ĐỒ án tốt NGHIỆP Nghiên cứu hệ thống phanh ABS trên xe VIOS 2007

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

TRƯỜNG ĐH ……

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Số : …………………
Họ và tên sinh viên:
Khoá:
tô

….

Lớp: …

….

Khoa: Công nghệ Ô

Giáo viên hướng dẫn: ThS. …
NỘI DUNG

Nghiên cứu hệ thống phanh ABS trên xe VIOS 2007
TT

Tên bản vẽ

1

Sơ đồ bố trí chung hệ thống phanh ABS

trên xe Vios 2007
Kết cấu các bộ phận chính hệ thống
phanh ABS trên xe Vios 2007
Quy trình thay dầu phanh của hệ thống
phanh ABS trên xe Vios 2007

2
3

Khổ giấy

Số lượng

A0

01

A0

01

A0

01

PHẦN THUYẾT MINH

- MỞ ĐẦU
- Chương 1: Tổng quan về hệ thống phanh ABS trên xe ô tô Vios 2007
- Chương 2: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc hệ thống phanh ABS

trên xe ô tô Vios 2007
- Chương 3: Đặc điểm kết cấu của hệ thống phanh ABS trên xe ô tô Vios
2007
- Chương 4: Quy trình thay dầu phanh của hệ thống phanh ABS trên xe ô
tô Vios 2007
Ngày giao đề:
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Ngày hoàn thành:
TRƯỞNG KHOA


LỜI CAM KẾT
Tác giả xin cam đoan những kết quả trong đồ án là do bản thân thực hiện
dưới sự hướng dẫn của thầy giáo ThS. …. Ngoài tài liệu tham khảo đã liệt kê,
các số liệu tính toán và kết quả nghiên cứu là trung thực và chưa được ai công
bố trong bất cứ công trình nghiên cứu nào khác.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2018

Sinh viên thực hiện


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới Th.S
…, người đã trực tiếp hướng dẫn tận tình, chu đáo, luôn động viên khích lệ và
tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho em trong suốt thời gian thực hiện khóa

luận.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Công nghệ kỹ thuật Ô
tô đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ em trong quá trình học tập và hoàn
thành khóa luận tốt nghiệp này.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè người thân trong gia đình luôn tạo
điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập.
Trong suốt quá trình làm khóa luận, em đã cố gắng nỗ lực hết sức mình
để hoàn thành bản khóa luận này. Tuy nhiên do kiến thức còn hạn hẹp, thời
gian có hạn và nguồn tài liệu còn hạn chế nên bản khóa luận của em không
tránh khỏi thiếu sót. Rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô để bản
khóa luận của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin kính chúc các thầy cô luôn mạnh khỏe, hạnh phúc và
thành công trong công việc cũng như trong cuộc sống.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2018

Sinh viên thực hiện


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

.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý các loại phanh................................5
Hình 1.2 Quá trình phanh có và không có ABS trên đoạn
đường cong..............................................................................6
Hình 1.3 Sơ đồ biểu diễn hệ số trượt trên các loại đường........8
Hình 1.4 Sơ đồ phân loại hệ thống ABS..................................10

Hình 1.5 Các phương pháp điều chỉnh áp suất phanh...........11
Hình 1.6 Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh
xe...........................................................................................12
Hình 1.7 Các lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh.
...............................................................................................13
Hình 1.8 Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS.............14
Hình 1.9 Sự thay đổi áp suất trong dẫn động (a) và gia tốc
chậm dần của bánh xe (b) khi phanh có ABS.........................15
Hình 1.10 Quá trình phanh điển hình trên mặt đường trơn
không có ABS.........................................................................16
Hình 1.11 Quá trình phanh điển hình của ôtô có trang bị ABS.
...............................................................................................17
Hình 1.12 Sơ đồ ABS 1 kênh 1 cảm biến................................17
Hình 1.13 Sơ đồ ABS 3 kênh 3 cảm biến................................18
Hình 1.14 Sơ đồ ABS 3 kênh 4 cảm biến................................19
Hình 1.15 Sơ đồ ABS 4 kênh 4 cảm biến................................19
Hình 1.16 Sơ đồ tổng thể xe TOYOTA VIOS.............................22
Hình 1.17: Kết cấu ly hợp.......................................................23
Hình 1.18: Mặt cắt của biến mô thủy lực hộp số tự động......25
Hình 1.19 Bộ phận dẫn hướng loại một đòn của hệ thống treo
độc lập....................................................................................26
Hình 1.20 Hệ thống treo phụ thuộc kiểu dầm xoắn chữ H –Eta
beam......................................................................................27


Hình 1.21 Sơ đồ cường hoá lái...............................................28
Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS....29
Hình 2.2 Khi phanh bình thường.............................................30
Hình 2.3 Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất.................................32
Hình 2.4 Giai đoạn giảm áp....................................................33

Hình 2.5 Giai đoạn tăng áp....................................................34
Hình 2.6: Dẫn động phanh thủy lực.......................................35
Hình 2.8: Sơ đồ dẫn động kiểu hai dòng riêng biệt................36
Hình 2.9: Sơ đồ dẫn động kiểu 2 dòng chéo, kết hợp trợ lực. 37
Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý bộ trợ lực chân không................39
Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lý bộ trợ lực chân không kết hợp
thủy lực..................................................................................40
Hình 2.12: Sơ đồ nguyên lý bộ trợ lực chân không đông trục 42
Hình 3.1: Kết cấu đĩa phanh có xẻ rãnh thông gió.................46
Hình 3.2: Cơ cấu phanh trước.................................................47
Hình 3.3: Biến dạng đàn hồi của vòng làm kín......................48
Ưu nhược điểm:......................................................................49
Hình 3.4: Kết cấu xy lanh chính.............................................50
Hình 3.5: Cảm biến tốc độ bánh xe trước...............................51
Hình 3.6 : Cảm biến tốc độ bánh xe sau................................52
Hình 3.7: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biến
tốc độ bánh xe........................................................................52
Hình3.8: Bầu trợ lực...............................................................56


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1-1 Kết quả thí nghiệm khi phanh ôtô du lịch có trang bị
ABS.........................................................................................16
Bảng 1-2 Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe TOYOTA VIOS20
Bảng 1-3 : Thông số kỹ thuật................................................22
Phạm vi sử dụng: thường được sử dụng cho xe có tải trọng
trung bình...............................................................................45


MỤC LỤC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC.................................................................1
LỜI CẢM ƠN.............................................................................3
1.1.1.1. Công dụng...................................................................1
1.1.1.2. Yêu cầu của hệ thống phanh.......................................1
1.1.1.3. Phân loại....................................................................4
1.2. Chức năng nhiệm vụ, phân loại và sơ đồ, nguyên lý làm việc..............5
2.3. Một số kiểu dẫn động phanh.................................................................34
2.1.1. Dẫn động phanh chính kiểu cơ khí...............................34
2.3.1. Dẫn động phanh kiểu thủy lực.....................................34
36
1. Xi lanh công tác bánh xe; 2. Xi lanh hai dòng chính; 3. Trợ lực chân
không; 4. Bàn đạp phanh; 5. Xi lanh công tác bánh xe sau......................36
2.3.2. Dẫn động phanh chính bằng khí nén...........................43
2.3.3. Dẫn động phanh bằng khí nén - thủy lực kết hợp........43


LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây do nhu cầu của xã hội ngày càng phát triển,
kéo theo mọi hoạt động trong đời sống xã hội đều phát triển theo xu hướng
hiện đại hóa nên đòi hỏi phải có những phương tiện hiện đại để phục vụ nhu
cầu cho con người. Do đó song song với sự phát triển của mọi ngành nghề thì
công nghệ ô tô cũng có sự thay đổi khá lớn. Kèm theo sự phát triển của xã hội
thì nhu cầu của con người ngày càng có sự đòi hỏi cao về các mặt tiện nghi,
kinh tế, giảm thiểu ôi nhiễm môi trường,... trong đó vấn đề an toàn được đặt
lên hàng đầu. Sau nhiều năm nghiên cứu và ứng dụng thành tựu khoa học kỹ
thuật đã đạt được, các nhà sản xuất bắt tay vào nghiên cứu, chế tạo hệ thống
phanh ABS với những tính năng ưu việt: Chống bó cứng bánh xe khi phanh,
ổn định hướng,…. Nhằm hạn chế những tai nạn đáng tiếc xảy ra trong quá
trình vận hành xe.
Từ đó, với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn tận tình của giáo

viên, em quyết định thực hiện đề tài: “ KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANH
ABS TRÊN XE TOYOTA VIOS 2007 ’’.
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 thế tránh khỏi những thiếu sót nhất
định. Em rất mong được sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến của quý thầy cô cùng tất
cả các bạn để đề tài có thể hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin trân thành cảm ơn thầy …. cùng các thầy cô giáo, các
bạn đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Hà Nội, Ngày Tháng Năm
Sinh viên thực hiện


1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS
TRÊN XE TOYOTA VIOS
1.1. Sơ lược hệ thống phanh trang bị ABS
1.1.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống phanh
1.1.1.1. Công dụng
Hệ thống phanh dùng để:
- Giảm tốc độ của ô tô máy kéo 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 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 mới có thể phát huy hết khả năng, nâng cao tốc độ và khả
năng vận chuyển
1.1.1.2. Yêu cầu của hệ thống phanh
Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:
- Làm việc bền vững, tin cậy.

- Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong
trường hợp nguy hiểm.
- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và
an toàn cho hành khách và hàng hóa.
- Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không
hạn chế.
- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển khi phanh.
- Không có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng
đứng và khi quay vòng.
- Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn dịnh trong mọi
điều kiện sử dụng.


2
- Có khả năng thoát nhiệt tốt.
- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn
điều khiển nhỏ.
- 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.
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.


3
- 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/s 2 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


4
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.
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).
1.1.1.3. Phân loại
- 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).


5

a)

b)

c)

Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý các loại phanh
a-Phanh trống-guốc; b-Phanh đĩa; c- Phanh dải
1.2.

Chức năng nhiệm vụ, phân loại và sơ đồ, nguyên lý làm việc

1.2.1. Chức năng nhiệm vụ, phân loại ABS
1.2.1.1. Chức năng nhiệm vụ
ABS thực ra là công nghệ điện tử thay thế cho phương pháp phanh hiệu
quả nhất (đặc biệt trên mặt đường trơn trượt) là đạp - nhả pê-đan liên tục, cảm
nhận dấu hiệu rê bánh để xử lý. Do việc thực hiện kỹ thuật này không đơn
giản mà các chuyên gia ôtô ở hãng Bosch, Đức, đã nghiên cứu, chế tạo cơ cấu

ABS bao gồm các cảm biến lắp trên bánh xe (ghi nhận tình trạng hoạt động);
bộ xử lý điện tử CPU và thiết bị điều áp (đảm nhiệm thay đổi áp suất trong
piston phanh).
Trong trường hợp phanh gấp, nếu CPU nhận thấy một hay nhiều bánh có
tốc độ quay chậm hơn mức quy định nào đó so với các bánh còn lại, thông
qua bơm và van thủy lực, ABS tự động giảm áp suất tác động lên đĩa (quá
trình nhả), giúp bánh xe không bị hãm cứng (hay còn gọi là "bó").
Tương tự, nếu một trong các bánh quay quá nhanh, máy tính cũng tự động tác
động lực trở lại, đảm bảo quá trình hãm. Để thực hiện được điều này, hệ thống
sẽ thực hiện động tác ép - nhả má phanh trên phanh đĩa khoảng 15 lần mỗi
giây, thay vì tác động một lần cực mạnh khiến bánh có thể bị "chết" như trên
các xe không có ABS.


6
Các bộ điều chỉnh lực phanh, bằng cách điều chỉnh sự phân phối áp suất trong
dẫn động phanh các bánh xe trước và sau, có thể đảm bảo:
- Hoặc hãm cứng đồng thời các bánh xe (để sử dụng triệt để trọng
lượng bám và tránh quay xe khi phanh).

KHÄNG COÏABS

COÏABS

Hình 1.2 Quá trình phanh có và không có ABS trên đoạn đường cong.
- Hoặc hãm cứng các bánh xe trước (để đảm bảo điều kiện ổn định).
Tuy nhiên quá trình phanh như vậy vẫn chưa phải là có hiệu quả cao và
an toàn nhất vì:
- Khi phanh ngặt, các bánh xe vẫn có thể bị hãm cứng và trượt dọc. Các
bánh xe trượt lết trên đường sẽ gây mòn lốp và giảm hệ số bám.

- Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn, còn mất khả năng tiếp tục nhận
lực ngang và không thể thực hiên quay vòng khi phanh trên đoạn đường cong
hoặc đổi hướng để tránh chướng ngại vật (hình 1.2), đặc biệt là trên các mặt
đường có hệ số bám thấp. Do đó dễ gây ra những tai nạn khi phanh.
Vì vậy mục tiêu của hệ thống phanh ABS là giữ cho bánh xe trong quá
trình phanh có độ trượt thay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị λ 0, khi đó
hiệu quả phanh cao nhất (lực phanh đạt giá trị cực đại do giá trị φ max) đồng
thời tính ổn định và tính dẫn hướng của xe là tốt nhất (φ y đạt giá trị cao), thỏa
mãn các yêu cầu cơ bản của hệ thống phanh là rút ngắn quảng đường phanh,
cải thiện tính ổn định và khả năng điều khiển lái của xe trong khi phanh.
Quảng đường phanh: Trong tính toán động lực học quá trình phanh, quảng
đường phanh x được xác định theo phương trình sau:


7
M
x=
Fp

 V0 2 V f 2 


−
 2

2



Trong đó:

X: là quảng đường phanh.
M: là khối lượng của xe.
V0: là vận tốc ban đầu khi bắt đầu phanh.
Vf: là vận tốc cuối cùng.
Ta thấy quãng đường phanh đến khi xe dừng hẳn (V f = 0) phụ thuộc vào
vận tốc ban đầu (V0), khối lượng M của xe và lực phanh Fp. Khi lực phanh đạt
cực đại thì quảng đường phanh là ngắn nhất (xem các nhân tố khác giữ
nguyên giá trị). Theo hình 1.3, nếu giữ cho quá trình phanh xảy ra ỏ vùng lân
cận λ0 thì sẽ đạt được lực phanh cực đại, khi đó quảng đường phanh là ngắn
nhất.
Tính ổn định chuyển động và tính ổn định hướng: Duy trì khả năng bám
ngang trong vùng có giá trị đủ lớn nhờ vậy làm tăng tính ổn định chuyển động
và ổn định quay vòng khi phanh “xét theo quan điểm về độ trượt”. Tuy nhiên
do sự khác biệt thường xuyên của tải trọng và hệ số bám trên các bánh xe và
các bánh xe được điều khiển một cách độc lập với cùng một ngưỡng gia tốc
nên lực phanh trên các bánh xe sẽ khác nhau. Sự khác biệt lực phanh trên các
bánh xe trái phải sẽ tạo ra mô men quay vòng cưỡng bức quanh trục thẳng
đứng (trục thẳng đứng đi qua trọng tâm xe nếu tổng lực phanh của các bánh
xe bên trái khác tổng lực phanh của các bánh xe bên phải). Mô men quay
vòng cưỡng bức sẽ làm lệch hướng chuyển động của xe khi phanh, làm giảm
ổn định chuyển động. Đối với xe du lịch mô men quán tính của khối lượng
nhỏ, vận tốc đâm xe lớn có thể gây nguy hiểm khi phanh. Ngoài ra trạng thái
trượt của các bánh xe ở các cầu khác nhau cũng làm thay đổi đặc tính quay
vòng của xe khi phanh, nếu độ trượt của bánh xe cầu trước lớn hơn cầu sau
dẫn đến góc lệch hướng trước lớn hơn góc lệch hướng sau thì xe có xu hướng
quay vòng thiếu, nếu độ trượt của bánh xe sau lớn hơn bánh xe trước thì xe có


8
xu hướng quay vòng thừa.

Læûc
quay
voìng

Læûc
quay
voìng

Dung sai
træåütABS

Bã täng khä

Nhæûa asphalt æåït

Tuyãút

0

20

40

60

80

100

Læûcquay voìng
Læûcphanh

Hình 1.3 Sơ đồ biểu diễn hệ số trượt trên các loại đường.
Tỉ số trượt: Tỉ số khác biệt giữa tốc độ xe và tốc độ bánh xe.
Tỉ số trượt = (tốc độ xe – tốc độ bánh xe).100%/tốc độ xe
Tỉ số trượt 0% là trạng thái bánh xe quay tự do không có lực
cản.
Tỉ số trượt 100% là trạng thái trong đó bánh xe bị bó cứng
hoàn toàn và trượt trên mặt đường.
Mối quan hệ giữa lực phanh và tỉ số trượt được biểu diễn bởi đồ thị. Bằng
đồ thị ta có thể dễ dàng hiểu được mối liên hệ giữa lực phanh và hệ số trượt.
Lực phanh không nhất thiết cân đối với tỷ số trượt. Vì vậy để đảm bảo lực
phanh lớn nhất thì tỷ số trượt nằm trong vùng dung sai trượt ABS.
Từ những kết quả phân tích lý thuyết và thực nghiệm cho thấy rằng đối với
ABS thì hiệu quả phanh và ổn định 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 ổn định khi phanh là khá phức tạp và là vấn đề đã và
đang nghiên cứu của các nhà chuyên môn.


9
Các hệ thống hãm cứng bánh xe khi phanh có thể sử dụng nguyên lý điều
chỉnh sau đây:
- Theo gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh.
- Theo giá trị độ trượt cho trước.
- Theo giá trị của tỷ số vận tốc góc của bánh xe với gia tốc chậm dần
của nó.
Ở các loại đường nhựa khô, hệ số bám dọc vẫn tương đối cao. Tuy nhiên

hệ số bám ngang φy nhỏ, do đó không đảm bảo được lực bám ngang, làm cho
xe mất tính ổn định hướng khi phanh. Vì vậy trang bị ABS trên xe sẽ vẫn rất
cần thiết để đảm bảo hiệu quả phanh tốt nhất. Qua thực nghiệm người ta thấy
rằng khi có trang bị hệ thống ABS:
● Đường nhựa khô: hiệu quả phanh đạt khoảng 115% (tăng 15% so với
không có ABS).
● Đường đóng băng: hiệu quả phanh đạt khoảng 150% (tăng 50% so với
không có ABS).
Tóm lại khi có trang bị hệ thống ABS:
- Lợi về hiệu quả phanh (lực phanh lớn hơn do hệ số bám luôn ở phạm vi giá
trị φmax ).
- Lợi về tính ổn định ngang do φy còn đủ lớn giúp cho xe ổn định ngang.
1.2.1.2. Phân Loại
Mặc dù có chung một nguyên lý làm việc, nhưng các ABS có thể được thiết
kế theo nhiều sơ đồ kết cấu và biện pháp điều chỉnh áp suất khác nhau. Hệ
thống ABS được phân loại theo các phương pháp sau:
- Theo phương pháp điều khiển, ABS có thể chia thành hai nhóm lớn: điều
khiển bằng cơ khí và điều khiển điện tử.
Hình 1.4 dưới đây là sơ đồ phân loại hệ thống ABS đã được các hãng trên
thế giới chế tạo:


10

IệU KHIỉN IN Tặ

TấCH HĩP

KNG TấCH HĩP

4 Caớmbióỳn
2 Doing

4 Caớmbióỳn
4/3 Doing

Xi lanh chờnh cọứõióứn

Piston õọỳiaùp

IệU KHIỉN CO KH

NặẻA-TấCH HĩP

2 Caớmbióỳn
2 Doing

Caùc cuỷmmọtồ bồmcao aùp Họứn hồỹp
vaibọỹtờchnng

Bồmhọửidaửu

Van xaớdaửu vóửbỗnhchổùa

Khọng coùtrồỹlổỷc Coùbọỹkhóỳch õaỷi
Coùtrồỹlổỷcchan khọng coùbọỹphan phọỳicao aùp thuyớlổỷc

HONDA BOSCH TEVES BENDIX TEVES BOSCH 3
ALB 2E
MIV

MK2

BOSCH BENDIX
2S ADDONIX

GIRLING
SCS

Hỡnh 1.4 S phõn loi h thng ABS.


11

3

1

1

3

2

2
7
5

8

5

4

6

4
6

2

a)

b)

3

1
7

9

4

5

6

c)

Hình 1.5 Các phương pháp điều chỉnh áp suất phanh.

a- Dùng bơm hồi dầu; b- Xả dầu về đường hồi; c-Dùng piston đối áp
1- Bơm dầu; 2- Bình tích năng; 3- Xi lanh chính; 4- Van nạp; 5- Van xả;
6- Cơ cấu phanh; 7- Đường hồi dầu; 8- Van điện từ chính.
- Theo thành phần kết cấu, các ABS điều khiển điện tử chia ra:
•Loại dùng kết hợp với xi lanh chính của hệ thống phanh cổ điển (còn
gọi là loại không tích hợp).
•Loại bán tích hợp.
•Loại tích hơp.
- Theo phương pháp điều chỉnh (giảm) áp suất, chia ra:
•Dùng bình tích năng và bơm hồi dầu.
•Dùng van xả dầu về bình chứa.
•Dùng piston đối áp.
- Ngoài ra các ABS còn có thể phân loại theo số lượng cảm biến và số dòng


12
dẫn động điều khiển riêng rẽ.
1.2.2. Sơ đồ và nguyên lý làm việc, một số sơ đồ điển hình
1.2.2.1.Sơ đồ và nguyên lý làm việc
Hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS thực chất là một bộ điều chỉnh lực
phanh có mạch liên hệ ngược. Sơ đồ khối điển hình của một ABS có dạng như
trên hình 1.6 gồm:

6
1

3

2

4

5

Hình 1.6 Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe.
1- Cảm biến tốc độ; 2- Bộ phận điều khiển; 3- Cơ cấu thực hiện; 4- Nguồn
năng lượng; 5- Xilanh chính hoặc tổng van khí nén; 6- Xilanh bánh xe
hoặc bầu phanh.
- Bộ phận cảm biến 1, bộ phận điều khiển 2, bộ phận chấp hành hay cơ cấu
thực hiện 3 và nguồn năng lượng 4.
- Bộ phận cảm biến 1 có nhiệm vụ phản ánh sự thay đổi của các thông số
được chọn để điều khiển (thường là tốc độ góc hay gia tốc chậm dần của bánh
xe hoặc giá trị độ trượt) và truyền tín hiệu đến bộ phận điều khiển 2. Bộ phận
2 sẽ xử lý tín hiệu và truyền đến cơ cấu thực hiện 3 để tiến hành giảm hoặc
tăng áp suất trong dẫn động phanh.
- Chất lỏng được truyền từ xi lanh chính (hay tổng van khí nén) 5 qua 3 đến
các xi lanh bánh xe (hay bầu phanh) 6 để ép các guốc phanh và thực hiện quá
trình phanh.
Để hiểu được nguyên lý làm việc của hệ thống chống hãm cứng bánh xe, ta
khảo sát quá trình phanh xe như trên hình 1.7.


13

Hình 1.7 Các lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh.
Nếu bỏ qua mômen cản lăn rất nhỏ và để đơn giản coi Z bx = const, thì
phương trình cân bằng mô men tác dụng lên bánh xe đối với trục quay của nó
khi phanh, có dạng:
M p − Mϕ − Jb (

dω b
)=0
dt

Ở đây:Mp - Mô men phanh tạo nên bởi cơ cấu phanh.
Mφ - Mô men bám của bánh xe với đường.
Jb

- Mô men quán tính của bánh xe.

ω b - Tốc độ góc của bánh xe.

Từ đó ta có gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh:
εb =

dω b ( M p − M ϕ )
=
dt
Jb


14

Hình 1.8 Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS.
Sự thay đổi Mp, Mφ, và εb theo độ trượt được thể hiện trên hình 1.8
- Đoạn O - 1 – 2 biểu diễn quá trình tăng M p khi đạp phanh. Hiệu (Mp - Mφ)
tỷ lệ với gia tốc chậm dần ε b của bánh xe. Hiệu trên tăng nhiều khi đường M φ
đi qua điểm cực đại. Do đó sau thời điểm này, gia tốc ε b bắt đầu tăng nhanh.
Sự tăng đột ngột của gia tốc ε b chứng tỏ bánh xe sắp bị hãm cứng và được sử
dụng làm tín hiệu vào thứ nhất để điều khiển làm giảm áp suất trong dòng dẫn

động. Do có độ chậm tác dụng nhất định nào đó (phụ thuộc vào tính chất hệ
thống), sự giảm áp suất thực tế bắt đầu từ điểm 2.
- Do Mp giảm, εb giảm theo và bằng không ở điểm 3 (khi M p - Mφ). Vào thời
điểm tương ứng với điểm 4 – mô men phanh có giá trị cực tiểu không đổi.
- Trên đoạn từ điểm 3 đến điểm 6, mô men phanh nhỏ hơn mô men bám, nên
xảy ra sự tăng tốc bánh xe. Sự tăng gia tốc góc bánh xe được sử dụng làm tín
hiệu vào thứ hai để điều khiển tăng áp suất trong hệ thống phanh (điểm 5).
- Khi tốc độ góc bánh xe tăng lên, độ trượt giảm và bởi vậy φ và M φ cũng tăng
lên.
- Tiếp theo, chu trình lặp lại. Như vậy, trong quá trình điều khiển, bánh xe lúc
thì tăng tốc lúc thì giảm tốc và buộc M φ phải thay đổi theo chu trình kín 1 - 2 3 - 4 - 5 - 6 - 1, giữ cho độ trượt của bánh xe dao động trong giới hạn λ 1 ÷ λ2
(hình 1.9), đảm bảo cho hệ số bám có giá trị gần với cực đại nhất.


15
Trên hình 1.9 là đồ thị biểu diễn quá trình thay đổi áp suất trong dẫn
động và gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh có ABS theo thời gian.

Hình 1.9 Sự thay đổi áp suất trong dẫn động (a) và gia tốc chậm dần của bánh
xe (b) khi phanh có ABS.
Hình 1.9a cho thấy, quá trình phanh với ABS nói chung có 3 giai đoạn
(3pha): tăng áp suất(1-->2), giảm áp suất (2-->4) và duy trì (giữ) áp suất (4->5). ABS làm việc với 3 giai đoạn như vậy gọi là ABS 3 pha. Một số ABS có
thể không có pha duy trì áp suất- gọi là ABS 2 pha.
Với các hệ thống chống hãm cứng bánh xe hiện nay, hệ số trượt thay đổi
trong khoảng λ1 ÷ λ2 = (15 ÷ 30)%. Tần số thay đổi áp suất trong dẫn động khí
nén khoảng (3 ÷ 8) Hz còn trong dẫn động thủy lực đến 20Hz.
Để thấy rõ vai trò của ABS có thể tham khảo số liệu trong bảng 1.1 nhận
được khi thử nghiệm xe du lịch trong hai trường hợp có và không có ABS và
đồ thị quá trình phanh trên hình 1.10; 1.11.

16

Bảng 1-1 Kết quả thí nghiệm khi phanh ôtô du lịch có trang bị ABS.
(mỗi bánh xe có một cảm biến và điều khiển riêng)
Tốc độ bắt Quảng đường phanh Sp(m)
đầu phanh
Có ABS
Không ABS
V(m/s)

Mức

tăng

hiệu

quả

13,88

10,6

13,1

19,1

Đường bêtông 13,88

18,7

23,7

21,1

27,77

41,1

50,0

17,8

Đường bêtông 27,77

62,5

100,0

37,5

Loại đường

phanh (%)

Đường bêtông
khô
ướt
Đường bêtông
khô

ướt

Hình 1.10 Quá trình phanh điển hình trên mặt đường trơn không có ABS.