Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng
SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44
1
Lời nói đầu
Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của nền kinh tế nớc ta thì
ngành công nghiệp ôtô cũng có những bớc phát triển mạnh mẽ nhằm đáp ứng nhu
cầu đi lại và vận chuyển hàng hoá ngày càng tăng của nhân dân. Khi nói đến sự
phát triển của ngành công nghiệp ôtô, tất nhiên là gắn liền với sự cải tiến của các
cụm tổng thành trên xe, trong số đó có hệ thống phanh, một trong những hệ thống
rất quan trọng với cứ một loại phơng tiện nào. Bởi vậy mà trong những năm gần,
các nhà thiết kế đã cải tiến hệ thống phanh đi rất nhiều, nhằm nâng cao tính năng an
toàn trong quá trình phanh của ôtô. Với thế hệ sinh viên nh chúng em thì việc
nghiên cứu tiếp cận với những công nghệ hiện đại là một việc không đợc chậm trễ.
Vì vậy, em đã đợc giao nhiệm vụ khai thác tìm hiểu kết cấu cũng nh nguyên lý
làm việc của các cụm tổng thành thuộc hệ thống phanh trên xe Vios 1.5 (2007) của
hãng Toyota. Trong quá trình làm đồ án, mặc dù bản thân đã hết sức cố gắng và
đợc sự hớng dẫn giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của các thầy giáo song do khả năng và
trình độ có hạn nên không tránh khỏi sai sót. Kính mong các thầy giáo và các bạn
tham gia góp ý kiến, để đồ án của em đợc hoà thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn sự hớng dẫn, giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy giáo
Phạm Tất Thắng cũng nh các thầy trong Bộ môn Cơ khí ôtô, Khoa cơ khí trờng
Đại học Giao thông vận tải để em có thể hoàn thành đợc đồ án này.
Sinh viên
Đỗ Tiến Mạnh


- Dẫn động khí nén.
- Dẫn động hỗn hợp.
- Dẫn động có trợ lực.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng
SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44
3
4. Theo mức độ hoàn thiện hệ thống phanh:
- Hệ thống phanh có hệ thống điều hoà.
- Hệ thống phanh có hệ thống ABS, BA, EBD.
1.1.3. Yêu cấu của hệ thống phanh.
Để nâng cao hiệu quả phanh trong quá trình làm việc của hệ thống phanh
thì nó phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Có độ tin cậy cao để thích ứng nhanh với các trờng hợp nguy hiểm
- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trờng hợp nghĩa
là phải tạo ra đợc lực phanh lớn nhất, đồng thời cho tất cả các bánh xe
- Hoạt động êm dịu, đảm bảo sự hoạt động của ôtô khi phanh, khi phanh hệ
thống phanh không gây tiếng ồn, tiếng gõ và phải có mômen phanh nh nhau ở các
bánh xe cùng trục của ôtô để tránh hiện tợng lệnh lực phanh.
- Điều khiển nhẹ nhàng để giảm bớt cờng độ lao động của ngời lái: cấu tạo
của hệ thống sao cho lực đạp phanh của ngời lái là nhỏ nhất, trong khi vẫn tạo
đợc lực phanh tới các bánh xelà lớn nhất. Để đảm bảo yêu cầu này hệ thống phanh
có lắp thêm bộ trợ lực( trợ lực chân không, trợ lực khí nén hoặc trợ lực thuỷ lực).
- Dẫn động phanh có độ nhạy cao để thích ứng nhanh với các trờng hợp
nguy hiểm.
- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo nguyên tắc
sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám khi phanh với mọi cờng độ.
- Không có hiện tợng tự xiết khi phanh và nhả phanh tức thời khi ngời lái
thôi đạp phanh. Nếu không sẽ rất nguy hiểm trong quá trình ôtô chuyển động.
- Cơ cấu phanh phanh phải thoát nhiệt tốt: thực chất của quá trình phanh là sử
dụng lực ma sát sinh ra ở cơ cấu phanh để tạo mômen cản chuyển động quay của

5
hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng với
nhau qua tâm. Mỗi guốc phanh đợc lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và
cũng có chốt lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dới của má phanh với trống
phanh. Một phía của pittông luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh. Khe
hở phía trên giữa má phanh và trống phanh đợc điều chỉnh bằng cơ cấu tự động
điều chỉnh khe hở lắp trong pittông của xi lanh bánh xe. Cơ cấu phanh loại đối xứng
qua tâm thờng có dẫn động bằng thuỷ lực và đợc bố trí ở cầu trớc của ôtô du
lịch hoặc ôtô tải nhỏ.

Hình 1.2. Cơ cấu phanh guốc có điểm đặt cố định riêng rẽ
về hai phía và có lực dẫn động bằng nhau.
1. ống nối; 2. Vít xả khí; 3. Xilanh bánh xe; 4. Má phanh;
5. Phớt làm kín; 6. Piston; 7. Lò xo guốc phanh; 8. Tấm chặn.
3. Cơ cấu phanh guốc loại bơi

Hình 1.3. Cơ cấu phanh guốc loại bơi
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng
SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44
6
Guốc phanh không tựa trên một chốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên mặt
tựa di trợt. Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại mặt tựa tác dụng đơn ( hình
1.3.a); loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1.3.b).
- Loại mặt tựa tác dụng đơn: Một đầu của guốc phanh đợc tựa trên mặt tựa di trợt
trên phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trợt của piston. Cơ cấu phanh
loại này thờng đợc bố trí ở các bánh xe trớc của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.
- Loại hai mặt tựa tác dụng kép: ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có hai piston
và cả hai đầu của mỗi guốc đều tựa trên hai mặt tựa di trợt của hai piston. Cơ cấu
phanh loại này đợc sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.
4. Cơ cấu phanh guốc tự cờng hoá

- Loại giá đỡ di động( hình 1.5.b): Loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di
trợt ngang trên một số chốt bắt cố định trên dầm cầu. Trong giá đỡ di động ngời
ta chỉ bố trí một xi lanh bánh xe với một piston tì vào một má phanh. Má phanh ở
phía đối diện đợc gá trực tiếp trên giá đỡ.

Hình 1.5. Kết cấu cơ cấu phanh dạng đĩa
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng
SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44
8Hình 1.6. Các loại cơ cấu phanh dạng đĩa
1.3. Dẫn động phanh
1.3.1. Dẫn động cơ khí
Dẫn động phanh cơ khí bao gồm nhiều loại nh: loại đòn kéo, loại cáp, loại
cần kéo và các cơ cấu điều khiển trong cơ cấu phanh.Dẫn động cơ khí đợc dùng
cho phanh tay.

Hình 1.7. Các loại điều khiển phanh dừng
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng
SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44
9
1.3.2. Dẫn động phanh thuỷ lực (Hệ thống phanh dầu):
1. Cấu tạo: ( Hình 1.9 )
Hình 1.8. Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực
1. Bàn đạp phanh; 2.Trợ lực phanh; 3. Xi lanh phanh chính; 4.Càng phanh đĩa; 5.Má
phanh đĩa; 6.Đĩa phanh; 7.Phanh trống; 8.Má phanh guốc.

phanh cho cơ cấu; 7- Bàn đạp phanh; 8- Đồng hồ áp suất; 9- Cam quay; 10- Guốc
phanh; 11- Tang trống phanh.
2. Nguyên lý làm việc :
Máy nén khí cung cấp khí nén đợc dẫn động từ động cơ sẽ bơm khí nén qua
bình lắng 2 đến bình chứa khí nén 3, áp suất đợc khống chế qua đồng hồ 8. Khi
phanh ngời lái đạp bàn đạp phanh đồng thời mở đờng khí nén từ van phanh 4, khí
nén từ bình chứa 3 qua van phân phối 4 đến các bầu phanh 5,6. Màng của bầu
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng
SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44
11
phanh bị ép qua cơ cấu dẫn động làm cam phanh 9 quay. Vấu cam tỳ vào đầu guốc
phanh, ép guốc phanh sát vào trống phanh thực hiện quá trình phanh.
3. Ưu, nhợc điểm, phạm vi sử dụng của hệ thống phanh khí
- Lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.
- Có u điểm đặc biệt khi bố trí trên đoàn xe.
- Dễ dàng cơ khí hoá trong khiển và dễ dàng cung cấp cho các bộ phận khác có sử
dụng khí nén.
- Độ nhạy thấp.
- Khối lợng các chi tiết nhiều, kích thớc lớn, giá thành cao.
Phanh khí đợc dùng trên xe tải trung bình, lớn, chuyên dùng.
1.3.4. Dẫn động phanh khí nén-thủy lực.
1. Cấu tạo :
Hệ thống phanh khí nén - thuỷ lực gồm có máy nén khí dẫn động bằng động cơ ôtô,
bình chứa khí nén, van điều khiển, xi lanh lực, van điều khiển và xi lanh phanh
chính (ba bộ phận này kết hợp thành một cụm), các loại đờng ống dẫn, cụm cơ cấu
phanh.

Hình 1.10. Sơ đồ dẫn động phanh một dòng

Dẫn động một dòng tuy kết cấu đơn giản nhng độ tin cậy không cao. Vì một

cao, hiệu suất lớn và có thể sử dụng cơ cấu phanh nhiều loại khác nhau.
- Phanh khí nén - thuỷ lực có những nhợc điểm ở phần truyền động thủy lực là: ở
nhiệt độ thấp hiệu suất giảm, chăm sóc kĩ thuật phức tạp nh khi kiểm tra mức dầu
và thoát không khí khỏi truyền động
- Phạm vi sử dụng: Thờng đợc sử dụng cho xe có trọng tải trung bình và lớn.
1.4. Trợ lực phanh.
1.4.1. Trợ lực phanh khí nén.
1. Cấu tạo :
Hình 1.12. Sơ đồ bộ trợ lực khí nén
1. Bàn đạp ; 2. Lò xo hồi vị ; 3,4. Đòn dẫn động ; 5. Piston ;
6. Lò xo xilanh khí nén ; 7. Piston xilanh chính ; 8. Bình chứa khí nén
9. Van ; 10. Piston ; 11. Thanh dạng ống.
2. Nguyên lý làm việc:
Khi tác dụng một lực lên bàn đạp phanh, qua các đòn dẫn động, ống 11 đẩy van
9 mở ra, khí nén từ bình chứa 8 qua van 9 vào khoang A và B tạo lực đẩy piston 5
của xilanh lực. Piston 5 dịch chuyển tác động piston 7 của xilanh chính làm piston
này di chuyển về phía phải ép dầu trong xilanh chính, dầu có áp suất cao sẽ đi tới
các xilanh làm việc của bánh xe. Trong khi đó ở khoang A nếu ngời lái đạp phanh

B
A

động cơ phải kèm theo máy nén khí, giá thành cao.
1.4.2. Trợ lực chân không.
1. Cấu tạo :

Hình 1.13. Sơ đồ bộ trợ lực chân không
1. Piston xilanh chính; 2. Vòi chân không; 3. Màng chân không;
4. Van chân không; 5. Van khí ; 6. Van điều khiển; 7. Lọc khí;
8. Thanh đẩy; 9. Bàn đạp

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng
SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44
15
Bộ cờng hoá chân không sử dụng ngay độ chân không ở đờng ống nạp của
động cơ, đa độ chân không này vào khoang A của bộ cờng hóa, còn khoang B
khi phanh đợc thông với khí trời.
2. Nguyên lý làm việc :
Khi không phanh cần đẩy 8 dịch chuyển sang phải kéo van khí 5 và van điều
khiển 6 sang phải, van khí tì sát van điều khiển đóng đờng thông với khí trời, lúc
này buồng A thông với buồng B qua hai cửa E và F và thông với đờng ống nạp.
Không có sự chênh lệch áp suất ở 2 buồng A, B, bầu cờng hoá không làm việc.
Khi phanh dới tác dụng của lực bàn đạp, cần đẩy 8 dịch chuyển sang trái đẩy
các van khí 5 và van điều khiển 6 sang trái. Van điều khiển tì sát van chân không
thì dừng lại còn van khí tiếp tục di chuyển tách rời van khí. Lúc đó đờng thông
giữa cửa E và F đợc đóng lại và mở đờng khí trời thông với lỗ F, khi đó áp suất
của buồng B bằng áp suất khí trời, còn áp suất buồng A bằng áp suất đờng ống nạp
( = 0,5 KG/cm
2
). Do đó giữa buồng A và buồng B có sự chênh áp suất (= 0,5
KG/cm
2

lớn thì phải tăng tiết diện của màng, do đó kích thớc của bộ cờng hoá tăng lên.
- Phơng án này chỉ thích hợp với phanh dầu loại loại xe du lịch, xe vận tải, xe
khách có tảo trọng nhỏ và trung bình .
1. 4.3. Trợ lực chân không kết hợp với thuỷ lực.
1. Cấu tạo : Hình 1.14. Sơ đồ bộ trợ lực chân không kết hợp với thủy lực
1.Xi lanh chính; 2.Cổ hút động cơ ; 3. Van một chiều; 4.Màng cờng hoá;
5. Vỏ cờng hoá; 6.Lọc khí; 7.Van không khí; 8.Van điều khiển ;
8.Lò xo côn ; 9.Van màng; 10.Piston phản hồi; 11.Piston xilanh cờng hoá;
12.Van bi; 13.Vỏ xi lanh cờng hoá; 14.Xi lanh bánh xe;15. Đờng ống nối
b
a
4
2
5
1
14
3
1
0
11
8

dịch chuyển một chút sang phải vì màng cờng hoá 4 còn tiếp tục bị uốn . Do vậy
mà ở khoang dới piston phản hồi 10, áp suất sẽ giảm bớt và màng van 9 sẽ hạ
xuống cùng pison phản hồi 10 cho đến khi van không khí đóng lại trong khi van
điều khiển vẫn đóng . Độ chênh áp giữa 2 khoang II
a
và II
b
không đổi, màng 4
piston 11 không dịch chuyển nữa, áp suất dầu trong đờng ống giữ giá trị không
đổi, mômen phanh ở các bánh xe giữ nguyên giá trị. Khi nhả bàn đạp phanh lò xo ở
bàn đạp kéo bàn đạp về vị trí ban đầu, lò xo hồi vị màng cờng hoá đẩy piston 11
của xi lanh chính về vị trí cũ, lò xo côn 8' đẩy piston của bộ cờng hoá về vị trí cũ,
van 8 mở ra, van không khí 7 đóng lại, áp suất buồng IIa, IIb lại bằng nhau và bằng
áp suất chân không ( 0,5 KG/cm
2
). ở các bánh xe thì các lò xo kéo má phanh về vị
ban đầu để nhả má phanh tách ra khỏi trống phanh.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng
SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44
18
3. Ưu, nhợc điểm:
- Tận dụng đợc độ chênh áp giữa khí trời và đờng ống nạp. Bảo đảm đợc quan
hệ tỷ giữa lực bàn đạp và với lực phanh.
- Kết cấu phức tạp, phải cần thêm xilanh thuỷ lực.
1. 4.4. Trợ lực bằng năng lợng điện từ.
1. Cấu tạo :

Hình 1.15. Sơ đồ bộ trợ lực bằng năng lợng điện từ
1.Bộ cờng hoá điện; 2. Lõi thép; 3. Cuộn dây; 4. Cần đẩy;
5. Xilanh phanh chính; 6. Bộ điều khiển; 7. Xilanh phanh bánh xe.

bánh sau và bánh trớc để tránh cho các bánh sau không bị bó cứng

trong khi phanh khẩn cấp ( khi tải trọng dồn về phía trớc ).
1.5.2. Hệ thống chống bó cứng bánh xe khi phanh ABS ( Anti Brake System )
Khi phanh, nếu bánh xe bị bó cứng có nghĩa là hệ số trợt giữa bánh xe với
mặt đờng là 100%. Khi hệ số trợt là 100% thì hệ số bám dọc giữa bánh xe với
mặt đờng giảm xuống rất thấp và hệ số bám ngang của bánh xe với mặt đờng
cũng bị giảm. Bộ chống hãm cứng bánh xe duy trì hệ số trợt giữa bánh xe với mặt
đờng khi phanh trong mọi điều kiện nằm trong khoảng 10%-30%, để đảm bảo hệ
số bám dọc và ngang đều cao. Do đó đảm bảo đợc hiệu quả phanh và tính ổn định
khi phanh cao.

Hình 1.18. Bố trí chung hệ thống ABS trên xe
1.5.3. Các phơng án bố trí ABS trên xe
Trên các ôtô hiện đại hiện nay có trang bị hệ thống ABS theo các phơng án bố trí
khác nhau tuỳ theo từng loại xe.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng
SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44
21
Để thuận tiện cho việc khảo sát đánh giá các phơng án bố trí ABS trên ôtô. Ta tam
đặt mã số cho các phơng án bố trí nh sau:
Mã số gồm 4 chữ số
0000: HTP không lắp ABS
2100: HTP có lắp ABS ở các bánh xe cầu trớc và hệ điều khiển phụ thuộc 1 kênh,
lắp cảm biến ở hai bánh xe cầu trớc.
0022: HTP có lắp ABS ở các bánh xe cầu sau và hệ điều khiển độc lập hai kênh, có
lắp cảm biến ở hai bánh xe cầu sau.
2221: HTP có lắp ABS ở tất cả các bánh xe, nhng hệ điều khiển ba kênh: 2 kênh
cho các bánh xe cầu trớc, 1 kênh cho các bánh xe cầu sau.
2122: HTP có lắp ABS ở tất cả các bánh xe, nhng hệ điều khiển 3 kênh: 1 kênh

Tuy nhiên do điều khiển một kênh, tín hiệu điều khiển đồng thời cho cả hai
bánh xe đợc phát ra từ ECU trên cơ sở tín hiệu đầu vào từ cảm biến tốc độ bánh xe
bị bó cứng trớc. Cho nên trong trờng hợp này lại xảy ra sự không đồng nhất của
các mômen phanh trên hai bánh xe cầu trớc. Hiện nay phơng án này ít đợc sử
dụng.
Phơng án bố trí ABS điều khiển độc lập cho phanh của các bánh xe cầu sau (
2 kênh điều khiển). Cảm biến đợc đặt tại tất cả các bánh xe cầu sau. Còn phanh
của các bánh xe cầu trớc đợc dẫn động bình thờng từ xi lanh phanh chính.
Phơng án này thờng đợc dùng cho xe tải. Phơng án này chỉ đảm bảo cho các
bánh xe cầu sau không bị bó cứng.
+ Phơng án bó trí ABS 0022
Hình:1.20. Sơ đồ bố trí ABS theo phơng án 0022
1-Cảm biến; 2-Xilanh phanh chính; 3-Bộ chấp hành;
4-Bộ điều khiển
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng
SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44
23
Trong trờng hợp phanh trên đờng thẳng: phơng án này rất hiệu quả kể cả
trong trờng hợp hệ số bám ở hai bánh sau là khác nhau. Do tín hiệu điều khiển áp
suất dẫn động phanh đến các bánh sau là độc lập nhau và dựa trên các tín hiệu từ
cảm biến tốc độ bánh xe là độc lập nhau, bánh xe nào có khả năng bị hãm cứng
trớc thì việc điều chỉnh áp suất dẫn động đợc thực hiện trớc cho nên có khả năng
tạo sự đồng đều mômen phanh của các bánh xe sau.
Trong trờng hợp phanh khi quay vòng: phơng án này cũng khắc phục đợc
tính mất đồng đều lực phanh của các bánh xe sau, do hiện tợng trọng lợng bám
lên các bánh 2 bên là khác nhau. Tuy nhiên nó không chống bó cứng các bánh xe
trớc nên dễ xảy ra mất tính dẫn hớng của các bánh xe cầu trớc khi nó bị trợt


Hình:1.22. Sơ đồ phơng án bố trí ABS 2222
1-Cảm biến; 2-Xilanh phanh chính; 3-Bộ chấp hành
4-Bộ điều khiển
Khi phanh trên đờng, hiệu quả phanh và sự ổn định của ôtô khi phanh đợc
đảm bảo triệt để nhất trong tất cả các phơng án. Cấu tạo ABS theo phơng án này
rất phức tạp, nó đợc trang bị trên các xe hiện đại với giá thành rất cao.
Ngoài các phơng án bố trí ABS đã phân tích ở trên còn có các phơng án bố
trí khác nh: 2121; 0021; 2221.
1.6. Giới thiệu về xe Vios 1.5 (2007)
1.6.1. Giới thiệu chung
Ngày 20/ 09/2007, Công ty toyota Việt Nam chính thức giới thiệu chiếc Vios
hoàn toàn mới. Nằm trong phân khúc dòng xe sedan cỡ nhỏ, Vios mới vợt trội hẳn
so với phiên bản cũ cả về kiểu dáng, trang bị an toàn và tiện nghi.
Đợc thiết kế giành riêng cho khu vực Châu á, Vios đã nhận đợc sự đánh giá cao
trên thị trờng cũng nh nhận đợc sự quan tâm và đón nhận của nhiều khách hàng
ở mọi lứa tuổi. Tại Việt Nam, Vios đợc giới thiệu lần đầu tiên vào tháng 8/2003,
và luôn giữ đợc vị trí khá cao trong phân khúc thị phần xe sedan cỡ nhỏ với danh
số tích luỹ trên 7.500 xe.Để đáp ứng hơn nữa nhu cầu của khách hàng, Công ty
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng
SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44
25
Toyota VN tiếp tục giới thiệu chiếc Vios hoàn toàn mới cho năm 2007. Chiếc xe có
vẻ bề ngoài hoàn toàn khác so với thế hệ trớc, tạo nên một vẻ chắc chắn lịch lãm
và trẻ trung hơn, đồng thời kích thớc cũng lớn hơn tạo không gian thoảI mái và
tiện nghi cho ngời sử dụng. Hình 1.23. Xe Vios 1.5(2007)
Vios mới có hai cấu hình là 1.5G với hộp số tự động 4 cấp (A/T) và 1.5E với