Phân tích cơ sở lý thuyết, kết cấu và mô phỏng nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS trên ô tô Vios do Toyota sản xuất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
oo0oo



PHAN THANH BẢO
51CKOT


PHÂN TÍCH CƠ SỞ LÝ THUYẾT, KẾT CẤU VÀ MÔ PHỎNG
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS
TRÊN Ô TÔ VIOS DO HÃNG TOYOTA SẢN XUẤT



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ








Nha Trang – 2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
oo0oo



PHAN THANH BẢO
51CKOT


PHÂN TÍCH CƠ SỞ LÝ THUYẾT, KẾT CẤU VÀ MÔ PHỎNG
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS
TRÊN Ô TÔ VIOS DO HÃNG TOYOTA SẢN XUẤT



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ


CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. LÊ BÁ KHANG






Nha Trang – 2013
i
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ và tên sinh viên : Phan Thanh Bảo Lớp: 51CKOT
Chuyên ngành : Công nghệ kỹ thuật ô tô Mã ngành: D510205
Tên đề tài: “Phân tích cơ sở lý thuyết, kết cấu và mô phỏng nguyên lý hoạt động
của hệ thống phanh ABS trên ô tô Vios do hãng Toyota sản xuất”.
Số trang: 121 Số chương: 4 Số tài liệu tham khảo: 12
Hiện vật: CD – ROM chứa toàn bộ nội dung đồ án.

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
Kết luận

Nha trang, ngày… tháng…. năm 2013
Cán bộ hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)




TS. LÊ BÁ KHANG
ii
PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG LÀM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên : Phan Thanh Bảo Lớp: 51CKOT
Chuyên ngành : Công nghệ kỹ thuật ô tô Mã ngành: D510205
Tên đề tài: “Phân tích cơ sở lý thuyết, kết cấu và mô phỏng nguyên lý hoạt động
của hệ thống phanh ABS trên ô tô Vios do hãng Toyota sản xuất”.
Số trang: 121 Số chương: 4 Số tài liệu tham khảo: 12
Hiện vật: CD – ROM chứa toàn bộ nội dung đồ án.

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
Điểm phản biện
Nha Trang, ngày….tháng… năm 2013
Cán bộ phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)





Nha Trang, ngày….tháng… năm 2013
Chủ tịch hội đồng
(Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN
ĐIỂM CHUNG
Bằng số Bằng chữ




iii
Bốn năm ngồi trên ghế giảng đường đại học cũng dần trôi qua, đây thật sự là
một chặng đường dài vô cùng ý nghĩa. Tôi đã học hỏi được rất nhiều điều bổ ích từ
những người thầy, người cô để có thể trang bị cho bản thân những hành trang cần
thiết bước vào cuộc sống. Thông qua đề tài này, tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất cả
những người đã quan tâm giúp đỡ tôi trong những tháng ngày học đại học.
Đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn tất cả những thầy cô trường Đại học Nha
Trang nói chung và những thầy cô trong khoa Kỹ thuật Giao thông, Bộ môn Kỹ thuật
ô tô, Xưởng thực tập ô tô nói riêng đã dạy dỗ, dìu dắt và giúp đỡ tôi từ những ngày
đầu bước vào giảng đường đại học cho đến khi hoàn thành đề tài tốt nghiệp Đại học.
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy TS. Lê Bá Khang,
người đã trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành đề tài này. Thầy đã tận tình giúp đỡ và
truyền đạt cho tôi những kiến thức từ lý thuyết cũng như thực tế, những kinh
nghiệm từ những người đi trước. Giúp tôi củng cố những kiến thức còn thiếu sót để
có thể giải quyết những khó khăn trong quá trình thực hiện đề tài này.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn thầy Trần Ngọc Anh đã tận tình giảng dạy,
hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành phần vẽ mô phỏng nguyên lý hoạt động của hệ
thống phanh ABS trên xe Toyota Vios.
Bên cạnh đó tôi rất cảm ơn sự nhiệt tình giúp đỡ và chỉ dẫn của các chú, các anh
trong Trung tâm dịch vụ Công ty cổ phần Mai Linh Nha Trang, Công ty sửa chữa ô tô
công nghệ mới Bạn Đường, garage ông Ngọ trong quá trình khảo sát thực tế tại đây.
Qua đây, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Bố Mẹ, Anh Chị và những

người thân trong gia đình đã tạo điều kiện thuận lợi về mọi mặt và luôn động viên
tôi trong suốt khoá học.
Và cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất cả bạn bè, những người đã luôn hỗ
trợ tôi trong suốt quá trình học và thực hiện đề tài này.
Nha Trang, tháng 07 năm 2013
Sinh viên thực hiện
Phan Thanh Bảo

iv
MỤC LỤC
Trang
LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………………… 1
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ TẬP ĐOÀN TOYOTA MOTORS
CORPORATION VÀ XE TOYOTA VIOS………………………. 3
1.1. Giới thiệu về tập đoàn Toyota Motors Corporation……………………… 3
1.1.1. Thời kỳ đầu sáng lập ………………………………………….……… 4
1.1.2. Thời kỳ phát triển sau Chiến tranh…………………………………… 5
1.1.3. Thời kỳ khởi đầu sự phát triển thế giới……………………… …… 5
1.1.4. Trở thành tập đoàn toàn cầu hàng đầu trong lĩnh vực sản xuất ô tô…. 6
1.1.5. Vượt qua khủng hoảng và tiếp tục dẫn đầu………………………… 7
1.2. Giới thiệu tổng quan về xe Toyota Vios……………………………………. 12
1.2.1. Giới thiệu về động cơ……………………………………………… 15
1.2.2. Hệ thống truyền lực……………………………………………… 16
1.2.2.1. Ly hợp…………………………………………………………. 16
1.2.2.2. Hộp số………………………………………………………… 18
1.2.3. Hệ thống treo…………………………………………………………. 19
1.2.4. Hệ thống lái………………………………………………………… 21
1.2.5. Hệ thống phanh ABS………………………………………………… 21
1.2.5. Hệ thống điều hòa không khí……………………………………… 22
1.2.6. Một số thiết bị khác được trang bị trên xe………………………… 23

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS
(ANTI-LOCK BRAKING SYSTEM)…………………………… 26
2.1. Chức năng, yêu cầu và phân loại hệ thống phanh của ô tô…………………. 26
2.1.1. Chức năng của hệ thống phanh……………………………………… 26
2.1.2. Yêu cầu của hệ thống phanh………………………………………… 26
2.1.3. Phân loại hệ thống phanh………………………………………… 27
2.2. Động lực học quá trình phanh ô tô……………………………………… 29
2.2.1. Trọng lực…………………………………………………………… 29
v
2.2.2. Hợp lực phản lực vuông góc………………………………………… 29
2.2.3. Lực kéo rơ moóc…………………………………………… ………. 30
2.2.4. Lực quán tính………………………………………….…………… 31
2.2.5. Lực cản lăn………………………………………………………… 31
2.2.6. Lực cản của không khí………………………………………………. 31
2.2.7. Lực cản dốc……………………………………………………… 32
2.2.8. Lực phanh sinh ra ở bánh xe…………………… …………………. 32
2.2.9. Điều kiện đảm bảo sự phanh tối ưu…………………………………. 34
2.3. Phương trình cân bằng lực phanh………………………………………… 37
2.4. Các chỉ tiêu đánh giá tính năng phanh…………….…………….………… 39
2.4.1. Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh…………….…………………. 39
2.4.1.1. Gia tốc chậm dần khi phanh…………….…………….………. 39
2.4.1.2. Thời gian phanh…………….…………….…………….…… 40
2.4.1.3. Quãng đường phanh…………….…………….……………… 40
2.4.1.4. Lực phanh và lực phanh riêng…………….………………… 42
2.4.2. Tính ổn định khi phanh…………….……………………………… 42
2.4.3. Các biện pháp nâng cao tính năng phanh…………………………… 45
2.5. Cơ sở lý thuyết của hệ thống phanh ABS……………………………. ……. 46
2.5.1. Đặc tính của ma sát………………………………………………… 46
2.5.2. Hệ số bám…………………………………………………………… 47
2.5.3. Tác hại của trượt lết…………………………………………………. 48

2.5.4. Nguyên lý điều chỉnh……………………………………………… 49
CHƯƠNG 3. KẾT CẤU, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG
CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA VIOS… 52
3.1. Khảo sát thực tế hệ thống phanh ABS của ô tô Toyota Vios……………… 52
3.1.1. Cơ cấu phanh……………………………………………………… 52
3.1.1.1. Cơ cấu phanh trước…………………………………………. 52
3.1.1.2. Cơ cấu phanh sau………………………………………….… 54
3.1.2. Trợ lực phanh……………………………………………………… 56
vi
3.1.3. Xy lanh chính……………………………………………………… 57
3.1.4. Các cảm biến……………………………………………………… 60
3.1.4.1. Cảm biến tốc độ bánh xe………………………………………. 60
3.1.4.2. Cảm biến gia tốc………………………………… …………… 61
3.1.5. Bộ điều khiển điện tử ABS ECU (ECU: Electronic control unit) … 63
3.1.6. Bộ điều khiển thuỷ lực - điện tử (Electric-hydraulic control unit)…. 65
3.1.6.1. Van điện ba vị trí (3-Position solenoid valve)……………… 65
3.1.6.2. Bơm điện ABS…………………………………………….… 70
3.1.7. Bộ phân phối lực phanh điện tử (EBD)……………………………… 72
3.2. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh trên xe toyota vios…… 73
3.2.1. Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Vios…………………… 73
3.2.2. Nguyên lý làm việc………………………………………………… 73
3.2.2.1. Khi không đạp phanh………………………………………… 75
3.2.2.2. Khi đạp phanh hệ thống ABS chưa làm việc…………………. 75
3.2.2.3. Khi đạp phanh hệ thống ABS làm việc……………………… 76
3.2.2.4. Khi đạp phanh hệ thống chống bó cứng bị hỏng……………… 79
3.3. Mô phỏng nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS………………… 80
3.3.1. Yêu cầu và lựa chọn phương án mô phỏng………………………… 80
3.3.2. Tổng quan về phần mềm mô phỏng Flash………………………… 81
3.3.3. Tiến hành mô phỏng nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS
bằng phần mềm Flash……………………………………………… 83

3.3.3.1. Xây dựng dữ liệu đầu vào cho chương trình Flash…………… 84
3.3.3.2. Mô phỏng hệ thống phanh ABS bằng phần mềm Flash……… 86
CHƯƠNG 4. CHẨN ĐOÁN KỸ THUẬT VÀ KHẮC PHỤC HƯ HỎNG
CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS……………………………… 98
4.1. Thiết bị phục vụ chẩn đoán và tiến hành chẩn đoán kỹ thuật…………… 98
4.1.1. Khái niệm chẩn đoán kỹ thuật………………………………………. 98
4.1.2. Thiết bị phục vụ chẩn đoán hệ thống phanh ABS………………… 98
4.1.3. Tiến hành chẩn đoán kỹ thuật………………………………………. 103
vii
4.1.3.1. Phương pháp thử theo quãng đường phanh………………… 104
4.1.3.2. Sử dụng thiết bị MB 6000 đo lực phanh…………… ……… 105
4.1.3.3. Sử dụng dụng cụ quét cầm tay Scan tool……………….……. 105
4.2. Kiểm tra hệ thống ABS…………………………………………………… 106
4.3. Kiểm tra hệ thống chẩn đoán……………………………………………… 107
4.4. Kiểm tra bộ phận chấp hành………………………………………………. 113
4.5. Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe………………………………………… 114
4.6. Sửa chữa hư hỏng một số chi tiết, bộ phận chính………………………… 115
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT…………………………………………………… 119
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………… 121

viii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ABS : Anti-lock braking system (hệ thống chống bó cứng phanh).
DOHC : Double over dead camshaft (cơ cấu phối khí hai trục cam trên nắp máy).
EBD : Electronic brakeforce distribution (bộ phân phối lực phanh điện tử).
ECU : Electronic control unit (bộ điều khiển điện tử).
ETC : Electronically controlled transmission (bộ điều khiển điện tử trong hộp
số tự động).
GM : General Motors (tên của một hãng sản xuất ô tô ở Mỹ).
MB 6000 : Micro Brake 6000 (thiết bị kiểm tra lực phanh).
NUMMI : New United Motor Manufacturing Inc (tên một nhà máy sản xuất ô tô ở Mỹ).
SST : dây dẫn dùng để chẩn đoán.
TPS : Toyota Production System (hệ thống sản xuất Toyota).
VVT-I : Variable Valve Timing–intelligent (hệ thống điều khiển van nạp thông minh).
ETCS-I : Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh).

ix
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1-1. Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe Toyota vios 1.5G năm 2011…. 13
Bảng 1-2. Thông số kỹ thuật động cơ …………………………………………. 15
Bảng 2-1. Phân loại tổng quát hệ thống phanh ôtô …………………………… 27
Bảng 4-1. Kết quả thực nghiệm về quan hệ giữa tốc độ khi phanh
và quãng đường phanh đối với các loại đường ………………… 104
Bảng 4-2. Mã chẩn đoán hư hỏng hệ thống ABS …………………………… 109
Bảng 4-3. Mã chẩn đoán hư hỏng cảm biến tốc độ 112

x
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Kiichiro Toyoda, người sáng lập ra Toyota 3

Hình 1.2. Toyota A1 (bên trái) và chiếc xe tải G1 (bên phải) 4
Hình 1.3. Các nhà máy Toyota trên toàn thế giới 9
Hình 1.4. Hệ thống đại lý, chi nhánh và các trạm dịch vụ ủy quyền
chính hãng Toyota Việt Nam vào năm 2012 10
Hình 1.5. Công ty cổ phần Toyota Nha Trang 11
Hình 1.6. Xe Toyota Vios 1.5G sản xuất năm 2011 12
Hình 1.7. Thiết kế phía trước của xe Toyota Vios 14
Hình 1.8. Thiết kế bên sườn xe Toyota Vios 15
Hình 1.9. Động cơ xăng 1NZ-FE 16
Hình 1.10. Kết cấu ly hợp 17
Hình 1.11. Cần số tự động 4 cấp 18
Hình 1.12. Cấu tạo hộp số tự động 18
Hình 1.13. Sơ đồ hệ thống treo trên xe Toyota Vios 19
Hình 1.14. Bộ phận dẫn hướng loại một đòn của hệ thống treo độc lập 20
Hình 1.15. Hệ thống treo phụ thuộc kiểu dầm xoắn chữ H –Eta beam 20
Hình 1.16. Các chi tiết của hệ thống lái 21
Hình 1.17. Sơ đồ hệ thống phanh ABS ôtô Toyota Vios 22

Hình 1.18. Dây an toàn…………………………………………………….… 23
Hình 1.19. Túi khí ………………………………………………………… 23
Hình 1.20. Lốp ô tô ……………………………………………………… 24
Hình 1.21. Các thiết bị trong cabin ô tô …………………………………… 24
Hình 1.22. Hàng ghế phía sau xe …………………………………………… 25
Hình 1.23. Khoang hành lý phía sau xe …………………………………… 25
Hình 2.1. Phản lực từ mặt đường tác dụng lên bánh xe…………………… 30
Hình 2.2. Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh………… 33
Hình 2.3. Lực tác dụng lên ô tô khi phanh……………………………… 34
xi
Hình 2.4. Lực và mômen tác dụng lên ôtô trong quá trình phanh……… 38
Hình 2.5. Đồ thị chỉ sự thay đổi quãng đường phanh nhỏ nhất
theo tốc độ bắt đầu phanh v
1
và hệ số bám ϕ …………………… 41
Hình 2.6. Sơ đồ lực tác dụng lên ôtô khi phanh mà bị quay ngang …… 43
Hình 2.7. Ma sát tĩnh lớn hơn ma sát động……………………………… 46
Hình 2.8. 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 khi phanh……………… 48
Hình 2.9. Sự thay đổi các thông số M
p
, p và j khi phanh
có chống hãm cứng bánh xe ………………… 50
Hình 2.10. Sự thay đổi tốc độ góc ω
b
của bánh xe, tốc độ ôtô v và độ trượt λ

theo thời gian t khi phanh có bộ chống hãm cứng bánh xe………………… 51
Hình 3.1. Sơ đồ kết cấu và các chi tiết của cơ cấu phanh đĩa phía trước…… 52
Hình 3.2. Biến dạng đàn hồi của vòng làm kín…………………………… 54
Hình 3.3. Các chi tiết của cơ cấu phanh đĩa phía sau …………………… 55
Hình 3.4. Bầu trợ lực……………………………………………………… 56
Hình 3.5. Các chi tiết của xylanh chính……………………………………… 59
Hình 3.6. Các chi tiết của cảm biến tốc độ……………………………… 60
Hình 3.7. Vị trí cảm biến tốc độ trên bánh xe……………………………… 60
Hình 3.8. Dạng xung điện áp ở hai đầu cuộn dây cảm biến tốc độ……… 61
Hình 3.9. Cảm biến gia tốc…………………………………………………… 61
Hình 3.10. Vị trí đĩa xẻ rãnh khi giảm tốc độ ô tô………………………… 62
Hình 3.11. Bản mạch bộ điều khiển điện tử………………………………… 63
Hình 3.12. Bộ điều khiển thủy lực-điện tử………………………………… 65
Hình 3.13. Các chi tiết của van điện ba vị trí 66
Hình 3.14. Các đường dầu đến và đi từ van điện 3 vị trí 67
Hình 3.15. Vị trí tăng áp lực phanh của van điện ba vị trí 68
Hình 3.16. Vị trí giảm áp lực phanh của van điện ba vị trí 68
Hình 3.17. Vị trí giữ áp lực phanh của van điện ba vị trí 69
Hình 3.18. Mối quan hệ các yếu tố trong hệ thống phanh ABS 69
xii
Hình 3.19. Các chi tiết của bơm điện ABS 71
Hình 3.21. Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Vios 73
Hình 3.23. Sơ đồ khối giai đoạn tăng áp suất 75
Hình 3.24. Sơ đồ khối giai đoạn giảm áp suất 77
Hình 3.25. Sơ đồ khối giai đoạn giữ áp suất 78
Hình 3.26. Giao diện chính của Flash … 79
Hình 3.27. Màn hình giao diện AutoCad 2007 81
Hình 3.28. Thanh Draw… 84
Hình 3.29. Thanh Standard…………………………………………… 84
Hình 3.31. Thanh Dimension……………………………………………… …. 85

Hình 3.32. Thanh Properties…………………………………………………… 85
Hình 3.33. Thanh Object Snap………………………………………………… 85
Hình 3.34. Thanh Layers……………………………………………………… 85
Hình 3.35. Sơ đồ hệ thống phanh ABS vẽ trên AutoCad 2007………… …… 86
Hình 3.36. Chuyển định dạng ảnh trong Flash………………………… ……. 87
Hình 3.37. Xuất hình ảnh vào Flash…………………………………………. 87
Hình 3.38. Tô màu và tạo từng bộ phận thành symbol riêng lẻ……………… 88
Hình 3.39. Tạo nút nhấn……………………………………………………… 89
Hình 3.40. Tạo phim mô phỏng nguyên lý hoạt động
của hệ thống phanh ABS……………………………………….…. 91
Hình 3.41. Tạo tín hiệu báo về ECU…………………………………………. 91
Hình 3.42. Vẽ đồ thị và điều khiển chạy trong Flash……………………… 92
Hình 3.43. Câu lệnh dừng vị trí đầu tiên khi mở phim tại Frame đầu tiên…… 93
Hình 3.44. Câu lệnh trên Frame cuối cùng cho đoạn phim chạy liên tục……… 93
Hình 3.45. Lệnh đầy màn hình khi mở phim…………………………………. 94
Hình 3.46. Câu lệnh cho nút chú thích……………………………………… 94
Hình 3.47. Câu lệnh cho nút Stop…………………………………………… 95
Hình 3.48. Câu lệnh cho nút Play…………………………………………… 95
Hình 3.49. Câu lệnh cho nút Next Frame……………………………………… 96
xiii
Hình 3.51. Lệnh cho nút phanh không có ABS…………………………………. 96
Hình 3.52. Lệnh nút trang chủ………………………………………………… 96
Hình 3.52. Lệnh nút trang chủ…………………………………………………… 97
Hình 4.1. Bệ đo trọng lượng ô tô……………………………………………… 99
Hình 4.2. Bệ có tang lăn……………………………………………………… 99
Hình 4.3. Bảng đồng hồ hiển thị lực phanh……………………………………… 99
Hình 4.4. Bảng điều khiển……………………………………………………… 100
Hình 4.5. Màn hình…………………………………………………………… 100
Hình 4.6. Bộ điều khiển từ xa………………………………………………… 101
Hình 4.7. Dụng cụ quét cầm tay Scan tool…………………………………… 101

Hình 4.8. Thiết bị chẩn đoán Toyota IT2……………………………………… 102
Hình 4.9. Máy chẩn đoán ô tô Obd Code Redaer……………………………… 102
Hình 4.10. Máy chẩn đoán ô tô Iscan II wt…………………………………… 105
Hình 4.11 Giắc kiểm tra…………………………………………………….… 109
Hình 4.12 Kiểm tra cảm biến tốc độ…………………………………….…… 115

1

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay nền kinh tế thế giới 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 cùng với sự phát triển của mọi
ngành nghề thì một ngành không thể thiếu đối với đời sống và sản xuất là ngành Công
nghệ kỹ thuật ô tô cũng có sự thay đổi khá lớn, đã đạt được những thành tựu cao về
mặt khoa học kỹ thuật. Sự cạnh tranh gay gắt trên thị trường ô tô đã thúc đẩy các nhà
sản xuất đầu tư nhiều về mặt nghiên cứu các công nghệ mới cho ô tô. Điều này đã làm
cho chiếc ô tô hiện đại ngày nay được trang bị nhiều công nghệ tiên tiến dần dần đáp
ứng nhu cầu của con người về mặt tiện nghi, kinh tế, mẫu mã, giảm thiểu ô nhiễm môi
trường, … trong đó vấn đề an toàn được đặt lên hàng đầu đối với chiếc ô tô hiện đại.
Nắm bắt được vấn đề đó, các hãng sản xuất ô tô bắt tay vào nghiên cứu, ứng
dụng thành tựu khoa học kỹ thuật đã đạt được để chế tạo hệ thống phanh ABS (Anti-
lock Braking System) với tính năng ưu việt chống bó cứng bánh xe khi phanh gấp,
đồng thời tính ổn định và tính dẫn hướng của xe là tốt nhất nhằm hạn chế những tai
nạn đáng tiếc có thể xảy ra.
Vì vậy việc tìm hiểu tính năng của xe đặc biệt là hệ thống phanh ABS hết sức
cần thiết đối với một sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô. Với những kiến thức
đã học được và sự hiểu biết của bản thân, tôi nhận thấy đề tài về hệ thống phanh ABS
có ý nghĩa thực tế cao nên đã quyết định chọn và được khoa Kỹ thuật Giao thuật giao
thực hiện đề tài: “Phân tích cơ sở lý thuyết, kết cấu và mô phỏng nguyên lý hoạt
động của hệ thống phanh ABS trên ô tô Vios do hãng Toyota sản xuất” dưới sự

hướng dẫn của thầy giáo TS. Lê Bá Khang.
Nội dung đề tài bao gồm 4 chương:
Chương 1. Giới thiệu về tập đoàn Toyota Motors Corporation và xe Toyota Vios.
Chương 2. Cơ sở lý thuyết của hệ thống phanh ABS.
Chương 3. Kết cấu, nguyên lý hoạt động và mô phỏng hoạt động của hệ thống
phanh ABS trên xe Toyota Vios.
Chương 4. Chẩn đoán kỹ thuật và khắc phục hư hỏng của hệ thống phanh ABS.
2

Trong thời gian thực hiện đề tài, do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế
nên không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Tôi rất mong nhận được sự
quan tâm, giúp đỡ và đóng góp ý kiến của Quý thầy cô cùng tất cả các bạn để đề tài
của bản thân được bổ sung hoàn thiện hơn.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn thầy TS. Lê Bá Khang cùng các thầy
cô trong Bộ môn, các chú, các anh trong Trung tâm dịch vụ Công ty cổ phần Mai
Linh Nha Trang, Công ty sữa chữa ô tô công nghệ mới Bạn Đường, garage ông Ngọ
và các bạn đã giúp tôi hoàn thành đồ án này!

Nha Trang, tháng 07 năm 2013
Sinh viên thực hiện


Phan Thanh Bảo

3

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU VỀ TẬP ĐOÀN TOYOTA MOTORS CORPORATION
VÀ XE TOYOTA VIOS

1.1. GIỚI THIỆU VỀ TẬP ĐOÀN TOYOTA MOTORS CORPORATION
Khi nói đến đất nước Mặt trời mọc, người ta nghĩ ngay đến hàng điện tử và ô
tô, hai ngành công nghiệp chủ đạo góp phần tạo nên thương hiệu “made in Japan”
nổi tiếng. Với lịch sử phát triển chưa đầy một trăm năm, Toyota đã trở thành một
thương hiệu toàn cầu, là một trong những tập đoàn lớn nhất thế giới và được xếp
hạng cao trong 100 thương hiệu hàng đầu thế giới (xếp thứ 6 và thứ hạng 7 trong
các năm 2008, 2009 và xếp thứ hạng 11 trong hai năm 2010, 2011).
Ông tổ của Tập đoàn Toyota là Sakichi Toyoda, Sakichi Toyoda sinh ra trong
một gia đình thợ mộc nghèo, ông lớn lên và theo học nghề của cha, trở thành một
thợ mộc với chuyên môn là đóng các máy dệt bằng gỗ, trở thành một người thợ mộc
tài hoa của xứ sở hoa anh đào.

Hình 1.1. Kiichiro Toyoda, người sáng lập ra Toyota
Toyota là tập đoàn kinh tế lớn chịu ảnh hưởng không nhỏ của gia đình sáng
lập Toyoda. Lịch sử gia đình Toyoda và tính cách các thành viên trong gia đình,
những người có ảnh hưởng lớn đối với văn hóa Toyota cũng như việc hình thành

nên hệ thống sản xuất Toyota và gây dựng được thương hiệu Toyota như ngày nay.
Có thể tóm tắt quá trình phát triển của Tập đoàn Toyota thành 5 thời kỳ sau đây:
4

1.1.1. Thời kỳ đầu sáng lập
Toyota xuất phát từ một xưởng dệt nhỏ Toyoda Automatic Loom Works trên
mảnh đất Mikawa giàu truyền thống phấn đấu. Xưởng dệt được thành lập bởi
Sakichi Toyoda, chính là người đã phát minh ra máy dệt tự động không mắc lỗi, đã
trở thành khuôn mẫu nổi tiếng của dòng họ Toyoda. Ông đã ghi dấu ấn của mình
lên ngành công nghiệp thế giới với chiếc máy dệt thông minh nên ông muốn con
trai của ông, Kiichiro Toyoda sẽ đóng góp tên tuổi cho xã hội với việc phát triển
sản xuất một thương hiệu xe ô tô của Nhật Bản. Vì thế, năm 1929, Sakichi đã đồng
ý bán lại bản quyền sáng chế chiếc máy dệt cho công ty Platt Brothers với giá
100.000 bảng Anh. Ông đã cho Kiichiro dùng toàn bộ số tiền này để khởi tạo dây
chuyền sản xuất ô tô. Với quyết tâm và sự cần mẫn hiếm có, đúng phẩm chất đặc
thù của người Nhật Bản, cha con Toyoda vừa duy trì sản xuất máy dệt vừa âm thầm
chuẩn bị cho dây chuyền sản xuất ôtô đầu tiên của Nhật Bản.
Bắt đầu năm 1930, lần lượt từng dây chuyền sản xuất vỏ xe, gầm xe rồi động
cơ xe ôtô được gia đình Toyoda hoàn thiện. Năm 1933, Toyoda Automatic Loom
Works (nhà máy dệt tự động Toyoda) thành lập một công ty con mới chuyên sản
xuất xe hơi dưới sự lãnh đạo của Kiichiro Toyoda.
Năm 1934 chiếc xe mẫu đầu tiên ra đời và được đưa vào sản xuất đại trà vào
năm 1935 dưới tên gọi Toyota A1 cùng với đó là chiếc xe tải G1 được sản xuất
thành công vào tháng 08 năm 1935 và bắt đầu được giới thiệu trên thị trường vào
tháng 11.

Hình 1.2. Toyota A1 (bên trái) và chiếc xe tải G1 (bên phải)
5

Tháng 4 năm 1937, Toyota chính thức được đăng ký bản quyền thương mại.

Cũng trong cùng năm 1937, Công ty Motor Toyota được thành lập là công ty
độc lập và riêng biệt. Và kể từ đó, thương hiệu Toyota trở thành một trong những
biểu tượng, là niềm tự hào của mỗi người dân Nhật Bản. Mặc dù tên gia đình sáng
lập viên là Toyoda, nhưng công ty này đã được đổi tên nhằm mục đích tăng cường
sự tách biệt công việc của các sáng lập viên khỏi cuộc sống gia đình, đơn giản hóa
cách gọi tên công ty và bắt đầu tên công ty bằng một từ may mắn. Ở Nhật, từ
Toyota được coi là may mắn hơn từ Toyoda vì theo quan niệm của người Nhật số
tám đuợc coi là con số may mắn và con số tám tạo thành các nét bút để viết thành
từ Toyota trong chữ Katakana của Nhật.

1.1.2. Thời kỳ phát triển sau Chiến tranh
Thời kỳ sau Chiến tranh, may mắn vì nhà máy tại tỉnh Aichi không bị tàn phá
bởi bom đạn và được quân đội Mỹ cho phép sản xuất, Toyota bắt đầu quá trình
phục hồi của mình với dòng xe thương mại đầu tiên. Cũng trong giai đoạn này, Eiji
Toyoda (lúc bấy giờ là Tổng giám đốc Toyota, thay thế cho Kiichiro Toyoda do
cuộc khủng hoảng năm 1948) và các giám đốc của công ty thực hiện chuyến
nghiên cứu các nhà máy Mỹ trong 12 tuần để cải thiện tình hình sản xuất và cải tiến
chất lượng. Kết quả là sự hình thành và ra đời của hệ thống sản xuất Toyota (TPS -
Toyota Production System). Bắt đầu từ đây, Toyota thực sự mở ra một sự phát triển
mới và đánh dấu một giai đoạn tăng trưởng nhanh chóng. Năng suất sản xuất đã
thực sự được nâng cao và đến năm 1955, Toyota đã sản xuất được 8400 xe mỗi năm
và con số này tăng lên 600.000 xe trong năm 1965.

1.1.3. Thời kỳ khởi đầu sự phát triển thế giới
Khởi đầu cho quá trình vươn ra thế giới của Toyota bắt đầu từ năm 1958, hãng
đã xuất khẩu chiếc Land Cruiser và Toyopet sang thị trường Mỹ. Tuy nhiên lợi
nhuận thu về thì không mấy khả quan. Năm 1959, Toyota mở nhà máy tại Braxin.
Đây là nhà máy đầu tiên của hãng ngoài lãnh thổ Nhật Bản. Từ thời điểm đó,
6

Toyota duy trì một triết lý “địa phương hóa” thiết kế và khâu sản xuất để phù hợp
với điều kiện đường sá, thời tiết và kinh tế của dân cư địa phương. Toyota không
chỉ thiết kế sản xuất ô tô tại nước ngoài mà còn thử nghiệm chúng tại đó. Trong giai
đoạn từ những năm 1960 đến đầu những năm 1970, Toyota thực sự phát triển rực rỡ
với việc mở rộng các cơ sở nghiên cứu và sản xuất ra nước ngoài (Thái Lan,
Australia), ghi dấu mốc sản xuất được 10 triệu xe, dành được giải thưởng Quản lý
chất lượng Deming Prize của Nhật Bản và có mặt trên toàn thế giới cùng với sự
kiện xuất khẩu được chiếc xe thứ một triệu.
Do cuộc khủng hoảng dầu mỏ năm 1973, khách hàng ở thị trường béo bở Mỹ
bắt đầu quay sang dùng loại xe hơi nhỏ hơn ít tiêu tốn nhiên liệu. Đây là “cơ hội
vàng” cho Toyota bởi các dòng xe của Toyota đều là những dòng xe tiết kiệm nhiên
liệu và chất lượng cao. Nhờ vậy mà Toyota đã phát triển có mặt tại khắp thị trường
rộng lớn Bắc Mỹ.

1.1.4. Trở thành tập đoàn toàn cầu hàng đầu trong lĩnh vực sản xuất ô tô
Vào năm 1982, công ty Toyota Motor và Toyota Motor Sales sáp nhập thành
Tập đoàn Toyota Motor. Hai năm sau đó Toyota tham gia một liên doanh với GM
(General Motors) để vực lại NUMMI (New United Motor Manufacturing Inc), một
nhà máy sản xuất ô tô ở Fremont, bang California, nước Mỹ. Đây được coi là “sự hợp
tác lịch sử” giữa hai gã khổng lồ trong ngành sản xuất ô tô. NUMMI được coi là đã
tạo ra cuộc cách mạng trong ngành công nghiệp xe hơi tại Mỹ nhờ việc áp dụng hệ
thống sản xuất Toyota TPS. Ngoài những thành công thu được từ NUMMI, trong
năm 1989, Toyota đã tung ra thị trường dòng xe sang trọng Lexus, đánh dấu bước
phát triển mới cho Toyota, khi lần đầu tiên gia nhập vào dòng xe hơi sang trọng.
Trong giai đoạn những năm 90, Toyota ghi dấu sự phát triển vượt bậc của mình với
việc liên tục phát triển các sản phẩm mới hướng tới người tiêu dùng trẻ. Đặc biệt phải
kể tới sự ra đời của loại xe ô tô hybrid (xe kết hợp ít nhất là hai dạng máy giúp tiết
kiệm tối đa nhiên liệu), Toyota Prius là một đột phá về mặt công nghệ lúc bấy giờ.
Đồng thời, Toyota cũng lập được những kỷ lục mới như: Prius đã trở thành loại xe
7

bán chạy nhất thế giới vào năm 1997 và Toyota Corolla trở thành dòng xe bán chạy
nhất trên thế giới với doanh số bán hàng lên đến hơn 30 triệu chiếc.
Vào năm 2002, Toyota gia nhập nhóm Công thức một (Formula One). Cũng
trong thời gian này, Toyota đã thử nghiệm thành công phiên bản mới của xe RAV4
sử dụng pin nhiên liệu hydro.
Trong năm 2005, Toyota sản xuất 8,5 triệu xe, ít hơn đối thủ GM khoảng 500
nghìn sản phẩm cùng kì. Toyota không những chiếm một thị phần lớn ở Mỹ mà còn
có thị trường nhỏ hơn ở châu Âu. Các sản phẩm của Toyota còn có mặt tại châu Phi
và là thương hiệu hàng đầu tại Úc. Nhờ có thương hiệu Daihatsu, Toyota còn chiếm
thị phần đáng kể ở các nước Đông Nam Á đang phát triển với tốc độ cao.
Đầu năm 2007, Toyota là nhà sản xuất ô tô lớn nhất và đồng thời đạt doanh thu
cao nhất thế giới (11 tỉ đô la Mỹ trong năm 2006), tăng doanh số bán hàng trên đất
Mỹ. Trong Fortune Global 500 năm 2007, Toyota Motor là công ty lớn thứ sáu trên
thế giới. Các cơ sở sản xuất của Toyota có mặt khắp nơi trên thế giới, chế tạo hoặc
lắp ráp các loại xe ở thị trường trong nước, kể cả Corolla.

1.1.5. Vượt qua khủng hoảng và tiếp tục dẫn đầu
Năm 2007, Toyota đã “hất cẳng” GM khỏi ngôi vị nhà sản xuất xe lớn nhất thế
giới, kết thúc 77 năm thống trị của “người khổng lồ” GM. Tuy nhiên vào cuối năm
2008 cho đến đầu năm 2009, do khủng hoảng tài chính cuốn sạch thị trường xe hơi,
Toyota phải chịu đựng cuộc suy thoái tồi tệ nhất kể từ năm 1950. Đà tăng trưởng của
Toyota danh tiếng và giàu có bậc nhất thế giới bị khựng lại và thua lỗ lớn. Vào đầu
tháng 3 năm 2009, kết thúc khóa năm 2008, Toyota công bố lỗ ròng 3,9 tỷ USD và lỗ
kinh doanh khoảng 5 tỷ USD. Để đối phó với khó khăn, Toyota đã phải cắt giảm chi
tiêu hơn 10% và phải để các công nhân tạm thời ra đi. Toyota cũng phải xem xét lại
chuỗi sản xuất và cung ứng ô tô của mình trên khắp thế giới, tăng cường xuất xưởng
những mẫu xe mới thân thiện với môi trường. Không chỉ có khủng hoảng về tài chính,
trong năm 2009, Toyota phải tiến hành triệu hồi xe. Để thay đổi chiều hướng của công
ty, tân chủ tịch tập đoàn Toyota Akio Toyoda (cháu nội của Kiichiro Toyoda) lên nắm

8

quyền từ tháng 6 năm 2009, đã phải gấp rút điều chỉnh chiến lược. Tuy nhiên, cuộc
khủng hoảng vẫn tiếp tục kéo dài đến hết năm 2010 và thực sự trở thành “nỗi đau nhức
nhối” nhất của Toyota khi mà có tới hơn 8 triệu xe bị thu hồi (tương đương với sản
lượng sản xuất trong 1 năm). Những báo cáo độc lập cho thấy không có lỗi nào liên
quan đến phần cơ khí hay điện tử (chỉ có một số lỗi liên quan đến tấm thảm sàn ô tô
hoặc chân ga). Giữa lúc đang nỗ lực dẹp “ác mộng” thu hồi, Toyota lại chịu thử thách
một lần nữa vào tháng 3 năm 2011 khi động đất và sóng thần ở Nhật đã làm gián đoạn
sản xuất. Thảm họa này đã gây thiệt hại cho các nhà máy phía Bắc nước Nhật, làm gián
đoạn nguồn cung của hơn 500 linh kiện, phụ tùng và Toyota đã không thể tìm ra
nguồn thay thế. Trong thời điểm khó khăn đó, Tổng giám đốc Akio đã tổ chức lại vị trí
quản lý ở các phòng ban tại Nhật và đi một bước đi bất thường: trực tiếp hướng dẫn họ
khôi phục lại sản xuất. Đồng thời ông cũng gửi các nhóm kỹ sư đến từng nhà máy để
tìm hiểu vấn đề và tìm kiếm các linh kiện, phụ tùng thay thế. Đồng thời, Tổng giám
đốc Akio đã thực hiện được những thay đổi quan trọng khác trong cách điều hành
Toyota để cùng đưa Tập đoàn vượt khó “sóng gió”.
Kết thúc năm 2011, Toyota Motor (Nhật), từng là hãng xe lớn nhất thế giới, đã
thụt lùi về hàng thứ ba sau General Motors (Mỹ) và Volkswagen (Đức). Toyota đã
phải chịu một loạt những thảm họa trong vòng 3 năm qua. Đầu tháng 2 năm 2012,
Toyota cho biết lợi nhuận hoạt động ước tính kết thúc vào tháng 3 năm 2012 là 270
tỉ yên (3,5 tỉ USD), tăng từ mức dự báo 200 tỉ yên.
Cũng trong giai đoạn khủng hoảng ấy, tinh thần Kaizen “cải tiến không ngừng”
của Toyota lại được phát huy. Với quyết tâm lấy lại lòng tin của khách hàng, những
chiếc ô tô Toyota không chỉ chất lượng và còn có thiết kế bắt mắt hơn được chú trọng
sản xuất, Toyota đã đầu tư nhiều hơn để đẩy mạnh khâu thiết kế và nội thất trong xe.
Toyota dự kiến sẽ tung ra 19 mẫu xe mới hoặc được tái thiết kế tại Mỹ trong năm
2012, trong đó có việc bành trướng mạnh dòng xe lai Prius. Đặc biệt, mùa xuân năm
2012, Toyota sẽ tung ra chiếc xe lai Prius plug-in (cắm sạc) có giá 32.000 USD. Với
sự ra mắt của hàng loạt dòng xe mới. Sang tháng 1 năm 2012, Camry đã trở thành

chiếc xe bán chạy thứ hai ở thị trường Mỹ, còn lượng Prius bán ra cũng tăng 8,7%.
9

Tổng lượng xe Tập đoàn Toyota bán ra trong năm 2012 đạt 9,75 triệu xe, tăng
23% so với năm 2011. Con số này đã bao gồm cả các thương hiệu con như Hino
Motor, Daihatsu, Lexus… Đứng ngay sau Toyota là General Motors với 9,29 triệu
xe bán ra và Volkswagen đứng thứ ba với 9,07 triệu xe bán ra. Toyota và Lexus
cũng đạt được thành công tại thị trường châu Âu khi bán được 837.969 xe trong
năm 2012, tăng 2%, trong khi tại Mỹ doanh số của Toyota đạt 2,08 triệu xe, tăng
27%, con số này bao gồm cả Scion. Doanh số bán hàng của Toyota tại Nhật Bản
tăng 35%, với 2,41 triệu xe bán ra, trong khi tổng doanh số bán hàng của hãng tại
các thị trường ngoài Nhật Bản đạt 7,33 triệu xe, tăng 19%. Do tác động của các
tranh chấp ngoài biển giữa Nhật Bản và Trung Quốc mà doanh số của hãng tại thị
trường Trung Quốc đã lần đầu tiên giảm kể từ năm 2002. Trong năm 2013, Toyota
muốn bán được 9,91 triệu xe toyota trên toàn thế giới.
Đầu năm 2013, tập đoàn Toyota có 63 nhà máy, 12 trong số đó ở Nhật Bản, 51
nhà máy còn lại ở 26 nước khác nhau trên toàn thế giới như: Úc, Trung Quốc, Mỹ,
Pháp, Anh, Indonesia, Canada, Mexico, Nam Phi, Thái Lan, Nga, Ba Lan…

Hình 1.3. Các nhà máy Toyota trên toàn thế giới
Các chi nhánh và đại diện của Toyota có mặt tại 160 nước trên toàn thế giới.
Tại Việt Nam, Toyota cũng đã thành lập Công ty ô tô Toyota Việt Nam vào
ngày 5 tháng 9 năm 1995 (chính thức đi vào hoạt động 10/1996) với tổng vốn đầu tư:
89,6 triệu USD. Toyota Việt Nam là liên doanh nước ngoài góp vốn bởi Toyota
10

Motor Company (Nhật Bản - 70%), Tổng Công ty Máy động lực và Máy nông
nghiệp (Việt Nam - 20%) và Tập đoàn Kuo (Singapore - 10%). Đặt hàng gia công và
mua từ các nhà cung cấp Việt Nam, bao gồm cả các doanh nghiệp chế xuất, các loại
phụ tùng ô tô để gia công, đóng gói và xuất khẩu. Là hãng sản xuất xe ô tô hàng đầu

Việt Nam. Hãng là một trong những công ty sản xuất và phân phối ô tô hoạt động có
hiệu quả cũng như tích cực tham gia các hoạt động đóng góp cho cộng đồng.
Công ty ô tô Toyota Việt Nam có trụ sở chính tại phường Phúc Thắng, Thị xã
Phúc Yên, Tỉnh Vĩnh Phúc. Hệ thống đại lý, chi nhánh đại lý và các trạm dịch vụ ủy
quyền chính hãng Toyota Việt Nam có mặt trên toàn quốc.

Hình 1.4. Hệ thống đại lý, chi nhánh và các trạm dịch vụ ủy quyền
chính hãng Toyota Việt Nam vào năm 2012
Mới đây công ty cổ phần Toyota Nha Trang chính thức đi vào hoạt động ngày
1 tháng 1 năm 2013 theo mô hình 3S của Toyota Motor Việt Nam (bán xe ô tô
Toyota mới; cung cấp dịch vụ bảo hành, bảo dưỡng, sửa chữa chuyên nghiệp chất