ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MINH

GVHD: DƯƠNG QUANG

MỤC LỤC
MỤC LỤC......................................................................................................................... 1
1.1.3.1. Chức năng nhiệm vụ và nguyên lý làm việc..........................................................5
1.1.3.1.1. Chức năng nhiệm vụ...........................................................................................5
1.1.3.1.2. Nguyên lý làm việc.............................................................................................7
1.1.4. Phân loại ABS........................................................................................................11
1.1.4.1. Một số sơ đồ điển hình........................................................................................14
Chương 2.......................................................................................................................... 17
KẾT CÁU CÁC CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA
CORROLA ALTIS 2.0.....................................................................................................17
2.2.3.1.1. Sơ dồ cấu tạo....................................................................................................21
2.2.3.1.2. Nguyên lý làm việc...........................................................................................21
2.2.4. Kết cấu và các bộ phận chính.................................................................................26
2.2.4.1. Cơ cấu phanh.......................................................................................................26
2.2.4.2. Xy lanh chính......................................................................................................28
2.2.4.3. Các cảm biến.......................................................................................................29
2.2.4.4. Khối điều khiển điện tử ECU..............................................................................31
2.2.4.5. Khối điều khiển điện tử.......................................................................................33
2.2.4.6. Khối thuỷ lực- điện tử (Electric-hydraulic Unit).................................................35
2.2.4.7. Bộ phân phối lực phanh điện tử (EBD)...............................................................36
2.2.4.8. Trợ lực phanh......................................................................................................36
3.3.1. Đối với cơ cấu phanh trước....................................................................................44
3.3.2. Đối với cơ cấu phanh sau.......................................................................................47
3.3.3. Quan hệ áp suất phanh trước và sau.......................................................................50

SVTH: VŨ TRUNG PHÚC

nguy hiểm.
- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an toàn cho
hành khách và hàng hóa.
- Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn chế.
- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ôtô máy kéo khi phanh.
- Không có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi
quay vòng.
- Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn dịnh trong mọi điều kiện sử
dụng.
- Có khả năng thoát nhiệt tốt.
- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển
nhỏ.

SVTH: VŨ TRUNG PHÚC

3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: DƯƠNG QUANG
MINH
Để 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 phải có tối thiểu ba loại phanh:
- Phanh làm việc: phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ở mọi chế
độ chuyển động, thường được điều khiển bằng bàn đạp nên còn được gọi là phanh chân.
- Phanh dự trữ: dùng phanh ô tô máy kéo khi phanh chính hỏng.
- Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ. Dùng để giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại
chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc. Phanh này thường được điều khiển bằng tay
đòn nên còn được gọi là phanh tay.
- Phanh chậm dần: trên các ô tô máy kéo tải trọng lớn (như: xe tải, trọng lượng toàn

Các chỉ tiêu quy định về hiệu quả phanh cho phép do từng quốc gia hay từng hiệp
hội qui định riêng dựa vào nhiều yếu tố, như: nguồn gốc và chủng loại các ô tô đang lưu
hành, điều kiện đường xá, trình độ tổ chức kiểm tra kỹ thuật, các trang thiết bị kiểm tra…
Khi phanh bằng phanh dữ trữ hoặc bằng các hệ thống khác thực hiện chức năng của
nó, gia tốc chậm dần cần phải đạt 3m/s2 đối với ô tô khách và 2,8m/s2 đối với ô tô tải.
Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu quả phanh được đánh giá bằng tổng lực phanh
thực tế mà các cơ cấu phanh của nó tạo ra. Khi thử (theo cả hai chiều: đầu xe hướng
xuống dốc và ngược lại) phanh dừng phải giữ được ô tô máy kéo chở đầy tải và động cơ
tách khỏi hệ thống truyền lực, đứng yên trên mặt dốc có độ nghiêng không nhỏ hơn 25%.
Hệ thống phanh chậm dần phải đảm bảo cho ô tô máy kéo khi chuyển động xuống
các dốc dài 6km, độ dốc 7%, tốc độ không vượt quá 30±2 km/h, mà không cần sử dụng
các hệ thống phanh khác. Khi phanh bằng phanh này, gia tốc chậm dần của ô tô máy kéo
thường đạt khoảng 0,6÷2,0 m/s2.
Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái được cảm giác, điều khiển được
đúng cường độ phanh, dẫn động phanh cần phải có cơ cấu đảm bảo quan hệ 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.
Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển cảu ô tô máy kéo khi phanh, sự phân bố lực
phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các điều kiện sau:
-Lực phanh trên các bánh xe phải và trái của cùng một cầu phải bằng nhau. Sai lệch
cho phép không được vượt quá 15% lực phanh lớn nhất.
-Không xảy ra hiện tượng khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh. Vì: các bánh xe
trước trượt sẽ làm cho ô tô máy kéo bị trượt ngang; các bánh xe sau trượt có thể làm ô tô
máy kéo mất tính điều khiển, quay đầu xe. Ngoài ra các bánh xe bị trượt còn gây mòn
lốp, giảm hiệu quả phanh do giảm hệ số bám.
Để đảm bảo yêu cầu này, trên ô tô máy kéo hiện đại người ta sử dụng các bộ điều chỉnh
lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking System-ABS).
1.1.3. Cơ sở lý thuyết về hệ thống phanh trang bị ABS.
1.1.3.1. Chức năng nhiệm vụ và nguyên lý làm việc.
1.1.3.1.1. Chức năng nhiệm vụ.

rb

- Bán kính lăn của bánh xe.

- Còn ôtô, khi phanh với tốc độ 180km/h trên đường khô, bề mặt lốp có thể bị mòn
vẹt đi một lớp dày tới 6mm.
- Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn, còn mất khả năng tiếp nhận lực ngang, và
không thể thực hiện quay vòng khi phanh trên đoạn đường cong hoặc đổi hướng để tránh
chướng ngại vật, đặc biệt là trên các mặt đường có hệ số bám thấp. Do đó dễ gây ra
những tai nạn nguy hiểm khi phanh.

Hình 1-1 Sự thay đổi hệ số bám dọc và ngang theo độ trượt tương đối của bánh xe
Vì thế để đảm bảo đồng thời hiệu quả phanh và tính ổn định cao. Ngoài ra còn giảm
mòn và nâng cao tuổi thọ cho lốp, cần tiến hành quá trình phanh ở giới hạn bắt đầu hãm
các bánh xe, 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.

SVTH: VŨ TRUNG PHÚC

6


N TT NGHIP
GVHD: DNG QUANG
MINH
gi cho cỏc bỏnh xe khụng b hóm cng hon ton khi phanh ngt, cn phi iu
chnh ỏp sut trong dn ng phanh sao cho trt ca bỏnh xe vi mt ng thay i
trong gii hn hp quanh giỏ tr ti u. Cỏc h thng chng hóm cng bỏnh xe khi phanh
cú th s dng cỏc nguyờn lý iu chnh khỏc nh:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: DƯƠNG QUANG
MINH
- Bộ phận cảm biến 1 có nhiệm vụ phản ánh sự thay đổi của các thông số được chọn
để điều khiển (thường là tốc độ góc hay gia tốc chậm dần của bánh xe hoặc giá trị độ
trượt) và truyền tín hiệu đến bộ điều khiển 2. Bộ phận 2 sẽ xử lý tín hiệu và truyền lệnh
đến cơ cấu thực hiện 3 để tiến hành giảm hoặc tăng áp suất trong dẫn động phanh.
- Chất lỏng được truyền từ xylanh chính (hay tổng van khí nén) 5 qua 3 đến các
xylanh bánh xe (hay bầu phanh) 6 để ép guốc phanh và thực hiện quá trình phanh.

Hình 1-3 Sơ đồ tổng quát của một hệ thống chống hãm cứng bánh xe
1- Cảm biến tốc độ; 2- Bộ phận điều khiển; 3- Cơ cấu thực hiện; 4- Nguồn năng lượng;
5- Xylanh chính hoặc tổng van khí nén; 6- Xylanh bánh xe hoặc bầu phanh.
Để hiểu được nguyên lý làm việc của hệ thống chống hãm cứng bánh xe, ta khảo sát
quá trình phanh xe như trên hình 3.4.

Hình 1-4 Các lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh
Nếu bỏ qua mômen cản lăn rất nhỏ và để đơn giản coi Z bx = const, thì phương trình
SVTH: VŨ TRUNG PHÚC

8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: DƯƠNG QUANG
MINH
cân bằng mô men tác dụng lên bánh xe đối với trục quay của nó khi phanh, có dạng:
M p − Mϕ − Jb (

dω b

sự tăng tốc bánh xe. Sự tăng gia tốc góc bánh xe được sử dụng làm tín hiệu vào thứ hai
để điều khiển tăng áp suất trong hệ thống phanh (điểm 5).
SVTH: VŨ TRUNG PHÚC

9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: DƯƠNG QUANG
MINH
- Khi tốc độ góc bánh xe tăng lên, độ trượt giảm và bởi vậy φ và Mφ cũng tăng lên.
- 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 Mφ phải 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 ÷ λ2 (hình 3-5), đảm bảo cho
hệ số bám có giá trị gần với cực đại nhất.
Trên hình 3-6 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.

Hình 1-6 Sự thay đổi áp suất trong dẫn động (a) và gia tốc chậm dần của bánh xe (b)
khi phanh có ABS
Hình 3-6 a 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.
Với các hệ thống chống hãm cứng bánh xe hiện nay, hệ số trượt thay đổi trong
khoảng λ1 ÷ λ2 = (15 ÷ 30)%. Tần số thay đổi áp suất trong dẫn động khí nén khoảng (3 ÷
8) Hz còn trong dẫn động thủy lực đến 20Hz.
Để thấy rõ vai trò của ABS có thể tham khảo số liệu trong bảng 1.1 nhận được khi
thử nghiệm xe du lịch trong hai trường hợp có và không có ABS và đồ thị quá trình
phanh trên hình 3-7; 3-8.
Bảng 1-1 Kết quả thí nghiệm khi phanh ôtô du lịch có trang bị ABS


21,1

SVTH: VŨ TRUNG PHÚC

10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MINH

GVHD: DƯƠNG QUANG

Đường bêtông khô

27,77

41,1

50,0

17,8

Đường bêtông ướt

27,77

62,5

100,0

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MINH

GVHD: DƯƠNG QUANG

Hình 1-10 Các phương pháp điều chỉnh áp suất phanh
a- Dùng bơm hồi dầu; b- Xả dầu về đường hồi; c-Dùng piston đối áp
1- Bơm dầu; 2- Bình tích năng; 3- Xi lanh chính; 4- Van nạp; 5- Van xả;
6- Cơ cấu phanh; 7- Đường hồi dầu; 8- Van điện từ chính.
- Theo thành phần kết cấu, các ABS điều khiển điện tử chia ra:
•Loại dùng kết hợp với xi lanh chính của hệ thống phanh cổ điển (còn gọi là loại
không tích hợp).
•Loại bán tích hợp.
•Loại tích hơp.
- Theo phương pháp điều chỉnh (giảm) áp suất, chia ra:
•Dùng bình tích năng và bơm hồi dầu.
SVTH: VŨ TRUNG PHÚC

13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MINH
•Dùng van xả dầu về bình chứa.

GVHD: DƯƠNG QUANG

•Dùng piston đối áp.
- Ngoài ra các ABS còn có thể phân loại theo số lượng cảm biến và số dòng dẫn
động điều khiển riêng rẽ.

bộ vi sai cầu sau.

Hình 1-13 Sơ đồ ABS 3 kênh 4 cảm biến
Trên hình 3-13 là sơ đồ ABS 3 kênh có 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe và 4 van
điều khiển. Phương án này hai bánh trước được điều khiển độc lập, hai bánh sau được
điều khiển chung theo modul thấp (select low mode), tức là bánh xe nào có khả năng bám
thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cả cầu sau. Phương án này sẽ loại bỏ được mô
men quay vòng cưỡng bức trên cầu sau tính ổn định tăng nhưng hiệu quả phanh giảm bớt.
Hầu hết các xe có bánh sau chủ động và nhiều xe bánh trước chủ động sử dụng ABS 3
kênh.
ABS 4 kênh điều khiển phanh 4 bánh xe một cách riêng biệt. Đây là hệ thống hoàn
chỉnh nhưng đắt tiền nhất và yêu cầu mỗi bánh xe phải có một cảm biến tốc độ riêng.

SVTH: VŨ TRUNG PHÚC

15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MINH

GVHD: DƯƠNG QUANG

Hình 1-14 Sơ đồ ABS 4 kênh 4 cảm biến
Trên hình 1-14 là sơ đồ ABS 4 kênh có 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe và 4 van
điều khiển độc lập (sử dụng phổ biến cho xe động cơ đặt trước bánh trước chủ động).Với
phương án này các bánh xe đều được tự động điều chỉnh lực phanh sao cho luôn nằm
trong vùng có khả năng bám cực đại nên hiệu quả phanh là lớn nhất. Tuy nhiên khi phanh
trên đường có hệ số bám trái và phải không đều thì mô men quay vòng cưỡng bức lớn
tính ổn định giảm.

Hình 2-1 Sơ đồ tổng thể xe Toyota Corolla Altis
SVTH: VŨ TRUNG PHÚC

17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MINH

GVHD: DƯƠNG QUANG

Hình 2-2 Hình ảnh tổng thể xe
2.1.1. Các thông số kỹ thuật chính.
Dưới đây là bảng các thông số kỹ thuật chính của xe Toyota Corolla Altis 2.0.
Bảng 2-1 Các thông số kỹ thuật chính của Toyota Corolla Altis 2.0
TT Thông số

Ký hiệu

Đơn vị

01

Kích thước bao xe

La× Ba× Ha

mm

4540 ×1760 ×1465


Trọng lượng không tải/đầy tải

07

Khoảng sáng gầm xe

4x2
Go/Ga

Người

04

Kg

1240/1300

mm

150
3ZR-FE

- Kiểu động cơ
08

- Dung tích
- Công suất cực đại/số vòng
quay



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: DƯƠNG QUANG
MINH
So với các dòng Corolla trước thì Corolla Altis 2.0 mới được trang bị thêm rất nhiều tính
năng nổi bật, tiện nghi hơn, an tòan hơn rất nhiều. Và dưới đây là bảng giới thiệu các hệ
thống trang bị của xe Toyota Corolla Altis 2.0.
Bảng 2-2 Bảng giới thiệu các trang thiết bị hệ thống của xe
Toyota Corolla Altis 2.0
TT

Tên hệ thống

Giới thiệu

01

Hộp số

4 số tự động

02

Hệ thống treo

03

Hệ thống phanh

04

Khung hấp thụ xung lực

Có

Trước
Sau
Trước

- Độc lập, kiểu Mc Pherson
- Phụ thuộc với dầm cầu xoắn chữ H
- Dĩa thông gió 15”

Sau

- Dĩa 15”

Trước

- Halogen

Sau

- LED

2.2.1. Một số hệ thống chính.
2.2.1.1. Hộp số tự động.
- Trên hệ thống truyền lực của xe được trang bị hộp số tự động. Cho phép xe hoạt
động tối ưu nhất theo điều kiện đường xá và tốc độ động cơ, với bốn số tự động. Hình 23 dưới đây mô tả cấu tạo chung của hộp số tự động trên xe Toyota Corolla Altis 2.0.
- Ưu điểm của hộp số tự động so với hộp số thường.
+ Làm giảm mệt mỏi cho lái xe bằng cách loại bỏ các thao tác cắt ly hợp và thường


20


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: DƯƠNG QUANG
MINH
- Hệ thống phanh trước và sau của xe Toyota Corolla Altis 2.0 đều là phanh đĩa điều
khiển bằng thủy lực có trợ lực chân không và có trang bị hệ thống chống hãm cứng bánh
xe ABS.
- Hệ thống phanh chính (phanh chân): Phanh trước và phanh sau là phanh đĩa điều
khiển bằng thuỷ lực trợ lực chân không, có sử dụng hệ thống chống hãm cứng ABS.
- Phanh dừng (phanh tay): phanh cơ khí tác dụng lên bánh sau.
- Dầu phanh: DOT 3 hoặc DOT 4.
2.2.3. Hệ thống phanh trên xe TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0.
2,2.3.1. Sơ đồ và nguyên lý làm việc.
2.2.3.1.1. Sơ dồ cấu tạo.
Dưới đây là sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis. [6]

Hình 2-6 Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis
1,2 - Cảm biến tốc độ bánh xe trước; 3- Cảm biến tốc độ bánh xe sau; 4- ECU và Rơle;
5- Xy lanh chính.
2.2.3.1.2. Nguyên lý làm việc.
Trên hình 2-7 là sơ đồ nguyên lý của hệ thống phanh ABS (tài liệu tham khảo [6]).
Chu trình điều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh khi ABS làm việc có 3 giai đoạn
chính: tăng áp suất, duy trì áp suất; giảm áp suất.

SVTH: VŨ TRUNG PHÚC

21


GVHD: DƯƠNG QUANG

Hình 2-8 Giai đọan tăng áp suất
1- Bộ tích năng; 2- Xy lanh bánh xe; 3- Cảm biến tốc độ bánh xe; 4- Lò xo hồi vị;
5- Cuộn Solenoid; 6,7,8- Van một chiều; 9- Xy lanh chính; 10- Bơm cao áp.

 Giai đoạn giảm áp suất:
Khi một bánh xe gần bị bó cứng, ECU gửi dòng điện 5A đến cuộn solenoid của van
điện, làm sinh ra một lực từ mạnh. Van điện 3 vị trí chuyển động lên phía trên để đóng
cửa “A” và mở cửa “B” cho chất lỏng từ xi lanh bánh xe đi vào bộ tích năng (1) thoát về
vùng áp suất thấp của hệ thống, do vậy áp suất trong dẫn động phanh được giảm xuống
(hình 5-4), tránh cho các bánh xe khỏi bị hãm cứng.
Cùng lúc đó, môtơ bơm hoạt động nhờ tín hiệu từ ECU, dầu phanh được hồi trả về
xy lanh phanh chính từ bình chứa. Mặt khác van một chiều 6 và cửa “A” đóng ngăn
không cho dầu phanh từ xy lanh chính vào van điện 3 vị trí. Kết quả là áp suất dầu bên
trong xy lanh bánh xe giảm, ngăn không cho bánh xe bị bó cứng.

SVTH: VŨ TRUNG PHÚC

23


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MINH

GVHD: DƯƠNG QUANG

Hình 2-9 Giai đoạn giảm áp suất
1- Bộ tích năng; 2- Xy lanh bánh xe; 3- Cảm biến tốc độ bánh xe; 4- Lò xo hồi vị;

“giữ áp”.

SVTH: VŨ TRUNG PHÚC

25