Khai thác kỹ thuật, nghiên cứu quy trình kiểm tra, chẩn đoán sửa chữa hệ thống phanh trên xe Ford Escape 2007

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

…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………..

1


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
……………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...

…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………..

2


MỤC LỤC

3


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng

Tên

Trang

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật của xe Ford Escape 2007

12

Bảng 2.2 Các chế độ hoạt động của hệ thống ABS với EBD

23

Bảng 3.1 Bảng mã lỗi DTC

46

Bảng 3.2 Bảng kiểm tra các đầu nối của ABS HU/CM

59

Bảng 3.3 Mã chẩn đoán hệ thống

64

Bảng 3.4 Mã chẩn đoán cảm biến

67

4


DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình

Tên

Trang

Hình 1.1

Vị trí lắp cảm biến tốc độ bánh xe

4

Hình 1.2

Đồ thị mối quan hệ giữa lực phanh và độ trượt

5

Hình 1.3

Các phương án điều khiển của ABS

9

Hình 2.1

Xe Ford Escape 2.3L 4x2 XLS

11

Hình 2.2

Sơ đồ cấu tạo của hệ thống phanh ABS

15

Hình 2.3

Sơ đồ khối các cụm chức năng của ABS

15

Hình 2.4

Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS

16

Hình 2.5

Chế độ phanh thường

17

Hình 2.6

Chế độ giảm áp

18

Hình 2.7

Chế độ giữ áp

19

Hình 2.8

Chế độ tăng áp

19

Hình 2.9

Lực phanh bánh xe trước và sau khi không có EBD và có EBD

20

Hình 2.10 Các loại ABS và EBD

21

Hình 2.11 Phanh xe khi quay vòng

21

Hình 2.12 Sơ đồ hệ thống ABS với EBS và BAS

22

Hình 2.13 Sơ đồ hoạt động của ABS với EBD và BAS

23

Hình 2.14 Cơ cấu phanh trước và sau

24

Hình 2.15 Cấu tạo xilanh chính

26

Hình 2.16 Kết cấu của bộ trợ lực chân không

27

Hình 2.17 Sơ đồ mạch điện của ABS HU/CM

28

Hình 2.18 Cấu tạo của cảm biến tốc độ

29

Hình 2.19 Mô tả hoạt động của cảm biện tốc độ bánh xe

30

Hình 2.20 Vị trí và cấu tạo của cảm biến giảm tốc

30

Hình 2.21 Các chế độ hoạt động của cảm biến giảm tốc

31

Hình 2.22 Cảm biến gia tốc ngang

31

Hình 2.23 Các chức năng điều khiển của ECU

32

Hình 2.24 Điều khiển chống hãm phanh xe khi phanh

34

Hình 2.25 Cấu tạo của bộ chấp hành

35

Hình 3.1

Kiểm tra kết nối chuyển đổi

38

Hình 3.2

Kiểm tra đầu cắm

39

Hình 3.3

Sơ đồ chẩn đoán hiện tượng bó phanh

40
5


Hình 3.4

Sơ đồ chẩn đoán lệch phanh

40

Hình 3.5

Sơ đồ chẩn đoán phanh hoạt động không hiệu quả

41

Hình 3.6

Sơ đồ chẩn đoán hẫng phanh

41

Hình 3.7

Sơ đồ chẩn đoán tiếng ồn hệ thống phanh

42

Hình 3.8

Đèn báo ABS

42

Hình 3.9

Sơ đồ mạch điện hệ thống ABS

43

Hình 3.10 Vị trí giắc chẩn đoán DLC-2

44

Hình 3.11 Thiết bị kiểm tra đĩa phanh

56

Hình 3.12 Bao cần khởi động phanh tay

57

Hình 3.13 Nấc điều chỉnh phanh tay

57

Hình 3.14 Giắc kiểm tra

64

Hình 4.1

Giắc kết nối cảm biến mức dầu phanh

69

Hình 4.2

Tháo các đai ốc nối cửa ra của xilanh chính

69

Hình 4.3

Tháo đai ốc bắt của xilanh chính

70

Hình 4.4

Thứ tự tháo các chi tiết trong calip

76

Hình 4.5

Lắp vòng chắn bụi vào thân calip

77

Hình 4.6

Piston và vòng chắn dầu

77

Hình 4.7

Tháo piston

78

Hình 4.8

Piston và thân calip

78

Hình 4.9

Thứ tự các chi tiết được tháo khỏi hệ thống phanh tay

79

Hình 4.10 Tháo cáp phanh trước

80

Hình 4.11 Tháo cáp phanh sau

80

Hình 4.12 Thứ tự lắp đặt các chi tiết

81

Hình 4.13 Đo đường kính trong của trống phanh của đĩa phanh

82

Hình 4.14 Tháo đệm giữa ra khỏi kết nối cảm biến tốc độ

84

Hình 4.15 Ngắt kết nối cảm biến tốc độ bánh xe

84

Hình 4.16 Tháo chốt giữ

84

Hình 4.17 Tháo các bulông

85

Hình 4.18 Tháo bulông và cảm biến tốc độ

85

6


KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Tên tiếng Anh

Tên tiếng Việt

ABS

Anti-look Brake System

Hệ thống phanh chống bó cứng
bánh xe

EBD

Electronic Brake - Force Distribution

Hệ thống phân phối lực phanh

ABS HU/CM

ABS Hydraulic Unit And Control
Module

Bộ thủy lực và điều khiển
module ABS

OBD

On – Board Diagnostic

Ban chẩn đoán

DTC

Diagnostic Trouble Code

Mã chẩn đoán hư hỏng

7


LỜI NÓI ĐẦU
Sản xuất ô tô trên thế giới ngày nay tăng vượt bậc, ô tô trở thành phương tiện
quan trọng về hành khách và hàng hóa cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời trở
thành phương tiện tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển. Ngay ở nước ta số ô tô
tư nhân cùng phát triển cùng với sự tăng trưởng kinh tế, mật độ xe trên đường ngày
càng tăng.
Mỹ và Nhật là hai nước sản xuất ô tô nhiều nhất thế giới, hàng năm mỗi nước
sản xuất khoảng 12 đến 13 triệu chiếc.
Do mật độ ô tô trên đường ngày càng tăng và tốc độ chuyển động ngày càng

cao cho nên vấn đề tai nạn giao thông trên đường là vấn đề cấp thiết hàng đầu luôn
phải quan tâm. Ở nước ta, trong những năm gần đây số vụ tai nạn giao thông cũng như
số người chết trong các vụ tai nạn giao thông ngày càng gia tăng. Nó không những gây
thiệt hại lớn về người mà còn gây thiệt hại lớn về tài sản của nhà nước và của công
dân. Một trong những nguyên nhân đó là do con người gây ra như: lái xe say riệu, mệt
mỏi, buồn ngủ..... Do hư hỏng máy móc trục trặc về kỹ thuật và đương xá quá xấu.
Trong nguyên nhân hư hỏng máy móc trục trặc kỹ thuật thì tỉ lệ tai nạn giao
thông do hệ thống phanh là 52.2 % đến 74.4%. Từ số liệu trên thấy rằng tai nạn do hệ
thống phanh chiếm tỉ lệ lớn nhất vì thế mà hiện nay hệ thống phanh càng được cải
tiến, tiêu chuẩn về thiết kế, chế tạo và sử dụng nghiêm ngặt và chặt chẽ nhằm tăng
hiệu quả phanh tính ổn định hướng, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an
toàn chuyển động của ô tô.
Trong đồ án này của em tìm hiểu về hệ thống phanh trên xe Ford Escape 2007,
để hiểu rõ về công dụng và cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống từ đó tìm ra
cách bảo dưỡng và chuẩn đoán hư hỏng và đưa ra biện pháp xử lý. Với sự giúp đỡ của
thầy hướng dẫn Phạm Văn Kiêm và các thầy trong khoa Cơ khí Động lực tuy nhiên
trong đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót chưa thể hoàn chỉnh được. Mong
các thầy và các bạn góp ý để đồ án của em được hoàn thiện tốt hơn.
Hưng Yên, ngày tháng 06 năm 2013.
Sinh viên thực hiện:
Đoàn Xuân Chiến


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Đặt vấn đề
1.1.1. Lý do chọn đề tài
a. Tính cấp thiết của đề tài
Bước sang thế kỷ 21, sự tiến bộ về khoa học kỹ thuật của nhân loại đã bước lên
một tầm cao mới. Rất nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật, các phát minh, sáng chế
mang đậm chất hiện đại và có tính ứng dụng cao. Là một quốc gia có nền kinh tế đang

phát triển, nước ta đã và đang có những cải cách mới để thúc đẩy kinh tế.
Việc tiếp nhận áp dụng các thành tựu khoa học tiên tiến của thế giới đựơc nhà
nước quan tâm cải tạo, đẩy mạnh sự phát triển những ngành công nghiệp mới, với mục
đích đưa nước ta từ một nước nông nghiệp kém phát triển thành một nước công nghiệp
phát triển.
Trải qua rất nhiều năm phấn đấu và phát triển, hiện nay nước ta đã là thành viên
của khối kinh tế quốc tế (WTO). Với việc tiếp cận các quốc gia có nền kinh tế phát
triển, chúng ta có thể giao lưu, học hỏi kinh nghiệm, tiếp thu và áp dụng các thành tựu
khoa học tiên tiến để phát triển hơn nữa nền kinh tế trong nước, bước những bước đi
vững chắc trên con đường quá độ lên chủ nghĩa xã hội.
Trong các ngành công nghiệp mới đang đựơc nhà nước chú trọng, đầu tư phát
triển thì công nghiệp ô tô là một trong những ngành tiềm năng. Do sự tiến bộ về khoa
học công nghệ nên quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá phát triển một cách ồ ạt, tỉ
lệ ô nhiễm các nguồn nước và không khí do chất thải công nghiệp ngày càng tăng, các
nguồn tài nguyên thiên nhiên như: Than đá, dầu mỏ…bị khai thác bừa bãi nên ngày
càng cạn kiệt.
Điều này đặt ra bài toán khó cho ngành động cơ đốt trong nói chung và ô tô nói
riêng, đó là phải đảm bảo chất lượng khí thải và tiết kiệm nhiên liệu. Các hãng sản
xuất ô tô như FORD, TOYOTA, MESCEDES, HUYNDAI… đã có rất nhiều cải tiến
về mẫu mã, kiểu dáng công nghệ cũng như chất lượng phục vụ của xe, nhằm đảm bảo
an toàn cho người sử dụng, tiết kiệm nhiên liệu và giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường.
Để đáp ứng được những yêu cầu đó thì các hệ thống điều khiển trên ô tô nói
chung và hệ thống phanh nói riêng phải có sự hoạt động an toàn, chính xác, độ bền
cao…
Ngày nay, công nghệ cơ điện tử đang phát triển với tốc độ cao, các ứng dụng
của nó trong các ngành sản xuất chế tạo là rất đáng kể. Ngành sản xuất ô tô cũng đang
hướng tới công nghệ cao này. Trong tương lại, ứng dụng của cơ điện tử sẽ còn được
phát triển không những đối với ngành động lực mà còn với nhiều ngành khác.

Thực tế hiện nay cho thấy, lượng kỹ thuật viên ở nước ta có sự hiểu biết về
tiếng Anh chuyên ngành còn nhiều hạn chế. Mặt khác, tài liệu của các xe đời mới lại
đa phần là bằng tiếng Anh. Do đó, việc biên soạn các tài liệu bằng tiếng Việt để phục
vụ trong quá trình giảng dạy và học tập là cấp thiết.
b. Ý nghĩa của đề tài
Đề tài giúp sinh viên năm cuối khi sắp tốt nghiệp có thể củng cố kiến thức, tổng
hợp và nâng cao kiến thức chuyên ngành cũng như những kiến thức ngoài thực tế, xã
hội. Đề tài nghiên cứu về ‘‘Khai thác kỹ thuật, nghiên cứu quy trình chẩn đoán,
kiểm tra, sửa chữa hệ thống phanh xe Ford Escape 2007 ’’ không chỉ giúp cho
chúng em tiếp cận với thực tế mà còn trở nên quen thuộc với học sinh - sinh viên. Tạo
tiền đề nguồn tài liệu cho các bạn học sinh – sinh viên các khóa sau có thêm nguồn tài
liệu để nghiên cứu, học tập.
Những kết quả thu thập được sau khi hoàn thành đề tài này trước tiên sẽ giúp
cho chúng em, những sinh viên lớp ĐLK9LC2 có thể hiểu sâu hơn về hệ thống phanh,
biết được kết cấu, điều kiện làm việc và một số hư hỏng cũng như phương pháp kiểm
tra chẩn đoán các hư hỏng thường gặp đó.
Tổng hợp tài liệu trong và ngoài nước để hoàn thành đề tài.
1.1.2. Mục tiêu của đề tài
Nhiệm vụ chính được đặt ra của đề tài là nghiên cứu cơ bản‘‘ Khai thác kỹ
thuật, nghiên cứu quy trình chẩn đoán, kiểm tra, sửa chữa hệ thống phanh xe
Ford Escape 2007”. Đề tài có thể dùng để giảng dạy về hệ thống phanh và có thể
phục vụ cho việc nghiên cứu của các sinh viên sau này.
1.1.3. Nội dung của đề tài
Nội dung đề tài gồm các phần chính:
- Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu.
- Kết cấu của hệ thống phanh trên xe Ford Escape 2007.
- Quy trình kiểm tra chẩn đoán hệ thống phanh trên xe Ford Excape 2007.
- Quy trình tháo lắp hệ thống phanh trên xe Ford Escape 2007.
- Kết luận và kiến nghị.
1.1.4. Phương pháp nghiên cứu đề tài

Bước 1: Thu thập, tìm kiếm các tài liệu viết về hệ thống phanh trên ô tô.
Bước 2: Biên dịch tài liệu.
Bước 3: Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống lôgic chặt chẽ theo từng
bước, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cơ sở và bản chất nhất định.
Bước 4: Đọc, nghiên cứu và phân tích các tài liệu nói về “hệ thống phanh ABS
kết hợp EBD”, phân tích kết cấu, nguyên lý làm việc một cách khoa học.


Bước 5: Tổng hợp kết quả đã phân tích được, hệ thống hoá lại những kiến thức
(liên kết từng mặt, từng bộ phận thông tin đã phân tích) tạo ra một hệ thống lý thuyết
đầy đủ và sâu sắc.

1.2. Công dụng, yêu cầu, phân loại của hệ thống phanh
1.2.1. Công dụng
Hệ thống phanh là một hệ thống an toàn được trang bị trên ôtô dùng để làm
dừng hẳn sự chuyển dộng của ôtô hoặc làm giảm bớt tốc độ của ôtô khi đang chuyển
động, ngoài ra còn để giữ cho ôtô dừng được trên đường có độ dốc nhất định, chất
lượng của hệ thống phanh có ảnh hưởng tất lớn tới tốc độ chuyển động trung bình của
ôtô. Hệ thống hãm ôtô sẽ đảm bảo cho sự chuyển động an toàn của ôtô tránh được
những tai nạn xảy ra trên đường.
1.2.2. Yêu cầu
Hệ thống phanh là một bộ phân quan trọng của ôtô đảm nhận chức năng “an
toàn chủ động” vì vậy hệ thống phanh phải thoả mãn các yêu cầu sau đây:
- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trường hợp đó là.
+ Quãng đường phanh ngắn
+ Thời gian phanh ít nhất.
+ Gia tốc chậm dần ổn định trong quá trình phanh.
- Hoạt động êm dịu để đảm bảo sự ổn định của xe ôtô khi phanh.
- Điều khiển nhẹ nhàng để giảm cường độ lao động của người lái.
- Có độ nhậy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm.

- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải tuân theo nguyên tắc
sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với mọi cường độ.
- Cơ cấu phanh không có hiện tượng tự xiết.
- Cơ cấu phanh phải có khả năng thoát nhiệt tốt.
- Có hệ số ma sát cao và ổn định.
- Giữ được tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và lực phanh sinh ra
ở cơ cấu phanh.
- Hệ thống phải có độ tin cậy, độ bền và tuổi thọ cao.
- Bố trí hợp lý để dễ dàng điều chỉnh chăm sóc và bảo dưỡng.
- Phanh chân và phanh taylàm việc độc lập không ảnh hưởng lẫn nhau.
Phanh tay có thể thay thế phanh chân khi phanh chân có sự cố, đảm bảo chức
năng dự phòng.


1.2.3. Phân loại
- Phân loại theo tính chất điều khiển chia ra: Phanh chân va phanh tay.
- Phân loại theo vị trí đặt cơ cấu phanh chia ra: Phanh ở bánh xe và phanh ở
trục truyền động (sau hộp số).
- Phân loại theo kết cấu của cơ cấu phanh có: Phanh guốc, phanh đai, phanh đĩa.
- Phân loại theo phương thức dẫn động có: Dẫn động phanh bằng cơ khí, chất
lỏng, khí nén hoặc liên hợp.

1.3. Ý tưởng về chức năng của hệ thống phanh 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 phanh 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 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, xe không bị mất lái và
giảm thiểu được tai nạn xảy ra.

Hình 1.1: Vị trí lắp cảm biến tốc độ bánh xe
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.


Trước khi đi sâu tìm hiểu hệ thống phanh ABS, bạn đọc hãy tham khảo thêm về
sự trượt của xe trên mặt đường.
Khi xe chuyển động ở tốc độ không đổi, tốc độ của xe và bánh xe là như nhau
(nói cách khác các bánh xe không trượt). Tuy nhiên khi người lái đạp phanh để giảm
tốc độ, tốc độ của các bánh xe giảm từ từ và không thể bằng tốc độ thân xe lúc này
đang chuyển động nhờ quán tính của nó. Sự khác nhau giữa tốc độ thân xe và tốc độ
bánh xe được biểu diễn bằng một hệ số gọi là hệ số trượt.

Dung sai trượt ABS
: Lực phanh

Lực quay vòng

Lực phanh

: Lực quay vòng
Bê tông khô

Nhựa asphalt ướt
Bê tông khô

Nhựa asphalt ướt

Tuyết

Tuyết
20

40

60

80

100

Hệ số trượt (%)

Hình 1.2: Đồ thị mối quan hệ giữa lực phanh và độ trượt
Hình 1.2 chỉ ra các đường đặc tính trượt, thể hiện mối quan hệ giữa hệ số bám
dọc ϕx và hệ số bám ngang ϕy theo độ trượt tương đối λ của bánh xe ứng với các loại
đường khác nhau.
Từ các đồ thị trên, chúng ta có thể rút ra một số nhận xét như sau:
-

Các hệ số bám dọc ϕx và hệ số bám ngang ϕy đều thay đổi theo độ trượt λ . Lúc đầu,
khi tăng độ trượt λ thì hệ số bám dọc ϕx tăng lên nhanh chóng và đạt giá trị cực đại
trong khoảng độ trượt λ =10 ÷ 30%. Nếu độ trượt tiếp tục tăng thì ϕx giảm, khi độ
trượt λ = 100% (lốp xe bị trượt lết hoàn toàn khi phanh) thì hệ số bám dọc ϕx giảm

20 ÷ 30% so với hệ số bám cực đại. Khi đường ướt còn có thể giảm nhiều hơn nữa,
đến 50 ÷ 60%. Đối với hệ số bám ngang ϕy, sẽ giảm nhanh khi độ trượt tăng, ở trạng
thái trượt lết hoàn toàn thì ϕy giảm xuống gần bằng không.
-

Hệ số bám dọc đạt giá trị cực đại ϕ x max ở giá trị độ trượt tối ưu λ0 . Thực nghiệm
chứng tỏ rằng ứng với các loại đường khác nhau thì giá trị λ0 thường nằm chung trong
giới hạn từ 10 ÷30 %. Ở giá trị độ trượt tối ưu λ0 này, không những đảm bảo hệ số
bám dọc ϕx có giá trị cực đại mà hệ số bám ngang ϕy cũng có giá trị khá cao.

-

Vùng a gọi là vùng ổn định, ứng với khi mới bắt đầu phanh, vùng b là vùng không ổn
định của đường đặc tính trượt. Ở hệ thống phanh thường, khi độ trượt tăng đến giới
hạn bị hãm cứng λ = 100% (vùng b), do thực tế sử dụng ϕx < ϕ x max nên chưa tận dụng
hết khả năng bám (khả năng tiếp nhận phản lực tiếp tuyến

-

Pϕ

= Zb. ϕ).

Ở hệ thống phanh thường, khi phanh đến giới hạn bị hãm cứng λ= 100% thì hệ số bám
ngang ϕy giảm xuống gần bằng không, thậm chí đối với loại đường có hệ số bám dọc
cao như đường bêtông khô, nên khả năng bám ngang không còn nữa, chỉ cần một lực
ngang nhỏ tác dụng cũng đủ làm cho xe bị trượt ngang, không tốt về phương diện ổn
định khi phanh.
Như vậy, nếu giữ cho quá trình phanh xảy ra ở độ trượt của bánh xe là λ0 thì sẽ
đạt được lực phanh cực đại Ppmax = ϕxmax Gb, nghĩa là hiệu quả phanh sẽ cao nhất và

đảm bảo độ ổn định tốt khi phanh nhờ ϕy ở giá trị cao. Hệ thống phanh chống hãm
cứng (ABS) được thiết kế để thực hiện mục tiêu này.
Trên các mặt đường trơn có hệ số ma sát thấp như đường có nhựa ướt, nước
mưa vì quãng đường phanh tăng lên so với các mặt đường có trị số ma sát cao, nên
ngay cả khi có ABS tác động, vẫn phải giảm tốc độ khi chạy trên các mặt đường đó.
Trên các đường thô nhám, hoặc trên sỏi tác động của ABS có thể dẫn đến quãng
đường hãm dài hơn các xe không lắp ABS.
Ngoài ra, tiếng động và độ rung phát sinh khi tác động ABS báo cho người lái
biết rằng ABS đang hoạt động.

1.4. Ưu khuyết điểm của hệ thống phanh ABS
Tốc độ bánh xe và tốc độ xe gần như nhau, khi tốc độ bánh xe trở về không
cũng là lúc xe dừng lại coi như bánh xe không bị bó cứng và trượt trên mặt đường nửa.
Khi phanh đột ngột, áp lực phanh cực đại nếu bánh xe nào giảm tốc độ quá nhanh thì
áp lực dầu sẽ được giảm xuống để bánh xe không bị hãm cứng, sau đó thì bánh xe tăng
tốc trở lại do lực phanh giảm. ABS lại tác động làm tăng và giữ áp lực dầu sao cho tốc
độ bánh xe và tốc độ xe tương ứng với nhau cho đến lúc dừng hẳn.


Sự tăng và giảm áp lực xảy ra trong phạm vi nhỏ và tần số không lớn lắm nên
tốc độ xe hầu như giảm đều, còn tốc độ bánh xe tăng giảm khi áp lực điều khiển thay
đổi.
1) Ưu Điểm:
- Mang tính hiện đại
- Quóng đường phanh ngắn
- Có tính an toàn cao, ổn định lái, ổn định hướng
- Xe chạy trên đường trơn trượt có thể ổn định trong khi phanh…
2) Khuyết Điểm:
- Kết cấu phứt tạp, khú bảo quản, sửa chữ, lắp ráp
- Các bộ phận thay thế phải đúng loại theo nhà chế tạo

- Đòi hỏi người thợ phải có tay nghề cao, kinh nghiệm

1.5. Các phương án bố trí hệ thống điều khiển của ABS
Việc bố trí sơ đồ điều khiển của ABS phải thỏa mãn đồng thời hai yếu tố:

- Tận dụng được khả năng bám cực đại giữa bánh xe với mặt đường trong quá trình
phanh, nhờ vậy làm tăng hiệu quả phanh tức là làm giảm quãng đường phanh.

- Duy trì khả năng bám ngang trong vùng có giá trị đủ lớn nhờ vậy làm tăng tính ổn
định chuyển động (driving stability) và ổn định quay vòng (steering stability) của xe
khi phanh (xét theo quan điểm về độ trượt).
Kết quả phân tích lý thuyết và thực nghiệm cho thấy: đối với ABS, hiệu quả
phanh và ổn định khi phanh phụ thuộc chủ yếu vào việc lựa chọn sơ đồ phân phối các
mạch điều khiển và mức độ độc lập hay phụ thuộc của việc điều khiển lực phanh tại
các bánh xe. Sự thỏa mãn đồng thời hai chỉ tiêu hiệu quả phanh và tính ổn định phanh
của xe là khá phức tạp, tùy theo phạm vi và điều kiện sử dụng mà chọn các phương án
điều khiển khác nhau.
Hình 1.3 trình bày 6 phương án bố trí hệ thống điều khiển của ABS tại các bánh
xe và những phân tích theo quan điểm hiệu quả và ổn định khi phanh.



Phương án 1: ABS có 4 kênh với các bánh xe được điều khiển độc lập.

ABS có 4 cảm biến bố trí ở bốn bánh xe và 4 van điều khiển độc lập, sử dụng
cho hệ thống phanh bố trí dạng mạch thường ( một mạch dẫn động cho hai bánh xe
cầu trước, một mạch đẫn động cho hai bánh xe cầu sau). Với phương án này, các bánh
xe đều được tự động hiệu chỉnh lực phanh sao cho luôn nằm trong vùng có khả năng
bám cực đại nên hiệu quả phanh là lớn nhất. Tuy nhiên khi phanh trên đường có hệ số
bám trái và phải không đều thì momen xoay xe sẽ rất lớn và khó có thể duy trì ổn định

hướng bằng cách hiệu chỉnh tay lái. Ổn định khi quay vòng cũng giảm nhiều. Vì vậy
với phương án này cần phải bố trí thêm cảm biến gia tốc ngang để kịp thời hiệu chỉnh
lực phanh ở các bánh xe để tăng cường tính ổn định chuyển động và ổn định quay
vòng khi phanh.

 Phương án 2: ABS có 4 kênh điều khiển và mạch phanh bố trí chéo.
Sử dụng cho hệ thống phanh có dạng bố trí mạch chéo (một buồng của xy lanh
chính phân bố cho một bánh trước và một bánh sau chéo nhau), ABS có 4 cảm biến bố
trí ở các bánh xe và 4 van điều khiển. Trong trường hợp này, 2 bánh trước được điều
khiển độc lập, 2 bánh sau được điều khiển chung theo ngưỡng trượt thấp, tức là bánh
xe nào có khả năng bám thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cả cầu sau.
Phương án này sẽ loại bỏ được mômen quay vòng trên cầu sau, tính ổn định tăng
nhưng hiệu quả phanh giảm bớt.

 Phương án 3: ABS có 3 kênh điều khiển.
Trong trường hợp này 2 bánh xe sau được điều khiển theo ngưỡng trượt thấp,
còn ở cầu trước chủ động có thể có hai phương án sau:

- Đối với những xe có chiều dài cơ sở lớn và momen quán tính đối với trục đứng đi qua
trọng tâm xe cao – tức là có nhiều khả năng cản trở độ lệch hướng khi phanh, thì chỉ
cần sử dụng một van điều khiển chung cho cầu trước và một cảm biến tốc độ đặt tại vi
sai. Lực phanh trên hai bánh xe cầu trước sẽ bằng nhau và được điều chỉnh theo
ngưỡng trượt thấp. Hệ thống như vậy cho tính ổn định phanh rất cao nhưng hiệu quả
phanh lại thấp.

- Đối với những xe có chiều dài cơ sở nhỏ và moment quán tính thấp thì để tăng hiệu
quả phanh mà vẫn đảm bảo tính ổn định, người ta để cho hai bánh trước được điều
khiển độc lập. Tuy nhiên phải sử dụng bộ phận làm chậm sự gia tăng moment xoay xe.

Hệ thống khi đó sử dụng 4 cảm biến tốc độ đặt tại 4 bánh xe.



a. Phương án 1

d. Phương án 4

b. Phương án 2

e. Phương án 5

c. Phương án 3

f. Phương án 6

Hình 1.3: Các phương án điều khiển của ABS.

 Các phương án 4,5,6:
Các phương án đều là loại có hai kênh điều khiển. Trong đó:

• Phương án 4 tương tự như phương án 3. Tuy nhiên cầu trước chủ động được điều
khiển theo mode chọn cao, tức là áp suất phanh được điều chỉnh theo ngưỡng của bánh
xe bám tốt hơn. Điều này tuy làm tăng hiệu quả phanh nhưng tính ổn định lại kém hơn
do moment xoay xe khá lớn.


• Phương án 5, trên mỗi cầu chỉ có một cảm biến đặt tại 2 bánh xe chéo nhau để điều
khiển áp suất phanh chung cho cả cầu. Cầu trước được điều khiển theo ngưỡng trượt
cao, còn cầu sau được điều khiển theo ngưỡng trượt thấp.

• Phương án 6 sử dụng cho loại mạch chéo. Với hai cảm biến tốc độ đặt tại cầu sau, áp
suất phanh trên các bánh xe chéo nhau sẽ bằng nhau. Ngoài ra các bánh xe cầu sau
được điều khiển chung theo ngưỡng trượt thấp. Hệ thống này tạo độ ổn định cao
nhưng hiệu quả phanh sẽ thấp.
Quá trình phanh khi quay vòng cũng chịu ảnh hưởng của việc bố trí các phương
án điều khiển ABS:
-

Nếu việc điều khiển phanh trên tất cả các bánh xe độc lập thì khi quay vòng lực phanh
trên các bánh xe ngoài sẽ lớn hơn do tải trọng trên chúng tăng lên khi quay vòng. Điều
này tạo ra moment xoay xe trên mỗi cầu và làm tăng tính quay vòng thiếu.

-

Nếu độ trượt của cầu trước và cầu sau không như nhau trong quá trình phanh (do kết
quả của việc chọn ngưỡng trượt thấp hay cao trên mỗi cầu, hoặc do phân bố tải trọng
trên cầu khi phanh) sẽ tạo ra sự trượt ngang không đồng đều trên mỗi cầu. Nếu cầu
trước trượt ngang nhiều hơn sẽ làm tăng tính quay vòng thiếu, ngược lại khi cầu sau
trượt ngang nhiều hơn sẽ làm tăng tính quay vòng thừa.


CHƯƠNG II: HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE FORD ESCAPE 2007
2.1. Giới thiệu chung về xe Ford Escape 2007
2.1.1. Xe Ford Escape 2.3L 4x2 XLS

Hình 2.1: Xe Ford Escape 2.3L 4x2 XLS
-

Động cơ xăng 2.3L DURATEC VCT 4 xi lanh xếp thẳng hàng , 16 van trục cam

kép với hệ thống điều khiển van biến thiên tạo ra công suất mạnh mẽ mà vẫn êm ái và
tiết kiệm nhiên liệu.

-

Nội thất hoàn toàn mới thiết kế mặt táp lô trang nhã và bắt mắt.

-

Hệ thống âm thanh: AM/FM Radio, Dàn CD 4 loa với chức năng nghe MP3 giúp hành
khách thư giãn trên mọi chuyến du hành.

-

Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS), hệ thống phân phối lực phanh điện tử (EBD)
với công nghệ hiện đại giúp tăng độ an toàn. Hai túi khí cho người lái và hành khách
phía trước giúp bảo vệ hành khách tối đa.

-

Hộp số tự động với cần số được thiết kế mới trên sàn xe: tinh tế, hiện đại và tiện nghi
hơn.

-

Khóa điều khiển từ xa được trang bị tiêu chuẩn đem lại sự thuận tiện tối đa cho hành
khách.

-

Gương chiếu hậu điều khiển điện tích hợp đèn xin nhan, lẹp bảo vệ sườn xe, tay lái trợ
lực 4 chấu điều khiển được độ nghiêng.

-

Ghế lái điều chỉnh: ngả, tiến, lùi, cao, thấp

-

Hệ thống báo trộm, gương chiếu hậu trong xe chế độ ngày đêm.


2.1.2. Thông số kỹ thuật của xe Ford Escape 2007
Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật của xe Ford Escape 2007
ĐẶC ĐIỂM THÔNG SỐ KỸ
THUẬT
Động cơ

LOẠI XE
ESCAPE 2.3L 4x2 XLS
Động cơ xăng 2.3L DURATEC VCT 4 xi
lanh xếp thẳng hàng 16 van trục cam kép

Dung tích xi lanh (cc)

2261

Đường kính x Hành trình (mm)

87.5 x 94.0

Công suất cực đại
(kW/vòng/phút)

106/6000

Mô men xoắn cực đại
(Nm/vòng/phút)

196/4000

Hệ thống phun xăng điện tử theo
chu kỳ

Có

Hệ thống điều khiển van biến
thiên VCT

Có

Dung tích thùng nhiên liệu (L)

61L

Hệ thống truyền động

Một cầu chủ động 4x2

Hộp số

4 số tự động

Tỷ số truyền

2,8/1,54/1,0/0,7

Tỷ số truyền số lùi

2,333
Kích thước

Dài x Rộng x Cao (mm)

4470 x 1825 x 1770

Khoảng sáng gầm xe tối thiểu
(mm)

200

Chiều dài cơ sở (mm)

2620

Chiều rộng cơ sở trước và sau
(mm)

1550/1530

Bán kính quay vòng tối thiểu
(mm)

5400

Trọng lượng toàn bộ (kg)

1986

Trọng lượng không tải (kg)

1515
Hệ thống treo


Hệ thống treo độc lập, lò xo trụ và thanh
giằng

Hệ thống treo trước
Hệ thống treo sau

Hệ thống treo độc lập đã điểm nối
Hệ thống phanh

Phanh đĩa phía trước và sau

Có

Hệ thống chống bó cứng phanh
(ABS)

Có

Hệ thống phân phối lực phanh
điện tử (EBD)

Có

Cỡ lốp

215/70R16

Bánh xe

Vành hợp kim nhôm đúc
Trang thiết bị chính

Đèn sương mù

Không

Gương chiếu hậu phía ngoài điều
khiển điện

Có

Gương chiếu hậu sơn cùng màu
thân xe

Có

Đèn xi nhan trên gương chiếu hậu

Có

Nẹp bảo vệ sườn xe

Có

Tay nắm cửa bên cùng màu xe
với viền chì mạ crôm

Có

Tấm ốp cửa sau mạ crôm
Ăng ten
Tấm trang trí cản trước & sau
Túi khí

Màu đen
Điện
Có
2 Túi khí phía trước

Khoá cửa điện trung tâm

Có

Khóa cửa điều khiển từ xa

Có

Cửa kính điều khiển điện

Có

Cửa kính điều khiển điện

Có

Tay lái trợ lực 4 chấu điều khiển
được độ nghiêng

Có

Ghế lái điều chỉnh: ngả, tiến, lùi,
cao, thấp

Có

Khay đựng cốc phía sau ghế

Có


Đồng hồ tín hiệu số

Có

Điều hòa

Có

Hốc đựng tài liệu hai bên cửa

Có

Bạt che hành lý

Có

Thảm sàn trước sau

Có

Tấm che nắng cho người lái và
hành khách có đèn và gương
trang điểm

Có

Ổ điện một chiều

Có

Hộp đựng kính

Có

Sấy kính sau

Có

Hệ thống báo trộm

Có

Gương chiếu hậu trong xe chế độ
ngày đêm

Có

Điều chỉnh cường độ sáng đèn
bằng táp lô

Có

Ghế sau có thể tháo rời

Có

Số chỗ ngồi

5 chỗ

Màu ghế
Hệ thống âm thanh

Màu đen
AM/FM, CD, MP3, 4 loa

2.2. Hệ thống phanh trên xe Ford Escape 2007
Ford Escape 2.3L VTC sử dụng hệ thống phanh đĩa cho 4 bánh xe, bên cạnh đó
người ta còn sử dụng hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS kết hợp với
hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD.
2.2.1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống phanh ABS
a. Sơ đồ cấu tạo của hệ thống phanh ABS


Hình 2.2: Sơ đồ cấu tạo của hệ thống phanh ABS
Hệ thống ABS được thiết kế dựa trên cấu tạo của một hệ thống phanh bình
thường. Ngoài các cụm bộ phận chính của một cơ cấu phanh như cụm xilanh chính,
bầu trợ lực, cơ cấu phanh bánh xe, các van điều hòa lực phanh. Để thực hiện chức
năng chống bó cứng bánh xe khi phanh thì ABS được trang bị thêm các bộ phận như
cảm biến bánh xe, hộp điều khiển điện tử (ECU), bộ chấp hành thủy lực, bộ chẩn đoán
báo lỗi.
Một cơ cấu ABS gồm ba cụm bộ phận chính:
-

Cụm tín hiệu vào gồm các cảm biến tốc độ bánh xe, cảm biến giảm tốc, công tắc báo
phanh… Có nhiệm vụ giữ thông tin tốc độ bánh xe, tín hiệu phanh về hộp điều khiển
ECU dưới dạng tín hiệu điện.

H ình 2.3: Sơ đồ khối các cụm chức năng của ABS
-

Hộp điều khiển điện tử (ECU): có chức năng nhận và sử lý tín hiệu vào và đưa tín hiệu
điều khiển đến bộ chấp hành thủy lực điều khiển quá trình chống bó cứng bánh xe.

-

Bộ chấp hành gồm các bộ điều khiển thủy lực, bộ phận hiển thị đèn báo phanh ABS,
bộ phận chẩn đoán:

• Trong đó:
- Bộ điều khiển thủy lực nhận tín hiệu điều khiển từ ECU thực hiện quá trình
phân phối áp suất dầu đến các cơ cấu phanh bánh xe.


- Bộ phận hiển thị đèn báo phanh và bộ phận kiểm tra chẩn đoán chức năng báo
cho người điều khiển xe biết khi cơ cấu ABS gặp sự cố dưới dạng các xung điện hoặc
các tín hiệu nhấp nháy của đèn báo.
b. Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS
Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh chống hãm cứng ABS:

Hình 2.4: Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS
Khi bắt đầu phanh, bánh xe quay với tốc độ giảm dần, khi bánh xe đạt tới giá trị
gần bó cứng tín hiệu của các cảm biến gửi về bộ điều khiển trung tâm (ECU). ECU
tiếp nhận và lựa chọn chế độ đưa ra tín hiệu điều khiển van điều chỉnh áp suất các
đường dầu từ xilanh chính đến xilanh bánh xe do vậy lực phanh ở cơ cấu phanh không
tăng được nửa, bánh xe lại có xu hướng lăn với tốc độ cao lên, tín hiệu từ cảm biến lại
đưa về bộ điều khiển trung tâm, bộ điều khiển điều khiển van điều chỉnh mở đường
dầu tăng thêm áp suất dẫn ra xylanh bánh xe thực hiện tăng lực phanh gây ra do cơ
cấu phanh. Nhờ đó bánh xe lại bị phanh và giảm tốc độ quay tới khi gần bị bó cứng,
quá trình xảy ra được lặp lại theo chu kỳ liên tục cho tới khi bánh xe dừng hẳn. Một
chu kỳ thực hiện khoảng 1/10s, nhờ các bộ tích áp suất thấp, cao, van một chiều và
bơm dầu độ chậm trễ tác động chỉ nhỏ hơn 1/1000s, do vậy ABS làm việc rất hiệu quả
tránh được bó cứng bánh xe. Quá trình này coi như là hành động nhấp phanh liên tục
của người lái xe khi phanh, nhưng mức độ chuẩn xác và tần số lớn hơn rất nhiều so
với người lái xe có kinh nghiệm.

ABS trong hệ thống phanh thuỷ lực là một bộ tự điều chỉnh áp suất dầu đưa vào
xilanh bánh xe sao cho phù hợp với chế độ lăn bánh của bánh xe nhằm hạn chế hoàn
toàn khả năng trượt lết của bánh xe khi phanh.Van điện là một trong những bộ phận
quan trọng thực hiện các trạng thái phanh một cách tốt nhất. Tuỳ theo loại van điện sử
dụng trong hệ thống phanh mà hệ thống ABS làm việc với nhiều trạng thái khác nhau.
a. Trạng thái phanh thường