Nghiên cứu và xây dựng các bài kiểm tra, chuẩn đoán hư hỏng cho hệ thống an toàn trên ô tô

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành khóa luận này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy
ThS. Trần Trung Dũng, đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình viết báo cáo
tốt nghiệp.
Em chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô trong bộ môn Công nghệ Ô tô và Hệ
thống Cảm biến đã tận tình truyền đạt kiến thức trong những năm em học tập.
Với vốn kiến thức được tiếp thu trong quá trình học không chỉ là nền tảng cho
quá trình nghiên cứu khóa luận mà còn là hành trang quí báu để em bước vào đời
một cách vững chắc và tự tin.
Cuối cùng em kính chúc quý Thầy, Cô dồi dào sức khỏe và thành công
trong sự nghiệp cao quý.
Xin trân trọng cám ơn.
Thái nguyên,ngày 13 tháng 06 năm 2016
Sinh viên thực hiện đồ án.

Đỗ Thị Thêu.

i


LỜI CAM ĐOAN
Đồ án tốt nghiệp là thành quả từ sự nghiên cứu hoàn toàn thực tế trên cơ
sở các số liệu thực tế và được thực hiện theo hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn.
Đồ án được thực hiện hoàn toàn mới, là thành quả của riêng tôi, không sao chép
theo bất cứ đồ án tương tự nào. Mọi sự tham khảo sử dụng trong đồ án đều được
trích dẫn các nguồn tài liệu trong báo cáo và danh mục tài liệu tham khảo. Mọi
sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế của nhà trường, tôi xin hoàn toàn chịu
trách nhiệm
Thái nguyên,ngày 13 tháng 06 năm 2016
Sinh viên thực hiện đồ án.

Đỗ Thị Thêu.

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN............................................................................................... ii
MỤC LỤC ........................................................................................................ iii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ...................................................................................v
DANH MỤC VIẾT TẮT................................................................................... ix
MỞ ĐẦU ............................................................................................................1
CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG HỖ TRỢ LÁI XE AN TOÀN CƠ BẢN ....................2
1.1. Hệ thống phanh ............................................................................................2
1.1.1. Công dụng và yêu cầu ............................................................................2
1.1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động..............................................................3
1.1.3. Hệ thống ABS .....................................................................................15
1.2. Hệ thống lái ................................................................................................24
1.2.1. Nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống lái...................................................24
1.2.2. Hệ thống lái trợ lực thủy lực (Hydraulic Power Steering - HPS) ..........25
1.2.3. Hệ thống lái trợ lực điện (Electric Power Steering - EPS).....................34
1.2.4. So sánh hệ thống lái trợ lực điện và hệ thống lái trợ lực thủy lực ..........38
CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ HỖ TRỢ AN TOÀN TIÊN TIẾN.........................40
2.1. Hệ thống túi khí. .........................................................................................40
2.1.1. Nhiệm vụ của hệ thống túi khí ..............................................................40
2.1.2. Nguyên lý hoạt động ............................................................................40
2.2. Phần mềm ngăn tài xế ngủ gật khi lái xe .....................................................45
2.2.1. Tác hại của ngủ gật...............................................................................45
2.2.2. Nguyên lý hoạt động ............................................................................46
2.3. Hệ thống cân bằng điện tử ESP...................................................................48

2.3.1. Nhiệm vụ..............................................................................................48
2.3.2. Nguyên lý hoạt động ............................................................................48
2.4. Hệ thống kiểm soát lực kéo TRC - TCS - ASR chống trượt xe ô tô.............51
2.4.1. Nhiệm vụ..............................................................................................51
2.4.2. Lực bám đường[2]................................................................................52

iii


2.4.3. Hệ thống kiểm soát lực kéo ..................................................................53
2.5. Hệ thống điều khiển hành trình chủ động (ACC) ........................................54
2.5.1. Khái niệm.............................................................................................54
2.5.2. Nguyên lý hoạt động hệ thống điều khiển hành trình ............................55
2.6. Hệ thống an toàn chủ động trên xe hơi hiện đại ..........................................57
2.6.1. Cảnh báo điểm mù khi lùi.....................................................................57
2.6.2. Cảnh báo va chạm phía trước (FCW) và phanh tự động........................57
2.6.3. Phát hiện điểm mù (BSM) và hỗ trợ .....................................................58
2.6.4. Phát hiện người đi bộ và phanh.............................................................58
2.6.5. Đèn pha chủ động.................................................................................58
2.6.6. Cảnh báo chuyển làn đường (LDW) và hỗ trợ ......................................59
2.6.7. Phát hiện dấu hiệu không tỉnh táo của người lái....................................59
2.6.8. Hỗ trợ đỗ xe tự động.............................................................................60
2.6.9. Camera lùi và hỗ trợ đỗ xe....................................................................60
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CÁC BÀI KIỂM TRA HỆ THỐNG LÁI, HỆ
THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ TOYOTA VITZ...............................................62
3.1. Giới thiệu modul Toyota Vitz .....................................................................62
3.2. Xây dựng bài thực hành ..............................................................................66
KẾT LUẬN.......................................................................................................80
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................81

iv


DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống phanh chính[3]......................................3
Hình 1.2: Sơ đồ dẫn động phanh[2] .....................................................................4
Hình 1.3 Kết cấu xi lanh phanh chính[4] .............................................................5
Hình 1.4: Tổng quan xi lanh phanh chính[4]........................................................6
Hình 1.5: Trạng thái đạp phanh[5] .......................................................................7
Hình 1.6: Trạng thái nhả phanh[5] .......................................................................8
Hình 1.7: Bầu trợ lực chân không[5]...................................................................8
Hình 1.8: Sơ đồ cấu tạo ....................................................................................10
Hình 1.9: Sơ đồ nguyên lý hoạt động cơ cấu phanh đĩa[2] .................................11
Hình 1.10: Sơ đồ điều chỉnh phanh[5] ...............................................................12
Hình 1.11: Cơ Cấu Phanh Đĩa[4].......................................................................13
Hình 1.12: Cơ cấu phanh dừng[5]......................................................................14
Hình 1.13: Dẫn động phanh dừng ( phanh tay)[1]..............................................15
Hình 1.14: Hình ảnh bố trí cảm biến ABS[5].....................................................16
Hình 1.15: Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh ABS[5] .........................................17
Hình 1.16: Các bộ phận và bố trí hệ thống ABS[6]............................................18
Hình 1.17: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ bánh xe[4]........18
Hình 1.18 Cấu tạo chung của bộ chấp hành ABS[5] ..........................................19
Hình 1.19: Sơ đồ nguyên lý của bộ chấp hành ABS[5] ......................................20
Hình 1.20 Nguyên lý của bộ chấp hành ABS khi phanh bình thường[5] ...........20
Hình 1.21 Nguyên lý của bộ chấp hành ABS - chế độ "giảm áp" .......................22
Hình 1.22 Nguyên lý của bộ chấp hành ABS - chế độ "giữ" ..............................22
Hình 1.23: Nguyên lý của bộ chấp hành ABS - chế độ "tăng áp"[5] .................23
Hình 1.24: Sơ đồ hệ thống lái trợ lực thuỷ lực[1]...............................................25
Hình 1.25: Hình vẽ phối cảnh tháo rời của bơm trợ lực kiểu phiến gạt[1] ..........26

Hình 1.26: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bơm thuỷ lực phiến gạt[7] ...............27
Hình 1.27: Sơ đồ bố trí thiết bị bù không tải trên bơm thuỷ lực phiến gạt[6].....28
Hình 1.28: Hình ảnh về bình chứa trong hệ thống lái trợ lực thủy lực ................29

v


Hình 1.29: Hộp cơ cấu lái[7] ............................................................................29
Hình 1.30: Sơ đồ cấu tạo van điều tiết lưu lượng loại nhày cảm với tốc độ[7] ...30
Hình 1.31: Hoạt động của van điều tiết ở tốc độ thấp[6] ....................................31
Hình 1.32: Hoạt động của van tiết lưu ở tốc độ cao[6] .......................................31
Hình 1.33: Hoạt động của van an toàn[6]...........................................................32
Hình 1.34: Biểu đồ biểu thị mối quan hệ giữa lưu lượng dầu và tốc độ động cơ[7] ... 32
Hình 1.35: Hình ảnh xylanh trợ lái trong cơ cấu láu kiểu bánh răng thanh rang[6] .... 33
Hình 1.36: Hình ảnh tổng quan về bộ trợ lái điện...............................................34
Hình 1.37: Sơ đồ hệ thống lái trợ lực điện[1].....................................................35
Hình 1.38:Cấu tạo của động cơ điện một chiều[6] .............................................36
Hình 1.39: Cấu tạo cảm biến mô men trục lái[7]................................................37
Hình 1.40: Cách bố trí các cảm biến trên xe gắn với hệ thống lái.......................38
Hình 2.1: Tai nạn bên hông[8] ...........................................................................41
Hình 2.2: Túi khí bên tài[8] ...............................................................................42
Hình 2.3: Túi khí vô lăng lái[8] .........................................................................43
Hình 2.4: Vị trí phân bố túi khí[8] .....................................................................44
Hình 2.5: Hiện tượng ngủ gật khi lái xe .............................................................45
Hình 2.6: Máy ảnh gắn trên xe theo dõi biểu hiện khuôn mặt ............................46
Hình 2.7: Phần mềm chống ngủ gật khi lái xe....................................................47
Hình 2.8: Hiện tượng mất lái .............................................................................49
Hình 2.9: Cấu tạo hệ thống phanh......................................................................50
Hình 2.10: Xe có sử dụng hệ thống ESP ............................................................51
Hình 2.11: Kích thước khác nhau lốp xe ô tô.....................................................52

Hình 2.12: Xe có TRC và không có TRC ..........................................................53
Hình 2.13: Hệ thống điều khiển hành trình chủ động .........................................54
Hình 2.14: Hệ thống điều khiển hành trình ........................................................56
Hình 2.15: Cảnh báo trước va chạm...................................................................57
Hình 2.16: Hệ thống camera và cảm biến ..........................................................59
Hình 2.17: Camera chiếu hậu.............................................................................60
Hình 3.1: Hình ảnh modul thực hành Toyota Vitz .............................................62

vi


Hình 3.3: Bảng táp-lô modul Toyota Vitz..........................................................64
Hình 3.4: Hình ảnh vô-lăng ...............................................................................64
Hình 3.5: Cơ cấu lái...........................................................................................65
Hình 3.6: Cơ cấu phanh .....................................................................................65
Hình 3.7: Máy G-SCAN ....................................................................................66
Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống lái .............................................70
Hình 3.9: Hộp đo kiểm hệ thống EPS ................................................................71
Hình 3.11: Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống phanh ......................................76
Hình 3.12: Hộp đo kiểm hệ thống ABS .............................................................77

vii


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Trạng thái của bộ chấp hành ABS......................................................21
Bảng 1.2: Chế độ giảm áp..................................................................................22
Bảng 1.3: Chế độ giữ.........................................................................................23
Bảng 1.4: Chế độ tăng áp...................................................................................24

Bảng 3.1: Bảng kết quả đo trên phần A của hộp đo kiểm hệ thống EPS.............73
Bảng 3.2: Bảng kết quả đo trên phần B của hộp đo kiểm hệ thống EPS .............73
Bảng 3.3: Bảng kết quả đo trên phần C của hộp đo kiểm hệ thống EPS .............73
Bảng 3.4: Bảng kết quả đo trên phần D của hộp đo kiểm hệ thống EPS.............74
Bảng 3.5 Bảng kết quả đo của hộp đo kiểm hệ thống ABS ................................78

viii


DANH MỤC VIẾT TẮT

Ký hiệu viết tắt

Tên tiếng anh

Tên tiếng việt

ABS

Anti-Lock Braking
System

HPS

Hydraulic Power Steering Hệ thống lái trợ lực thủy
lực

EPS

Electric Power Steering

Hệ thống lái trợ lực điện

ESP

Electronic Stability
Program

Hệ thống cân bằng điện
tử

LDW

Lane Departure Warning

Cảnh báo chuyển làn
đường

FCW

Forward-Collision
Warning

Cảnh báo va chạm phía
trước

BSM

-

Phát hiện điểm mù

ACC

Active Cruise Control

Hệ thống điều khiển hành
trình chủ động

ECU

Electronic Control Unit

Bộ điều khiển điện tử

ix

Hệ thống chống bó cứng
phanh


MỞ ĐẦU
Ô tô đang ngày càng trở nên quen thuộc trong cuộc sống hiện đại, trở
thành một trong những phương tiện đi lại chính của con người.
Trong những năm gần đây, ngành vận tải ô tô phát triển với tốc độ cao,
nhiều kiểu dáng mẫu mã hợp thị hiếu khách hàng. Ở Việt Nam, xe hơi đã bắt đầu
được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên nhu cầu đi lại của con người vẫn chưa được
thỏa mãn. Do vậy các hãng sản xuất xe không ngừng cải tiến, ứng dụng đưa
những thành tựu khoa học kỹ thuật, ngành thiết kế và chế tạo ô tô đáp ứng nhu
cầu của con người đặc biệt về hệ thống an toàn. Cải tiến trên là nhằm đáp ứng

nhu cầu ngày càng cao của con người và những tai nạn xảy ra.
Với tốc độ phát triển giao thông như hiện nay thì việc đảm bảo vận hành
êm ái và an toàn cho con người là điều rất quan trọng vì vậy đòi hỏi các ô tô phải
có hệ thống an toàn đáng tin cậy.
Với mục đích làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, củng cố mở
rộng thêm kiến thức chuyên môn. Em đã được giao đề tài : “Nghiên cứu và xây
dựng các bài kiểm tra, chuẩn đoán hư hỏng cho hệ thống an toàn trên ô tô”
Trong quá trình thực hiện đề tài em đã được thầy Trần Trung Dũng tận
tình chỉ dẫn và tạo điều kiện thuận lợi về mặt tinh thần cũng như tài liệu tham
khảo.
Mặc dù đã rất cố gắng để hoàn thành đề tài nhưng do bước đầu làm quen
với mô hình thực tế, trình độ bản thân còn nhiều hạn chế nên đề tài không tránh
khỏi những sai sót. Rất mong được sự thông cảm và góp ý của quý thầy và các
bạn để đề tài này được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng e xin chân thành cảm ơn thầy Trần Trung Dũng.Qua đây em
cũng gửi lời cảm ơn của các thầy cô trong bộ môn đã dìu dắt và dạy dỗ truyền đạt
cho e được nhiều kiến thức quý báu trong quá trình học tập và thời gian làm báo
cáo đồ án tốt nghiệp.

1


CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG HỖ TRỢ LÁI XE AN TOÀN CƠ BẢN
1.1. Hệ thống phanh
1.1.1. Công dụng và yêu cầu
1.1.1.1.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.
- Ngoài ra hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ô tô đứng yên tại chỗ

trên các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang.[1]
Với công dụng như vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng:
- Nó đảm bảo cho ô tô chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc.
- Nhờ đó ô tô mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ
và năng suất vận chuyển của xe máy.[1]
1.1.1.2. Yêu cầu
Để đảm bảo các chức năng trên thì hệ thống phanh cần phải đảm bảo các
yêu cầu sau:
- Đảm bảo hiệu quả phanh cao nhất trong bất kỳ chế độ chuyển động nào.
- Phanh êm dịu trong bất kỳ mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ôtô khi
phanh.
- Đảm bảo độ tin cậy làm việc cao, điều khiển nhẹ nhàng và có tính tùy động cao.
- Thời gian chậm tác dụng của hệ thống phanh nhỏ.[1]
- Phân bố các mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng
hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với bất kỳ trường hợp nào.[1]
- Không có hiện tượng tự xiết phanh khi ôtô chuyển động tịnh tiến hoặc khi
quay vòng.
- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt.
- Đối với phanh dừng phải đảm bảo giữ xe đứng yên trên dốc (đến 10%)
trong thời gian dài.

2


1.1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
1.1.2.1 Hệ thống phanh chính
Hệ thống phanh chính gồm có: Cơ cấu phanh đĩa được bố trí ở cả 2 cầu ở
cầu trước và

ở cầu sau. Dẫn động phanh kiểu thủy lực có trợ lực chân

không,đồng thời có bố trí hệ thống phanh ABS chống bó cứng.
Sơ đồ nguyên lý của hệ thống phanh chính :

Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống phanh chính[3]
a) Dẫn động phanh
- Dẫn động phanh cần phải đảm bảo nhẹ nhàng, nhanh chóng và tính đồng
thời làm việc của các cơ cấu phanh. Đồng thời đảm bảo sự phân bố lực phanh
cần thiết giữa các bánh xe. Mặt khác dẫn động phanh còn phải đảm bảo sự tỷ lệ
giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và các lực dẫn động cho các cơ cấu phanh
làm việc, đảm bảo hiệu suất làm việc cao.
- Dẫn động của hệ thống phanh chính bao gồm: bàn đạp phanh, bộ trợ lực
chân không, xi lanh phanh chính, cơ cấu tín hiệu, các đường ống dẫn và các ống
mềm nối ghép giữa xi lanh phanh chính và các xi lanh bánh xe.

3


Hình 1.2: Sơ đồ dẫn động phanh[2]
- Dẫn động của xe là dẫn động hai dòng độc lập. Dẫn động hai dòng có
nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính có hai đường dầu độc lập dẫn đến các bánh
xe của ô tô. Để có hai đầu ra độc lập người ta sử dụng xi lanh chính kép (loại
"tăng đem"). Trong trường hợp này khi một dòng bị rò rỉ thì dòng còn lại vẫn có
tác dụng và lực phanh vẫn sinh ra ở hai bánh xe so le trước và sau.
 Xi lanh chính
 Nhiệm vụ
Nhiệm vụ của xi lanh chính là nhận lực từ bàn đạp phanh, tạo ra dầu có áp
suất cao đồng thời vào cả hai đường dẫn động thủy lực truyền đến các xi lanh
công tác ở các banh xe. Các buồng của xi lanh chính được cung cấp dầu phanh từ
bình dầu riêng biệt bố trí trên thân xi lanh.

4


* Cấu tạo :

Hình 1.3 Kết cấu xi lanh phanh chính[4]
1 Lò xo pít tông thứ cấp

2. Bình dầu

3. Lắp bình dầu

4. Pít tông sơ cấp

5. Phớt làm kín

6.Phanh hãm

7. Lỗ bù dầu

8. Tấm chắn hình sao

9. Lò xo pít tông sơ cấp

10. Cốc đỡ lò xo

11. Bu lông hạn chế hành trình

12. Pít tông thứ cấp

13. Phớt dầu

14. Xi lanh chính , 15. Nút

 Nguyên lý làm việc :
Trong xi lanh chính của loại này bố trí hai pít tông: pít tông số 1( pít tông
sơ cấp ), pít tông số 2( pít tông thứ cấp ). Ứng với mỗi khoang của pít tông trên xi
lanh đều có hai lỗ dầu: lỗ bù dầu và lỗ nạp dầu. Một bình chứa dầu chung đặt trên
xi lanh chính và có hai đường dẫn tới hai khoang làm việc của hai pít tông. Hai lò
xo hồi vị số 1 và số 2 có tác dụng đẩy pít tông về vị trí tận cùng bên phải khi ở
trạng thái chưa làm việc. Pittông số 1 được chặn bởi vòng chặn và vòng hãm, còn
pittông số 2 được hặn bởi bulông bắt từ vỏ xi lanh. Để đảm bảo sự hoạt động
chính xác của hệ thống phanh hai dòng mạch chéo, áp suất dầu phải được tạo ra
như nhau ở cả hai pittông số 1 và số 2. Để đạt được điều này thường lò xo hồi vị

5


pít tông số 1 được đỡ bởi cốc chặn lò xo, cốc này được bắt vào pít tông qua một
bu lông nối gọi là cần đẩy. Sở dĩ phải có cấu tạo như vậy bởi vì lò xo của pít tông
số 1 yêu cầu độ cứng lắp ghép lớn hơn lò xo pít tông số 2 để thắng được sức cản
ma sát lớn hơn của pít tông số 2.

Hình 1.4: Tổng quan xi lanh phanh chính[4]
Ở trạng thái chưa làm việc cả pít tông số 1 và số 2 đều nằm ở vị trí tận
cùng phía bên phải, lúc này các lỗ bù dầu và nạp dầu của cả hai pít tông đều
thông với các khoang trước và sau của mỗi pít tông.
- Khi đạp phanh: Trước hết pít tông số 1 dịch chuyển sang trái khi đó đi
qua lỗ bù dầu thì áp suất dầu ở khoang phía trước của pít tông số 1 sẽ tăng để

cùng lò xo hồi vị số 1 tác dụng lên pittông thứ cấp số 2 cùng dịch chuyển sang
trái. Khi pittông số 2 đi qua lỗ bù dầu thì khoang phía trước của pittông số 2 cũng
được làm kín nên áp suất bắt đầu tăng. Từ hai cửa ra của xi lanh chính, dầu được
dẫn tới các xi lanh bánh xe. Sau khi các pittông trong các xi lanh bánh xe đã đẩy
các má phanh khắc phục khe hở để áp sát vào dĩa phanh thì áp suất dầu trong hệ
thống bắt đầu tăng để tạo ra lực phanh ở các má phanh.

6


Hình 1.5: Trạng thái đạp phanh[5]
- Khi nhả bàn đạp phanh : Dưới tác dụng của các lò xo hồi vị ở cơ cấu
phanh, ở bàn đạp phanh và các lò xo hồi vị pít tông trong xi lanh chính thì các pít
tông 1 và 2 được đẩy trả về vị trí ban đầu. Dầu từ xi lanh bánh xe được hồi về xi
lanh chính, kết thúc quá trình phanh.
Đối với xi lanh chính dẫn động hai dòng loại "tăng đem", nếu một dòng bị
rò rỉ thì dòng còn lại vẫn có khả năng làm việc để thực hiện phanh các bánh xe
của dòng còn lại. Ví dụ dòng thứ hai (được tạo áp suất bởi pít tông số 2) bị rò rỉ,
khi đó pít tông số 2 sẽ được pít tông số 1 tác dụng để chạy không sang trái. Khi
đuôi pít tông số 2 bị chặn bởi vỏ xi lanh thì dừng lại lúc đó pít tông số 1 tiếp tục
dịch chuyển và dầu ở khoang trước của pít tông số 1 vẫn được bao kín và tăng áp
suất để dẫn đến các xi lanh bánh xe. Như vậy mômen phanh vẫn được thực hiện
ở các bánh xe này tuy nhiên hiệu quả phanh chung của ôtô sẽ giảm.
Ngược lại, nếu dòng dầu thứ nhất (được tạo áp suất bởi pittông số 1) bị rò
rỉ thì pittông số 1 sẽ chạy không đến khi cần đẩy chạm vào pittông số 2 sẽ tiếp
tục đẩy pittông số 2 làm việc. Dầu ở khoang trước của pittông số 2 tiếp tục tăng
áp suất để dẫn đến các bánh xe của nhánh này thực hiện phanh các bánh xe.

7

Hình 1.6: Trạng thái nhả phanh[5]
 Trợ lực chân không:
 Cấu tạo :
Cấu tạo của bộ cường hoá chân không được thể hiện trên hình vẽ :

Hình 1.7: Bầu trợ lực chân không[5]

8


1.Nắp buồng thứ hai
3 Van một chiều
5 Đai ốc
7 Thanh nối
9 Đệm làm kín thanh nối
11 Vòng bích
13 Đệm chặn
15 Nắp khoang thứ nhất
17 Màng cao su của ngăn thứ hai
19 Giảm va đập rung
21 Màng cao su của ngăn thứ nhất
23 Pit tông khoang trhứ nhất
25 Vòng chặn
27 Vòng bích làm kín thân van
29 Lọc không khí
31 Thanh đẩy
33 Ống lót lò xo
35 Vòng bích van điều khiển
37 Dây chốt chẻ

39 Vít chặn
 Nguyên lý làm việc:

2 Pit tông của buồng thứ hai
4 Lò xo
6 Cữ chặn
8 Vòng đệm
10 Đệm chặn
12 Vòng chặn
14 Nắp vòng bích
16
Vách ngăn giữa hai
khoang
18 Ống dẫn hướng
20 Lò xo van điều khiển chân
không
22 Thân
24 Thân van chân không
26 Vòng đỡ than
28 Pít tông của van
30 Chụp bảo vệ
32 Chốt chẻ
34 Lò xo van
36 Đệm chặn
38 Màng ngăn của van

Động cơ làm việc, khi người lái không tác dụng lực vào bàn đạp phanh,
van chân không mở, các khoang I và II, III và IV thông với nhau qua van chân
không (24). Van khí trời đóng nên cả 4 khoang I, II, III, IV đều là môi trường
chân không nên cả hai mặt pittông kiểu màng ở hai khoang đều có áp suất bằng

nhau. Lò xo (4) đẩy pittông về vị trí tận cùng bên phải.
Khi người lái tác dụng lực lên bàn đạp phanh, lực bàn đạp được truyền
qua thanh đẩy (31), đến pittông của van (28), đến thanh nối (7) và đến xy lanh
phanh chính để điều khiển quá trình phanh xe. Đồng thời khi lực bàn đạp được
truyền đến pittông (28), sẽ thực hiện việc đóng van chân không ngắt hai ngăn I
và II với hai ngăn III và IV; mở van khí trời nghĩa là hai ngăn I và II thông với
khí trời, hai ngăn III và IV thông với cổ hút động cơ áp suất thấp. Tạo sự chênh
lệch áp suất giữa hai bề mặt của màng pittông, nhờ sự chênh lệch áp suất mà các
màng pittông ở hai khoang sẽ dịch chuyển về bên trái, trợ lực cho thanh nối (7)
điều khiển xy lanh phanh chính.

9


Nếu giữ chân phanh thì thanh đẩy (31) sẽ dừng lại, còn các pittông vẫn
tiếp tục di chuyển sang trái do chênh áp. Cho đến khi màng ngăn (38) tỳ vào thân
van (24), do lực đẩy của lò xo màng ngăn (38) tỳ vào thân van (24) ngắt khoang I
và II với khí trời. Khi đó, hai ngăn I và II thông với hai ngăn III và IV và thông
với cổ hút động cơ. Áp suất giữa các khoang I và II, khoang III và IV bằng nhau,
các pittông kiểu màng sẽ dừng lại và thanh nối (7) dừng lại. Khi đó khoang I và
II, khoang III và IV không thông với nhau và không thông với khí trời. Pittông
xy lanh chính dừng lại tại vị trí mà người lái giữ bàn đạp chân phanh.
Khi nhả phanh:Dưới tác dụng của lò xy lanh phanh chính, bàn đạp phanh
trở về vị trí ban đầu, van chân không mở ra, các khoang thông với nhau, lò xo
(4), cùng với thanh nối (7) đẩy các màng pittông về vị trí ban đầu (tận cùng bên phải)
b) Cơ cấu phanh.
 Cơ cấu phanh bánh trước :
 Cấu tạo:

Hình 1.8: Sơ đồ cấu tạo

10


Cơ cấu phanh bánh trước ô tô là cơ cấu phanh đĩa có giá di động có khả
năng điều chỉnh khe hở bằng sự biến dạng của vành khăn làm kín. Trong kiểu
này, xi lanh công tác được lắp đặt di động trên một hoặc hai chốt dẫn hướng có
bạc lót bằng cao su, nhờ vậy cơ cấu xi lanh còn có thể dịch chuyển sang hai bên.
Gía đỡ xi lanh chạy trên bulông, qua bạc, ống trượt. Bạc và ống trượt được bôi
trơn bằng một lớp mỡ mỏng và được bảo vệ bằng các chụp cao su che bụi. Trên
giá sử dụng hai bulông giá trượt đảm bảo khả năng dẫn hướng của giá đỡ xilanh.
Pittông lắp trong giá đỡ xilanh và có một lỗ dẫn dầu, một lỗ xả không khí. Vòng
khóa có tác dụng hạn chế dịch chuyển của pittông và giữ vòng che chắn bụi cho
xilanh và pittông. Vòng làm kín vừa làm chức năng bao kín và biến dạng để tự
động điều chỉnh khe hở của má phanh và đĩa phanh. Giá đỡ má phanh ôm ngoài
giá đỡ xilanh và được giữ bằng ốc bắt giá. Các tấm má phanh bắt trên giá nhờ
rãnh, tấm định vị các vòng khóa, và lò xo khóa. Chiều dày tấm má phanh 912mm .Má phanh co rãnh hướng tâm làm mát bề mặt ma sát khi phanh. Trên má
phanh có vòng lo xo báo chiều dày má phanh. Khi má phanh mòn ,đầu vòng lò
xo chạm vào đĩa phanh làm xuất hiện tia lửa báo cho người sử dụng biết để thay
thế kịp thời. Đĩa phanh bắt với moay ơ nhờ bulông bánh xe.
Giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trên một số chốt
bắt cố định với dầm cầu. Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trí một xi lanh
bánh xe với một pittông tì vào một má phanh. Má phanh ở phía đối diện được gá
trực tiếp trên giá đỡ.

Hình 1.9: Sơ đồ nguyên lý hoạt động cơ cấu phanh đĩa[2]

11

 Nguyên lý hoạt động :
Bình thường khi chưa phanh do giá đỡ có thể di trượt ngang trên chốt
nên nó tự lựa để chọn một vị trí sao cho khe hở giữa các má phanh với đĩa
phanh hai bên là như nhau. Khi đạp phanh( có thêm trợ lực chân không) dầu
từ xi lanh chính theo ống dẫn vào xi lanh bánh xe. Pittông sẽ dịch chuyển để
đẩy má phanh ép vào đĩa phanh. Do tính chất của lực và phản lực kết hợp với
kết cấu tự lựa của giá đỡ nên giá đỡ mang má phanh còn lại cũng tác dụng một
lực lên đĩa phanh theo hướng ngược với lực của má phanh do pittông tác
dụng. Kết quả là đĩa phanh được ép bởi cả hai má phanh và quá trình phanh
bánh xe được thực hiện.Khi nhả bàn đạp phanh , không còn áp lực lên pittông
nữa lúc đó vòng cao su hồi vị sẽ kéo pittông về vị trí ban đầu, nhả má phanh
ra, giữ khe hở tối thiểu quy định (tự điều chỉnh khe hở má phanh).
 Điều chỉnh phanh.

Hình 1.10: Sơ đồ điều chỉnh phanh[5]
Vì vòng bít (cao su) của pittông tự động điều chỉnh khe hở của phanh, nên
không cần điều chỉnh khe hở của phanh bằng tay. Khi đạp bàn đạp phanh, áp suất
thuỷ lực làm dịch chuyển pittông và đẩy đệm đĩa phanh vào rôto phanh đĩa.
Trong lúc pittông dịch chuyển, nó làm cho vòng bít của pittông thay đổi hình
dạng. Khi nhả bàn đạp phanh, vòng bít của pittông trở lại hình dạng ban đầu của
nó, làm cho pittông rời khỏi đệm của đĩa phanh. Do đó, dù đệm của đĩa phanh đã
mòn và pittông đang di chuyển, khoảng di chuyển trở lại của pittông luôn luôn

12


như nhau, vì vậy khe hở giữa đệm của đĩa phanh và rôto đĩa phanh được duy trì ở
một khoảng cách không đổi.
So với phanh tang trống thì phanh đĩa có ưu điểm sau :
- Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh (ma sát) ổn định khi hệ số ma

sát thay đổi, hơn cơ cấu phanh kiểu tang trống. Diều này giúp cho bánh xe bị
phanh làm việc ổn dịnh ,nhất là ở nhiệt độ cao.
- Khối lượng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn ,nên tổng khối lượng của các chi
tiết không treo nhỏ, nâng cao tính êm dịu và sự bám đường của banh xe.
-Khả năng thoát nhiệt ra môi trường dễ dàng.
- Dễ dàng trong sửa chữa và thay thế tấm ma sát.
- Công nghệ chế tạo gặp ít khó khăn, có nhiều khả năng giảm giá thành
trong sản xuất.
- Dễ dàng bố trí cơ cấu tự điều chỉnh tự động khe hở của má phanh và đĩa
phanh.
 Cơ cấu phanh bánh 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.

Hình 1.11: Cơ Cấu Phanh Đĩa[4]

13


1.1.2.2. Hệ thống phanh dừng ô tô:
 Công dụng :
Dùng dể hãm ô tô trên dốc và khi đỗ xe. Ngoài ra phanh dừng còn được sử
dụng trong trường hợp sự cố khi hỏng phanh chính.
 Phân tích đặc điểm kết của hệ thống phanh dừng ô tô.
Trên xe ô tô người ta sử dụng cơ cấu phanh ở các bánh xe phía sau làm
phanh dừng.Ở cơ cấu phanh ngoài phần dẫn động bằng thuỷ lực của phanh chân
còn có thêm các chi tiết của cơ cấu phanh dừng.
Phanh tay sử dụng bề mặt trụ trong của đĩa phanh làm tang trống, phanh
chân dẫn động nhờ xi lanh thủy lực, phanh tay dẫn động bằng cáp kéo.

Hình 1.12: Cơ cấu phanh dừng[5]
Đòn quay 1 một đầu được liên kết bản lề với phía trên của một guốc
phanh, đầu dưới liên kết với cáp dẫn động 3. Thanh nối 2 liên kết một đầu với
đòn quay 1 một đầu với guốc phanh còn lại.
Khi điều khiển phanh tay thông qua hệ thống dẫn động, cáp 3 kéo một đầu
của đòn quay quay quanh liên kết bản lề với phía trên của guốc phanh bên trái.
Thông qua thanh nối 2 mà lực kéo ở đầu dây cáp 3 sẽ chuyển thành lực đẩy từ
chốt bản lề của đòn quay vào guốc phanh bên trái và lực đẩy từ thanh kéo vào
điểm tựa của nó trên guốc phanh bên phải. Do đó hai guốc phanh được bung ra
ôm sát trống phanh thực hiện phanh bánh xe.
Để điều khiển cơ cấu phanh hoạt động cũng cần phải có hệ thống dẫn
động. Hệ thống dẫn động của cơ cấu phanh dừng loại này thông thường bao gồm:
Cần điều khiển trên buồng lái thông qua các đòn và dây cáp dẫn tới cơ cấu phanh

14


đặt tại bánh xe, các cơ cấu điều khiển từ phanh tayđặt trong cơ cấu phanh nhận
chuyển dịch nhờ dây cáp lồng vào cơ cấu phanh. Sơ đồ nguyên lí thể hiện hình vẽ .

Hình 1.13: Dẫn động phanh dừng ( phanh tay)[1]
 Nguyên lí làm việc :
- Khi chưa phanh: Người lái không tác dụng vào cần kéo phanh, chốt điều
chỉnh nằm ở vị trí bên phải, đế bi chưa tác dụng vào viên bi, dưới tác dụng của lò
xo kéo guốc phanh và má phanh cách tang trống phanh một khoảng nhất định.
- Khi phanh xe: Người lái kéo cần kéo phanh, dây cáp dịch chuyển sang
trái kéo theo chạc điều chỉnh thông qua đòn bẩy làm dế bi dịch chuyển đẩy các
viên bi tì sát vào guốc phanh, đẩy guốc phanh và má phanh ép sát vào tang phanh
thực hiện phanh xe, nếu để ngyuên vị trí đó cần kéo phanh được cố định nhờ cá

hãm.
- Khi thôi phanh: Người lái nhả cá hãm cần kéo phanh tay các chi tiết
lại trả về vị trí hi chưa phanh nhờ các lò xo hồi vị, lò xo kéo má phanh. Do
đó xe không bị phanh.
1.1.3. Hệ thống ABS
Theo kinh nghiệm lái xe, để tránh cho các lốp không bị bó cứng và làm
mất khả năng quay vô lăng trong khi phanh khẩn cấp, người điều khiển nên lặp
lại động tác đạp và nhả bàn đạp phanh nhiều lần. Tuy nhiên, trong những trường
hợp khẩn cấp thường không có thời gian để thực hiện việc này. Người lái đạp dí
phanh và xe trượt trên mặt đường trong khi các lốp không quay. Cuối cùng xe

15


cũng dừng lại do ma sát trượt giữa lốp và mặt đường lớn nhưng xe mất khả năng
lái khiến cho xe bị văng đi và tai nạn xảy ra là điều khó tránh khỏi.
Vậy để chống lại điều này, người ta chế tạo hệ thống phanh ABS với khả
năng chống cho các lốp không bị khóa cứng khi phanh khẩn cấp làm cho xe
không bị mất lái và giảm thiểu được tai nạn xảy ra
Hệ thống ABS (viết tắt của Anti-lock Brake System) dùng một máy tính
để xác định tình trạng quay của 4 bánh xe trong khi phanh qua các cảm biến lắp ở
bánh xe và có thể tự động điều khiển đạp và nhả phanh.

Hình 1.14: Hình ảnh bố trí cảm biến ABS[5]
1.1.3.1. Sơ đồ nguyên lý cơ bản của hệ thống phanh ABS
Ngoài bộ cường hoá chân không và xi lanh chính hệ thống phanh ABS
còn có thêm các bộ phận sau: các cảm biến tốc độ bánh xe, bộ ABS-ECU, bộ
chấp hành ABS (hình 1.15)

16