BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRẦN MINH ĐỨC

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH ABS
TRÊN XE DAEWOO BC212MA

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 60520116

S K C0 0 4 4 5 8

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRẦN MINH ĐỨC

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE
DAEWOO BC212MA

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 60520116

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2014


Dân tộc: Kinh

Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: Ấp Nhơn Thuận - Nhơn Thạnh Trung - TP.
Tân An - Long An
Điện thoại cơ quan: 072.3827694

Điện thoại riêng: 0909262669.

Fax:

E-mail:

II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
1. Trung học chuyên nghiệp:
Hệ đào tạo: Chính quy

Thời gian đào tạo từ 8 /1996 đến

8/1998.
Nơi học (trường, thành phố):Trường Trung Học Giao Thông Vận Tải Trung
Ương 3 TP. Hồ Chí Minh.
Ngành học: Cơ khí động lực
2. Đại học:
Hệ đào tạo: Chính quy

Thời gian đào tạo từ: 8/1998 đến 3/2002.

Nơi học: Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành TP. Hồ Chí Minh
Ngành học: Cơ khí động lực.
Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp:

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 9 năm 2014
(Ký tên và ghi rõ họ tên)

Trần Minh Đức

iii


TÓM TẮT
Hệ thống phanh là cơ cấu an toàn và quan trọng trên ô tô, nhằm giảm tốc hay
dừng xe trong trường hợp cần thiết. Trong quá trình phanh ô tô, yếu tố quan trọng
nhất là hiệu quả phanh. Đặc biệt, khi phanh ô tô trên đường trơn (hệ số bám 𝜑 thấp)
dẫn đến bánh xe sớm bị hãm cứng và trượt lết. Vì vậy, quãng đường phanh dài và
hiệu quả phanh kém. Vì thế, nghiên cứu đánh giá hiệu quả phanh trên một loai xe cụ
thể đang lưu thông trên đường Việt Nam là rất cần thiết. Đặc biệt là hệ thống phanh
trang bị trên xe buýt, một phương tiện giao thông công cộng đang phát triển và phổ
biến tại Việt Nam.
Ở những nước phát triển thì hệ thống phanh ABS trở thành hệ thống bắt buộc
trang bị cho phương tiện khi tham gia giao thông, còn ở nước ta tại sau chưa? Từ
những lý do trên tác giả đã xây dựng phương pháp tính toán hiệu quả phanh một cách
nhanh chóng thông qua mô men phanh, quảng đường phanh, gia tốc chậm dần khi
phanh và thời gian phanh. Kết quả được đánh giá và biểu diễn bằng đồ thị với sự hỗ
trợ của phần mềm LabView.
Với những kết quả đạt được tác giả cũng kiến nghị nên trang bị hệ thống phanh
ABS cho ô tô, đồng thời nghiên cứu phát triển thuật toán điều khiển hoàn toàn của
Việt Nam đáp ứng được yêu cầu ngày càng hoàn thiện của hệ thống phanh.


Quyết định giao đề tài
Xác nhận của cán bộ hướng dẫn
MỤC LỤC........................................................................................................... VI
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................. XIII
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... XIV
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ............................................... XV
Chương 1:TỔNG QUAN ĐỀ TÀI ........................................................................ 1
1.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI .................................................................................. 1
1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ NGOÀI NƯỚC. ............ 2
1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước: ............................................................... 2
1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước: ............................................................... 4
1.3. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI. ............................................................................ 6
1.3.1. Tính toán các thông số hệ thống phanh ...................................................... 6
1.3.2. Tính toán hiệu quả phanh: .......................................................................... 6
1.3.3. Đánh giá kết quả nghiên cứu: ..................................................................... 6
1.4 NHIỆM VỤ VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI: ................................................... 7
1.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: ................................................................. 7
Chương 2: GIỚI THIỆU LOẠI XE BUÝT DEAWOO BC212MA .................... 8
2.1 GIỚI THIỆU LOẠI XE BUÝT DAEWOO BC212MA. ................................ 8
2.1.2. Bảng vẽ thiết kế: ........................................................................................ 9
2.1.3 Thông số kỹ thuật: .................................................................................... 10
2.2. HỆ THỐNG PHANH TRANG BỊ ABS TRÊN ÔTÔ DAWOO BC212MA.
.............................................................................................................................. 12
2.2.1. Sơ lược về ABS......................................................................................... 12
2.2.1.1. Đặt vấn đề. ............................................................................................ 12
2.2.1.2. Công dụng, yêu cầu ABS. ..................................................................... 12
2.2.1.3. Nguyên lý làm việc chung của hệ thống ABS. ...................................... 16
2.2.2. Hệ thống phanh trên ôtô DAWOO BC212 MA. ....................................... 17
2.2.2.1. Sơ đồ nguyên lý. ................................................................................... 17

3.7.3. Quá trình phanh được thể hiện qua đồ thị gia tốc phanh jpmax và thời gian
phanh tp: ............................................................................................................ 52
3.8. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh ABS………………………………....52
3.9. Giớ thiệu phần mềm LabView………………………………………………...54
Chương 4: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ
BUS DAEWOO BC212MA ................................................................................. 57
4.1. XÁC ĐỊNH MÔMEN PHANH YÊU CẦU. ................................................. 57
4.1.1. Số liệu đã biết. ......................................................................................... 57
4.1.2. Xác định tọa độ trọng tâm ô tô. ................................................................ 57
4.1.3. Xác định momen phanh theo yêu cầu. ...................................................... 60
4.2. XÁC ĐỊNH MÔMEN PHANH MÀ CƠ CẤU PHANH SINH RA. ............ 64
4.2.1.Các số liệu cơ bản. .................................................................................... 64
4.2.2. Xác định momen phanh do cầu trước sinh ra. ........................................... 65

vii


4.2.3. Xác định mô men phanh do cơ cấu phanh sau sinh ra............................... 70
4.3. XÁC ĐỊNH ÁP SUẤT PHANH. .................................................................. 71
4.4. XÂY DỰNG QUY LUẬT THAY ĐỔI CỦA CÁC THÔNG SỐ KHI
PHANH CÓ ABS. ................................................................................................ 73
4.4.1. Xác định quan hệ giữa mômen phanh, mô men bám ,gia tốc góc với hệ số
trượt................................................................................................................... 73
4.4.2. Đối với cầu trước. .................................................................................... 77
4.4.3. Đối với cầu sau. ....................................................................................... 80
4.5. TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU PHANH. ..................................................... 81
4.5.1.1. Gia tốc chậm dần khi phanh. ................................................................. 82
4.5.1.2. Thời gian phanh. ................................................................................... 83
4.5.1.3. Quãng đường phanh. ............................................................................. 84
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................... 92

Hình 3-1: Sơ đồ lực và mô men trên bánh xe phanh............................................... 32
Hình 3-2: Trạng thái lăn của bánh xe khi trượt lết.................................................. 34
Hình 3-4 : Sơ đồ cân bằng mô men trên bánh xe.................................................... 38
Hình 3-5: Sự thay đổi mô men phanh và khả năng bám của bánh xe chuyển động
không ổn định khi phanh. ...................................................................................... 39
Hình 3-6: Các dạng đồ thị lực phanh chống hãm cứng bánh xe .............................. 40
Hình 3-7: Quá trình phanh thường (a) và quá trình phanh chống hãm cứng (b) ...... 41
Hình 3-8: Sơ đồ các lực khi phanh. ........................................................................ 42
Hình 3-9: Đồ thị gia tốc phanh và thời gian phanh. ................................................ 52

ix


Hình 3-10: Đồ thị gia tốc phanh và thời gian phanh trong hệ thống phanh ABS. ... 54
Hình 3-11: Mã nguồn viết bằng LabVIEW ............................................................ 56
Hình 4-1: Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô (trường hợp ô tô đầy tải). .......................... 57
Hình 4-2: Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô (trường hợp ô tô lên dốc)........................... 59
Hình 4-3: Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh (trường hợp ô tô đầy tải). ........... 60
Hình 4-4: Đồ thị quan hệ momen phanh của xe DAEWOO BC212 MA. .............. 63
Hình 4-5: Sơ đồ tính. ............................................................................................ 66
Hình 4-6: Biểu đồ phân bố áp suất trên má phanh theo qui luật hình sin. .............. 67
Hình 4-7 : Sơ đồ tính toán cơ cấu ép. ..................................................................... 68
Hình 4-9: Các lực và momen tác dụng lên bánh xe khi phanh. .............................. 74
Hình 4-10: Sự thay đổi hệ số bám dọc φx theo độ trượt tương đối λ của bánh xe.. 77
Hình 4-11: Chu kỳ thay đổi momen phanh ở cầu trước khi có ABS. ..................... 78
Hình 4-12: Mômen phanh Mp theo thời gian t. ....................................................... 79
Hình 4-13: Mômen phanh cầu trước Mp1 theo thời gian t. ...................................... 80
Hình 4-14: Chu kỳ thay đổi momen phanh ở cầu sau khi có ABS. ........................ 80
Hình 4-15: Mômen phanh cầu sau Mp1 theo thời gian t. ......................................... 81
Hình 4-16: Giản đồ phanh. ................................................................................... 81

áp suất: .................................................................................................................. 77
Bảng 4-10: Quan hệ giữa mô men phanh trước Mpt với độ trượt λ . ...................... 80
Bảng 5-1: Tiêu chuẩn đánh giá hiệu quả phanh...................................................... 92

xi


DANH SÁCH CÁC CHỬ VIẾT TẮT
ABS: Anti-lock Braking System – Hệ thống phanh chống bó cứng bánh xe
EBD: Electronic Brakeforce Distribution – Hệ thống phối lực phanh điện tử
BAS: Brake Assist System – Hệ thống hỗ trợ phanh gấp
ESP: Electronic Stability Program – Hệ thống ổn định điện tử
SBC: Sensotronic Brake Control – Hệ thống điều khiển kiểm soát quá trình phanh
ECU : Electric Control Unit – Bộ vi xử lý
LabVIEW: Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench – Môi
trường ngôn ngữ đồ họa hiệu quả trong việc giao tiếp đa kênh giữa con người, thuật
toán và các thiết bị.

xii


LỜI NÓI ĐẦU
Trong những thập niên 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 đòi 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 công nghệ ôtô 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 toàn được đặt lên hàng 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 chống bó cứng bánh xe khi

cơ bản hoàn thành luận văn tốt nghiệp và đang chờ được phép bảo vệ.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Khoa cơ khí động lực của trường Đại
học Sư Phạm Kỹ Thuật, cảm ơn các bạn học viên cùng khoá đã giúp đỡ tôi các
phương tiện và những tài liệu có liên quan đến chuyên đề này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Phụng đã trực tiếp hướng dẫn
em thực hiện chuyên đề. Thầy đã cung cấp tài liệu và đưa ra những ý kiến đóng góp
khắc phục, sửa chữa những sai sót trong quá trình em thực hiện luận văn.
Tp HCM, ngày 25 tháng 9 năm 2014
Học viên thực hiện

xiv


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................

Hiện nay, ô 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 thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển. Ở nước ta, trong các
thành phố lớn cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, mật độ giao thông trên đường
ngày càng cao dẫn đến tai nạn giao thông ngày càng nhiều. Theo thống kê của Ủy
ban An toàn Giao thông, trong tổng số vụ tai nạn giao thông mà nguyên nhân là trục
trặc kỹ thuật thì có 65 đến 75% là do hệ thống phanh. Chính vì lý do đó mà các nhà
nghiên cứu thiết kế, chế tạo ôtô luôn đặt vấn đề hoàn thiện hệ thống phanh lên vị trí
hàng đầu với mục tiêu là tăng hiệu quả phanh, tăng tính ổn định chuyển động của xe
khi phanh, độ tin cậy cho hệ thống và qua đó tăng tính an toàn cho con người và
hàng hóa trên xe.
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 trò chủ yếu của
ABS là giúp tài xế duy trì khả năng kiểm soát 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 học viên ngành kỹ thuật cơ khí động lực 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
“NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE DAEWOO BC212MA”. 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, tính toán các thông số phanh và các chỉ tiêu

1


đánh giá hiệu quả 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 trang bị trên xe DAEWOO BC 212 MA sử dụng khí nén hai

ô tô là thực sự cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao.
Đề tài “Nghiên cứu chế tạo bộ điều khiển hệ thống phanh chống hãm
cứng (ABS)” của kỹ sư Nguyễn Thành Tâm thực hiện tháng 9 năm 2007. Đề tài
nghiên cứu một số vấn đề:
-Nghiên cứu lý thuyết về phanh ABS.
-Nghiên cứu và đề xuất thuật toán điều khiển phanh ABS.
-Thiết kế chế tạo thành công mạch điều khiển phanh ABS.
-Thử nghiệm và so sánh với ECU do TOYOTA sản xuất.
Đề tài “Nghiên cứu động lực học phanh và ổn định phanh ở xe nhiều cầu”
của kỹ sư Hoàng Ngọc Chính. Đề tài nghiên cứu một số vấn đề sau:
- Phân bố tải trọng trên xe nhiều cầu.
- Ổn định phanh trên xe nhiều cầu.
- Áp dụng tính toán trên xe tải 3 cầu nhãn hiệu HINO FM1 JNUA- RGV.
Đề tài “ Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với
máy tính” của kỹ sư Nguyễn Quang Tuyến thực hiện tháng 9 năm 2011 nội dung
đề tài nghiên cứu một số vấn đề sau;
- Chế tạo mô hình giao tiếp với máy tính trên cơ sở thiết bị của TOYOTA.
- Bộ tài liệu dùng cho giảng dạy dựa trên chương trình đào tạo của Tổng cục
Dạy nghề ban hành.
Đề tài “Nghiên cứu vấn đề ổn định của hệ thống phanh chống hãm cứng
ABS” của học viên Nguyễn Hưng Khóa 2010-2012 được thực hiện đề cập đến một
số vấn đề sau:
-Phân tích động lực học phanh ABS bằng thuật toán ABS đơn giản.
-Phân tích quá trình điều chỉnh lực phanh ABS

3


S