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

Giáo viên hướng dẫn
Bùi Đức Hạnh


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………..

Hình 5.10: Rơ le 4 chân và 5 chân 77..............................................................VI
LỜI NÓI ĐẦU.....................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài.................................................................................2
5. Giới hạn của đề tài.........................................................................................3
1.4. Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hệ thống phanh............................................7
3.2.1.2 Nguyên lý làm việc...............................................................................25

CHƯƠNG 4:HƯ HỎNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC CỦA HỆ THỐNG
PHANH CHỐNG HÃM CỨNG BÁNH XE ABS...........................................39
4.5. Quy trình chẩn đoán hệ thống ABS bằng máy chẩn đoán........................58

4.5.1. Thiết bị chẩn đoán hệ thống điện, điện tử G-Scan......................................58
4.5.1.1. Giới thiệu thiết bị G-Scan...................................................................58
4.5.1.2. Công dụng, chức năng thiết bị G-Scan...............................................58
4.5.1.3. Các linh kiện của máy G-Scan............................................................59
4.5.2. Kết nối, trình tự và xóa mã chẩn đoán của máy G-Scan với hệ thống ABS.
............................................................................................................................. 62

CHƯƠNG 5:MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHANH CHỐNG HÃM CỨNG
BÁNH XE (ABS)...............................................................................................66
5.2. Mô hình thực tế phanh ABS trong xưởng thực tập khoa cơ khí động lực.
.........................................................................................................................66
5.3. Kết cấu các chi tiết của hệ thống ABS trên mô hình................................68

5.3.1. Cơ cấu chấp hành xe lexus ES 300.............................................................68
5.3.2. Bảng táp lô xây dựng trên mô hình...........................................................70
5.3.3. Kết cấu bộ phận truyền lực và thủy lực.....................................................71
5.3.3.1. Cấu tạo:..............................................................................................71
5.3.3.2. Nguyên lý làm việc..............................................................................72
5.3.4. Các chân giắc kiểm tra sự thông mạch xây dựng trên mô hình. ................72


DANH MỤC BẢNG
Bảng 4.1. Hư hỏng,nguyên nhân và mã chẩn đoán.................................................41,42
Bảng 4.2. Quy trình chẩn đoán................................................................................45,46
II


Bảng 4.3. Bảng mã chẩn đoán......................................................................................57
Bảng 4.4.Bảng các linh kiện máy G-Scan..........................................................60,61,62

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Sơ đồ so sánh giữa xe có trang bị ABS và không có ABS............................6
Hình 1.2 Quá trình phát triển của các hệ thống phanh trên ô tô...................................7
III


Hình 2.1: Quan hệ lực bám dọc và ngang với độ trượt dọc của bánh xe....................10
Hình 2.2: Quan hệ giữa hệ số bám và độ trượt với các loại đường.............................11
Hình 2.3: Mối quan hệ giữa ϕ x và λ với các loại lốp.................................................12
Hình 2.4: Mối quan hệ giữa ϕ x , ϕ y với λ ứng với góc lệch bên α ...........................13
Hình 2.5: Góc lệch của ô tô khi phanh.........................................................................15
Hình 2.6: Sơ đồ điều khiển của hệ thống ABS............................................................17
Hình 2.7: Sự thay đổi mô men phanh, áp suất dẫn động phanh và gia tốc của bánh xe
khi phanh có ABS.........................................................................................................18
Hình 3.1: Xe toyota HIACE đời 2006..........................................................................20
Hình 3.2: Vị trí các chi tiết...........................................................................................21
Hình 3.3: Sơ đồ khối các cụm chức năng của cơ cấu ABS.........................................22
Hình 3.4: Sơ đồ điều khiển cơ cấu phanh thường........................................................23
Hình 3.5: Sơ đồ điều khiển của cơ cấu ABS................................................................23
Hình 3.6: Vị trí lắp cảm biến........................................................................................24

Hình 4.11: Tháo bu lông trên dưới bộ chấp hành........................................................47
Hình 4.12: Tháo bu lông bộ thủy lực...........................................................................47
Hình 4.13: Tháo vít giữ ECU ABS..............................................................................48
Hình 4.14: Lắp các giắc nối..........................................................................................48
Hình 4.15: Tháo bộ chấp hành và rowle ABS.............................................................49
Hình 4.16: Nối thiết bị kiểm tra bộ chấp hành.............................................................49
Hình 4.17: Thiêt bị kiểm tra bộ chấp hành của Toyota................................................49
Hình 4.18: Đạp phanh kiểm tra bộ chấp hành..............................................................50
Hình 4.19: Nhả chân phanh kiểm tra độ rung..............................................................50
Hình 4.20: Xoay công tắc ở vị trí “Front RH...............................................................51
Hình 4.21: Tháo cảm biến ra........................................................................................52
Hình 4.22: Tháo vòng giữ dây......................................................................................52
Hình 4.23: Tách giắc nối cảm biến...............................................................................52
Hinh 4.24: Tách kẹp giữ ra...........................................................................................52
Hình 4.25: Tháo bu lông lấy cảm biến ra.....................................................................53
Hình 4.26: Đo điện trở cảm biến..................................................................................53
Hình 4.27: Kiểm tra vành răng rô to.............................................................................54
Hình 4.28: Kiểm tra đèn ABS tắt.................................................................................54
Hình 4.29: Nối chân E1 va TC giắc DLC3..................................................................54
Hình 4.30: Mã hệ thống bình thường...........................................................................55
Hình 4.31: Mã lỗi hệ thống...........................................................................................55
Hình 4.32: Mã lỗi hệ thống...........................................................................................55
Hình 4.33: Mã hư hỏng hệ thống..................................................................................56
V


Hình 4.34: Thiết bị chẩn đoán hệ thống điện, điện tử G-Scan....................................58
Hình 4.35. Giắc DLC3..................................................................................................62
Hình 4.36. Nối máy chẩn đoán với chân DLC3...........................................................62
Hình 4.37. Bật khóa điện On........................................................................................63

thế giới và chủ trương nội địa hoá sản phẩm ôtô của Việt Nam.
Trong tình hình hiện nay, ngành ôtô của nước ta chủ yếu là lắp ráp nên để có thể
độc lập chế tạo các chi tiết của ôtô rất cần những nghiên cứu ứng dụng vào thực tế.
Nghiên cứu các vấn đề về lý thuyết và điều khiển hệ thống phanh ôtô hiện đại nhằm
ứng dụng thiết kế và chế tạo các hộp đen ECU điều khiển hệ thống phanh là một vấn
đề rất phức tạp nhưng đó là công việc cần phải bắt tay vào làm để trong tương lai
không xa chúng ta có thể tự nghiên cứu và sản xuất ra những sản phẩm ôtô riêng của
Việt Nam.
Đề tài cung cấp cơ sở lý thuyết cho việc chẩn đoán và đưa ra phương án bảo dưỡng
sửa chữa cụ thể để nâng cao tính hiệu quả của phanh khi cần giảm tốc độ cũng như
hiệu quả phanh trong quá trình điều khiển động học của ôtô thông qua việc sử dụng
phần mềm lập trình.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy, Bùi Đức Hạnh người trực tiếp hướng dẫn
cùng các thầy trong bộ môn ôtô, Khoa Cơ Khí Động Lực - Trường ĐHSPKT Hưng
Yên đã giúp đỡ chúng em trong quá trình thực hiện đề tài.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Hưng yên, ngày….tháng…. năm 2013

1


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay phương tiện giao thông xe máy được sử dụng phổ biến ở nước ta. Một
trong các biện pháp kết cấu làm tăng tính hiệu quả và an toàn khi phanh xe là trang bị
hệ thống phanh có tính năng chống bó cứng bánh xe khi phanh (hệ thống phanh ABS).
Hầu hết các xe tải cỡ nhỏ được sản xuất, lắp ráp trong nước sử dụng hệ thống phanh
thủy lực không có ABS, trong khi hệ thống ABS đã là một tiêu chuẩn an toàn bắt buộc
ở nhiều nước trên thế giới.
Từ thực tế cho thấy hiện nay trong xưởng của khoa cơ khí động lực trường Đại

5. Giới hạn của đề tài
- Do giới hạn về thời gian và kinh phí, nên đề tài của chúng em chỉ khôi phục và
phục hồi những hư hỏng của mô hình hệ thống phanh ABS trong xưởng thực hành của
khoa cơ khí động lực trường ĐHSPKT Hưng Yên

3


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS
1.1. Đặt vấn đề
Hệ thống phanh là hệ thống an toàn chủ động của ô tô, dùng để giảm tốc độ hay
dừng và đỗ ôtô trong những trường hợp cần thiết. Nó là một trong những cụm tổng
thành chính và đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển ô tô trên đường.
Chất lựơng của một hệ thống phanh trên ô tô được đánh giá thông qua tính hiệu
quả phanh (thể hiện qua các chỉ tiêu như quãng đường phanh, gia tốc chậm dần, thời
gian phanh và lực phanh), đồng thời đảm bảo tính ổn định chuyển động của ô tô khi
phanh. Đây là vấn đề luôn được quan tâm và nghiên cứu của các nhà khoa học, các
chuyên gia kỹ thuật trong ngành công nghiệp ô tô.
Nền công nghiệp ô tô đang ngày càng phát triển mạnh, số lượng ô tô tăng nhanh,
mật độ lưu thông trên đường ngày càng lớn. Các xe ngày càng được thiết kế với công
suất cao hơn, tốc độ chuyển động nhanh hơn thì yêu cầu đặt ra với hệ thống phanh
cũng càng cao và nghiêm ngặt hơn. Một ô tô có hệ thống phanh tốt, có độ tin cậy cao
thì mới có khả năng phát huy hết công suất, xe mới có khả năng chạy ở tốc độ cao,
tăng tính kinh tế nhiên liệu, tính an toàn và hiệu quả vận chuyển của ô tô.
Một vấn đề lớn và cũng là bài toán quan trọng cần phải giải quyết đối với hoạt
động của hệ thống phanh, đó là khi ô tô phanh gấp hay phanh trên các loại đường có
hệ số bám β thấp như đườngtrơn, đường đóng băng, tuyết thì dễ xảy ra hiện tượng
sớm bị hãm cứng bánh xe, tức hiện tượng xe bị trựơt lết trên đường khi phanh. Khi đó
quãng đường phanh sẽ kéo dài hơn, tức hiệu quả phanh thấp đi, đồng thời dẫn đến tình
trạng mất ổn định hướng và khả năng điều khiển của ô tô. Nếu các bánh xe trước sớm

1.2. Quá trình phát triển của hệ thống phanh ABS
Các hệ thống ABS thủy lực hiện nay được phát triển từ những hệ thống đầu tiên
dùng trên tàu hỏa vào những năm đầu thế kỷ 19. Sau đó, các hệ thống phanh chống bó
cứng bánh xe được phát triển trên các máy bay để trợ giúp cho quá trình hạ cánh trên
đường băng trơn trượt. Những ô tô đầu tiên sử dụng ABS là vào năm 1954, trên một
vài mẫu xe Lincoln với các thiết bị của hệ thống ABS lấy từ một máy bay của Pháp.
Vào đầu những năm 60 của thế kỷ trước, các hãng xe của Mỹ đều đưa ra một số dòng
xe của mình có sử dụng ABS. Các hệ thống đầu tiên này sử dụng các bộ tính toán
tương tự và bộ chấp hành chân không. Vì bộ chấp hành chân không có thời gian đáp
ứng chậm, nên kết quả là quãng đường phanh bị kéo dài trong quá trình phanh. Vào
những năm 70, tới lượt các hãng xe châu Âu là Mercedes và BMW đưa ra các hệ
thống ABS có điều khiển điện tử. Vào năm 1985, Mercedes, BMW và Audi sử dụng
hệ thống ABS của Bosch và hãng Ford giới thiệu hệ thống Teves đầu tiên. Cuối những
năm 80, hệ thống phanh ABS được sử dụng trên rất nhiều dòng xe cao cấp và xe thể
thao.
Hiện nay, hệ thống phanh ABS trở thành tiêu chuẩn trên tất cả các ô tô con và
ngày một trở nên phức tạp. Các hệ thống ABS hiện nay khác nhau cả về cấu trúc phần
cứng cũng như thuật toán điều khiển. Các bộ phận trong hệ thống phanh ABS được cải
tiến và áp dụng các công nghệ khác nhau, nhằm tăng tốc độ và hiệu quả hoạt động.
Các thuật toán điều khiển cũng được nghiên cứu và áp dụng các lý thuyết điều khiển
tự động mới, đem lại hiệu quả điều khiển cao trong khi vẫn tiết kiệm chi phí sản xuất.

5


Hình 1.1. Sơ đồ so sánh giữa xe có trang bị ABS và không có ABS
Nhằm nâng cao tính ổn định và tính an toàn của xe trong mọi chế độ hoạt động
như khi xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, khi đi vào đường vòng với tốc độ cao, khi
phanh trong những trường hợp khẩn cấp … hệ thống phanh ABS còn được thiết kế kết
hợp với nhiều cơ cấu khác.

thương hiệu riêng.
Do đó, trong thời gian qua trong nước đã có nhiều công trình nghiên cứu về hệ
thống phanh nói chung và hệ thống phanh ABS nói riêng. Các công trình nghiên cứu
đã có ý nghĩa góp phần làm rõ cơ sở lý thuyết về quá trình phanh ô tô, cũng như giải
quyết các vấn đề về vấn đề điều khiển quá trình phanh nhằm nâng cao chất lượng và
hiệu quả phanh.

1.4. Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hệ thống phanh
Hệ thống phanh trên ô tô làm nhiệm vụ giảm tốc độ chuyển động của xe hoặc
dừng xe một cách chủ động. Trên ô tô ngoài hệ thống phanh chính bố trí ở các bánh xe
còn có các hệ thống khác như hệ thống phanh phụ, hệ thống phanh dừng, phanh chậm
7


dần và phanh an toàn (khi có sự cố hỏng hệ thống cấp khí nén ở hệ thống phanh khí
nén).
Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng làm việc của hệ thống phanh là chỉ tiêu hiệu quả
và chỉ tiêu ổn định hướng chuyển động của ô tô khi phanh. Chỉ tiêu hiệu quả yêu cầu
quãng đường phanh xe, giảm tốc phanh, thời gian phanh không quá giới hạn qui định
nhằm làm cho xe giảm tốc nhanh, dừng xe với quãng đường ngắn nhất. Chỉ tiêu ổn
định hướng yêu cầu góc lệch hướng chuyển động của ô tô trong quá trình phanh cũng
như hành lang chiếm chỗ của ô tô trong quá trình phanh không được vượt quá giới hạn
qui định.
Để tăng lực phanh, trên các xe dùng hệ thống phanh thủy lực, có thể sử dụng cơ
cấu phanh với bố trí xy lanh phanh bánh xe kiểu đối xứng qua tâm, cơ cấu phanh guốc
kiểu tùy động, hoặc sử dụng cơ cấu phanh đĩa. Để tăng lực của dẫn động phanh, trên
xe bố trí thêm bộ cường hóa (thông thường với các xe tải nhẹ là bộ cường hóa kiểu
chân không). Tuy nhiên, lực phanh có thể phát huy tối đa lại phụ thuộc vào khả năng
bám (bám dọc) giữa bánh xe với mặt đường. Kích thước và kết cấu cơ cấu phanh bánh
xe cũng như bộ phận cường hóa dẫn động phanh được tính toán trên cơ sở giới hạn

v

) 100%

(2.1)

Trong đó:
v : vận tốc dịch dọc của bánh xe tại vết tiếp xúc.

( m/s)

ω : vận tốc góc của bánh xe khi phanh

( rad/s)

rb: bán kính lăn của bánh xe

(m)

Hiện tượng trượt lết của các bánh xe khi phanh làm giảm hiệu quả phanh và gây
mất ổn định hướng. Để tránh hiện tượng này, quá trình phanh phải được điều khiển
theo đường đặc tính trượt lý tưởng.
Trên các ô tô ngày nay sử dụng cả hai thông số gia tốc phanh và độ trượt của
bánh xe làm thông số ngưỡng điều chỉnh thay đổi áp suất phanh của bánh xe, đồng
thời sử dụng chế độ điều chỉnh mức thấp với mục đích đảm bảo khả năng quản lý độ
trượt ở vùng ổn định.

9



tính ổn định của ô tô khi phanh.

Hình 2.2. Quan hệ giữa hệ số bám và độ trượt với các loại đường
Trên (hình 2.3) trình bày mối quan hệ hệ số bám dọc và độ trượt với các loại lốp
ô tô (kích thước, kết cấu, áp suất hơi lốp) khác nhau chạy trên các loại đường có hệ số
bám khác nhau. Do đó, trong quá trình sử sụng không tùy tiện thay đổi kiểu, loại lốp
do nhà chế tạo quy định cho mỗi loại xe. Phạm vi điều khiển của hệ thống ABS ứng
với từng điều kiện cụ thể là khác nhau.
Theo đó ta thấy đối với loại lốp bố tròn chạy trên đường bê tông khô (đường
cong 1) thì giá trị ϕxmax đạt được ứng với độ trượt khoảng 10% so với loại lốp bố chéo
chạy trên đường nhựa ướt (đường cong 2) là 30%. Độ trượt tối ưu λ0 để đạt giá trị hệ
số bám cực đại trong hai trường hợp trên là khác nhau. Vì vậy phạm vi điều khiển
ABS của chúng, trường hợp lốp bố tròn chạy trên đường bê tông khô sẽ có quá trình
điều khiển ABS xảy ra sớm hơn. Tương tự là phạm vi điều khiển của hệ thống ABS
đối với loại lốp bố tròn chạy trên đường tuyết và đường đóng băng (đường cong 3 và
4).

11


Vùng ABS điều khiển

Hình 2.3. Mối quan hệ giữa ϕ x và λ với các loại lốp
1: Lốp bố tròn chạy trên đường bê tông khô.
2: Lốp bố chéo chạy trên đường nhựa ướt.
3: Lốp bố tròn chạy trên đường tuyết.
4: Lốp bố tròn chạy trên đường đóng băng.
Khi phanh trên đường vòng, xe chịu sự tác động của lực ngang nên các bánh xe
sẽ có một góc trượt α . Đồ thị (hình 2.4) thể hiện mối quan hệ giữa hệ số bám dọc ϕx
và hệ số bám ngang ϕy với độ trượt λ ứng với góc trượt α = 2 o và α = 10 o . Ta nhận


V1

V

δ
δ 1
δ
vdv
=
vdv =
(v12 − v22 )
∫V ϕ.g
∫
ϕ.g V2
2ϕ .g
2

(2.2)

Trong đó:
S min : quãng đường phanh nhỏ nhất
v1 : vận tốc của ô tô ứng với thời điểm bắt đầu phanh

13


v2 : vận tốc của ô tô ở cuối quá trình phanh

δ : hệ số tính đến ảnh hưởng các trọng khối quay của ô tô

qua trọng tâm A của ô tô. Khi ô tô bị lệch đi một góc β quá mức quy định sẽ ảnh
hưởng đến an toàn chuyển động trên đường.

14


Hình 2.5. Góc lệch của ô tô khi phanh
Vì mô men quay vòng M q lớn hơn nhiều so với mô men do các phản lực từ mặt
đường tác dụng lên các bánh xe theo phương ngang R y1 và Ry2 sinh ra, nên có thể bỏ
qua Ry1 và Ry2. Cơ sở lý thuyết ô tô cũng đã xây dựng được biểu thức xác định giá trị
góc lệch β :
M  δ .v 
β = q  1 
2 I z  ϕ .g 

2

(2.4)

Hay:

(P
β=

p. ph

− Pp.tr ).B  δ .v1 


4I z

Khi ABS hoạt động sẽ duy trì ϕ y ở giá trị cao sẽ hạn chế hiện tượng này.
Tóm lại, khi có trang bị hệ thống ABS sẽ đạt được các tiêu chí sau:
- Lợi về hiệu quả phanh (lực phanh lớn hơn do hệ số bám ϕx luôn ở phạm vi lân
cận giá trị ϕxmax).
- Lợi về tính ổn định ngang do ϕ y còn đủ lớn cho xe ổn định ngang.

2.3. Hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh
Hệ thống ABS là hệ thống điều khiển điện tử, làm nhiệm vụ tự động điều chỉnh
áp suất trong dẫn động phanh tới các bánh xe nhằm duy trì độ trượt trong giới hạn sao
cho phát huy được lực phanh lớn nhất (trong vùng có hệ số bám ϕx lớn nhất) đồng thời
vẫn đảm bảo tính ổn định hướng chuyển động của xe (vùng có trị số số ϕ y lớn) trên các
loại đường khác nhau, thỏa mãn các yêu cầu của hệ thống phanh là rút ngắn quãng
đường phanh, cải thiện tính ổn định và khả năng dẫn hướng của xe trong khi phanh.
Việc điều chỉnh này có thể được thực hiện bằng cách theo dõi giá trị gia tốc góc hay
độ trượt của bánh xe khi phanh.
2.3.1. Chu trình điều khiển ABS
Quá trình điều khiển của hệ thống ABS được thực hiện theo một chu trình kín
như (hình 2.6). Các cụm của chu trình bao gồm:

16


Hình 2.6. Sơ đồ điều khiển của hệ thống ABS
1: Bộ chấp hành thuỷ lực; 2: Xy lanh phanh chính.
3: Xy lanh bánh xe; 4: Bộ điều khiển ECU; 5: Cảm biến tốc độ bánh xe.
- Tín hiệu vào: là lực tác dụng lên bàn đạp phanh của người lái xe, thể hiện qua
áp suất dầu tạo ra trong xy lanh phanh chính.
- Tín hiệu điều khiển: bao gồm các cảm biến tốc độ bánh xe và bộ điều khiển
(ECU). Tín hiệu tốc độ các bánh xe và các thông số nhận được từ nó như gia tốc và độ
trượt liên tục được nhận biết và phản hồi về hộp điều khiển để xử lý kịp thời.