Giới Thiệu Tổng Quát Xe HonDa CiTy 2017
Kích Thước 1.1.2 Động Cơ 1.1.3 Vận Hành 1.1.4 Ngoại Thất 1.1.5 An Toàn Chương 2: Khái Quát Chung Hệ Thống ABS trên các dòng xe hiện nay 2.1 Cấu Tạo Hệ Thống Phanh ABS
Hộp số:Vô cấp CVT
Kiểu dẫn động: Cầu trước (FWD)
Hệ thống phanh trước: Phanh đĩa
Hệ thống phanh sau: Phanh tang trống
Hệ thống treo trước: Độc Lập Mac Pherson
Hệ thống treo sau: Giằng xoắn
CHƯƠNG 2: Khái Quát Chung Hệ Thống ABS trên các dòng xe hiện nay
2.1 Cấu Tạo Hệ Thống Phanh ABS
Để hạn chế tình trạng bó cứng phanh, các chuyên gia khuyên người lái nên đạp phanh từ tốn trong tình huống thông thường Trong trường hợp khẩn cấp, việc nhấp nhả phanh liên tục là cần thiết, nhưng nhiều tài xế không đủ bình tĩnh để thực hiện Để giải quyết vấn đề này, các nhà sản xuất đã phát triển hệ thống phanh ABS – Anti-lock Braking System Hệ thống này cho phép người lái chỉ cần đạp phanh và điều khiển vô lăng, giúp duy trì trạng thái ổn định và ngăn chặn bánh xe trượt trong các tình huống phanh gấp không an toàn.
Hệ thống phanh được phân loại dựa trên cơ cấu phanh, cách bố trí và dẫn động phanh, với phanh thủy lực là loại phổ biến nhất trong các loại ô tô hiện nay Loại phanh này có nhiều ưu điểm như kết cấu nhỏ gọn, dễ theo dõi và sửa chữa, chi phí bảo dưỡng thấp, khả năng truyền tải lực phanh lớn và ổn định, cùng với độ nhạy cao và khả năng chấp hành nhanh.
Cảm Biến Tốc Độ
Cảm biến tốc độ ở hai bánh xe bao gồm nam châm vĩnh cửu, cuộn dây và lõi từ, với vị trí lắp đặt tương ứng với số lượng răng của rô-to cảm biến, thay đổi theo kiểu xe Vành ngoài của rô-to có các răng, khi xe di chuyển, bánh xe dẫn động rô-to quay, tạo ra điện áp xoay chiều có tần số tương ứng với tốc độ quay ABS ECU nhận biết tốc độ bánh xe thông qua điện áp AC này.
Hệ thống ABS sử dụng cảm biến giảm tốc để đo lường sự giảm tốc của bánh xe khi phanh, từ đó xác định trạng thái mặt đường và điều chỉnh áp suất dầu phanh một cách hợp lý Hiện nay, có hai loại cảm biến giảm tốc: cảm biến dọc và cảm biến ngang, được trang bị hai cặp đèn LED, Transistor quang, cùng với một đĩa xẻ rảnh và một mạch biến đổi tín hiệu.
Khi xe phanh gấp, tốc độ bánh xe giảm đột ngột, khiến thân xe chúi về phía trước Hai đĩa cảm biến bị lắc theo hai chiều của thân xe; nếu dao động mạnh, đĩa sẽ che ánh sáng từ LED đến transistor quang, dẫn đến việc transistor quang đóng/mở Cảm biến giảm tốc sẽ chia thành bốn mức và gửi tín hiệu về ECU Ngoài ra, cảm biến kiểu bán dẫn cũng được sử dụng để đo sự giảm tốc.
Bộ Chấp Hành Hệ Thống Phanh ABS
Bộ chấp hành thủy lực đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp áp suất dầu tối ưu cho các xi-lanh phanh bánh xe, giúp điều khiển hiệu quả bởi ABS ECU Hệ thống này giúp ngăn chặn hiện tượng bó cứng bánh xe khi phanh Cấu trúc của bộ chấp hành bao gồm các van điện từ, motor điện dẫn động bơm dầu, bơm dầu và bình tích áp.
Hộp Điều Khiển Hệ Thống Phanh ABS Control Module
Hệ thống ABS có khả năng nhận diện thông tin về tốc độ góc của các bánh xe, từ đó tính toán tốc độ và sự thay đổi tốc độ của chúng Nó giúp xác định tốc độ xe, tốc độ chuẩn của bánh xe và ngưỡng trượt, nhằm nhận biết nguy cơ hãm cứng Bên cạnh đó, ABS còn cung cấp tín hiệu điều khiển cho bộ chấp hành thủy lực, thực hiện kiểm tra, chẩn đoán, lưu trữ mã lỗi và đảm bảo chế độ an toàn cho xe.
ECU là một hệ thống bao gồm nhiều vi xử lý, được chia thành bốn cụm chính: phần xử lý tín hiệu, phần logic, bộ phận an toàn và bộ chẩn đoán cùng lưu giữ mã lỗi.
Hoạt Động Của Hệ Thống Phanh ABS
Khi phanh bình thường (ABS không hoạt động):
Trong trạng thái bình thường, hệ thống ABS hoạt động ở chế độ “tĩnh”, không có điện được truyền từ ECU đến cuộn dây của van Điều này dẫn đến việc lò xo hồi vị giữ cho cửa “A” mở và cửa “B” đóng.
Khi nhấn phanh, áp suất dầu trong xi-lanh phanh chính tăng lên, khiến dầu phanh chảy từ cửa “A” qua “C” trong van điện 3 vị trí và tới xi-lanh Dầu phanh bị cản lại bởi van một chiều gắn trong mạch bơm.
- Khi nhả phanh, dầu phan hồi về từ xi-lanh bán xe về xi-lanh chính qua cửa “C” đến cửa “A”, van một chiều số 3 trong van điện 3 vị trí.
Khi phanh gấp (ABS hoạt động):
Hệ thống ABS điều khiển áp suất dầu phanh tác động lên xi-lanh bánh xe dựa trên tín hiệu từ ECU, giúp phát hiện và điều chỉnh khi bánh xe bị bó cứng trong quá trình phanh gấp.
Khi bánh xe gần bị bó cứng, ECU cung cấp dòng điện 5A cho cuộn dây của van diện, tạo ra lực từ mạnh Van 3 vị trí di chuyển lên trên, khiến cửa A đóng và cửa B mở.
Dầu phanh được chuyển từ xi-lanh bánh xe qua cửa C đến cửa B trong van điện 3 vị trí và chảy về bình dầu ECU phát tín hiệu để bơm hoạt động, đưa dầu phanh trở lại xi-lanh phanh chính từ bình chứa Đồng thời, dầu phanh trong xi-lanh chính bị ngăn không cho vào van điện 3 vị trí và van một chiều số 1 và 3 tại cửa “A”, dẫn đến áp suất dầu bên trong xi-lanh bánh xe giảm, giúp bánh xe không bị bó cứng Áp suất dầu được điều chỉnh cân bằng thông qua chế độ “giữ áp” và “giữ”.
Khi áp suất trong xi-lanh bánh xe thay đổi, cảm biến tốc độ sẽ gửi tín hiệu khi tốc độ bánh xe đạt giá trị mong muốn ECU sau đó cung cấp dòng điện 2A cho cuộn dây của van điện, nhằm duy trì áp suất ổn định trong xi-lanh bánh xe.
Khi dòng điện trong cuộn giây giảm từ 5A xuống 2A, lượng từ trong cuộn dây cũng giảm theo Van điện 3 vị trí được giữ lại nhờ lực của lò xo hồi vị, làm cho cửa "B" đóng lại.
2.2.3 Chế Độ Tăng Áp Để tạo lực phanh lớn, áp suất trong xi-lanh cần tăng, ECU sẽ ngưng cấp điện cho cuộn dây van diện Khi đó, cửa “A” của van điện 3 vị trí mở, còn cửa “B” đóng Nó cho phép dầu xi-lanh phanh chính chảy qua cửa “C” trong van điện 3 vị trí đến xi-lanh bánh xe Mức độ áp suất dầu thay đổi được điều khiển nhờ chế độ lặp lại các chế độ “Tăng áp” và “Giữ”.
2.3 Nguyên Lý Hoạt Động Của Phanh ABS
Phanh ABS hoạt động dựa trên nguyên lý chống bó cứng phanh, khởi động khi xe di chuyển Hệ thống này sử dụng cảm biến tốc độ gắn ở mỗi bánh xe để theo dõi vận tốc và gửi dữ liệu về ECU.
Khi ECU phát hiện một hoặc nhiều bánh xe di chuyển với vận tốc thấp hơn so với các bánh xe khác, nó sẽ gửi tín hiệu đến bộ điều khiển ABS Bộ điều khiển ABS sau đó xử lý dữ liệu để xác định lại vận tốc của bánh xe, từ đó truyền tin cho bộ chấp hành ABS để phân phối mức dầu phanh phù hợp qua van thủy lực và bơm Đồng thời, bộ điều khiển cũng thiết lập sự cân bằng an toàn giữa đĩa và má phanh.
Sự kết hợp này giúp giảm áp lực tác dụng của đĩa khi phanh, để bánh xe không xảy ra tình trạng “bó cứng” gây nguy hiểm
- Tiếp đến, hệ thống ABS kích hoạt chế độ phanh tự động thông qua việc kết hợp ép - nhả má phanh và dầu phanh với tần suất
Thay vì tác động một lực mạnh liên tục vào hai bộ phận, việc thay đổi lực phanh 15 lần mỗi giây giúp tránh hư hỏng bánh xe Hệ thống điều khiển sử dụng dữ liệu từ cảm biến tốc độ và chuyển động của người lái để điều chỉnh lực phanh một cách phù hợp, đảm bảo cân bằng thân xe và ổn định quỹ đạo khi xe di chuyển nhanh hoặc khi gặp tình huống kẹt cứng đột ngột.
Cách Sử Dụng Phanh ABS trên OTO
Hệ thống phanh ABS không yêu cầu điều khiển phức tạp, nhưng việc sử dụng đúng cách là cần thiết để phát huy tối đa công dụng của nó Dưới đây là hướng dẫn cụ thể về cách sử dụng phanh ABS.
Hệ thống phanh ABS được thiết kế để cảm biến tốc độ ở bánh xe, tự động kích hoạt khi người lái khởi động xe và đạp phanh, giúp nâng cao tính an toàn trong quá trình lái xe.
Để đảm bảo an toàn khi lái xe, bạn nên kiểm tra tình trạng hoạt động của hệ thống phanh ABS qua đèn báo phanh trên bảng đồng hồ taplo Đèn báo thường sáng khi khởi động xe và tắt sau khi động cơ nổ Nếu đèn báo này vẫn sáng hoặc nhấp nháy liên tục, điều đó cho thấy xe bạn đang gặp lỗi phanh ABS Trong trường hợp này, hãy đưa xe đến trung tâm kiểm tra ngay lập tức.
Lưu Ý Khi Sử Dụng
Kiểm soát tốc độ và giữ khoảng cách an toàn.
Mặc dù phanh ABS được trang bị cảm biến nhạy và chính xác, nhưng khi vào các khúc ngoặt, lực quán tính có thể khiến xe bị văng ra ngoài Do đó, người lái cần duy trì tốc độ hợp lý khi di chuyển trên những đoạn đường có khúc cua và tránh tăng tốc khi vào cua để đảm bảo an toàn.
CHƯƠNG III: THIÊT KẾ HỆ THỐNG PHANH CÓ
ABS TRÊN XE HONDA CITY
3.1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh thiết kế
Sơ đồ dẫn động phanh hai dòng:
Nghiên cứu và Thiết Kế Hệ Thống Phanh Trên Xe HonDa
Tính toán, thiết kế cơ cấu phanh
- Bán kính thiết kế của lốp xe: ro = 418,2 mm
- Bán kính lắp vành: r 203,2 mm
3.2.1 Xác định mô men cần thiết ở các cơ cấu phanh
Khoảng cách từ trọng tâm xe tới tâm cầu trước là a = 1,224 m, trong khi khoảng cách tới tâm cầu sau là b = 1,496 m Chiều cao trọng tâm xe được xác định là hg = 0,62 m, và gia tốc trọng trường là g = 9,81 m/s² Bán kính lăn của bánh xe là rbx = 0,388 m.
Thay các gía trị trên vào (1) và (2) ta có:
Mômen phanh cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh trước là : Mp1 1909,79 Nm
Mômen phanh cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh sau là: Mp2 781,03 Nm
3.2.1.1 Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh trước: a) Xác định kích thước của đĩa phanh.Đĩa phanh phải có kích thước đảm bảo cho việc tháo lắp dễ dàng khi có sửa chữa và đĩa phải có không gian thoáng giúp cho việc tản nhiệt của đĩa phanh được nhanh chóng và đĩa phải có khối lượng nhỏ nhưng vẫn phải đảm bảo việc quan trọng nhất là đạt được hiệu quả phanh như mong muốn
Để xác định kích thước má phanh cho lốp có bán kính lắp vành r = 203,2 mm, ta chọn bán kính ngoài của đĩa phanh là Rng = 150 mm và bán kính trong của đĩa phanh là Rtr = 85 mm.
+ Má phanh có dạng như hình vẽ :
Ta chọn kích thước ngoài của má phanh R2 = 145 mm
Khi xe di chuyển, đĩa phanh quay còn má phanh giữ nguyên vị trí Khi thực hiện phanh, má phanh sẽ ép vào đĩa phanh để giảm tốc độ, dẫn đến hiện tượng trượt giữa má phanh và đĩa phanh.
3.2.1.2 Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh sau a) Xác định kích thước của đĩa phanh
Đối với lốp có bán kính lắp vành r = 203,2 mm, chúng ta chọn bán kính ngoài của đĩa phanh là Rng = 150 mm và bán kính trong của đĩa phanh là Rtr = 87 mm Tiếp theo, cần xác định kích thước của má phanh.
+ Má phanh có dạng như hình vẽ:
Ta chọn kích thước ngoài của má phanh R2 = 145 mm
Khi xe di chuyển, đĩa phanh quay còn má phanh giữ nguyên vị trí Trong quá trình phanh, má phanh sẽ ép vào đĩa phanh để giảm tốc độ, dẫn đến hiện tượng trượt giữa má phanh và đĩa phanh.
3.2.1.2 Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh sau a) Xác định kích thước của đĩa phanh
Để xác định kích thước má phanh, ta có lốp với bán kính lắp vành là r = 203,2 mm, bán kính ngoài của đĩa phanh là Rng = 150 mm và bán kính trong của đĩa phanh là Rtr = 87 mm.
+ Má phanh có dạng như hình vẽ:
Kích thước ngoài của má phanh được chọn là R2 = 145 mm Khi xe di chuyển, đĩa phanh quay trong khi má phanh giữ nguyên vị trí Trong quá trình phanh, má phanh sẽ ép vào đĩa phanh để giảm tốc độ, dẫn đến hiện tượng trượt giữa má phanh và đĩa phanh.
3.2.1.3 Tính công ma sát và áp suất trên bề mặt tấm ma sát
Công thức tính công ma sát được biểu diễn bằng F_friction = μN, trong đó F_friction là lực ma sát, μ là hệ số ma sát giữa hai bề mặt và N là lực phản xạ tác động lên bề mặt Bên cạnh đó, công thức tính áp suất là P = F/A, với P là áp suất, F là lực tác động lên bề mặt và A là diện tích bề mặt.
Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh
Trong quá trình phanh ô tô, động năng của xe được chuyển hóa thành nhiệt qua các cơ cấu phanh Nhiệt này chủ yếu làm nóng trống phanh, trong khi một phần khác được tỏa ra môi trường xung quanh.
Thay các giá trị vào (**) ta có: mt > 9,2 kg
Trên thực tế khối lượng các chi tiết bị nung nóng lớn hơn 9,2(kg) do đó thoả mãn
Tính bền chốt dẫn hướng
Lực ép giữa má và đĩa phanh cực đại là : 26146,61 N.m
Chốt phanh đĩa chủ yếu được làm từ thép 30 và thường có 4 chốt được bố trí đối xứng Nhờ vào sự đối xứng này, lực phanh tác động lên mỗi chốt là tương đương nhau trong quá trình phanh, do đó có thể coi 4 chốt chịu tải như nhau để dễ dàng trong việc tính toán.
Vậy thoả mãn điều kiện bền cắt và chèn dập.
Tính toán dẫn động phanh
Vậy thoả mãn điều kiện bền cắt và chèn dập
- Sơ đồ dẫn động phanh.
3.5.1 Xác định đường kính làm việc của xy lanh bánh xe Đã được xác định ở trên
3.5.2 Chọn đường kính xilanh chính D, kích thước đòn bàn đạp l, l’
Suy ra: Sbd = 52,77 mm Đồi với ôtô con, hành trình bàn đạp cho phép là : 150 mm
Vậy: Sbd < [Sbd ] = 150mm, thoả mãn yêu cầu
* Xác định hành trình của piston xilanh lực:
Hành trình của piston trong xilanh chính phải bằng hoặc lớn hơn yêu cầu đảm bảo thể tích dầu đi vào các xilanh làm việc ở các cơ cấu phanh
Gọi S1, S2 là hành trình dịch chuyển của piston thứ cấp và sơ cấp thì :
Piston thứ cấp dịch chuyển một đoạn S2 = 5,96 mm
Piston sơ cấp dịch chuyển một đoan S1 = 2,43 mm
3.5.3 Tính bền đường ống dẫn động phanh Đường ống dẫn động phanh chịu áp suất khá lớn tới 100 (KG/cm2 )
Khi tính có thể coi đường ống dẫn dầu là loại vỏ mỏng bịt kín hai đầu và có chiều dài khá lớn
Vậy ta có: ez = 524 KG/cm2 Đường ống làm bằng hợp kim đồng có [e] = 2600 (kG/cm2 )
So sánh thấy ez < [e] => đường ống dẫn động đủ bền
3.6 Tính toán bộ trợ lực phanh
3.6.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc của trợ lực chân không
Trợ lực chân không, hay hỗ trợ phanh chân không, là một phần thiết yếu trong hệ thống phanh ô tô, giúp giảm lực cần thiết để đạp pedal phanh Nhờ vào thiết kế này, việc điều khiển xe trở nên dễ dàng hơn, mang lại trải nghiệm lái xe an toàn hơn cho người sử dụng.
Trợ lực chân không được cấu tạo bởi bốn thành phần chính: bình chứa chất lỏng phanh, van chân không, bộ phận giảm áp và bộ phận tạo áp suất.
Nguyên lý hoạt động của trợ lực chân không dựa vào sự chênh lệch áp suất giữa không khí bên ngoài và bên trong hệ thống phanh Khi đạp pedal phanh, chất lỏng phanh được đẩy xuống các bộ phận phanh, trong khi van chân không mở cho phép không khí bên ngoài vào hệ thống Không khí này được nén bởi bộ phận giảm áp, tạo ra áp suất khí trong hệ thống phanh Áp suất này giúp thúc đẩy bình chứa chất lỏng phanh xuống, giảm lực đạp cần thiết để kích hoạt hệ thống phanh.
- Trợ lực chân không hoạt động một cách tự động và không cần đến sự can thiệp của người lái Tuy nhiên, trong trường hợp xảy
SỬA CHỮA -BẢO DƯỠNG CÁC CẢM BIẾN CỦA HỆ THỐNG ABS 4.1 Hiện tượng – nguyên nhân hư hỏng và phương pháp kiểm tra – sửa chữa
Hiện tượng – nguyên nhân hư hỏng
- Hiện tượng: Phanh bị lệch.
- Nguyên nhân: Lắp đặt sai cảm biến tốc độ và rô to
- Hiện tượng: Phanh không hiệu quả.
- Nguyên nhân: Cảm biến tốc độ và rô to bị bẩn
- Hiện tượng: ABS hoạt động khi phanh bình thường.
- Nguyên nhân: Gẫy răng rô to
- Hiện tượng: Đèn báo ABS sáng không có lý do.
- Nguyên nhân: Cảm biến tốc độ và rô to, cảm biến giảm tốc bị hỏng
4.1.2 Phương pháp kiểm tra – sửa chữa
- Tháo giắc cảm biến tốc độ, đo điện trở giữa các cực: Bánh trước: 0,8 – 1,3 KΩ Bánh sau: 1,1 – 1,7 KΩ
- Quan sát phần răng cưa của cảm biến: không bị bẩn, gẫy răng
- Làm sạch các bộ phận của cảm biến.
- Thay thế cảm biến nếu điện trỏ bị đứt, rô to bị gãy răng.
Sửa chữa – bảo dưỡng các cảm biến
Quy trình tháo lắp, bảo dưỡng - sửa chữa cảm biến
Bước 1: Kiểm tra điện áp ắc qui Điện áp ắc qui khoảng 12V
Để kiểm tra đèn báo ABS, đầu tiên hãy bật khóa điện ở chế độ ON và quan sát đèn ABS sáng trong vòng 3 giây Nếu đèn không sáng, cần kiểm tra và thay thế cầu chì, bóng đèn hoặc dây điện Tiếp theo, đảm bảo đèn ABS đã tắt, sau đó tắt khóa điện Sử dụng dụng cụ chuyên dụng để nối chân E1 với chân Tc và Ts của giắc kiểm tra, sau đó kéo phanh tay và khởi động máy.
Lưu ý : không được đạp phanh g Kiểm tra đèn ABS nháy khoảng 4 lần/1s(xem hình vẽ)
Kiểm tra mức tín hiệu cảm biến bằng cách lái xe thẳng với tốc độ 4-6 km/h và quan sát đèn ABS Nếu đèn ABS sáng nhưng không nháy khi tốc độ không đạt tiêu chuẩn, cần đọc mã chẩn đoán và sửa chữa các chi tiết hư hỏng.
Khi kiểm tra hệ thống ABS, nếu đèn báo sáng khi xe di chuyển với tốc độ từ 4-6 km/h, điều này cho thấy quá trình kiểm tra đã hoàn thành Tuy nhiên, nếu tốc độ xe vượt quá 6 km/h, đèn ABS sẽ nháy, cho thấy cảm biến tốc độ vẫn hoạt động tốt.
Khi hệ thống ABS tắt, cần tránh gây ra rung động mạnh trên xe bằng cách không tăng tốc, giảm tốc, phanh, sang số, đánh lái hoặc va chạm với ổ gà trên đường.
Bước 4: Kiểm tra sự thay đổi tín hiệu cảm biến ở tốc độ thấp
Lái xe với tốc độ từ 45-55 km/h và kiểm tra đèn ABS sau khi dừng lại 1 giây Nếu đèn sáng liên tục mà không nháy khi xe đang ở tốc độ tiêu chuẩn, hãy dừng xe và đọc mã chẩn đoán để xác định lỗi Tiến hành sửa chữa các bộ phận bị hỏng.
Lưu ý: Nếu đèn bật sáng khi tốc độ xe nằm trong khoảng tiêu chuẩn
Kiểm tra tín hiệu cảm biến và đèn ABS đã hoàn thành Khi tốc độ xe không nằm trong dãy tiêu chuẩn, đèn ABS sẽ nháy Trong trạng thái này, rôto cảm biến hoạt động tốt.
SỬA CHỮA - BẢO DƯỠNG BỘ CHẤP HÀNH ABS 5.1 Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng và các biện pháp kiểm tra, sửa chữa
Sửa chữa, bảo dưỡng bộ chấp hành phanh
5.2.1 Quy trình tháo lắp, sửa chữa bộ chấp hành