nghiên cứu hệ thống phanh abs trên xe daewoo bc212ma

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRẦN MINH ĐỨC

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH ABS
TRÊN XE DAEWOO BC212MA

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 60520116

S K C0 0 4 4 5 8

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRẦN MINH ĐỨC

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE
DAEWOO BC212MA

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 60520116

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRẦN MINH ĐỨC

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE
DAEWOO BC212MA

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 60520116
Hướng dẫn khoa học:
PGS. TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2014


LÝ LỊCH KHOA HỌC
I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC:
Họ & tên: Trần Minh Đức

Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 05/3/1978

Nơi sinh: Long An

Quê quán: Long An

Dân tộc: Kinh

Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: Ấp Nhơn Thuận - Nhơn Thạnh Trung - TP.
Tân An - Long An
Điện thoại cơ quan: 072.3827694

Điện thoại riêng: 0909262669.

Fax:

E-mail:

II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
1. Trung học chuyên nghiệp:
Hệ đào tạo: Chính quy

Thời gian đào tạo từ 8 /1996 đến

8/1998.
Nơi học (trường, thành phố):Trường Trung Học Giao Thông Vận Tải Trung
Ương 3 TP. Hồ Chí Minh.
Ngành học: Cơ khí động lực
2. Đại học:
Hệ đào tạo: Chính quy

Thời gian đào tạo từ: 8/1998 đến 3/2002.

Nơi học: Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành TP. Hồ Chí Minh
Ngành học: Cơ khí động lực.
Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp:

“Tính toán tính kinh tế nhiên liệu động cơ xe tải ЗИЛ-130”
Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: 3/2002 Trường Đại Học
Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh.
Người hướng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Văn Phụng.

i


III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC:

Thời gian
9/2002÷10/2012

10/2012-10/2014

Nơi công tác
Trường Dạy Nghề Long An nay
Trường Cao Đẳng Nghề Long An
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ
Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh

ii

Công việc đảm nhiệm
Giáo viên

Học cao học

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 9 năm 2014
(Ký tên và ghi rõ họ tên)

Trần Minh Đức

iii


TÓM TẮT
Hệ thống phanh là cơ cấu an toàn và quan trọng trên ô tô, nhằm giảm tốc hay
dừng xe trong trường hợp cần thiết. Trong quá trình phanh ô tô, yếu tố quan trọng
nhất là hiệu quả phanh. Đặc biệt, khi phanh ô tô trên đường trơn (hệ số bám 𝜑 thấp)
dẫn đến bánh xe sớm bị hãm cứng và trượt lết. Vì vậy, quãng đường phanh dài và
hiệu quả phanh kém. Vì thế, nghiên cứu đánh giá hiệu quả phanh trên một loai xe cụ
thể đang lưu thông trên đường Việt Nam là rất cần thiết. Đặc biệt là hệ thống phanh
trang bị trên xe buýt, một phương tiện giao thông công cộng đang phát triển và phổ
biến tại Việt Nam.
Ở những nước phát triển thì hệ thống phanh ABS trở thành hệ thống bắt buộc
trang bị cho phương tiện khi tham gia giao thông, còn ở nước ta tại sau chưa? Từ
những lý do trên tác giả đã xây dựng phương pháp tính toán hiệu quả phanh một cách
nhanh chóng thông qua mô men phanh, quảng đường phanh, gia tốc chậm dần khi
phanh và thời gian phanh. Kết quả được đánh giá và biểu diễn bằng đồ thị với sự hỗ
trợ của phần mềm LabView.
Với những kết quả đạt được tác giả cũng kiến nghị nên trang bị hệ thống phanh
ABS cho ô tô, đồng thời nghiên cứu phát triển thuật toán điều khiển hoàn toàn của
Việt Nam đáp ứng được yêu cầu ngày càng hoàn thiện của hệ thống phanh.

iv


ABSTRACT
Brake system is a safety and important mechanism on the cars, It is used to
decelerate or stop vehicle in necessary cases. During brake, the most important factor
is the brake efficiency. Especially when braking on slippery road cars (φ low grip
coefficients) leads to early wheels braked hard and drag slider. So, the brake stretch
is long and the brake effect is less. So researchers evaluated an effective brake on
specific types of vehicle are on the road Vietnam is essential. Especially the brakes
on a bus equipped with a means of public transport are growing and popular in
Vietnam.
In developed countries, the ABS system becomes mandatory when fitted to
vehicles in traffic, even in our country at the back yet? From these reasons, the authors
have developed computational methods braking performance quickly through the
brake torque, braking distances, acceleration and braking to slow down when braking
time. Results are evaluated and represented graphically with the help of LabView
software.
With these results the authors also recommended that ABS equipped braking
system for automotive research and development of control algorithms entirely of
Vietnam to meet the growing demands of the complete brake system .

v


MỤC LỤC
---Ͽ☼Ͽ--Trang tựa

Trang

Quyết định giao đề tài
Xác nhận của cán bộ hướng dẫn
MỤC LỤC........................................................................................................... VI
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................. XIII
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... XIV
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ............................................... XV
Chương 1:TỔNG QUAN ĐỀ TÀI ........................................................................ 1
1.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI .................................................................................. 1
1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ NGOÀI NƯỚC. ............ 2
1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước: ............................................................... 2
1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước: ............................................................... 4
1.3. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI. ............................................................................ 6
1.3.1. Tính toán các thông số hệ thống phanh ...................................................... 6
1.3.2. Tính toán hiệu quả phanh: .......................................................................... 6
1.3.3. Đánh giá kết quả nghiên cứu: ..................................................................... 6
1.4 NHIỆM VỤ VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI: ................................................... 7
1.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: ................................................................. 7
Chương 2: GIỚI THIỆU LOẠI XE BUÝT DEAWOO BC212MA .................... 8
2.1 GIỚI THIỆU LOẠI XE BUÝT DAEWOO BC212MA. ................................ 8
2.1.2. Bảng vẽ thiết kế: ........................................................................................ 9
2.1.3 Thông số kỹ thuật: .................................................................................... 10
2.2. HỆ THỐNG PHANH TRANG BỊ ABS TRÊN ÔTÔ DAWOO BC212MA.
.............................................................................................................................. 12
2.2.1. Sơ lược về ABS......................................................................................... 12
2.2.1.1. Đặt vấn đề. ............................................................................................ 12
2.2.1.2. Công dụng, yêu cầu ABS. ..................................................................... 12
2.2.1.3. Nguyên lý làm việc chung của hệ thống ABS. ...................................... 16
2.2.2. Hệ thống phanh trên ôtô DAWOO BC212 MA. ....................................... 17
2.2.2.1. Sơ đồ nguyên lý. ................................................................................... 17

2.2.2.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh trên ôtô DAWOO BC212MA. 18

vi


2.2.3. Kết cấu các cụm chi tiết chính. ................................................................. 21
2.2.3.1. Cơ cấu phanh. ....................................................................................... 21
2.2.3.2. Bầu phanh. ............................................................................................ 25
2.2.3.3. Dẫn động phanh. ................................................................................... 27
Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ........................................................................ 32
3.1 CƠ HỌC LĂN CỦA BÁNH XE.................................................................... 32
3.1.1 Lực tác dụng lên bánh xe khi phanh. ......................................................... 32
3.1.2 Động học bánh xe khi phanh ..................................................................... 34
3.1.3 Đặc tính trượt và khả năng bám ................................................................ 35
3.1.4 Sự lăn không ổn định của bánh xe ............................................................. 37
3.2. TẢI TRỌNG TRUNG BÌNH KHI PHANH ................................................ 42
3.2.1. Sơ đồ: ...................................................................................................... 42
3.2.2.Các lực khi phanh ..................................................................................... 42
3.2.3.Tính phản lực mặt đường khi phanh: ......................................................... 43
3.3. PHANH BÁNH XE CẦU SAU: ................................................................... 43
3.4. PHANH BÁNH XE CẦU TRƯỚC: ............................................................. 44
3.5. PHANH BÁNH XE CẢ HAI CẦU TRƯỚC VÀ SAU: ............................... 45
3.6. CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG PHANH THƯỜNG........... 46
3.6.1. Gia tốc phanh: jp ...................................................................................... 46
3.6.2. Quảng đường phanh, sp: ........................................................................... 47
3.6.3 Thời gian phanh: tp.................................................................................... 50
3.6.4 Lực phanh riêng pp: ................................................................................... 51
3.7. QUÁ TRÌNH PHANH XE THỰC TẾ: ........................................................ 51
3.7.1.Thời gian quá trình phanh bao gồm: .......................................................... 51
3.7.2. Quảng đường quá trình phanh bao gồm: .................................................. 51

3.7.3. Quá trình phanh được thể hiện qua đồ thị gia tốc phanh jpmax và thời gian
phanh tp: ............................................................................................................ 52
3.8. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh ABS………………………………....52
3.9. Giớ thiệu phần mềm LabView………………………………………………...54
Chương 4: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ
BUS DAEWOO BC212MA ................................................................................. 57
4.1. XÁC ĐỊNH MÔMEN PHANH YÊU CẦU. ................................................. 57
4.1.1. Số liệu đã biết. ......................................................................................... 57
4.1.2. Xác định tọa độ trọng tâm ô tô. ................................................................ 57
4.1.3. Xác định momen phanh theo yêu cầu. ...................................................... 60
4.2. XÁC ĐỊNH MÔMEN PHANH MÀ CƠ CẤU PHANH SINH RA. ............ 64
4.2.1.Các số liệu cơ bản. .................................................................................... 64
4.2.2. Xác định momen phanh do cầu trước sinh ra. ........................................... 65

vii


4.2.3. Xác định mô men phanh do cơ cấu phanh sau sinh ra............................... 70
4.3. XÁC ĐỊNH ÁP SUẤT PHANH. .................................................................. 71
4.4. XÂY DỰNG QUY LUẬT THAY ĐỔI CỦA CÁC THÔNG SỐ KHI
PHANH CÓ ABS. ................................................................................................ 73
4.4.1. Xác định quan hệ giữa mômen phanh, mô men bám ,gia tốc góc với hệ số
trượt................................................................................................................... 73
4.4.2. Đối với cầu trước. .................................................................................... 77
4.4.3. Đối với cầu sau. ....................................................................................... 80
4.5. TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU PHANH. ..................................................... 81
4.5.1.1. Gia tốc chậm dần khi phanh. ................................................................. 82
4.5.1.2. Thời gian phanh. ................................................................................... 83
4.5.1.3. Quãng đường phanh. ............................................................................. 84
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................... 92

5.1. KẾT LUẬN ................................................................................................... 92
5.2. KIẾN NGHỊ .................................................................................................. 93
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 94

viii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình

Trang

Hình 2-1: Bảng vẽ xe DAEWOO BC212MA. ......................................................... 9
Hình 2-2 Sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy theo độ trượt tương
đối λ của bánh xe. ................................................................................................. 14
Hình 2-3: Quá trình phanh có và không có ABS trên đoạn đường cong. ............... 15
Hình 2-4: Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe. ....................... 17
Hình 2-5: Sơ đồ hệ thống phanh xe DAWOO BC212 MA. ................................... 17
Hình 2-6: Mô tả giai đoạn tăng áp. ....................................................................... 19
Hình 2-7: Mô tả giai đoạn giữ áp. ......................................................................... 20
Hình 2-8: Mô tả giai đoạn giảm áp. ...................................................................... 21
Hình 2-9: Cơ cấu phanh trước............................................................................... 22
Hình 2-10: Cơ cấu phanh sau. ............................................................................... 23
Hình 2-11: Cơ cấu điều chỉnh khe hở trên.............................................................. 24
Hình 2-12: Bầu phanh trước. ................................................................................. 25
Hình 2-13 Kết cấu của bầu phanh sau và bầu tích năng ........................................ 26
Hình 2-14: Kết cấu tổng van phân phối.................................................................. 28
Hình 2-15: Van phanh dừng. ................................................................................ 29
Hình 2-16: Van cấp xả nhanh khí. ........................................................................ 30
Hình 2-17: Van đổi chiều hai ngã. ........................................................................ 31

Hình 3-1: Sơ đồ lực và mô men trên bánh xe phanh............................................... 32
Hình 3-2: Trạng thái lăn của bánh xe khi trượt lết.................................................. 34
Hình 3-4 : Sơ đồ cân bằng mô men trên bánh xe.................................................... 38
Hình 3-5: Sự thay đổi mô men phanh và khả năng bám của bánh xe chuyển động
không ổn định khi phanh. ...................................................................................... 39
Hình 3-6: Các dạng đồ thị lực phanh chống hãm cứng bánh xe .............................. 40
Hình 3-7: Quá trình phanh thường (a) và quá trình phanh chống hãm cứng (b) ...... 41
Hình 3-8: Sơ đồ các lực khi phanh. ........................................................................ 42
Hình 3-9: Đồ thị gia tốc phanh và thời gian phanh. ................................................ 52

ix


Hình 3-10: Đồ thị gia tốc phanh và thời gian phanh trong hệ thống phanh ABS. ... 54
Hình 3-11: Mã nguồn viết bằng LabVIEW ............................................................ 56
Hình 4-1: Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô (trường hợp ô tô đầy tải). .......................... 57
Hình 4-2: Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô (trường hợp ô tô lên dốc)........................... 59
Hình 4-3: Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh (trường hợp ô tô đầy tải). ........... 60
Hình 4-4: Đồ thị quan hệ momen phanh của xe DAEWOO BC212 MA. .............. 63
Hình 4-5: Sơ đồ tính. ............................................................................................ 66
Hình 4-6: Biểu đồ phân bố áp suất trên má phanh theo qui luật hình sin. .............. 67
Hình 4-7 : Sơ đồ tính toán cơ cấu ép. ..................................................................... 68
Hình 4-9: Các lực và momen tác dụng lên bánh xe khi phanh. .............................. 74
Hình 4-10: Sự thay đổi hệ số bám dọc φx theo độ trượt tương đối λ của bánh xe.. 77
Hình 4-11: Chu kỳ thay đổi momen phanh ở cầu trước khi có ABS. ..................... 78
Hình 4-12: Mômen phanh Mp theo thời gian t. ....................................................... 79
Hình 4-13: Mômen phanh cầu trước Mp1 theo thời gian t. ...................................... 80
Hình 4-14: Chu kỳ thay đổi momen phanh ở cầu sau khi có ABS. ........................ 80
Hình 4-15: Mômen phanh cầu sau Mp1 theo thời gian t. ......................................... 81
Hình 4-16: Giản đồ phanh. ................................................................................... 81

Hình 4-17: Tính gia tốc chậm dần khi phanh trên Labview. ................................... 83
Hình 4-18: Tính gian thời gian phanh trên Labview. .............................................. 84
Hình 4-19: Tính quảng đường phanh trên Labview. ............................................... 85
Hình 4-20:Đồ thị quan hệ giữa tp và  x ................................................................. 86
Hình 4-21: Đồ thị quan hệ giữa Jp và  x ................................................................ 86
Hình 4-22: Đồ thị quan hệ giữa sp và  x ................................................................ 87
Hình 4-23: Độ trượt của phanh chống hãm cứng bánh xe. ..................................... 88
Hình 5-1: Đặc tính trượt lý tưởng. ......................................................................... 93

x


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng

Trang

Bảng 2-1: Thông số xe DAEWOO BC212 MA. .................................................... 10
Bảng 3-1: Quan hệ giữa quảng đường phanh và tốc độ phanh................................ 53
Bảng 4-1: Mô men phanh theo hệ số bám (trường hợp đầy tải). ............................. 62
Bảng 4-2: Mô men phanh theo hệ số bám (trường hợp đầy tải). ............................. 64
Bảng 4-3: Giá tri áp suất phanh cầu trước theo φ, Mp1 với trường hợp xe đầy tải: 73
Bảng 4-4:Giá tri áp suất phanh cầu sau theo φ, Mp2 với trường hợp xe đầy tải:..... 73
Bảng 4-5: Giá trị áp suất phanh cầu trước theo φ, Mp1 với trường hợp xe không tải
.............................................................................................................................. 73
Bảng 4-6: Giá tri áp suất phanh cầu sau theo φ, Mp2 với trường hợp xe không tải: 73
Bảng 4-7: Quan hệ giữa hệ số bám dọc φx và độ trượt λ. (trên đường nhựa khô với
vận tốc 40 km/h). ................................................................................................... 76
Bảng 4-8: Quan hệ giữa mô men bám Mp và độ trượt λ......................................... 77
Bảng 4-9 : Quan hệ giữa mô men phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn tăng

áp suất: .................................................................................................................. 77
Bảng 4-10: Quan hệ giữa mô men phanh trước Mpt với độ trượt λ . ...................... 80
Bảng 5-1: Tiêu chuẩn đánh giá hiệu quả phanh...................................................... 92

xi


DANH SÁCH CÁC CHỬ VIẾT TẮT
ABS: Anti-lock Braking System – Hệ thống phanh chống bó cứng bánh xe
EBD: Electronic Brakeforce Distribution – Hệ thống phối lực phanh điện tử
BAS: Brake Assist System – Hệ thống hỗ trợ phanh gấp
ESP: Electronic Stability Program – Hệ thống ổn định điện tử
SBC: Sensotronic Brake Control – Hệ thống điều khiển kiểm soát quá trình phanh
ECU : Electric Control Unit – Bộ vi xử lý
LabVIEW: Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench – Môi
trường ngôn ngữ đồ họa hiệu quả trong việc giao tiếp đa kênh giữa con người, thuật
toán và các thiết bị.

xii


LỜI NÓI ĐẦU
Trong những thập niên gần đây, do nhu cầu xã hội 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 song
song với sự phát triển của mọi ngành nghề thì công nghệ ôtô cũng có sự thay đổi khá
lớn. Nhu cầu của con người dần dần được đáp ứng về các mặt tiện nghi, kinh tế, giảm
thiểu ô nhiễm môi trường, … Trong đó vấn đề an toàn được đặt lên hàng đầu. Ứng
dụng thành tựu khoa học kỹ thuật đã đạt được, các nhà sản xuất bắt tay vào nghiên
cứu, chế tạo hệ thống phanh ABS với những tính năng chống bó cứng bánh xe khi

phanh, ổn định hướng, … nhằm hạn chế những tai nạn đáng tiếc có thể xảy ra.
Từ vấn đề đó, với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn tận tình của giáo
viên hướng dẫn, em quyết định thực hiện đề tài: “Nghiên cứu hệ thống phanh ABS
trên xe DAEWOO BC212MA”. Vận dụng cơ sở lý thuyết đã học, tính toán và đánh
giá hệ thống phanh trang bị trên một loại ô tô cụ thể sử dụng tại Việt Nam. Vấn đề
đặt ra là tính toán mômen phanh và các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh và so sánh
hiệu quả phanh giữa phanh thường và phanh ABS trên xe và so sánh với tiêu chuẩn
đánh giá hiệu quả phanh của Bộ Giao Thông Vận Tải qui định. Để từ đó đưa ra
những kết luận và kiến nghị nhằm tăng tính hiệu quả của hệ thống phanh, đảm bảo
an toàn chon người và hàng hóa trên xe.
Trong thời gian thực hiện đề tài do kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình
thực hiện không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Em rất mong sự giúp đỡ,
ý kiến đóng góp của quý thầy cô cùng tất cả các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy PGS. TS. Nguyễn Văn Phụng cùng
quý thầy cô giáo trong Khoa cơ khí động lực Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật
TP. Hồ Chí Minh cùng các bạn đã giúp em hoàn thành luận văn này.
TP. HCM, Ngày 01 tháng 7 năm 2014
Học viên thực hiện
Trần Minh Đức

xiii


LỜI CẢM ƠN
Qua thời gian học tập tại khoa cơ khí động lực của trường Đại học sư phạm kỹ
thuật, em cảm thấy mình đã trưởng thành hơn nhiều. Tuy khoảng thời gian học tập
ngắn, nhưng đối với em là khoảng thời gian học tập căng thẳng và thú vị nhất trong
đời, trang bị thêm nhiều kiến thức mới. Giúp em bước sang một nấc thang mới của
tư duy về khoa học ứng dụng và có lẽ nó sẽ rất hữu ích cho em trong công tác chuyên
môn sau này. đặc biệt ứng dụng trong luận văn cuối khóa. Cho đến hôm nay em đã

cơ bản hoàn thành luận văn tốt nghiệp và đang chờ được phép bảo vệ.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Khoa cơ khí động lực của trường Đại
học Sư Phạm Kỹ Thuật, cảm ơn các bạn học viên cùng khoá đã giúp đỡ tôi các
phương tiện và những tài liệu có liên quan đến chuyên đề này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Phụng đã trực tiếp hướng dẫn
em thực hiện chuyên đề. Thầy đã cung cấp tài liệu và đưa ra những ý kiến đóng góp
khắc phục, sửa chữa những sai sót trong quá trình em thực hiện luận văn.
Tp HCM, ngày 25 tháng 9 năm 2014
Học viên thực hiện

xiv


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................

.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
Tp HCM, ngày……tháng……năm 2014
Giáo viên hướng dẫn

PGS. TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG

xv


Chương 1

TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Ngày nay, do sự phát triển của xã hội nên nhu cầu đời sống con người ngày
càng được nâng cao, đòi hỏi xã hội phải hiện đại. Chính vì thế mà các nhà khoa học
đã không ngừng tìm tòi nghiên cứu và phát minh ra máy móc thiết bị để phục vụ nhu
cầu của con người và phương tiện giao thông cũng phát triển không ngừng. Trong
đó, ô tô là một phương tiện phổ biến. Do nhu cầu cấp thiết của người tiêu dùng,
ngành công nghiệp ôtô đã cho ra đời rất nhiều loại ô tô với các tính năng và công
dụng khác nhau. Cũng từ những đòi hỏi của người tiêu dùng về vận tốc của ôtô phải
lớn và độ an toàn phải cao. Nhà sản xuất phải nghiên cứu về hệ thống phanh nhiều
hơn nhằm đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng vì vậy hệ thống phanh chống hãm cứng
đựơc ra đời là một trong những giải pháp cho vấn đề an toàn.

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, trong các
thành phố lớn cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, mật độ giao thông trên đường
ngày càng cao dẫn đến tai nạn giao thông ngày càng nhiều. Theo thống kê của Ủy
ban An toàn Giao thông, trong tổng số vụ tai nạn giao thông mà nguyên nhân là trục
trặc kỹ thuật thì có 65 đến 75% là do hệ thống phanh. Chính vì lý do đó mà các nhà
nghiên cứu thiết kế, chế tạo ôtô luôn đặt vấn đề hoàn thiện hệ thống phanh lên vị trí
hàng đầu với mục tiêu là tăng hiệu quả phanh, tăng tính ổn định chuyển động của xe
khi phanh, độ tin cậy cho hệ thống và qua đó tăng tính an toàn cho con người và
hàng hóa trên xe.
Phanh sử dụng ABS là một trong hai 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.
Cũng vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn
về thiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ.
Ðối với học viên ngành kỹ thuật cơ khí động lực việc khảo sát, thiết kế, nghiên
cứu về hệ thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn. Ðó là lý do em chọn đề tài
“NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE DAEWOO BC212MA”. Ðể giải
quyết vấn đề này thì trước hết ta cần phải hiểu rõ về nguyên lý hoạt động, kết cấu các
chi tiết, bộ phận trong hệ thống phanh, tính toán các thông số phanh và các chỉ tiêu

1


đánh giá hiệu quả phanh. Từ đó tạo tiền đề cho việc thiết kế, cải tiến hệ thống phanh
nhằm tăng hiệu quả phanh, tăng tính ổn định hướng và tính dẫn hướng khi phanh,
tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an toàn chuyển động và tăng hiệu quả
chuyển động của ô tô.
Hệ thống phanh trang bị trên xe DAEWOO BC 212 MA sử dụng khí nén hai

dòng độc lập với 4 van bảo vệ, có hệ thống chống bó cứng và chống trượt khi tăng
tốc (ABS & ASR).
1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ NGOÀI NƯỚC.
1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước:
Với sự phát triển của ngành ô tô của Việt Nam như hiện nay, cùng với chiến
lược phát triển của nhà nước, chính sách nội địa hoá phụ tùng ôtô trong việc sản xuất
và lắp ráp tạo điều kiện cho các nhà thiết kế nghiên cứu, chế tạo các cụm, các hệ
thống trên ôtô trong nước, trong đó có hệ thống phanh. Vấn đề nghiên cứu thiết kế và
chế tạo các phần tử của hệ thống phanh ABS là phù hợp với xu hướng phát triển của
thế giới và chủ trương nội địa hoá sản phẩm ôtô của Việt Nam.
Trong tình hiện hiện nay, ngành ô tô của nước ta chủ yếu là lắp ráp nên để có thể
độc lập chế tạo các chi tiết của ôtô rất cần những nghiên cứu ứng dụng vào thực tế.
Nghiên cứu các vấn đề về lý thuyết và điều khiển hệ thống phanh ôtô hiện đại nhằm
ứng dụng thiết kế và chế tạo các hộp ECU điều khiển hệ thống phanh là một vấn đề
rất phức tạp nhưng đó là công việc cần phải bắt tay vào làm để trong tương lai không
xa chúng ta có thể tự nghiên cứu và sản xuất ra những sản phẩm ôtô riêng của Việt
Nam. Ở nước ta trước kia việc kiểm tra hệ thống phanh trong lần kiểm tra xe định kỳ
còn manh tính chất hình thức, tùy tiện, dựa trên sự quan sát bằng mắt, không dựa trên
một tiêu chuẩn nào và chưa dùng thiết bị đo nào cả. Từ ngàythực hiện nghị định 36
CP của Chính phủ thì Bộ Giao thông vận tải mới ra những tiêu chuẩn bước đầu để
kiểm tra phanh và đã dùng những phương tiện để đo để xác định hiệu quả phanh.
Hiện nay cả nước đã có rất nhiều trạm đăng kiểm phương tiện cơ giới đường bộ
có các thiết bị hiện đại kể cả thiết bị kiểm tra phanh. Tuy nhiên các thiết bị kiểm tra
phanh hiện có ở nước ta còn hạn chế ở dạng bệ thử với tốc độ thấp, còn thiết bị kiểm
tra phanh định kỳ trên đường vẫn còn hạn chế, các thiết bị để nghiên cứu về phanh ô

2


tô lại càng khan hiếm việc nghiên cứu khảo sát các yếu tố ảnh tới hiệu quả phanh của

ô tô là thực sự cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao.
Đề tài “Nghiên cứu chế tạo bộ điều khiển hệ thống phanh chống hãm
cứng (ABS)” của kỹ sư Nguyễn Thành Tâm thực hiện tháng 9 năm 2007. Đề tài
nghiên cứu một số vấn đề:
-Nghiên cứu lý thuyết về phanh ABS.
-Nghiên cứu và đề xuất thuật toán điều khiển phanh ABS.
-Thiết kế chế tạo thành công mạch điều khiển phanh ABS.
-Thử nghiệm và so sánh với ECU do TOYOTA sản xuất.
Đề tài “Nghiên cứu động lực học phanh và ổn định phanh ở xe nhiều cầu”
của kỹ sư Hoàng Ngọc Chính. Đề tài nghiên cứu một số vấn đề sau:
- Phân bố tải trọng trên xe nhiều cầu.
- Ổn định phanh trên xe nhiều cầu.
- Áp dụng tính toán trên xe tải 3 cầu nhãn hiệu HINO FM1 JNUA- RGV.
Đề tài “ Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với
máy tính” của kỹ sư Nguyễn Quang Tuyến thực hiện tháng 9 năm 2011 nội dung
đề tài nghiên cứu một số vấn đề sau;
- Chế tạo mô hình giao tiếp với máy tính trên cơ sở thiết bị của TOYOTA.
- Bộ tài liệu dùng cho giảng dạy dựa trên chương trình đào tạo của Tổng cục
Dạy nghề ban hành.
Đề tài “Nghiên cứu vấn đề ổn định của hệ thống phanh chống hãm cứng
ABS” của học viên Nguyễn Hưng Khóa 2010-2012 được thực hiện đề cập đến một
số vấn đề sau:
-Phân tích động lực học phanh ABS bằng thuật toán ABS đơn giản.
-Phân tích quá trình điều chỉnh lực phanh ABS

3


1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước:
Với sự hiểu biết đơn giản và kinh nghiệm, tránh hiện tượng các bánh xe bị hãm

cứng trong quá trình phanh khi lái xe trên đường trơn trượt, người lái xe đạp phanh
bằng cách nhấn nhã liên tục lên bàn đạp phanh để duy trì lực bám ngăn không cho
bánh xe bị trượt lết và đồng thời có thể điều khiển được hướng chuyển động của xe.
Về cơ bản chức năng của cơ cấu phanh ABS cũng giống như vậy nhưng hiệu quả, độ
chính xác và an toàn cao hơn.
Cơ cấu ABS được sử dụng lần đầu tiên trên các máy bay thương mại vào năm
1949, chống hiện tượng trượt ra khỏi đường băng khi máy bay hạ cánh. Với công
nghệ thời đó, kết cấu của cơ cấu ABS còn cồng kềnh, hoạt động không tin cậy và
không tác động đủ nhanh trong mọi tình huống. Trong quá trình phát triển ABS đã
được cải tiến từ loại cơ khí sang loại điện và hiện nay là loại điện tử.
Vào thập niên 60, nhờ kỹ thuật điện tử phát triển, các vi mạch điện tử ra đời, giúp
cơ cấu ABS lần đầu tiên được lắp trên ô tô vào năm 1969, sau đó cơ cấu ABS được
nhiều công ty sản suất ô tô nghiên cứu và đưa vào ứng dụng vào năm 1970. Công ty
Toyota sử dụng lần đầu tiên cho các xe tại Nhật Bản vào năm 1971 đây là cơ cấu ABS
một kênh điều khiển đồng thời hai bánh sau. Nhưng phải đến thập niên 80 cơ cấu này
mới được phát triển mạnh nhờ cơ cấu điều khiển kĩ thuật số, vi xử lý thay cho các cơ
cấu điều khiển tương tự đơn giản trước đó.
Lúc đầu cơ cấu ABS chỉ được lắp ráp trên các xe du lịch mới, đắt tiền, được trang
bị theo yêu cầu và theo thị trường. Dần dần cơ cấu này được đưa vào sử dụng rộng rãi
hơn, đến nay ABS gần như trở thành tiêu chuẩn bắt buộc cho tất cả các loại xe du lịch
và cho phần lớn các loại xe hoạt động ở những vùng có đường băng, tuyết dễ trơn trượt,
ngày nay cơ cấu ABS không chỉ được thiết kế trên các cơ cấu phanh thuỷ lực mà còn
ứng dụng rộng rãi trên các cơ cấu phanh khí nén của các xe tải và xe khách lớn.
Nhằm nâng cao tính ổn định và tính an toàn của xe trong mọi chế độ hoạt động
như khi xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, khi đi vào đường vòng với tốc độ cao,
khi phanh trong những trường hợp khẩn cấp, v.v. Cơ cấu ABS còn được thiết kế kết
hợp với nhiều cơ cấu khác. Cơ cấu ABS kết hợp với cơ cấu kiểm soát lực kéo Traction

4

Control (hay ASR) làm giảm bớt công suất động cơ và phanh các bánh xe để tránh
hiện tượng các bánh xe bị trượt lăn tại chỗ khi xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột,
bởi điều này làm tổn hao vô ích một phần công suất của động cơ và mất tính ổn định
chuyển động của ôtô. Các công ty như BOSCH, AISIN, DENCO, BENDI là những
công ty đi đầu trong việc nghiên cứu, cải tiến và chế tạo các cơ cấu ABS và cung cấp
cho các công ty sản xuất ô tô trên toàn thế giới.
Tuy nhiên, những sáng chế cải tiến của các nhà thiết kế nhằm nâng cao hiệu quả
làm việc của hệ thống phanh trong khoảng thời gian 70-80 năm kể từ khi xe ô tô ra
đời vẫn tỏ ra không đáp ứng được yêu cầu. Chỉ với việc áp dụng các thành tựu của
ngành công nghiệp điện tử, hệ thống phanh xe ô tô mới dần đạt được những tính năng
cần thiết.
Việc ứng dụng các thiết bị điện tử trong các bộ phận, hệ thống của xe ô tô nói
chung và hệ thống phanh nói riêng, thể hiện ở sự kết hợp những thành phần cơ học,
điện và điện tử để thực hiện các chức năng cơ học theo sự điều khiển của các modul
(hoặc bộ vi xử lý) điện tử. Đối với hệ thống phanh, ứng dụng thiết bị cơ - điện tử đầu
tiên có thể kể đến là hệ thống chống bó cứng phanh ABS (Anti-lock Braking System)
xuất hiện năm 1978, ban đầu là trên các xe thể thao đắt tiền, còn ngày nay đã trở thành
không thể thiếu ở một số mác xe trung và cao cấp. ABS là thiết bị hỗ trợ cho hệ thống
phanh, ngăn chặn hiện tượng trượt của các bánh xe khi phanh gấp mà không phụ
thuộc vào của người lái, nhưng đồng thời vẫn bảo đảm lực phanh đạt giá trị cực đại
ứng với khả năng bám của bánh xe với mặt đường.
Bước tiếp theo là sự ra đời của hệ thống phối lực phanh điện tử EBD (Electronic
Brakeforce Distribution). Hệ thống hỗ trợ phanh gấp BAS (Brake Assist System) có
tác dụng tăng tức thỡ lực phanh đến mức tối đa trong thời gian ngắn nhất khi phanh
khẩn cấp, xuất hiện cũng nhằm mục đích tăng cường hiệu quả cho hệ thống phanh.
Bên cạnh đó, một số hệ thống khác như: ổn định điện tử ESP (Electronic Stability
Program), chống trượt ETS (Electronic Traction System),v.v. đều có tác dụng gián
tiếp nâng cao hiệu quả phanh bằng các biện pháp như tăng thêm các xung lực phanh

5


đến các bánh xe khi cần thiết (ESP), hoặc phân phối lại lực kéo giữa các bánh xe khi
xuất hiện trượt lúc phanh (ETS).
Gần đây, hợp tác với Bosch, hãng Mercedes-Benz cho ra đời hệ thống điều khiển
điện tử kiểm soát quá trình phanh với tên gọi Sensotronic Brake Control (SBC) trên
mẫu xe SL. Hiện nay, hệ thống này đã là trang bị tiêu chuẩn trên các xe sedan từ hạng
E của Mercedes-Benz (dạng E-class sản xuất tại Việt Nam cũng có trang bị SBC).
ANTI- LOCK BRAKE SYSTEM (ABS) VIA SLIDING MODE
CONTROL của tác giả: BARAN BARIS. Tác giả tính toán và sử dụng phần mềm
MATLAB để mô tả sự thay đổi độ trượt của của một loại xe sử dụng hệ thống phanh
có và không có ABS.
1.3. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI.
1.3.1. Tính toán các thông số hệ thống phanh
+ Xác định momen phanh yêu cầu
+ Xác định momen phanh mà cơ cấu phanh sinh ra
+ Xác định áp suất phanh
+ Xây dựng quy luật thay đổi của các thông số khi phanh có ABS
1.3.2. Tính toán hiệu quả phanh
+ Quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy
hiểm.
+ Thời gian phanh nhỏ nhất.
+ Gia tốc chậm dần khi phanh cực đại.
1.3.3. Đánh giá kết quả nghiên cứu
Trong đề tài nghiên cứu này học viên chỉ khái quát chung nhất về phần lý
thuyết của hệ thống phanh và dựa trên các yêu cầu, sau đó phân tích chi tiết từ các
lực tác dụng để tính toán so sánh các chỉ tiêu về hiệu quả phanh của hệ thống phanh
thường với phanh chống hãm cứng ABS, để thấy được khả năng nâng cao hiệu quả
khi phanh đối với phanh ABS.

6


1.4 NHIỆM VỤ VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI:
Với đề tài “Nghiên cứu hệ thống phanh ABS trên xe DAEWOO
BC212MA”. Tác giả chỉ:
- Nghiên cứu tổng quan động lực học phanh ôtô.
- Khảo sát, tính toán các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phanh
- Cho thấy tính hiệu quả của hệ thống phanh ABS tốt hơn phanh thường trên
cùng một loại đường. Không đề cập tới thiết kế hay chế tạo phanh ABS.
1.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
Tác giả sử dụng phương pháp sưu tầm tài liệu trong và ngoài nước, phương
pháp tính toán, phân tích về hiệu quả phanh dựa vào các kiến thức nền đã được trang
bị trong thời gian học Đại học và Cao học. Đồng thời tác giả cũng thường xuyên trao
đổi với thầy hướng dẫn để đề tài được đi đúng hướng nghiên cứu:
- Nghiên cứu kết hợp giữa lý thuyết và tính toán
- Nghiên cứu chủ yếu về hệ thống phanh ABS và đánh giá kết quả so sánh với
phanh thường trên cùng một trạng thái.
- So sánh kết quả nghiên cứu với các tiêu chuẩn quy định kiểm định của hệ
thống phanh.

7