Khảo sát hệ thống phanh abs trên xe nissan terra 2 5l e 2wd 7at 2019

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE
NISSAN TERRA 219

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN HỮU TRỌNG

Đà Nẵng – Năm 2019


TÓM TẮT

Tên đề tài: Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe Nissan Terra 2.5L-E-2WD-7AT
2019.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Trọng.
Số thẻ SV: 103140124
Lớp: 14C4B.
Nội dung đồ án tốt nghiệp đề tài Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe Nissan Terra
2.5L-E-2WD-7AT 2019” gồm 4 chương:
CHƯƠNG 1: Tổng quan.
CHƯƠNG 2: Tổng quan về hệ thống phanh trên xe NISSAN TERRA.
CHƯƠNG 3: Tính tốn và kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe NISSAN TERRA.
CHƯƠNG 4. Hướng dẫn chẩn đoán và bảo dưỡng hệ thống phanh xe NISSAN
TERRA


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH
KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG

BỘ MƠN: KỸ THUẬT Ơ TƠ
VÀ MÁY ĐỘNG LỰC

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Giáo viên hướng dẫn
Sinh viên thực hiện
MSSV
Lớp
Ngày giao nhiệm vụ
Ngày hoàn thành

: GS.TS TRẦN VĂN NAM
:NGUYỄN HỮU TRỌNG
: 103140124
: 14C4B
: 02/09/2019
: 15/12/2019

A. TÊN ĐỀ TÀI:
KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE Ô TƠ NISSAN TERRA
2.5L-E-2WD-7AT 2019

B. NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TỐN
Mở đầu
Chương 1. Tổng quan

1.1 Mục đích, ý nghĩa của đề tài
1.2 Sơ lược hệ thống phanh trang bị ABS
1.2.1 Công dụng, yêu cầu của hệ thống phanh
1.2.2 Chức năng, nhiệm vụ của ABS, phân loại ABS
1.2.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc, một số sơ đồ điển hình
1.3 Giới thiệu tổng quan về xe NISSAN TERRA
1.3.1 Động cơ
1.3.2 Hệ thống truyền lực
1.3.3 Ly hợp
1.3.4 Hộp số
1.3.5 Hệ thống treo
1.3.6 Hệ thống lái
1.3.7 Hệ thống điều hịa khơng khí
Chương 2. Tổng quan về hệ thống phanh trên xe NISSAN TERRA
2.1 Sơ đồ và nguyên lý làm việc cảu hệ thống phanh trên xe NISSAN TERRA
2.1.1 Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe NISSAN TERRA
2.1.2 Nguyên lý làm việc
2.2 Kết cấu các bộ phận chính


2.2.1 Cơ cấu phanh
2.2.2 Xy lanh chính
2.2.3 Các cảm biến
2.2.4 Khối điều khiển điện tử ECU
2.2.5 Khối thủy lực-điện tử
2.2.6 Bộ phân phối lực phanh điện tử (EBD)
2.2.7 Trợ lực phanh
Chương 3. Tính tốn và kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe NISSAN TERRA
3.1 Momen phanh ở cầu trước và cầu sau
3.2 Xác định momen phanh do các cơ cấu sinh ra

3.2.1 Đối với phanh trước
3.2.2 Đối với phanh sau
3.2.3 Quan hệ áp suất phanh trước và phanh sau
3.3 Lực tác dụng lên bàn đạp phanh
3.4 Tính tốn các chỉ tiêu phanh
3.4.1 Gia tốc chậm dần khi phanh
3.4.2 Thời gian phanh
3.4.3 Quảng đường phanh
Chương 4. Hướng dẫn chẩn đoán và bảo dưỡng hệ thống phanh xe NISSAN
TERRA
4.1 Một số tiêu chuẩn cơ bản trong kiểm tra hiệu quả phanh
4.1.1 Các yêu cầu cơ bản khi kiểm tra hệ thống phanh
4.1.2 Một số tiêu chuẩn trong kiểm tra
4.2 Những công việc bảo dưỡng cần thiết
4.2.1 Sửa chữa hư hỏng một số chi tiết, bộ phận chính
4.2.2 Kiểm tra hệ thống ABS
4.2.3 Kiểm tra bộ phận chấp hành
4.2.4 Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe
Kết luận

CÁC BẢN VẼ

A.
STT
1
2
3
4
5

Nội dung bản vẽ
Bản vẽ tổng thể xe NISSAN TERRA 2.5L-E-2WD-7AT
2019
Bản vẽ sơ đồ dẫn động hệ thống phanh
Bản vẽ sơ đồ cơ cấu phanh đĩa
Bản vẽ sơ đồ dẫn động phanh xe NISSAN TERRA
Bản vẽ kết cấu bầu trợ lực và cảm biến

Số lượng/Loại
1 A3
1 A3
1 A3
1 A3
1 A3


6
7
8
Tổng

Bản vẽ sơ đồ nguyên lý
Bản vẽ đồ thị đặc tính phanh
Bản vẽ kết cấu phanh đĩa

1 A3
1 A3
1 A3
08 A3

D. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. TS. Lê Văn Tụy: “Hướng dẫn tính tốn thiết kế, kiểm nghiệm hệ thống
phanh ơtơ”, Đại học Bách khoa Đà Nẵng, 2000
[2]. TS. Nguyễn Hoàng Việt, Kết cấu, tính tốn và thiết kế ơ tơ – hệ thống phanh.
Đà Nẵng: Giáo trình mạng nội bộ Khoa Cơ khí Giao thơng – trường Đại học
Bách khoa, 2000.
[3]. TS.Nguyễn Hồng Việt “Chun đề ơ tơ: Bộ điều chỉnh lực phanh và hệ
thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh”. Tài liệu lưu hành nội bộ của
khoa Cơ khí Giao thơng. Đại học Đà Nẵng. Đà Nẵng, 2003.
[4]. Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài và Lê
Thị Vàng, “Lý thuyết ô tô máy kéo”, Hà Nội: NXB Khoa học kỹ thuật, 1996.
[5]. Nguyễn Hữu Cẩn và Trần Đình Kiên, “Tính tốn thiết kế ô tô máy kéo, Tập
III”. Hà Nội: NXB Đại học và Trung học Chuyên nghiệp, 1985
[6].
[7]. .

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019
SINH VIÊN THỰC HIỆN

GS.TS Trần Văn Nam

Nguyễn Hữu Trọng

THƠNG QUA BỘ MƠN
Ngày
tháng
năm 2019
Trưởng bộ mơn

PSG.TS Dương Việt Dũng


LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, do nhu cầu xã hội ngày càng phát triển, kéo theo mọi
hoạt động trong đời sống xã hội đều phát triển theo xu hướng hiện đại hóa nên địi
hỏi phải có những phương tiện hiện đại phục vụ cho con người. Do đó song song
với sự phát triển của mọi ngành nghề thì cơng nghệ ơtơ cũng có sự thay đổi khá
lớn. Nhu cầu của con người dần dần được đáp ứng về các mặt tiện nghi, kinh tế,
giảm thiểu ô nhiễm môi trường, … trong đó vấn đề an tồn được đặt lên hang đầu.
Ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật đã đạt được, các nhà sản xuất bắt tay vào
nghiên cứu, chế tạo hệ thống phanh ABS với những tính năng ưu việt: chống bó
cứng bánh xe khi phanh, ổn định hướng, … nhằm hạn chế những tai nạn đáng tiếc
có thể xảy ra.
Từ vấn đề đó, với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn tận tình của giáo
viên hướng dẫn, em quyết định thực hiện đề tài: “KHẢO SÁT HỆ THỐNG
PHANH CHỐNG HÃM CỨNG BÁNH XE ANTI-LOCK BRAKING SYSTEM
(ABS) TRÊN XE NISSAN TERRA 2.5L-E-2WD-7AT 2019”.
Trong thời gian thực hiện đề tài do thời gian có hạn và kiến thức cịn hạn chế
nên trong q trình thực hiện khơng thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Em
rất mong sự giúp đỡ, ý kiến đóng góp của quý thầy cô cùng tất cả các bạn để đề tài
được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy GS.TS.Trần Văn Nam cùng các thầy
cô giáo trong bộ mơn cùng các bạn đã giúp em hồn thành đồ án này.

Đà nẵng, ngày

tháng 12 năm 2019.

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hữu Trọng


CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đồ án tốt nghiệp “Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe Nissan
Terra 2.5L-E-2WD-7AT 2019” là đề tài nghiên cứu của bản thân. Những phần sử
dụng tài liệu tham khảo trong đồ án đã được nêu rõ trong phần tài liệu tham
khảo. Các số liệu, kết quả trình bày trong đồ ánlà hồn tồn trung thực, nếu sai tơi xin
chịu hồn tồn trách nhiệm và chịu mọi kỷ luật của bộ môn và nhà trường đề ra.

Đà Nẵng, ngày tháng 12 năm 2019
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hữu Trọng.


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU

1

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

2

1.1 Các hệ thống phanh trên xe ơ tơ qua các thời kì

2

1.2 Sơ lược hệ thống phanh trang bị ABS

4

1.2.1 Công dụng,yêu cầu hệ thống phanh

4

1.2.1.1 Công dụng

4

1.2.1.2 Yêu cầu

4

1.2.1.3 Phân loại hệ thống phanh

4

1.2.2 Chức năng nhiệm vụ ABS, phân loại ABS

6

1.2.2.1 Chức năng nhiệm vụ ABS

6

1.2.2.2Phân loại ABS

10

1.2.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc, một số sơ đồ điển hình

13

1.2.3.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc

13

1.2.3.2 Một số sơ đồ điển hình

17

1.3 Giới thiệu về xe NISSAN TERRA

19

CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE NISSAN TERRA

21

2.1 Giới thiệu tổng quan về xe NISSAN TERRA

21

2.1.1 Giới thiệu về động cơ

22

2.1.2 Hệ thống truyền lực

23

2.1.2.1 Ly hợp

23

2.1.2.2 Hộp số

24

2.1.3 Hệ thống treo

25

2.1.4 Hệ thống lái

26

2.1.5 Hệ thống điều hịa khơng khí

27

2.2 Sơ đồ và nguyên lý làm việc hệ thống phanh trên xe NISSAN TERRA

28

2.2.1.Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe NISSAN TERRA

28

2.2.2.Nguyên lý làm việc

28

2.2.2.1.Khi không phanh

28

2.2.2.2.Khi phanh ABS chưa làm việc

28

2.2.2.3.Khi phanh ABS làm việc

29

2.3 Kết cấu và bộ phận chính

32

2.3.1.Cơ cấu phanh

32

2.3.1.1.Cơ cấu phanh trước

32

2.3.1.2.Cơ cấu phanh sau

32

2.3.2.Xy lanh chính

35


2.3.3.Các cảm biến

36

2.3.4. Khối điều khiển điện tử ECU

37

2.3.5. Khối thuỷ lực- điện tử (Electric-hydraulic Unit)

39

2.3.6. Bộ phân phối lực phanh điện tử (EBD)
39
2.3.7. Trợ lực phanh
40
CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN VÀ KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH TRÊN
XE NISSAN TERRA
42

3.1.Momen phanh ở cầu trước và cầu sau
42
3.2. Xác định mô men phanh do các cơ cấu phanh sinh ra
47
3.2.1. Đối với cơ cấu phanh trước
47
3.2.2. Đối với cơ cấu phanh sau
50
3.2.3.Quan hệ áp suất phanh trước và phanh sau
54
3.3. Lực tác dụng lên bàn đạp phanh
55
3.4. Tính tốn các chỉ tiêu phanh
56
3.4.1. Gia tốc chậm dần khi phanh
57
3.4.2. Thời gian phanh
57
3.4.3. Quãng đường phanh
58
CHƯƠNG 4. CÁC HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC HỆ THỐNG
PHANH CHÍNH TRÊN XE NISSAN TERRA
60
4.1. Những công việc bảo dưỡng cần thiết
61
4.2. Sửa chữa hư hỏng một số chi tiết, bộ phận chính
61
4.3.Kiểm tra hệ thống ABS
63
4.4.Kiểm tra hệ thống chuẩn đoán

64
4.5. Kiểm tra bộ phận chấp hành
70
4.6. Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe
72
KẾT LUẬN

72

TÀI LIỆU THAM KHẢO

73


Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe NISSAN TERRA 2.5L-E-2WD-7AT 2019

MỞ ĐẦU
Mục đích, ý nghĩa đề tài
Hiện nay ơ tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và vận
chuyển hàng hoá cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiện
giao thơng tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển. Ở nước ta, số người sử dụng ô
tô ngày càng nhiều cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, mật độ ô tô lưu thông trên
đường ngày càng cao dẫn đến tai nạn giao thông ngày càng nhiều.Do đó để đảm bảo
tính an tồn vấn đề tai nạn giao thông là một trong những hướng giải quyết cần thiết
nhất,luôn được quan tâm của các nhà thiết kế và chế tạo ơtơ mà hệ thống phanh đóng
vai trị rất quan trọng.
Phanh sử dụng ABS là một trong hai công nghệ bổ sung cho hệ thống phanh hữu
dụng nhất của ngành công nghiệp ôtô thời gian gần đây. Vai trị chủ yếu của ABS là
giúp tài xế duy trì khả năng kiểm sốt xe trong những tình huống phanh gấp.
Cũng vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn về

thiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ.
Ðối với sinh viên ngành cơ khí giao thông việc khảo sát, thiết kế, nghiên cứu về hệ
thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn. Ðó là lý do em chọn đề tài “KHẢO SÁT
HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE NISSAN TERRA 2.5L-E-2WD-7AT 2019”.Ðể
giải quyết vấn đề này thì trước hết ta cần phải hiểu rõ về nguyên lý hoạt động, kết cấu
các chi tiết, bộ phận trong hệ thống phanh. Từ đó tạo tiền đề cho việc thiết kế, cải tiến
hệ thống phanh nhằm tăng hiệu quả phanh, tăng tính ổn định hướng và tính dẫn hướng
khi phanh, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an toàn chuyển động và
tăng hiệu quả chuyển động của ô tô.
Hệ thống phanh xe NISSAN TERRA 2.5L-E-2WD-7AT 2019 là hệ thống
phanh dẫn động thủy lực sử dụng ABS, hiện nay đang sử dụng rộng rải cho các đời xe
hiện nay.

SV thực hiện: Nguyễn Hữu Trọng

1


Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe NISSAN TERRA 2.5L-E-2WD-7AT 2019

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Các hệ thống phanh trên xe ơ tơ qua các thời kì
Hệ thống phanh đầu tiên được sử dụng trên những xe ngựa kéo. Loại xe này có tốc
độ nhanh nhưng ngựa lại khơng thể tự mình dừng chiếc xe này lại. Cơ cấu phanh đầu
tiên làm chậm tốc độ bánh xe bằng một cần kéo bằng tay. Một khối gỗ nhỏ đôi khi
được bọc da sẽ tiếp xúc trực tiếp với vành bánh xe để làm giảm tốc độ. Tuy nhiên
trong điều kiện thời tiết ẩm ướt thì cơ cấu phanh này khơng hiệu quả.

Sau đó vào đầu thế kỉ 20 xe hơi phát triển và có tốc độ vượt qua 100 km/h vì thế
yêu cầu sự ra đời của hệ thống phanh hiệu quả hơn.

Phanh đĩa được phát minh lần đầu tiên vào năm 1902 bởi một người Anh tên là
William Lanchester. Tuy nhiên mãi đến cuối thế kỉ 20 phanh đĩa mới được áp dụng
thực tế. Vấn đề chính nằm ở tiếng kêu lớn khi đĩa phanh ma sát với má phanh bằng
đồng. Vì lý do này và một vài nguyên nhân khác mà hệ thống phanh này chưa được sử
dụng rộng rãi vào thời gian này.

SV thực hiện: Nguyễn Hữu Trọng

2


Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe NISSAN TERRA 2.5L-E-2WD-7AT 2019

Trong sự nỗ lực nhằm làm cho mẫu xe Model T trở nên đơn giản và có giá thành
thấp hơn, Henry Ford đã tạo ra một cuộc cách mạng khi sử dụng bàn đạp để điều khiển
phanh và phanh tay đã được sử dụng cho các bánh sau trong trường hợp khẩn cấp.
Louis Renault là người đưa hệ thống phanh tang trống vào lắp ráp với cải tiến về
guốc phanh với phần bố phanh làm bằng amiăng và trống phanh bằng thép. Mặc dù
phanh thủy lực và phanh trống đã cải thiện đáng kể khả năng làm việc qua thời gian
nhưng nó vẫn bị một nhược điểm đó là dễ bị nóng. Phanh đĩa được sử dụng rộng rãi từ
những năm 1949, sử dụng kẹp phanh (Caliper) thủy lực và má phanh tạo từ vật liệu ma
sát cao.

Tuy nhiên nhược điểm lớn của các hệ thống phanh này là lực tác động để hãm
phanh lớn nhưng hiệu suất phanh khơng cao và dễ bị bó cứng phanh hay bị trượt bánh,
lệch tâm xe…Hệ thống phanh đĩa dễ bị bào mòn, hư hỏng khi phải thường xuyên di
chuyển trên đoạn đường có nhiều cát hạt rơi vào trong. Ngồi ra, các hệ thống phanh
này còn phát ra tiếng kêu lớn, dễ bị nóng dẫn đến bó cứng khi phanh.
Bởi vì có nhiều nhược điểm dẫn đến hiệu quả phanh khơng cao nên năm 1970 nhà
sản xuất thiết bị phụ trợ Bosch đã nghiên cứu và chế tạo ra Hệ thống chống bó cứng

phanh ABS (Anti - lock Brake System). Hệ thống chống bó cứng phanh ABS sẽ tự
động nhấp nhả phanh liên tục, giúp các bánh xe khơng bị bó cứng, cho phép người lái
duy trì khả năng điều khiển xe tránh chướng ngại vật và đảm bảo ổn định thân xe. Và
hệ thống phanh ABS đã được các hãng xe ô tô trên thế giới tin dùng và cho đến ngày
nay thì hầu hết các xe được sản xuất ra đều có hệ thống này như một hệ thống đảm bảo
an tồn khơng thể thiếu.

SV thực hiện: Nguyễn Hữu Trọng

3


Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe NISSAN TERRA 2.5L-E-2WD-7AT 2019

1.2 Sơ lược hệ thống phanh trang bị ABS
1.2.1 Công dụng, yêu cầu hệ thống phanh
1.2.1.1 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.
- Ngồi ra hệ thống phanh cịn có nhiệm vụ giữ cho ơ tơ máy kéo đứng yên tại
chỗ trên các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang.
Với công dụng như vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng.
Nó đảm bảo cho ô tô máy kéo chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc. Nhờ thế ô
tô máy kéo mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năng suất
vận chuyển.
1.2.1.2 Yêu cầu
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 ơ tơ máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn chế.
- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển khi phanh.
- Khơng 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.
- Có khả năng thốt nhiệt tốt.
- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lực tác dụng lên bàn đạp hay địn 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.
SV thực hiện: Nguyễn Hữu Trọng

4


Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe NISSAN TERRA 2.5L-E-2WD-7AT 2019

- Phanh dự trữ: dùng phanh ô tô máy kéo khi phanh chính hỏng.
- Phanh dừng: Cịn 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, cịn 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 cịn được phân
thành các dịng độc lập để nếu một dịng nào đó bị hỏng thì các dịng cịn lại vẫn làm
việc bình thường.
Để có hiệu quả phanh cao:
- Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn.
- Phân phối mômen phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn
bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh. Muốn vậy lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ
thuận với phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên chúng.
- Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực hay dùng dẫn động
khí nén hoặc bơm thủy lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng lớn.
Để đánh giá hiệu quả phanh người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính: gia tốc chậm
dần và qng đường phanh.Ngồi ra cũng có thể sử dụng các chỉ tiêu khác, như: lực
phanh hay thời gian phanh.
Các chỉ tiêu quy định về hiệu quả phanh cho phép do từng quốc gia hay từng
hiệp hội qui định riêng dựa vào nhiều yếu tố, như: nguồn gốc và chủng loại các ô tô
đang lưu hành, điều kiện đường xá, trình độ tổ chức kiểm tra kỹ thuật, các trang thiết
bị kiểm tra…
Khi phanh bằng phanh dữ trữ hoặc bằng các hệ thống khác thực hiện chức năng
của nó, gia tốc chậm dần cần phải đạt 3m/s2 đối với ô tô khách và 2,8m/s2 đối với ô tô
tải.
SV thực hiện: Nguyễn Hữu Trọng

5

Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe NISSAN TERRA 2.5L-E-2WD-7AT 2019

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 n trên mặt dốc có độ nghiêng khơng
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 q trình phanh được êm dịu và để người lái được cảm giác, điều khiển
được đúng cường độ phanh, dẫn động phanh cần phải có cơ cấu đảm bảo quan hệ tỷ lệ
thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh tạo ra ở bánh
xe. Đồng thời khơng có hiện tượng tự siết khi phanh.
Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển cảu ơ tơ 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.
- Khơng 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
ơ tơ máy kéo mất tính điều khiển, quay đầu xe. Ngồi 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).
1.2.2 Chức năng nhiệm vụ ABS, phân loại ABS
1.2.2.1 Chức năng nhiệm vụ ABS

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).
SV thực hiện: Nguyễn Hữu Trọng

6


Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe NISSAN TERRA 2.5L-E-2WD-7AT 2019

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 cịn lại, thông qua bơm và van
thủy lực, ABS tự động giảm áp suất tác động lên đĩa (quá trình nhả), giúp bánh xe
khơng bị hãm cứng (hay cịn 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 khơng có ABS. Hình 1-2
diễn tả q trình phanh có và khơng có ABS trên đoạn đường cong.

KHÄ NG CỌABS

CỌABS

Hình 1-2 Q trình phanh có và khơng có ABS trên đoạn đường cong.
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).
- 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 tồn
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 hồn tồn, cịn 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 q trình phanh
có độ trượt thay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị λ0, khi đó hiệu quả phanh cao
SV thực hiện: Nguyễn Hữu Trọng

7


Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe NISSAN TERRA 2.5L-E-2WD-7AT 2019

nhất (lực phanh đạt giá trị cực đại do giá trị φmax) đồng thời tính ổn định và tính dẫn
hướng của xe là tốt nhất (φy 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 tốn động lực học quá trình phanh, quảng đường
phanh X được xác định theo phương trình sau:

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 (Vf = 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 vịng 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 mơ men quay
vịng 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). Mơ
men quay vịng cưỡng bức sẽ làm lệch hướng chuyển động của xe khi phanh, làm
giảm ổn định chuyển động. Đối với xe ô tô bán tải mô men quán tính của khối lượng
nhỏ, vận tốc đâm xe lớn có thể gây nguy hiểm khi phanh. Ngồi ra trạng thái trượt của

các bánh xe ở các cầu khác nhau cũng làm thay đổi đặc tính quay vịng 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
SV thực hiện: Nguyễn Hữu Trọng

8


Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe NISSAN TERRA 2.5L-E-2WD-7AT 2019

của bánh xe sau lớn hơn bánh xe trước thì xe có xu hướng quay vịng thừa.
Sơ đồ biểu diễn hệ số trượt trên các loại đường
Lỉ
û
c
quay
vng

Lỉ
û
c
quay
vng

Dung sai
trỉ
åü
t ABS

Bã täng khä

Nhỉ
a asphalt ỉ
û
åït

Tuú
t

0

20

40

60

80

100

Lỉ
û
c quay vng
Lỉ
û
c phanh

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 khơng có lực cản.
Tỉ số trượt 100% là trạng thái trong đó bánh xe bị bó cứng hồn tồn 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.

SV thực hiện: Nguyễn Hữu Trọng

9


Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe NISSAN TERRA 2.5L-E-2WD-7AT 2019

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 khơ, hệ số bám dọc vẫn tương đối cao. Tuy nhiên hệ số bám
ngang φy nhỏ, do đó khơng 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 khơng có
ABS).
- Đường đóng băng: hiệu quả phanh đạt khoảng 150% (tăng 50% so với khơng
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 cịn đủ lớn giúp cho xe ổn định ngang.
1.2.2.2 Phân loại ABS
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: nhóm điều
khiển bằng cơ khí và nhóm điều khiển bằng điện tử.
- Theo thành phần kết cấu, các ABS điều khiển điện tử lại chia ra thành:
• Loại dùng kết hợp với xi lanh chính của hệ thống phanh cổ điển ( loại khơng
tích hợp)
• Loại bán tích hợp
• Loại tích hợp

- Theo phương pháp điều chỉnh (giảm) áp suất, chia ra:
• Dùng bình tích năng và bơm hồi dầu
• Dùng van xả về bình chứa
• Dùng piston đối áp
SV thực hiện: Nguyễn Hữu Trọng

10


Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe NISSAN TERRA 2.5L-E-2WD-7AT 2019

Hình 1.4 dưới đây là sơ đồ phân loại hệ thống ABS đã được các hãng trên thế giới
chế tạo:

Hình 1.4 Sơ đồ phân loại hệ thống ABS.

SV thực hiện: Nguyễn Hữu Trọng

11


Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe NISSAN TERRA 2.5L-E-2WD-7AT 2019

Ngồi ra chúng ta có các phương pháp điều chỉnh áp suất phanh như sau ( hình 1.5):
3

1

1

3

2

2
7

8
4

5

5

6

4
6

2

a)

b)

3

1
7

9

5

4

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 (cịn gọi là loại
khơng 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.
- Ngồi ra các ABS cịn có thể phân loại theo số lượng cảm biến và số dòng dẫn
động điều khiển riêng rẽ.
SV thực hiện: Nguyễn Hữu Trọng

12

Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe NISSAN TERRA 2.5L-E-2WD-7AT 2019

1.2.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc, một số sơ đồ điển hình
1.2.3.1 Sơ đồ 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

2

3

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 bộ phận chấp

hành hay cơ cấu thực hiện 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 và các lực cũng như momen tác dụng lên bánh xe khi chũng ta thực
hiện quá trình phanh như trên hình 1.7.

SV thực hiện: Nguyễn Hữu Trọng

13


Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe NISSAN TERRA 2.5L-E-2WD-7AT 2019

Hình 1.7 Các lực và mơmen tác dụng lên bánh xe khi phanh.
Nếu bỏ qua mômen cản lăn rất nhỏ và để đơn giản coi Zbx = const, thì phương trình
cân bằng mơ men tác dụng lên bánh xe đối với trục quay của nó khi phanh, có dạng:

M p − M − Jb (

d 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 qn tính của bánh xe.

 b - Tốc độ góc của bánh xe.

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

b =

d b ( M p − M  )
=
dt
Jb

Sự thay đổi Mp, Mφ, và εb theo độ trượt được thể hiện trên hình 1.8

Hình 1.8 Sự thay đổi các thơng số khi phanh có ABS.
SV thực hiện: Nguyễn Hữu Trọng

14


Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe NISSAN TERRA 2.5L-E-2WD-7AT 2019

- Đoạn O - 1 – 2 biểu diễn quá trình tăng Mp khi đạp phanh. Hiệu (Mp - Mφ) tỷ lệ
với gia tốc chậm dần εb của bánh xe. Hiệu trên tăng nhiều khi đường Mφ đi qua điểm
cực đại. Do đó sau thời điểm này, gia tốc εb bắt đầu tăng nhanh. Sự tăng đột ngột của
gia tốc εb 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 Mp - Mφ). Vào thời điểm
tương ứng với điểm 4 – mơ men phanh có giá trị cực tiểu khơng 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 Mφ 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 Mφ 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 λ1 ÷ λ2 (hình 1.9), đảm bảo cho
hệ số bám có giá trị gần với cực đại nhất.
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, q 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
SV thực hiện: Nguyễn Hữu Trọng

15


Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe NISSAN TERRA 2.5L-E-2WD-7AT 2019

3 giai đoạn như vậy gọi là ABS 3 pha. Một số ABS có thể khơng 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 cịn trong dẫn động thủy lực đến 20Hz.
Để thấy rõ vai trị 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 khơng có ABS và đồ thị q trình
phanh trên hình 1.10; 1.11.
Bảng 1-1 Kết quả thí nghiệm khi phanh ôtô bán tải có trang bị ABS.

(mỗi bánh xe có một cảm biến và điều khiển riêng)
Loại đường

Tốc độ bắt đầu Quảng đường phanh Sp(m)

Mức tăng hiệu

phanh V(m/s)

Có ABS

Khơng ABS

quả phanh (%)

Đường bêtơng khơ

13,88

10,6

13,1

19,1

Đường bêtơng ướt

13,88

18,7

23,7

21,1

Đường bêtơng khơ

27,77

41,1

50,0

17,8

Đường bêtơng ướt

27,77

62,5

100,0

37,5

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

SV thực hiện: Nguyễn Hữu Trọng

16