làm kín dầu.
Khi pít tông
dịch chuyển, ma sát
giữa vành khăn và pít tông lớn nên vành khăn bị biến dạng trong rãnh của
vành khăn. Khi thôi phanh, vành khăn kéo pít tông về vị trí ban đầu và hết
biến dạng. Nếu khe hở giữa má phanh và đĩa phanh lớn, vành khăn bị biến
dạng hết mức và pít tông dịch trượt so với vành khăn. Khi thôi phanh, pít tông
chỉ trở về bằng độ biến dạng của vành khăn nên pít tông có vị trí mới so với xi
lanh, đảm bảo khe hở giữa má phanh và đĩa phanh luôn không đổi.
2.2. Cơ cấu phanh dừng:
Phanh dừng được dùng để dừng (đỗ xe) trên đường dốc hoặc đường
bằng. Nói chung hệ thống phanh này được sử dụng trong trường hợp ôtô đứng
yên, không di chuyển trên các loại đường khác nhau.
Về cấu tạo phanh dừng cũng có hai bộ phận chính đó là cơ cấu phanh
và dẫn động phanh.
14
Cơ cấu phanh có thể bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của các bánh xe
phía sau hoặc bố trí trên trục ra của hộp số.
Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng hầu hết là dẫn động cơ khí
được bố trí và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và được điều khiển
bằng tay, vì vậy còn gọi là phanh tay.
Hình 1.8: Sơ đồ bố trí chung của cơ cấu phanh dừng
15
2.3. Dẫn động phanh:
2.3.1. Dẫn động phanh chính bằng cơ khí:
Hệ thống phanh dẫn động cơ khí có ưu điểm kết cấu đơn giản nhưng
không tạo được mômen phanh lớn do hạn chế lực điều khiển của người lái,

thường chỉ sử dụng ở cơ cấu phanh dừng (phanh tay).
2.3.2. Dẫn động phanh chính bằng thủy lực:
Dẫn động phanh bằng thủy lực tức là dùng chất lỏng để tạo và truyền áp
suất đến các xi lanh công tác của cơ cấu phanh để tạo lực ép má phanh vào
trống/đĩa phanh.
Dẫn động bằng thủy lực có đặc điểm là độ nhạy cao, kết cấu đơn giản
nhưng nếu không có cường hóa dẫn động lực người lái cần để điều khiển
phanh lớn hơn so với dẫn động bằng khí nén. Vì vậy hệ thống phanh dẫn động
thuỷ lực thường được sử dụng trên ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.
Ở phanh dầu lực tác dụng từ bàn đạp lên cơ cấu phanh qua chất lỏng
(chất lỏng được coi như không đàn hồi khi ép).
16
Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực bao gồm: bàn
đạp phanh, xi lanh chính (tổng phanh), các ống dẫn, các xi lanh công tác (xi
lanh bánh xe).
Trong hệ thống phanh dẫn động phanh bằng thuỷ lực tuỳ theo sơ đồ của
mạch dẫn động người ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng.
- Dẫn động một dòng (hình 1.9):
Dẫn động một dòng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính chỉ có một
đường dầu duy nhất dẫn đến tất cả các xi lanh công tác của các bánh xe. Dẫn
động một dòng có kết cấu đơn giản nhưng độ an toàn không cao. Vì một lý do
nào đó, bất kỳ một đường ống dẫn dầu nào đến các xi lanh bánh xe bị rò rỉ thì
dầu trong hệ thống bị mất áp suất và tất cả các bánh xe đều bị mất phanh.
Vì vậy trong thực tế người ta hay sử dụng dẫn động thuỷ lực hai dòng.
17
Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống dẫn động thủy lực
a b
- Dẫn động hai dòng (hình 1.10):

Hình 1.10 Dẫn động hai dòng

Dẫn động hai dòng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính có hai đường
dầu độc lập dẫn đến các bánh xe của ôtô. Để có hai đầu ra độc lập người ta có
thể sử dụng một xi lanh chính đơn kết hợp với một bộ chia dòng hoặc sử dụng
xi lanh chính kép (loại "tăng đem").
Có nhiều phương án bố trí hai dòng độc lập đến các bánh xe, ở đây giới
thiệu hai phương án tiêu biểu thường được sử dụng hơn cả, đó là sơ đồ trên
hình 1.10.a và 1.10.a.
Ở sơ đồ hình 1.10.a thì một dòng được dẫn động ra hai bánh xe cầu
trước còn một dòng được dẫn động ra hai bánh xe cầu sau. Với cách bố trí này
một trong hai dòng bị rò rỉ dòng còn lại vẫn có tác dụng. Ví dụ trên hình vẽ
khi dòng dầu ra cầu trước bị rò rỉ thì dòng dẫn ra cầu sau vẫn có tác dụng và
lực phanh vẫn xuất hiện ở hai bánh sau khi phanh.
Ở sơ đồ hình 1.10.b thì một dòng được dẫn tới một bánh xe phía trước
và một bánh xe phía sau so le nhau, còn một dòng được dẫn tới hai bánh xe so
le còn lại. Trong trường hợp này khi một dòng bị rò rỉ thì dòng còn lại vẫn có
tác dụng và lực phanh vẫn sinh ra ở hai bánh xe so le trước và sau.
18
2.3.3. Dẫn động phanh chính bằng khí nén:
Dẫn động phanh bằng khí nén tức là sử dụng năng lượng của nguồn khí
nén để tạo nên áp lực ép các guốc phanh vào trống phanh. Đặc điểm của dẫn
động phanh bằng khí nén là độ nhạy thấp hơn, phức tạp hơn nhưng do sử dụng
năng lượng của nguồn khí nén để thực hiện điều khiển cơ cấu phanh nến lực
điều khiển của người lái là không cần lớn lắm mà chỉ cần đủ để mở các van
điều khiển phân phối khí nén. Vì vậy nó thường dùng trên các ô tô cỡ lớn.
Hệ dẫn động điều khiển phanh bằng khí nén thường gồm các bộ phận
chính sau: máy nén khí, bình chứa khí nén, van phân phối, đường ống dẫn khí
nén, các xi lanh công tác (bầu phanh), bộ phận chia khí nén đến các bình chứa
của các dòng dẫn động khác nhau và các van an toàn của hệ thống. Để giảm
thời gian chậm tác dụng của cơ cấu phanh ở xa, người ta có thể bố trí các van
gia tốc.

Hình 1.11: Cấu tạo chung của dẫn động phanh khí nén
1 - máy nén khí; 2 - bầu lọc khí; 3 - bộ điều chỉnh áp suất; 4 - đồng hồ áp
suất; 5 - bàn đạp phanh; 6 - van an toàn; 7 - bình chứa khí; 8 - van phân
19
phối (tổng phanh); 9 - bầu phanh; 10 - cam phanh; 11 - lò xo cơ cấu
phanh; 12 - guốc phanh.
2.3.4. Dẫn động phanh chính bằng thủy khí kết hợp:
Dẫn động bằng thuỷ lực có ưu điểm độ nhạy cao nhưng hạn chế là lực
điều khiển trên bàn đạp còn lớn. Ngược lại đối với dẫn động bằng khí nén lại
có ưu điểm là lực điều khiển trên bàn đạp nhỏ nhưng độ nhạy kém (thời gian
chậm tác dụng lớn do khí bị nén khi chịu áp suất).
Để tận dụng ưu điểm của hai loại dẫn động trên người ta sử dụng hệ
thống dẫn động phối hợp giữa thuỷ lực và khí nén (hình 1.12).
Loại dẫn động này thường được áp dụng trên các ôtô tải trung bình và
lớn.
Hình 1.12 Sơ đồ hệ thống dẫn động thuỷ khí kết hợp
20
Van phanh
Xả ra ngoài
Bình khí
Bình
chứa dầu
Máy nén khí
Xi lanh chính
Bình
chứa dầu
Xi lanh bánh xe
Xi lanh chính
Trống
phanh

Trống
phanh
Guốc
phanh
Guốc
phanh
Bánh xe trước Bánh xe sau
Đường khí
Đường dầu
Xi lanh bánh xe
Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống bao gồm hai phần dẫn động:
- Dẫn động thủy lực: có hai xi lanh chính dẫn hai dòng dầu đến các xi lanh
bánh xe phía trước và phía sau;
- Dẫn động khí nén: bao gồm từ máy nén khí, bình chứa khí, van phân phối
khí và các xi lanh khí nén.
Phần máy nén khí và van phân phối hoàn toàn có cấu tạo và nguyên lý
làm việc như trong hệ thống dẫn động bằng khí nén.
Phần xi lanh xi lanh chính loại đơn và các xi lanh bánh xe có kết cấu và
nguyên lý làm việc như trong hệ thống dẫn động bằng thủy lực.
Đây là dẫn động thủy khí kết hợp hai dòng nên van phân phối khí là loại van
kép, có hai xi lanh chính và hai xi lanh khí.
21
II.HỆ THỐNG TCS TRÊN Ô TÔ
1. Khái niệm về TCS:
TCS ( Traction Control System) là hệ thống chống trượt quay bánh xe
trên ô tô. Hệ thống còn có tên gọi khác như ASR (Anti-slip Regulation),
ASC(Anti-slip control), TRC ( Traction Control ).
2. Tại sao cần có hệ thống TCS:
Ở đường có hệ số ma sát thấp, chẳng hạn như đường tuyết, băng, hay
đường ướt, bánh xe chủ động sẽ bị quay tại chổ nếu xe khởi hành hay tăng tốc

nhanh, làm mất mát mômen chủ động và có thể làm trượt xe. Mômen cực đại
có thể truyền đến các bánh xe được quyết định bởi hệ số ma sát giữa lốp xe và
mặt đường. Nếu có truyền mômen đến các bánh xe vượt quá mức này, nó sẽ
làm bánh xe dễ bị trượt quay. Việc đảm bảo mômen phù hợp với hệ số ma sát
trong trường hợp này đôi khi không dễ dàng đối với người lái. Ở phần lớn các
trường hợp, khi khởi hành xe đột ngột, người lái đạp chân ga quá mạnh và làm
bánh xe bị trượt quay, mất mát lực kéo và mômen.
Khi sự trượt xảy ra ,người lái xe phải cố gắng không cho việc trượt này
xảy ra ,điều này lại phụ thuộc kinh nghiệm của người lái xe .Có nhiều cách để
giải quyết vấn đề này :
+ Phải biết cách điều khiển xe để xe luôn giữ đúng hướng và không bị trượt
+ Có một hệ thống chống trượt có bộ vi xử lý thay cho suy nghĩ của con người
.
Do các lái xe không phải lúc nào cung kiểm soát được sự trượt của các
bánh xe nên phương án thứ 2 đã được các hãng nghiên cứu và phát triển, từ đó
cho ra đời hệ thống chống trượt điện tử trên ô tô.
22
3. Lịch sử phát triển của hệ thống TCS:
Trước khi xuất hiện hệ thống điều khiển lực kéo điện tử (electronic traction
control) có thể tìm thấy trên các xe cầu sau chủ động có công công suất và
momen lớn là hệ thống vi sai giới hạn trượt (limited slip differential). Hệ
thống này làm việc hoàn toàn bằng cơ khí, truyền công suất đến từng bánh sau
chủ động cung cấp lực kéo lớn nhất, nhưng cũng có một vài bánh xe bị trượt.
Genneral Motors đưa ra thị trường đầu tiên hệ thống điều khiển điện tử
(electronic traction control). Vào năm 1971, GM giới thiệu Maxtrac. Hệ thống
này có một bộ điều khiển điển tử để dò sự trượt của các bánh xe sau, và điều
chỉnh công suất của động cơ để cung cấp cho các bánh xe với lực kéo tốt nhất.
Hệ thống này là sự lựa chọn trên các ôtô hiện đại: Reviera, Estate Wagon,
Electra 225, Centurion, Lesabre family sedan…
Những đột phá về tốc độ vi xử lý, công nghệ thu nhỏ và phần mềm giúp

cho nguyên lý chống trượt được phát triển lên các mức độ cao hơn, hình thành
các hệ thống an toàn như kiểm soát độ bám đường (traction control), hệ thống
ổn định xe (stability control) và cuối cùng là hệ thống ổn định chống lật ôtô
(rollover protection system).
Nguyên lý chống trượt được khởi đầu từ hệ thống phanh chống bó cứng
(ABS). Vào giữa thập kỉ 1980, Robert Bosch GmbH, có trụ sở tại Stuttgart,
Đức – một trong những hãng sản xuất thiết bị gốc (OEM) lớn nhất thế giới
đồng thời là công ty đi đầu về công nghệ an toàn, đã tung công nghệ ABS ra
thị trường thông qua Mercedes và BMW. Mục đích của hệ thống này là phát
hiện và ngăn ngừa bánh xe bị bó cứng khi phanh, qua đó tăng khả năng bám
đường cũng như điều khiển trong trường hợp phanh gấp. ABS sẽ phát hiện
23
chuyển động trượt của bánh xe trong quá trình phanh và liên tục điều chỉnh áp
lực má phanh để đảm bảo tối đa ma sát giữa bánh xe và mặt đường.
Traction control cũng có nguyên lý hoạt động tương tự như ABS nhưng
khác ở chỗ trong khi ABS loại bỏ tình trạng bó cứng khi phanh, traction
control lại ngăn ngừa bánh xe bị trượt trong quá trình tăng tốc. Nói một cách
khác, khi ôtô tăng tốc hoặc đang chuyển động, lái xe có thể nhấn ga quá đà,
khiến bánh xe trượt tự do. Lúc này traction control do “theo dõi” vận tốc của
bánh xe, sẽ giảm công suất động cơ hoặc thậm chí kích hoạt phanh để tối ưu
hóa khả năng tiếp xúc giữa các lốp xe với mặt đường
4. Nguyên lý hoạt động:
4.1. Sơ đồ nguyên lý hoạt động:
Hệ thống điều khiển lực kéo được sử dụng phổ biến hiện nay trên phương tiện.
Thực ra là một hệ thống thủy lực điều khiển bằng điện tử được thiết kế để
chống lại sự mất lực kéo khi người lái tăng ga hay điều khiển lái quá mức.
Sự can thiệp của hệ thống điều khiển lực kéo có thể gồm một trong các
yếu tố sau:
- Làm trể hay làm gián đoạn đánh lửa ở một hay nhiều xilanh của
động cơ.

- Giảm cung cấp nhiên liệu của một hay nhiều xilanh.
- Phanh một hay nhiều bánh xe.
Đặc trưng của hệ thống điều khiển lực kéo là cùng sử dụng cơ cấu
phanh và cảm biến tốc độ với hệ thống ABS (xem hình)
24
Hệ thống TCS điều khiển phanh và bướm ga
1_cảm biến tốc độ; 2_cơ cấu phanh; 3_bộ điều chỉnh thủy lực ABS/TCS;
4_Bộ điều khiển ABS/TCS; 5_Motronic ECU; 6_bướm ga.
Khi bánh xe chủ động có xu hướng trượt, TCS điều khiển lực kéo của
phương tiện như là một hàm của độ trượt bánh xe và gia tốc bánh xe. Hệ
thống TCS là hệ thống có tính cơ động cao, được lắp đặt cùng với các thiết bị
của hệ thống phanh ABS và có những chức năng như sau:
- Khi phương tiện chuyển động, cảm biến tốc độ ở 4 bánh xe gởi các
tín hiệu đến ECU.
- Khi người tài xế đạp ga, công suất động cơ và momen xoắn hệ thống
truyền lực tăng lên, truyền xuống bánh xe chủ động làm tăng tốc ôtô.
Nếu mômen xoắn truyền đến các bánh xe chủ động vượt quá ngưỡng
làm cho ít nhất một trong các bánh xe chủ động bị trượt. Kết quả là
lực kéo của bánh xe chủ động bị giảm và phương tiện trở nên mất ổn
định, điều này TCS can thiệp và điều khiển mômen xoắn của các
25