2
LỜI CẢM ƠN
Sau hơn ba tháng tìm hiểu và nghiên cứu thực tế, với sự hướng dẫn tận tình của
thầy Nguyễn Thanh Tuấn tôi đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp với nội dung” Phân
tích đặc điểm cấu tạo, hoạt động và khai thác các bài thực hành Mô hình của hệ
thống phanh chống bó KFZ- 2004D trang bị tại phòng Mô phỏng và kết nối máy
tính với các thiết bị năng lượng”.
Qua đây tôi xin chân thành cảm ơn đến thầy Nguyễn Thanh Tuấn đã tận tình
hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành đề tài. Tôi cũng xin được gửi
lời cảm ơn đến các thầy trong bộ môn Kỹ Thuật Ôtô và các bạn đã giúp đỡ, động
viên tôi trong thời gian qua.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Nha trang, ngày 27 tháng 10 năm 2006.
Sinh viên thực hiện.

Trần Ngọc Anh.

Phần 4: Kết luận và đề xuất ý kiến. 4
Trong quá trình thực hiện đề tài, do kiến thức chuyên môn của bản thân còn hạn
chế nên đề tài của tôi không tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy tôi kính mong sự góp
ý của các thầy và các bạn để đề tại được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Nha Trang, ngày 27 tháng 10 năm 2006
Sinh viên thực hiện.

Trần Ngọc Anh

STT Tiêu chí phân loại Phân loại
1 Theo cách điều khiển
• Phanh điều khiển bằng chân (phanh chân).
• Phanh điều khiển bằng tay (phanh tay).
• Phanh điều khiển tự động.
Bảng 1-1. Phân loại tổng quát hệ thống phanh 6
2 Theo kết cấu của cơ cấu
phanh
• Phanh tang trống.
• Phanh đĩa.
• Phanh đai.
3 Theo phương thức dẫn
động phanh
• Phanh cơ khí.
• Phanh thủy lực.
• Phanh khí nén.
• Phanh điện.
4 Theo vị trí đặt cơ cấu
phanh
• Phanh hãm bánh xe.
• Phanh hãm trục truyền động.
5 Theo mức độ hoàn thiện
của hệ thống phanh
• Phanh thường.
• Phanh trợ lực.
• Phanh có bộ điều hòa lực phanh (LSPV).
• Phanh chống hãm cứng bánh xe (ABS).

- Phanh thuỷ lực: Lực điều khiển phanh từ bàn đạp phanh sẽ tạo ra dầu phanh có
áp suất, thông qua các đường ống dầu có áp suất này sẽ làm cho cơ cấu phanh hoạt
động tạo ra lực phanh. Hệ thống phanh điều khiển bằng thuỷ lực thường có ở phanh
chính.
- Phanh khí nén: Lực phanh sinh ra nhờ áp suất khí nén tác dụng nên cơ cấu phanh.
Phanh khí nén thường được trang bị cho các xe tải cỡ nhỏ hoặc trung bình, trong cả
phanh chính và phanh phụ.
- Phanh điện: Trong hệ thống phanh điện, dẫn động phanh là điện từ. Khi tác động
lên cơ cấu điều khiển phanh sẽ tạo ra một lực điện từ để phanh bánh xe.
- Phanh hãm bánh xe: Lực phanh được sinh ra nhờ sự ma sát trong cơ cấu phanh
đặt ở bánh xe. Trong phanh hãm bánh xe cơ cấu phanh thường dùng là dạng tang
trống hoặc đĩa, chúng được gắn cùng với moay ơ của bánh xe.
- Phanh hãm trục truyền động: Cơ cấu phanh của hệ thống phanh hãm trục truyền
động được gắn ngay ở đầu ra của hộp số trên trục truyền động. Hệ thống phanh này
thường dùng để cho xe dừng hẳn lại hoặc đứng yên tại chỗ trên đường dốc.
- Phanh thường: Trong hệ thống phanh thường, lực phanh tạo ra trên cơ cấu phanh
đơn thuần được dẫn động bằng thuỷ lực, khí nén hoặc cơ khí…áp suất dầu do bàn
đạp phanh tạo ra điều khiển trực tiếp cơ cấu phanh. 8
- Phanh trợ lực: Hệ thống phanh trợ lực có dẫn động phanh loại liên hợp (thuỷ lực-
khí nén, thuỷ lực- chân không). Với hệ thống phanh trợ lực người lái chỉ cần một
tác đông nhẹ lên cơ cấu điều khiển cũng đảm bảo tạo đủ áp suất tác dụng lên cơ cấu
phanh.
- Phanh có bộ điều hoà lực phanh: Áp suất dẫn động phanh do bàn đạp tạo ra sẽ
được điều chỉnh sao cho phù hợp với tải trọng đặt lên cầu xe do đó lực phanh được
điều hòa tránh hiện tượng bó cứng bánh xe.
- Phanh chống hãm cứng bánh xe (ABS): Hệ thống phanh chống bó cứng bánh xe
điều chỉnh cho các bánh xe khi phanh không xảy ra hiện tượng trượt lết, đảm bảo


4

5 9
H. 1- 2: Cơ cấu phanh tang trống.
1. Má phanh; 2. Chốt; 3. Cam; 4. Kẹp; 5,8. Guốc phanh;6. Lò xo trả về;
7. Xylanh con.

từ bộ chia (3) thông qua các đường dẫn dầu (4) được đưa tới cơ cấu phanh (5), tại
đây nhờ áp lực cao của dầu tác dụng làm ép má phanh trong cơ cấu phanh vào trống
phanh hoặc đĩa phanh thực hiện quá trình phanh.
Khi không phanh chỉ cần nhả bàn đạp (1) nhờ cơ cấu trả về trong cơ cấu
phanh (lò xo trả về) mà dầu được ép hồi về, nhả má phanh và kết thúc quá trình
phanh.
Trong hệ thống phanh thủy lực thường sử dụng hai loại cơ cấu phanh cơ bản
là cơ cấu phanh loại tang trống và cơ cấu phanh loại đĩa phanh.
• Cơ cấu phanh tang trống:
Đây là loại cơ cấu phanh sử dụng khá phổ biến trên ôtô. Cơ cấu phanh tang
trống có cấu tạo như hình vẽ:
Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc
giữa các má phanh theo yêu cầu, hiệu suất cao, độ nhạy tốt, kết cấu đơn giản, thiết
kế rất đơn giản. Vì vậy, được sử dụng nhiều trên các loại ôtô hiện nay.
• Nhược điểm.
+ Không thể làm tỷ số truyền lớn được nên trong hệ thống phanh thủy lực nếu
không có bộ trợ lực thì chỉ nên dùng cho ôtô có trọng lượng toàn bộ nhỏ với lực tác
dụng lên bàn đạp phanh lớn.
+ Trong khi hệ thống phanh làm việc, nếu chẳng may có chỗ nào bị hư hỏng thì
cả hệ thống phanh đều không còn làm việc được- dầu phanh không đủ áp lực để
điều khiển cơ cấu phanh (ví dụ khi hư hỏng một đường ống nào đó sẽ ảnh hưởng
đến cả hệ thống).
+ Hiệu suất truyền động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp.
H. 1- 3: Cơ cấu phanh đĩa.
Đ
ĩa phanh (Disc); Má phanh (Brake Pads); Calip 11
1.1.3.2. Hệ thống phanh hơi.
- Sơ đồ cấu tạo.
Hệ thống phanh hơi có sơ đồ cấu tạo như hình vẽ:


1

H.1- 4: Hệ thống phanh hơi.
1. Máy nén khí; 2. Bình chứa khí nén; 3. Đồng hồ áp xuất; 4. Đường dẫn khí nén;
5. Van phối khí; 6. Bàn đạp phanh; 7. Bầu phanh; 8. Cơ cấu phanh
1 2
3
4
5
6

7
8
9
H. 1- 5: Cơ cấu phanh hơi
1. Bầu phanh; 2. Bát cao su; 3. Thanh đẩy; 4. Cần phanh;
5. Trục xoay; 6. Quả đào;7. Lò xo hồi vị; 8. Guốc phanh; 9. Má phanh;
10. Chốt tựa của các guốc phanh. 12
Khí nén xuống tới bầu phanh (1) làm cho căng cao su (2) đẩy thanh đẩy (3) làm
quay đòn phanh (4) dẫn đến quả đào (6) quay đẩy má phanh (9) ra ép sát vào tang
trống để thực hiện quá trình phanh, làm lò xo hồi vị (7) bị kéo căng ra. Khi không
phanh ta nhả bàn đạp, nhờ lò xo hồi vị (7) kéo má phanh tách khỏi trống phanh,
đồng thời khí nén được đẩy ra ngoài trời qua van phối khí.
- Ưu, nhược điểm của hệ thống phanh hơi.
• Ưu điểm.
Lực đạp phanh nhỏ mà hiệu quả phanh lại cao nên dễ dàng điều khiển phanh. - Nguyên lý hoạt động:
Khi phanh ta kéo cần điều khiển (2) về phía sau, thông qua thanh kéo (3) làm
kéo chốt (7) ra phía sau. Do chốt (7) bị kéo ra nên hai má phanh (4) được đẩy ra
ngoài ép sát vào tang trống (6) quay cùng trục truyền động để thực hiện quá trình
phanh. Vị trí hãm của phanh tay được cố định nhờ cơ cấu cóc chèn vào vành răng
của bộ khóa thông qua nút nhấn (1).
Khi thôi phanh ta chỉ cần nhấn nút (1) để nhả cơ cấu cóc, đẩy cần điều khiển (2)
về phía trước. Nhờ lò xo trả về (5) mà má phanh (4) được kéo ra tách khỏi trống
phanh (6), kết thúc quá trình phanh.
Ngoài phanh tay hãm trục truyền động, hệ thống phanh tay còn có thể trang bị
để hãm bánh xe. Hệ thống phanh tay hãm bánh xe được kết cấu như sau : 1
2
3
4
5
6
7

giá bằng một trong các chỉ tiêu sau:
- Gia tốc phanh.
- Thời gian phanh.
- Quãng đường phanh.
- Lực phanh hoặc lực phanh riêng.
Xét ôtô chuyển động trên đường dốc thực hiện quá trình phanh, các lực tác
dụng lên ôtô là:
Z
1
P
w
H. 1- 8: Các lực tác dụng lên ôtô khi chuyển động trên đường dốc
P
f1
P
f2

P
p1
P
p2

– Phản lực vuông góc từ mặt đường tác dụng lên bánh xe
cầu trước và cầu sau.
P
f1
, P
f2
– Lực cản lăn ở bánh xe trước và sau.
P
p1
, P
p2
– Lực phanh ở các bánh xe.
P
w
– Lực cản không khí.
P
j
– Lực quán tính.
P
i
– Lực cản dốc.
P
ms
– Lực ma sát trong hệ thống truyền lực.
Từ đó ta có phương trình cân bằng lực khi phanh như sau:
P
j
= P
p
+ P

j
, P
ms
rất bé so với lực phanh (P
p
) nên ta có thể viết lại:
P
j
= P
p
(1. 2)
Từ phương trình cân bằng lực phanh (1. 2) ta có các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả
của quá trình phanh như sau:
1.2.1.1. Gia tốc phanh (J
p
).
Theo (1. 2) ta có: P
j
= P
p
mà:

PiJ
J
g
G
P
δ
= (1. 3)
GP

g
J
δ
ϕ
=
max
(1. 6)
Gia tốc khi phanh (J
pmax
) càng lớn thì chất lượng phanh càng tốt.
1.2.1.2. Thời gian phanh (t
p
).
Công thức (1. 6) có thể được viết lại như sau:

i
p
g
dt
dv
J
δ
ϕ
== (1. 7)
Hay : dv
g
dt
i
ϕ
δ

2
- Vận tốc của ôtô trước và sau khi phanh.
Sau khi phanh ôtô dừng hẳn do đó v
2
= 0 nên:

g
v
t
i
ϕ
δ
1
min
= (1. 8)
Thời gian phanh càng nhỏ thì chất lượng phanh càng tốt.
1.2.1.3. Quãng đường phanh (S).
Quãng đường phanh là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượng của quá
trình phanh. Quãng đường phanh càng nhỏ thì chất lượng phanh càng cao.
Quãng đường phanh nhỏ nhất (S
min
) có thể được xác định như sau:
Từ công thức (1. 7) ta có:
ds
g
ds
dt
dv
i
δ

g
S
ϕ
δ
ϕ
δ

)(
2
2
2
2
1min
vv
g
S
i
−=
ϕ
δ
(1. 9)
Khi phanh ôtô đến lúc dừng hẳn v
2
= 0 nên:

g
v
S
i
ϕ

Lực phanh riêng (P
0
) là lực phanh tính trên một đơn vị trọng lượng (G) của ôtô
thông qua biểu thức:

G
P
P
p
=
0
(1. 12)
Do đó lực phanh riêng cực đại (P
0max
) sẽ được tính như sau:

max
0max
p
P
G
P
G G
ϕ
ϕ
= = =
(1. 13)
Trong đó:

ϕ

Gúc quay ca ụtụ khi phanh (
p

) l gúc lch ca ụtụ so vi hng chuyn
ng ban u khi ụtụ tin hnh phanh, gúc quay ú c xỏc nh nh sau:
Xột quỏ trỡnh phanh ụtụ trờn ng nm ngang, cỏc lc phanh bỏnh xe nh
sau:



H.
1
-

9
: Caực lửùc taực duùng leõn oõtoõ khi phanh

P

+ P
pph2
(1. 14)
- Lực phanh sinh ra ở các bánh xe bên trái (P
ptr
):
P
ptr
= P
ptr1
+ P
ptr2
(1. 15)
Trong đó:
P
pph1
, P
ptr1
– Lực phanh ở các bánh xe trước bên phải và bên trái.
P
pph2
, P
ptr2
– Lực phanh ở các bánh xe sau bên phải và bên trái.
Khi lực phanh sinh ra ở các bánh xe bên phải (P
pph
) và các bánh xe bên trái
(P
ptr
) khác nhau (giả sử P

=
,,
β
(1. 17)
Trong đó:
I
q
- Mô men quán tính của ôtô quay quanh trục thẳng đứng
đi qua trọng tâm
Tích phân hai lần phương trình (1. 17) theo thời gian phanh (t) ta được:

2
2
t
I
M
q
q
=
β
(1. 18)
Góc lệch cực đại (
ax
m
β
) cho phép khi phanh không được vượt quá 8 deg.
1.2.2.2. Hành lang phanh (B
p
).
Hành lang phanh (B


ββ
cos
2
sin
B
lAB
l
++= (1.19)
Trong đó:
A- Độ lệch trọng tâm của ôtô cuối quá trình phanh.
B- Chiều rộng của ôtô.
l- Khoảng cách từ trọng tâm đến mép ngang trước của ôtô.
Tính ổn định của ôtô được bảo đảm khi độ lệch của ôtô khi phanh nằm trong
giới hạn cho phép tức là:

ββ
cos
2
sin
B
lAB
l
++= <
2
b
B
(1. 20)

B

=
(1. 21)

Trong đó:
P
max
- Lực phanh lớn nhất ở một phía nào đó trên trục được đo.
P
min
- Lực phanh nhỏ nhất ở một phía nào đó trên trục được đo.
Hệ số không đều lực phanh là chỉ tiêu đánh giá tính ổn định hướng của ôtô khi
phanh. Hệ số không đều càng nhỏ thì tính ổn định hướng của ôtô càng được bảo
đảm. Hệ số này thường được dùng khi thử phanh trên bệ thử.
Cũng như các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh, khi đánh giá tính ổn định của
ôtô khi phanh ta cũng chỉ cần dùng một trong các chỉ tiêu trên. Tùy thuộc vào mục
đích khảo sát mà ta lựa chọn chỉ tiêu nào.
1.3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA HỆ THỐNG PHANH CHỐNG HÃM CỨNG
BÁNH XE (ANTILOCK BRAKING SYSTEM - ABS).
1.3.1. Đặt vấn đề.
Khi ôtô phanh gấp hay phanh trên các loại đường có hệ số bám (
ϕ
) thấp như
đường trơn, đường đóng băng, tuyết thường dễ xảy ra hiện tượng bó cứng bánh xe
và sự bó cứng của các bánh xe cầu trước và cầu sau thường xảy ra không đồng thời,
nên:
- Nếu các bánh xe của cầu trước bị bó cứng trước thì ôtô sẽ mất tính dẫn hướng.
Bởi vì, khi đó hướng chuyển động của ôtô sẽ được quyết định không phải do góc
quay của bánh xe dẫn hướng mà là do hướng của véctơ vận tốc trượt.
- Nếu là các bánh xe cầu sau bị bó cứng trước và ôtô chịu lực ngang Y tác dụng thì
chúng sẽ bị trượt ngang và ôtô sẽ quay vòng theo hướng tác dụng của lực ngang

phanh này chỉ trang bị cho hai bánh xe sau của xe nhưng sang những năm 80 nó
được cải tiến và trở thành ABS bốn bánh.
Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật: Tin học, điện tử, tự động hóa…
đã tạo điều kiện thuận lợi cho ngành ôtô thiết kế, chế tạo thành công các hệ thống
chống bó cứng bánh xe. Với những ưu điểm vượt trội so với hệ thống phanh thông
thường thì ngày nay ABS đã trở thành tiêu chuẩn cho hầu hết các xe du lịch và xe
tải nhẹ.
1.3.3. Ưu nhược điểm của ABS.
So với hệ thống phanh thường thì hệ thống phanh ABS có những ưu, nhược
điểm sau:
Ưu điểm:
- Giữ ổn định chuyển động nhờ duy trì đủ lực dẫn động ở các bánh xe sau.
- Đảm bảo khả năng lái do duy trì đủ lực dẫn động ở các bánh xe trước. 23
- Giảm tối đa quãng đường phanh.
- Giảm mòn và mòn không đều ở lốp xe.
- Điều khiển nhẹ nhàng, linh hoạt, chính xác và dễ dàng hơn.
- Hiệu quả phanh cao hơn.
Nhược điểm:
- Kết cấu phức tạp.
- Khó khăn trong bảo dưỡng, sửa chữa.
1.3.4. Hệ số bám và hệ số trượt.
Khi ôtô chuyển động trên đường và thực hiện quá trình phanh thì hai thông số
quan trọng nhất ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình này là hệ số bám và hệ số trượt.
1.3.4.1. Hệ số bám (
ϕ
).
Để cho ôtô có thể chuyển động được thì vùng tiếp xúc giữa bánh xe và mặt

ϕ
(1. 23)
Hệ số bám phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
• Loại mặt đường và tình trạng mặt đường.
• Kết cấu và nguyên liệu lốp.
• Áp suất không khí trong lốp.
• Tải trọng tác dụng lên bánh xe.
• Tốc độ chuyển động của xe. 24
• Điều kiện nhiệt độ làm việc.

2
;
cm
N
p
1

2

0

20

40

60

80

100

0,2

0,4

0,6

0,8

ϕ

20

30

40

50

0,2

0,4

0,6

0,8

ϕ
X
s
m
v;

1

2

(a)
(b)
(c)
(d)
Trong đó:
d
P
- Lực đẩy từ khung xe.
G
b
- Tải trọng tác dụng lên bánh xe.
Z
b
- Phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên bánh xe.
M
f
– Mô men cản lăn.
M
jb
– Mô men quán tính bánh xe.
M
p
– Mô men phanh bánh xe.
Trong quá trình phanh, bánh xe chịu hai lực cản:
- Lực cản của hệ thống phanh (P
p
).
- Lực cản giữa lốp và mặt đường – lực bám (
ϕ
P ).
Do đó nếu:
•

26
•
ϕ
PP
P
>
thì bánh xe bị bó cứng và bắt đầu trượt, mất tính ổn định dẫn hướng.
Sự trượt tương đối này được đánh giá bằng hệ số trượt.
Hệ số trượt (
δ
- tính bằng phần trăm) đánh giá sự khác nhau giữa tốc độ thân
xe và tốc độ bánh xe thông qua công thức.

%100⋅
⋅
−
=
v
rv
bb
ω
δ
(1. 25)
Trong đó:
v- Tốc độ ôtô.

b
ω
- Tốc độ góc bánh xe.
r

80

100

0

0.2

0.4

0.6

0.8

δ

ϕ

ϕ

x

y

ϕ

x

ϕ