Tìm hiểu về hệ thống phanh ABS xe ôtô. Lập quy trình bảo đưỡng mô hinh phanh ABS tại phòng thí nghiệm ô tô

Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
LỜI NÓI ĐẦU
1. Mục đích ý nghĩa đề tài
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, giao thông vận tải, cho
nên 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 ô tô mà hệ thống phanh đóng vai trò rất quan trọng.
Phanh sử dụng ABS là một trong những nghành 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, giữ cho các bánh xe không bị hãm cứng hoàn toàn khi phanh ngặt. Nó góp phần
giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm nhờ điểu khiển quá trình phanh một cách tối ưu
Trong đồ án này của em “Tìm hiểu về hệ thống phanh ABS xe ôtô. Lập quy
trình bảo đưỡng mô hinh phanh ABS tại phòng thí nghiệm ô tô ”, để hiểu rõ về công
dụng và cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống từ đó tìm ra cách sử dụng tốt nhất,
do hệ thống ABS mới được biết đến tại Việt Nam
2. Mục đích nghiên cứu.
- Củng cố và nâng cao kiến thức chuyên môn về hệ thống phanh ABS trên ô tô
- Nghiên cứu nhằm giúp cho học sinh, sinh viên dễ dàng hiểu về cấu tạo,
nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS trên ô tô hiện nay
3. Đối tượng nghiên cứu.
- Hệ thống phanh ABS trên ô tô
- Mô hình hệ thống phanh ABS tại phòng thí nghiệm ô tô
4. Nhiệm vụ nghiên cứu.
- Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thông phanh ABS trên ô tô
- Lập quy trình bảo dưỡng mô hình hệ thống phanh ABS tại phòng thí nghiệm ô
tô

5. Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu từ các tài liệu, giáo trình đang được dùng làm phương tiện giảng
dạy cho sinh viên
- Quy mô nghiên cứu đề tài trên cơ sở khai thác các trang thiết bị hiện có trong
nhà trường và khai thác bên ngoài để hoàn thành đề tài.
- Không gian nghiên cứu: Trong trường ĐH Sao Đỏ và gara ôtô.
GVHD: Phạm Văn Thắng 1 SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
- Thời gian nghiên cứu: 2 tháng
- Nội dung nghiên cứu: “ Tìm hiểu về hệ thống phanh ABS xe ôtô. Lập quy
trình bảo đưỡng mô hinh phanh ABS tại phòng thí nghiệm ô tô
6. Phương pháp nghiên cứu.
- Nghiên cứu từ các nguồn tài liệu như sách, giáo trình, các bài giảng, các bản
vẽ, sách tạp chí, nguồn tài liệu từ internet- Nghiên cứu từ thực tiễn.
- Nghiên cứu từ thực nghiệm.
- Tham khảo ý kiến của giảng viên.
Áp dụng các phương pháp nghiên cứu: Quan sát, tư duy, kiểm tra, thực nghiệm.
Cùng với sự giúp đỡ của thầy hướng dẫn Phạm Văn Thắng trong khoa CNKT
Ô TÔ. Mặc dù vậy trong đồ án không tránh khỏi những thiếu sót chưa thể hoàn chỉnh
được. Mong các thầy và các bạn góp để đồ án được hoàn thiện tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hải Dương.Ngày….Tháng….Năm 2014
Sinh viên thực hiện.
Nguyễn Hữu Đại
GVHD: Phạm Văn Thắng 2 SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN Ô TÔ
1.1. Giới thiệu về phanh ABS
1.1.1. Lịch sử của ABS
Phanh ABS được giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1960 trên các máy bay thương

mại. Điểm bất lợi của máy tính thập niên 60 là rất lớn và cồng kềnh. Năm 1969 hệ
thống ABS lần đầu tiên được lắp trên ôtô. Năm 1970 hệ thống ABS đã được nhiều
công ty sản xuất ôtô nghiên cứu vàđưa vào ứng dụng năm 1971 Công ty Toyota sử
dụng lần đầu tiên chocác xe tại Nhật đây là hệ thống ABS 1 kênh điều khiển đồng thời
hai bánh sau. Năm 1980 hệ thống này phát triển mạnh nhờ hệ thống điều khiển kỹ
thuật số, vi xử lý (digital microprocessors/ microcontrollers) thay cho các hệ thống
điều khiển tương tự (analog) đơn giản trước đó.
Ngày nay, với sự hỗ trợ rất lớn của kỹ thuật điện tử đã cho phép nghiên cứu và
đưa vào ứng dụng các phương pháp điều khiển mới trong ABS như điều khiển mờ,
điều khiển thông minh, tối ưu hóa quá trình điều khiển ABS. Lúc đầu hệ thống ABS
chỉ được lắp trên các xe du lịch cao cấp, đắt tiền, được trang bị theo yêu cầu riêng.
Hiện nay, hệ thống ABS đã giữ một vai trò quan trọng không thể thiếu trong các hệ
thống phanh hiện đại, đã trở thành tiêu chuẩn bắt buộc đối với phần lớn các nước trên
thế giới.
Ngoài ra hệ thống ABS còn được thiết kế kết hợp vớinhiều hệ thống khác:
+ Hệ thống kiểm soát lực kéo - Traction control
+ Hệ thống phân phối lực phanh bằng điện tử
+ Hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp
+ Hệ thống ổn định ôtô bằng điện tử
1.1.2. Khái niệm
Hệ thống phanh (Brake System) là cơ cấu an toàn chủ động của ôtô, dùng để
giảm tốc độ hay dừng và đỗ ôtô trong những trường hợp cần thiết. Nó là một trong
những cụm chính và đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển ôtô trên đường.
Chất lượng của một hệ thống phanh trên ôtô được đánh giá thông quatính hiệu
quả phanh (quãng đường phanh, thời gian phanh và lực phanh),đồng thời đảm
bảo tính ổn định chuyển động của ôtô khi phanh. Khi ôtô phanh gấp hay phanh trên
các loại đường trơn, đường đóng băng, tuyết thì dễ xảy ra hiện tượng sớm bị hãm cứng
bánh xe (hiện tượng bánh xe bị trượt lết trên đường khi phanh). Khi đó,quãng đường
phanh sẽ dài hơn (hiệu quả phanh thấp đi) đồng thời dẫn đến tình trạng mất tính ổn
định hướng và khả năng điều khiển của ôtô. Nếu các bánh xe trước sớm bị bó cứng thì

xe không thể chuyển hướng theo sự điều khiển của tài xế. Nếu các bánh sau bị bó
cứng thì sự khác nhau về hệ số bám giữa bánh trái và bánh phải với mặt đường sẽ làm
cho đuôi xe bị lạng,xe bị trượt ngang. Trong trường hợp xe phanh khi đang quay
vòng: hiện tượng trượt ngang của các bánh xe dễ dẫn đến các hiện tượng quay vòng
thiếu hay quay vòng thừa làm mất tính ổn định khi xe.
GVHD: Phạm Văn Thắng 3 SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
Để giải quyết vấn đề nêu trên, phần lớn các ô tô hiện nay đều được trang bị hệ
thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh, gọi là hệ thống “Antilock Braking System”
- ABS. Hệ thống này chống hiện tượng bị hãm cứng của bánh xe bằng cách điều khiển
thay đổi áp suất dầu tác dụng lên các cơ cấu phanh ở các bánh xe để ngăn không cho
chúng bị hãm cứng khi phanh trên đường trơn hay khi phanh gấp, đảm bảo tính hiệu
quả và tính ổn định của ôtô trong quá trình phanh.
Loại đường
Tốc độ
bắt đầu
phanh
quãng đường phanh S
p
, m
Có ABS Không có ABS
Đường bê tông khô 13,88 10,6 13,1 19,1
Đường bê tông ướt 13,88 18,7 23,7 21,1
Đường bê tông khô 27,77 41,1 50,0 17,8
Đường bê tông ướt 27,77 62,5 100,0 37,5
Bảng 1.1. So sánh hệ thống phanh không có ABS và hệ thống phanh có ABS
1.1.3. Mục tiêu của cơ cấu ABS
Mục tiêu của cơ cấu phanh ABS là giữ cho bánh xe trong quá trình phanh có độ
trượt thay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị λ0 để tận dụng được hết khả năng bám ,
khiđó hiệu quả phanh cao nhất, đồng thời tính ổn địnhvà tính dẫn hướng của bánh xe

là tốt nhất, thỏa mãn các yêu cầucủa cơ cấu phanh là rút ngắn quãng đường phanh, cải
thiện tính ổn định và khả năng dẫnhướng của xe trong khi phanh.Để giữ cho bánh xe
không bị hãm cứng và đảm bảo hiệu quả phanh cao, cơ cấuphanh chống hãm cứng
điểu khiển áp suất trong dẫn động phanh sao cho độ trượt của bánh xe với mặt đường
quanh giá trị λ0 trong giới hạn hẹp Cơ cấu chống hãm cứng được thiết kế trên cơ sở cơ
cấu phanh thường và trang bị các cụm bộ phận chính sau.
- Cụm tín hiệu vào : Có nhiệm vụ nhận biết tình trạng của các bánh xe khi
phanh. Tùy theo sự lựa chọn nguyên lý điều chỉnh có thể dùng các cảm biến đo vận
tốc góc của các bánh xe, cảm biến áp suất trong dẫn động phanh, cảm biếm giảm tốc
của ô tô và các cảm biếm khác
- Bộ điều khiển (ECU): Nhận và xử lý các thông tin từ cụm tín hiệu vào để điều
khiển bộ chấp hành thủy lực cung cấp áp suất dầu đã được tính toán tối ưu cho mỗi
xylanh phanh bánh xe.
- Cụm van điều khiển: trong bộ chấp hành thủy lực hoạt động theo lệnh từ bộ
điều khiển làm tăng, giảm hay giữ nguyên áp suất dầu khi cần để đảm bảo hệ số trượt
dao động trong khoảng tốt nhất, tránh hãm cứng bánh xe.
- Các cơ cấu chống hãm cứng bánh xe: hiện nay thường được sử dụng nguyên
lý điều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh theo gia tốc chậm dần của bánh xe được
phanh.
GVHD: Phạm Văn Thắng 4 SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
1.2. Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại
1.2.1. Nhiệm vụ
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 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:

)%3015(%100
.
÷=
−
=
a
bba
V
rV
ω
λ
Ở đây:Va - Tốc độ chuyển động tịnh tiến của ôtô.
b
ω
- Tốc độ góc của bánh xe.
b
r
- Bán kính lăn của bánh xe.
Hình 1.1: Sự thay đổi hệ số bám dọc và ngang theo độ trượt tương đối của bánh xe
- Còn ôtô, khi phanh với tốc độ 180km/h trên đường khô, bề mặt lốp có thể bị
mòn vẹt đi một lớp dày tới 6mm Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn, còn mất khả
năng tiếp nhận lực ngang, và không thể thực hiện quay vòng khi phanh trên đoạn
đường cong hoặc đổi hướng để tránh chướng ngại vật, đặc biệt là trên các mặt đường
có hệ số bám thấp. Do đó dễ gây ra những tai nạn nguy hiểm khi phanh.
Vì thế để đảm bảo đồng thời hiệu quả phanh và tính ổn định cao. Ngoài ra còn
giảm mòn và nâng cao tuổi thọ cho lốp, cần tiến hành quá trình phanh ở giới hạn bắt
đầu hãm các bánh xe, nghĩa là đảm bảo sao 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 và 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 các nguyên lý điều chỉnh khác như:
GVHD: Phạm Văn Thắng 5 SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
Theo gia tốc chậm dần của bánh xe được phanh.
- Theo độ trượt cho trước.
- Theo tỷ số vận tốc góc của bánh xe và gia tốc chậm dần của nó.
Như vậy hệ thống chống hãm cứng bánh xe là một trong các hệ thống an toàn
chủ động của một ôtô hiện đại. Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm nhờ
điều khiển quá trình phanh một cách tối ưu.
1.2.2. 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 đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn chế.
- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ôtô 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 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 khi phanh chính hỏng.
- Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ. Dùng để giữ cho ô tô 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 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 không tăng quá giới hạn cho phép khi
xuống dốc.
+ Để giảm dần tốc độ ô tô trước khi dừng hẳn.
GVHD: Phạm Văn Thắng 6 SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
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.
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 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 xiết khi phanh.
Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô khi phanh, sự phân bố lực
phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các điều kiện sau:
- 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 bị trượt ngang; các bánh xe sau trượt có thể làm ô
tô 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 hiện đại người ta sử dụng các bộ điều chỉnh lực
phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking System-ABS).
1.2.3. Phân loại
- Phân loại theo chất tạo áp suất phanh: Phanh khí, phanh thủy lực
a) Điều khiển theo ngưỡng trượt
- Điều khiển theo ngưỡng trượt thấp(slow mode): Khi các bánh xe trái và phải
chạy trên các phần đường có hệ số bám khác nhau. ECU chọn thời điểm bắt
đầu bị hãm cứng của bánh xe có khả năng bám thấp để điều khiển áp suất phanh
chung cho cả cầu xe. Lúc này, lực phanh ở các bánh xe là bằng nhau, bằng
chính giá trị lực phanh cực đại củabánh xe có hệ số bám thấp. Bánh xe bên phần
đường có hệ số bám cao vẫn còn nằm trong vùng ổn định của đường đặc tính trượt và
lực phanh chưa đạtcực đại. Phương pháp này cho tính ổn định cao, nhưng hiệu quả
phanh thấp vì lực
phanh nhỏ.
GVHD: Phạm Văn Thắng 7 SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
- Điều khiển theo ngưỡng trượt cao(high mode): ECU chọn thời điểm bánh xe
có khả năng bám cao bị hãm cứng để điều khiển chung cho cả cầu xe. Trước đó, bánh
xe ở phần đường có hệ số bám thấp đã bị hãm cứng khi phanh. Phương pháp này cho
hiệu quả phanh cao vì tận dụnghết khả năng bám của các bánh xe, nhưng tính ổn định
kém.

b) Điều khiển độc lập hay phụ thuộc
- Điều khiển độc lập: bánh xe nào đạt tới ngưỡng trượt (bắt đầu có xu
hướng bị bó cứng) thì điều khiển riêng bánh đó.
- Điều khiển phụ thuộc: ABS điều khiển áp suất phanh chung cho hai bánh xe
trên một cầu hay cả xe theo một tín hiệu chung,có thể theo ngưỡng trượt thấp hay
ngưỡng trượt cao.
c) Điều khiển theo kênh
- Loại 1 kênh: Hai bánh sau được điều khiển chung (ở thế hệ đầu, chỉ trang bị
ABS cho hai bánh sau vì dễ bị hãm cứng hơn hai bánh trước khi phanh).
- Loại 2 kênh: Một kênh điều khiển chung cho hai bánh xe trước, một kênh điều
khiển chung cho hai bánh xe sau. Hoặc một kênhđiều khiển cho hai bánh chéo nhau.
- Loại 3 kênh: Hai kênh điều khiển độc lập cho hai bánh trước, kênh còn
lại điều khiển chung cho hai bánh sau.
- Loại 4 kênh: Bốn kênh điều khiển riêng rẽ cho 4 bánh.
Hiện nay loại ABS điều khiển theo 3 và 4 kênh được sử dụng rộng rãi.
GVHD: Phạm Văn Thắng 8 SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG PHANH ABS
2.1. Cấu tạo và nguyên lí làm việc của phanh ABS
2.1.1. Cấu tạo
ABS là viết tắt của cụm từ “Anti-lock Brake System”. Ban đầu, nó có tên tiếng
Đức là “Antiblockiersystem” do nhà sản xuất thiết bị phụ trợ Bosch nghiên cứu chế
tạo. ABS ra mắt tại Mỹ những năm cuối thập niên 1970 và ngay lập tức được coi là
thiết bị an toàn có khả năng giảm đáng kể số vụ tai nạn giao thông. Các thử nghiệm
dưới điều kiện có kiểm soát cho thấy ABS khá hiệu quả và cần thiết cho các xe trong
thời điểm hiện tại.
Cấu tạo của hệ thống phanh ABS có thể hiểu theo sơ đồ :
Hình 2.1: Cấu tạo của hệ thống phanh
GVHD: Phạm Văn Thắng 9 SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô

Hình 2.2: Sơ đồ bố trí các bộ phận của HT phanh ABS
Các thiết bị chống bó cứng phanh ABS hiện đại gồm một máy tính (CPU), 4
cảm biến tốc độ trên từng bánh, bơm và các van thủy lực. 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 chết cứng (hay còn gọi là
“bó”).
ABS chỉ được sử dụng trên các đoạn đường trơn trượt hay phanh gấp, lái xe
dẫm quá mạnh lên chân phanh làm cho phanh bị bó lại. Nếu xe không có ABS, có thể
đạp phanh nhiều lần để tránh phanh xe bị bó lại. Nếu xe có hệ thống ABS, phải giữ
nguyên chân phanh với một lực không đổi để cho hệ thống ABS tự hoạt động.
Khi phanh bị bó trên đoạn đường trơn trượt hoặc khi phanh gấp, lái xe sẽ mất
lái còn xe sẽ xoay theo quán tính. Hệ thống ABS ngăn cho các bánh xe không bị bó lại
và giữ cho xe luôn ở trên đường thẳng. Nếu xe được lắp đặt ABS trên bốn bánh, lái xe
đồng thời giữ được lực tay lái và như vậy sẽ tránh được tối đa va chạm.
- ECU điều khiển trượt: Bộ phận này xác định mức trượt giữa bánh xe và mặt
đường dựa vào các tín hiệu từ các cảm biến, và điều khiển bộ chấp hành của phanh.
Gần đây, một số kiểu xe có ECU điều khiển trượt lắp trong bộ chấp hành của phanh.
- Bộ chấp hành của phanh: Bộ chấp hành của phanh điều khiển áp suất thuỷ lực
của các xilanh ở bánh xe bằng tín hiệu ra của ECU điều khiển trượt.
- Cảm biến tốc độ: Cảm biến tốc độ phát hiện tốc độ của từng bánh xe và truyền
tín hiệu đến ECU điều khiển trượt.
Ngoài ra, trên táp lô điều khiển còn có:
- Đèn báo táp-lô: Đèn báo của ABS, khi ECU phát hiện thấy sự trục trặc ở ABS
hoặc hệ thống hỗ trợ phanh, đèn này bật sáng để báo cho người lái. Đèn báo hệ thống
phanh, khi đèn này sáng lên đồng thời với đèn báo của ABS, nó báo cho người lái biết
rằng có trục trặc ở hệ thống ABS và EBD.
- Công tắc đèn phanh: Công tắc này phát hiện bàn đạp phanh đã được đạp
xuống và truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt. ABS sử dụng tín hiệu của công tắc
GVHD: Phạm Văn Thắng 10SVTH: Nguyễn Hữu Đại

Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
đèn phanh.Tuy nhiên dù không có tín hiệu công tắc đèn phanh vì công tắc đèn phanh
bị hỏng, việc điều khiển ABS vẫn được thực hiện khi các lốp bị bó cứng. Trong trường
hợp này, việc điều khiển bắt đầu khi hệ số trượt đã trở nên cao hơn (các bánh xe có xu
hướng khoá cứng) so với khi công tắc đèn phanh hoạt động bình thường.
- Cảm biến giảm tốc: chỉ có ở một số loại xe. Cảm biến giảm tốc cảm nhận mức
giảm tốc của xe và truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt. Bộ ECU đánh giá chính
xác các điều kiện của mặt đường bằng các tín hiệu này và sẽ thực hiện các biện pháp
điều khiển thích hợp.
2.1.2. Nguyên lý làm việc của bộ chống hãm cứng phanh ABS
Trong tính toán động học của quá trình phanh ôtô thường sử dụng giá trị hệ số
bám đã cho.
Hình 2.3: Đồ thị lực phanh
Các hệ số này được xác định bằng thực nghiệm theo phương pháp kéo bánh xe
bị hãm cứng hoàn toàn, nghĩa là bánh xe bị trượt lê 100%. Trong quá trình phanh ô tô
thường xảy ra sù trượt bánh xe tương đối với mặt đường, mà hệ số bám của bánh xe
với mặt đường lại phụ thuộc rất nhiều bởi độ trượt này, do đó làm ảnh hưởng đến chất
lượng phanh. Sự khác nhau về tỷ lệ giữa tốc độ của xe và tốc độ của các bánh xe được
gọi là “hệ số trượt”. Khi sự chênh lệch giữa tốc độ của xe và tốc độ của các bánh xe
trở nên quá lớn, sự quay trượt sẽ xảy ra giữa các lốp và mặt đường. Điều này cũng tạo
nên ma sát và cuối cùng có thể tác động như một lực phanh và làm chậm tốc độ của
xe.
Mối quan hệ giữa lực phanh và hệ số trượt có thể hiểu rõ hơn qua đồ thị Lực
phanh không tỷ lệ với hệ số trượt, và đạt được cực đại khi hệ số trượt nằm trong
GVHD: Phạm Văn Thắng 11SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
khoảng 10-30%. Vượt quá 30%, lực phanh sẽ giảm dần. Do đó, để duy trì mức tối đa
của lực phanh, cần phải duy trì hệ số trượt trong giới hạn 10-30% ở mọi thời điểm
Ngoài ra, cũng cần phải giữ lực quay vòng ở mức cao để duy trì sự ổn định về
hướng. Để thực hiện điều này, người ta thiết kế hệ thống ABS để tăng hiệu suất phanh

tối đa bằng cách sử dụng hệ số trượt là 10-30% bất kể các điều kiện của mặt đường,
đồng thời giữ lực quay vòng càng cao càng tốt để duy trì sự ổn định về hướng.
Ngoài ra, tiếng động và độ rung phát sinh khi tác động ABS báo cho người lái
biết rằng ABS đang hoạt động.
Nhiệm vô cơ bản của ABS là giữ cho bánh xe trong quá trình phanh ở đé trượt
thay đổi trong một giới hạn hẹp quanh giá trị độ trượt tối ưu, do đó đảm bảo tính ổn
định hướng và tính dẫn hướng tốt khi phanh, nghĩa là đảm bảo chất lượng phanh tốt
nhất.
Để giữ cho các bánh xe làm việc ở vùng đé trượt quanh giá trị đé trượt tối ưu và
không dẫn tới hiện tượng hãm cứng bánh xe khi phanh thì cần phải điều chỉnh áp suất
môi chất (chất lỏng hoặc chất khí) dẫn đến các cơ cấu phanh.
Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh ABS
+ Chế độ phanh bình thường: Chế độ này ABS không hoạt động, lúc đó hệ số
trượt nhỏ hơn 10%, áp suất dầu phanh đi từ xilanh chính đến thẳng xilanh bánh xe
thông qua bộ thủy lực.
+ Chế độ phanh khẩn cấp:
Pha giảm áp suất dẫn động phanh
Khi độ trượt của bánh xe với mặt đường lớn hơn 30%. Dầu phanh ở bánh xe
dưới áp xuất cao sẽ thoát qua cửa B chảy về thùng chứa, nhờ có bơm điện hoạt động sẽ
chuyển dầu ngược về xilanh chính.
- Pha giữ áp suất cố định trong dẫn động phanh:
GVHD: Phạm Văn Thắng 12SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
Lóc đó dầu phanh trong xilanh con được giữ cố định để duy trì mức giảm tốc
của bánh xe và giữ cho độ trượt ở giá trị hợp lý.
- Pha tăng áp suất trong dẫn động phanh:
Khi vận tốc góc của bánh xe tăng lên và hệ số trượt nhỏ hơn 10% cần tăng
cường áp suất trong xilanh con để tiến hành quá trình phanh tiếp tục
Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh ABS
1. Bộ chấp hành thủy lực 2. Xy lanh phanh chính

3. Xy lanh làm việc 4. Bộ điều khiển ( ECU)
5. Cảm biến tốc độ bánh xe
Quá trình điều khiển của hệ thống ABS được thực hiện theo một chu trình kín
(như hình vẽ). Các cụm của chu trình bao gồm:
- Tín hiệu vào là lực tác dụng lên bàn đạp phanh của người lái xe, thể hiện qua
áp suất dầu tạo ra trong xy lanh phanh chính.
- Tín hiệu điều khiển bao gồm các cảm biến tốc độ bánh xe và hộp
điều khiển (ECU). Tín hiệu tốc độ các bánh xe và các thông số nhận được từ nó như
gia tốc và độ trượt liên tục được nhận biết và phản hồi về hộp điều khiển để
xử lý kịp thời.
- Tín hiệu tác động được thực hiện bởi bộ chấp hành, thay đổi áp suất dầu cấp
đến các xy lanh làm việc ở các cơ cấu phanh bánh xe.
- Đối tượng điều khiển: là lực phanh giữa bánh xe và mặt đường. ABS hoạt
động tạo ra moment phanh thích hợp ở các bánh xe đểduy trì hệ số bám tối ưu giữa
bánh xe với mặt đường, tận dụng khả năng bám cực đại để lực phanh là lớn
nhất.
- Các nhân tố ảnh hưởng: như điều kiện mặt đường, tình trạng phanh,
tải trọng của xe, và tình trạng của lốp (áp suất, độ mòn,…)
GVHD: Phạm Văn Thắng 13SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
Hoạt động:
- Các cảm biến tốc độ bánh xe nhận biết tốc độ góc của các bánh xe và gửi tín
hiệu về ABS ECU dưới dạng các xung điện áp xoaychiều.
- ABS ECU theo dõi tình trạng các bánh xe bằng cáchtính tốc độ xe và sự thay
đổi tốc độ bánh xe, xác định mức độ trượt dựa trên tốc độ các bánh xe.
- Khi phanh gấp hay phanh trên những đường ướt, trơn trượt có hệ số bám thấp,
ECU điều khiển bộ chấp hành thủy lực cung cấpáp suất dầu tối ưu cho mỗi xy lanh
phanh bánh xe theo các chế độ tăng áp, giữ áp hay giảm áp để duy trì độ trượt nằm
trong giới hạn tốt nhất, tránhbị hãm cứng bánh xe khi phanh
2.1.3. Các trạng thái làm việc của ABS.

ABS trong hệ thống phanh thuỷ lực là một bộ tự điều chỉnh áp suất dầu đưa vào
xilanh bánh xe sao cho phù hợp với chế độ lăn bánh của bánh xe nhằm hạn chế hoàn
toàn khả năng trượt lết của bánh xe khi phanh.Van điện là một trong những bộ phận
quan trọng thực hiện các trạng thái phanh một cách tốt nhất. Tuỳ theo loại van điện sử
dụng trong hệ thống phanh mà hệ thống ABS làm việc với nhiều trạng thái khác nhau.
- Trạng thái phanh thường
Lúc này ECU chưa cung cấp điện để điều khiển van điện nên đường dầu tới (cổng
A) mở, đường dầu về (cổng B) đóng ,áp lực dầu được truyền từ xilanh chính tới
xilanh bánh xe. Tuy vậy ECU vẫn luôn tiếp nhận thông tin từ các cảm biến rồi so sánh
với các ngưỡng giá trị có sẵn trong bộ nhớ của ECU do nhà chế tạo định sẵn. Lực
phanh tăng hoặc giảm do sự tác động của người tài xế và bánh xe chưa có khả năng bị
hãm cứng.
- Trạng thái giảm áp lực phanh
Các tín hiệu từ hệ thống các cảm biên gởi đến ECU tiếp nhận, tính toán, so sánh
biết được bánh xe có khả năng bị hãm cứng và quyết định chống hãm cứng bánh xe đó
bằng cách đưa dòng điện khoảng 5A nhằm tạo ra lực từ mạnh ở cuộn dây để đóng
đường dầu tới (cổng A), mở đường dầu về (cổngB) do vậy mà áp lực dầu không đến
xilanh bánh xe nữa mà từ xilanh bánh xe trở về bình tích trữ làm cho áp lực phanh
giảm bánh xe không bị bó cứng nữa. Nếu áp lực phanh vẫn còn lớn để làm bó cứng
bánh xe thì ECU sẽ điều khiển bơm ABS bơm dầu từ bình tích trữ về xilanh chính, áp
lực phanh giảm nhanh và bánh xe không còn khả năng bị bó cứng nữa.
- Trạng thái giữ áp lực phanh
Áp lực phanh tăng hoặc giảm ở xilanh bánh xe khi ECU nhận thấy giá trị phù hợp, thì
ECU gửi dòng điện tới cuộn dây khoảng 2A vừa đủ để đóng đường tới (cổng A) và
đóng đường về (cổng B) làm cho áp lực phanh không đổi ở xilanh bánh xe. Lúc này
ECU tiếp tục điều khiển bơm ABS làm việc để trả dầu từ bình tích năng làm tăng áp
lực phanh ở xilanh chính chuẩn bị cho quá trình tăng áp tiếp theo nếu cần thiết.
-Trạng thái tăng áp lực phanh
GVHD: Phạm Văn Thắng 14SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô

Khi áp lực phanh cần được tăng thì ECU ngừng cung cấp dòng điện cho cuộn dây
của van điều khiển, van mở đường dầu tới (cổng A) và đóng đường dầu về (cổng B),
dầu đi từ xilanh chính tới xilanh bánh xe. Đồng thời ECU điều khiển cho bơm ABS
hoạt động bơm dầu về xilanh chính của bánh xe nhằm làm tăng áp lực phanh. Thực ra
trạng thái tăng áp lực phanh cũng chính là trạng thái phanh thường.
Nhận xét: Trạng thái làm việc của hệ thống phanh ABS thay đổi liên tục theo
tình trạng của ôtô và mặt đường.
2.2. Các cơ sở lý thuyết của quá trình phanh ô tô.
2.2.1. Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh.
Gia tốc chậm dần lớn nhất j
max
, quảng đường phanh nhỏ nhất S
min
và lực phanh
hoặc lực phanh riêng. Để đánh giá hiệu quả phanh có thể dung một trong những chỉ
tiêu sau: thời gian phanh nhỏ nhất t
min
,
- Thời gian phanh
Thời gian phanh là một trong những chỉ tiêu để đánh giá chất lượng phanh.Thời gian
phanh càng nhỏ thì chất lượng phanh càng tốt.
Trong trường hợp tổng quát ta có :
p
j
dv
dt
=
∫
=
2

1
v
v
p
p
j
dv
t
Trong trường hợp phanh khẩn cấp :
dv
gj
dv
dt
j
p
⋅
⋅
==
ϕ
δ
max.
( )
21min.
.
.
1
2
vv
g
dv

g
t
j
v
v
j
p
−⋅
⋅
==
∫
ϕ
δ
ϕ
δ
(2.1)
Khi ô tô phanh đến lúc dừng hẳn thì v
2
= 0, do dó:
g
v
t
j
.
.
1
min
ϕ
δ
=

(2.2 )
trong đó :
v
1
- vận tốc của xe tại thời điểm bắt đầu phanh,
v
2
- vận tốc của xe tại thời điểm kết thúc phanh.
GVHD: Phạm Văn Thắng 15SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
Công thức (2.2) cho thấy, thời gian phanh sẽ dài khi vận tốc bắt đầu phanh lớn,
thời gian phanh sẽ ngắn khi hệ số bám lớn. Thời gian phanh trong trường hợp ly hợp
vẫn đóng (δ
j
> 1) thì thời gian phanh sẽ dài hơn so với trường hợp mở ly hợp.
- Gia tốc chậm dần phanh :
Gia tốc chậm dần đều khi phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh
giá chất lượng phanh và là đại lượng đặc trưng cho mức độ giảm tốc độ của ôtô trong
quá trình phanh. Khi phân tích các lực tác dụng lên ôtô, có thể viết phương trình cân
bằng lực kéo khi phanh ôtô như sau:
ifpj
PPPPPP
±++±=
ηω
( 2.3 )
Trong đó: P
j
: Lực quán tính sinh ra khi phanh ôtô.
P
p

: Lực phanh sinh ra ở các bánh xe.
P
f
: Lực cản lăn.
P
ω
: Lực cản không khí.
P
i
: Lực cản lên dốc.
P
η
: Lực để thắng tiêu hao cho ma sát cơ khí.
Thực nghiệm chứng tỏ rằng các lực cản lại chuyển động của ôtô có giá trị rất bé
so với lực phanh. Vì thế có thể bỏ qua các lực cản P
f
;P
ω
; P
η
và khi phanh trên đường
nằm ngang có phương trình:
P
j
= P
p
Khi đó lực phanh lớn nhất P
p max
sinh ra tại bánh xe được xác định theo biểu thức :
P

p max
= P
j max
Theo điều kiện bám nên ta có :
ϕϕ
GPP
p
≤≤
max
nên ta có:
max
.
.
.
p
j
j
g
G
G
δ
ϕ
=
( 2.4 )
Trong đó:
j
δ
: Hệ số tính đến ảnh hưởng của các trọng khối quay của ôtô.
j
pmax

: Gia tốc chậm dần khi phanh.
g: Gia tốc trọng trường.
Từ biểu thức (2.4) có thể xác định gia tốc chậm dần cực đại khi phanh:
j
p
G
j
δ
ϕ
.
max
=
(2.5)
GVHD: Phạm Văn Thắng 16SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
Nhận xét: Để tăng gia tốc chậm dần khi phanh cần phải giảm hệ số
j
δ
Vì vậy
khi phanh đột ngột người lái cần tắt ly hợp để tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực
lức đó δ
j
sẽ giảm còn j
pmax
tăng. Gia tốc chậm dần cực đại khi phanh còn phụ thuộc vào
hệ số bám
ϕ
của lốp với mặt đường (mà giá trị của hệ số bám lớn nhất
8,075,0
max

÷=
ϕ
trên đường nhựa tốt)
- Quãng đường phanh :
Quãng đường phanh (S
p
) là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượng
phanh của ôtô. Vì vậy trong tớnh năng kỹ thuật của ô tô, các nhà chế tạo cho biết
quãng đường phanh của ô tô ứng với vận tốc bắt đầu phanh đã định. So với các chỉ
tiêu khác thì quãng đường phanh là chỉ tiêu mà người lái xe có thể nhận thức được một
cách trực quan, dễ dàng tạo điều kiện cho người lái xe xử lý tốt trong khi phanh ôtô
trên đường.
Để xác định quãng đường phanh nhỏ nhất, có thể sử dụng biểu thức sau:
j
p
g
dt
dv
j
δ
ϕ
⋅
==
max.
Rồi nhân cả 2 vế phương trình trên với dS
p
ta có :
p
j
p

dS
g
dS
dt
dv
⋅
⋅
=⋅
δ
ϕ
hay
p
j
dS
g
dvv
⋅
⋅
=⋅
δ
ϕ
( )
2
2
2
1min.
2
2
1
vv

g
dvv
g
S
j
v
v
j
p
−⋅
⋅
=⋅⋅
⋅
=
∫
ϕ
δ
ϕ
δ
Khi phanh ôtô đến dừng hẳn thì v
2
= 0, ta có:
2
1min.
2
v
g
S
j
p

⋅
⋅
=
ϕ
δ
(2.6 )
Từ biểu thức trên ta thấy quãng đường phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào:
- Vận tốc chuyển động của ôtô lúc bắt đầu phanh v
1
.
- Hệ số bám
ϕ
.
- Hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng quay δ
j
.
Muốn giảm quãng đường phanh thì ta cần phải giảm δ
i
.Vì vậy nếu người lái cắt
ly hợp trước khi phanh thì quãng đường phanh sẽ ngắn hơn. Ta thấy ở biểu thức trên
GVHD: Phạm Văn Thắng 17SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
S
min
phụ thuộc vào hệ số bám, mà hệ số bám phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên bánh
xe.
Do vậy S
min
phụ thuộc vào trọng lượng toàn bộ của ôtô G.
Ta có đồ thị thể hiện sự thay đổi của quãng đường phanh nhỏ nhất theo vận tốc bắt đầu

phanh v
1
và theo giá trị hệ số bám như sau:
S
p
[ m ]
0
4 0
8 0
1 1 , 1 2 2 , 2
v
1
[ m / s ]
1 2 0
5 , 5 1 6 , 6
Hình 2.6: Đồ thị chỉ sự thay đổi quãng đường phanh nhỏ nhất theo tốc độ bắt đầu
phanh v
1
và hệ số bám
Từ đồ thị thấy rằng: Ở vận tốc bắt đầu phanh v
1
càng cao thì quãng đường phanh
S càng lớn vì quãng đường phanh phụ thuộc bậc 2 vào v
1
và hệ số bám càng cao thì
quãng đường phanh S càng giảm.
- Lực phanh và lực phanh riêng:
Lực phanh và lực phanh riêng cũng là chỉ tiêu để đánh giá chất lượng
phanh.Chỉ tiêu này được dùng thuận lợi nhất là khi thử phanh ôtô trên bệ thử. Lực
phanh sinh ra ở bánh xe được xác định theo biểu thức sau:

r
b
p
p
M
P
=
( 2.7 )
Trong đó: P
p
là lực phanh của ôtô.
M
p
là mô men của các cơ cấu phanh
Và r
b
là bán kính làm việc trung bình của bánh xe.
GVHD: Phạm Văn Thắng 18SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
Lực phanh riêng P là lực phanh được tính trên một đơn vị trọng lượng toàn bộ G của
ôtô:
G
P
P
p
=
(2.8 )
Lực phanh riêng P lớn nhất khi lực phanh P
p
cực đại :

ϕ
ϕ
=
⋅
==
G
G
G
P
P
p max
max.
( 2.9 )
Khi đánh giá chất lượng phanh của ôtô có thể sử dụng một trong bốn chỉ tiêu
trên. Trong đó quãng đường phanh là đặc trưng nhất, vì nó cho phép người lái hình
dung được vị trí xe sẽ dừng trước một chướng ngại vật mà họ phải xử lý để tránh khỏi
xẩy ra tai nạn khi người lái phanh ở một vị trí nào đấy. Do đó chỉ tiêu này thường dùng
để đánh giá hiệu quả tác động của phanh. Lực phanh và lực phanh riêng thuận lợi khi
đánh giá chất lượng phanh trên bệ thử.
2.2.2. Các chỉ tiêu đánh giá tính ổn định khi phanh
Tính ổn định phanh là khả năng đảm bảo quỹ đạo chuyển động của ôtô theo ý
muốn của người lái trong quá trính phanh. Tính ổn định khi phanh được đánh giá bằng
2 chỉ tiêu: Góc quay khi phanh (
β
p
) và hành lang phanh (B
p
).
+ Góc quay khi phanh (
β

p
)
Trong quá trình phanh ôtô thì trục dọc của ôtô bị nghiêng đi một góc
β
nào đấy
so với hướng của quỹ đạo đang chuyển động. Đó là do tổng các lực phanh sinh ra ở
các bánh xe bên phải khác với tổng các lực phanh sinh ra ở các bánh xe bên trái và tạo
thành mômen quay vũng Mq quanh trục thẳng đứng Z đi qua trọng tâm Acủa ôtô .
Khi phanh mà ôtô bị quay đi một góc quá mức quy định sẽ ảnh hưởng đến an
toàn chuyển động trên đường. Vậy tính ổn đinh khi phanh là khả năng ôtô giữ được
quỹ đạo chuyển động như ý muốn của người lái trong quá trình phanh.
Giả sử ôtô chuyển động theo hướng trục X nhưng sau khi phanh ôtô bị lệch đi
một góc
β
. Trong khi phanh thì ở các bánh xe bên phải có các lực phanh F
p
.
ph1
ở trục
trước và F
p
.
ph2
ở trục sau, còn các bánh xe bên trái có các lực phanh F
p
.
tr1
ở trục trước
và F
p

.
tr2
ở trục sau.
GVHD: Phạm Văn Thắng 19SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
Hình 2.7: Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh mà bị quay ngang
Tổng các lực phanh ở các bánh xe bên phải là:
F
p.ph
= F
p.ph1
+ F
p
.
ph2
(2.10)
Tổng các lực phanh ở các bánh xe bên trái là :
F
p
.
tr
= F
p
.
tr1
+ F
p
.
tr2
(2.11)

Giả sử rằng tổng các lực phanh bên phải F
p
.
ph
lớn hơn tổng các lực phanh bên
trái F
p tr
thì ôtô quay vòng theo chiều mũi tên như hình vẽ quanh trọng tâm A của ôtô.
mômen quay vòng M
q
được xác định theo biểu thức:
( )
2
.
2

B
FFF
B
FM
trpphptrpphpq
−=−=
(2.12 )
Do có sự ma sát giữa bánh xe và mặt đường cho nên khi xuất hiện mômen quay
vòng M
q
thì các bánh xe ở trục trước sẽ có phản lực R
y1
tác dụng từ mặt đường theo
phương ngang và ở các bánh xe sau sẽ có phản lực R

y2
tác dụng.
Phương trình chuyển động của ôtô đối với trọng tâm A được viết
dưới dạng sau :
bRaRMI
yyqZ

21
−−=
β
( 2.13 )
GVHD: Phạm Văn Thắng 20SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
Vì ôtô bị xoay đi một góc
β
tức là mômen quay vòng lớn hơn rất nhiều so với
các mômen khác do các lực R
y1
và R
y2
sinh ra, để đơn giản bớt ta có thể viết lại như
sau:
qZ
MI
=
β
.
hoặc
Z
q

I
M
=
β
( 2.14 )
Với: Iz – mômen quán tính của ôtô quanh trục Z đi qua trọng tâm A
lấy tích phân hai lần phương trình (2.14) ta được :
Ct
I
M
Z
q
+=
2
2
β
( 2.15 )
Với: t- thời gian phanh
Để tìm giá trị của C ta sử dụng điều kiện ban đầu khi t=0 thì
β
=0 và đưa vào
phương trình ( 2.15) ta có C=0. Từ đó rút ra được biểu thức cuối cùng để xác định góc
lệch
β
do mômen quay vòng gây nên. Mà mômen này là do sự chênh lệch lực phanh
bên phải và bên trái gây nên:
2
2
t
I

M
Z
q
=
β
(2.16)
Qua biểu thức trên ta thấy
β
tỷ lệ thuận với M
q
, với bình phương thời gian
phanh t và tỷ lệ nghịch với mômen quán tính Iz của ôtô quanh trục Z đi qua trọng tâm
của nó. Theo yêu cầu của nhà chế tạo thì khi ôtô xuất xưởng thì phải bảo đảm lực
phanh ở các bánh xe trên cùng một trục là như nhau và độ chênh lệch lực phanh ở các
bánh xe trên cùng một trục không vượt quá 15% so với giá trị lực phanh cực đại ở các
bánh xe ở trục này.
Giả sử rằng các bánh xe ở phía bên phải có lực phanh lớn nhất F
p.ph max
theo điều
kiện bám giữa bánh xe với mặt đường, thì lực phanh thấp nhất giữa các bánh xe ở phía
bên trái cho phép là:
F
p.tr.min
=0.85.F
p.ph max
(2.17)
Lúc này mômen cực đại M
q.max
được xác đinh như sau:
( )

2
min max max
B
FFM
trpphpq
−=
Hay:
( )
2
.85,0
max max max
B
FFM
phpphpq
−=
Từ đó ta có :
max.max.
075,0
pq
FBM
=
( 2.18 )
GVHD: Phạm Văn Thắng 21SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
Lấy giá trị M
q.max
từ biểu thức (2.18) thay vào biểu thức (2.16) ta tìm được góc
lệch cực đại
β
max

:
2
max.
'
max
.2
075,0
t
I
FB
Z
p
=
β
( 2.19 )
Ở biểu thức (2.19) thành phần F′
p.max
cần phải hiểu là lực phanh cực đại ở một
phía (có thể bên trái hay bên phải) tuỳ theo điều kiện bám.
Lực phanh cực đại:
max
max.
'
2
ϕ
G
F
p
=
( 2.20 )

Thay giá trị của biểu thức (2.19) vào (2.20) cuối cùng ta biểu thức xác định
β
max
sau đây:
max
2
max

019,0
ϕβ
Z
I
tGB
=
( 2.21
Góc lệch cực đại β
max
cho phép khi phanh không vượt quá 8° hoặc khi phanh thì
ôtô không vượt ra ngoài hành lang có chiều rộng 3,5m.
2.3. Các bộ phận cơ bản của hệ thống phanh ABS
Hệ thống ABS ngày nay bố trí trên xe rất đa dạng, mỗi hãng xe đềucó cách thiết
kế riêng. Chính vì vậy mà mỗi loại xe có cách bố trí và cấu tạo hệ thống ABS cũng rất
khác nhau. Các cụm chính của hệ thống phanh ABS gồm có: Bàn đạp phanh, bộ cường
hoá lực phanh, xi-lanh chính, cơ cấu phanh ở bánh xe. Đó là các cụm giống như hệ
thống phanh chung.
Hình 2.8: Sơ đồcấu tạo của hệ thốnh phanh ABS
1. Cảm biến tốc độ bánh xe 2. Bộ điều khiển thuỷ lực
GVHD: Phạm Văn Thắng 22SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
3. Bộ điều khiển trung tâm 4. Xi-lanh chính

5. Đèn báo
Ngoài ra còn có thêm.
+ Cụm điều khiển điện tử (ECU: electronic control unit): Được xem như một
bộ não của hệ thống ABS. Tiếp nhận thông tin từ hệ thống các cảm biến tức là xác
định được tốc độ của bánh xe hoặc gia tốc chậm dần khi phanh do các cảm biến gởi
đến từ đó xử lý thông tin và gởi tín hiệu đến bộ điều khiển thuỷ lực (HCU).
+ Cụm điều khiển thuỷ lực (HCU: hydraulic control unit ) Nhận tín hiệu từ
ECU gởi đến, HCU đóng mở mạch dầu để tăng, giảm hay giữ áp lực phanh đến các
bánh xe cho phù hợp nhằm thực hiện chức năng chống hãm cứng.
+ Hệ thống các cảm biến (sensor): Nhận tín hiệu gởi về ECU, từ đó ECU có
thông tin để điều khiển quá trình chống hãm cứng. Thông thường trên xe có trang bị
một số loại cảm biến sau:
- Cảm biến tốc độ bánh xe (wheel speed sensor).
- Cảm biến gia tốc khi phanh (acceleration sensor ).
- Cảm biến trọng lực G (force sensor).
- Cảm biến hành trình pedal phanh (brake pedal travelswitch).
- Cảm biến mức dầu ( fuild level switch ).
Thông thường chỉ cần cảm biến tốc độ bánh xe là đủ nhưng để tăng tính ưu việt
của hệ thống phanh một số xe còn trang bị thêm cảm biến gia tốc (acceleration sensor)
hay cảm biến trọng lực G (force sensor)
Trong ABS còn có nguồn năng lượng bổ sung như bình dự trữ dầu thấp áp,
bơm dầu, các van an toàn…
2.3.1. Cụm điều khiển điện tử
Hình 2.9: Lựơc đồ khối của khối điều khiển ABS với các tín hiệu đầu
GVHD: Phạm Văn Thắng 23SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
vào, đầu ra
Cụm điều khiển được xem như “bộ não“ của hệ thống phanh ABS tự động điều
chỉnh với độ chính xác cao. Nhiệm vụ của ECU nhận biết tình trạng làm việc của của
xe từ các cảm biến cung cấp căn cứ vào đó mà tính toán khả năng hãm cứng của bánh

xe khi phanh. Từ các thông số tính toán được, ECU so sánh với các thông số có sẵn do
nhà chế tạo định trước ở bên trong ECU. Sau cùng ECU quyết định tính năng làm việc
của cả hệ thống. Đặc điểm cấu tạo rất phứt tạp, mỗi hãng luôn có một đặc trưng riêng
và còn tuỳ thuộc vào từng loại xe.
+ Nguyên Lý Hoạt Động Của ECU
Khi có tín hiệu phanh, tín hiệu tốc độ bánh xe, đối với một số xe còn có thêm
tín hiệu gia tốc hay tín hiệu trọng lực. Từ hệ thống các cảm biến gởi đến thì ECU nhận
được bởi mạch điện nhận tín hiệu các tín hiệu này đuợc chuyển sang khối điều khiển
để tiến hành tính toán khả năng hãm cứng của bánh xe và tiến hành so sánh với các giá
trị có trong ngưỡng bộ nhớ ECU. Sau đó quyết định của cụm vi xử lí chính được đưa
tới mạch xuất tín hiệu và được khuyếch đại để đưa tới các bộ phận thi hành chức năng
chống hãm cứng theo sơ đồ sau:
Tất cả các quá trình làm việc ở trên, được kiểm tra theo dõi bởi bộ vi xử lý. Bộ
phận vi xử lý tiếp nhận các tín hiệu của quá trình nhập, tính toán cũng như xuất tín
hiệu, nên kiểm tra quá trình đó một cách chính xác. Nếu có sai sót bộ phận này sẽ xuất
tín hiệu để báo. Ngoài ra: bộ kiểm tra vi xử lý còn có các chức năng tự kiểm tra, kiểm
tra lúc bắt đầu nhận tín hiệu và chẩn đoán các bộ phận hư hỏng của toàn bộ hệ thống
ABS. Trong ECU còn có bộ ổn định điện áp. Điện áp từ bình đến ECU được ổn định,
do đó ECU làm việc ổn định và tăng độ chính xác trong quá trình điều khiển. Đặc biệt
các bộ phận vi xử lý trong ECU có mối liên hệ rât chặt chẽ chính vì vậy mà ECU làm
việc rất chính xác và hiệu qua. Theo sơ đồ của mạch điều khiển chống hãm cứng thì
sau khi mở công tắc điện, ECU được cung cấp điện và tiến hành một số chức năng
kiểm tra ban đầu cho hệ thống ABS. Nếu có sai sót thì hệ thống ABS không hoạt động
và ngược lại. ECU tiến hành tính toán, kiểm tra khả năng hãm cứng của bánh xe.
Qua kết quả nhận được ECU tiến hành lựa chọn:
- Nếu phanh thường thì bánh xe không có khả năng chống hãm cứng nên hệ thống
chống hãm cứng bị ngắt.
- Nếu bánh xe có khả năng bị hãm cứng bộ vi xử lý chính tiến hành phân tích so
sánh với các ngưỡng giá trị cài sẵn trong bộ nhớ của ECU rồi đưa ra quyết định và
chuyển đến bộ phận phân tích, bộ phận phân tích đưa tín hiệu đến các bộ phận thi hành

chức năng chống hãm cứng như van điện và bơm ABS để thực hiện chức năng chống
hãm cứng. Chu trình trên được lặp đi lặp lại liên tục cho đến khi tín hiệu gửi đến từ
các cảm biến cho biết tình trạng của bánh xe không còn có khả năng chống hãm cứng
thì ECU ngắt tín hiệu cung cấp. Cả hệ thống chống hãm cứng trở trạng thái bình
thường không hãm cứng. Với sự trang bị của hệ thống phanh ABS thì hiệu quả phanh,
GVHD: Phạm Văn Thắng 24SVTH: Nguyễn Hữu Đại
Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô
tính ổn định khi phanh được nâng cao. Tuy nhiên tránh lắp lẫn ECU của các loại xe
với nhau, điều đó giảm độ chính xác của ECU.
2.3.2. Các hệ thống cảm biến trên ô tô
2.3.2.1. Cảm biến tốc độ bánh xe
Như ta đã biết trên ôtô hiện đại ngày nay một số xe có hê thống phanh ABS
được trang bị nhiều cảm biến với chức năng khác nhau nhằm tăng thêm chất lượng của
quá trình phanh nhưng cảm biến tốc độ bánh xe là không thể thiếu trong hệ thống
phanh ABS. Cảm biến tốc độ bánh xe có nhiệm vụ nhận biết sự thay đổi của tốc độ
bánh xe và gởi tín hiệu về ECU, từ đó ECU nhận biết, xử lý thông tin và điều khiển
các bộ phận chống hãm cứng bánh xe. Các cảm biến tốc độ được bố trí ở mỗi bánh xe
hay trên cầu chủ động để nhận biết tốc độ của bánh xe dựa trên tốc độ quay của cầu xe
Hình 2.10: Vị trí các cảm biến tốc độ trên xe ôtô
GVHD: Phạm Văn Thắng 25SVTH: Nguyễn Hữu Đại