Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
1.1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Trong quá trình sử dụng thông số kỹ thuật của xe biến đổi theo chiều hướng xấu
đi, điều đó sẽ làm ảnh hưởng đến độ bền và tính chất ổn định chuyển động của xe.
Để xác định tình trạng kỹ thuật ta cũng có thể tháo rời các cụm, các tổng thành để
phát hiện hư hỏng. Nhưng nếu dùng phương pháp trên sẽ làm tuổi thọ bộ phận đó
giảm đi do thay đổi vị trí tiếp xúc bề mặt của các chi tiết máy, còn nếu dùng phương
pháp kiểm tra chẩn đoán trên đường để đánh giá thì phải có thiết bị di động nên khó
tổ chức theo dõi, quản lý và chi phí kiểm tra lớn. Mặc khác, ngày nay cùng với sự
phát triển của khoa học công nghệ, các hệ thống trên xe ô tô được cải tiến giúp xe
chuyển động được ổn định và an toàn hơn. Cụ thể đối với xe có trang bị hệ thống
phanh ABS thì bánh xe không bị bó cứng khi phanh do đó sẽ không có vết trượt
lếch trên đường cho nên không xác định được quãng đường phanh. Như vậy, cần
phải dùng máy móc, thiết bị kiểm tra trạng thái kỹ thuật của các cụm, tổng thành…
mà không cần phải tháo rời và khắc phục được nhược điểm của phương pháp thử
trên đường nhưng phải đảm bảo độ chính xác cao. Từ nhu cầu thực tế đó nhiều công
ty trên thế giới đã sản xuất các thiết bị kiểm tra hệ thống lái, hệ thống phanh, khí
thải…của ô tô, như công ty Maha ( Đức), FILCAR (Ý), SEFAC (Pháp), HESHBON
(Hàn Quốc)…
1
Chức năng thiết bị kiểm tra hệ thống phanh là đo lực phanh ở các bánh xe, xác
định độ chênh lệch lực phanh giữa hai bánh trên một cầu, hiệu quả phanh của từng
cầu. Tất cả các kết quả trên được hiển thị trên đồng hồ báo hay màn hình LCD.
Hình1.1: Thiết bị kiểm tra lực phanh VideoLine 2304
1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Trạm đăng kiểm 7701S (tỉnh Bình Định) nghiên cứu chế tạo thành công ru lô
ma sát dùng cho thiết bị kiểm tra phanh. Những ru lô do Trạm này sản xuất được
phép thay thế các ru lô ở các trạm đăng kiểm khác trong cả nước (theo quyết định
số115/2003/QĐĐK của Cục đăng kiểm Việt Nam). Ngoài sản phẩm kể trên, ở nước

ta hiện nay chưa có công ty nào sản xuất ru lô hay các bộ phận khác trong thiết bị
kiểm tra phanh, mà hầu hết các thiết bị công ty đều phải nhập nguyên bộ với giá
2
thành rất cao như công ty cổ phần kỹ thuật thiết bị Việt Mỹ, công ty Tân Minh
Giang, Hữu Hồng…
Tình hình nghiên cứu của sinh viên, học viên ở các trường đại học về chủ đề
này chưa có đề tài nào nghiên cứu triệt để và cũng chưa có sản phẩm thương mại
ứng dụng tại các trạm đăng kiểm, cơ sở sửa chữa ô tô hay các trường dạy nghề. Các
đề tài đã từng được nghiên cứu liên quan đến chủ đề này chỉ mới trình bày về cấu
tạo, nguyên lý làm việc và các yêu cầu trong thao tác kiểm định của một vài thiết bị
đã có trên thị trường Việt Nam.
1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
1.2.1 Yêu cầu công nghệ
Thiết bị kiểm tra phanh sử dụng ở nước ta có nhiều chủng loại. Nhưng tất cả
các thiết bị này chỉ đưa ra thông số kiểm tra mà không có nhận xét đánh giá cuối
cùng và phần giao diện với người sử dụng bằng chữ nước ngoài. Như vậy, muốn sử
dụng được thiết bị này thì đòi hỏi người kiểm tra phải có kỹ thuật chuyên môn và
hiểu biết về các tiêu chuẩn kiểm định phanh của Cục đăng kiểm Việt Nam. Mặc
khác, do chúng ta không nắm được công nghệ nên khi xảy ra hư hỏng thì không thể
chủ động sửa chữa mà phải nhập các linh kiện theo bộ của nhà sản xuất nên chi phí
sửa chữa rất cao.
Ta thấy để thiết bị nhập ngoại phù hợp hơn với điều kiện sử dụng ở nước ta thì
cần phải có phần mềm hổ trợ và phương pháp thay thế tương đương những bộ phận
hư hỏng để hạ thấp chi phí sửa chữa.

1.2.2 Nhu cầu sử dụng
3
Ở nước ta hiện nay có khoảng 1.700.000 xe ô tô đang lưu hành. Nhưng cả
nước chỉ có 90 trạm đăng kiểm (theo số liệu cục ĐKVN). Nhưng đa số các trạm
đăng kiểm chỉ sử dụng duy nhất một băng thử phanh để kiểm tra cho tất cả các loại

xe. Vì số lượng thiết bị không đủ và không đa dạng nên các Trạm đăng kiểm đều bị
quá tải và kết quả đánh giá còn sai số đối với những xe không tương thích với thiết
bị. Ngoài ra các cơ sở sửa chữa, đại lý mua bán ô tô ở các tỉnh đa số chưa có thiết bị
kiểm tra phanh vì giá thành còn cao. Mặc khác, ngày càng có nhiều các trung tâm,
trường dạy nghề được xây dựng nhưng hầu hết các trường này vẫn chưa trang bị
được thiết bị kiểm tra lực phanh để đáp ứng chương trình đào tạo ngành công nghệ
ô tô. Cụ thể ở tỉnh Long An có sáu trường dạy nghề này mà chỉ có duy nhất một
trường được trang bị.
Nhu cầu sử dụng băng thử phanh là rất lớn nhưng vì giá thành quá cao nên
việc sử dụng thiết bị này còn hạn chế.
1.2.3 Xu hướng chọn đề tài
Nghiên cứu khoa học gần đây được định hướng tốt là nghiên cứu gắn liền với
nhu cầu xã hội, mà chương trình đào tạo cao học ngành cơ khí động lực của trường
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh là một trong những đơn vị
năng động và đi đầu.
 Trên cơ sở phân tích những nghiên cứu trong, ngoài nước và nhu cầu của xã
hội …ta thấy đề tài: “Nghiên cứu nội địa hóa băng thử phanh” là rất cần thiết vì
khi giải quyết xong sẽ làm cơ sở cho việc chế tạo mô hình dạy học, chế tạo thiết bị
kiểm tra phanh ô tô mới phù hợp với điều kiện ở nước ta. Ngoài ra còn thay thế
được hệ thống điện, phần mềm nhập khẩu nhưng vẫn đảm bảo được đầy đủ tính
năng của thiết bị kiểm tra lực phanh.
4
1.3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
- Đây là lần đầu tiên một đề tài đang thực hiện tại trường mà được chuyển giao
và ứng dụng ngay tại công ty. Nhờ việc chuyển giao này mà tôi được đầu tư thiết
bị đắt tiền để thực hiện đề tài.
- Hiệu quả kinh tế về sử dụng với chi phí sản xuất thấp nhưng đảm bảo độ chính
xác và tin cậy cao. Có thể lựa chọn các linh kiện sử dụng phổ biến ở Việt Nam để
thay thế.
- Dễ dàng sử dụng và cài đặt vì chương trình phần mềm được đóng gói thành

một file.exe duy nhất, giao diện bằng tiếng Việt. Trong quá trình kiểm tra có
hướng dẫn cho người lái xe thực hiện thao tác.
1.4 MỤC ĐÍCH VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
1.4.1 Mục đích đạt được sau khi thực hiện đề tài này
Tính toán thông số chính phần cơ, lắp đặt phần điện và viết chương trình phần
mềm cho bệ đo có tính năng sau:
- Đo lực phanh trên từng bánh xe và tính toán xác định lực phanh riêng, độ sai lệch
lực phanh theo phần trăm của hai bánh xe trên cùng một cầu.
- Kết quả được tính toán và hiển thị trên màng hình máy tính. Ngoài ra, hệ thống
còn lưu được thông tin xe kiểm tra và in kết quả trên giấy A4 qua Excel và có
đánh giá hệ thống phanh.
5
- Chế độ tự động: máy tính điều khiển động cơ dừng lại và lưu kết quả khi xác định
được độ trượt của bánh xe và ru lô nằm trong khoảng 1030%.
- Chế độ an toàn cho người và thiết bị: hệ thống chỉ làm việc khi xe đã vào bệ thử và
có rơ le bảo vệ khi hệ thống bị quá tải.
- Có thể truyền được kết quả thông qua mạng Internet.
1.4.2 Đối tượng nghiên cứu
- Thiết bị kiểm tra phanh ô tô.
- Phần mềm LabVIEW
- Các tiêu chuẩn về kiểm định phanh.
- Băng thử phanh AHS có lực kiểm tra lớn nhất trên cầu là 12 kN để làm thực
nghiệm.
1.5. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
1.5.1 Nhiệm vụ nghiên cứu
Những nội dung cần phải giải quyết khi thực hiện đề tài:
- Phân tích các sản phẩm đã có trên thị trường và nhu cầu xã hội.
- Tính toán thông số kỹ thuật phần cứng và xây dựng chương trình phần mềm
cho hệ thống.
6

+ Tính toán thông số kỹ thuật phần cơ.
+ Tính toán thiết kế và lắp đặt hệ thống điện.
+ Viết chương trình bằng phần mềm LabVIEW.
- Khảo nghiệm đánh giá một số loại xe.
- Kết luận và kiến nghị.
1.5.2 Giới hạn đề tài
Tính toán thông số kỹ thuật phần cơ, thiết kế lắp đặt hệ thống điện và lập trình
trên phần mềm LabVIEW cho bệ thử phanh AHS.
1.6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu lý thuyết
+ Nghiên cứu tài liệu đăng kiểm (Thông tư số:10 /2009/TT - BGTVT) và
phân tích các tiêu chuẩn kiểm định hệ thống phanh.
+ Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý làm việc và tính năng của các loại băng thử
phanh đã có trên thị trường từ đó so sánh lựa chọn các tính năng tối ưu của
từng băng thử.
+ Phương pháp tính toán và xử lý số liệu để lựa chọn các linh kiện thay thế.
- Khảo sát thực tế
7
+ Tìm hiểu qui trình kiểm tra phanh (Trạm đăng kiểm tỉnh Long An).
+ Khảo sát tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý của băng thử và sự ảnh hưởng của vận
tốc làm việc ru lô đến độ ổn định của xe (khảo sát tại đại lý mua bán ô tô Tân
Phát Lộc Thành Phố Biên Hòa và xưỡng kiểm định Trường Trung Học Kinh
Tế Kỹ Thuật Bến Lức tỉnh Long An).
Từ phương pháp nghiên cứu đó tác giả làm cơ sở cho việc lập trình đưa ra lời
hướng dẫn thực hiện thao tác theo đúng qui trình đăng kiểm và tính toán lựa chọn
linh kiện thay thế phù hợp.
8
Chương 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Để làm cơ sở cho việc thiết kế băng thử phanh ô tô cho kết quả đánh giá

theo tiêu chuẩn kiểm định ở Việt Nam hiện nay (thông tư 10) có độ chính xác cao.
Ta đi phân tích các tiêu chuẩn, những yêu cầu trong kiểm định xe và xác định các
lực tác dụng lên ô tô khi phanh.
2.1 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC KHI PHANH
Ở đây ta chỉ khảo sát theo các giả thuyết sau:
- Khảo sát trên mô hình phẳng một vết bánh xe của ô tô hai cầu.
- Xe chuyển động trên mặt phẳng,nằm ngang. Hệ số bám ở các bánh xe không
đổi và bằng nhau.
- Phản lực thẳng đứng của đường tác dụng lên bánh xe đi qua tâm.
- Không kể đến các yếu tố ảnh hưởng của người lái và của kết cấu hệ thống
phanh.
Hình 2.1: Lực tác dụng lên ô tô khi phanh
Lực cản lăn và ở các bánh xe trước và sau, trọng lượng của ô tô G đặt tại trọng
tâm, phản lực thẳng góc lên các bánh xe trước là và sau là. Lực phanh ở các bánh xe
trước là và ở các bánh sau là , lực quán tính sinh ra do khi phanh sẽ có gia tốc chậm
dần.
9
(2-3)
Lực phanh và có điểm đặt tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường, có
phương nằm trên mặt phẳng ngang và ngược với chiều chuyển động. Lực quán tính
của ô tô đặt tại trọng tâm có chiều cùng chiều chuyển động.
Phương trình cân bằng lực khi phanh:
(2-1)
Trong đó:
- Lực cản lăn
- : hệ số cản lăn.
- : trọng lượng ô tô.
- Lực cản không khí
- : hệ số cản khí động.
- : vận tốc xe.

- S : diện tích cản gió.
- Lực cản do ma sát cơ khí
Khi phanh gấp, tốc độ giảm nhanh nên lực cản không khí , lực cản lăn và có
giá trị rất nhỏ so với lực phanh (tổng lực cản gió, cản lăn, lực ma sát chiếm khoảng
2%). Để đơn giản cho việc tính toán ta không tính đến các lực này.
Phương trình cân bằng lực khi phanh được viết lại.
(2-2)
2.2 PHÂN TÍCH CÁC TIÊU CHUẨN TRONG KIỂM ĐỊNH PHANH
Theo thông tư 10 của Bộ giao thông vận tải, hiệu quả phanh của phanh chính
khi kiểm tra trên băng thử được đánh giá bằng lực phanh, lực phanh riêng và hệ số
sai lệch lực phanh giữa hai bánh xe trên cùng một cầu. Đối với phanh tay được đánh
giá bằng lực phanh riêng. Để hiểu rõ hơn ta đi phân tích các tiêu chuẩn này.
2.2.1 Lực phanh và lực phanh riêng
Lực phanh sinh ra ở các bánh xe ô tô xác định theo công thức:
10
(2-4)
(2-5)
(2-6)
Trong đó :
- M
P
: là mômen phanh.
- r
k
: là bán kính tính toán của bánh xe.
Lực phanh riêng là lực phanh tính trên đơn vị trọng lượng của ô tô.
Lực phanh riêng đạt giá trị cực đại khi lực phanh đạt giá trị cực đại ().

Ngoài ra có thể sử dụng thông số lực phanh riêng cho từng cầu xe . Giá trị này
dùng để đánh giá khả năng sử dụng trọng lượng bám ở từng cầu.

Từ công thức (2-5), ( 2-6) ta thấy lực phanh riêng cực đại bằng hệ số bám . Hệ
số bám ở đây không phải là hằng số nó thay đổi theo tính chất của vỏ, tình trạng
mặt đường và độ trượt tương đối của bánh xe với mặt đường. Trong quá trình kiểm
định hệ thống phanh ta quan tâm nhiều đến độ trượt của bánh xe với mặt đường.
Mối quan hệ này được thể hiện thông qua đặc tính trượt của bánh xe khi phanh hoặc
khi kéo.
11
Hình 2.2: Đặc tính trượt khi phanh và kéo
Trong đó:
- : hệ số bám theo phương dọc;: hệ số bám theo phương ngang
- : độ trượt của bánh xe khi kéo;: độ trượt của bánh xe khi phanh
- : là hệ số bám dọc của bánh xe khi bánh xe trượt hoàn toàn
- : hệ số bám dọc cực đại của xe, thường đạt khi ( hoặc ) bằng
(0,1 ÷ 0,3) ứng với mọi loại đường.
Từ đặc tính trượt ta thấy khi phanh trên đường nhựa tốt, khô và nằm ngang lực
phanh riêng lớn nhất và tương ứng với độ trượt 0.10.3, lúc này lực phanh riêng đạt
(7580)%. Khi bánh xe bó cứng và trượt lếch hoàn toàn khi phanh tương ứng cho
nên lực phanh riêng thực tế chỉ khoảng khoảng (4565)%. Theo thông tư này về tiêu
chuẩn kiểm định lực phanh riêng, xe đạt yêu cầu phải đảm bảo thông số sau:
- Lực phanh riêng đối với xe có trọng lượng bản thân nhỏ hơn 1.2 tấn.
- Lực phanh riêng đối với xe có tải trọng lớn hơn 1.2 tấn.
2.2.2 Sai lệch lực phanh
Khi phanh, trục dọc của ô tô có thể bị nghiêng đi một góc nào đó so với hướng
của quỹ đạo đang chuyển động. Nguyên nhân là do tổng các lực phanh bên phải và
lực phanh bên trái khác nhau tạo thành mô men quay vòng M
q
quanh trục thẳng
đứng Z và đi qua trọng tâm A của ô tô.
12
Hình 2.3. Ảnh hưởng của sự chênh lệch lực phanh đến sự ổn định của xe.

Tổng lực phanh các bánh xe bên phải:
(2-7)
Tổng lực phanh các bánh xe bên trái:
(2-8)
Giả sử tổng lực phanh bên phải lớn hơn tổng lực phanh bên trái lúc đó ô tô sẽ
quay vòng như hình vẽ (hình 2-3)
Mô men quay vòng xác định theo biểu thức:
(2-9)
Khi xuất hiện mô men quay vòng thì ở các bánh xe sẽ có phản lực ngang sinh ra
ở cầu trước và ở cầu sau:
(2-10)
Phương trình chuyển động của ô tô đối với trọng tâm A được viết như sau:
(2-11)
Khi xe bị quay đi một góc có nghĩa lúc đó bánh xe bị trượt lếch cho nên hệ số
bám sẽ rất nhỏ vì vậy phản lực ngang cũng nhỏ. Để đơn giản cho việc tính toán ta
bỏ qua phản lực ngang này.
Phương trình được viết lại như sau:
hay (2-12)
13
(2-13)
(2-14)
(2-17)
Ở đây: - mô men quán tính của ô tô quanh trục Z.
Xác định góc quay thân xe bằng cách lấy tích phân hai lần ta được:
Trong đó: t - thời gian phanh
Ta chọn điều kiện ban đầu thì thay vào biểu thức (2-17) ta có
Từ biểu thức (2-14) ta thấy rằng góc lệch tỉ lệ thuận với mô men quay vòng và
bình phương của thời gian t và tỉ lệ nghịch với mô men quán tính .
Để ô tô không bị chệch hướng khi phanh thì lực phanh ở các bánh xe trên cùng
một trục là tương đương nhau. Giả sử rằng, các bánh xe ở phía bên phải có lực

phanh lớn nhất theo điều kiện bám giữa bánh xe với mặt đường, thì lực phanh thấp
nhất của các bánh xe ở phía bên trái cho phép là:
Lúc đó momen quay vòng cực đại được xác định như sau:
Suy ra:
Ở đây: là lực phanh cực đại một phía (phía trái hoặc phải)
Thực nghiệm đã chứng minh rằng, giá trị của ô tô càng lớn khi trọng lượng và
kích thước ô tô lớn, đồng thời các giá trị B, G, t cũng tỉ lệ thuận với . Cho nên thông
thường các giá trị của ô tô phụ thuộc chủ yếu vào độ lệch lực phanh của hai bánh
xe hai bên. Theo thông tư 10 xe đạt yêu cầu khi hệ số sai lệch lực phanh giữa hai
bánh xe trên cùng một trục phải nhỏ hơn hoặc bằng khi thử trên băng thử. Hệ số sai
lệch lực phanh trên một cầu được tính như sau:
14
(2-15)
(2-16)
(2-18)
Giá trị này tương đương với giá trị góc lệch cực đại cho phép khi phanh là hoặc
ô tô không bị vượt ra ngoài làn xe có chiều rộng 3,5m đối với phương pháp thử trên
đường.
2.2.3 Tiêu chuẩn phanh tay
Đối với phanh tay khi thử trên băng thử thì lực phanh riêng phải lớn hơn hoặc
bằng 16%. Điều này nói lên rằng tổng lực phanh sinh ra ở các bánh xe khi phanh
tay sẽ bằng một giá trị sao cho bảo đảm 16% tổng trọng lượng ô tô khi kiểm định
không tải. Nếu đem so sánh với giá trị ô tô dừng trên dốc

Trong đó:
- là khối lượng của ô tô lúc không tải.
- α : là góc dốc,.
- f : hệ số cản lăn.
Dấu (-) do lực cản lăn ngược chiều dốc.
Suy ra:

Với , ta đặt )
Ta có:
Thay vào phương trình trên ta được:

Giải phương trình trên ta tìm được:

Như vậy với qui định lực phanh riêng của phanh tay khi thử trên băng thử là 16%
sẽ tương đương với xe dừng trên dốc mà không bị trượt.
2.3 YÊU CẦU TRONG THAO TÁC KIỂM ĐỊNH PHANH Ô TÔ.
2.3.1 Khi thử phanh phải đạp phanh đều chân
15
Hình 2.4: Sự lăn bánh xe trên đường
Khi thử phanh trên đường hay trên băng thử cần phải đạp phanh đều chân nhằm
hạn chế sự trượt của bánh xe.
Để hiểu rõ hơn ta đi tìm hiểu sự trượt của ô tô khi phanh:

Khi phanh, tốc độ thực tế V lớn hơn tốc độ lý thuyết V
0
, cực P nằm bên ngoài
bánh xe và bán kính lăn của bánh xe sẽ lớn hơn bán kính tính toán (r
1
> r). Tại vùng
tiếp xúc giữa các bánh xe và mặt đường cũng xuất hiện tốc độ trượt nhưng hướng
theo hướng dương của trục X. Các quan hệ động học được thể hiện như sau:

Ở trạng thái trượt lếch hoàn toàn tức là bánh xe hãm cứng ta có mối quan hệ
Lúc này hệ số bám dọc và hệ số bám ngang giảm, dẫn đến lực phanh ở các bánh
xe lúc này cũng giảm theo. Như vậy kết quả đánh giá sẽ không chính xác và làm xe
mất ổn định.
2.3.2 Khi thử phanh phải mở ly hợp đồng thời với đạp phanh

Trong quá trình kiểm tra phanh nếu không mở li hợp sẽ xảy ra hiện tượng sau:
16
(2-19)
(2-20)
(2-24)
 Mất ổn định khi phanh
Khi phanh không mở ly hợp tức là có truyền động từ (e + i) tới r. Với phần tử r
là vỏ vi sai, e là trục của bánh xe quay nhanh hơn tức là trục của bánh xe phía ngoài
khi ô tô quay vòng hoặc là trục của bánh xe trượt nhiều hơn, i là trục của bánh xe
quay chậm hơn, tức là trục của bánh xe trong khi quay vòng hay là trục của bánh xe
trượt ít hơn. Ta có các quan hệ sau:
Các công suất thế năng:

Như vậy dòng công suất thế năng đi từ trục e tới trục i. Về quan hệ moment ta có:
Như vậy:
Nếu vi sai đối xứng ta có:
Như vậy, momen trên trục quay nhanh lớn hơn momen trên trục quay chậm.
Khi phanh bằng động cơ mà độ mòn của bánh xe trên cùng một cầu không đều
nhau tốc độ góc của các bánh xe bên trái và bên phải không bằng nhau, vi sai trong
cầu bắt đầu làm việc.
17
(2-21)
(2-22)
(2-23)
(2-25)
(2-26)
(2-27)
(2-29)
Hình 2.5: Quan hệ về lực của cầu khi vi sai làm việc
Momen trên các trục Me, Mi tạo ra các lực kéo tiếp tuyến sau khi đã kể tới

thành phần lực cản lăn Of (momen cản lăn Mf) ta có các thành phần phản lực tiếp
tuyến tại bánh xe Xi và Xe. Trong trường hợp phanh bằng động cơ Xe > Xi (như
hình vẽ).
Phản lực tiếp tuyến của hai cầu:
Do khác nên phản lực tổng hợp X không đặt tại tâm cầu mà lệch một đoạn Δ,
do đó tạo ra momen xoay cầu làm mất ổn định xe.
18
(2-28)
(2-30)
(2-31)
Đối với trường hợp vi sai đối xứng, giả sử không bị hạn chế bởi giới hạn bám, ta
có:
Khi phanh bằng động cơ trên băng thử mà hệ số bám hai bánh xe tương đương
nhau thì ô tô ổn định. Ngược lại sẽ tạo ra mô men xoay cầu xe gây mất ổn định.
 Sai lệch kết quả đo
Phương trình cân bằng lực khi phanh không mở ly hợp:

Trong đó:
- : lực cản động cơ qui dẫn về bánh xe chủ động.
- : lực ma sát trong hệ thống truyền lực.
-: lực cản đặt lên động cơ điện.
Từ biểu thức (2-31) ta thấy lực ma sát của các chi tiết trong động cơ sẽ tạo thành
sức cản cộng thêm vào lực phanh ở các bánh xe chủ động. Như vậy thì lực làm cho
ô tô chuyển động chậm dần đến khi dừng hẳn không phải chỉ có lực phanh sinh ra ở
các bánh xe mà còn chịu ảnh hưởng của lực ma sát của các chi tiết bên trong động
cơ, vì vậy sẽ không đánh giá chính xác hiệu quả phanh.
19
2.4 NGUYÊN LÝ CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG BĂNG THỬ PHANH
2.4.1 Sơ đồ cấu tạo
Hình 2.6: Sơ đồ cấu tạo băng thử phanh loại ru lô

Thiết bị kiểm tra phanh ô tô loại con lăn gồm có ba phần chính: bệ đo (1), tủ điều
khiển (6) và màn hình hiển thị (7).
 Bệ đo gồm có hai cặp ru lô (10) đặt đối xứng và được dẫn động quay bằng
mô tơ điện (12) thông qua hộp số giảm tốc (11). Đối với thiết bị này các ru lô được
dẫn động bằng xích (4) để đảm bảo cho các ru rô quay cùng tốc độ và trên vỏ hộp
giảm tốc có gắn một cảm biến (loadcell) đo lực (5) dùng để xác định lực phanh trên
từng bánh xe và giữa hai ru lô bố trí con lăn (2) đo vận tốc của bánh xe để xác định
độ trượt, cảm biến lân cận (8) dùng làm công tắc an toàn.
20
 Tủ điện bao gồm: rơ le điều khiển, máy tính, card giao tiếp
 Màn hình hiển thị kết quả đo lực phanh và độ sai lệch lực phanh…
21
2.4.1.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc công tắc an toàn
Công tắc an toàn bao gồm khung sắt giữ con lăn (mục tiêu) và cảm biến lân cận
loại điện cảm. Cấu tạo cảm biến lân cận loại điện cảm gồm bốn bộ phận chính.
Hình 2.7: Cấu tạo cảm biến lân cận loại điện cảm
Đầu phát hiện gồm một cuộn dây quấn trên lõi sắt từ có nhiệm vụ tạo ra từ
trường biến thiên trong không gian phía trước. Cấu tạo và cách bố trí cuộn dây lõi
sắt của đầu phát hiện:
- Mạch dao động có nhiệm vụ tạo dao động điện từ tần số radio.
- Mạch phát hiện mức dùng để so sánh biên độ tín hiệu của mạch dao động.
- Mạch ngõ ra dùng để tạo mức logic cho tín hiệu ngõ ra của cảm biến.
Khi xe chưa vào bệ thử khung sắt giữ con lăn gần cảm biến lân cận (hình 2.7)
(vào vùng từ trường biến thiên của cảm biến), từ trường biến thiên do mạch dao
động gây ra tập trung ở lõi sắt vì vậy nó gây nên một dòng điện xoáy trên bề mặt
22
Bố trí đầu phát hiệnLõi sắt từ Cuộn dây Vỏ bọc
1
2
đối tượng. Dòng điện xoáy sinh ra trên bề mặt đối tượng tạo nên một tải làm giảm

biên độ tín hiệu của mạch dao động. Khi biên độ của tín hiệu dao động nhỏ hơn một
ngưỡng định trước, mạch phát hiện mức sẽ tác động mạch ngõ ra để đặt trạng thái
ngõ ra OFF. Khi xe vào bệ thử bánh xe đè con lăn xuống đẩy đối tượng rời khỏi
vùng từ trường của cảm biến, biên độ tín hiệu ở mạch dao động tăng lên. Khi tín
hiệu ở mạch dao động có biên độ lớn hơn ngưỡng, mạch phát hiện mức sẽ tác động
mạch ngõ ra tạo trạng thái ngõ ra là ON. Hoạt động của công tắc được thể hiện ở
hình (hình 2.8)
Hình 2.8: Hoạt động của công tắc an toàn
Dựa trên tín hiệu này máy tính nhận biết xe đã vào bệ thử và xuất tín hiệu điều
khiển động cơ điện.
2.4.1.2 Cảm biến đo số vòng quay bánh xe
Bộ cảm biến đo số vòng quay bánh xe gồm con lăn (1) và cảm biến lân cận loại
điện cảm (2). Cấu tạo bộ cảm biến đo số vòng quay này được thể hiện ở (hình 2.9).
23
Hình 2.9a: Vị trí cảm biến (điện áp
ngõ ra ở trạng thái ON)
Hình 2.9b: Vị trí cảm biến (điện áp
ngõ ra ở trạng thái OFF)
Bánh xe quay dẫn động con lăn quay theo. Khi lỗ trên con lăn đối diện với cảm
biến (hình 2.9a) làm tín hiệu ở mạch dao động có biên độ nhỏ hơn ngưỡng định
mức. Lúc này mạch phát hiện mức sẽ tác động mạch ngõ ra ở trạng thái là ON. Khi
lỗ đi ra khỏi cảm biến (hình 2.9b) phần kim loại của con lăn nằm trong vùng từ
trường biến thiên,từ trường do cảm biến sinh ra sẽ tạo một dòng điện xoáy trên bề
mặt con lăn tạo nên một tải. Sự tổn thất này làm giảm biên độ tín hiệu của mạch dao
động. Khi biên độ của tín hiệu dao động nhỏ hơn một ngưỡng định mức, mạch phát
hiện mức sẽ tác động mạch ngõ ra ở trạng thái ON. Tín hiệu này được gởi về máy
tính, máy tính sẽ đếm sung và tính toán xác định số vòng quay của bánh xe.
Hình 2.10: Hoạt động của cảm biến đo số vòng quay
2.4.1.3 Nguyên lý loadcell.
+V

B
+SENSE
+V
OUT
-V
OUT
-V
B
- SENSE
24
Hình 2.11: Kết nối các Strain gage trong loadcell
Khi không bị tác động, điện trở của các strain gage bằng nhau, cầu ở trạng thái
cân bằng. Khi có lực hoặc khối lượng tác động làm thân cảm biến bị biến dạng cho
nên các strain gage thay đổi điện trở làm cầu lệch cân bằng và xuất hiện ở ngõ ra
một điện áp V
0
, điện áp V
0
được xác định như sau:
Khi loadcell có 2 strain gage tích cực (R
2
, R
4
giãn, R
1
=R
3
=R cố định):
Thường thì giá trị của nên ta viết lại:
Khi loadcell có 4 strain gage tích cực .

Điện áp ra của cầu :
Căn cứ thông số kỹ thuật của cảm biến và giá trị điện áp gởi về, máy tính sẽ tính
toán và xác định được lực tác dụng.
2.4.2 Nguyên lý làm việc băng thử phanh
 Chế độ tự động
Khi xe vào bệ thử, bánh xe tiếp xúc với ru lô và đè con lăn đi xuống làm công tắc
an toàn đóng. Lúc này cảm biến của công tắc an toàn sinh ra một điện áp gởi về
máy tính và máy tính xuất tín hiệu điều khiển mô tơ quay kéo ru lô quay theo. Sau
vài giây máy tính phát tín hiệu đến thời điểm đạp phanh. Lực phanh sinh ra ở các
bánh xe cản lại chuyển động quay của ru lô. Sự cản này tác động trực tiếp lên rô to
của mô tơ, rô to sẽ tạo nên một mô men M
fr
có chiều ngược với mô men quay do từ
trường cuộn dây trên starto tạo ra. Do cấu tạo lắp đặt starto quay được quanh trục
của nó, nên khi có lực phanh starto xoay tác động lên cảm biến đo lực (loadcell)
làm cho nó bị biến dạng. Sự biến dạng này làm thay đổi giá trị điện áp gởi về máy
25