CHƯƠNG II: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG PHANH XE TOYOTA FORTUNER
2.1. Giới thiệu sơ bộ về xe TOYOTA FORTUNER 2010

Thông số
Hộp số truyền động
Hãng sản xuất
Loại động cơ
Kiểu động cơ
Dung tích xy lanh
Loại xe
Nhiên liệu
Mức tiêu thụ nhiên liệu
Chiều dài cơ sở
Chiều rộng cơ sở
Trọng lượng không tải
Số cửa
Số chỗ ngồi

Đặc điểm kỹ thuật
Số tự động
Toyota
2.7L gasoline, 4 xy lanh thẳng hàng, 16
Valve, DOHC
2TR-FE
2649cc
SUV
Xăng
12,7 lít/ 100Km
2745 mm
1545 mm
1850 kg

5 cửa
7chỗ

 Xe được trang bị hệ thống phanh thủy lực hai dịng, trợ lực chân khơng, một dịng
dùng cho dẫn động cầu trước với cơ cấu phanh là dạng đĩa, một dòng dẫn động
cầu sau sử dụng phanh tang trống. Trên xe được trang bị hệ thống chống bó cứng
bánh xe ABS và bộ điều hòa lực phanh cho cụm phanh ở phía sau, được trang bị
hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp BA và hệ thống phân phối lực phanh EBD giúp


phân phối lực phanh giữa các bánh trước và bánh sau hoặc giữa các bánh xe bên
phải và bên trái.
2.1.1 Các cơ cấu và bộ phận trong hệ thống phanh của xe.
+ Cấu tạo
1. Bàn đạp phanh

2. Bộ trợ lực chân khơng
3. Xy lanh phanh chính
4. Bình chứa dầu
5. Cơ cấu phanh đĩa
6. Bộ điều hòa lực phanh
7. Cơ cấu phanh trống

+ Hoạt động
- Khi đạp phanh, lực đạp được truyền từ bàn đạp qua cần đẩy vào xilanh chính để đẩy
piston trong xilanh.
- Lực của áp suất thuỷ lực bên trong xilanh chính được truyền qua các đường ống dẫn
dầu đến các xilanh bánh xe thực hiện quá trình phanh.
- Khi nhả phanh, người lái bỏ chân khỏi bàn đạp phanh lúc này piston xilanh chính trở
lại vị trí không làm việc và dầu từ các xilanh bánh xe theo đường ống hồi về xilanh chính



vào buồng chứa, đồng thời tại các bánh xe lò xo hồi vị kéo hai guốc phanh tách khỏi
trống phanh và kết thúc q trình phanh.
 Xy lanh chính

Hình 2.2. Sơ đồ xy lanh chính

Nguyên lý hoạt động : khi đạp bàn đạp phanh, lực đạp được truyền qua cần đẩy vào xy
lanh chính để đẩy pít tơng trong xilanh này.
Lực của áp suất thủy lực bên trong xilanh chính được truyền qua các ống dầu đến các
xilanh phanh bánh xe.
 Khi không tác động vào bàn đạp phanh : các cuppen của pít tơng số 1 và số 2 được
đặt giữa cửa nạp và cửa bù tạo ra 1 đường đi giữa xilanh chính và bình chứa. Pít
tơng số 2 bị lò xo hồi đẩy sang bên phải nhưng bu lơng chặn khơng cho nó đi xa
hơn nữa.
 Khi đạp bàn đạp phanh : khi pit tông số 1 dịch chuyển sang bên trái và cuppen của
pit tông này bịt cửa bù để chặn đường đi giữa bình dầu phanh và xilanh này. Khi
pit tơng bị đẩy thêm nó tăng áp suất thủy lực bên trong xilanh chính. Áp suất này
tác động vào các xilanh phanh phía sau. Vì áp suất này cũng đẩy pit tông số 2 nên
pit tông số 2 cũng hoạt động y hệt như pit tông số 1 và tác động vào các xilanh
phanh bánh trước.


Hình 2.3. Xy lanh chính khi đạp bàn đạp phanh.

 Khi nhả bàn đạp phanh : các pittông bị đẩy về vị trí ban đầu của nó do áp suất thủy
lực và lực của lò xo phản hồi. Tuy nhiên do dầu phanh không hồi về ngay nên áp
suất thủy lực trong xilanh tạm thời giảm xuống ( độ chân khơng phát triển ). Do đó
dầu phanh ở bên trong bình chứa chảy vào xilanh qua cửa vào, và nhiều lỗ ở đỉnh

pit tông và quanh chu vi của cuppen pit tông. Sau khi pit tông đã trở về vị trí ban
đầu của nó, dầu phanh dần dần chảy từ xilanh phanh về xilanh chính rồi chảy về
bình chứa qua các cửa bù. Cửa bù này còn khử các thay đổi về thể tích của dầu
phanh có thể xảy ra do nhiệt độ thay đổi. Điều này tránh cho áp suất thủy lực của
hệ thống phanh không tăng lên khi khơng sử dụng các phanh.

Hình 2.1. Xylanh chính khi nhả bàn đạp phanh.


 Bộ trợ lực chân khơng .

Hình 2.2. Sơ đồ bộ trợ lực chân không.

Nguyên lý hoạt động :
 Khi khơng tác động phanh : van khơng khí được nối với cần điều khiển van và bị
lò xo phản hồi của van khơng khí kéo về bên phải. Van điều chỉnh bị lò xo van
điều chỉnh đẩy sang trái. Điều này làm cho van khơng khí tiếp xúc với van điều
chỉnh. Do đó, khơng khí bên ngồi đi qua lưới lọc bị chặn lại không vào được
buồng áp suất thay đổi
Trong điều kiện này van chân không của thân van bị tách khỏi van điều chỉnh, tạo ra một
lối thông giữa lỗ A và lỗ B. Vì ln ln có chân khơng trong bình áp suất khơng đổi nên
cũng có chân không trong buồng áp suất thay đổi vào lúc này. Vì vậy lị xo mang ngăn
đẩy pit tơng sang bên phải.


Hình 2.3 Bầu trợ lực khi khơng tác động.

 Đạp phanh : khi đạp bàn đạp phanh, cần điều khiển van đẩy van khơng khí làm nó
dịch chuyển sang bên trái. Lị xo van điều chỉnh cũng đẩy van khơng khí dịch
chuyển sang bên trái cho đến khi nó tiếp xúc với van chân khơng. Chuyển động

này bịt kín lối thơng giữa lỗ A và lỗ B.
Khi van khơng khí tiếp tục dịch chuyển sang bên trái, nó càng xa rời van điều chỉnh, làm
cho khơng khí bên ngồi lọt vào buồng áp suất biến đổi qua lỗ B ( sau khi đi qua lưới lọc
khơng khí ). Độ chênh áp suất giữa buồng áp suất biến đổi và buồng áp suất không biến
đổi làm cho pit tông dịch chuyển sang bên trái làm cho đĩa phản lực đẩy cần đẩy bộ trợ
lực về bên trái làm tăng lực phanh.


Hình 2.4. Bầu trợ lực ở trạng thái đạp phanh.

 Trạng thái giữ : nếu đạp bàn đạp phanh giữa chừng, cần điều khiển van và van
khơng khí ngừng dịch chuyển nhưng pit tông vẫn dịch chuyển sang bên trái do độ
chênh áp suất. Lò xo van điều khiển làm cho van này vẫn tiếp xúc với van chân
không, nhưng nó dịch chuyển theo pit tơng.
Vì van điều khiển dịch chuyển sang bên trái và tiếp xúc với van không khí, khơng khí bên
ngồi bị chặn khơng vào được buồng áp suất biến đổi, nên áp suất trong buồng áp suất
biến đổi vẫn ổn định. Do đó, có 1 độ chênh áp suất không đổi giữa buồng áp suất biến đổi
và buồng áp suất khơng đổi. Vì vậy, pit tơng ngừng dịch chuyển và duy trì lực phanh này.


Hình 2.5. Bầu trợ lực ở trạng thái giữ.

 Trợ lực tối đa : nếu đạp bàn đạp phanh xuống hết mức, van khơng khí sẽ dịch
chuyển hồn tồn ra khỏi van điều khiển, buồng áp suất thay đổi được nạp đầy
khơng khí từ bên ngồi, và độ chênh áp giữa buồng áp suất không đổi và thay đổi
là lớn nhất. Điều này tạo ra tác dụng cường hóa lớn nhất lên pit tơng.
Sau đó dù có thêm lực tác động lên bàn đạp phanh, tác dụng của lực cường hóa lên pit
tơng vẫn giữ ngun, và lực bổ sung chỉ tác dụng lên cần đẩy bộ trợ lực và truyền đến
xilanh chính.



Hình 2.6. Bầu trợ lực ở trạng thái trợ lực tối đa.

 Khi khơng có chân khơng : nếu vì lý do nào đó, chân khơng sẽ khơng tác động vào
bộ trợ lực phanh. Sẽ khơng có sự chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất không đổi
và buồng áp suất thay đổi. Khi bàn đạp phanh ở vị trí off (ngắt) pit tơng bị lị xo
màng ngăn đẩy về bên phải.
Tuy nhiên khi đạp bàn đạp phanh, cần điều khiển tiến về bên trái và đẩy van khơng khí,
đĩa phản hồi và cần đẩy bộ trợ lực. Điều này làm cho pit tơng của xilanh chính tác động
lực phanh lên phanh. Đồng thời van khơng khí đẩy vào chốt chặn van trong thân van. Do
đó, pit tơng cũng thắng lực của lò xo màng ngăn và dịch chuyển về bên trái. Do đó các
phanh vẫn duy trì hoạt động kể cả khi khơng có chân khơng tác động vào bộ trợ lực
phanh. Tuy nhiên, vì bộ trợ lực phanh không làm việc, nên sẽ cảm thấy bàn đạp phanh
“nặng”.


Hình 2.7. Bầu trợ lực ở trạng thái khơng có chân không.

 Cơ cấu phanh ở cầu trước.


Hình 2.8. Cơ cấu phanh đĩa.

Cơ cấu phanh đĩa có giá đặt xilanh di động bố trí một xilanh. Giá xilanh được bố trí di
động trên các giá nhỏ dẫn hướng. Khi phanh xilanh đẩy piston và má phanh vào đĩa
phanh, sau đó đẩy giá đặt xilanh trượt trên trục dẫn hướng để ép nốt má bên kia vào đĩa
phanh.Loại này có kết cấu các tấm má phanh tự lựa được điều khiển bằng một xilanh lực
đặt trên giá quay.
 Cơ cấu phanh cầu sau.



Hình 2.9. Cơ cấu phanh guốc.

1. Má phanh 2. Guốc phanh 3. Lò xo 4. Nắp chốt định vị 5. Trống phanh 6. Đầu piston 7.
Phớt làm kín 8. Piston 9. Phớt chắn dầu 10. Lò xo 11. Xilanh 12. Phớt chắn bụi 13. Lò xo
14. Đinh tán 15. Tấm đệm 16. Chốt phanh 17. Bạc lệch tâm 18. Bulong 19. van xả khí
Cơ cấu phanh sau là cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục nghĩa là gồm hai guốc phanh
bố trí đối xứng qua đường trục thẳng đứng. Cơ cấu phanh kiểu này dùng xilanh thủy lực
để ép guốc phanh vào tang trống, loại này thường được dùng trên xe tải nhỏ và các loại
xe du lịch. Cấu tạo chung của loại này gồm một mâm phanh được bắt cố định trên dầm
cầu, trên mâm phanh có hai chốt phanh để lắp ráp đầu dưới của hai guốc phanh. Hai chốt
cố phanh này có thể bố trí bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở má phanh và tang trống phía
dưới. Đầu trên của hai guốc phanh được lò xo guốc phanh kéo vào ép sát với piston
xilanh. Khe hở của hai má phanh và tang trống phía trên được điều chỉnh bằng cơ cấu
điều chỉnh.
 Cơ cấu phanh dừng (phanh tay)
Cơ cấu phanh dừng trên xe Toyota Fortuner trùng với cơ cấu phanh sau của xe. Trống
phanh bắt với moay ơ nhờ các ê cu bánh xe. Guốc phanh đặt trên mâm phanh nhờ chốt
định vị, chốt phanh, các lò xo hồi vị, chốt và lò xo chống rung. Phía dưới chốt phanh có
bạc lệch tâm có thể điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh. Cáp điều khiển
luồn qua mâm phanh móc vào một đầu cần guốc phanh tay. Thanh đẩy guốc phanh tay có


lị xo tỳ vào một guốc phanh tay có tác dụng truyền êm lực kéo từ cần guốc phanh tay tới
thanh đẩy và giúp cho thanh đẩy luôn ở vị trí đúng (tránh bó phanh).
2.2. Các hệ thống cơ điện tử trong hệ thống phanh trên xe Toyota Fortuner.
2.2.1 Hệ thống ABS (Anti-lock brake system).
 Khái quát chung về hệ thống ABS

Hình 2.10. Hệ thống ABS trên xe.


 ECU điều khiển
Bộ phận này xác định mức trượt giữa bánh xe và mặt đường dựa trên các tín hiệu từ các
cảm biến, và điều khiển bộ chấp hành của phanh.
Gần đây, một số kiểu xe có ECU trượt lắp trong bộ chấp hành của phanh.
 Bộ chấp hành phanh.
Bộ chấp hành của phanh điều khiển áp suất thủy lực của các xylanh ở bánh xe bằng tín
hiệu ra của ECU điều khiển trượt.
 Cảm biến tốc độ.
Cảm biến tốc độ phát hiện tốc độ của từng bánh xe và truyền đến ECU điều khiển trượt.
 Đồng hồ táp lô.


Đèn báo của ABS dùng để báo cho lái xe biết trục trặc khi ECU phát hiện lỗi ở hệ thống
hỗ trợ phanh và ABS.
Đèn báo hệ thống phanh.
Đèn này sẽ sáng cùng với đèn ABS để báo cho lái xe biết trục trặc ở hệ thống ABS và
EBD.
 Công tắc đèn phanh.
Công tắc này phát hiện bàn đạp phanh đã được đạp xuống và truyền tín hiệu đến ECU
điều khiển trượt.
 Cảm biến giảm tốc.
Cảm biến giảm tốc cảm nhận mức giảm tốc độ của xe và truyền tín hiệu đến ECU điều
khiển trượt. Bộ ECU đánh giá chính xác các điều kiện của mặt đường bằng các tín hiệu
này và sẽ thực hiện các biện pháp điều khiển thích hợp.
Khái quát về ECU điều khiển trượt
Dựa và tín hiệu của các cảm biến tốc độ, ECU điều khiển trượt cảm nhận tốc độ quay của
các bánh xe cũng như tốc độ của xe. Trong khi phanh, mặc dù tốc độ của các bánh xe
giảm xuống, mức giảm tốc sẽ thay đổi tùy theo cả tốc độ của xe trong khi phanh và tình
trạng của mặt đường, như mặt đường nhựa khơ, ướt hoặc có băng v.v.

Nói khác đi, ECU đánh giá mức độ trượt giữa bánh xe và mặt đường từ sự thay đổi tốc độ
quay của bánh xe trong khi phanh và điều khiển các van điện từ của bộ chấp hành của
phanh theo ba chế độ: giảm áp suât, giữ áp suất, và tăng áp suất để điều khiển tối ưu tốc
độ của các bánh xe.

Hình 2.11. Sơ đồ ECU điều khiển trượt.


ECU liên tục nhận được các tín hiệu tốc độ của các bánh xe từ 4 cảm biến tốc độ, và ước
tính tốc độ của xe bằng cách tính tốn tốc độ và sự giảm tốc của những bánh xe. Khi đạp
bàn đạp phanh, áp lực thủy lực trong mỗi xilanh của các bánh bắt đầu tăng lên, và tốc độ
của bánh xe bắt đầu giảm xuống. Nếu bất kì bánh xe nào dường như sắp bị bó cứng thì
ECU sẽ điều khiển để giảm áp suất thủy lực trong xilanh bánh xe đó.
2.2.2 Hệ thống điều khiển lực phanh EBD (Electronic brake-force distribution).
 Khái quát
Điều khiển EBD dùng ABS để thực hiện việc phân phối lực phanh giữa các bánh xe trước
và sau theo điều kiện chạy xe.
Ngoài ra khi phanh để quay vịng nó cũng điều khiển cá lực phanh của bánh bên trái và
bên phải giúp duy trì sự ổn định của xe.
 Hoạt động
 Phân phối lực phanh của các bánh trước/sau.
Nếu tác động các phanh trong khi xe đang chạy tiến thẳng, bộ chuyển tải trọng sẽ giảm
tải trọng tác động lên các bánh sau.
ECU điều khiển trượt xác định điều kiện này bằng các tín hiệu từ các cảm biến tốc độ, và
điều khiển bộ chấp hành ABS để điều chỉnh tối ưu sự phân bố lực phanh đến các bánh
sau.
Chẳng hạn như, mức tải trọng tác động lên các bánh sau trong khi phanh sẽ thay đồi tùy
theo xe có mang tải hay không. Mức tải trọng tác động lên các bánh sau cũng thay đổi
theo mức giảm tốc, như vậy sự phân bố lực phanh đến bánh sau được điều chỉnh tối ưu để
sử dụng có hiệu quả lực phanh của các bánh sau theo những điều kiện này.

 Phân phối lực phanh giữa các bánh bên phải và bên trái tróng khi xe quay vòng.
Nếu tác động các phanh trong khi xe đang quay vòng, tải trọng tác động vào bánh bên
trong sẽ tăng lên. ECU điều khiển trượt xác định điều kiện này bằng các tín hiệu từ các
cảm biến tốc độ và điều khiển bộ chấp hành để điều chỉnh tối ưu sự phân phối lực phanh
đến các bánh xe bên trong.


Hình 2.12. Mơ tả hoạt động của EBD.

2.2.3 Hệ thống BA (Brake assist).
 Khái quát
Đôi khi những người chưa quen lái xe hoặc những người dễ bị hoảng hốt mặc dù đã quen
lái xe không đạp bàn đạp xe đủ mạnh trong khi phanh khẩn cấp để tận dụng tính năng của
hệ thống phanh
BA là một hệ thống sử dụng cảm biến áp suất ở bên trong bộ chấp hành ABS để phát hiện
tốc độ và lực khi đang nhấn phanh để cho phép máy vi tính dự kiến ý định phanh khẩn
cấp của người lái để tăng lực phanh nhằm đạt được tính năng tối đa của hệ thống phanh


BA cũng đặt thời gian hổ trợ và mức hổ trợ để cho cảm giác về phanh càng tự nhiên càng
tốt bằng cách điều chỉnh hỗ trợ theo yêu cầu như thể hiện ở hình vẽ

Hình 2.13. Sơ đồ hệ thống BA.

 Hoạt động
Khi ECU điều khiển trượt xác định rằng người lái đang phanh khẩn cấp, van điện tử
chuyển mạnh hỗ trợ phanh được đóng mạch, tạo thành một đường thống giữa xilanh
chính và bình chứa, và chuyển dầu đến bơm
Bơm hút dầu và chuyển đến xilanh bánh xe, van an toàn 4 mở ra để đảm bảo rằng áp suất
của xilanh bánh xe không vượt quá áp suất của xilanh chính quá một mức đã đặt trước để

duy trì độ chênh áp suất này.


Hình 2.14. Bộ chấp hành của hệ thống phanh.