BIÃN SOAÛN - TS. NGUYÃÙN HOAÌNG VIÃÛT BÄÜ ÂIÃÖU CHÈNH LÆÛC PHANH
HÃÛ THÄÚNG CHÄÚNG HAÎM CÆÏNG
BAÏNH XE KHI PHANH ÂAÌ NÀÔNG - 2003


Taùc giaớ

Chuyên đề ôtô - BĐC lực phanh và ABS Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt 3

Bĩ IệU CHẩNH LặC PHANH VAè
H THNG CHNG HAẻM CặẽNG BAẽNH XE - ABS

1. Bọỹ õióửu chốnh lổỷc phanh
1.1. Cồ sồớ lyù thuyóỳt
Khaớo saùt quaù trỗnh phanh ọ tọ trón mỷt õổồỡng ngang (Hỗnh 1.1), nóỳu boớ
qua :
- Lổỷc caớn khọng khờ (do tọỳc õọỹ cuớa xe giaớm rỏỳt nhanh khi phanh)
- Lổỷc caớn ln (do giaù trở cuớa noù nhoớ hồn lổỷc phanh rỏỳt nhióửu khi phanh
ngỷt)
Thỗ ta coù hóỷ phổồng trỗnh :

H
ình 1.1. Các lực tác dụng lên ôtô khi phanh trên mặt đờng ngang.











Trong õoù : m
a

- Khọỳi lổồỹng cuớa ọ tọ.
J
p
- Gia tọỳc chỏỷm dỏửn khi phanh.
Chuyên đề ôtô - BĐC lực phanh và ABS Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt 4

a, b, h
g
- Caùc toỹa õọỹ troỹng tỏm.
L - Chióửu daỡi cồ sồớ cuớa xe.

Tổỡ caùc bióứu thổùc trón ta thỏỳy rũng :
- Khi phanh xaớy ra sổỷ phỏn bọỳ laỷi taới troỹng phaùp tuyóỳn taùc duỷng lón caùc
cỏửu :

GGZGGZ


=

+
=
2211
,

Trong õoù :

a
, gia tọỳc chỏỷm dỏửn J
p
vaỡ chióửu cao troỹng tỏm h
g
, õóỳn
lổồỹt mỗnh laỷi laỡ nhổợng õaỷi lổồỹng bióỳn õọứi phuỷ thuọỹc vaỡo mổùc õọỹ chỏỳt taới cuớa
xe vaỡ cổồỡng õọỹ phanh.

- Nóỳu luùc phanh ngỷt tỏỳt caớ caùc baùnh xe seợ õọửng thồỡi bở haợm cổùng vaỡ lổỷc
phanh õaỷt giaù trở cổỷc õaỷi bũng lổỷc baùm, tổùc laỡ :

2211
, ZPZP
pp


=
=

Thỗ hióỷu quaớ phanh seợ cao nhỏỳt.
- Tổỡ (1.3) coù thóứ vióỳt :

==
+
+
==

P



+
==
2
1
2
1
vaỡ J
pmax
= g

Nhổ vỏỷy coù thóứ noùi : Nóỳu lổỷc phanh phỏn phọỳi ra caùc cỏửu tyớ lóỷ thuỏỷn
vồùi troỹng lổồỹng baùm taùc duỷng lón chuùng thỗ hióỷu quaớ phanh seợ cao nhỏỳt.

(1.3)
(1.2)
(1.4)
Chuyên đề ôtô - BĐC lực phanh và ABS Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt 5

- óứ tỗm quan hóỷ lyù tổồớng giổợa P
p1
vaỡ P
p2
phuỷ thuọỹc vaỡo cổồỡng õọỹ
phanh, ta bióỳn õọứi quan hóỷ (1.4) nhổ sau :

)()(

h
PP
L
gbm
P
L
h
PP
L
gam
P
g
pp
a
p
g
pp
a
p
++=+

Sau khi bióỳn õọứi vaỡ ruùt goỹn ta õổồỹc mọỹt phổồng trỗnh bỏỷc 2 coù daỷng :

0)()
2
(2
1
2
112
2

2
(
p
g
a
g
a
g
a
pp
P
h
gLm
h
gbm
h
gbm
PP ++=

ọử thở bióứu dióựn quan hóỷ (1.6) coù daỷng nhổ trón hỗnh 1.2

P
p2

P
p1
(m

])([
2111
L
h
PP
L
gbm
ZP
g
pp
a
p
++=


g
a
p
g
g
p
hL
gbm
P
hL
h
P



- Caùc baùnh xe sau bở haợm cổùng nóỳu :

H
])([
2122
L
h
PP
L
gam
ZP
g
pp
a
p
+=


g
a
p
g
g
p
hL
gam
P
hL

g
a
hL
gam


+
Nhổ vỏỷy vuỡng tổồng ổùng vồùi quaù trỗnh phanh ọtọ (vuỡng 1 trón hỗnh 1.2)
coù thóứ chia ra 5 vuỡng nhoớ (hỗnh 1.5) :
- b : Vuỡng caùc baùnh xe sau bở haợm cổùng
- d : Vuỡng caùc baùnh xe trổồùc bở haợm cổùng
- c : Vuỡng caớ caùc baùnh xe trổồùc vaỡ sau õóửu bở haợm cổùng
- a
1
: Vuỡng lổỷc phanh trón cỏửu sau lồùn hồn lyù tổồớng
- a
2
: Vuỡng lổỷc phanh trón cỏửu trổồùc lồùn hồn lyù tổồớng
- ổồỡng chỏỳm gaỷch trón hỗnh laỡ õổồỡng phỏn bọỳ lổỷc phanh lyù tổồớng.
- ióứm M laỡ õióứm caớ 2 baùnh xe bừt õỏửu bở haợm cổùng õọửng thồỡi.

óứ xaùc õởnh quan hóỷ lyù tổồớng giổợa P
p1
vaỡ P
p2
phuỷ tuọỹc vaỡo hóỷ sọỳ baùm
vaỡ mổùc õọỹ chỏỳt taới cuớa xe ta sổớ duỷng hóỷ sọỳ

Chuyên đề ôtô - BĐC lực phanh và ABS Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt 8

phaới laỡ mọỹt õaỷi lổồỹng thay õọứi phuỷ thuọỹc vaỡo traỷng thaùi õổồỡng ( cuỷ thóứ
laỡ hóỷ sọỳ baùm) vaỡ mổùc õọỹ chỏỳt taới cuớa xe (thóứ hióỷn qua caùc toaỷ õọỹ troỹng
tỏm). ọử thở bióứu dióựn quan hóỷ thay õọứi lyù tổồớng naỡy coù daỷng nhổ trón
hỗnh 1.6.

P
p1
P
p2

H
ỗnh 1.5. Bióứu õọử phỏn vuỡng quaù trỗnh phanh.
M4
Hình 1.6. Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa hệ số phân phối lực phanh
tối u và hệ số bám
p
= f() :
1- Xe đầy tải; 2- Xe không tải; 3- Xe du lịch; 4-
p
= const =
tt
.

P
β
<
2
1
thç cạc bạnh xe cáưu sau s bë
hm cỉïng v trỉåüt trỉåïc.
- Nãúu , tỉïc l
tt
p
p
p
P
P
β
>
2
1
2
2
1
1
Z
P
Z
P
pp
>
thç ngỉåüc lải, cạc bạnh trỉåïc s
trỉåüt, trong khi cạc bạnh xe cáưu kia chỉa sỉí dủng hãút lỉûc bạm âãø tảo

thọng sọỳ lión quan, phuỷ thuọỹc vaỡo õióửu kióỷn õổồỡng xaù vaỡ taới troỹng cuớa ọtọ (,
m
a
, a, b, h
g
), vồùi lỏỷp luỏỷn nhổ sau :

Hình 1.7. Các trờng hợp bánh xe bị trợt ngang khi phanh.
a- Cầu sau bị trợt; b- Cầu trớc bị trợt; c- Quá trình giảm trợt.
Hình 1.8. Sơ đồ trợt ngang ôtô khi các bánh sau bị hãm cứng trên mặt
đờng có hệ số bám nhỏ.
Chuyªn ®Ị «t« - B§C lùc phanh vµ ABS Biªn so¹n : TS. Ngun Hoµng ViƯt 11

- Båíi vç mämen phanh sinh ra tè lãû thûn våïi ạp sút ca váût thãø lm
viãûc trong cạc dng dáùn âäüng, nãn âäúi våïi mäùi cå cáúu phanh cọ thãø viãút :
M
p1 (2)
= K
1 (2)
(p
1 (2)
- p
01 (2)
)
Trong âọ :
M
p1(2)
- Mämen phanh do mäùi cå cáúu phanh ca cáưu trỉåïc hồûc
sau sinh ra.
K

−
=
bxga
p
rhbgm
LppK
Z
P
1
0
'
11
1
1
2(
)
()
ϕ
ϕ
=
−
−
=
bxga
p
rhagm
LppK

2
0
2
'
2
1
0
1
'
1
2
2
p
LK
hagrm
p
p
LK
hbgrm
p
gbxa
gbxa
ϕϕ
ϕϕÅÍ âáy : p'
1
v p'
2

baùm õọỳi vồùi trổồỡng hồỹp xe õỏửy taới (õổồỡng I) vaỡ xe khọng taới (õổồỡng II). Vuỡỡng
nũm giổợa caùc õổồỡng I vaỡ II laỡ caùc õổồỡng tổồng ổùng vồùi caùc giaù trở taới troỹng
trung gian.

Nóỳu aùp suỏỳt trong caùc doỡng dỏựn õọỹng phanh caùc cỏửu phỏn phọỳi theo quy
luỏỷt tổồng ổùng vồùi caùc õổồỡng cong trón, thỗ vồùi moỹi hóỷ sọỳ baùm vaỡ taới troỹng bỏỳt
kyỡ caùc baùnh xe luọn luọn õổồỹc haợm cổùng õọửng thồỡi khi phanh ngỷt.

Hình 1.10. Quan hệ lý tởng giữa áp suất phanh dòng trớc và sau của ôtô
tải và các tia giới hạn của đặc tính điều chỉnh.
p
1

p
2

p
01
p
02

Chuyªn ®Ị «t« - B§C lùc phanh vµ ABS Biªn so¹n : TS. Ngun Hoµng ViƯt 13

Âãø nháûn âỉåüc quy lût phán phäúi ạp sút l tỉåíng nhỉ trãn ráút phỉïc tảp.
Vç váûy trong thỉûc tãú, ngỉåìi ta chè tçm cạch âảt âỉåüc nhỉỵng quy lût âån gin
hån nhỉng gáưn våïi quy lût l tỉåíng v quan trng nháút l âm bo sao cho
khi phanh ngàût cạc bạnh trỉåïc âỉåüc hm trỉåïc âãø trạnh lm xe máút äøn âënh.

Nãúu khäng cọ bäü âiãưu chènh thç ạp sút trong cạc dng dáùn âäüng phanh
s bàòng nhau (p

.
Do ti trng liãn quan våïi âäü vng ca hãû thäúng treo, nãn cọ thãø dng
âäü vng ca hãû thäúng treo lm thäng säú âãø âiãưu chènh theo ti trng.

1.2. Cạc phỉång phạp âiãưu chènh
Âãø âiãưu chènh sỉû phán phäúi lỉûc phanh ra cạc cáưu cọ thãø sỉí dủng mäüt säú
phỉång phạp cå bn sau âáy :
1.2.1. Thay âäøi hãû säú truưn ca bäü âiãưu chènh

ÅÍ dảng täøng quạt, quan hãû giỉỵa cạc ạp sút trong cạc dng dáùn âäüng
trỉåïc v sau cọ thãø biãøu diãùn båíi biãøu thỉïc :
p
2
= K
α

.p
1

Chuyên đề ôtô - BĐC lực phanh và ABS Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt 14

õỏy : K

- Laỡ hóỷ sọỳ truyóửn cuớa bọỹ õióửu chốnh.
Bũng caùch laỡm cho K

thay õọứi tổồng ổùng vồùi sổỷ thay õọứi cuớa taới troỹng,
thỗ ta seợ õổồỹc bọỹ õióửu chốnh maỡ õỷc tờnh laỡm vióỷc cuớa noù coù daỷng nhổ trón
hỗnh 1.11a. où laỡ nhổợng tia nghióng vồùi truỷc hoaỡnh nhổợng goùc khaùc nhau phuỷ
thuọỹc vaỡo taới troỹng. Chờnh vỗ coù õỷc tờnh daỷng nhổ vỏỷy, nón bọỹ õióửu chốnh loaỷi

hãû säú bạm låïn, do khäng táûn dủng hãút trng lỉåüng bạm trãn cáưu sau âãø tảo lỉûc
phanh.
Âãø náng cao hiãûu qu phanh trãn âỉåìng cọ hãû säú bạm låïn, cọ thãø sỉí
dủng cạc bäü âiãưu chènh cọ van t lãû. Nhåì kãút cáúu ca củm van ny, khi bäü
âiãưu chènh lm viãûc ạp sút trong dng dáùn âäüng cạc phanh sau váùn tiãúp tủc
tàng nhỉng vọi cỉåìng âäü nh hån, tỉïc l hãû säú truưn â gim âi. Âàûc tênh bäü
âiãưu chènh trong trỉåìng håüp ny cọ dảng nhỉ âỉåìng nẹt âỉït trãn hçnh 1.11b
hay hçnh 1.14. Nọ âm bo cho xe sỉí dủng täút hån trng lỉåüng bạm khi phanh
nhỉng chè âäúi våïi mäüt giạ trë ti trng xạc âënh. Khi ti trng thay âäøi, hiãûu
qu phanh váùn gim v váùn cn kh nàng hm cỉïng cạc bạnh xe sau khi xe
non ti.
1.2.3. Âiãưu chènh ạp sút våïi thåìi âiãøm lm viãûc thay âäøi

Âàûc tênh ca bäü âiãưu chènh loải ny âỉåüc xạc âënh båíi hãû säú truưn K
α

v
quy lût thay âäøi thåìi âiãøm lm viãûc phủ thüc vo ti trng trãn cáưu sau.
Trãn hçnh 1.11c v hçnh 1.15 l âàûc tênh våïi K
α
= const, cn trãn hçnh 1.11d l
âàûc tênh våïi K
α
= f(G
t
). Âáy l dảng âàûc tênh gáưn våïi âàûc tênh l tỉåíng nháút.
Nọ cọ thãø âm bo âiãưu kiãûn hm cỉïng cạc bạnh xe trỉåïc trỉåïc cạc bạnh xe
sau våïi mi giạ trë thäng thỉåìng ca hãû säú bạm ϕ, vç thãú nọ thỉåìng âỉåüc sỉí
dủng cho xe du lëch cọ u cáưu cao vãư âiãưu kiãûn äøn âënh.


Trón hỗnh 1.16 laỡ sồ õọử nguyón lyù cuớa bọỹ õióửu chốnh loaỷi tia duỡng
cho dỏựn õọỹng thuyớ lổỷc.

Hình 1.16. Sơ đồ nguyên lý và tính toán bộ điều chỉnh loại tia
a- Kóỳt cỏỳu; b- Sồ õọử nguyón lyù.
dùng cho dẫn động thuỷ lực.
Hỗnh 1.17. Bọỹ õióửu chốnh loaỷi tia duỡng cho dỏựn õọỹng phanh thuyớ lổỷc.
Chuyªn ®Ị «t« - B§C lùc phanh vµ ABS Biªn so¹n : TS. Ngun Hoµng ViƯt 18

V ca bäü âiãưu chènh âỉåüc bàõt lãn khung xe. Gäúi âåỵ 5 liãn kãút
våïi dáưm cáưu qua hãû thäúng ân v dëch chuøn vë trê theo sỉû thay âäøi âäü vng
ca hãû thäúng treo gáy ra do sỉû thay âäøi ti trng .
ÅÍ âáưu vo ca bäü âiãưu chènh cọ ạp sút p
1
ln ln bàòng ạp sút

2
: Diãûn têch tiãút diãûn cạc piston tỉång ỉïng
T
1
, T
2
: Lỉûc cạc l xo
l
â
: Chiãưu di ân 4
l
x
: Cạnh tay ân thay âäøi theo vë trê ca gäúi 5.
Nãúu k hiãûu
i
ll
l
xd
x
=
− )(
thç sau khi biãún âäøi, biãøu thỉïc (1.11) s cọ
dảng :
F
2
p
2
= iF
1
p

)(
xd
x
ll
l
i
−
=
, m l
x
thay âäøi phủ thüc vë trê ca gäúi âåỵ
5, vë trê ca 5 lải thay âäøi theo ti trng tạc dủng lãn cáưu, do âọ i v båíi váûy
gọc nghiãng ca âàûc tênh âiãưu chènh cng s thay âäøi theo sỉû thay âäøi ca ti
trng.
Do tênh dëch chuøn âäúi xỉïng ca gäúi âåỵ 5, ta cọ (hçnh 1.17b) :
a
min
= b
min
v a
max
= b
max
, vç thãú i
min
=
1
i
max
. Vng thay âäøi i â låïn,

. Khờ aùp suỏỳt õaỷt giaù trở xaùc õởnh, piston dởch chuyóứn
A
B
A
B
C
D
E
C
H
ình 1.18. Bộ điều chỉnh loại tia dùng cho dẫn động khí nén.
Chuyªn ®Ị «t« - B§C lùc phanh vµ ABS Biªn so¹n : TS. Ngun Hoµng ViƯt 20

lãn trãn âãún vë trê m åí âọ van 11 bàõt âáưu âọng lải nhỉng váùn ẹp sạt màût âáưu
cáưu âáøy 5. Lục âọ piston åí trảng thại cán bàòng v hãû säú truưn cọ giạ trë:

2
1
S
S
p
p
K
t
s
==
α

ÅÍ âáy : S
1

3 chè âỉåüc näúi våïi piston 9 khi phanh, nhåì khäng khê nẹn âỉa vo khoang D.

Khi nh phanh, ạp sút trong khoang A gim âi, piston 9 dëch chuøn lãn
trãn dỉåïi tạc dủng ca ạp lỉûc khê trong khoang B. Lục âọ van 11 âọng lải càõt
âỉåìng thäng khoang A våïi khoang C, sau âọ tạch khi cáưn âáøy 5 måí âỉåìng
cho khê nẹn tỉì cạc báưu phanh qua khoang C → cáưn âáøy 5 → khoang E → ún
mẹp van cao su thoạt ra ngoi. Táút c cạc chi tiãút tråí vãư vë trê ban âáưu.
Chuyên đề ôtô - BĐC lực phanh và ABS Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt 21

Caùc phổồng aùn kóỳt cỏỳu khaùc cuớa bọỹ õióửu chốnh loaỷi tia trỗnh baỡy trón caùc
hỗnh 1.19, 1.20 vaỡ 1.21.
Hình 1.19. Bộ điều chỉnh loại tia với dẫn động kiểu con trợt và
cơ cấu đòn gánh.
Hình 1.21. Bộ điều chỉnh loại tia
với dẫn động cung răng.
Hình 1.20. Bộ điều chỉnh loại tia
với dẫn động cam.
1.3.3. Bọỹ õióửu chốnh loaỷi haỷỷn chóỳ aùp suỏỳt doỡng phanh sau
Trón hỗnh 1.22 laỡ caùc bọỹ haỷn chóỳ aùp suỏỳt loaỷi coù loỡ xo cỏn bũng.

Hình 1.22. Các bộ hạn chế áp suất loại lò xo cân bằng :
a- Van côn; b- Van trợt; c- Van bi; d- Van đĩa; e- Van mặt đầu (phơng án 1);
f- Van mặt đầu (phơng án 2).
Chuyên đề ôtô - BĐC lực phanh và ABS Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt 22

Chuyên đề ôtô - BĐC lực phanh và ABS Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt 23

Thổỷc chỏỳt õỏy laỡ cồ cỏỳu gọửm : mọỹt van giồùi haỷn vaỡ mọỹt loỡ xo cỏn bũng,
õổồỹc õỷt trong doỡng dỏựn õọỹng caùc phanh sau. Van giồùi haỷn seợ õoùng laỷi, cừt
õổồỡng thọng giổợa õỏửu ra vaỡ õỏửu vaỡo cuớa bọỹ õióửu chốnh khi aùp suỏỳt trong hóỷ

lổồỹng baùm khi phanh nhổng chố õọỳi vồùi mọỹt giaù trở taới troỹng naỡo õoù.

Chuyên đề ôtô - BĐC lực phanh và ABS Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt 24 Hình 1.23. Các bộ hạn chế áp suất :
a,b- Kiểu quán tính; c- Kiểu bi với giá đàn hồi
d,e,f,g- Có thời điểm hạn chế thay đổi theo tải trọng;
Hình 1.24. Bộ hạn chế áp suất có van tỷ lệ (Kết cấu trên hình e có thời điểm hạn
chế thay đổi theo tải trọng trên cầu sau).
Chuyªn ®Ị «t« - B§C lùc phanh vµ ABS Biªn so¹n : TS. Ngun Hoµng ViƯt 25

Khi ti trng thay âäøi hiãûu qu phanh váùn gim v váùn cn kh nàng hm
cỉïng cạc bạnh sau khi xe non ti.
1.3.4. Bäü âiãưu chènh ạp sút våïi thåìi âiãøm lm viãûc thay âäøi

Så âäư ngun l chung ca cạc bäü âiãưu chènh loải ny nhỉ trãn hçnh 1.25
v hçnh 1.26, cn âàûc tênh - hçnh 1.27.
- Âỉåìng vo ca bäü âiãưu chènh näúi våïi xi lanh chênh, cọ ạp sút p
t
hồûc
p
1
.
- Âỉåìng ra näúi våïi cạc xi lanh phanh bạnh xe cọ ạp sút p
s
hồûc p
2
.


2 âọng, quan hãû giỉỵa cạc ạp sút phêa trãn v dỉåïi piston âỉåüc xạc âënh qua
âiãưu kiãûn cán bàòng ca piston :

4 (Q + F
lx
) + p
t
Π(D
2
- d
2
) = p
s
ΠD
2

Tỉì âọ suy ra :
(
)
(
)
22
22
4
D
QF
D
dD
pp
lx