LÍ THUYẾT ô tô đề tài hệ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA INNOVA

ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ - LÍ THUYẾT Ơ TƠ Đề tài: HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA INNOVA PHẠM HỒNG SƠN NGUYỄN VĂN QUỐC LÂM TƯỜNG VỸ CAO SỸ THANH BÌNH Đồng Nai, 11/2022 ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ - LÍ THUYẾT Ơ TƠ Đề tài: HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA INNOVA Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC ThS NGUYỄN HOÀNG LUÂN Đồng Nai, 11/2022 MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS 1.1 Quá trình phát triển hệ thống phanh ABS .4 1.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 1.3 Nhiệm vụ yêu cầu hệ thống phanh .7 1.4 Đặc điểm hệ thống phanh thủy lực xe du lịch sản xuất Việt Nam 1.5 Lý nghiên cứu hệ thống phanh ABS xe Toyota innova CHƯƠNG : CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA CỤM CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG ABS .11 2.1 Thông số kỹ thuật xe Toyota innova 2010 11 2.2 Cấu trúc hệ thống ABS: .12 2.3 Quá trình điều khiển ABS: 14 2.3.1 Yêu cầu hệ thống điều khiển ABS: .14 2.3.2 Phạm vi điều khiển ABS: 15 2.3.3 Chu trình điều khiển ABS: 17 2.4 Giới thiệu chung 18 2.5 Cấu tạo nguyên lý làm việc cụm chi tiết cấu ABS 2.5.1 Cảm biến tốc độ bánh xe 21 2.5.2 Cảm biến giảm tốc .23 2.5.3 Cảm biến gia tốc ngang .24 2.5.4 Hộp điều khiển điện tử (ECU) .25 2.5.5 Bộ chấp hành thuỷ lực 30 2.6 Các chức kiểm tra, chẩn đốn an tồn 36 2.6.1 Điều khiển rơle 36 2.6.2 Chức kiểm tra ban đầu kiểm tra cảm biến 37 2.6.3 Chức chẩn đoán 37 2.6.4 Chức an toàn .38 CHƯƠNG : HƯ HỎNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC CỦA CƠ CẤU .38 PHANH CHỐNG HÃM CỨNG BÁNH XE ABS 38 3.1 Hư hỏng cách khắc phục .38 3.1.1 Khi sửa chữa ABS tổng quát cần lưu ý vấn đề sau: 38 3.1.2 Hư hỏng ban đầu 40 - Trong trình kiểm tra ban đầu, tiếng động làm việc phát từ chấp hành thuỷ lực (Việc bính thường) 3.1.3 Hư hỏng, ngun nhân mã chẩn đoán (áp dụng cho xe TOYOTA INNOVA 2010) 41 3.2 Chẩn đoán 43 3.3 Tháo, lắp kiểm tra chấp hành thuỷ lực .49 3.3.1 Tháo/lắp thủy lực xe 49 - Dầu phanh làm bỏng mặt sơn cẩn thận không làm đổ dầu phanh lên mặt sơn, lỡ làm dính dầu phanh lên mặt sơn, phải lau 3.3.2 Kiểm tra chấp hành thuỷ lực 51 3.4 Tháo/lắp cảm biến tốc độ bánh xe .55 3.4.1 Quy trình tháo, lắp cảm biến tốc độ bánh xe .55 CHƯƠNG : KẾT LUẬN 64 LỜI NÓI ĐẦU Ngày Việt Nam, ngành ô tô đà phát triển ngày khẳng định vị trí phát triền công nghiệp Việt Nam Vì mà ngày có nhiều trường đại học, cao đẳng trung học đưa ngành công nghệ ô tô vào giảng dạy Trường đại học Lạc Hồng xem trường có ngành công nghệ ô tô phát triển mạnh nước ta Ngành công nghệ ôtô ngành fíng dụng nhiều hệ thống đại nhằm đáp ứng nhu cầu địi hỏi an tồn, tiện nghi khả phát huy tối đa công suất động cơ, tốc độ xe người sử dụng Nên nhà chế tạo không ngừng cải tiến hoàn thiện phận xe Đối với xe có tốc độ cao, điều khiển tình bất ngờ có chướng ngại vật xuất phía trước, buộc người tài xế phải đạp phanh gấp, phanh xe đường trơn trượt, phanh thường bị trượt lết bánh xe, làm xe bị ổn định lái hiệu phanh dễ dẫn đến tai nạn Vì vậy, nhà sản xuất chế tạo ôtô sử dụng hệ thống phanh ABS(Anti-lock Braking System) để trang bị cho xe đời mới, với mục đích để khắc phục tình trạng đó, nhằm đảm bảo an tồn tuyệt đối cho tài xế củng hành khách xe Hệ thống sử dụng rộng rãi hầu hết loại xe hãng tiếng Nó có tầm quan trọng lớn việc phanh xe ABS trở thành tiêu chuẩn xe xuất xưởng Tuy khoa khí động lực có đầy đủ tài liệu mơ hình giảng dạy hệ thống ABS đa số mơ hình cồng kềnh thích hợp giảng dạy thực tập xưởng Nên nhóm chúng tơi cố gắng nghiên cứu, thiết kế chế tạo mơ hình điều khiển hệ thống phanh ABS với kích thước gọn nhẹ hơn, việc xây dựng mơ hình nhằm giúp cho giảng viên khoa thuận việc giảng dạy lớp xưởng thực tập CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS 1.1 Quá trình phát triển hệ thống phanh ABS Để giải toán vấn đề hiệu tính ổn định phanh, phần lớn ô tô đại trang bị hệ thống chống hãm cứng bánh xe phanh, gọi hệ thống “Anti lock Brake System’’ thường viết gọi tắt ABS Hệ thống hoạt động chống tượng bị hãm cứng bánh xe cách điều khiển thay đổi áp suất dầu tác dụng lên cấu phanh bánh xe ngăn khơng cho bị hãm cứng phanh đường trơn phanh gấp, đảm bảo tính hiệu tính ổn định tơ q trình phanh Các hệ thống ABS thủy lực phát triển từ hệ thống dùng tàu hỏa vào năm đầu kỷ 19 Sau đó, hệ thống phanh chống bó cứng bánh xe phát triển máy bay để trợ giúp cho trình hạ cánh đường băng trơn trượt Những ô tô sử dụng ABS vào năm 1954, vài mẫu xe Lincoln với thiết bị hệ thống ABS lấy từ máy bay Pháp Vào đầu năm 60 kỷ trước, hãng xe Mỹ đưa số dịng xe có sử dụng ABS Các hệ thống sử dụng tính tốn tương tự chấp hành chân khơng Vì chấp hành chân khơng có thời gian đáp ứng chậm, nên kết quãng đường phanh bị kéo dài trình phanh Vào năm 70, tới lượt hãng xe châu Âu Mercedes BMW đưa hệ thống ABS có điều khiển điện tử Vào năm 1985, Mercedes, BMW Audi sử dụng hệ thống ABS Bosch hãng Ford giới thiệu hệ thống Teves Cuối năm 80, hệ thống phanh ABS sử dụng nhiều dòng xe cao cấp xe thể thao Hiện nay, hệ thống phanh ABS trở thành tiêu chuẩn tất ô tô ngày trở nên phức tạp Các hệ thống ABS khác cấu trúc phần cứng thuật toán điều khiển Các phận hệ thống phanh ABS cải tiến áp dụng công nghệ khác nhau, nhằm tăng tốc độ hiệu hoạt động Các thuật toán điều khiển nghiên cứu áp dụng lý thuyết điều khiển tự động mới, đem lại hiệu điều khiển cao tiết kiệm chi phí sản xuất Nhằm nâng cao tính ổn định tính an tồn xe chế độ hoạt động xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, vào đường vòng với tốc độ cao, phanh trường hợp khẩn cấp hệ thống phanh ABS thiết kế kết hợp với nhiều cấu khác Hệ thống phanh ABS kết hợp với hệ thống kiểm soát lực kéo Traction Control (hay TRC) làm giảm bớt công suất động phanh bánh xe để tránh tượng bánh xe bị trượt lăn chỗ xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, điều làm tổn hao vơ ích phần cơng suất động tính ổn định chuyển động tơ Hình 1.1: Sơ đồ so sánh xe có trang bị ABS khơng có ABS Hệ thống phanh ABS kết hợp với hệ thống BAS (Break Assist System) làm tăng thêm lực phanh bánh xe để có quãng đường phanh ngắn trường hợp phanh khẩn cấp Hệ thống phanh BBW bắt đầu thử nghiệm từ năm 1997, hệ thống phanh dựa sở điều khiển điện tử, hệ thống: Steerby-wire (hệ thống lái điều khiển điện tử), Drive-by-wire (hệ thống truyền lực điều khiển điện tử) tạo nên kết cấu thông minh ô tô Hệ thống BBW vắng mặt cấu khí, phân chia thành: - BBW có hỗ trợ thủy lực viết tắt EHB (Electric Hydraulic Brake) - BBW không hỗ trợ thủy lực, EMB (Electric Mechanical Brake) Quá trình phát triển hệ thống phanh nói chung xe tơ khái qt mốc thời gian hình 1.2 Hình 1.2: Quá trình phát triển hệ thống phanh tơ 1.2 Tình hình nghiên cứu nước Ngoài nước: Các hãng sản xuất xe chế tạo hệ thống phanh ABS để đảm bảo tính an tồn chủ động xe Tiêu chuẩn Châu Âu quy định từ năm 2001, xe tải phải trang bị hệ thống phanh ABS Trong nước: Tại Việt Nam ô tô tăng nhanh số lượng, chủng loại, nhãn mác, qua tìm hiểu hãng tơ lưu hành thông dụng như: Toyota, Ford, Hyundai, Kia, Honda…, hầu hết trang bị hệ thống phanh ABS Nhiều doanh nghiệp sản xuất ô tô nước đần nội địa hóa cụm chi tiết tiến đến sản xuất ô tô với thương hiệu riêng Do đó, thời gian qua nước có nhiều cơng trình nghiên cứu hệ thống phanh nói chung hệ thống phanh ABS nói riêng Các cơng trình nghiên cứu có ý nghĩa góp phần làm rõ sở lý thuyết q trình phanh tơ, giải vấn đề vấn đề điều khiển trình phanh nhằm nâng cao chất lượng hiệu phanh Trong công tác đào tạo nhà trường, kiến thức hệ thống phanh ABS chưa giảng dạy thành chuyên đề cho sinh viên học sinh nghề công nghệ ô tô Nhà trường cịn thiếu mơ hình phục vụ cho nội dung giảng dạy hệ thống phanh ABS Với phân tích trên, đồ án chọn đề tài “Nghiên cứu kết cấu,tính kỹ thuật chẩn đoán hư hỏng sửa chữa xe toyota innova” 1.3 Nhiệm vụ yêu cầu hệ thống phanh Hệ thống phanh ô tô làm nhiệm vụ giảm tốc độ chuyển động xe dừng xe cách chủ động Trên ô tô ngồi hệ thống phanh bố trí bánh xe cịn có hệ thống khác hệ thống phanh phụ, hệ thống phanh dừng, phanh chậm dần phanh an tồn (khi có cố hỏng hệ thống cấp khí nén hệ thống phanh khí nén) Các tiêu đánh giá chất lượng làm việc hệ thống phanh tiêu hiệu tiêu ổn định hướng chuyển động ô tô phanh Chỉ tiêu hiệu yêu cầu quãng đường phanh xe, giảm tốc phanh, thời gian phanh không giới hạn qui định nhằm làm cho xe giảm tốc nhanh, dừng xe với quãng đường ngắn Chỉ tiêu ổn định hướng u cầu góc lệch hướng chuyển động tơ q trình phanh hành lang chiếm chỗ tơ q trình phanh khơng vượt giới hạn qui định Để tăng lực phanh, xe dùng hệ thống phanh thủy lực, sử dụng cấu phanh với bố trí xy lanh phanh bánh xe kiểu đối xứng qua tâm, cấu phanh guốc kiểu tùy động, sử dụng cấu phanh đĩa Để tăng lực dẫn động phanh, xe bố trí thêm cường hóa (thơng thường với xe tải nhẹ cường hóa kiểu chân khơng) Tuy nhiên, lực phanh phát huy tối đa lại phụ thuộc vào khả bám (bám dọc) bánh xe với mặt đường Kích thước kết cấu cấu phanh bánh xe phận cường hóa dẫn động phanh tính tốn sở giới hạn khả bám dọc bánh xe với mặt đường 1.4 Đặc điểm hệ thống phanh thủy lực xe du lịch sản xuất Việt Nam Trên xe du lịch thường sử dụng hệ thống phanh thủy lực có cường hóa chân khơng Hình 1.3 sơ đồ điển hình hệ thống phanh thủy lực xe du lịch lắp ráp Việt Nam Hình 3.14: Lắp giắc nối Lắp giắc nối lên giá đỡ chấp hành - Lắp vỏ chấp hành - Sau lắp, xả e hệ thống phanh Chú ý: Khi thay điều khiển ABS, thực việc định dạng trước tháo điều khiển ABS - Dầu phanh có chứa pô-li-gly-côn ê-te pô-li-gly-côn khác tránh để dầu phanh dính vào mắt Rửa tay sau sửa chữa phanh Nếu bị dầu phanh dính vào mắt, xả nước vào mắt vòng 15 phút Đi khám vết sưng tấy kéo dài Nếu lỡ nuốt phải, uống nước vào nôn khám Khơng theo dẫn gây tai nạn - Dầu phanh làm bỏng mặt sơn cẩn thận không làm đổ dầu phanh lên mặt sơn, lỡ làm dính dầu phanh lên mặt sơn, phải lau 3.3.2 Kiểm tra chấp hành thuỷ lực Kiểm tra điện áp ắc quy Điện áp ắc quy khoảng 12V Tháo vỏ chấp hành Tháo giắc nối 51 Hình 3.15: Tháo chấp hành rơle ABS Tháo giắc nối khỏi chấp hành rơ le điều khiển Nối thiết bị kiểm tra chấp hành (SST) vào chấp hành - Nối thiết bị kiểm tra chấp hành (SST) vào rơ le điều khiển chấp hành dây điện phía thân xe qua dây điện phụ (SST) - Nối dây đỏ thiết bị kiểm tra với cực dương ắc quy dây đen với cực âm nối dây đen điện phụ vào cực âm ắc quy hay mát thân xe Hình 3.16: Nối thiết bị kiểm tra chấp hành Kiểm tra hoạt động chấp hành 52 Hình 3.17: Thiêt bị kiểm tra chấp hành Toyota - Nổ máy cho chạy tốc độ không tải - Bật công tắc lựa chọn thiết bị kiểm tra đến vị trí “ Front RH“ - Nhấn giữ công tắc Motor vài giây - Đạp phanh giữ đến hồn thành bước - Nhấn công tắc POWER kiểm tra bàn đạp phanh xuống Hình 3.18: Đạp phanh kiểm tra chấp hành Chú ý : Không giữ công tắc POWER lâu 10 giây - Nhả công tắc POWER kiểm tra chân phanh xuống - Nhấn giữ công tắc Motor vài giây sau kiểm tra chân phanh trả vị trí cũ - Nhả chân phanh 53 Hình 3.19: Nhả chân phanh kiểm tra độ rung - Nhấn giữ công tắc Motor vài giây - Đạp phanh giữ khoảng 15 giây Khi giữ chân phanh, ấn công tắc Motor vài giây Kiểm tra chân phanh không bị rung Kiểm tra bánh xe khác 54 - Xoay công tắc lựa chọn tới vị trí “Front RH” Hình 3.20: Xoay cơng tắc vị trí “Front RH” - Kiểm tra hoạt động chấp hành - Kiểm tra bánh sau với cơng tắc lựa chọn vị trí “REAL RH” “REAL LH” theo quy trình tương tự Nhấn cơng tắc Motor Nhấn giữ công tắc Motor vài giây Tháo thiết bị kiểm tra khỏi chấp hành Tháo dây điện phụ khỏi chấp hành, rơ le điều khiển dây điện phía thân xe Chú ý - Khi dùng chế độ lệnh chủ động để vận hành van địên từ động bơm, đảm bảo giữ thời gian hoạt động vòng 10 giây để tránh làm hang điều khiển thuỷ lực ABS - Khi làm việc có hai người, người nên đáp chân phanh, người cố xoay bánh xe kiểm tra Những mục sau xác định - Sai hỏng bối dây điện chi tiết hệ thống đầu vào điều khiển thuỷ lực ABS - Rò rỉ nhỏ bên hệ thống thuỷ lực điều khiển thuỷ lực ABS - Sai hỏng chập chờn cụm 55 3.4 Tháo/lắp cảm biến tốc độ bánh xe 3.4.1 Quy trình tháo, lắp cảm biến tốc độ bánh xe Hình 3.21: Tháo cảm biến Tháo bánh xe Tách vòng giữ dây khỏi xe kéo giắc nối cảm biến tốc độ bánh xe Hình 3.22: Tháo vịng giữ dây Tách giắc nối cảm biến 56 Hình 3.23: Tách giắc nối cảm biến Tách kẹp giữ Hình 2.24: Tách kẹp giữ Tháo bulông Tháo bulông lấy cảm biến tốc độ bánh xe 57 Hình 3.25: Tháo bu lơng lấy cảm biến Chú ý: Trước tháo, làm chất bẩn bám xung quanh cảm biến tốc độ bánh xe Quy trình lắp theo trình tự ngược với quy trình tháo 3.4.2 Kiểm tra tốc độ bánh xe Chú ý: Trong chức kiểm tra cảm biến kiểm tra, ABS không hoạt động hệ thông phanh làm việc cấu phanh bình thường (khơng có ABS) Tháo giắc cảm bíên tốc độ Đo điện trở cực Hình 3.26: Đo điện trở cảm biến Điện trở 0,8- 1,3 KΏ (cảm biến tốc độ bánh trước) Điện trở 1,1- 1,7 KΏ (Cảm biến tốc độ bánh sau) Nếu điện trở khơng tiêu chuẩn phải thay cảm biến 58 Khơng có thơng mạch chân cảm biến thân cảm biến Nếu có thay cảm biến Nếu khơng có hư hỏng nối lại giắc cảm biến tốc độ Quan sát phần cưa ro to cảm biến Hình 3.27: Kiểm tra vành rô to Kiểm tra điện áp ắc quy khoảng 12V Kiểm tra đén báo ABS - Bật khoá điện ON - Kiểm tra đèn ABS sáng giây Nếu không, kiểm tra sửa chữa hay thay cầu chì, bóng đèn hay dây điện Hình 3.28: Kiểm tra đèn ABS tắt - Kiểm tra đèn ABS tắt - Tắt khoá điện - Dùng SST, nối chân E1 với chân Tc Ts giắc kiểm tra 59 Hình 3.29: Nối chân E1 va TC giắc DLC1 - Kéo phanh tay nổ máy - Kiểm tra đèn ABS nháy khoảng lần/1 giây Hình 3.30: Mã hệ thống bình thường Kiểm tra mức tín hiệu cảm biến Lái xe chạy thẳng tốc độ – km/h kiểm tra xem đèn ABS có bật sáng sau ngừng khơng Nếu đèn sáng không nháy tốc độ xe không nằm khoảng tiêu chuẩn, dừng xe đọc mã chẩn đốn, sau sửa chi tiết hỏng 60 Hình 3.31: Mã lỗi hệ thống Chú ý: - Nếu đèn bật sáng tốc độ xe từ 4- km/h, việc kiểm tra hoàn thành, tốc độ xe vượt km/h, đèn ABS nháy lại, trạng thái cảm biến tốc độ tốt - Trong đèn ABS tắt, không gây rung động mạnh lên xe tăng tốc, giảm tốc, Phanh, sang số, đánh lái hay va đập từ ổ gà mặt đường Kiểm tra thay đổi tín hiệu cảm biến tốc độ thấp Lái xe chạy thẳng tốc độ 45- 55 Km/h kiểm tra xem đèn ABS có sáng sau tạm dừng giây không Nếu đèn báo bật sáng mà không nháy tốc độ xe nằm khoảng tiêu chuẩn, dừng xe đọc mã chẩn đốn Sau sửa chữa chi tiết hỏng Kiểm tra thay đổi tín hiệu cảm biến tốc độ cao - (2WD) kiểm tra tương tự tốc độ khoảng 110- 130 Km/h - (4WD) kiểm tra tương tự tốc độ khoảng 80- 90 Km/h - Đọc mã chẩn đoán - Dừng xe, đèn báo bắt đầu nháy - Đếm số lần nháy 61 Hình 3.33: Mã hư hỏng hệ thống Đưa cấu trạng thái bình thường - Tắt khoá điện OFF - Tháo SST khỏi cực E1, Tc Ts giắc kiểm tra - Tháo cụm moayơ (sau) hay bán trục (trước) - Kiểm tra cưa roto cảm biến xem có bị nứt vặn hay không Mô hệ thống phanh ABS 62 63 CHƯƠNG : KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu tài liệu, tìm hiểu thực tế với giúp đỡ nhiệt 64 tình thầy Nguyễn Hoàng Luân em hoàn thành đề tài với nội dung: “Nghiên cứu kết cấu, tính kỹ thuật, chẩn đoán hư hỏng sửa chữa hệ thống phanh ABS xe Toyota innova” Về mặt lý thuyết - Nêu tổng quan hệ thống ABS xe Toyota innova - Phân tích kết cấu, nguyên lý làm việc hệ thống phanh ABS xe Toyota innova - Xây dựng cách chẩn đoán hư hỏng, sửa chữa hệ thống phanh ABS Chúng em xin chân thành cảm ơn! 65