Tổng quan về hệ thống ABS trên ô tô

1
LỜI NÓI ĐẦU
Trên ô tô, hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô đến 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 đứng yên tại chỗ trên mặt dốc nghiêng hay mặt đường ngang. Như vậy hệ thống
phanh trên ô tô là một hệ thống đặt biệt quan trọng vì nó đảm bảo cho ô tô chuyển
động an toàn với mọi chế độ làm việc. Nhờ đó có thể phát huy hết khả năng động lực,
nâng cao tốc độ và năng suất vận chuyển của ô tô.
Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô và kỹ thuật điện tử, hệ
thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS (viết tắt từ chữ tiếng anh: Anti-lock
Braking System) tích hợp các hệ thống điều tiết lực kéo ETS (viết tắt từ chữ tiếng
anh: Electronic Traction System) hệ thống chống trượt khi tăng tốc ASR (viết tắt từ
chữ tiếng anh: Acceleration Slip Regulation) hệ thống ổn định xe điều khiển bằng
điện tử ESP (viết tắt từ chữ tiếng anh: Electronic Stability Program) hệ thống hổ trợ
phanh gấp BAS (viết tắt từ chữ tiếng anh: Brake Assist) ngày càng trở nên phổ biến
và có mặt hầu hết trên các ô tô hiện đại.
Sở dĩ như vậy là do vai trò quan trọng của ABS- là một trong những hệ thống
an toàn chủ động của ô tô. Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm có thể xảy
ra khi vận hành, nhờ điều khiển quá trình phanh ô tô một cách tối ưu.
2
1. SƠ LƯỢC VỀ ABS.
1.1. Chức năng, nhiệm vụ hệ thống phanh 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 các bánh xe trước được hãm cứng 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 có thể bị hãm cứng và trượt dọc, các bánh xe

trượt lên trên đường sẽ gây mòn lốp và giảm hệ số bám. Nghiêng cứu cho thấy hệ số
bám dọc có giá trị cao nhất ( hình 1.6) khi bánh xe chịu lực dọc và trượt cục bộ trong
giới hạn hệ số trượt:
=
−
= %100
a
bba
V
rV
ω
λ
( 15 ÷ 30 ) %
Với: V
a
Tốc độ chuyển động tịnh tiến của ô tô
ω
b
Tốc độ góc của bánh xe
r
b
Bán kính lăn của bánh xe
- Còn ô tô khi phanh với tốc độ 180 km/h trên đường khô, bề mặt lốp có thể bị
mòn đi một lớp dày tới 6 mm
- Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn , mất khả năng tiếp nhận lực ngang và
không thể thực hiện quay vòng khi phanh trên một đoạn đường cong hoặc đổi hướng
để tránh ngại vật , đặc biệt trên mặt đường có hệ số bám thấp. Do đó dễ gây ra tai nạn
nguy hiểm khi phanh.
3
ϕ

x
;
ϕ
y
λ;%
ϕ
x max
ϕ
x
ϕ
y
20
0,2
40
60
80
100
0,4
0,6
0,8
Hình 1.1. Sự thay đổi hệ số bám dọc φ
x
và hệ số bám ngang φ
y
theo độ trượt tương
đối λ của bánh xe
Vì thế để đảm bảo đồng thời hiệu quả khi phanh và tính ổn định cao. Ngoài ra còn
giảm mài mòn và nâng cao tuổi thọ cho lốp, cần thiết quá trình phanh ở giới hạn bắt
đầu hãm các bánh xe, nghĩa là đảm bảo cho các bánh xe trong quá trình phanh không
bị trượt lết hoàn toàn mà chỉ trượt cục bộ trong giới hạn λ=(15÷ 30)%. Đó chính là

chức năng, nhiệm vụ của hệ thống chống hãm cứng bánh xe
Để giữ cho các bánh xe không bị hãm cứng hoàn toàn khi phanh ngặt, cần phải
điều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh sao cho độ trượt của bánh xe với mặt đường
thay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị tối ưu. Các hệ thống chống hãm cứng bánh
xe khi phanh có thể sử dụng nguyên lý điều chỉnh khác nhau như:
- Theo gia tốc chậm dần của bánh xe được phanh
- Theo giá trị độ trượt cho trước
- Theo tỉ số gia tốc góc của bánh xe và gia tốc chậm dần của nó.
Như vậy hệ thống chống hãm cứng bánh xe là một trong những hệ thống an toàn
chủ động của ô tô hiện đại.Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm nhờ điều
khiển quá trình phanh một cách tối ưu.
Các hệ thống chống hãm cưng bánh xe được nghiên cứu ở Đức ngay từ những
năm đầu thế kỷ 20. Tiếng Đức lúc đó gọi là anti-blockier system viết tắt là A.B.S,
sau này tiếng Anh gọi là antilock bracking system viết tắt là abs.
4
1.2 Nguyên lý làm việc chung của hệ thống ABS.
Hệ thống chống hãm cứng bánh xe thực chất là một bộ điều chỉnh lực phanh có
mạch liên hệ ngược. Sơ đồ khối điển hình của một hệ thống phanh ABS có dạng như
trên hình 1.3 gồm:
- Bộ phận cảm biến 1, bộ điều khiển 2, bộ phận chấp hành hay cơ cấu thực
hiện 3, nguồn năng lượng 4.
- Bộ phận cảm biến 1 có nhiệm vụ phản ánh sự thay đổi các thông số được
chọn để diều khiển (thường là tốc độ góc hay gia tốc chậm dần của bánh xe hoặc giá
trị độ trượt) và tín hiệu đến bộ điều khiển 2. Bộ phận 2 sẽ xử lý tín hiệu và truyền
lệnh đến cơ cấu thực hiện 3 để tiến hành tăng hoặc giảm 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 nguyên lý làm việc của hệ thống chống hãm cứng bánh xe, ta khảo sát

quá trình phanh bánh xe như trên hình 1.3.
6
1
2
3
4
5
Hình 1.3. 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- Xi lanh chính hoặc tổng van khí nén; 6- Xi lanh bánh xe hoặc bầu phanh.
5
Nếu bỏ qua mô men cản lăn rất nhỏ và để dơn 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:
M
p
- M
φ
– J
p
(
dt
d
b
ω
) =0
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
ω
b
- Tốc độ góc của bánh xe
b
p
b
b
J
MM
dt
d
)(
ϕ
ω
ε
−
==
ϖ
M
j
=j
b
(d

ϖ
b/
dt)
M
p
Z
bx
P
ϕ
G
bx
Hình 1.4. Các lực tác dụng lên bánh xe khi phanh.
Sự thay đổi M
p
, M
φ
và ε
b
theo độ trượt thể hiện trên hình 1.5:
λ
M
ε
b
o
λ1
λ2
M
p
M
ϕ

1
2
3
45
6
Hình 1.5. Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS
6
- Đoạn O – 1 – 2 biểu diễn qua quá trình tăng M
p
khi đạp phanh. Hiệu (M
p
-
M
φ
) tỉ 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 ε
b
làm giảm áp suất trong dẫn động. Do có sự chậm tác dụng nhất định nào
đó (phụ thuộc tính chất hệ thống) sự giảm áp suất thực tế bắt đầu từ điểm 2.
- Do M
p
ε
b

giảm theo và bằng 0 ở điểm 3. 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, nếu
xảy ra sự tăng tốc bánh xe. Sự tăng gia tốc góc được sử dụng làm tín hiệu vào thứ hai
để điều khiển tăng áp suất tổng hệ thống phanh (hình 1.5).
- Khi tốc độ bánh xe tăng lên, độ trượt giảm vì vậy φ cũng như M
φ
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 hay 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 1.5)
đảm bảo hệ số bám có giá trị gần với cực đại nhất.
Trên hình 1.6 là đồ thị biểu diễn quá trình thay đổi áp suất trong dẫn động
phanh và gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh có ABS theo thời gian.
Pbd; P
t
P1
P2
1
2
3
4
5
6

Pbd
6
5
4
3
2
1
t
εb
a) b)
Hình 1.6. Sự thay đổi áp suất trong dẫn động
(a) và gia tốc chậm dần bánh xe (b) khi phanh có ABS
Hình 1.6 cho thấy quá trình phanh ABS nói chung có 3 giai đoạn ( 3 pha ): tăng
áp suất ( 1-2 ) giảm áp suất (2-4 ) và duy trì áp suất (4-5 ). ABS làm việc với 3 giai
7
đoạn như vậy gọi là ABS 3 pha . một số ABS 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
phạm vi λ
1
÷ λ
2
= (10 ÷ 30 )%. Tần số thay đổi áp suất trong dẫn động khí nén khoảng
3 ÷ 8 Hz còn trong dẫn động thuỷ lực đến 20 Hz.
Để thấy rỏ hơn vai trò của ABS có thể tham khảo số liệu trong bảng 1.1 nhận
được khi thử nghiệm xe du kịch trong hai trường hợp có và không có ABS và đồ thị
quá trình phanh trên hình 1.7, hình 1.8
Bảng 1.1. Kết quả thí nghiệm khi phanh ô tô du lịch có trang bị ABS
(mỗi bánh xe có một cảm biến và điều khiển riêng).
Loại đường Tốc độ bắt

dầu phanh
Quãng đường phanh S
p
(m) Mức tăng hiệu
quả phanh (%)
Có ABS Không ABS
Đường bê tông khô
Đường bê tông ướt
13,88
13,88
10,6
18,6
13,1
23,7
19,1
21,1
Đường bê tông khô
Đường bê tông ướt
27,77
27,77
41,1
62,5
50
100
17,8
37,5
Hình 1.7. Quá trình phanh điển hình trên mặt đường trơn.
8
Hình 1.8. Quá trình phanh điển hình của ô tô trang bị ABS.
1.3. Phân loại hệ thống phanh ABS.

Mặc dù có chung nguyên lý làm việc, nhưng các ABS được thiết kế theo nhiều sơ
đồ kết cấu và biện pháp điều chỉnh áp suất khác nhau. Trên hình 1.9a là sơ đồ phân
loại hệ thống ABS đã được các hãng trên thế giới chế tạo.
Theo phương pháp điều khiển, ABS có thể chia thành 2 nhóm lớn: Điều khiển
bằng cơ khí và điều khiển bằng điện tử.
9

IệU KHIỉN IN Tặ
IệU KHIỉN
C KHấ
KHNG TấCH HĩP
TấCH HĩP
NặA TấCH HĩP
4 caớm bióỳn
2 doỡng
4caớm bióỳn
4
3
doỡng
2 caớm bióỳn
2 doỡng
Xi lanh chờnh
cọứ õióứn
caùc cuỷm mọ tồ
bồm cao aùp
vaỡ bọỹ tờch nng
Họựn hồỹp
Piston õọỳi aùp
Bồm họửi dỏửu
Van xaớ dỏửu vóử bỗnh chổùa

Coù trồỹ lổỷc
chỏn khọng
Khọng coù trồỹ lổỷc
Coù bọỹ phỏn phọỳi
cao aùp
Coù bọỹ khuyóỳch õaỷi
thuyớ lổỷc
HONDA
ABL
BOSCH
2E
TEVES
MIV
BENDIX
TEVES
MK II
BOSCH
3
BOSCH
2S
BENDIX
ADDONIX
GIRLING
SCS
Hỡnh 1.9a. S phõn loi h thng phanh ABS.
Theo thnh phn kt cu, ABS cú th chia ra:
- Loi dựng kt hp vi xi lanh chớnh ca h thng phanh c in (cũn gi l
loi khụng tớch hp )
- Loi bỏn tớch hp
10

- Loại tích hợp
Theo phương pháp diều chỉnh áp suất, chia ra:
- Dùng bình tích năng và bơm hồi dầu
- Dùng van xả dầu về bình chứa
- Dùng piston đối áp
Ngoài ra ABS còn có thể phân loại theo số lượng cảm biến và số dòng dẫn động
kiểu riêng rẽ.
Hình 1.9b. 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.
11
2. HỆ THỐNG CHỐNG HÃM CỨNG BÁNH XE ABS KẾT HỢP CÁC HỆ
THỐNG ETS/ASR, ESP TRÊN Ô TÔ MERCEDES- BENZ C240.
Trên ô tô Mercedes-Benz C240 được trang bị hệ thống chống hãm cứng bánh xe
ABS kết hợp với các hệ thống điều tiết lực kéo, chống trượt quay ETS/ASR
(Electronic Traction System/Acceleration Slip Regulation), hệ thống hỗ trợ phanh
khẩn cấp BAS (Brake Assist) và hệ thông ổn định xe khi quay vòng được điều khiển
bằng điện tử ESP (Electronic Stability Program), do hãng BOSCH chế tạo.
2.1. Hệ thống phanh trang bị ABS (Anti-Lock Bracking System).
8
7
6
1
11
5
9
3
2
10

4
Hình 2.1. Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh trang bị ABS trên ô tô C240.
1- Xi lanh chính; 2- Mô tơ bơm thuỷ lực; 3- Bình tích năng; 4- Khối thuỷ lực; 5-
Khối điều khiển điện tử ABS; 6- Đèn báo sự cố ABS; 7, 8, 9, 10- Cảm biến tốc độ
bánh xe; 11- Công tắc hành trình bàn đạp phanh.
Hệ thống chống hãm cứng bánh xe trên ô tô C240 là loại không tích hợp dùng với
dẫn động phanh thuỷ lực được điều khiển bằng điện tử (hình 2.1). Vì vậy cấu tạo của
nó gồm:
- Hệ thống phanh chuẩn thông thường
- Khối thuỷ lực
12
- Khối điều khiển điện tử
- Các cảm biến tốc độ bánh xe.
Hệ thống ABS này ngoài chức năng chống hãm cứng bánh xe , nó còn kết hợp
thêm một số chức năng chống trượt quay, hỗ trợ phanh khẩn cấp, ổn định ô tô khi
quay vòng và nó được bổ sung vào hệ thống phanh chuẩn thông thường.
2.1.1. Hệ thống phanh chuẩn thông thường.
Hệ thống phanh chuẩn có cấu tạo gồm: Cơ cấu phanh, dẫn động phanh, xi lanh
chính và bộ trợ lực chân không.
+ Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh trên ô tô C240 là loại đĩa quay hở, má kẹp tuỳ
động- xi lanh bố trí trên má kẹp (hình 2.2)
Hình 2.2. Cấu tạo cơ cấu phanh đĩa.
1- Khớp nối dẫn hướng; 2- Ổ lăn; 3- Đĩa phanh; 4- Má phanh; 5- Moay
ơ; 7- Má kẹp.
Sơ đồ cấu tạo của cơ cấu phanh thể hiện trên hình 2.3, gồm có đĩa phanh 4 gắn với
moay ơ bánh xe, má kẹp 1 trên đó đặt các xi lanh thuỷ lực, các má phanh gắn tấm ma
sát đặt hai bên đĩa phanh. Khi đạp phanh piston 2 của xi lanh thuỷ lực đặt trên má kẹp
1 sẽ ép các má phanh 5 tỳ sát vào đĩa phanh 4, phanh bánh xe lại .
13
3

4
5
2
1
Hình 2.3. Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tuỳ động.
1- Má kẹp; 2- Piston; 3- Chốt dẫn hướng; 4- Đĩa phanh; 5- Má phanh
Kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tuỳ động có độ cứng vững thấp, khi các chốt dẫn
hướng bị biến dạng, mòn rỉ sẽ làm cho các má phanh mòn không đều, hiệu quả phanh
giảm và gây rung động. Tuy vậy nó chỉ có một xi lanh thuỷ lực với chiều dài lớn gấp
đôi, nên điều kiện làm mát tốt hơn, dầu phanh ít nóng hơn, nhiệt độ làm việc có thể
giảm được 30 ÷ 50
o
C. Ngoài ra nó còn cho phép dịch sâu cơ cấu phanh vào bánh xe.
Nhờ đó giảm được cánh tay đòn tác dụng của lực cản lăn đối với trụ quay đứng của
bánh xe dẫn hướng.
- Đĩa phanh được đúc bằng gang, đĩa có xẻ rảnh thông gió.
- Má kẹp được đúc bằng hợp kim nhôm. Để tăng tính chống mòn và giảm ma
sát, bề mặt làm việc của xi lanh được mạ một lớp Crôm.
- Các thân má phanh: chỗ mà piston ép lên được chế tạo bằng thép lá.
Qua phân tích nguyên lý làm việc và đặc điểm kết cấu , ta thấy phanh đĩa có các
ưu điểm so với phanh trống guốc như sau:
- Có khả năng làm việc với khe hở nhỏ từ 0,05 ÷ 0,15 mm nên rất nhạy, giảm
được thời gian chậm tác dụng và cho phép tăng tỉ số truyền dẫn động.
- Áp suất phân bố đều trên bề mặt má phanh , do đó má phanh mòn đều.
- Bảo dưỡng đơn giản do không phải điều chỉnh khe hở.
14
- Lực ép tác dụng theo chiều trục tự cân bằng nên cho phép tăng giá trị của
chúng để đạt hiệu quả phanh cần thiết mà không bị giới hạn bởi điều kiện biến dạng
của kết cấu. Vì thế phanh đĩa có kích thước nhỏ gọn và dễ bố trí trong bánh xe.
- Hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay và ổn định hơn.

- Điều kiện làm mát tốt hơn.
Tuy vậy, phanh đĩa còn có một số nhược điểm hạn chế sử dụng của nó là:
- Nhạy cảm với bụi bẩn và khó làm kín.
- Các đĩa phanh loại hở dễ bị ô xy hoá, bị bẩn làm các má phanh mòn nhanh.
- Áp suất làm việc cao nên các má phanh dễ bị nứt, xước.
- Thường phải sử dụng bộ lực chân không để tăng lực dẫn động, nên khi động
cơ không làm việc, hiệu quả dẫn động phanh thấp và khó sử dụng chúng để làm
phanh dừng.
+ Dẫn động phanh: Dẫn động phanh trên ô tô C240 là dẫn động phanh thuỷ lực
có trợ lực chân không, với loại dẫn động phanh này có những ưu điểm là:
- Độ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ.
- Luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe và áp suất trong dẫn động chỉ
đồng thời tăng lên khi tất cả các má phanh đã áp sát vào đĩa phanh.
- Có hiệu suất cao (η = 0,8 ÷ 0,9).
- Kết cấu đơn giản, kích thước, khối lượng, giá thành nhỏ.
- Có thể dùng trên nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh.
Tuy nhiên hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực còn có những nhược điểm là:
- Yêu cầu độ kín khít cao. Khi có một chỗ bị rò rỉ thì cả dòng không dẫn động
được.
- Sự dao động áp suất của chất lỏng làm việc có thể làm cho các đường ống bị
rung động và mô men phanh không ổn định.
- Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp.
Bộ trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợi dụng độ chân không trong đường
nạp của động cơ để tạo lực phụ, tác dụng lên dẫn động phanh hỗ trợ cho người lái.
15
1
10
11
14
13

12
2
3
4
6
5
8
7
9
15
BA
thông sô?
Hình 2.4. Sơ đồ nguyên lý dẫn động phanh thuỷ lực trợ lực chân không.
1,3- Dòng dầu dẫn động phanh; 2- Xi lanh chính; 4- Van chân không;
5- Lọc không khí; 6- Bàn đạp phanh; 7- Cần; 8- Van không khí; 9-
Vòng cao su; 10-Màng; 11- Bộ trợ lực chân không; 12- Động cơ.
Trên hình 4.5 là sơ đồ nguyên lý dẫn động phanh thuỷ lực có trợ lực chân không.
Bầu trợ lực chân không 11 có hai khoang A và B và được tách bởi màng 10. Van
chân không 4 làm nhiệm vụ: nối thông hai khoang A và B khi nhả phanh và cắt
đường thông giữa chúng khi đạp phanh. Van không khí 8 làm nhiệm vụ: cắt đường
thông của khoang A với khí quyển khi nhả phanh và mở đường thông của khoang A
với khí quyển khi đạp phanh. Vòng cao su 9 là cơ cấu tỷ lệ: làm nhiệm vụ đảm bảo sự
tỷ lệ giữa lực bàn đạp và lực phanh.
Khoang B của bầu trợ lực luôn được nối thông với đường nạp của động cơ 12 qua
van một chiều vì thế thường xuyên có áp suất chân không. Khi nhả phanh: van chân
không mở do đó khoang A sẽ thông với khoang B qua van này và có cùng áp suất
chân không. Khi phanh: người lái tác dụng lên bàn đạp đẩy cần 7 dịch chuyển sang
phải làm van chân không 4 đóng lại cắt đường thông hai khoang A và B, còn van
không khí 9 mở ra cho không khí qua phần tử lọc 5 di vào khoang A. Độ chênh lệch
áp suất giữa hai khoang A và B sẽ tạo nên một áp lực tác dụng lên màng của bầu trợ

16
lực, qua đó tạo nên một lực phụ hỗ trợ cùng người lái tác dụng lên các piston trong xi
lanh chính 2, ép dầu theo các ống dẫn (dòng 1 và 3) đi đến các xi lanh bánh xe để
thực hiện quá trình phanh. Khi lực tác dụng lên màng 10 tăng thì biến dạng của vòng
cao su 9 cũng tăng theo làm cho piston hơi dịch về phía trước so với cần 7 làm cho
van không khí 8 đóng lại, giữ độ chênh áp không đổi tức lực trợ lực không đổi. Muốn
tăng lực phanh người lái phải tiếp tục đạp manh hơn, cần 7 lại dịch chuyển sang trái
làm van không khí 8 mở ra cho không khí đi thêm vào khoang A. Độ chênh áp lại
tăng lên, vòng cao su 9 biến dạng nhiều hơn làm piston hơi dịch về phía trước so với
cần 7 → van không khí 8 lại đóng lại đảm bảo cho độ chênh áp hay trợ lực không đổi
và tỷ lệ với lực bàn đạp. Khi phanh cực đại thì van không khí 8 mở hoàn toàn và độ
chênh áp hay trợ lực cũng đạt giá trị lớn nhất.
+ Xi lanh chính. Là bộ phận quan trọng nhất không thể thiếu trong dẫn động
thủy lực. Nó có nhiệm vụ:
- Tạo áp suất làm việc hay áp suất diều khiển cần thiết
- Đảm bảo lượng dầu cung cấp cho toàn bộ hay một phần của hệ thống phanh.
1
3
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

18
Hình 2.5. Kết cấu xi lanh chính trên ô tô C240.
1, 5- Lò xo; 2, 6- Phớt cao su; 3- Piston số 2; 4- Vòng su làm kín; 7- Piston số 1; 8-
Vít; 9- Cốc Chặn lò xo; 10- Công tắc đèn báo dầu phanh; 11- Phao; 12- Đầu nối điện;
17
13- Nam châm; 14- Vách ngăn; 15- Đệm làm kín; 16- Lỗ thông; 17- Lỗ bù; 18- Dãy
lỗ trên đầu piston.
Xi lanh chính trên ô tô C240 là loại xi lanh chính kép.
- Khi không đạp phanh, phớt cao su của piston 1 và 2 nằm giữa lỗ thông và lỗ
bù, do đó khoang dầu của xi lanh chính và bình dầu thông nhau. Piston số 2 bị lực lò
xo hồi vị 1 đẩy sang phải và tỳ vào bu lông hãm.
- Khi đạp phanh, piston của xi lanh số 1 dịch sang trái bịt kín lỗ bù do đó ngắt
đường thông giữa xi lanh và bình chứa dầu. Nếu piston tiếp tục dịch chuyển , áp suất
dầu bên trong xi lanh sẽ tăng lên, áp suất này tác dụng lên xi lanh bánh xe sau đồng
thời tác dụng lên piston số 2 làm cho piston số 2 dịch chuyển sang trái. Tương tự như
piston số 1, khi piston số 2 dịch chuyển sang trái, áp suất dầu trong khoang xi lanh
cũng tăng lên và tác dụng lên xi lanh bánh xe trước.
- Khi nhả bàn đạp phanh, các piston bị áp suất dầu và lò xo đẩy về vị trí ban
đầu. Tuy nhiên do dầu từ xi lanh bánh xe không chảy về ngay lập tức, nên áp suất dầu
trong xi lanh chính giảm nhanh trong một thời gian ngắn, do đó dầu trong bình chứa
chảy vào xi lanh qua lỗ bù và nhiều lỗ nhỏ quanh đỉnh piston qua quanh chu vi của
phớt cao su. Sau khi piston trở về vị trí ban đầu, dầu từ xi lanh bánh xe dần dần hồi
về bình chứa qua xi lanh chính và qua lỗ bù.
Bình chứa dầu có trang bị bộ phận báo mức dầu. Trong trường hợp mức dầu giảm
thấp, bộ phận này sẽ cho bật đèn sang trên bảng điều khiển. Nguyên lý làm việc của
bộ phận báo mức dầu như trên hình 4.5. Nó gồm nam châm vĩnh cửu (13) gắn trên
chiếc phao (11), tùy theo mức dầu trong bình chứa, các nam châm vĩnh cửu sẽ tác
dụng lực từ làm đóng hay nở tiếp điểm dạng lá mỏng đàn hồi của công tắc (10).
- Nếu mức dầu đạt cực đại: phao (11) được đẩy lên trên, do đó nam châm (13)
sẽ không tác dụng lực từ lên tiếp điểm của công tắc (10) → tiếp điểm cắt mạch →

đèn báo không sáng.
- Nếu mức dầu giảm dưới mức qui định: phao hạ thấp → nam châm sẽ tác
dụng lực từ làm mở tiếp điểm của công tắc (10) → công tắc đóng mạch → đèn báo
thiếu dầu được bật sáng trên bảng đồng hồ.
+ Bầu trợ lực chân không có bổ sung hỗ trợ phanh khẩn cấp trên ô tô C240.
18
Trong trường hợp phanh khẩn cấp do gặp chướng ngại vật đột ngột, người lái
xe- đặc biệt là những người thiếu kinh nghiệm thường hoang mang, phản ứng không
kịp thời nên đạp chân lên bàn đạp phanh không đủ mạnh, do đó không tạo đủ lực
phanh để dừng xe, đồng thời lực tác dụng của người lái xe lên bàn đạp phanh cũng
yếu dần trong quá trình phanh, làm lực phanh giảm đi.
Do đó trên ô tô C240 sử dụng một hệ thống trợ lực phanh khẩn cấp BAS để hỗ trợ
cho người lái trong trường hợp phanh khẩn cấp. Bằng cách nhận biết tốc độ dịch
chuyển của hành trình màng trong bộ trợ lực, hệ thống BAS sẽ cung cấp thêm một
lực phanh lớn hơn nhiều so với lực phanh của người lái tạo ra để dừng xe.
Trên hình 2.6 là đồ thị so sánh lực phanh tạo ra trong hai trường hợp có và không
có trợ lực phanh khẩn cấp.
Hình 2.6. Đồ thị so sánh lực phanh khi có và không có trợ lực phanh khẩn cấp.
Hệ thống BAS được thiết kế trên cơ sở kết hợp với hệ thống ABS. Trên cơ sở của
hệ thống ABS, hệ thống BAS có bổ sung một cảm biến hành trình màng và van chân
không được điều khiển bằng điện từ vào trong bầu trợ lực chân không (hình 2.9).
Hình 2.7. Sơ đồ khối hệ thống ABS/BAS
Lực phanh
Không có trợ lực
phanh khẩn cấp
Có trợ lực phanh
khẩn cấp
Thời gian
O
Khối thuỷ lực ABS

- Các van điện từ
- Bơm thuỷ lực áp suất
cao/ bơm hồi
Khối
điều
khiển
điện tử
ABS/B
AS
Van điện từ BAS
Cảm biến hành trình màng
Cảm biến áp suất dầu phanh
Cảm biến tốc độ bánh xe
Đèn báo BAS hoạt động
19
- Cảm biến hành trình màng của bộ trợ lực: Cảm nhận được vị trí dịch
chuyển của hành trình màng và chuyển thành tín hiệu điện truyền về cho khối điều
khiển điện tử ABS. Khối điều khiển điện tử sẽ xử lý tín hiệu và truyền tín hiệu điều
khiển đến van điện từ BAS và các van điện từ trong khối thuỷ lực ABS.
Cảm biến hành trình màng là loại cảm biến “điện thế kế điện trở”. Điện kế
gồm gồm một điện trở cố định, trên đó có một tiếp xúc điện có thể di chuyển gọi là
con chạy, con chạy này dược gắn cơ học với màng của bầu trợ lực. Giá trị của điện
trở đo giữa con chạy và một đầu của điện trở R
n
là một hàm phụ thuộc vào vị trí của
con chạy (cũng như vị trí màng của bầu trợ lực). Nếu điện trở R
n
được chế tạo đồng
nhất thì điện kế sẽ tuyến tính và tỷ lệ với vị trí của con chạy.
l

L
O
R
n
R
l
Bàng âo
Bàng tiãúp
xuïc
Con chaûy
Hình 2.8 . Sơ đồ nguyên lý làm việc cảm biền hành trình màng.
Điện trở là loại băng dẫn được làm bằng hợp kim Ni-Cu. Điện trở loại băng
dẫn được chế tạo bằng chất dẻo trộn bột dẫn điện là các hạt kim loại có kích cỡ ≈ 10
2
μm.
Các điện trở thường được chế tạo với các giá trị R
n
nằm trong khoảng từ 1 kΩ
đến 100 kΩ.
Con chạy phải đảm bảo tiếp xúc điện tốt, nghĩa là không gây nên suất điện
động tiếp xúc, điện trở tiếp xúc phải nhỏ và ổn định. Ngoài ra phải đảm bảo các tiêu
chuẩn trên trong điều kiện có dao động và tốc độ dịch chuyển lớn.
- Trong điều kiện phanh bình thường, hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp không
làm việc, lúc đó bầu trợ lực phanh khẩn cấp làm việc như một bầu trợ lực chân không
thông thường (hình 2.7).
20
- Hệ thống hỗ trợ phanh gấp BAS làm việc khi khối điều khiển của nó nhận các
tín hiệu từ cảm biến tốc độ bánh xe, cảm biến hành trình màng, cảm biến áp suất dầu
phanh ở khối thuỷ lực. Nếu áp suất phanh đạt 5 bar và màng của bầu trợ lực dịch
chuyển được 5mm và tốc độ của ô tô lớn hơn 8 km/h thì khối điều khiển điện tử sẽ

truyền tín hiệu đến van điện từ 6 hút piston van điện từ (10) đẩy cần (9) đi tới để hỗ
trợ thêm lực phanh cho người lái, đồng thời khối điều khiển điển tử kích hoạt các van
điện từ trong khối thuỷ lực và điều khiển bơm áp suất cao làm việc, cung cấp dòng
chất lỏng cao áp đến dẫn động phanh (hình 2.9).

12
13
11
10
9
8
6
5
3
7
4
B
A
Hình 2.9. Bầu trợ lực chân không bổ sung hỗ trợ phanh khẩn cấp trên ô tô C240.
A- Khoang trước bầu trợ lực nối thông với đường nạp động cơ; B- Khoang sau bầu
trợ lực; 1- Bộ trợ lực chân không; 2- Đầu nối giữa bầu trợ lực với màng; 3- Màng; 4,
7- Đường thông giữa hai khoang A, B và thông với không khí; 5- Van chân không; 6-
Van không khí; 8- Van điện từ; 9- Vòng cao su; 10- Cảm biến hành trình màng; 11-
Vòng cao su tỷ lệ; 12- Cần đẩy; 13- Piston van điện từ.
21
2.1.2. Cấu tạo hệ thống ABS trên ô tô C240.
Sơ đồ cấu tạo của ABS như trên hình 2.1, cấu tạo của nó gồm:
- Khối thuỷ lực.
- Khối điều khiển điện tử.
- Các cảm biến tốc độ bánh xe.

a. Khối thuỷ lực: Bao gồm các van thuỷ lực điều khiển bằng điện tử, bơm thủy
lực có nhiệm vụ bơm hồi dầu từ bình tích năng về bình chứa dầu. Khối thủy lực có
nhiệm vụ điều chỉnh áp suất khối dẫn động phanh theo tín hiệu điều khiển từ khối
điều khiển điện tử, để tránh không cho các bánh xe hãm cứng khi phanh.
Hình 2.10. Khối thuỷ lực/ Khối điều khiển điện tử trên ô tô C240.
m1- Mô tơ, bơm cao áp; 3- Bình tích năng; A7/3- Khối van điện từ;
n1- Khối điều khiển điện tử ABS/ASR/ESP
+ Bơm thuỷ lực: là nguồn tạo chất lỏng cao áp cung cấp cho toàn bộ hệ thống.
Bơm thủy lực trên ô tô C240 là loại bơm một piston đẩy.
22
A
A-A
A
10
11
9
7
6
5
4
3
2
1
8
Hình 2.11. Bơm piston.
1- Xi lanh; 2- Lỗ nạp; 3- Lỗ thoát; 4, 5, 6- Van một chiều; 7- Lò xo; 8- Cam lệch tâm;
9- Piston; 10- Con đội; 11- Trục dẫn động
Bơm một piston đẩy (hình 2.11) gồm có: mô tơ điện làm quay cam lệch tâm, cam
lệch tâm dẫn động piston chuyển động tịnh tiến lên, xuống.
- Khi piston đi xuống → van một chiều (6) mở ra do độ chênh áp giữa buồng

trên và dưới van một chiều (6) → dầu được nạp váo thể tích buồng trên van một
chiều (6) .
- Khi piston đi lên → van một chiều 6 đóng lại → áp suất dầu ở buồng trên
van 6 tăng lên, chất lỏng bị nén lại do đó đảy van một chiều (2) mở ra → chất lỏng
qua van một chiều (2) đến cửa ra của bơm.
23
+ Bỡnh tớch nng: Bỡnh tớch nng lm nhim v tớch cha du cao ỏp v np cho
h thng khi cn thit:
- Nú cho phộp dng mt bm cú cụng sut yu hn v gim thi gian lm vic
ca mụ t in.
- B tớch nng cú dng hỡnh cu c chia thnh 2 phn nh mt mng n
hi. Mt phn c np y khớ ni t, mt phn c ni vi u ra ca bm tip
nhn du.
- Ngoi nhim v tớch cha du cao ỏp v gii phúng nú khi cn thit. B tớch
nng cũn cú tỏc dng:
+ Lm gim mch ng ca lu lng ca bm v hin tng úng cc
+ Ngun d phũng cht lng cao ỏp trong trng hp phn in ca h thng
b trc trc.
1
2
3
4
5
Bỗnh tờch nng
luùc laỡm vióỷc
Bỗnh tờch nng luùc
chổa laỡm vióỷc
Hỡnh 2.12. B tớch nng thu lc
(a): Bỡnh tớch nng lỳc cha lm vic; (b): Bỡnh tớch nng lỳc lm vic
1- Ni t; 2- Mng; 3- Nỳt gia cng; 4- Bung di; 5- Bung trờn.

+ Cỏc van din t: bao gm cỏc van np, van x v van chuyn i.
- Van np (hỡnh 2.13) l loi van thng m dng van kim, cú 3 ca v 2 v trớ,
c iu khin t khi iu khin in t.
(a) (b)
24
14
13
12
10
98
7
6
5
4
3
2
1
11
B
D
C
A
Hình 2.13. Van nạp và van xả.
A-Đường dầu từ xi lang chính đến van nạp; B-Đường dầu từ van nạp đến xi lanh
bánh xe; C-Đường dầu từ bình tích năng về xi lanh chính; D- Đường dầu từ van xả
về bình tích năng; 1- Van nạp; 2, 9- Cuộn dây; 3, 13- Van kim; 4, 14,12- Lọc; 5- Đế
van; 6- Su làm kín; 7- Van một chiều; 8, 10- Lõi di động; 11- Van xả.
Nhiệm vụ của van nạp là cắt - nối đường thông giữa xi lanh chính với cá xi lanh
bánh xe tương ứng.
- Van xả (hình 2.13): là loại van thường đóng dạng van kim, có 2 cửa và 2 vị

trí và cũng được điều khiển từ khối điều khiển điện tử.
Nhiệm vụ của van xả là cắt - nối đường thông giữa các xi lanh bánh xe tương ứng
và bình tích năng.
b. Khối điều khiển điện tử : Cấu tạo của khối điều khiển điện tử trên ô tô C240
như trên hình 2.10, nó được lắp đặt bên cạnh khối thuỷ lực, kết hợp với khối thuỷ lực
25
tạo thành một khối chung và được bố trí giữa xi lanh chính và xi lanh bánh xe. Khối
điều khiển điện tử còn được gọi là khối điều khiển chống hãm cứng bánh xe khi
phanh (CAB: Control Anti-Lock Brack) hoặc mô đun điện tử điều khiển phanh
(EBCM: Electronic Brack Control Module). Đây là não bộ, máy tính hoặc trung tâm
điều khiển của mọi ABS. Khối điều khiển điện tử là một cụm độc lập không thể sửa
chữa.
Nó có nhiệm vụ:
- Theo dõi tốc độ quay của mỗi bánh xe khi phanh thông qua tín hiệu thu nhận
được từ các cảm biến tốc độ. Nếu thấy bánh xe nào đó có xu hướng bị hãm cứng, thì
nó sẽ kích hoạt ABS làm việc và cung cấp một điện áp cho các van điện từ tương ứng
lắp đặt trong khối thuỷ lực. Nhờ đó khối điều khiển điện tử có thể hiệu chỉnh được áp
suất trong dẫn động, tránh cho các bánh xe khỏi bị hãm cứng.
- Theo dõi sự làm việc của bản thân nó. Nếu có sự cố xảy ra nó sẽ tự động đưa
hệ thống chuyển sang chế độ phanh bình thường như khi không có ABS.
Khối điều khiển điện tử gồm có:
- Một bộ xử lý chính, có nhiệm vụ tính toán, kiểm tra và điều khiển toàn bộ hệ
thống. Đây là một bộ xử lý mạnh, cho phép cài đặt một chiến lược xử lý thích ứng với
các điều kiện khác nhau của mặt đường và có thể thực hiện thử kiểm tra trực tiếp hay
gian tiếp toàn bộ hệ thống.
- Một bộ xử lý thứ hai yếu hơn, có nhiệm vụ kiểm tra sự phù hợp của các tín
hiệu do bộ xử lý chính phát ra hay nhận được.
Khi 2 bộ xử lý nhận được một thông tin vào như nhau, thì sau khi xử lý chúng
phải tạo ra các tín hiệu bên trong và bên ngoài giống nhau.
Các bộ vi xử lý liên tục so sánh các tín hiệu này. Nếu phát hiện thấy có sự sai

lệch → khối điều khiển điện tử sẽ cho ngừng hoạt động của ABS để đảm bảo cho hệ
thống phanh làm việc như một hệ thống phanh chuẩn bình thường.
Trên hình là lược đồ đơn giản minh hoạ cấu tạo và sự hoạt động bên trong của
khối điều khiển điện tử.