Tính toán và thiết kế hệ thống phanh cho xe du lịch trên cơ sở xe Hyundai Starex 2007
MỤC LỤC
Tính toán và thiết kế hệ thống phanh cho xe du lịch trên cơ sở xe Hyundai Starex 2007
MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
Ngày nay, ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng cho hành khách
và hàng hoá đối với các ngành kinh tế nước nhà, đồng thời đã trở thành phương tiện
giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển.
Ở nước ta, số lượng ô tô tư nhân, đặc biệt ô tô du lịch đang gia tăng về số
lượng cùng với sự tăng trưởng kinh tế của đất nước, mật độ ô tô lưu thông ngày
càng nhiều. Song song với sự gia tăng số lượng ô tô thì số vụ tai nạn giao thông
đường bộ do ô tô gây ra cũng tăng với những con số báo động. Trong các nguyên
nhân gây ra tai nạn giao thông đường bộ do hư hỏng máy móc, trục trặc kỹ thuật thì
nguyên nhân do mất an toàn hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn. Hiện nay, hệ thống
phanh trang bị trên ô tô 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.
Đối sinh viên ngành cơ khí động lực em nhận thấy nghiên cứu, khảo sát và
tính toán hệ thống phanh là việc rất bổ ích cho kiến thức sau này. Nhằm đi sâu tìm
hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc, các đặc tính làm việc của hệ thống phanh. Từ đó,
đề ra những phương án thiết kế, cải tiến hệ thống phanh nhằm tăng hiệu quả phanh,
tăng tính năng ổn định và tính năng dẫn hướng khi phanh, tăng độ tin cậy làm việc
với mục đích đảm bảo an toàn chuyển động và tăng hiệu quả vận chuyển của ô tô.
Với mục đích đó, em chọn đề tài "TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG
PHANH CHO XE DU LỊCH TRÊN CƠ SỞ XE HYUNDAI STAREX 2007". Hệ
thống phanh xe HYUNDAI STAREX 2007 là hệ thống phanh dẫn động thủy lực có
sử dụng ABS. Trong đề tài này em tập trung vào vấn đề tìm hiểu kết cấu và nguyên
lý hoạt động của các chi tiết trong hệ thống phanh ABS, tính toán hệ thống phanh
ABS cho xe ôtô du lịch.
Em hy vọng đề tài này như là một tài liệu chung nhất để giúp người sử dụng tự
tìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc, cũng như cách khắc phục các hỏng hóc nhằm
sử dụng và bảo dưởng hệ thống phanh một cách tốt nhất để đảm bảo an toàn cho
người và tài sản.

* Ðể 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 có tối thiểu ba loại phanh là :
- Phanh làm việc: Phanh này là phanh chính, sử dụng thường xuyên ở tất cả
mọi chế độ chuyển động, thường được điền khiển bằng bàn đạp nên còn gọi là
phanh chân.
- Phanh dự trữ: Dùng để phanh trong trường hợp phanh chính bị hỏng.
- Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ, dùng để giữ xe đứng yên tại chỗ khi
dừng xe hoặc khi không làm việc và thường được điều khiển bằng tay nên gọi là
phanh tay.
- Phanh chậm dần : Trên các ô tô - máy kéo tải trọng lớn như xe tải có trọng
lượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn, xe khách có trọng lượng toàn lớn hơn 5 tấn hoặc xe
làm việc ở vùng đồi núi, thường xuyên phải chuyển động xuống các dốc dài, còn
phải có phanh thứ tư là phanh chậm dần. Phanh chậm dần được dùng để phanh liên
tục, giữ cho tốc độ ô tô và máy kéo không tăng quá giới hạn cho phép khi xuống
dốc hoặc là để giảm dần tốc độ của ô tô và máy kéo trước khi dừng hẳn.
Các loại phanh dừng trên có thể có bộ phận chung và kiêm nghiệm chức
năng của nhau. Nhưng phải có ít nhất là hai bộ điều khiển và dẫn động độc lập.
3
Tính toán và thiết kế hệ thống phanh cho xe du lịch trên cơ sở xe Hyundai Starex 2007
* Ðể có hiệu quả phanh cao thì phải yêu cầu:
- Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn.
- Phân phối mô men phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được
toàn bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh.
- Trong trường hợp cần thiết, có thể dùng bộ phận trợ lực hay dùng dẫn động
khí nén hoặc bơm thủy lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng
toàn bộ lớn.
* Ðể quá trình phanh được êm dịu và để người lái cảm giác điều khiển được
đúng cường độ phanh, dẫn động phanh phải có cơ cấu đảm bảo 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.

liên hợp.
Phanh truyền động bằng cơ khí thì được dùng làm phanh tay. Nhược điểm
của loại phanh này là kém nhạy, điều khiển nặng. Riêng đối với phanh tay thì chỉ sử
dụng khi ô tô dừng hẳn và hỗ trợ cho phanh chân khi phanh gấp và thật cần thiết,
nên hiện nay nó vẫn được sử dụng phổ biến trên ô tô.
4
Tính toán và thiết kế hệ thống phanh cho xe du lịch trên cơ sở xe Hyundai Starex 2007
Phanh truyền động bằng thủy lực thì được dùng phổ biến trên ô tô du lịch và
xe ô tô tải trọng nhỏ.
Phanh truyền động khí nén thì dùng trên ô tô tải trọng lớn và xe hành khách.
Ngoài ra còn dùng trên ô tô vận tải tải trọng trung bình động cơ diesel, các ô tô kéo
đoàn xe.
Phanh truyền động liên hợp thủy khí thì được dùng trên các ô tô và đoàn ô tô
có tải trọng lớn và rất lớn.
Hình 1-1 Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính
a – Phanh trống – guốc: 1- Piston; 2 - Má phanh; 3 – Tang trống;
b – Phanh đĩa: 1 - Piston; 2 - Má phanh; 3 - Đĩa phanh;
c – Phanh dải: 1,5 - Chắn bảo vệ; 2,6 - Dải phanh; 3,8 - Ổ khớp quay; 7 - Cần kéo;
9 - Lò xo
1.2. KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH CHÍNH
Ðể thực hiện nhiệm vụ, hệ thống phanh phải có hai phần kết cấu chính sau:
Cơ cấu phanh: Bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản. Trong quá trình phanh động năng
của ôtô được biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường bên
ngoài.
1.2.1. Các cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản và làm việc theo nguyên lý
ma sát. Trong quá trình phanh động năng của ôtô
-
máy kéo được biến thành nhiệt
năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường bên ngoài.

d- Hai xi lanh ép, guốc phanh hai bậc tự do;
e- Cơ cấu phanh tự cường hóa
Trong đó : P, P
1,
P
2
: Lực xylanh dẫn động guốc phanh.
6
Tính toán và thiết kế hệ thống phanh cho xe du lịch trên cơ sở xe Hyundai Starex 2007
N
1
, N
2
: Áp lực pháp tuyến tác dụng lên guốc phanh.
fN
1,
fN
2
: Lực ma sát.
r
t
: Bán kính tang trống.
Các sơ đồ này khác nhau ở chỗ:
- Dạng và số lượng cơ cấu ép.
- Số bậc tự do của các guốc phanh.
- Đặc điểm tác dụng tương hỗ giữa guốc với trống, giữa guốc với cơ cấu ép và
do vậy khác nhau ở:
- Hiệu quả làm việc.
- Đặc điểm mài mòn các bề mặt ma sát của guốc.
- Giá trị lực tác dụng lên cụm ổ trục của bánh xe.

trưng của cơ cấu phanh trống guốc.
Sơ đồ hình 1.2 a có cơ cấu ép bằng cơ khí, dạng cam đối xứng. Vì thế độ dịch
chuyển của các guốc luôn luôn bằng nhau. Và bởi vậy áp lực tác dụng lên các guốc
và mômen phanh do chúng tạo ra có giá trị như nhau:
N
1
= N
2
= N và M
p1
= M
p2
= M
p
Do hiện tượng tự siết nên khi N
1
= N
2
thì P
1
< P
2
. Đây là cơ cấu vừa thuận
nghịch vừa cân bằng. Nó thường được sử dụng với dẫn động khí nén nên thích hợp
cho các ôtô tải và khách cỡ trung bình và lớn.
7
Tính toán và thiết kế hệ thống phanh cho xe du lịch trên cơ sở xe Hyundai Starex 2007
Sơ đồ trên hình 1.2 dùng cơ cấu ép thủy lực, nên lực dẫn động của hai guốc
bằng nhau P
1

không có tính thuận nghịch. Cơ cấu phanh loại này kết hợp với kiểu bình thường
đặt ở các bánh sau, cho phép dễ dàng nhận được quan hệ phân phối lực phanh cần
thiết P
pt
> P
ps
trong khi nhiều chi tiết của các phanh trước và sau có cùng kích thước.
Vì thế nó thường được sử dụng ở cầu trước các ôtô du lịch và tải nhỏ.
Để nhận được hiệu quả phanh cao cả khi chuyển động tiến và lùi, người ta
dùng cơ cấu phanh thuận nghịch và cân bằng loại bơi như trên hình 1.2d. Các guốc
phanh của sơ đồ này có hai bậc tự do và không có điểm quay cố định. Cơ cấu ép
gồm hai xylanh làm việc tác dụng đồng thời lên đầu trên và dưới của các guốc
phanh. Với kết cấu như vậy cả hai guốc phanh đều tự siết dù cho trống phanh quay
theo chiều nào. Tuy nhiên nó có nhược điểm là kết cấu phức tạp.
Để nâng cao hiệu quả phanh hơn nữa, người ta dùng các cơ cấu phanh tự
cường hóa. Tức là các cơ cấu phanh mà kết cấu của nó cho phép lợi dụng lực ma sát
giữa một má phanh và trống phanh để cường hóa
-
tăng lực ép, tăng hiệu quả phanh
cho má kia.
Cơ cấu phanh tự cường hóa mặc dù có hiệu quả phanh cao, hệ số có thể đạt
đến 360% so với cơ cấu phanh bình thường dùng cam ép. Nhưng mômen phanh
kém ổn định, kết cấu phức tạp, tính cân bằng kém và làm việc không êm nên ít được
sử dụng.
1.2.1.2. Loại phanh đĩa
Cơ cấu phanh loại đĩa thường được sử dụng trên ôtô du lịch.
Phanh đĩa nhiều loại: Kín, hở, một đĩa, nhiều đĩa, loại vỏ quay, đĩa quay và
vòng ma sát quay.
Đĩa có thể là đĩa đặc, đĩa có xẻ các rảnh thông gió, đĩa một lớp kim loại hay
ghép hai kim loại khác nhau.

Tính toán và thiết kế hệ thống phanh cho xe du lịch trên cơ sở xe Hyundai Starex 2007
Hình 1-4 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa [1]
a- Loại má kẹp cố định; b- Loại má kẹp tùy động - xilanh cố định;
c- Loại má kẹp tùy động - xilanh bố trí trên má kẹp;
1- Má phanh; 2- Má kẹp; 3- Piston; 4-Vòng làm kín;
5- Đĩa phanh; 6- Chốt dẫn hướng
Trên hình 1-4 là sơ đồ nguyên lý của cơ cấu phanh dạng đĩa quay hở. Cấu tạo
của cơ cấu phanh gồm: đĩa phanh 5 gắn với moay ơ bánh xe, má kẹp 2 trên đó đặt
các xilanh thủy lực. Các má phanh gắn tấm ma sát 1 đặt hai bên đĩa phanh. Khi đạp
phanh, các piston 3 của xilanh thủy lực đặt trên má kẹp 2 sẽ ép các má phanh 1 tỳ
sát vào đĩa phanh 5, phanh bánh xe lại.
Có hai phương án lắp ghép má kẹp: lắp cố định và lắp tùy động kiểu bơi.
Phương án lắp cố định có độ cứng vững cao, cho phép sử dụng lực dẫn động lớn.
Tuy vậy điều kiện làm mát kém, nhiệt độ làm việc của cơ cấu phanh cao hơn.
Để khắc phục có thể dùng kiểu má kẹp tuỳ động. Má kẹp có thể làm tách rời
(Hình 1-4a) hay liền với xi lanh bánh xe (Hình 1-4b) và trượt trên các chốt dẫn
hướng cố định (Hình 1-4c). Kết cấu như vậy có độ cứng vững thấp. Khi các chốt
dẫn hướng bị biến dạng, mòn rỉ sẽ làm cho các má phanh mòn không đều, hiệu quả
phanh giảm và gây rung động. Tuy vậy nó chỉ có một xilanh thủy lực với chiều dài
lớn gấp đôi, nên điều kiện làm mát tốt hơn, dầu phanh ít nóng hơn, nhiệt độ làm
việc có thể giảm được 30 ÷ 50
o
C. Ngoài ra nó còn cho phép dịch sâu cơ cấu phanh
vào bánh xe. Nhờ đó giảm được cánh tay đòn tác dụng của lực cản lăn đối với trụ
quay đứng của các bánh xe dẫn hướng.
1.2.1.2. Ưu, nhược điểm
Qua phân tích nguyên lý làm việc và đặc điểm kết cấu, ta thấy phanh đĩa có một
loạt các ưu điểm so với cơ cấu phanh trống - guốc như sau:
- Có khả năng làm việc với khe hở nhỏ 0,05 ÷ 0,15 mm nên rất nhạy, giảm
được thời gian chậm tác dụng và cho phép tăng tỷ số truyền dẫn động.

- Ðộ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ.
- Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vì áp suất trong dòng dẫn
động chỉ bắt đầu tăng khi tất cả má phanh đã ép vào trống phanh.
- Hiệu suất cao.
- Kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ, giá thành thấp.
- Có khả năng sử dụng trên nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu
phanh.
Nhược điểm của dẫn động thủy lực :
- Yêu cầu độ kín khít cao. Khi có một chỗ nào bị rò rỉ thì cả dòng dẫn động
không làm việc được.
- Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp lớn nên thường sử dụng các bộ phận trợ
lực để giảm lực bàn đạp, làm cho kết cấu thêm phức tạp.
- Sự dao động áp suất của chất lỏng có thể làm cho các đường ống bị rung
động và mômen phanh không ổn định
- Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp và độ nhớt tăng.
Các loại sơ đồ phân dòng dẫn động :
Theo hình thức dẫn động phanh thủy lực có thể chia làm hai loại :
-Truyền động phanh một dòng: Truyền động phanh một dòng được sử dụng rộng rãi
trên một số ô tô trước đây vì kết cấu của nó đơn giản.
-Truyền động phanh nhiều dòng : Dẫn động hệ thống phanh làm việc nhằm mục
đích tăng độ tin cậy, cần phải có ít nhất hai dòng dẫn động độc lập có cơ cấu điều
khiển chung là bàn đạp phanh. Trong trường hợp một dòng bị hỏng thì các dòng
còn lại vẫn phanh được ô tô - máy kéo với một hiệu quả phanh nào đó.
Hiện nay phỗ biến nhất là các dẫn động hai dòng với sơ đồ phân dòng trên hình 1.5.
11
Tính toán và thiết kế hệ thống phanh cho xe du lịch trên cơ sở xe Hyundai Starex 2007
Hình 1-5 Các sơ đồ phân dòng dẫn động phanh thuỷ lực.
1, 2: Các xylanh bánh xe trước, sau.
3,6: Các dòng dẫn động (đường ống dẫn đến xylanh bánh xe).
4,5: Bộ phận phân dòng (Xylanh chính)

2,7 - Ðường ống dẫn dầu đến xylanh bánh xe; 5 - Bàn đạp phanh; 6 - Xylanh chính
Nguyên lý làm việc :
Khi người lái tác dụng lên bàn đạp phanh 5, piston 4 trong xylanh chính 6 sẽ
dịch chuyển, áp suất trong khoang A tăng lên đẩy piston 3 dịch chuyển sang trái. Do
đó áp suất trong khoang B cũng tăng lên theo. Chất lỏng bị ép đồng thời theo các
ống 2 và 7 đi đến các xylanh bánh xe 1 và 8 để thực hiện quá trình phanh.
Khi người lái nhả bàn đạp phanh 5 thì, tác dụng của các lò xo hồi vị, các
piston trong xylanh của bánh xe 1 và 8 sẽ ép dầu trở về xylanh chính 6, kết thúc một
lần phanh.
Dẫn động tác động gián tiếp có nhược điểm lực điều khiển của lái xe lớn, vì
vậy ngày nay không sử dụng mà phải dùng loại gián tiếp có trợ lực bằng chân
không hoặc khí nén để giảm nhẹ lực điều khiển cho lái xe.
1.2.2.3. Dẫn động thủy lực trợ lực chân không
Bộ trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợi dụng độ chân không trong
đường nạp của động cơ để tạo lực phụ cho người lái. Vì vậy, để đảm bảo hiệu quả
trợ lực, kích thước của các bộ trợ lực chân không thường phải lớn hơn và chỉ thích
hợp với các xe có động cơ xăng cao tốc.
13
Tính toán và thiết kế hệ thống phanh cho xe du lịch trên cơ sở xe Hyundai Starex 2007
1
4
4
1
61
1
5
3
13
7
11

Khi phanh : người lái tác dụng lên bàn đạp đẩy cần 8 dịch chuyển sang phải làm
van chân không 5 đóng lại cắt đường thông hai khoang A và B, còn van không khí 9
mở ra cho không khí qua phần tử lọc 6 đi vào khoang A. Ðộ chênh lệch áp suất giữa
hai khoang A và B sẽ tạo nên một áp lực tác dụng lên piston (màng) của bầu trợ lực
và qua đó tạo nên một lực phụ hỗ trợ cùng người lái tác dụng lên các piston trong
xylanh chính 3, ép dầu theo các ống dẫn (dòng 1 và 2) đi đến các xylanh bánh xe để
thực hiện quá trình phanh. Khi lực tác dụng lên piston 11 tăng thì biến dạng của vòng
cao su 10 cũng tăng theo làm cho piston hơi dịch về phía trước so với cần 8, làm cho
van không khí 9 đóng lại, giữ cho độ chênh áp không đổi, tức là lực trợ lực không
đổi. Muốn tăng lực phanh, người lái phải tiếp tục đạp mạnh hơn, cần 8 lại dịch
chuyển sang phải làm van không khí 9 mở ra cho không khí đi thêm vào khoang A.
Ðộ chênh áp tăng lên, vòng cao su 10 biến dạng nhiều hơn làm piston hơi dịch về
phía trước so với cần 8, làm cho van không khí 9 đóng lại đảm bảo cho độ chênh áp
14
Tính toán và thiết kế hệ thống phanh cho xe du lịch trên cơ sở xe Hyundai Starex 2007
hay lực trợ lực không đổi và tỷ lệ với lực đạp. Khi lực phanh đạt cực đại thì van
không khí mở ra hoàn toàn và độ chênh áp hay lực trợ lực cũng đạt giá trị cực đại.
Bộ trợ lực chân không có hiệu quả trợ lực thấp, nên thường được sử dụng trên
các ô tô du lịch và tải nhỏ. Với các xe có tải trọng trung bình và lớn phải dùng trợ
lực khí nén (hình 1.8).
1.2.2.4 Dẫn động thủy lực trợ lực khí nén
Hình 1-8 Dẫn động phanh thuỷ lực trợ lực khí nén
1 - Bàn đạp, 2 - Ðòn đẩy, 3 - Cụm van khí nén, 4 - Bình chứa khí nén
5 - Xylanh lực, 6 - Xylanh chính, 7 - Ðường ống dẫn dầu đến xylanh bánh xe
8 - Xylanh bánh xe, 9 - Ðường ống dẫn dầu đến xylanh bánh xe,
10 - Xylanh bánh xe
Bộ trợ lực khí nén là bộ phận cho phép lợi dụng khí nén để tạo lực phụ,
thường được lắp song song với xylanh chính, tác dụng lên dẫn động hỗ trợ cho
người lái. Bộ trợ lực phanh loại khí có hiệu quả trợ lực cao, độ nhạy cao, tạo lực
phanh lớn cho nên được dùng nhiều ở ô tô tải.

6 - Xylanh bánh xe; 7 - Bộ tích năng; 8 - Bộ điều chỉnh tự động kiểu áp suất rơle;
9 - Bộ tích năng; 10 – Van an toàn; 11 - Bơm.
Nguyên lý làm việc :
Trên các ô tô tải trọng cực lớn thường sử dụng dẫn động thủy lực với bơm và
các bộ tích năng 3 và 4 là hai khoang của van phanh được điều khiển từ xa nhờ dẫn
động thủy lực hai dòng với xylanh chính 2. Khi tác dụng lên bàn đạp 1, dầu tác
dụng lên các van 3 và 4, mở đường cho chất lỏng từ các bộ tích năng 7 và 9, đi đến
các xylanh bánh xe 5 và 6. Lực đạp càng lớn, áp suất trong các xylanh 5 và 6 càng
cao. Bộ điều chỉnh tự động áp suất kiểu rơle 8 dùng để giảm tải cho bơm 11 khi áp
suất trong các bình tích năng 7 và 9 đã đạt giá trị giới hạn trên, van an toàn 10 có
tác dụng bảo vệ cho hệ thống khỏi bị quá tải.
1.2.2.3. Dẫn động khí nén
Dẫn động phanh bằng khí nén được dùng nhiều ở ô tô vận tải có tải trọng cỡ
trung bình và lớn, gồm các cụm chủ yếu như : máy nén khí, van điều chỉnh áp suất,
bình chứa, van phân phối, bầu phanh
Ưu điểm :
- Ðiều khiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ.
- Làm việc tin cậy hơn dẫn động thủy lực (khi có rò rỉ nhỏ, hệ thống vẫn có thể
làm việc được, tuy hiệu quả phanh giảm).
16
Tính toán và thiết kế hệ thống phanh cho xe du lịch trên cơ sở xe Hyundai Starex 2007
- Dễ phối hợp với các dẫn động và cơ cấu sử dụng khí nén khác nhau, như :
phanh rơ moóc, đóng mở cửa xe, hệ thống treo khí nén,
- Dễ cơ khí hóa, tự động hóa quá trình điều khiển dẫn động.
Nhược điểm :
- Ðộ nhạy thấp thời gian chậm tác dụng lớn
- Do bị hạn chế bởi điều kiện rò rỉ, áp suất làm việc của khí nén thấp hơn
chất lỏng trong dẫn động thủy lực tới (10-15) lần. Nên kích thước và khối lượng của
dẫn động lớn.
- Số lượng các cụm và chi tiết nhiều.

Trên một số ô tô du lịch và vận tải có khi cơ cấu phanh của hệ thống phanh
dừng làm chung với cơ cấu phanh của hệ thống phanh chính. Lúc đó cơ cấu phanh
được đặt ở bánh xe, còn truyền động của phanh dừng được làm riêng rẽ và thường
là loại cơ khí, trên một số xe thì có thêm trợ lực.
1.2.3.2. Hệ thống phanh phụ
Mục đích của hệ thống phanh phụ là giảm được tốc độ ô tô khi phanh trên
đường dài và liên tục. Bởi thế hệ thống phanh này còn gọi là phanh chậm dần.
Hệ thống phanh phụ phải đảm bảo phanh được ô tô với hiệu quả phanh
không lớn lắm trong thời gian dài.
Hệ thống phanh này rất thích hợp khi ô tô chạy ở vùng đồi núi, vì trong điều
kiện như thế hệ thống phanh chính bị nóng quá mức và hư hỏng.
Nhờ có hệ thống phanh phụ mà ô tô làm việc an toàn hơn, tăng được tốc độ
trung bình khi ô tô chạy ở đường dốc, giảm hao mòn cho hệ thống phanh chính, lốp
và có khi là động cơ nữa. Ngoài ra hệ thống phanh phụ đảm bảo cho hệ thống phanh
chính luôn luôn ở trạng thái sẵn sàng làm việc.
Về mặt kết cấu hệ thống phanh phụ có thể có loại cơ khí, khí (không khí),
thủy lực và điện động.
Hệ thống phanh phụ được sử dụng ngày càng rộng rãi, chủ yếu trên ô tô hành
khách và ô tô tải có tải trọng trung bình và lớn.
1.3. GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ABS SỬ DỤNG TRÊN ÔTÔ
1.3.1. Chức năng, nhiệm vụ
Các bộ điều chỉnh lực phanh bằng cách điều chỉnh sự phân phối áp suất trong
dẫn động phanh đến các bánh xe trước và sau, có thể đảm bảo:
Hoặc hãm cứng đồng thời các bánh xe (để sử dụng được triệt để trọng lượng
bám và tránh quay xe khi phanh).
Hoặc hãm cứng các bánh xe trước trượt 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

Hình 1-11 Sự thay đổi hệ số bám dọc φ
x
vàn hệ số bám ngang φ
y
theo độ trượt
tương đối λ của bánh xe.
Vì thế, để đảm bảo đồng thời hiệu quả phanh và tính ổn định cao. Ngoài ra
còn giảm mài mòn và nâng cao tuổi thọ cho lốp, cần tiến hành quá trình phanh ở
trong một giới hạn nhất định, nghĩa là đảm bảo sao cho các bánh xe trong quá trình
phanh không bị trượt lê hoàn toàn mà chỉ trượt cục bộ trong giới hạn λ= (15-30)%.
Đó chính là chức năng và nhiệm vụ của hệ thống chống hãm cứng bánh xe.
Để cho các bánh xe không bị hãm cứng hoàn toàn khi phanh ngặt, cần phải
điều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh sao cho độ trượt của bánh xe với mặt
đường nằm trong giới hạn hẹp quanh giá trị tối ưu. Các hệ thống chống hãm cứng
bánh xe khi phanh có thể sử dụng các nguyên lý điều chỉnh khác nhau, như:
Theo gia tốc chậm dần của bánh xe được phanh.
Theo giá trị độ trượt cho trước.
Theo tỷ số vận tốc góc của bánh xe và gia tốc chậm dần của nó.
Như vậy hệ thống chống hãm cứng bánh xe là một trong các hệ thống an toàn
chủ động của một ôtô hiện đại. Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm nhờ
điều khiển quá trình phanh một cách tối ưu.
19
Tính toán và thiết kế hệ thống phanh cho xe du lịch trên cơ sở xe Hyundai Starex 2007
Hình 1-12 Quá trình phanh có và không có ABS trên đọc đường cong
.
1.3.2. 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 1-13, gồm:
Bộ phận cảm biến 1, bộ phận điều khiển 2, bộ phận chấp hành hay cơ cấu

p
– Mômen phanh tạo nên bởi cơ cấu phanh;
Mφ – Mômen bám của bánh xe với đường;
J
b
– Mômen quán tính của bánh xe;
ω
b
– Tốc độ của bánh xe.
Từ đó ta có gia tốc chậm dần cả bánh xe khi phanh:
b
p
b
b
J
MM
dt
d
ϕ
ω
ε
−
==
21
Tính toán và thiết kế hệ thống phanh cho xe du lịch trên cơ sở xe Hyundai Starex 2007
Hình 1-15 Các lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh
Sự thay đổi M
p
, M
φ

xảy ra sự tăng tốc bánh xe. Sự tăng gia tốc 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 bánh xe tăng lên, độ trượt giảm và bởi vậy φ cũng như M
φ
tăng
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
p
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
-λ
2
(Hình 1.17), đảm bảo cho hệ
số bám có giá trị gần với giá trị cực đại nhất.
Hình 1-16a 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.
22
Tính toán và thiết kế hệ thống phanh cho xe du lịch trên cơ sở xe Hyundai Starex 2007
Hình 1-16 Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS
Trên hình 1-17 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.

Với các hệ thống chống hãm cứng bánh xe hiện nay, hệ số trượt thay đổi
trong khoảng λ
1
-λ
2

13,88
10,6
18,7
13,1
23,7
19,1
21,1
Đường bêtông khô
Đường bêtông ướt
27,77
27,77
41,1
62,5
50,0
100,0
17,8
37,5
Hình 1-18 Quá trình phanh điển hình trên mặt đường trơn của ô tô không trang bị ABS
Tính toán và thiết kế hệ thống phanh cho xe du lịch trên cơ sở xe Hyundai Starex 2007
Hình 1-19 Quá trình phanh điển hình của ô tô có trang bị ABS.
1.4. GIỚI THIỆU VỀ CÁC HỆ THỐNG TRÊN XE HYUNDAI STAREX 2007
1.4.1. Sơ đồ tổng thể xe
1935
1685
1920
3200
5125
1660
Hình-1.20- Sơ đồ tổng thể xe Hyundai Starex 2007.
1.4.2. Giới thiệu chung về động cơ lắp trên xe Hyundai Starex 2007