Nghiên cứu, tìm hiểu hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Camry 2.5Q

Cũng vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến , tiêuchuẩn và thiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ , và cải tiến hệ thống phanh nh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Hà Nội 2020

BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Thể Mã SV: 1141030127

Lớp: ĐH Ô2 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Ô tô Khóa: 11

Tên đề tài: Nghiên cứu, tìm hiểu hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Camry 2.5Q 2019

Mục tiêu đề tài: Phân tích, thiết kế các bộ phận và mô phỏng nguyên lý

hoạt động của hệ thống phanh ABS Phân tích quá trình phanh xe có trang bịABS so sánh hiệu quả tối ưu, ưu điểm so với các xe không trang bị ABS Nghiên cứu cấu tạo hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS (Anti-lock Braking System) là hệ thống an toàn chủ động của ô tô, Từ đó, đưa ra quy trình tháo, lắp và kiểm tra thống phanh ABS đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật

Kết quả dự kiến

1 Phần thuyết minh

- Tổng quan về hệ thống phanh trên ô tô

- Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc hệ thống phanh ABS trên xe Toyota

Camry 2.5Q

- Bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Camry 2.5Q

- Nghiên cứu, tính toán lực phanh của hệ thống khi hoạt động tối ưu

2 Bản vẽ

- 01 bản vẽ: Bố trí chung hệ thống phanh xe ABS trên xe Toyota Camry 2.5Q

- 01 bản vẽ: Bản vẽ chi tiết

- 01 bản vẽ: Quy trình bảo dưỡng phanh ABS

Thời gian thực hiện: từ 02/03/2020 đến 20/04/2020

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

TRƯỞNG KHOA

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ 2

1.1 Tổng quan về hệ thống phanh 2

1.2 Công dụng , yêu cầu hệ thống phanh 3

1.2.1 Công dụng 3

1.2.2 Yêu cầu 3

1.3 Phân loại hệ thống phanh 6

1.3.1 Theo bố trí phanh 6

1.3.2 Theo cơ cấu phanh (phần tử ma sát) phanh chia ra 6

1.3.3 Theo loại dẫn động 8

1.3.4 Phanh dừng 9

1.3.5 Chức năng chống hãm cứng (ABS)và không có ABS Chức năng nhiệm vụ ABS 10

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ TOYOTA CAMRY 16

2.1 Khái quát về ô tô Toyota Camry 16

2.1.1 Sơ lược xuất sứ 16

2.1.2 Thông số kỹ thuật 17

2.2 Khái quát về hệ thống phanh trên Toyota Camry 19

2.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các phần tử trong hệ thống phanh trên ô tô Toyota Camry 20

2.3.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của xylanh phanh chính 20

2.3.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bộ trợ lực phanh 23

2.3.3 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống chống bó cứng bánh xe (ABS) 26

2.3.4 Bộ phân phối lực phanh điện tử (EBD) 38

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN , KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH TRÊN CAMRY 2.5Q 40

3.1 Gia tốc chậm dần khi phanh 42

3.2 Thời gian phanh 42

3.3 Quãng đường phanh 43

CHƯƠNG 4: NHỮNG HƯ HỎNG , NGUYÊN NHÂN VÀ BIỆN PHÁP KIỂM TRA BẢO DƯỠNG , SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH XE TOYOTA CAMRY 2.5Q 47

4.1 Các hư hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục trên hệ thống phanh xe Toyota Camry 2.5Q 47

4.1.1 Kiểm tra trước sửa chữa hệ thống ABS 50

4.1.2 Hư hỏng và biện pháp khắc phục của hệ thống ABS 51

4.2 Quy trình kiểm tra , bảo dưỡng hệ thống phanh trên xe Toyota Camry .53

4.2.1 Quy trình bảo dưỡng dẫn động phanh 54

4.2.2 Quy trình bảo dưỡng cơ cấu phanh 55

4.3 Quy trình tháo lắp hệ thống phanh 56

KẾT LUẬN CHUNG 58

Tài liệu tham khảo 59

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục 6

Hình 1.2 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm 7

Hình 1.3 Cơ cấu phanh đĩa có giá đỡ di động 7

Hình 1.4 Phanh dẫn động thủy lực 9

Hình 1.5 Phanh dẫn động khí nén 9

Hình 1.6 Sơ đồ biểu diễn hệ số trượt trên các loại đường 12

Hình 1.7 Sơ đồ tổng quan của hệ thống chống hãm cứng bánh xe 14

Hình 1.8 Sơ đồ ABS kênh một cảm biến 15

Hình 2.1 Hình ảnh xe Toyota Camry 16

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí hệ thống phanh trên xe Camry 19

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí chung hệ thống phanh dạng tổng quát 19

Hình 2.4 Cấu tạo xylanh phanh chính 21

Hình 2.5 Xylanh phanh chính khi không đạp phanh 21

Hình 2.6 Xylanh phanh chính khi đạp phanh 22

Hình 2.7 Xylanh chính khi nhả phanh 22

Hình 2.8 Cấu tạo bầu trợ lực phanh 23

Hình 2.9 Bầu trợ lực phanh ở trạng thái đạp 24

Hình 2.10 Sơ đồ bố trí trên xe 26

Hình 2.11 Sơ đồ đơn giản cấu tạo ABS 26

Hình 2.12 Sơ đồ bố trí ABS trên xe ( kiểu mạch chéo) 28

Hình 2.13 Điều khiển tốc độ bánh xe 29

Hình 2.14 Chức năng kiểm tra ban đầu 31

Hình 2.15 Sơ đồ bộ chấp hành ABS 32

Hình 2.16 Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất 33

Hình 2.17 Giai đoạn giảm áp 34

Hình 2.18 Giai đoạn tăng áp 35

Hình 2.19 Cảm biến tốc độ 36

Hình 2.20 Sơ đồ bố trí hệ thống đèn báo 37

Hình 3.1 Giản đồ phanh 40

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật xe Camry 2.5Q 17Bảng 4.2 Những hư hỏng và biện pháp khắc phục của hệ thống ABS 51

LỜI NÓI ĐẦU

Nước ta đang trên con đường công nghiệp hóa hiện, đại hóa đất nước.Thì nhu cầu về phương tiện giao thông vận tải là hết sức quan trọng Với tìnhhình kinh tế như nước ta hiện nay thì giao thông đường bộ được sử dụng rộngrãi nhất vì nó đáp ứng được tính kinh tế, tính động cơ trên mọi miền tổ quốc.Trong ngành giao thông đường bộ thì ô tô được sử dụng rộng rãi nhất Vì vậyviệc tìm hiểu, nghiên cứu học hỏi và thừa kế những thành tựu mới về khoahọc kĩ thuật trên ô tô là việc làm bổ ích và thiết thực đối với sinh viên ngành ô

tô

Trên ô tô có trang bị hệ thống phanh nhằm mục đích đảm bảo cho ô tôchuyển động an toàn với tốc độ cao, trên địa hình đường xấu Do đó hệ thốngphanh là một trong những hệ thống đặc biệt quan trọng trên ô tô Để tăng tính

an toàn cho ô tô khi vận hành

Từ vấn đề đó, với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn của giáo viênhướng dẫn, em thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, tìm hiểu hệ thống phanh ABSToyota Camry 2.5Q”

Trong thời gian thực hiện đề tài, do thời gian và kiến thức còn hạn chếnên quá trình thực hiện không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định Emrất mong sự giúp đỡ, ý kiến đóng góp của quý thầy cô cùng tất cả các bạn để

đề tài được hoàn thiện hơn

Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn Ths.Phạm Văn Đoàn cùng các thầy cô trong khoa công nghệ ô tô đã tận tình giúp

đỡ , tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án này

Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Thể

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ 1.1 Tổng quan về hệ thống phanh

Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp về mọi mặt, đặc biệt

là về mặt kĩ thuật Ngành ô tô cũng có những bước phát triển rõ nét và có tínhđặc trưng riêng Ngày nay ô tô không chỉ đơn thuần là mục đích phục vụ đi lạinhanh, chuyên chở nhiều, tuổi thọ cao mà các loại ô tô đời mới trong thờigian gần đây còn đáp ứng nhu cầu càng cao và khắt khe của con người như:tính kinh tế, tính hiệu quả, tính công nghệ, tính tiện nghi,nồng độ khí xả đốivới môi trường và đặc biệt là vấn đề an toàn cho người và tài sản

Một trong những bộ phận có tính quyết định đến khả năng an toàn khichuyển động của ô tô là hệ thống phanh Vì nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn

và làm chủ với tốc độ phanh, chậm và đến khi dừng hẳn khi cần thiết Nó gópphần giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm có thể xẩy ra khi vận hành nhờ điềukhiển quá trình phanh làm chủ tốc độ, nhanh, chậm và dừng hẳn khi cần thiết.Ngày nay việc ứng dụng tiến bộ kỹ thuật vào hệ thống an toàn ngày cànghiện đại , với hệ thống chống bó cứng bánh xe (ABS) làm cho người sử dụngcảm thấy yên tâm hơn khi vận hành Phanh sử dụng ABS là một trong haicông nghệ bổ sung cho hệ thống phanh hữu dụng nhất của ngành công nghiệp

ô tô trong thời gian gần đây Vai trò chủ yếu của ABS là giúp tài xế duy trìkhả năng kiểm soát xe trong những tình huống phanh gấp

Cũng vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến , tiêuchuẩn và thiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt

và chặt chẽ , và 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 vớimục đích đảm bảo an toàn chuyển động và tăng hiệu quả chuyển động của ôtô

1.2 Công dụng , yêu cầu hệ thống phanh

Hệ thống phanh trên ô tô gồm có các bộ phận chính : cơ cấu phanh , dẫnđộng phanh Ngày nay trên cơ sở của các bộ phận kể trên , hệ thống phanhcòn được bố trí thêm các thiết bị nâng cao hiệu quả phanh như ABS (côngnghệ chống bó cứng phanh), EBD (công nghệ phân bố lực phanh điện tử)

Cơ cấu phanh : được bố trí ở gần bánh xe , thực hiện chức năng của các

cơ cấu ma sát nhằm tạo ra mô men hãm trên các bánh xe của ô tô khi phanh Dẫn động phanh : bao gồm các bộ phận liên kết từ cơ cấu điều khiển(bàn đạp phanh , cơ cấu phanh) tới các chi tiết điều khiển sự hoạt động của cơcấu phanh Dẫn động phanh dùng để truyền và khuếch đại lực điều khiển từ

cơ cấu điều khiển phanh đến các chi tiết điều khiển hoạt động của cơ cấuphanh

1.2.2 Yêu cầu

Hệ thống phanh cần đảm bảo yêu cầu chính sau:

- Làm việc bền vững, tin cậy

- Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trongtrường hợp nguy hiểm.

- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và

an toàn cho hành khách và hàng hoá

- Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạnchế

- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô máy kéo khi phanh

- Không có hiện tượng tự phanh khi khi các bánh xe dịch chuyển thẳngđứng và khi quay vòng

- Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh cao và ổn định trong mọiđiều kiện sử dụng

-Có khả năng thoát nhiệt tốt

-Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực tác dụng cần thiết lên bàn đạp hayđòn điều khiển nhỏ

Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trườnghợp, hệ thống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loạiphanh là:

Phanh làm việc : phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên

ở tất cả mọi chế độ chuyển động, thường được điều khiển bằng bản đạp nêncòn gọi là phanh chân

Phanh dự trữ:dùng để phanh ô tô máy kéo trong trường hợp phanh chínhhỏng

Phanh dừng: còn gọi là phanh phụ, dùng để giữ cho ô tô máy kéo đứngyên tại chỗ khi xe dừng hoặc khi không làm việc, phanh này thường đượcđiều khiển bằng tay đòn nên gọi là phanh tay

Phanh chậm dần: trên các ô tô máy kéo tải trọng lớn (như xe tải, trọnglượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn, xe khách lớn hơn 5 tấn ) hoặc làm việc ở vùngđồi núi, thường xuyên phải chuyển động lên xuống các dốc dài còn phải cóloại phanh thứ tư là phanh chậm dần, dùng để:

+ Phanh liên tục, giữ cho tốc độ động cơ không tăng quá giới hạn chophép khi xuống dốc

+ Để giảm dần tốc độ của ô tô máy kéo trước khi dừng hẳn

Các loại phanh trên có thể có bộ phận chung và kiêm nhiệm chức năngcủa nhau Nhưng chúng phải có ít nhất hai bộ phận điều khiển và dẫn độngđộc lập

Ngoài ra, để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh chính còn được phânthành các dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng còn lạivẫn làm việc bình thường

Để có hiệu quả phanh cao:

+ Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao

+ Phân phối mô men phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụngđược toàn bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh

Hiệu quả phanh người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính là: gia tốc chậm dần

và quãng đường phanh Ngoài ra cũng có thể dùng các chỉ tiêu khác như: lựcphanh hay thời gian phanh

Các chỉ tiêu quy định về hiệu quả phanh cho phép do từng quốc gia haytừng hiệp hội quy định riêng dựa vào nhiều yếu tố như : nguồn gốc và chủngloại các ô tô đang lưu hành , điều kiện đường xá , trình độ tổ chức kiểm tra kỹthuật , các trang thiết bị kiểm tra

1.3 Phân loại hệ thống phanh

giống nhau , đối xứng nhau qua tâm Mỗi guốc phanh được lắp đặt cố định ởmâm phanh và có chốt bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của máphanh với trống phanh Một phía của piston luôn tỳ vào xy lanh bánh xe nhờ

lò xo guốc phanh Khe hở phía trên giữa guốc phanh và trống phanh đượcđiều chỉnh bằng cơ cấu tự điều chỉnh khe hở lắp trong piston của xylanh bánhxe

Hình 1.2 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm 1- Guốc phanh , 2- má phanh , 3- tang trống , 4- chốt phanh , 5- xy lanh phanh sau

- Phanh đĩa :

Hình 1.3 Cơ cấu phanh đĩa có giá đỡ di động

Kết cấu của phanh rất đa dạng , các chức năng hoàn thiện nhiều , chẳnghạn : Trong các phanh đĩa nằm trên bánh xe sau thường có cơ cấu liên động

điều khiển với phanh tay , cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở má phanh vàphanh đĩa , cảm biến do tốc độ quay của bánh xe Do đó các hư hỏng xẩy ra

có thể là các biểu hiện không rõ ràng Việc phân tích các hư hỏng và chẩnđoán kỹ thuật cần nắm chắc kết cấu cụ thể của chúng Bao gồm có một đĩaphanh được lắp với moay ơ bánh xe và quay cùng bánh xe Một giã đỡ cốđịnh trên dầm cầu trong đó có đặt các xylanh bánh xe Hai má phanh dạngphẳng và được đặt ở hai bên đĩa phanh và được dẫn động bởi các xylanh bánh

xe Có hai loại giã đỡ : giã đỡ di động và giã đỡ cố định

- Phanh dải :

1.3.3 Theo loại dẫn động

Theo dẫn động phanh chia ra:

+ Phanh cơ khí

+ Phanh thủy lực : dẫn động phanh thủy lực có ưu điểm phanh êm dịu ,

dễ bố trí độ nhạy cao (do dầu không chịu nén) tuy nhiên tỷ số truyền của dẫnđộng dầu thấp nên thường gặp trên ô tô con , ô tô tải nhẹ Phanh thủy lực đơngiản gồm có bàn đạp, xylanh phanh chính , xy lanh bánh xe gồm : (phanh dẫnđộng thủy lực không có trợ lực , phanh dẫn động thủy lực có trợ lực)

Hình 1.4 Phanh dẫn động thủy lực 1- Xylanh tổng , 2- bàn đạp phanh , 3 – phanh tang trống , 4 – đĩa phanh

+ Phanh khí nén

Hình 1.5 Phanh dẫn động khí nén 1- Máy nén khí , 2- Bầu lọc khí , 3- Bộ điều chỉnh áp suất , 4 – đồng hồ đo

áp suất , 5 – bàn đạp phanh , 6 – Van an toàn , 7 – Bình chứa khí , 8 – Van phân phối , 9 – Bầu phanh , 10 – cam phanh , 11 – lò xo cơ cấu phanh , 12 – guốc phanh

1.3.4 Phanh dừng

Dùng để dừng đỗ xe trên đường dốc hoặc đường bằng Nói chung hệthống phanh này được sử dụng khi xe đứng yên khi người lái rời khỏi xe Vềcấu tạo phanh dừng gồm có hai bộ phận chính là cơ cấu dẫn động phanh và cơcấu phanh Về cơ cấu phanh có thể bố trí kết hợp với cơ cấu các bánh xe sau ,hoặc bố trí trên trục ra của hộp số Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng

hầu hết là dẫn động cơ khí Được bố trí và hoạt động độc lập với dẫn độngphanh chính và điều khiển bằng tay , vì vậy còn gọi là phanh tay

1.3.5 Chức năng, nhiệm vụ, phân loại hệ thống chống bó cứng phanh ABS

a, Nhiệm vụ ABS

ABS thực ra là công nghệ điện tử thay thế cho phương pháp phanh hiệuquả nhất (đặc biệt trên mặt đường trơn trượt) là đạp - nhả pê-đan liên tục, cảmnhận dấu hiệu rê bánh để xử lý Do việc thực hiện kỹ thuật này không đơngiản mà các chuyên gia ôtô ở hãng Bosch, Đức, đã nghiên cứu, chế tạo cơ cấuABS bao gồm các cảm biến lắp trên bánh xe (ghi nhận tình trạng hoạt động);

bộ xử lý điện tử CPU và thiết bị điều áp (đảm nhiệm thay đổi áp suất trongpiston phanh)

Trong trường hợp phanh gấp, nếu CPU nhận thấy một hay nhiều bánh cótốc độ quay chậm hơn mức quy định nào đó so với các bánh còn lại, thôngqua bơm và van thủy lực, ABS tự động giảm áp suất tác động lên đĩa (quátrình nhả), giúp bánh xe không bị hãm cứng (hay còn gọi là "bó")

Tương tự, nếu một trong các bánh quay quá nhanh, máy tính cũng tựđộng tác động lực trở lại, đảm bảo quá trình hãm Để thực hiện được điều này,

hệ thống sẽ thực hiện động tác ép - nhả má phanh trên phanh đĩa khoảng 15lần mỗi giây, thay vì tác động một lần cực mạnh khiến bánh có thể bị "chết"như trên các xe không có ABS

Các bộ điều chỉnh lực phanh, bằng cách điều chỉnh sự phân phối áp suấttrong dẫn động phanh các bánh xe trước và sau, có thể đảm bảo:

- Hoặc hãm cứng đồng thời các bánh xe (để sử dụng triệt để trọnglượng bám và tránh quay xe khi phanh)

- Hoặc hãm cứng các bánh xe trước (để đảm bảo điều kiện ổn định)

hệ số bám thấp Do đó dễ gây ra những tai nạn khi phanh.

Vì vậy mục tiêu của hệ thống phanh ABS là giữ cho bánh xe trong quátrình phanh có độ trượt thay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị λ0, khi đóhiệu quả phanh cao nhất (lực phanh đạt giá trị cực đại do giá trị φmax) đồngthời tính ổn định và tính dẫn hướng của xe là tốt nhất (φy đạt giá trị cao), thỏamãn các yêu cầu cơ bản của hệ thống phanh là rút ngắn quảng đường phanh,cải thiện tính ổn định và khả năng điều khiển lái của xe trong khi phanh

Hình 1.6 Sơ đồ biểu diễn hệ số trượt trên các loại đường

Tỉ số trượt: Tỉ số khác biệt giữa tốc độ xe và tốc độ bánh xe

Tỉ số trượt = (tốc độ xe – tốc độ bánh xe).100%/tốc độ xe

Tỉ số trượt 0% là trạng thái bánh xe quay tự do không có lực

Tỉ số trượt 100% là trạng thái trong đó bánh xe bị bó cứng hoàn toàn vàtrượt trên mặt đường

Mối quan hệ giữa lực phanh và tỉ số trượt được biểu diễn bởi đồ thị.Bằng đồ thị ta có thể dễ dàng hiểu được mối liên hệ giữa lực phanh và hệ sốtrượt Lực phanh không nhất thiết cân đối với tỷ số trượt Vì vậy để đảm bảolực phanh lớn nhất thì tỷ số trượt nằm trong vùng dung sai trượt ABS

Các hệ thống hãm cứng bánh xe khi phanh có thể sử dụng nguyên lýđiều chỉnh sau đây:

- Theo gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh

- Theo giá trị độ trượt cho trước

- Theo giá trị của tỷ số vận tốc góc của bánh xe với gia tốc chậm dầncủa nó.

Ở các loại đường nhựa khô, hệ số bám dọc vẫn tương đối cao Tuy nhiên

hệ số bám ngang φy nhỏ, do đó không đảm bảo được lực bám ngang, làm cho

xe mất tính ổn định hướng khi phanh Vì vậy trang bị ABS trên xe sẽ vẫn rấtcần thiết để đảm bảo hiệu quả phanh tốt nhất Qua thực nghiệm người ta thấyrằng khi có trang bị hệ thống ABS:

● Đường nhựa khô: hiệu quả phanh đạt khoảng 115% (tăng 15% so vớikhông có ABS)

● Đường đóng băng: hiệu quả phanh đạt khoảng 150% (tăng 50% so vớikhông có ABS)

Tóm lại khi có trang bị hệ thống ABS:

- Lợi về hiệu quả phanh (lực phanh lớn hơn do hệ số bám luôn ở phạm

vi giá trị φmax )

- Lợi về tính ổn định ngang do φy còn đủ lớn giúp cho xe ổn địnhngang

b, Phân loại ABS

Mặc dù có chung một nguyên lý làm việc, nhưng các ABS có thể đượcthiết kế theo nhiều sơ đồ kết cấu và biện pháp điều chỉnh áp suất khác nhau

Hệ thống ABS được phân loại theo các phương pháp sau:

- Theo phương pháp điều khiển, ABS có thể chia thành hai nhóm lớn:điều khiển bằng cơ khí và điều khiển điện tử

- Theo thành phần kết cấu, các ABS điều khiển điện tử chia ra:

• Loại dùng kết hợp với xylanh chính của hệ thống phanh cổ điển (còngọi là loại không tích hợp)

• Loại bán tích hợp

• Loại tích hợp

- Theo phương pháp điều chỉnh (giảm) áp suất, chia ra:

• Dùng bình tích năng và bơm hồi dầu.

• Dùng van xả dầu về bình chứa

• Dùng piston đối áp

- Ngoài ra các ABS còn có thể phân loại theo số lượng cảm biến và sốdòng dẫn động điều khiển riêng rẽ

c, Sơ đồ nguyên lý làm việc, một số sơ đồ điển hình

- Bộ phận cảm biến 1 có nhiệm vụ phản ánh sự thay đổi của các thông sốđược 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 phận điều khiển 2 Bộ phận

2 sẽ xử lý tín hiệu và truyền đến cơ cấu thực hiện 3 để tiến hành giảm hoặctăng áp suất trong dẫn động phanh

- Chất lỏng được truyền từ xylanh chính (hay tổng van khí nén) 5 qua 3đến các xylanh bánh xe (hay bầu phanh) 6 để ép các guốc phanh và thực hiệnquá trình phanh

- Sơ đồ nguyên lý làm việc

Hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS thực chất là một bộ điều chỉnhlực phanh có mạch liên hệ ngược Sơ đồ khối điển hình của một ABS có dạngnhư sau :

5

4 3

2 1

6

Hình 1.7 Sơ đồ tổng quan của 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.

- Một số sơ đồ điển hình

Sau đây sẽ giới thiệu một số sơ đồ ABS phổ biến dùng với dẫn độngthủy lực, điều khiển bằng điện tử

6 5

Sơ đồ hình 1.8 sử dụng một cảm biến tốc độ bánh xe với vòng răng cảmbiến đặt trên bánh răng vành chậu của bộ vi sai cầu sau Sơ đồ này hai bánhsau được điều khiển chung theo môdun chọn thấp (select low mode), tức làbánh xe nào có khả năng bám thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cảcầu sau

ABS 1 kênh – RWAL (Rear Wheel Antilock) hay RABS ( Rear AntilockBraking System) là những hệ thống chống hãm cứng hai bánh sau, điều khiển

áp suất dòng dẫn động đi đến đồng thời cả hai phanh bánh sau, nó chỉ lànhững hệ thống đơn giản được thiết kế cho các loại xe thể thao, xe tải nặng, vì

các loại xe này rất dễ bị hãm cứng bánh sau khi phanh trong trường hợp nonhoặc không tải.

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ

TOYOTA CAMRY 2.1 Khái quát về ô tô Toyota Camry

2.1.1 Sơ lược xuất sứ

Toyota tự hào giới thiệu mẫu xe Toyota Camry - một sản phẩm được

thiết kế để hướng tới sự hoàn hảo

Camry thế hệ mới sẽ tạo lập nên một chuẩn mực toàn cầu cho dòng xehạng trung cao cấp, mang đến một hình ảnh mới với thiết kế sang trọng, thểthao và đẳng cấp, cùng khả năng vận hành mạnh mẽ, vượt trội đồng thời tiếtkiệm nhiên liệu tối ưu

Hình 2.1 Hình ảnh xe Toyota Camry

Kể từ lần giới thiệu đầu tiên vào năm 1982 tại Nhật Bản, Camry đã tạodựng được vị thế là chiếc xe chiến lược toàn cầu của Tập đoàn ô tô Toyota,với số bán ngày càng tăng cao Cho đến nay, Camry đã có mặt tại hơn 100nước và khu vực trên toàn thế giới Hiện nay, Camry đã được sản xuất tại 8quốc gia và vùng lãnh thổ bao gồm Nhật Bản, Mỹ, Australia, Thái Lan, ĐàiLoan, Việt Nam, Trung Quốc và Nga

Tại Việt Nam, kể từ lần ra mắt đầu tiên vào tháng 1 năm 1998, Camry đãluôn giữ vững vị trí dẫn đầu trong phân khúc xe hạng trung cao cấp, được coi

là chiếc xe sang trọng, hoàn hảo và là “niềm tự hào khi sở hữu” Camry đãnhanh chóng có được sự đánh giá cao và tin dùng của khách hàng, với tổngdoanh số bán cộng dồn lên đến hơn 17.500 chiếc Không dừng lại ở đó,Toyota tiếp tục giới thiệu Camry mới thế hệ mới với những thiết kế mới sangtrọng, thể thao và hiện đại Camry mới xứng đáng là chiếc xe hàng đầu trênthị trường ô tô Việt Nam, là biểu tượng cho sự thành công của những ngườidẫn đầu và tiên phong trên con đường chinh phục những thành công mới

5 Mô men xoắn cực đại (N.m) 231 Nm tại 4100 vòng/phút

kiểu DOHC, hệ thống VVT-i kép,ACIS

Sau: Đĩa đặc 15-inch

9

Hệ thống treo

Trước: Macpherson Sau: Độc lập 2 liên hết,thanh cân bằng

14 Trọng lượng xe không tải ( kg ) 1505 kg

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí hệ thống phanh trên xe Camry 1-Bàn đạp phanh ; 2- Bộ trợ lực phanh; 3-Xylanh chính; 4- Van điều hoà lực phanh; 5-phanh đĩa; 6-.phanh đỗ.

 Sơ đồ bố trí dạng tổng quát:

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí chung hệ thống phanh dạng tổng quát

1- Bàn đạp phanh; 2-Trợ lực phanh; 3-Xylanh chính ; 4-Rô to cảm biến

và cảm biến tốc độ; 5,10- Cụm cơ cấu phanh; 6- Bộ chấp hành ABS; 7-ECU điều khiển trượt; 8- Giắc chuẩn đoán DLC 3; 9-Đèn báo trên bảng táp lô.

Toyota sử dụng cơ cấu phanh đĩa dẫn động phanh bằng thủy lực và cótrợ lực chân không với buồng chân không kép

- Cơ cấu phanh trước : là kiểu phanh đĩa có calip cố định,đĩa phanhthông gió 16 inch giúp làm mát tốt trong quá trình hoạt động

- Cơ cấu phanh sau: kiểu phanh đĩa có calip cố định, đĩa phanh là đĩađặc 15 inch

- Phanh dừng kiểu tang trống tích hợp trên 2 bánh sau, điều khiển vàdẫn động bằng cơ khí

- Trợ lực phanh sử dụng bầu trợ lực kiểu chân không buồng chân khôngkép có kết cấu nhỏ gọn nhưng đạt hiệu quả trợ lực cao

- Trang bị ABS trên 4 bánh

- Trang bị hệ thống hỗ trợ phanh gấp BA và hệ thống phân phối lựcphanh điện tử EBD

- Trang bị hệ thống kiểm soát lực kéo TRC

2.3.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của xylanh phanh chính

 Khái quát chung:

Xylanh chính là một cơ cấu chuyển đổi lực tác động của bàn đạp phanhthành áp suất thuỷ lực Hiện nay, xylanh chính kiểu hai buồng có hai pistontạo ra áp suất thuỷ lực trong đường ống phanh của hai hệ thống Sau đó ápsuất thuỷ lực này tác động lên các càng phanh đĩa hoặc các xi lanh phanh củaphanh kiểu tang trống Bình chứa dùng để loại trừ sự thay đổi lượng dầuphanh do nhiệt độ dầu thay đổi Bình chứa có một vách ngăn ở bên trong đểchia bình thành phần phía trước và phía sau Thiết kế của bình chứa có hai

phần để đảm bảo rằng nếu một mạch có sự cố rò rỉ dầu, thì vẫn còn mạch kia

để dừng xe Cảm biến mức dầu phát hiện mức dầu trong bình chứa thấp hơnmức tối thiểu và sau đó báo cho người lái bằng đèn cảnh báo của hệ thốngphanh

 Cấu tạo:

Hình 2.4 Cấu tạo xylanh phanh chính 1- Piston số 1; 2- Lò xo hồi số 1; 3- Piston số 2; 4- Lò xo hồi số 2; 5- Các cuppen;

Nguyên lý hoạt động

- Khi không đạp phanh:

Hình 2.5 Xylanh phanh chính khi không đạp phanh

- Khi đạp bàn đạp phanh:

Hình 2.6 Xylanh phanh chính khi đạp phanh

Piston số 1 dịch chuyển sang bên trái và cuppen của pittông này bịt kíncửa bù để chặn đường đi giữa xi lanh này và bình chứa Khi piston bị đẩythêm, nó làm tăng áp suất thuỷ lực bên trong xi lanh chính, áp suất này tácđộng vào các xylanh phanh phía sau Vì áp suất này cũng đẩy piston số 2, nênpiston số 2 cũng hoạt động giống hệt như piston số 1 và tác động vào cácxylanh của bánh trước

- Khi nhả bàn đạp phanh:

Hình 2.7 Xylanh chính khi nhả phanh

Các piston bị đẩy trở về vị trí ban đầu của chúng do áp suất thuỷ lực vàlực của các lò xo phản hồi Tuy nhiên do dầu phanh từ các xylanh bánh xekhông chảy về ngay, áp suất thuỷ lực bên trong xi lanh chính tạm thời giảmxuống (độ chân không phát triển) Do đó, dầu phanh ở bên trong bình chứa

chảy vào xi lanh chính qua cửa vào, và nhiều lỗ ở đỉnh pittông và quanh chu

vi của cúppen pittông Sau khi pittông đã trở về vị trí ban đầu của nó, dầuphanh dần dần chảy từ xylanh phanh về xylanh chính rồi chảy vào bình chứaqua các cửa bù Cửa bù này còn khử các thay đổi về thể tích của dầu phanh cóthể xảy ra ở bên trong xylanh do nhiệt độ thay đổi Điều này tránh cho áp suấtthuỷ lực tăng lên khi không sử dụng các phanh

2.3.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bộ trợ lực phanh

Trên xe Camry sử dụng bộ trợ lực chân không kiểu hai buồng rất gọn vàđặc biệt khỏe (có hai buồng chân không)

 Cấu tạo bầu trợ lực phanh:

Hình 2.8 Cấu tạo bầu trợ lực phanh 1- Piston số 2; 2- Piston số 1; 3- Van chân không; 4- Van điều khiển;

5- Lò xo hồi vị van khí ; 6- Lọc khí; 7- Cần điều khiển từ bệ phanh; 8- Thân

hãm van.

 Nguyên lý hoạt động của bầu trợ lực phanh:

- Khi không đạp phanh:

Khi không đạp phanh thì không có lực tác dụng lên cần điều khiển van

Vì vậy van khí và cần điều khiển van bị đẩy sang phải nhờ sức căng của lò xohồi van khí và chúng dừng lại khi van khí chạm vào tấm chặn van Lúc này dovan khí đẩy van điều khiển sang phải cửa thông với khí trời qua lọc khí vào

trong bị đóng lại.

Mặt khác van chân không và van điều khiển không tiếp xúc với nhau nêncửa (A) được thông với cửa (B) Vì vậy chân không tác dụng lên cả buồng ápsuất thay đổi và buồng áp suất không đổi nên không có sự chênh áp giữa cácbuồng cả hai phía của piston

- Khi đạp phanh:

Khi đạp phanh cần điều khiển phanh và van khí cùng bị đẩy sang trái.Vậy van điều khiển và van chân không tiếp xúc với nhau bịt đường thônggiữa cửa (A) của buồng áp suất không đổi và cửa (B) của buồng áp suất thayđổi Tiếp đó van khí sẽ tách ra khỏi van điều khiển và không khí từ lọc khíqua cửa vào buồng áp suất thay đổi Nó sinh ra sự chênh lệch áp suất giữabuồng áp suất không đổi và buồng áp xuất thay đổi làm piston dịch chuyểnsang trái Lực tác dụng lên piston sinh ra bởi sự chênh lệch được truyền tớiđĩa phản lực qua thân van rồi tới cần đẩy trợ lực trở thành lực đầu ra của trợlực Diện tích tiếp xúc với áp suất của piston số 1 và số 2 nhân với sự chênhlệch áp suất giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi sẽ bằnglực đầu ra của trợ lực

Hình 2.9 Bầu trợ lực phanh ở trạng thái đạp

- Khi trợ lực đạt cực đại.

Nếu bàn đạp đạp hết hành trình thì van khí sẽ tách hoàn toàn khỏi vanđiều khiển Trong điều kiện này buồng áp suất thay đổi sẽ được điền đầykhông khí và sự chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất thay đổi và buồng ápsuất không đổi sẽ đạt cực đại vì vậy tạo ra lực lớn nhất lên piston Ngay cả khitác dụng thêm lực lên bàn đạp phanh thì mức độ trợ lực tác dụng lên pistoncũng không đổi và lực tác dụng thêm sẽ được truyền đến xylanh phanh chínhthông qua cần đẩy.

- Khi nhả phanh:

Khi nhả phanh thì cần điều khiển van khí bị đẩy sang phải nhờ lò xo hồivan khí và phản lực từ xylanh phanh chính Nó làm cho van khí tiếp xúc vớivan điều khiển, đóng đường thông giữa khí trời với buồng áp suất thay đổi,cùng lúc đó van khí cũng nén lò xo van điều khiển lại vì vậy van điều khiển bịtách ra khỏi van chân không làm thông cửa A và B Điều này cho phép khôngkhí từ buồng áp suất thay đổi chạy sang buồng áp suất không đổi làm triệt tiêu

sự chênh lệch áp suất giữa hai buồng Piston bị đẩy lại sang phải nhờ lò xomàng và trở về trạng thái không hoạt động

- Khi không có chân không:

Nếu vì một lý do nào đó mà không có chân không tác dụng lên trợ lựcphanh thì sẽ không có sự chênh áp giữa buồng áp thay đổi và buồng áp khôngthay đổi (cả hai buồng được điền đầy không khí) Khi trợ lực phanh ở trạnhthái không hoạt động thì piston bị đẩy sang trái nhờ lò xo màng

Tuy nhiên khi đạp phanh thì cần điều khiển van bị đẩy sang trái và đẩyvào van khí, đĩa phản lực và cần đẩy trợ lực Vì vậy lực từ bàn đạp phanhđược truyền tới piston của xylanh phanh chính để tạo ra lực đạp phanh Cùnglúc đó van khí đẩy vào tấm chặn van (được lắp trong thân van) Vì vậy pistoncũng thắng được sức cản của lò xo màng để dịch sang trái Như vậy phanhvẫn có tác dụng ngay khi không có chân không tác dụng lên trợ lực phanh

2.3.3 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống chống bó cứng bánh xe (ABS)

 Sơ đồ bố trí trên xe:

Hình 2.10 Sơ đồ bố trí trên xe

a, Cấu tạo

Hình 2.11 Sơ đồ đơn giản cấu tạo ABS 1- Bàn đạp; 2- Bình chứa dầu; 3 - Van điều áp; 4 - Xylanh bánh xe; 5- Cảm biến tốc độ; 6- Bánh xe; 7 - Bộ xử lý trung tâm; 8- Xy lanh

chính

Hệ thống phanh ABS sử dụng cụm van điều chỉnh, cảm biến tốc độ bánh

xe như hình vẽ