Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

vi

TĨM TT
ng dng các thit b dy hc hin đi s góp phn nơng cao cht lợng đào
to cơng ngh ơ tơ. Đơy cũng lƠ khó khăn ca các trng dy ngh trong c nc do
phn ln các thit b dy hc hin đi đu nhp từ nc ngồi. Mc tiêu chính ca
đ tài là ch to mơ hình h thng phanh ABS đáp ng các u cu đào to theo
chng trình qui đnh ca Tng cc Dy ngh. Mơ hình có đng c đin dn đng
bánh răng cm bin tc đ bánh xe, có th điu chỉnh tc đ đng b hoặc riêng lẻ
cho từng bánh xe. Tín hiu cm bin tc đ bánh xe có th thay đi đ to ra các
trng thái làm vic khác nhau cho h thng phanh. Các tín hiu làm vic ch yu
ca ECU ABS có th thay đi đ to ra các pan cho h thng. Bng s đ đin ca
mơ hình giúp ngi hc có th kim tra các tín hiu d dàng. Các tín hiu ch yu
ca h thng phanh đợc hin th trên máy tính thơng qua phn mm LabVIEW. B
tài liu đi kèm có th giúp cho giáo viên ging dy v h thng phanh ABS đt kt
qu tt.

ABSTRACT
Application of modern teaching equipment will contribute to improving the
quality of automotive technology training. This is also the difficulty of vocational
schools in the country because most modern teaching equipment are imported from
abroad. The main objective of the research was to produce teaching of model ABS
braking system to meet the training requirements specified by the program of the
General Department of Vocational Training. The model includes an electric motor
driven gear wheel speed sensors, speed of gear can be adjusted overall or independent
of each wheel. Signal wheel speed sensor can be changed to create different working
status for the braking system. The driving signals to actuators of ABS ECU can be

changed to create the brakes fails. Electrical diagram of the model helps the learner to
check the signal easily. The main signal of the brake system is displayed on the
computer through LabVIEW software. The documents can help teachers teach the ABS
brake system to achieve good results.
Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

vii

MCăLC
DANH SÁCH CÁC CH VIT TT x
DANH SÁCH CÁC HÌNH xi
DANH SÁCH CÁC BNG xii
CHNG I: TNG QUAN 1
1.1. C s khoa hc và thực tin ca đ tài 1
1.1.1. Lý do chn đ tài 1
1.1.2. C s khoa hc 1
1.1.3. Tính thực tin 2
1.2. Mc tiêu nghiên cu 2
1.3. Mc đích vƠ nhim v ca đ tài 2
1.4. Phng pháp nghiên cu 2
1.5. Gii hn ca đ tài 2
CHNG II: H THNG PHANH TRÊN Ơ TƠ 3
2.1. Khái qt h thng phanh 3
2.1.1. Khái qt chung 3
2.1.2. Cơng dng 4
2.1.3. Phân loi 4
2.1.4. u cu 5
2.1.5. Các loi h thng phanh 6

2.2. Các b phn ca h thng phanh du 8
2.2.1. Cu to h thng phanh du 8
2.2.2. Xilanh chính 9
2.2.3. B trợ lực phanh 15
2.2.4. Van điu hòa lực phanh 20
2.2.5. Phanh chân 25
2.2.6. Phanh dừng 33
2.3. Khái nim v h thng phanh ABS 34
2.3.1. Ý tng v chc năng ca h thng phanh chng bó cng 34
Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

viii

2.3.2. Gii thiu chung 36
2.4. Các b phn ca h thng phanh ABS 38
2.4.1. Cm bin tc đ bánh xe 38
2.4.2. Cm bin gim tc 40
2.4.3. Cm bin gia tc ngang 41
2.4.4. B chp hành 42
2.4.5. ECU điu khin trợt 47
2.5. S đ b trí ABS trên ơtơ con 51
2.5.1. Các loi dn đng phanh thy lực 51
2.5.2. Các cu trúc điu khin h thng ABS 51
CHNG III: GII THIU PHN MM LABVIEW 56
3.1. Nhng khái nim c bn 56
3.1.1. Gii thiu chung 56
3.1.2. VI (Vitual Instrument) - Thit b o 57
3.1.3. Front Panel và Block Diagram 57

3.1.4. Icon & Connector 59
3.2. Kỹ thut lp trình trên labVIEW 60
3.2.1. Các cơng c hỗ trợ lp trình 60
3.2.2. D liu 64
3.2.3. Các cu trúc điu khin lung chng trình 70
3.3. SubVI và cách xây dựng SubVI 73
3.3.1. Khái nim SubVI 73
3.3.2. Xây dựng SubVI 74
3.3.3. Xây dựng ng dng 76
3.3.4. Gỡ ri và sa chng trình xây dựng trên LabVIEW 79
CHNG IV : GII THIU H VI ĐIU KHIN AVR 80
4.1. Đặc đim ca h vi điu khin AVR 80
4.2. Cu trúc phn cng ca h vi điu khin AVR 82
4.2.1. Tng quan v kin trúc 82
Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đ ỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

ix

4.2.2. Các thanh ghi đa dng 85
4.2.3. Cng ra vào 85
4.2.4. B nh SRAM 87
4.2.5. Cu trúc ngt 88
4.2.6. B so sánh analog 89
4.2.7. B bin đi A/D bên trong 90
4.2.8. B đnh thi watchdog bên trong 92
4.3. Gii thiu vi điu khin ATmega16 (AT90s4414/8515) 93
4.3.1. Đặc đim 93
4.3.2. S đ chơn ATmega16 95

4.3.3. Mơ t chc năng các chân ATmega16 96
4.4. Gii thiu vi điu khin ATtmega8 99
4.4.1. Đặc đim 99
4.4.2. S đ chơn vƠ s đ khi ca ATmega8 101
4.4.3. Mơ t chc năng các chơn ATmega8 101
CHNG V: THIT K CH TO MƠ HÌNH H THNG PHANH ABS 104
GIAO TIP VI MÁY TÍNH
5.1. Kt cu mơ hình 104
5.1.1. Cu to mơ hình h thng phanh 105
5.1.2. Đặc đim kỹ thut các b phn chính trên mơ hình 106
5.2. Đặc đim các b phn chc năng trên mơ hình h thng phanh ABS 109
5.2.1. Cm cm bin tc đ bánh xe 109
5.2.2. Mch thy lực h thng du phanh 114
5.2.3. Ngun đin 115
5.3. Chng trình giao tip vi máy tính 115
5.3.1. Giao din cho ngi s dng (Front Panel) 115
5.3.2. Hng dn s dng mơ hình 121
CHNG VI: KT LUN - HNG PHÁT TRIN CA Đ TÀI 125
6.1. Kt lun 125
Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đ ỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

x

6.2. Hng phát trin ca đ tài 125

Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đ ỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

xi

DANH SÁCH CÁC CHăVITăTT
 ABS (Anti-lock Brake System): H thng phanh có b phn chng hãm cng bánh
xe.
 ECU (Electronic Control Unit): B điu khin đin t.
 EBD (Electronic Brake-Force Distribution): H thng phơn phi lực phanh.
 BA (Brake Assist): H thng hỗ trợ phanh khẩn cp.
 FF (Front engine, Front drive): Ký hiu ca xe có đng c  phía trc và cu
trc ch đng.
 FR (Front engine, Rear drive): Ký hiu ca xe có đng c  phía trc và cu
sau ch đng.
 4WD (Four Wheel Driver): Bn bánh xe ch đng.
 LED (Light Emited Diod): Diod phát quang.
 DTC (Diagnostic trouble code): Mã chẩn đốn h hng.
 DLC (Data link connector): Gic cm kt ni d liu.
 VSC (Vehicle Stability Control): H thng cơn bằng xe.
 TRC (Traction Control): H thng kim sốt đ bám đng ca bánh xe.
 LabVIEW (Virtual Instrument Engineering Workbench):
 VI (Virtual Instrument): Thit b o

Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đ ỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

xii

DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1. Các lực chính xut hin khi phanh xe 3
Hình 2.2. S đ cu to h thng phanh ABS 6
Hình 2.3. S đ cu to h thng phanh 7
Hình 2.4. S đ cu to h thng phanh ABS có EBD 7
Hình 2.5. S đ cu to h thng phanh ABS có BA 8
Hình 2.6. S đ cu to h thng phanh 8
Hình 2.7. Cu to ca xilanh chính loi mt bung 9
Hình 2.8. Cu to ca xilanh chính loi hai bung 10
Hình 2.9. B trí đng ng dn du phanh 11
Hình 2.10. Xi lanh chính khi khơng tác đng 12
Hình 2.11. Khi bƠn đp phanh tác đng 13
Hình 2.12. Xi lanh chính khi nh bƠn đp phanh 13
Hình 2.13. Xi lanh chính khi rò rỉ du phanh  mch du bánh sau 14
Hình 2.14. Xi lanh chính khi rò rỉ du phanh  mch du bánh trc 14
Hình 2.15. Cu to b trợ lực phanh bằng chơn khơng 15
Hình 2.16. B trợ lực khi khơng tác đng phanh 16
Hình 2.17. B trợ lực khi tác đng phanh 17
Hình 2.18. B trợ lực khi gi phanh 17
Hình 2.19. B trợ lực tác đng ti đa 18
Hình 2.20. B trợ lực khi khơng có chân khơng 19
Hình 2.21. H thng phanh có van điu hòa lực phanh 20
Hình 2.22.

Cu to van điu hòa lực phanh 21
Hình 2.23. Vn hƠnh trc đim chia 21
Hình 2.24. Vn hành ti ca đim chia 22
Hình 2.25. Vn hƠnh sau đim chia 22
Hình 2.26. Vn hành khi nh bƠn đp 23
Hình 2.27. Van P kép, P&BV 23
Hình 2.28. Van LSPV 24
Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đ ỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

xiii

Hình 2.29. Cu to ca phanh đĩa 25
Hình 2.30. Đặc đim bin dng ca cúppen 26
Hình 2.31. Sự thay đi mc du trong bình cha 26
Hình 2.32. B phn báo đ mòn ca má phanh 27
Hình 2.33. Cu to các loi cƠng phanh đĩa 28
Hình 2.34. Cu to các loi rơto phanh đĩa 29
Hình 2.35. Biu đ quan h gia nhit đ c cu phanh và h s ma sát 29
Hình 2.36. Cu to ca phanh trng 30
Hình 2.37. Đặc đim hot đng ca guc phanh 30
Hình 2.38. Các loi trng phanh 31
Hình 2.39. Điu chỉnh khe h gia má phanh và trng phanh 32
Hình 2.40. Điu chỉnh khe h gia má phanh và trng phanh 33
Hình 2.41. Các loi cn phanh dừng 33
Hình 2.42. Các loi thơn phanh dừng 34
Hình 2.43. Mi quan h gia lực phanh và h s trợt 35
Hình 2.44. S đ cu to mt h thng ABS trên xe ơ tơ 37
Hình 2.45. S đ khi các cm chc năng ca ABS 37

Hình 2.46. S đ điu khin ca h thng phanh ABS 38
Hình 2.47. Cm bin tc đ bánh xe 38
Hình 2.48. Tín hiu đin áp ca cm bin tc đ bánh xe 39
Hình 2.49. Cu to cm bin tc đ bánh xe loi nam châm quay 39
Hình 2.50. V trí và cu to cm bin gim tc 40
Hình 2.51. Các ch đ hot đng ca cm bin gim tc 41
Hình 2.52. Cu to cm bin gia tc ngang 42
Hình 2.53. Cu to ca b chp hành 42
Hình 2.54. S đ mch thy lực trong h thng phanh ABS 44
Hình 2.55. Phanh bình thng - khi h thng khơng hot đng 44
Hình 2.56. ABS hot đng  ch đ gim áp sut 45
Hình 2.57. ABS hot đng  ch đ gi 46
Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đ ỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

xiv

Hình 2.58. ABS hot đng  ch đ tăng áp sut 46
Hình 2.59. S đ hot đng ca ECU điu khin trợt 47

Hình 2.60. Điu khin chng hãm cng bánh xe khi phanh 48
Hình 2.61. Biu đ hot đng ca các van đin 50
Hình 2.62. Kim tra h thng ABS 50
Hình 2.63. B trí 4 cm bin - 4 kênh điu khin (4+4) 52
Hình 2.64. B trí 4 cm bin - 3 kênh điu khin (2+1) và (1+2) 53
Hình 2.65. B trí 3 cm bin - 3 kênh điu khin (2+1) 53
Hình 2.66. B trí (2+2) và (0+2) 54
Hình 3.1. Front Panel và Block Diagram 58
Hình 3.2. V trí Icon và Connector 59

Hình 3.3. Tools palette 60
Hình 3.4. Control Palette 61
Hình 3.5. Numeric controls 61
Hình 3.6. Numeric indicators 62
Hình 3.7. Boolean 62
Hình 3.8. String và Path 63
Hình 3.9. Functions Palette 63
Hình 3.10. String 66
Hình 3.11. Truy xut mt String 66
Hình 3.12. Bng Array 69
Hình 3.13. For Loop 71
Hình 3.14. While Loop 71
Hình 3.15. Case & sequence Structure 72
Hình 3.16. Formula Node 73
Hình 3.17. Icon mặc đnh vƠ Icon sau khi đợc to 75
Hình 3.18. Cách thc to Connector ca mt VI 76
Hình 3.19. Front Panel và Block Diagram ca mt VI 77
Hình 3.20. Edit Icon ca VI 78
Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đ ỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

xv

Hình 3.21. Gỡ ri chng trình 79
Hình 4.1. So sánh thi gian thựchin 2 lnh gia các b vi x lỦ 81
Hình 4.2. Kin trúc ca b x lỦ AVR 83
Hình 4.3. S đ t chc b nh 84
Hình 4.4. Tp thanh ghi ca vi điu khin AVR 85
Hình 4.5. Các port đc và ghi 86

Hình 4.6. Kt ni SRAM ngồi vi b vi điu khin 88
Hình 4.7. S đ khi ca b so sánh Analog 89
Hình 4.8. S đ khi b bin đi ADC
90
Hình 4.9. S đ khi ca b đnh thi Watchdog 92
Hình 4.10. S đ chơn ATmega16 95
Hình 4.11. S đ khi vi điu khin AVR ATmega16 97
Hình 4.12. Cách b trí đ điu khin b vi điu khin từ mt ngun xung 99
bên ngồi
Hình 4.13. S đ chơn ATmega8 101
Hình 4.14. S đ khi vi điu khin AVR ATmega8 103
Hình 5.1. Mơ hình h thng phanh 104
Hình 5.2. V trí các b phn trên mơ hình h thng phanh 105
Hình 5.3. Bng điu khin mơ hình h thng phanh 105
Hình 5.4. S đ mch đin mơ hình h thng phanh 106
Hình 5.5. Đng c đin xoay chiu 107
Hình 5.6. Ly hợp từ 107
Hình 5.7. B chp hành 108
Hình 5.8. V trí đu kt ni ECU ABS 108
Hình 5.9. V trí đu kt ni đin trên b chp hành 108
Hình 5.10. Cm bin tc đ bánh xe 109
Hình 5.11. S đ khi b điu khin ly hợp từ 109
Hình 5.12. S đ mch ngun lý b điu khin ly hợp từ 110
Hình 5.13. Gin đ trng thái phanh 111
Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đ ỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

xvi

Hình 5.14. Gin đ trng thái phanh 111
Hình 5.15. S đ khi b điu tc đng c xoay chiu 1 pha 112
Hình 5.16. Mch điu tc 1 đng c đin xoay chiu 1 pha 112
Hình 5.17. Mch điu tc 4 đng c đin xoay chiu 1 pha 2 trng thái 113
Hình 5.18. Tín hiu đin áp xoay chiu trên ti (đng c) 113
Hình 5.19. S đ mch thy lực và truyn đng ly hợp từ 114
Hình 5.20. Card giao tip gia mơ hình và máy tính 115-116
Hình 5.21. S đ khi chng trình (Block Diagram) 116
Hình 5.22. Dng xung cm bin tc đ bánh xe khi cha phanh 117
Hình 5.23. Dng xung khi bánh xe trc bên trái gim tc đ 117
Hình 5.24. Dng xung khi bánh xe trc bên phi gim tc đ 118
Hình 5.25. Dng xung khi bánh xe sau bên trái gim tc đ 118
Hình 5.26. Dng xung khi bánh xe sau bên phi gim tc đ 119
Hình 5.27. Đng h báo tc đ bánh xe 119
Hình 5.28. Dng xung van áp sut khi trng thái phanh 120
hai bánh xe trc khác bit vi hai bánh xe sau
Hình 5.29. Dng xung van áp sut khi trng thái phanh 120
bánh xe trc bên phi khác bit vi các bánh xe







Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đ ỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

xvii

DANH SÁCH CÁC BNG
Bng 4.1. Sp xp các chơn ca b so sánh Analog 90
Bng 4.2. Các thanh ghi điu khin b bin đi ADC 91
Bng 4.3. Sự sp xp các chơn li vào ca b bin đi ADC 91
Bng 5.1: Đin áp ti các đu dơy ECU ABS 123


Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đ ỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

1

CHNGăI
TNGăQUAN
1.1. CăSăKHOAăHCăVÀ THCăTINăCAăĐăTÀI
1.1.1. Lý do chnăđătài
 Trong giáo dc kỹ thut, mt trong các yu t góp phn nâng cao hiu qu đào to là
sự trang b các dng c thit b có ng dng kỹ thut mi. Hin nay, mặc dù đã đợc
nhƠ nc quan tơm đu t nhiu cho lĩnh vực đào to kỹ thut nhng các trng hc
vn còn thiu các hc c đ đáp ng nhu cu v đào to chun viên và cơng nhân
có trình đ cao. NgƠnh c khí ơ tơ lƠ mt ngành hc rt cn các trang thit b hin
đi đt tin, các thit b này phn ln đợc nhp từ nc ngồi vi giá thành cao và
gặp nhiu khó khăn trong bo trì.
 Hin nay, các ng dng v đin vƠ đin t đợc ng dng rt nhiu trên ơ tơ và do
đó các mơ hình ging dy có giao tip vi máy tính s giúp giáo viên ch đng trong
q trình lên lp và vic tip thu kin thc cũng nh kỹ năng ngh cho ngi hc
đợc d dƠng hn. Các mơ hình dy hc giao tip vi máy tính s nơng cao hiu qu
các tính năng ca mơ hình dy hc giúp q trình dy và hc tr nên sinh đng, giúp

vic truyn th kin thc đt đợc hiu qu cao, trực quan hn. Đ tài " Nghiên cu
ch to mơ hình h thng phanh ABS giao tip vi máy tính" đã đợc chn đ
nghiên cu nhằm to ra mt phng tin dy hc mi kt hợp kỹ thut truyn thng
và ng dng kỹ thut cao nhằm nơng cao hiu qu đào to v h thng phanh.
1.1.2.ăCăsăkhoaăhc
Đ tài nghiên cu thực hin đợc đợc dựa trên các c s sau:
 Cu to, ngun lý hot đng ca h thng phanh ABS.
 Kỹ thut lp trình LabVIEW.
 Vi điu khin chuyn đi các tín hiu từ các cm bin, b chp hành trên h
thng phanh ABS giao tip vi máy tính qua card giao tip vi x lỦ.
 Các thơng s làm vic chính ca h thng phanh ABS.
 Chng trình đƠo to mơ đun Bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống phanh dầu.
Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đ ỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

2

1.1.3. Tính thcătin
 ng dng vào ging dy lỦ thuyt cu to, ngun lý hot đng ca h thng
phanh ABS.
 Nghiên cu xác đnh các thơng s hot đng c bn ca h thng phanh ABS.
 M rng ng dng cho các h thng có s dng đin khác trên ơtơ.
 ng dng mơ hình đ thực hành kim tra, chẩn đốn mt s h hng thơng
thng ca h thng phanh ABS.
1.2. MCăTIÊU NGHIÊN CU
 Nghiên cu khái qt v cơng dng, cu to và ngun lý hat đng ca h thng
phanh trên ơ tơ.
 Nghiên cu khái qt v cơng dng, cu to và ngun lý hat đng ca h thng
phanh ABS trên ơ tơ.

 Nghiên cu ch to mơ hình h thng phanh ABS giao tip vi máy tính dựa trên
phn mm LabVIEW đ s dng làm mơ hình ging dy và hc tp v h thng
phanh trên ơtơ.
1.3. MCăĐệCHăVÀ NHIMăVăCAăĐăTÀI
 Nghiên cu ch to mơ hình h thng phanh ABS giao tip vi máy tính.
 Biên son b tài liu ging dy h thng phanh.
1.4.ăPHNGăPHỄPăNGHIểNăCU
 Phng pháp khai thác tra cu tài liu v h thng phanh, ng dng ca LabVIEW
vƠ vi điu khin.
 Phng pháp kho sát ng dng.
 Phng pháp thực nghim.
1.5. GIIăHNăCAăĐăTÀI
Do thi gian vƠ điu kin thực hin có hn nên phm vi nghiên cu đợc gii hn:
 Trng thái hãm cng các bánh xe khi phanh đợc thực hin bi các ly hợp từ.
 Các thơng s kỹ thut và trng thái hot đng ca h thng phanh ABS trên mơ hình
khi giao tip vi máy tính dựa trên phn mm LabVIEW cha đy đ.
 Tính mỹ thut ca mơ hình cha cao.
Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đ ỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

3

CHNGăII
HăTHNGăPHANHăTRÊN Ơ TƠ
2.1. KHÁI QT HăTHNGăPHANH
2.1.1. Khái qt chung
 Đ gim tc đ ca mt xe đang chy và dừng xe, cn thit phi to ra mt lực
làm cho các bánh xe quay chm li. Khi ngi lái đp bƠn đp phanh, c cu
phanh to ra mt lực (phn lực ca mặt đng) làm cho các bánh xe dừng li và

khc phc lực (qn tính) đang mun gi cho xe tip tc chy, do đó làm cho xe
dừng li.

Hình 2.1. Các lcăchínhăxutăhinăkhiăphanhăxe [1]
Nói khác đi, năng lợng (đng năng) ca các bánh xe quay đợc chuyn thành
nhit do ma sát (nhit năng) bằng cách tác đng lên các phanh làm cho các bánh
xe ngừng quay. [1]
 Ngi lái khơng nhng phi bit dừng xe mà còn phi bit cách cho xe dừng li
theo Ủ đnh ca mình. Chẳng hn nh, các phanh phi gim tc đ theo mc
Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đ ỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

4

thích hợp và dừng xe tng đi n đnh trong mt đon đng tng đi ngn
khi phanh khẩn cp. Các c cu chính to ra chc năng dừng xe này là h thng
phanh nh lƠ bƠn đp phanh và các lp xe. [1]
2.1.2. Cơng dng
 H thng phanh có tác dng gim tc đ chuyn đng ca xe ti vn tc chuyn
đng nƠo đó dừng hẳn hoặc gi xe  mt v trí nht đnh. Q trình phanh xe
đợc tin hành bằng cách to ma sát gia phn quay và phn đng n ca xe
nh gia tang trng vi guc phanh hoặc đĩa phanh vi má phanh. Nh vy đng
năng chuyn đng ca xe bin thành nhit năng ca c cu ma sát, nhit năng s
đợc truyn ra mơi trng xung quanh đ khơng làm hng c cu ma sát.
 Trên xe thng b trí phanh chơn vƠ phanh tay. Phanh chơn đợc dùng đ ch
đng gim tc đ ca xe, còn phanh tay đ gi xe  mt v trí nht đnh.
2.1.3. Phân loi
 Phân loi theo c cu điu khin trên xe:
o Phanh chơn điu khin bằng bƠn đp.

o Phanh tay điu khin bằng cn.
 NgƠy nay, trên ơtơ thng s dng h thng phanh thy lực, trong đó bao gm
các dng:
o Phanh thy lực đn gin.
o Phanh thy lực có trợ lực.
 Phân loi theo các kt cu truyn lực điu khin:
o Dn đng điu khin mt dòng.
o Dn đng điu khin hai dòng.
 Các dòng truyn lực nƠy đc lp vi nhau, nhằm tránh sự c xy ra cùng mt lúc
trên tt c h thng phanh, nơng cao đ tin cy, an tồn cho xe khi chuyn đng.
Theo tiêu chuẩn quc t chỉ cho phép dùng loi dn đng điu khin hai dòng tr
lên. Cu trúc hai dòng có th là:
o Dòng đc lp.
o Dòng song song (b trí hỗn hợp).
Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đ ỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

5

 Phân loi theo mc đ hồn thin cht lợng phanh có th chia:
o H thng phanh có b điu chỉnh lực phanh.
o H thng phanh có b chng hãm cng bánh xe.
 (Anti – lock brake system) ABS. Trên ơtơ phanh chân là h thng phanh c bn,
còn phanh tay là phanh dự phòng. H thng điu khin ca hai loi nƠy đc lp
vi nhau làm vic tin cy, đng thi phanh tay phi có c cu tự khóa đ ngi
lái khơng phi liên tc tác đng lực.
2.1.4. u cuă
 H thng phanh là mt h thng đm bo an tồn chuyn đng cho xe. Do vy
phi chp nhn nhng u cu kht khe nht lƠ đi vi xe cao tc, ch yu thi

gian hot đng  tc đ cao. Các yu t ca nó nh sau:
 Phi đm bo nhanh chng dừng xe trong bt kỳ tình hung nƠo. Khi phanh đt
ngt xe phi đợc dừng sau qng đng ngn nht, tc là có gia tc phanh cực
đi theo tiêu chuẩn Chơu Ểu xe cn phi đt hiu qu phanh cao. Trong điu kin
th xe, đi vi phanh chơn tc đ lúc bt đu phanh 80 km/h, qng đng
phanh phi nh hn 50,7 m, gia tc phanh phi ln hn 5,8 m/s
2
, lực chơn phanh
ln nht đặt trên bƠn đp là 50 kG. Đi vi phanh tay cũng có điu kin ging
nh trên, qng đng phanh phi nh hn 93,4 m, lực tác dng ca ngi lái
nào cn phanh tay ln nht là 40 kG (điu kin th đợc xác đnh theo loi xe và
ti trng).
 Hiu qu phanh cao kèm theo sự phanh êm du đ đm bo phanh chuyn đng
vi gia tc chm dn bin đi đu đặn gi n đnh chuyn đng ca xe.
 Lực điu khin khơng q ln, điu khin nhẹ nhàng, d dàng, k c điu khin
cân bằng chơn hoặc bằng tay. Các giá tr lực nêu trên tng ng vi điu khin
chỉ bằng mt chơn hoặc mt tay  t th ngi ca ngi lái.
 H thng phanh cn có đ nhy cao, hiu qu phanh khơng thay đi nhiu ln
gia các ln phanh.
 Đm bo tránh hin tợng trợt lt ca bánh xe trên đng. Vì khi trợt lt vi mặt
đng s gơy mài mòn lp và làm mt kh năng dn hng chuyn đng ca xe.
Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đ ỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

6

 Phanh chân và phanh tay làm vic đc lp và khơng nh hng ln nhau. Phanh
tay có th thay th phanh chơn khi phanh chơn có sự c, đm bo chc năng dự
phòng.

 Phanh tay dùng đ gi ngun v trí xe. Phi gi xe đng n khơng thi hn trên
dc nghiêng ti thiu là 18% (tc 100 ÷ 120).
 Các c cu phanh phi thốt nhit tt, khơng truyn nhit ra các khu vực, làm
nh hng ti sự làm vic ca các c cu xung quanh (lp xe, moayầ) phi d
dƠng điu chỉnh, thay th các chi tit h hng. Ngồi các u cu k trên còn có
các u cu nh chim ít khơng gian, trng lợng nh, đ bn caoầ, và các u
cu chung ca cu trúc c khí. [1]
2.1.5. Các loiăhăthngăphanhă
 Có hai loi h thng phanh. H thng phanh chính đợc s dng khi xe đang
chy là h thng phanh chơn. Có loi phanh kiu tang trng vƠ phanh đĩa, thng
đợc điu khin bằng áp sut thy lực.
 H thng phanh dừng đợc s dng khi đã đỗ xe. H thng phanh dừng tác đng
vƠo các phanh bánh sau qua các dơy kéo đ xe khơng dch chuyn đợc.
a. Hăthngăphanhăchngăbóăcngă- ABS
 ABS là h thng phanh điu khin bằng máy tính đ tự đng chng khóa các lp
xe do phanh khẩn cp. H thng nƠy lƠm tăng đ n đnh ca xe và rút ngn qng
đng phanh. Do đó các lp khơng b bó cng vƠ vơ lăng vn có th xoay đợc
ngay c khi n phanh đt ngt. Vn điu khin đợc xe vƠ đỗ xe an tồn. [1]

Hình 2.2.ăSăđăcuătoăhăthngăphanhăABS [1]
Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đ ỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

7


Hình 2.3.ăSăđăcu toăhăthngăphanh [1]
b. HăthngăphanhăABSăcóăEBDă
 "EBD" trong h thng ABS có EBD là ch vit tt ca phơn phi lực phanh bằng

đin t hoặc điu khin phơn phi lực phanh ca h thng ABS bằng đin t.
Ngồi chc năng thơng thng ca ABS, lực phanh đợc phơn phi gia các
bánh trc và bánh sau và các bánh bên phi và bên trái mt cách phù hợp vi
trng thái ca xe bằng b điu khin phanh ABS bằng thy lực. [1]

Hình 2.4.ăSăđăcuătoăhăthngăphanhăABSăcóăEBD [1]
Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đ ỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

8

c. HăthngăhătrăkhiăphanhăBA
 BA là mt h thng hỗ trợ vn hƠnh phanh khi ngi lái khơng th đp đ lực lên
bƠn đp phanh. Đp lên bƠn đp phanh đt ngt đợc coi là sự dừng xe khẩn cp
và h thng này tự đng to ra mt lực phanh ln hn. [1]

Hình 2.5.ăSăđăcuătoăhăthngăphanh ABS có BA [1]
2.2. CÁC BăPHNăCAăHăTHNGăPHANHăDU
2.2.1. Cuătoăhăthngăphanhădu

Hình 2.6.ăSăđăcuătoăhăthngăphanh [1]
H thng phanh gm có các b phn sau đơy:
1. BƠn đp phanh
2. B trợ lực phanh
Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đ ỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

9

3. Xilanh chính
4. Van điu hòa lực phanh (van P)
5. Phanh chơn: (1) Phanh đĩa ; (2) Phanh trng
6. Phanh dừng/Phanh tay
2.2.2. Xilanh chính
a. Khái qt chung:
 Xilanh chính là mt c cu chuyn đi lực tác đng ca bƠn đp phanh thành áp
sut thy lực. Hin nay có hai kiu xilanh chính ph bin là kiu mt bung và
kiu hai bung, xilanh chính kiu hai bung có hai piston to ra áp sut thy lực
trong đng ng phanh ca hai h thng. Sau đó áp sut thy lực nƠy tác đng
lên các cƠng phanh đĩa hoặc các xilanh phanh ca phanh kiu tang trng. [1]
 Bình cha dùng đ loi trừ sự thay đi lợng du phanh do nhit đ du thay đi.
Bình cha có mt vách ngăn  bên trong đ chia bình thành phn phía trc và
phía sau nh th hin  hình bên trái. Thit k ca bình cha có hai phn đ đm
bo rằng nu mt mch có sự c rò rỉ du, thì vn còn mch kia đ dừng xe. Cm
bin mc du phát hin mc du trong bình cha thp hn mc ti thiu và sau
đó báo cho ngi lái bằng đèn cnh báo ca h thng phanh. [1]
b. Cuătoăvà ngun lý hotăđngăcaăxilanh chính loiămtăbung:

Hình 2.7. Cuătoăcaăxilanhăchínhăloiămtăbung [6]
 Khi tác đng lên piston, piston cùng cúppen đẩy dch chuyn sang bên phi s bt
Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đ ỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

10

kín lỗ bù du, ép lò xo hi v piston to áp sut đẩy du phanh chui qua van áp
sut d chy đn các xilanh con ti bánh xe.

 Khi thơi tác đng, di tác dng ca lực lò xo hi v piston và du phanh trên
đng ng, cúppen đẩy cùng vi piston vƠ thanh đẩy s b đẩy ngợc tr li v v
trí ban đu.
 Khi piston tr v nhanh s to mt đ chơn khơng trong xilanh, làm cho du
phanh  khong trng gia piston bẻ cong vành mép cao su ca cúppen đẩy chy
vào khơng gian bên phi piston, đin đy khong chơn khơng vừa to nên, đn
lúc này du từ xilanh con ni bánh xe mi hi v li xilanh chính mt bằng lực
ép ca xilanh ph ni bánh xe. Vì vy, lợng du nƠy đợc tr v bình cha qua
lỗ bù du. Kt thúc q trình phanh.
 Van áp sut d lƠ mt van kép, du từ xilanh chính đi đn các xilanh ph s đi
qua mt van có áp sut m nh (nằm  gia) và du từ các xilanh ph tr v
xilanh chính s đi qua van có áp sut cao hn (áp sut này ph thuc vào lực nén
ca lò xo hi v piston).
c. Cuătoăvà ngun lý hotăđngăcaăxilanh chính loiăhaiăbung:
Xilanh phanh chính loi hai bung có các b phn nh hình sau:

Hình 2.8. Cuătoăcaăxilanhăchínhăloiăhaiăbung [1]
Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đ ỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

11

 Khi ta đp lên bƠn đp phanh, xilanh chính s bin đi lực đp này thành áp sut
thy lực. Vn hành ca bƠn đp dựa vào ngun lý đòn bẩy, và bin đi mt lực
nh ca bƠn đp thành mt lực ln tác đng vào xilanh chính. [1]
 Theo đnh lut Pascal, lực thy lực phát sinh trong xilanh chính đợc truyn qua
đng ng dn du phanh đn các xilanh phanh riêng bit. Nó tác đng lên các
má phanh đ to ra lực phanh. Theo đnh lut Pascal, áp sut bên ngoƠi tác đng
lên du cha trong khơng gian kín đợc truyn đi đng đu v mi phía. Áp dng

ngun lý này vào mch thy lực trong h thng phanh áp sut to ra trong
xilanh chính đợc truyn đu đn tt c các xilanh phanh. [1]
 Lực phanh thay đi nh trình bày  bên trái tùy thuc vƠo đng kính ca các
xilanh phanh. Nu mt kiu xe cn có lực phanh ln hn  các bánh trc, thì
ngi thit k s qui đnh các xilanh phanh trc ln hn. [1]
 Các loiăđngăngădnăduăphanh:ă

Hình 2.9. Bătríăđngăngădnăduăphanh [1]
 Nu đng ng dn du phanh b nt và du phanh rò rỉ ngồi, các phanh s
khơng làm vic đợc na. Vì lý do này, h thng thy lực ca phanh đợc chia
thành hai h thng đng dn du phanh. Áp sut thy lực truyn đn hai h
thng này từ xilanh chính đợc truyn đn các cƠnh phanh đĩa hoặc các xilanh
Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đ ỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

12

phanh. Sự b trí đng ng dn du phanh  các xe FR khác  các xe FF. [1]
  các xe FR các đng ng du phanh đợc chia thành h thng bánh trc và
h thng bánh sau, nhng  xe FF s dng đng ng chéo. Vì  các xe FF, ti
trng tác đng vƠo các bánh trc ln nên lực phanh tác đng vƠo các bánh trc
ln hn các bánh sau. Vì vy, nu s dng cùng các đng ng du phanh ca xe
FR cho xe FF thì lực phanh s q yu nu h thng phanh bánh trc b hng,
do đó, ngi ta dùng mt h thng đng ng chéo cho bánh trc bên phi và
bánh sau bên trái và mt h thng cho bánh trc bên trái và bánh sau bên phi
đ nu mt h thng b hng, thì h thng kia vn duy trì đợc mt lực phanh
nht đnh. [1]
 Hotăđngăcaăxilanhăchínhăloiăhaiăbung:ă
 Vnăhành bình thngă

(1)ăKhiăkhơngătácăđng:ă
 Các cúppen ca piston s 1 và s 2 đợc đặt gia ca vào và ca bù to ra mt
đng đi gia xilanh chính và bình cha. Piston s 2 đợc lò xo hi s 2 đẩy
sang bên phi, nhng bu lơng chặn khơng cho nó đi xa hn na. [1]

Hình 2.10.ăXiălanhăchínhăkhiăkhơngătácăđng [1]
(2)ăKhiăđpăbƠnăđpăphanh:ă
 Piston s 1 dch chuyn sang bên trái và cúppen ca piston này bt kín ca bù đ
chặn đng đi gia xilanh này và bình cha. Khi piston b đẩy thêm, nó lƠm tăng
Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính

GVHD: PGS.TS Đ ỗ Văn Dũng HVTH: Nguyễn Quang TUyến

13

áp sut thy lực bên trong xilanh chính, áp sut nƠy tác đng vào các xilanh phanh
phía sau. Vì áp sut này cũng đẩy piston s 2, nên piston s 2 cũng hot đng
ging ht nh piston s 1 và tác đng vào các xilanh phanh ca bánh trc. [1]

Hình 2.11.ăKhiăbƠnăđpăphanhătácăđng [1]
(3) Khi nhăbƠnăđpăphanh:
 Các piston b đẩy tr v v trí ban đu ca chúng do áp sut thy lực và lực ca
các lò xo phn hi. Tuy nhiên do du phanh từ các xi lanh phanh khơng chy v
ngay, áp sut thy lực bên trong xilanh chính tm thi gim xung (đ chơn
khơng phát trin). Do đó, du phanh  bên trong bình cha chy vào xilanh chính
qua ca vào, và nhiu lỗ  đỉnh piston và quanh chu vi ca cúppen piston. [1]

Hình 2.12. Xi lanh chính khi nhăbƠnăđpăphanh [1]