Xây dựng quy trình bảo dưỡng hệ thống phanh ô tô toyota vios

Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải

Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................1
CHƯƠNG 1.................................................................................................2
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE TOYOTA VIOS 1.5G.............................2
1.1. Giới thiệu chung về xe Toyota Vios 1.5G..........................................................2
1.2. Thông số kỹ thuật của xe Toyota Vios...............................................................3
1.2.1. Động cơ 1NZ-FE (DOHC 16 xu páp với VVT-i)..................................3
1.2.2. Hệ thống truyền lực.................................................................................4
1.2.3. Hệ thống phanh........................................................................................4
1.2.4. Hệ thống lái.............................................................................................5
1.2.5. Phần vận hành..........................................................................................5
1.2.6. Hệ thống điện..........................................................................................5

CHƯƠNG 2.................................................................................................7
ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH XE TOYOTA VIOS
1.5G.............................................................................................................7
2.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống phanh..................................................7
2.2. Cấu tạo chung và nguyên lý làm việc của hệ thống phanh xe Toyota Vios.....11
2.2.1. Sơ đồ hệ thống phanh trên xe TOYOTA VIOS....................................11
2.2.2. Nguyên lý làm việc................................................................................12
2.3. Kết cấu và bộ phận chính.................................................................................15
2.3.1. Cơ cấu phanh.........................................................................................15
2.3.2. Xy lanh chính........................................................................................18
2.3.3. Trợ lực phanh........................................................................................19
2.3.4. Các cảm biến.........................................................................................21
2.3.5. Khối điều khiển điện tử ECU................................................................23
2.3.6. Khối thuỷ lực- điện tử (Electric-hydraulic Unit)...................................24

2.3.7. Bộ phân phối lực phanh điện tử (EBD).................................................25
2.4. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe toyota....................................26
2.4.1. Đặt vấn đề..............................................................................................26
2.4.2. Xác định mômen phanh yêu cầu...........................................................26
2.4.3. Xác định mô men phanh do các cơ cấu phanh sinh ra..........................31
2.4.5. Tính toán các chỉ tiêu phanh..................................................................41

CHƯƠNG 3..............................................................................................45
XÂY DỰNG QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG PHANH XE
TOYOTA VIOS........................................................................................45
3.1. Thông số bảo dưỡng.........................................................................................45
3.2. Bảo dưỡng........................................................................................................45
3.2.1. Kiểm tra mức dầu phanh.......................................................................46
3.2.2. Xả khí....................................................................................................46
Lớp: 65DLOT21

SVTH: Lê Văn Tuyên


Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải

Đồ án tốt nghiệp

3.2.3. Kiểm tra bàn đạp phanh.........................................................................46
3.2.4. Kiểm tra và điều chỉnh cần đẩy bộ trợ lực phanh..................................48
3.2.5. Kiểm tra bộ trợ lực phanh......................................................................48
3.2.6. Kiểm tra xilanh phanh và piston............................................................49
3.2.7. Kiểm tra độ dày má phanh.....................................................................49
3.2.8. Kiểm tra độ dày đĩa phanh.....................................................................49
3.2.9. Kiểm tra hành trình cần phanh tay........................................................50

3.3. Những hư hỏng và khắc phục...........................................................................50

KẾT LUẬN...............................................................................................58
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................59

Lớp: 65DLOT21

SVTH: Lê Văn Tuyên


Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải

Lớp: 65DLOT21

SVTH: Lê Văn Tuyên

Đồ án tốt nghiệp


Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải
LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án tốt nghiệp

Ngành công nghiệp ô tô hiện nay đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của
một đất nước. Nó ra đời nhằm mục đích phục vụ nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành
khách, phát triển kinh tế xã hội đất nước. Từ lúc ra đời cho đến nay ô tô đã được sử dụng
trong rất nhiều lĩnh vực như giao thông vận tải, quốc phòng an ninh, nông nghiệp, công
nghiệp, du lịch...
An toàn chuyển động của xe là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng xe,

nó được đánh giá bằng nhiều tiêu chí trong đó có hệ thống phanh. Hệ thống phanh là một
trong những cụm quan trọng của xe ô tô, bởi vì nó đảm bảo cho xe chạy an toàn ở tốc độ
cao, do đó có thể nâng cao được năng suất vận chuyển. Xuất phát từ những yêu cầu và
đặc điểm đó, em đã thực hiện nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp với đề tài: “ Xây dựng quy
trình bảo dưỡng hệ thống phanh ô tô Toyota Vios ”.
Trong thời gian thực hiện đề tài do thời gian có hạn và 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 Nguyễn Diệp Thành cùng các thầy cô
giáo trong bộ môn cùng các bạn đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Hà Nội, ngày 30 tháng 10 năm 2016.
Sinh viên thực hiện

Lê Văn Tuyên

Lớp: 65DLOT21
Tuyên

1

SVTH: Lê Văn


Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải
CHƯƠNG 1

Đồ án tốt nghiệp

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE TOYOTA VIOS 1.5G

1.1. Giới thiệu chung về xe Toyota Vios 1.5G
Toyota Vios là phiên bản Sedan cỡ nhỏ ra đời năm 2003 để thay thế cho dòng
Soluna ở thị trường Đông Nam Á và Trung Quốc. Thế hệ Vios đầu tiên là một phần
trong dự án hợp tác giữa các kĩ sư Thái Lan và những nhà thiết kế Nhật của Toyota được
sản xuất tại nhà máy Toyota Gateway, tỉnh Chachoengsao, Thái Lan. Với sự ra đời của
Vios thế hệ thứ 2 năm 2007, Toyota bắt đầu cho dòng xe này tiến quân sang các thị
trường khác ngoài châu Á, thay thế chiếc Toyota Soluna, một mẫu subcompact bình dân
hơn Toyota Corolla và Toyota Camry trong khu vực Đông Nam Á.

Hình 1.1. Hình dáng ngoài xe Toyota Vios 1.5G
Thế hệ đầu 2003–2007
Kiểu thiết kế thân xe: sedan 4 chỗ
Động cơ: 1.3 và 1.5 lít
Những chiếc xe đầu tiên của Vios ra đời tại Thái Lan dưới bàn tay của các kỹ sư
Thái Lan và các nhà thiết kế Nhật. Phần lớn các mẫu xe Vios tại các quốc gia Đông Nam
Á trong đó có Việt Nam được trang bị động cơ 1,5 lít trừ những chiếc Vios của quốc đảo
Philippines. Người dân quốc đảo này ưa chuộng phiên bản sử dụng động cơ nhỏ hơn với
dung tích 1,3 lít.
Phiên bản đầu tiên của Vios được chế tạo dựa trên mẫu Toyota Platz. Nhờ một số
cải tiến về ngoại thất, những chiếc Vios mang một dáng vẻ khác biệt, đặc biệt là với
Lớp: 65DLOT21
Tuyên

2

SVTH: Lê Văn


Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải
Đồ án tốt nghiệp

phiên bản 2006. Phiên bản này được chỉnh sửa đáng kể với lưới tản nhiệt, đèn pha, đèn
hậu được làm mới cùng vành đúc và nội thất mới.
Thế hệ thứ 2 (từ năm 2007 đến nay)
Kiểu thiết kế thân xe: Sedan 4 chỗ
Động cơ: 1.5 lít
Chiếc Toyota Vios mới là sự tái hiện lại mẫu Toyota Belta sedan trình làng tháng
11/2005. Toyota Belta còn có tên gọi khác là Toyota Yaris (tên này chỉ có ở Mỹ, Nhật và
Australia), Toyota Echo (tên gọi tại Canada) và Toyota Vitz. Nếu Vios chỉ có phiên bản
sedan thì Belta có thêm phiên bản hachtback.
Toyota Vios 2007 vẫn sử dụng động cơ cũ (ra mắt vào tháng 8/2003) I4 ký hiệu
1NZ-FE 1.5L DOHC tích hợp công nghệ điều khiển van biến thiên VVT-i. Công suất cực
đại của động cơ là 107 mã lực, mô-men xoắn tối đa 144 Nm. Tuy nhiên, khung gầm thiết
kế hoàn toàn mới.
Phiên bản Vios 1.5E mới (5 số sàn) được nâng cấp từ xe Vios 2003 1.5G (5 số sàn),
còn phiên bản Vios 1.5G mới (4 số tự động) lần đầu tiên được giới thiệu tại thị trường
Việt Nam.
Xe Vios 2007 có kích thước lớn hơn xe đời cũ. Trang bị an toàn và tiện
nghi có nhiều cải tiến. Về ngoại thất, thay đổi lớn nhất là lưới tản nhiệt có cấu
trúc hình chữ V, cụm đèn hậu nhô ra ngoài, đèn xi-nhan tích hợp trên gương
( gương có thể gập lại khi không sử dụng ), vành hợp kim thiết kế mới....
1.2. Thông số kỹ thuật của xe Toyota Vios
1.2.1. Động cơ 1NZ-FE (DOHC 16 xu páp với VVT-i)
Động cơ sử dụng trên xe Toyota Vios là loại động cơ xăng 4 kỳ , với 4 xy lanh đặt
thẳng hàng, thứ tự làm việc 1- 3- 2- 4. Động cơ sử dụng trục cam kép, dẫn động bằng đai
với công nghệ điều khiển đóng mở xu páp thông minh (VVT- i), giúp cho xe tiết kiệm
nhiên liệu và bảo vệ môi trường.
- Công suất tối đa: 107 HP / 6000 rpm.
- Mô men xoắn tối đa: 144 Nm / 4200 rpm.
- Tỉ số nén: 10,5:1.
- Mức tiêu hao nhiên liệu: 5,5L/100 Km (trong điều kiện thử nghiệm)

Lớp: 65DLOT21
Tuyên

3

SVTH: Lê Văn


Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải
Đồ án tốt nghiệp
- Hệ thống cung cấp nhiên liệu: Xe Toyota Vios sử dụng hệ thống phun xăng điện tử đa
điểm (MPI) với các loại xăng có chỉ số octan là RON 95, 92. Dung tích bình xăng là 42
lít.
- Hệ thống làm mát: Hệ thống làm mát bằng nước theo phương pháp tuần hoàn cưỡng
bức nhờ bơm nước.
- Hệ thống bôi trơn: Theo nguyên lý hoạt động hỗn hợp bao gồm bôi trơn cưỡng bức kết
hợp với vung té. Xe sử dụng các loại dầu bôi trơn như: SAE 5W30, SAE 10W30, SAE
15W40.
1.2.2. Hệ thống truyền lực
- Ly hợp: Loại 1 đĩa ma sát khô, thường đóng , có lò xo ép hình đĩa, dẫn động cơ khí kiểu
cáp. Ở loại ly hợp này sử dụng lò xo dạng đĩa hình côn từ đó có thể tận dụng kết cấu này
để đóng mở ly hợp mà không cần phải có đòn mở riêng. Mặt đáy của lò xo được tì trực
tiếp vào đĩa ép, phần giữa của lò xo được liên kết với vỏ. Mặt đỉnh của lò xo sẽ được sử
dụng để mở ly hợp khi bạc mở ép lên nó.
- Hộp số:
+ Đối với phiên bản 1.5E là hộp số thường 5 cấp.
- Truyền lực chính và vi sai: Đây là loại xe du lịch động cơ và hộp số đặt ngang, cầu
trước chủ động nên cặp bánh răng truyền lực chính và vi sai cũng được bố trí luôn trong
cụm hộp số. Xe Toyota Vios sử dụng truyền lực chính một cấp, bánh răng trụ răng

nghiêng.
1.2.3. Hệ thống phanh
Hệ thống phanh xe Toyota Vios bao gồm hệ thống phanh chân và phanh dừng
(phanh tay).
- Hệ thống phanh chân có dẫn dộng phanh thuỷ lực trợ lực chân không hai dòng chéo
nhau, sử dụng cơ cấu phanh đĩa ở cả bánh trước và bánh sau. Bộ trợ lực phanh và xi lanh
chính được ghép với nhau thành một khối. Ty đẩy của bàn đạp phanh trước khi tác dụng
vào pittông trong xi lanh chính có liên hệ với van phân phối của bộ cường hoá nên khi
phanh, lực tác dụng lên pittông xi lanh phanh chính bao gồm cả lực của người lái và lực
của bộ trợ lực phanh.
- Xe Toyota Vios còn được trang bị hệ thống chống bó cứng phanh ABS, với cơ chế
phân bố lực phanh điện tử EBD, giúp bánh xe không bị bó cứng và ổn định ngay cả khi
phanh gấp trên đường trơn trượt.
Lớp: 65DLOT21
Tuyên

4

SVTH: Lê Văn


Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải
1.2.4. Hệ thống lái

Đồ án tốt nghiệp

Hệ thống lái trên xe Toyota Vios có trợ lực thủy lực, giúp tay lái nhẹ hơn khi chạy
xe ở tốc độ thấp và ổn khi xe chạy ở tốc độ cao.
Hệ thống lái xe Toyota Vios bao gồm cơ cấu lái, dẫn động lái, và trợ lực lái.
- Cơ cấu lái loại bánh răng trụ thanh răng, trong đó thanh răng làm luôn chức năng của

thanh lái ngang trong hình thang lái.
- Dẫn động lái gồm có: Vành tay lái, vỏ trục lái, trục lái, truyền động các đăng, thanh lái
ngang, cam quay và các khớp nối.
- Trợ lực lái gồm các bộ phận cơ bản: Bơm dầu, van phân phối và xi lanh lực
- Bán kính quay vòng: Bán kính quay vòng tối thiểu 4,9 m.
1.2.5. Phần vận hành
Hệ thống treo trên xe bao gồm treo trước và treo sau
- Treo trước là hệ thống treo độc lập kiểu nến (Mcpherson), kích thước đòn treo trên của
hệ thống treo này giảm về bằng 0. Còn đầu trong của đòn treo dưới được liên kết bản lề
với dầm ôtô, đầu ngoài liên kết với trục khớp nối dẫn hướng mà điểm liên kết nằm trên
đường tâm của trụ xoay đứng. Đầu trên của giảm chấn ống thuỷ lực được liên kết với gối
tựa trên vỏ ôtô. Phần tử đàn hồi là lò xo được đặt một đầu tì vào tấm chặn trên vỏ giảm
chấn còn một đầu tì vào gối tựa trên vỏ ôtô. Trên xe Toyota Vios vì đòn treo dưới chỉ
gồm một thanh nén nên có bố trí thêm một thanh giằng ổn định. Ngoài ra đây là bánh xe
dẫn hướng nên trụ đứng là vỏ giảm chấn có thể quay quanh trục của nó khi xe quay vòng.
- Treo sau là hệ thống treo phụ thuộc phần tử đàn hồi lò xo trụ, vì lò xo trụ chỉ có khả
năng chịu lực theo phương thẳng đứng nên ngoài lò xo trụ phải bố trí các phần tử hướng.
- Lốp xe gồm 4 lốp chính và 1 lốp dự phòng, kích thước lốp xe 185/60R15.
- Các bộ phận chính đều được lắp đặt trên vỏ xe nên đặc điểm chịu lực của xe là vỏ chịu
lực.
1.2.6. Hệ thống điện
- Điện áp mạng: 12 V.
- Máy phát: 12V- 65A.
- Động cơ khởi động: kiểu SD 80, công suất 0,8 KW.
- Ắc quy(mf): 12V- 35Ah.
- Hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS).
Lớp: 65DLOT21
Tuyên

5

SVTH: Lê Văn


Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải
Đồ án tốt nghiệp
- Hệ thống đèn chiếu sáng và đèn báo hiệu bao gồm: Đèn pha, đèn si nhan, đèn phanh,
đèn sương mù, đèn soi biển số, đèn trần trong xe, đèn báo áp suất dầu, đèn báo nạp ắc
quy, đèn báo mức xăng thấp...
- Hệ thống thông gió, sưởi ấm, điều hoà nhiệt độ, bộ gạt nước, rửa kính.
- Hệ thống âm thanh gồm có radio, cassette và dàn loa.
Bảng 1.1. Các thông số kỹ thuật của xe Toyota Vios
STT

TÊN THÔNG SỐ

ĐƠN VỊ

GIÁ TRỊ

GHI
CHÚ

TOYOTA

TOYOTA

1
2
3

Động cơ
Hộp số
Kích thước tổng thể

mm

VIOS 1.5G
VIOS 1.5E
1.5 lít (1NZ-FE)
4 số tự động
5 số tay
4300 x 1700 x 1460

4

(dài x rộng x cao)
Kích thước nội thất

mm

1965x1390x1200

5
6

(dài x rộng x cao)
Chiều dài cơ sở
Chiều rộng cơ sở

mm
mm

2550
1470/1460

7
8

(trước/sau)
Khoảng sáng gầm xe
Trọng lượng không

mm
kg

150

9
10

tải
Trọng lượng toàn tải
Hệ thống phanh

11
12

Vỏ và mâm xe
Bán kính quay vòng

m

1520
1495
Đĩa thông gió
Đĩa
185/60R15 Mâm đúc
4,9

13

tối thiểu
Dung tích bình nhiên

Lít

42

14

liệu
Dung tích khoang

Lít

15

chứa hành lý
Kiểu động cơ

4 xy lanh, thẳng hàng, 16 xu

Dung tích công tác
Công suất tối đa
Mô men xoắn tối đa

páp, DOHC-VVT-i
1497
107/6000
144/4200

16
17
18

Lớp: 65DLOT21
Tuyên

1055-1110

kg
Trước
Sau

1030 -1085

475

cc

HP/rpm
Nm/rpm
6

448

SVTH: Lê Văn


Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 2
ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH XE TOYOTA VIOS 1.5G
2.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống phanh
a. Công dụng
Hệ thống phanh dùng để:
- Giảm tốc độ của ô tô cho dến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần thiết nào đó.
Lớp: 65DLOT21
Tuyên

7

SVTH: Lê Văn


Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải
Đồ án tốt nghiệp
- Ngoài ra hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại chỗ trên

các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang.
Với công dụng như vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng. Nó đảm
bảo cho ô tô máy kéo chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc. Nhờ thế ô tô máy kéo
mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năng suất vận chuyển.
b. Yêu cầu
Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:
- Có hiệu quả phanh cao trong mọi trường hợp mà bánh xe không bị trượt.
- Hoạt động êm dịu, không giật để đảm bảo êm dịu khi phanh.
- Điều khiển nhẹ nhàng để giảm nhẹ cường độ lao động của người lái.
- Có độ nhạy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm.
- Không có hiện tượng tự xiết, thoát nhiệt tốt, có hệ số ma sát cao và ổn định. Giữ được tỉ
lệ thuận giữa lực đạp phanh và lực phanh sinh ra ở cơ cấu phanh.
- Đảm bảo phân bố mô men phanh trên các bánh xe phải theo nguyên tắc sử dụng hoàn
toàn trọng lượng bám khi phanh với mọi cường độ.
- Có độ tin cậy, độ bền, tuổi thọ cao, giá thành hạ.
Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp, hệ thống
phanh của ô tô máy kéo 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 máy kéo khi phanh chính hỏng.
- Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ. Dùng để giữ cho ô tô máy kéo 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 máy kéo 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 máy kéo không tăng quá giới hạn cho phép khi
xuống dốc.
+ Để giảm dần tốc độ ô tô máy kéo trước khi dừng hẳn.

Lớp: 65DLOT21
Tuyên

8

SVTH: Lê Văn


Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải
Đồ án tốt nghiệp
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 đánh giá hiệu quả phanh người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính: Gia tốc chậm dần và
quãng đường phanh. Ngoài ra cũng có thể sử dụng các chỉ tiêu khác như: Lực phanh hay
thời gian phanh.
Các chỉ tiêu quy định về hiệu quả phanh cho phép do từng quốc gia hay từng hiệp hội
qui định riêng dựa vào nhiều yếu tố, như nguồn gốc và chủng loại các ô tô đang lưu hành,
điều kiện đường xá, trình độ tổ chức kiểm tra kỹ thuật, các trang thiết bị kiểm tra…
Khi phanh bằng phanh dữ trữ hoặc bằng các hệ thống khác thực hiện chức năng của
nó, gia tốc chậm dần cần phải đạt 3m/s2 đối với ô tô khách và 2,8m/s2 đối với ô tô tải.

Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu quả phanh được đánh giá bằng tổng lực phanh
thực tế mà các cơ cấu phanh của nó tạo ra. Khi thử (theo cả hai chiều đầu xe hướng
xuống dốc và ngược lại) phanh dừng phải giữ được ô tô máy kéo chở đầy tải và động cơ
tách khỏi hệ thống truyền lực, đứng yên trên mặt dốc có độ nghiêng không nhỏ hơn 25%.
Hệ thống phanh chậm dần phải đảm bảo cho ô tô máy kéo khi chuyển động xuống
các dốc dài 6km, độ dốc 7%, tốc độ không vượt quá 30±2 km/h, mà không cần sử dụng
các hệ thống phanh khác. Khi phanh bằng phanh này, gia tốc chậm dần của ô tô máy kéo
thường đạt khoảng 0,6÷2,0 m/s2.
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 siết khi phanh.
9
Lớp: 65DLOT21
Tuyên

SVTH: Lê Văn


Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải
Đồ án tốt nghiệp
Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển cảu ô tô máy kéo 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 máy kéo bị trượt ngang, các bánh xe sau trượt có thể làm ô tô máy
kéo 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 máy kéo hiện đại người ta sử dụng các bộ điều

chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking System-ABS).
c. Phân loại hệ thống phanh
- Theo vị trí bố trí cơ cấu phanh, phanh chia ra các loại: phanh bánh xe và phanh
truyền lực.
- Theo dạng bộ phận tiến hành phanh (phần tử ma sát), phanh chia ra: Phanh guốc,
phanh đĩa và phanh dải.
- Theo loại dẫn động, phân chia ra: Phanh cơ khí, phanh thủy lực, phanh khí nén,
phanh điện từ và phanh liên hợp (kết hợp các loại khác nhau).

Lớp: 65DLOT21
Tuyên

10

SVTH: Lê Văn


Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải

Đồ án tốt nghiệp

a)

c)

b)

Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính
a-Phanh trống-guốc; b-Phanh đĩa; c- Phanh dải.
Ngày nay, đối với xe Toyota Vios người ta sử dụng hệ thống phanh đĩa dẫn động

thủy lực có trợ lực chân không. Sau đây chúng ta sẽ đi vào phân tích các kết cấu chi tiết
chính của hệ thống phanh xe Toyota Vios.
2.2. Cấu tạo chung và nguyên lý làm việc của hệ thống phanh xe Toyota Vios
2.2.1. Sơ đồ hệ thống phanh trên xe TOYOTA VIOS

1

2

3

4

6

5

7

13

8

12

11

Đuåìng dáy diãûn
Đuåìng dáöu phanh

10

9

Hình 2.2. Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS

Lớp: 65DLOT21
Tuyên

11

SVTH: Lê Văn


Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải
Đồ án tốt nghiệp
1,6 - Đĩa phanh; 2- Xi lanh chính ; 3- Bầu trợ lực chân không; 4- Bàn đạp phanh ; 5Công tắt khởi động; 7,13- Các cảm biến; 8- Dòng dẫn động phanh sau; 9- Đèn báo
phanh; 10- Đèn báo ABS; 11- Bộ thuỷ lực và máy tính; 12 - Dòng dẫn động phanh trước
2.2.2. Nguyên lý làm việc
a. Khi không phanh
Khi không phanh, không có lực tác dụng lên bàn đạp phanh nhưng cảm biến tốc độ
luôn đo tốc độ bánh xe và gửi về khối điều khiển ECU khi xe hoạt động.
b. Trường hợp phanh nhưng ABS chưa làm việc
Khi người lái đạp phanh, rà phanh mà lực phanh chưa đủ lớn để xảy ra hiện tượng
trượt bánh xe quá giới hạn cho phép, dầu phanh với áp suất cao sẽ đi từ tổng phanh đến
lỗ nạp thường mở của van nạp để đi vào và sau đó đi ra khỏi cụm thủy lực mà không hề
bị cản trở bởi bất kỳ một chi tiết nào trong cụm thủy lực. Dầu phanh sẽ được đi đến các
xilanh bánh xe hoàn toàn giống với hoạt động của phanh thường không có ABS.

1

2

3

4

5

6

9

7

8

Hình 2.3. Khi phanh bình thường
1,5-Đĩa phanh; 2-Xi lanh chính; 3-Bầu trợ lực; 4-Bàn đạp; 6,9-Các cảm biến;
7-Dòng dẫn dầu phanh sau; 8-Dòng dẫn dầu phanh trước
Khi phanh các xilanh bánh xe sẽ ép các má phanh vào đĩa phanh hay đĩa phanh tạo ra
lực ma sát phanh làm giảm tốc độ của bánh xe và của xe. Ở chế độ này bộ điều khiển
ECU không gửi tín hiệu đến bộ chấp hành cụm thủy lực, mặc dù cảm biến tốc độ vẫn
luôn hoạt động và gửi tín hiệu đến ECU.
Lớp: 65DLOT21
Tuyên

12

SVTH: Lê Văn

Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải
c. Trường hợp phanh và ABS làm việc

Đồ án tốt nghiệp

Khi người lái tác dụng lên bàn đạp phanh đủ lớn sẽ gây nên hiện tượng trượt. Khi hệ
số trượt vượt quá giới hạn quy định (10 ÷ 30%) thì ABS sẽ bắt đầu làm việc và chế độ làm
việc của ABS gồm các giai đoạn sau:
- Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất:
Khi phát hiện thấy sự giảm nhanh tốc độ của bánh xe từ tín hiệu của cảm biến tốc độ
và cảm biến gia tốc gửi đến, bộ điều khiển ECU sẽ xác định xem bánh xe nào bị trượt quá
giới hạn quy định.
Sau đó, bộ điều khiển ECU sẽ gữi tín hiệu đến bộ chấp hành hay là cụm thuỷ lực,
kích hoạt các rơle điện từ của van nạp hoạt động để đóng van nạp (13) lại --> cắt đường
thông giữa xylanh chính và xylanh bánh xe. Như vậy áp suất trong xilanh bánh xe sẽ
không đổi ngay cả khi người lái tiếp tục tăng lực đạp. Sơ đồ làm việc của hệ thống trong
giai đoạn này như trên hình 2.4.
1

2

4
3
5
13

6
15

14

ECU
9

7
8

10
12

11

Hình 2.4. Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất
1- Tổng phanh; 2- Ống dẫn dầu; 3- Van điện; 4- Cuộn dây; 5-Van điện; 6-Bơm dầu; 7Van điện; 8-Bình chứa dầu; 9-Cơ cấu phanh; 10-Cảm biến tốc độ; 11-Roto cảm biến;
12-Nguồn điện; 13-Van nạp; 14-Van xả; 15-Khối ECU.
- Giai đoạn giảm áp suất:
Lớp: 65DLOT21
Tuyên

13

SVTH: Lê Văn


Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải
Đồ án tốt nghiệp
Nếu đã cho đóng van nạp mà bộ điều khiển nhận thấy bánh xe vẫn có khả năng bị
hãm cứng (gia tốc chậm dần quá lớn), thì nó tiếp tục truyền tín hiệu điều khiển đến rơle
van điện từ của van xả (14) để mở van này ra, để cho chất lỏng từ xilanh bánh xe đi vào

bộ tích năng và thoát về vùng có áp suất thấp của hệ thống --> nhờ đó áp suất trong hệ
thống được giảm bớt (hình 2.5).
1

2

4

3

5
13

6
15

ECU

14
7

9

8

10
12
11

Hình 2.5. Giai đoạn giảm áp

1-Tổng phanh; 2- Ống dẫn dầu; 3- Van điện; 4- Cuộn dây; 5-Van điện; 6-Bơm dầu;
7-Van điện; 8-Bình chứa dầu; 9-Cơ cấu phanh; 10-Cảm biến tốc độ; 11-Roto cảm
biến;12-Nguồn điện; 13-Van nạp; 14-Van xả; 15-Khối ECU.
- Giai đoạn tăng áp suất:
Khi tốc độ bánh xe tăng lên (do áp suất dòng phanh giảm), khi đó cần tăng áp suất
trong xilanh để tạo lực phanh lớn, khối điều khiển điện tử ECU ngắt dòng điện cung cấp
cho cuộn dây của các van điện từ, làm cho van nạp mở ra và đóng van xả

lại --> bánh

xe lại giảm tốc độ ... (hình 2.6)

Lớp: 65DLOT21
Tuyên

14

SVTH: Lê Văn


Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải

Đồ án tốt nghiệp

1

2

4
3

5
13

6
15
14

ECU
9

7
8

10
12
11

Hình 2.6. Giai đoạn tăng áp
1-Tổng phanh; 2-Ống dẫn dầu; 3-Van điện; 4-Cuộn dây; 5-Van điện; 6-Bơm dầu; 7-Van
điện; 8-Bình chứa dầu; 9-Cơ cấu phanh; 10-Cảm biến tốc độ; 11-Roto cảm biến; 12Nguồn điện; 13-Van nạp; 14-Van xả; 15-Khối ECU.
Chu trình giữ áp, giảm áp và tăng áp cứ thế được lặp đi lặp lại, giữ cho xe được phanh
ở giới hạn trượt cục bộ tối ưu mà không bị hãm cứng hoàn toàn.
2.3. Kết cấu và bộ phận chính
2.3.1. Cơ cấu phanh
a. Cơ cấu phanh trước
Đặc điểm kết cấu các chi tiết và bộ phận chính:
Lớp: 65DLOT21
Tuyên

15

SVTH: Lê Văn


Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải

3

Đồ án tốt nghiệp

A

A-A

4
5

24

13

2
6

1

14

I

8

Φ62

7

15

9

Φ320

A

Hình 2.7. Kết cấu đĩa phanh có xẻ rãnh thông gió
1- Má Phanh, 2- Nắp chặn, 3- Vỏ bộ xylanh phanh, 4- Tấm chắn, 5- Bu lông giữ,
6-Vòng chặn dầu, 7-Nắp chụp chắn bụi, 8-Vít xả khí, 9-Ống dầu, 10-Bu lông khóa, 11Kẹp đỡ xylanh phanh, 12-Đệm cao su làm kín, 13-Đĩa phanh, 14-Lỗ kiểm tra má phanh,
15-Lỗ tản nhiệt đĩa phanh.
1

2

5
4

3

Hình 2.8. Cơ cấu phanh trước
1-Má kẹp, 2-Piston, 3-Chốt dẫn hướng, 4-Đĩa Phanh, 5-Má phanh.
+ Đĩa phanh: Thường được chế tạo bằng gang. Đĩa đặc có chiều dày 8 ÷ 13 mm. Đĩa xẻ

rãnh thông gió dày 16 ÷ 25 mm. Đĩa ghép có thể có lớp lõi bằng nhôm hay đồng còn lớp
mặt ma sát - bằng gang xám.
+ Má kẹp: Được đúc bằng gang rèn.
+ Các xi lanh thủy lực: Được đúc bằng hợp kim nhôm. Để tăng tính chống mòn và giảm
ma sát, bề mặt làm việc của xi lanh được mạ một lớp crôm. Khi xi lanh được chế tạo
bằng hợp kim nhôm, cần thiết phải giảm nhiệt độ đốt nóng dầu phanh. Một trong các biện
Lớp: 65DLOT21
Tuyên

16

SVTH: Lê Văn


Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải
Đồ án tốt nghiệp
pháp để giảm nhiệt độ của dầu phanh là giảm diện tích tiếp xúc giữa piston với guốc
phanh hoặc sử dụng các piston bằng vật liệu phi kim.
+ Các thân má phanh: Chỗ mà piston ép lên được chế tạo bằng thép lá.
+ Tấm ma sát: Của má phanh loại đĩa quay hở thường có diện tích bề mặt khoảng 12 ÷
16% diện tích bề mặt đĩa, nên điều kiện làm mát đĩa rất thuận lợi.
Trên hình 2.9a, minh hoạ sự biến dạng của vòng làm kín tương ứng với cùng một áp
suất p và ba giá trị khe hở J 1, J2 và J3 khác nhau: Với khe hở lớn như J 3, vòng làm kín có
thể bị ép tụt ra khỏi rãnh lắp trên xi lanh. Với khe hở như J 2, vòng làm kín sẽ hư hỏng sau
một thời gian ngắn do biến dạng quá lớn. Khe hở với giá trị J 1 là vừa phải, với khe hở
này, khi áp suất thôi tác dụng, vòng làm kín sẽ trở về trạng thía ban đầu.
Nhờ độ đàn hồi của các vòng làm kín 2 ( Hình 2.9 c) và độ đảo chiều trục của đĩa,
khi nhả phanh các má phanh luôn được giữ lại cách mặt đĩa một khe hở nhỏ. Do đó
không đòi hỏi phải có cơ cấu tách các má phanh và điều chỉnh khe hở đặc biệt nào. Tuy
vậy, trên một số xe kích cỡ lớn có thể có trang bị thêm cơ cấu điều chỉnh khe hở tự động.

J1

J2

P

J3

P

P

a)

3
2
1

b)

c)

Hình 2.9. Biến dạng đàn hồi của vòng làm kín.
a- Biến dạng của vòng làm kín tương ứng với các khe hở J 1, J2, J3 khác nhau và áp suất p
bằng nhau; b, c- Trạng thái chưa làm việc và đang chịu áp suất; 1- Piston; 2- Vòng làm
kín; 3- Xilanh.
Lớp: 65DLOT21
Tuyên

17

SVTH: Lê Văn


Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải
Ưu nhược điểm:

Đồ án tốt nghiệp

Qua phân tích nguyên lý làm việc và đặc điểm kết cấu, ta thấy phanh đĩa có một loạt
các ưu điểm so với cơ cấu phanh trống - guốc như sau:
- Có khả năng làm việc với khe hở nhỏ 0,05 ÷ 0,15 mm nên rất nhạy, giảm được thời gian
chậm tác dụng và cho phép tăng tỷ số truyền dẫn động.
- Áp suất phân bố đều trên bề mặt má phanh, do đó má phanh mòn đều.
- Bảo dưỡng đơn giản do không phải điều chỉnh khe hở.
- Lực ép tác dụng theo chiều trục và tự cân bằng nên cho phép tăng giá trị của chúng để
đạt hiệu quả phanh cần thiết mà không bị giới hạn bởi điều kiện biến dạng của kết cấu. Vì
thế phanh đĩa có kích thước nhỏ gọn và dễ bố trí trong bánh xe.
- Hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay và ổn định hơn.
- Điều kiện làm mát tốt hơn.
Tuy vậy, phanh đĩa còn một số nhược điểm hạn chế sự sử dụng của nó là:
- Nhạy cảm với bụi bẩn và khó làm kín.
- Các đĩa phanh loại hở dễ bị oxy hóa, bị bẩn làm các má phanh mòn nhanh.
- Áp suất làm việc cao nên các má phanh dễ bị nứt, xước.
- Thường phải sử dụng các bộ trợ lực chân không để tăng lực dẫn động, nên khi động cơ
không làm việc, hiệu quả dẫn động phanh thấp và khó sử dụng chúng để kết hợp làm
phanh dừng.
b. Cơ cấu phanh sau
Phanh sau là phanh đĩa điều khiển bằng thuỷ lực trợ lực chân không, có sử dụng hệ

thống chống hãm cứng ABS.
Phanh dừng (phanh tay): Phanh cơ khí tác dụng lên bánh sau, được sử dụng chủ yếu
khi xe đỗ. Khi kéo cần phanh qua dây cáp truyền lực sẽ ép má phanh vào đĩa phanh bằng
piston để cố định nó.
2.3.2. Xy lanh chính
Là loại xy lanh kép được thiết kế sao cho nếu một mạch dầu bị hỏng thì mạch dầu
khác vẫn tiếp tục làm việc nhằm cung cấp một lượng dầu tối thiểu để phanh xe. Đây là
một trong những thiết bị an toàn nhất của xe.

Lớp: 65DLOT21
Tuyên

18

SVTH: Lê Văn


Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải
1

Đồ án tốt nghiệp
3

2

5 6

7

9

8

10

4

11

Hình 2.10. Kết cấu xy lanh chính.
1-Lò xo; 2-Lỗ bù dầu; 3- Piston; 4-Nút làm kín; 5-Bình chứa dầu phanh ;6- Piston;
7- Vòng chặn; 8- Chốt tỳ; 9- Lò xo; 10-Cụm van ngược; 11-Cụm van ngược.
Ở vị trí chưa làm việc, các piston bị đẩy về vị trí ban đầu bởi các lò xo hồi vị, các
khoang phía trước piston được nối thông với bình chứa qua lỗ cung cấp dầu (6).
Khi phanh piston bị đẩy sang trái ép dầu phía trước piston đi đến xy lanh bánh xe. Khi
nhả phanh đột ngột dầu phía sau piston chui qua lỗ bù, bù vào khoảng không gian phía
trước đầu piston.
2.3.3. Trợ lực phanh
Trợ lực phanh được dùng là loại trợ lực chân không. Nó là bộ phận quan trọng, giúp
người lái giảm lực đạp lên bàn đạp mà hiệu quả phanh vẫn cao. Trong bầu trợ lực có các
piston và van dùng để điều khiển sự làm việc của hệ thống trợ lực và đảm bảo sự tỉ lệ
giữa lực đạp và lực phanh.

Lớp: 65DLOT21
Tuyên

19

SVTH: Lê Văn

Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải

Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.11. Bầu trợ lực.
1- Piston; 2- Van chân không; 3-Van không khí; 4- Vòng cao su; 5- Cần đẩy;
6- Phần tử lọc; 7- Vỏ
Nguyên lý làm việc của bộ trợ lực chân không:
Bầu trợ lực chân không có hai khoang A và B được phân cách bởi piston 1 (hoặc
màng). Van chân không 2, làm nhiệm vụ: Nối thông hai khoang A và B khi nhả phanh và
cắt đường thông giữa chúng khi đạp phanh. Van không khí 3, làm nhiệm vụ: cắt đường
thông của khoang A với khí quyển khi nhả phanh và mở đường thông của khoang A khi
đạp phanh. Vòng cao su 4 là cơ cấu tỷ lệ: Làm nhiệm vụ đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạp
và lực phanh.
Khoang B của bầu trợ lực luôn luôn được nối với đường ống nạp của động cơ qua van
một chiều, vì thế thường xuyên có áp suất chân không.
Khi nhả phanh: Van chân không 2 mở, do đó khoang A sẽ thông với khoang B qua
van này và có cùng áp suất chân không.
Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp đẩy cần 5 dịch chuyển sang phải làm van
chân không 2 đóng lại cắt đường thông hai khoang A và B, còn van không khí 3 mở ra cho
không khí qua phần tử lọc 6 đi vào khoang A. Ðộ chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và
B sẽ tạo nên một áp lực tác dụng lên piston (màng) của bầu trợ lực và qua đó tạo nên một
lực phụ hỗ trợ cùng người lái tác dụng lên các piston trong xylanh chính, ép dầu theo các
ống dẫn (dòng 1 và 2) đi đến các xylanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh. Khi lực tác
Lớp: 65DLOT21
Tuyên

20

SVTH: Lê Văn


Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải
Đồ án tốt nghiệp
dụng lên piston 1 tăng thì biến dạng của vòng cao su 4 cũng tăng theo làm cho piston hơi
dịch về phía trước so với cần 5, làm cho van không khí 3 đóng lại, giữ cho độ chênh áp
không đổi, tức là lực trợ lực không đổi. Muốn tăng lực phanh, người lái phải tiếp tục đạp
mạnh hơn, cần 5 lại dịch chuyển sang phải làm van không khí 3 mở ra cho không khí đi
thêm vào khoang A. Ðộ chênh áp tăng lên, vòng cao su 4 biến dạng nhiều hơn làm piston
hơi dịch về phía trước so với cần 5, làm cho van không khí 3 đóng lại đảm bảo cho độ
chênh áp hay lực trợ lực không đổi và tỷ lệ với lực đạp. Khi lực phanh đạt cực đại thì van
không khí mở ra hoàn toàn và độ chênh áp hay lực trợ lực cũng đạt giá trị cực đại.
Bộ trợ lực chân không có hiệu quả thấp, nên thường được sử dụng trên các ô tô du
lịch và tải nhỏ.
2.3.4. Các cảm biến
Là 4 cảm biến riêng biệt cho từng bánh xe, nhận và truyền tín hiệu tốc độ của bánh xe về cho
khối điều khiển điện tử ECU.

Hình 2.12. Cảm biến tốc độ bánh xe trước.
1-Nam châm vĩnh cửu; 2- Cuộn dây điện;3- Rôto cảm biến,4-Rôto cảm biến
5-Cảm biến tốc độ.

Lớp: 65DLOT21
Tuyên

21

SVTH: Lê Văn

Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải

Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.13. Cảm biến tốc độ bánh xe sau.
1 Nam châm vĩnh cửu; 2- Cuộn dây điện; 3- Cảm biến tốc độ, 4-Cảm biến tốc độ,
5- Rôto cảm biến.
Cảm biến tốc độ bánh xe thực chất là một máy phát điện cỡ nhỏ. Cấu tạo của nó
gồm:
- Rô to: Có dạng vòng răng, được dẫn động quay từ trục bánh xe hay trục truyền lực nào
đó.
- Stato: Là một cuộn dây quấn trên thanh nam châm vĩnh cửu.
Bộ cảm biến làm việc như sau (hình 2.14):
- Khi mỗi răng của vòng răng đi ngang qua nam châm thì từ thông qua cuộn dây sẽ tăng
lên và ngược lại, khi răng đã đi qua thì từ thông sẽ giảm đi. Sự thay đổi từ thông này sẽ
tạo ra một suất điện động thay đổi trong cuộn dây và truyền tín hiệu này đến bộ điều
khiển điện tử.
- Bộ điều khiển điện tử sử dụng tín hiệu là tần số của điện áp này như một đại lượng đo
tốc độ bánh xe. Bộ điều khiển điện tử kiểm tra tần số truyền về của tất cả các cảm biến và
kích hoạt hệ thống điều khiển chống hãm cứng nếu một hoặc một số cảm biến cho biết
bánh xe có khả năng bị hãm cứng.
- Tần số và độ lớn của tín hiệu tỷ lệ thuận với tốc độ bánh xe. Khi tốc độ của bánh xe
tăng lên thì tần số và độ lớn của tín hiệu cũng thay đổi theo và ngược lại.

Lớp: 65DLOT21
Tuyên

22

SVTH: Lê Văn