Khai thác kỹ thuật hệ thống phanh của xe CAMRY 3.5Q - Chương 2

Khai thác kỹ thuật hệ thống phanh của xe CAMRY 3.5Q - Chương 2

CHƠNG II

KẾT CẤU, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC

CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN ÔTÔ CAMRY 3.5Q

I CẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN ÔTÔ CAMRY 3.5Q.

1.1 Bố trí hệ thống phanh

a Bố trí trên xe

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí hệ thống phanh trên xe CAMRY3.5Q

1 Bàn đạp phanh ; 2 Bộ trợ lực phanh; 3 Xi lanh chính; 4 Van điều hoà lực phanh; 5 phanh đĩa; 6.phanh đỗ

b Sơ đồ bố trí dạnh tổng quát

1 2 6

7 3

10

5 4

9 8

Hinh2.2:Sơ đồ bố chí chung hệ thống phanh dạng tổng quát

1.Bàn đạp phanh; 2.Trợ lực phanh;3.Xi lanh chính ; 4.Rôto cảm biến và cám biến tốc độ; 5,10.Cụm cơ cấu phanh; 6.Bộ chấp hành ABS; 7.ECU điều khiển trợt; 8.Giác chẩn đoán DLC3; 9.Đèn báo trên bảng táp lô

c Nguyên lý hoạt động chung.

Khi đạp phanh dầu áp suất cao trong xi lanh phanh chính 3 đợc khuếch đại bởi trơ lực sẽ đợc truyền đến các bánh xe và thực hiện quá trình phanh.

Nếu có 1 trong các báng xe có dấu hiệu tốc độ giảm hơn so với các bánhkhác (sáp co bó cứng) tín hiệu này đợc ECU 7 sử lý và ECU điều khiển bộchấp hành phanh 6 (các van điện 2 vị trí) làm việc để giảm áp suất dầu trong

xi lanh bánh xe đó không bị bó cứng Nếu có h hỏng trong hệ thống ABS thìđèn báo ABS trên bảng táp lô 9 sáng lên và công viêc kiêm tra phảI đợc tiénhành thông qua giác 8 bành máy chuẩn đoán

1.2 Những đặc điểm kết cấu của hệ thống phanh

- Cơ cấu phanh trớc : là kiểu phanh đĩa có calip cố định,đĩa phạnh thônggió giúp làm mát tốt trong quá trình hoạt động

- Cơ cấu phanh sau: kiểu phanh đĩa có calip cố định, đĩa phanh la đĩa đạc

- Phanh dừng kiểu tang trống tích hợp trên 2 bánh sau, điều khiẻn và dẩnđộng bàng cơ khí

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

- Trang bị ABS trên 4 bánh

- Trang bị hệ thống hõ trợ phanh gấp BA và hệ thống phan phối lực phanhđiện tử EBD

S tích hợp của các hệ thống trên đã tạo ra một hệ thống phanh tối u nângcao tính nang an toàn chủ động của xe

II CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG

2.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của xi lanh phanh chính

a Khái quát chung.

Xi lanh chính là một cơ cấu chuyển đổi lực tác động của bàn đạp phanhthành áp suất thuỷ lực Hiện nay, xi lanh chính kiểu hai buồng có hai pittông tạo ra áp suất thuỷ lực trong đờng ống phanh của hai hệ thống Sau đó

áp suất thuỷ lực này tác động lên các càng phanh đĩa hoặc các xi lanh phanhcủa phanh kiểu tang trống Bình chứa dùng để loại trừ sự thay đổi lợng dầuphanh do nhiệt độ dầu thay đổi Bình chứa có một vách ngăn ở bên trong đểchia bình thành phần phía trớc và phía sau nh thể hiện ở hình bên trái Thiết

kế của bình chứa có hai phần để đảm bảo rằng nếu một mạch có sự cố rò rỉdầu, thì vẫn còn mạch kia để dừng xe Cảm biến mức dầu phát hiện mức dầutrong bình chứa thấp hơn mức tối thiểu và sau đó báo cho ngời lái bằng đèncảnh báo của hệ thống phanh

b Cấu tạo

Hình 2.3 Cấu tạo xi lanh phanh chính

1 Pít tông số 1;2 Lò xo hồi số 1;3 Pít tông số 2;4 Lò xo hồi số 2;5 Các cúppen ; 6 Bình chứa dầu; 7 Cảm biến mức dầu

c Nguyên lý hoạt động

- Vận hμnh bình thμnh bình thnhμnh bình th bìnhμnh bình th thμnh bình thờng

+ Khi không đap phanh: Các cúppen của pit tông số 1 và số 2 đợc đặt giữa

cửa vào và cửa bù tạo ra một đờng đi giữa xi lanh chính và bình chứa Pittông số 2 đợc lò xo hồi số 2 đẩy sang bên phải, nhng bu lông chặn khôngcho nó đi xa hơn nữa

Hình 2.4 : Xi lanh phanh chính khi không đap phanh

+ Khi đạp bàn đạp phanh.

Hình 2.5 Xi lanh phah chính khi đap phanh

Pít tông số 1 dịch chuyển sang bên trái và cúppen của pit tông này bịt kíncửa bù để chặn đờng đi giữa xi lanh này và bình chứa Khi pit tông bị đẩythêm, nó làm tăng áp suất thuỷ lực bên trong xi lanh chính áp suất này tácđộng vào các xi lanh phanh phía sau Vì áp suất này cũng đẩy pit tông số 2,nên pit tông số 2 cũng hoạt động giống hệt nh pit tông số 1 và tác động vàocác xi lanh phanh của bánh trớc

+ Khi nhả bàn đạp phanh.

Hình 2.6 Xi lanh chính khi nha phanh

Các pittông 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 xi lanh phanhkhông 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 chứachảy vào xi lanh chính qua cửa vào, và nhiều lỗ ở đỉnh pit tông và quanh chu

vi của cúppen pittông Sau khi pittông đã trở về vị trí ban đầu của nó, dầu

phanh dần dần chảy từ xi lanh phanh về xi lanh chính rồi chảy vào bình chứaqua các cửa bù Cửa bù này còn khử các thay đổi về thể tích của dầu phanh

có thể xảy ra ở bên trong xi lanh do nhiệt độ thay đổi Điều này tránh cho ápsuất thuỷ lực tăng lên khi không sử dụng các phanh

d Khi bị rò rỉ dầu ở một trong các hệ thống này

- Rò rỉ dầu phanh ở phía sau xi lanh phanh chính

Khi nhả bàn đạp phanh, pittông số 1 dịch chuyển sang bên trái nhngkhông tạo ra áp suất thuỷ lực ở phía sau Do đó pittông số 1 nén lò xo phảnhồi, tiếp xúc với pittông số 2, và đẩy pittông số 2 làm tăng áp suất thuỷ lực ởđầu trớc của xi lanh chính, tác động vào hai trong các phanh bằng lực từ phíatrớc của xi lan

Hình 2.7 Xi lanh chính khi bị ro rỉ phía sau

- Dầu phanh rò rỉ ở phía trớc.

Vì áp suất thuỷ lực không đợc tạo ra ở phía trớc, pittông số 2 dịch chuyển raphía trớc cho đến khi nó tiếp xúc với vách ở đầu cuối của xi lanh chính Khipittông số 1 bị đẩy tiếp về bên trái, áp suất thuỷ lực ở phía sau xi lanh chínhtăng lên làm cho hai trong các phanh bị tác động bằng lực từ phía sau của xilanh chính

Hình 2.8 Xi lanh chính khi bị rò rỉ ơ phía trớc

2.2 Cấu tao và nguyên lý làm việc của bộ trợ lực phanh.

Trên xe camry 3.5Q sử dụng bộ trợ lực chân không kiểu hai buồng rất gọn

và đạc biệt khoẻ (có hai buồng chân không)

a.Cấu tạo buồng chân không

Hình 2.9 Cấu tạo bầu trợ lực phanh

1piston số 2; 2 piston số 1 ; 3 Van chân không; 4 Van điều khiển, 5 Lò

so hồi vị van khí , 6 Lọc khí; 7 Cần điều khiển từ bệ phanh; 8 Thân hãm van

b.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 vìvậy van khí và cần điều khiển van bị đẩy sang phảI nhờ sức cang củalò sohồi van khí và chúng dừng lại khi van khí chạm vào tấm chạn van Lúc này

do van khí đảy van điều khiển sang phải cử thông với khi trời qua lọc khívào trợ bị đóng lại

Mạt khác van chân không và van điều khiển không tiếp xúc với nhau nêncửa (A) đợc với cửa (B) Vì vậy chân không tác dụng lên cả buồng áp suấtthay đổi và buồng áp suất không đổi nên không có sự chênh áp giữa cácbuồng cả hai phái của piston

- Khi đạp phanh

Khi đạp phanh cần điều khiển phanh và van khí cùng bị đẩy sang trái vậyvan điều khiển và van chân không tiếp xúc với nhau bịt đờng thông giữa cửa(A) của buồng áp suất không đổi và cửa (B) của buồng áp suất thay đổi Tiếp

đó van khí sẽ tách ra khỏi van điều khiển và không khí từ lọc khí qua cửa(B) và buồng áp suất thay đổi Nó sinh ra sự chênh lệch áp suất giữa buồng

áp suất không đổi và buồng áp xuất thay đổi làm piston dịch chuyển sangtrái Lực tác dụng lên piston sinh ra bởi sự chênh lệch đợc truỳen tới đĩaphản 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 khong đổi và buồng áp suất thay đổi sẽ bànglực đầu ra của trợ lực

Hình 2.10 Bầu trợ lực phanh ở trạnh thái đạp phanh

- 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 đợc 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 cảkhi tác dụng thêm lực lên bàn đạp phanh thì mức độ trợ lực tác dụng lênpiston cũng không đổi và lực tác dụng thêm sẽ đợc truỳên đến xi lanh phanhchính thông qua cần đẩy

- Khi nhả phanh

Khi nhả phanh thì cần điều khiển van khí bị đẩy sang phải nhờ lò sò hồivan khí và phản lực từ xi lanh phanh chính Nó làm cho van khí tiếp súcvới van điều khiển , đóng đờng thông giữa khí trời với buồng áp suất thayđổi , cùng lúc đó van khí cũng nén lò so van điều khiển lại vì vậy van điềukhiển bị tách ra khỏi van chân không làm thông cửa A và B Điều này chophép không khí từ buồng áp suất thay đổi chạy sang buồng áp suất khôngđổi làm triệt tiêu sự chênh lệch áp suất giữa hai buồng Piston bị đẩy lạisang phải nhờ lò so màng và trở về trạng thais khong hạt 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 thayđổi (cả hai buồng đợc điền đầy không khí) Khi trợ lực phanh ở trạnh tháikhông hoạt động thì piston bị đẩy sang trái nhờ lò so màng

Tuy nhiên khi đạp phanh thì cần điều khiển van bị đẩy sang trái và đẩy vàovan khí , đĩa phản lực và cần đẩy trợ lực Vì vậy lực từ bàn đạp phanh đựơctruyền tới piston của xilanh phanh chính để tạo ra lực đạp phanh Cùng lúc

đó van khí đẩy vào tấm chạn van(đợc láp tronh thân van) Vì vậy pistoncũng thấng đợc sức cản của lò so màng để dịch sang trái Nh vậy phanh vẫn

có tác dụng ngay khi không có chân không tác dụng lên trợ lực phanh Tuynhiên do trợ lực phanh không hoạt động cảm thấy chân phanh nạng

2.3 Cấu tao và nguyên lý làm việc của cơ cấu phanh.

a Phanh chân(Phanh đĩa).

Hình 2.11 Cấu tạo cơ cấu phanh

1 Càng phanh đĩa;2 Má phanh đĩa;3.Rôto phanh đĩa(đĩa phanh);4.

Pittông;

5 Dầu;

- Càng phanh đĩa (Là loại càng phanh di động)

Loại càng phanh di động chỉ có pittông gắn vào một bên má Pittông tácđộng áp suất thuỷ lực Nếu má phanh đĩa bị đẩy, càng phanh trợt theo chiềungợc với pittông và đẩy rôto phanh từ cả hai bên Do đó nó làm bánh xengừng quay

- Má phanh đĩa

Hình 2.12 Má phanh

Khi cảm biến mòn đi cùng với má phanh đĩa, mạch của bộ cảm biến bị hở

Bộ ECU phát hiện mạch hở này và báo cho ngời lái biết.Trong trờng hợp xe

Camry, sự cảnh báo diễn ra khi độ dày thực của má phanh còn khoảng 2,5mm

Rôto phanh đĩa(đĩa phanh)

Hình 2.13 Đĩa phanh sau Hình 2.14 Đĩa phanh trớcTrên xe có 2 loại rôto phanh đĩa nh sau:

+ Loại đặc(cầu sau):

Loại đặc này đợc làm từ một rôto đơn của phanh đĩa

+ Loại đợc thông gió(cầu trớc):

Có lỗ rỗng ở bên trong Tiêu tán nhiệt rất tốt

+ Khả năng tự điều chỉnh khe hở phanh.

Hình 2.15 Khả năng tự điều chỉnh khe hơ

Vì vòng bít (cao su) của pittông tự động điều chỉnh khe hở của phanh, nênkhông cần điều chỉnh khe hở của phanh bằng tay Khi đạp bàn đạp phanh, ápsuất thuỷ lực làm dịch chuyển pittông và đẩy đệm đĩa phanh vào rôto phanhđĩa Trong lúc pittông dịch chuyển, nó làm cho vòng bít của pittông thay đổihình dạng Khi nhả bàn đạp phanh, vòng bít của pittông trở lại hình dạng banđầu của nó, làm cho pittông rời khỏi đệm của đĩa phanh.

Do đó, dù đệm của đĩa phanh đã mòn và pittông đang di chuyển, khoảng dichuyển trở lại của pittông luôn luôn nh nhau, vì vậy khe hở giữa đệm của đĩaphanh và rôto đĩa phanh đợc duy trì ở một khoảng cách không đổi

b Phanh đỗ xe.

Hệ thống phanh đỗ xe sử dụng khi đã dừng và đỗ xe Hệ thống phanh đỗ tácdụng vào các phanh bánh sau qua các dây kéo để xe không dịch chuyển đợc

Hình 2.16 Cơ cấu phanh dừng

(1) Cần phanh tay (2) Cáp phanh tay (3) Phanh sau

- Loại cần Khi phanh chỉ cần kéo cần lên là hệ thống phanh tay có tácdụng

Khi nhả phanh thì ấn nút phía trên đầu để mở chốt hãm rồi hạ cần phanhxuống

III.CẤU TẠO,NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG CHỐNG HÃM CỨNG BÁNH XE (ABS) CỦA XE CAMRY3.5Q

3.1.Các bộ phận của ABS

Hình 3.1 Sơ đồ bố tri tren xe

1-ABS ECU 2-Bộ chấp hành ABS 3-Cảm biến tốc độ 4-Đồng hồ táp lô 5-Công tắc đèn phanh

a ABS - ECU.

-Nguyên lý.

Trên cơ sở tín hiệu từ cảm biến tốc độ của bánh xe.ABS ECU biết đợc tốc

độ góc của các bánh xe,cũng nh tốc độ xe.Trong khi phanh mặc dù tốc độgóc của bánh xe giảm,mức độ giảm tốc sẽ phụ thuộc vào cả tốc độ xe khiphanh và tình trạng mặt đờng,nh nhựa asphalt khô,mặt đờng ớt hoặc đóngbăng

Nói cách khác,ECU đánh giá mức độ trợt giữa các bánh xe và mặt đờng do

sự thay đổi tốc độ góc của các bánh xe khi phanh và điều khiển bộ chấphành ABS để cung cấp áp suất dầu tối u đến các xi lanh bánh xe nhằm điềukhiển tốt nhất tốc độ các bánh xe theo 3 chế độ: giảm áp suất, giữ áp suất vàtăng áp suất để điều khiển tối u tốc độ của các bánh xe

ABS ECU cũng bao gồm chức năng kiển tra ban đầu,chức năng chẩnđoán,chức năng kiểm tra cảm biến tốc độ và chức năng dự phòng

Hình 3.2 Sơ đồ bố trí ABS trên xe ( kiểu mạch chéo)

- Hoạt động

+Điều khiển tốc độ bánh xe

Hình 3.3 Điều khiển tốc độ bánh xe ECU liên tục nhận đợc các tín hiệu tốc độ bánh xe từ 4 cảm biến tốc độ

và phán đoán tốc độ xe bằng cách tính toán tốc độ và sự giảm tốc độ của mỗibánh xe

Khi đạp phanh,áp suất dầu trong xi lanh tai mỗi bánh xe bắt đầu tăng và tốc

độ mỗi bánh xe bắt đầu giảm.Nếu có bất kì bánh xe nào sắp bị bó cứng,ECUgiảm áp suất dầu trong xi lanh bánh xe đó

+ Giai đoạn A: ECU đặt van điện 3 vị trí ở chế độ giảm áp theo mức độgiảm tốc của các bánh xe Sau khi áp suất giảm,ECU chuyển van điện 3 vịtrí sang chế độ ‘’giữ’’ để theo dõi sự thay đổi tốc độ của bánh xe.Nếu ECUthấy rằng áp suất dầu cần giảm nữa nó sẽ lại giảm áp suất này

+ Giai đoạn B: Khi áp suất dầu bên trong xi lanh bánh xe giảm (giai đoạn

A ) áp suất dầu cấp cho bánh xe giảm.Nó cho phép bánh xe gần bị bó cứnglại tăng tốc độ.Tuy nhiên nếu áp suất dầu giảm lực phanh tác dụng lên bánh

xe sẽ trở nên quá nhỏ.Để tránh hiện tợng này ECU liên tục đặt van 3 vị trílần lợt ở các chế độ ‘’tăng áp’’ và chế độ ‘’giữ’’khi bánh xe gần bị bó cứngphục hồi tốc độ.

Giai đoạn C: Khi áp suất dầu trong xi lanh phanh bánh xe tăng bởi ECU(Giai đoạn B ) bánh xe có xu hớng bó cứng.Vì vậy,ECU lại chuyển van điện

3 vị trí sang chế độ ‘’giảm áp’’ để giảm áp suất dầu bên trong xi lanh bánhxe

+ Giai đoạn D: Do áp suất trong xi lanh bánh xe lại giảm (Giai đoạn

C ),ECU lại bắt đầu tăng áp suất nh giai đoạn B

- Điều khiển các rơle

Điều khiển rơle van điện: ECU bật rơle của van điện khi tất cả các điều kiệnsau đều thoã mãn:

+ Khoá điện bật ở vị trí ON

+ Chức năng kiển tra ban đầu (nó hoạt động ngay lập tức sau khi khoáđiện bật ) đã hoàn thành

+ Không tìm thấy h hỏng trong quá trình chẩn đoán (trừ mã 37 )

ECU tắt rơle van điện nếu một trong các điều kịên trên không đợc thoã mãn + Điều khiền rơle mô tơ bơm: ECU bật rơle môtơ khi tất cả các điều kiệnsau đều thoã mãn:

+ ABS đang hoạt động hay chức năng kiển tra ban đầu đang đợc thựchiện

+ Rơ le van điện bật

ECU tắt rơ le môtơ nếu bất kì điều kiện nào ở trên không thoã mãn

- Chức năng kiểm tra ban đầu

Hình 3.4 Chức năng kiểm tra ban đầu

ABS ECU kích hoạt van điện và môtơ bơm theo thứ tự kiểm tra hệ thốngđiện của ABS Chức năng này hoạt động khi tốc độ góc xe lớn hơn 6 km/hvới đèn phanh tắt.Nó chỉ hoạt động một lần sau mỗi lần bật khoá điện

- Chức năng chẩn đoán

Nếu h hỏng xảy ra trong bất kì hệ thống tín hiệu nào,đèn báo ABS trên bảngđồng hồ táp lô sẽ bật sáng để báo cho ngời lái biết h hỏng xảy ra, ABS ECUcũng sẽ lu mã chẩn đoán của bất kì h hỏng nào

- Chức năng kiểm tra cảm biến.

Bên cạnh chức năng chẩn đoán,ABS ECU cũng bao gồm chức năng kiểm tracảm biến tốc độ (nó chẩn đoán tính năng của các cảm biến tốc độ vàrôto ).Một vài kiểu xe cũng bao gồm chức năng kiểm tra cảm biến giảm tốc

để chẩn đoán cảm biến giảm tốc

- Chức năng kiểm tra cảm biến tốc độ:

- Kiểm tra điện áp ra của tất cả các cảm biến

- Kiểm tra sự dao động điện áp ra của tất cả các cảm biến

- Chức năng kiểm tra cảm biến giảm tốc (chỉ cảm biến giảm tốc kiểuphototransistor )

- Kiểm tra điện áp ra của cảm biến giảm tốc

- Kiểm tra hoạt động của đia xẽ rãnh

Những chức năng này đợc thiết kế chỉ dành cho các kĩ thuật viên,với các