đồ án tốt nghiệp khai thác kĩ thuật hệ thống phanh xe toyota camry 3 5q

Yêu cầu- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe, nghĩa là đảm bảo quãngđường phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm.- Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN CƠ KHÍ Ô TÔ

………

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: Khai thác kĩ thuật hệ thống phanh xe Toyota Camry

3.5Q

Sinh viên: NGUYỄN HOÀNG MINH

Chuyên ngành: Cơ khí ô tô Lớp: Cơ khí ô tô 1

Người hướng dẫn: TS.PHẠM TẤT THẮNG

Hà Nội 2019

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC BẢNG iii

DANH MỤC HÌNH iv

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 2

1.1 Tổng quan của hệ thống phanh 2

1.1.1 Những vấn đề chung của hệ thống phanh 2

1.1.2 Cấu tạo, nguyên lí làm việc của hệ thống phanh trên ô tô 3

1.2 Tổng quan về khai thác kĩ thuật 12

1.2.1 Bảo dưỡng kĩ thuật 12

1.2.2 Chẩn đoán kĩ thuật 13

1.2.3 Sửa chữa 13

1.3 Giới thiệu chung về xe Toyota camry 3.5Q 14

CHƯƠNG II PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ TOYOTA CAMRY 3.5Q 16

2.1 Sơ đồ cấu tạo, nguyên lí làm việc 16

2.1.1 Bố trí hệ thống phanh trên ô tô 16

2.1.2 Sơ đồ bố trí dạng tổng quát 16

2.2 Kết cấu cơ cấu phanh 17

2.2.1 Cơ cấu phanh trước 17

2.2.2 Cơ cấu phanh sau 19

2.3 Kết cấu dẫn động phanh 20

2.3.1 Xi lanh phanh chính 20

2.3.2 Cấu tạo của bầu trợ lực phanh 23

2.4 Hệ thống điều khiển phanh điện tử ABS 25

2.4.1 Cấu tạo chung của hệ thống ABS 25

2.4.3 Cấu tạo nguyên lý làm việc của bộ chấp hành 26

2.4.4 Cấu tạo nguyên lí làm việc của ECU điều khiển trượt 30

CHƯƠNG III CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH XE TOYOTA CAMRY 3.5Q 35

3.1 Những lưu ý khi sử dụng hệ thống phanh 35

i

3.2 Chẩn đoán hư hỏng hệ thống phanh 35

3.2.1 Chẩn đoán hư hỏng các bộ phận cơ khí 35

3.2.2 Chẩn đoán hư hỏng hệ thống chống bó cứng phanh ABS 37

3.3 Bảo dưỡng kĩ thuật hệ thống phanh 44

3.4 Sửa chữa hư hỏng hệ thống phanh 44

3.4.1 Hướng dẫn tháo, lắp trong hệ thống phanh 47

CHƯƠNG IV THỰC HÀNH BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH 56

4.1 Thực hành bảo dưỡng cơ cấu phanh 56

4.2 Thực hành chẩn đoán hư hỏng hệ thống ABS trên xe Toyota Camry 3.5Q 61

KẾT LUẬN 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO 66

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Bảng thông số kĩ thuật xe Toyota Camry 3.5Q 14Bảng 3.1 Những triệu trứng và nguyên nhân hư hỏng thường gặp trên hệ thống ABS 38Bảng 3.2 Những hư hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục thường gặp 45Bảng 3.3 Trình tự tháo, lắp cơ cấu phanh của xe 47

iii

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định và giá đỡ di động 4

Hình 1.2 Cơ cấu guốc phanh đối xứng qua trục 5

Hình 1.3 Cơ cấu guốc phanh đối xứng qua tâm 6

Hình 1.4 Cơ cấu guốc phanh loại bơi 6

Hình 1.5 Cơ cấu guốc phanh dạng tự cường hóa 7

Hình 1.6 Cơ cấu phanh dừng bố trí ở đầu ra hộp số 8

Hình 1.7 Hệ thống phanh dẫn động cơ khí bằng dây cáp 9

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động thủy lực 9

Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống phanh dẫn động hai dòng 10

Hình 1.10 Bố trí chung của dẫn động phanh khí nén 11

Hình 1.11 Sơ đồ hệ thống dẫn động khí nén – thủy lực kết hợp 12

Hình 1.12 Tuyến hình xe Toyota Camry 3.5Q 14

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí hệ thống phanh trên xe CAMRY 3.5Q 16

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí chung hệ thống phanh dạng tổng quát 16

Hình 2.3 Đĩa phanh trước 17

Hình 2.4 Cơ cấu phanh trước 18

Hình 2.5 Cấu tạo của má phanh 18

Hình 2.6 Khả năng tự điều chỉnh khe hở 19

Hình 2.7 Cơ cấu phanh sau 19

Hình 2.8 Cơ cấu phanh dừng 20

Hình 2.9 Cấu tạo xi lanh phanh chính 20

Hình 2.10 Xi lanh phah chính khi đạp phanh 21

Hình 2.11 Xi lanh phanh chính khi nhả phanh 22

Hình 2.12 Xi lanh phanh chính khi bị rò rỉ ở phía sau 22

Hình 2.13 Xi lanh phanh chính khi bị rò rỉ ở phía trước 23

Hình 2.14 Cấu tạo bầu trợ lực phanh 23

Hình 2.15 Sơ đồ bố trí hệ thống ABS trên xe 25

Hình 2.16 Cảm biến tốc độ 26

Hình 2.17 Bộ chấp hành ABS của xe 26

Hình 2.18 Sơ đồ bộ chấp hành ABS 27

Hình 2.19 Khi phanh làm việc bình thường 28

Hình 2.20 Bộ chấp hành ở chế độ giảm áp suất 28

Hình 2.21 Bộ chấp hành ở chế độ giữ áp suất 29

Hình 2.22 Bộ chấp hành ở chế độ tăng áp suất 29

Hình 2.23 Sơ đồ nguyên lí hoạt động ABS trên xe ( kiểu mạch chéo) 30

Hình 2.24 Điều khiển tốc độ bánh xe 31

Hình 2.25 Chức năng kiểm tra ban đầu 32

Hình 2.26 Sơ đồ mạch điện hệ thống mạng CAN liên hệ với hệ thống ABS trên xe .34 Hình 3.1 Sử dụng máy chẩn đoán hoặc máy tính để đọc mã lỗi DTC 38

Hình 3.2 Vị trí cắm giắc DLC3 để chẩn đoán 38

Hình 3.3 Đèn ABS sáng trên bảng táp lô 41

Hình 3.4 Các chân giắc của cảm biến 41

Hình 3.5 Cụm chi tiết cơ cấu phanh 47

Hình 3.6 Cụm các chi tiết của xi lanh phanh chính 51

Hình 4.1 Đèn báo lỗi hệ thống ABS trên xe 61

v

LỜI NÓI ĐẦU

Ở nước ta giao thông đường bộ đóng vai trò chủ đạo và phần lớn lượnghàng và người được vận chuyển trong nội địa bằng ô tô Cùng với sự phát triểncủa khoa học kĩ thuật, ngành công nghiệp ô tô đã có sự phát triển vượt bậc nhằmđáp ứng những nhu cầu của con người Những chiếc ô tô ngày càng đẹp hơn,nhanh hơn, an toàn hơn, tiện nghi hơn, tiết kiệm hơn để theo kịp xu thế của thờiđại

Bên cạnh đó với việc bản thân em được thực tập tốt nghiệp tại TOYOTA

Mỹ Đình để học tập cũng như tìm hiểu các kiến thức chuyên ngành của mìnhcùng với đó trong quá trình thực tập em cũng đã được tiếp xúc nhiều với dòng

xe Camry, cá nhân e thấy có nhiều vẫn đề cần tìm hiểu liên quan đến bảo dưỡngsửa chữa hệ thống phanh vì vậy mà từ đó em muốn nghiên cứu và chọn đồ án tốtnghiệp của mình là: “Khai thác kĩ thuật hệ thống phanh cho xe ô tô ToyotaCamry 3.5Q”

Với sự cố gắng tìm hiểu nghiên cứu và sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình củathầy giáo TS.Phạm Tất Thắng đã giúp em hoàn thành được đồ án này Tuynhiên đây là một vấn đề lớn, do trình độ chuyên môn và kinh nghiệm thực tế cònhạn chế Vì vậy trong quá trình nghiên cứu không tránh được những thiếu sót,

em mong các thầy cô trong bộ môn cơ khí ô tô cùng với các bạn đóng góp ýkiến cho đề tài thiết kế của em được hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS.Phạm Tất Thắng

cùng các thầy cô trong bộ môn cơ khí ô tô, khoa cơ khí trường ĐHGTVT đãgiúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án này

Sinh viên

NGUYỄN HOÀNG MINH

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN1.1 Tổng quan của hệ thống phanh

1.1.1 Những vấn đề chung của hệ thống phanh

Trên ôtô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất vì nóđảm bảo tính an toàn của ô tô khi chuyển động Sự phanh xe được tiến hànhbằng cách tạo ma sát giữa phần quay và phần đứng yên của các cụm liên kết vớibánh xe: giữa tang trống với má phanh hoặc đĩa phanh với má phanh Quá trình

ma sát trong các cơ cấu phanh dẫn tới mài mòn và nung nóng các chi tiết ma sát,nếu không xác định kịp thời và tiến hành hiệu chỉnh thì có thể dẫn tới làm giảmhiệu quả phanh Hư hỏng trong hệ thống phanh thường kèm theo hậu quảnghiêm trọng, làm mất tính an toàn chuyển động của ôtô, các hư hỏng rất đadạng và phụ thuộc vào kết cấu hệ thống phanh

1.1.1.1 Công dụng

Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ chuyển động của ô tô cho đến khidừng hẳn hoặc đến một tốc độ nào đó theo yêu cầu của người lái Ngoài ra hệthống phanh còn giữ cho ô tô dừng ở ngang dốc trong thời gian lâu dài hoặc cốđịnh xe trong thời gian dừng xe (phanh dừng)

Đối với ô tô hệ thống phanh đóng vai trò rất quan trọng vì nó đảm bảocho ô tô chuyển động an toàn ở tốc độ cao hoặc dừng xe trong tình huống nguyhiểm nhờ vậy nâng cao được năng suất vận chuyển và tăng được tính động lực.1.1.1.2 Phân loại

Có nhiều cách phân loại hệ thống phanh:

a, Theo công dụng

- Hệ thống phanh chính (phanh chân)

- Hệ thống phanh dừng (phanh tay, phanh chân hoặc bằng điện tử)

- Hệ thống phanh bổ trợ (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ)

b, Theo kết cấu của cơ cấu phanh

- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh tang trống

- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa

- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh dải

c, Theo dẫn động phanh

- Hệ thống phanh dẫn động cơ khí

- Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực

2

- Hệ thống phanh dẫn động khí nén.

- Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén - thuỷ lực

d, Theo mức độ hoàn thiện hệ thống phanh

- Hệ thống phanh có cường hóa

- Hệ thống phanh có điều hòa lực phanh

- Hệ thống phanh có chống bó cứng phanh ABS (Anti-lock brake system)

- Hệ thống phanh có phân bố lực phanh điện tử EBD (Electronic brake force distribution)

- Hệ thống phanh có hỗ trợ phanh khẩn cấp BA (Brake assist)

1.1.1.3 Yêu cầu

- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe, nghĩa là đảm bảo quãngđường phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm

- Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định chuyển động của ô

tô để đảm bảo sự ổn định của ôtô khi phanh

- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiểnkhông lớn

- Dẫn động phanh có độ nhạy cao để thời gian và hiệu quả phanh đạt được sự tốiưu

- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe hợp lý để sử dụng hoàntoàn trọng lượng bám khi phanh ở những cường độ khác nhau

- Không có hiện tượng tự xiết phanh giúp xe hoạt động tốt cũng như ượt mà

- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt để tránh hư hỏng cũng như đạt được hiệu quảphanh cao

- Có độ tin cậy, độ bền và tuổi thọ cao

1.1.2 Cấu tạo, nguyên lí làm việc của hệ thống phanh trên ô tô

1.1.2.1 Cấu tạo chung

Cấu tạo chung hệ thống phanh trên ô tô bao gồm ba bộ phận chính:

Cơ cấu phanh: Được bố trí ở gần bánh xe, thực hiện chức năng của các cơcấu ma sát nhằm tạo ra mômen 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 (bànđạp phanh, cần kéo phanh) tới các chi tiết điều khiển sự hoạt động của cơ cấuphanh

Trợ lực phanh: Dùng để truyền và khuếch đại lực điều khiển từ cơ cấuđiều khiển phanh đến các chi tiết điều khiển hoạt động của cơ cấu phanh.Ngoài ra trên các xe hiện đại ngày nay còn được bố trí các hệ thống đảmbảo an toàn như hệ thống chống bó cứng ABS, phanh khẩn cấp BA…

1.1.2.2 Cơ cấu phanh

Trên xe ô tô gồm có các loại cơ cấu phanh là: Cơ cấu phanh đĩa, cơ cấuphanh tang trống, cơ cấu phanh dừng

a, Cơ cấu phanh đĩa

Cơ cấu phanh đĩa được dùng phổ biến trên ô tô con Thường có hai loại

cơ cấu phanh đĩa : loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động

a, Loại giá đỡ cố định b, Loại giá đỡ di động

Hình 1.1 Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định và giá đỡ di động

Loại giá đỡ cố định:

Giá đỡ được bắt cố định với giá đỡ đứng yên của trục bánh xe Trên giá đỡ

bố trí hai xi lanh bánh xe ở hai phía của đĩa phanh Trong xi lanh có piston, mộtphía của piston tỳ sát vào các má phanh, một phía chịu áp lực dầu khi phanh

Ưu điểm: Hai má phanh mòn đều vì lực ép do dầu thủy lực tạo ra đều ở haipiston

Nhược điểm: Phải cần xi lanh bánh xe có thể tích bằng nhau, không gian bốtrí trật, không khí vào làm mát đĩa kém, giá thành cao

Loại giá đỡ di động:

Giá đỡ xi lanh có thể di trượt ngang theo chốt trượt bắt cố định Trong giá

di động khoét lỗ tạo thành xi lanh và bố trí piston, piston tỳ trực tiếp vào một máphanh và má phanh phía đối diện được lắp trực tiếp trên giá đỡ di động

Ưu điểm: Do cơ cấu bố trí một xi lanh công tác nên chỉ có một dòng dầuthủy lực được đưa vào xi lanh Từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho dòng không khíluồn vào làm mát đĩa phanh và má phanh tránh hiện tượng sôi dầu khi phanhliên tục Kết cấu đơn giản, giảm giá thành các cụm chi tiết cơ cấu phanh, khônggian rộng để bố trí cho các cơ cấu khác

4

Nhược điểm: Hai mâ phanh không mòn đều vì lực ĩp do dầu thủy lực tạo

ra ở piston chỉ tâc động văo một bín mâ phanh

b, Cơ cấu phanh tang trống

Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục:

Hình 1.2 Cơ cấu guốc phanh đối xứng qua trục

1.Cam xoay; 2.Lò xo hồi vị; 3.Mâ phanh; 4.Mđm phanh; 5.Piston thủy lực; 6.Xi lanhbânh xe; 7.Lò xo hồi vị; 8.Chốt cam lệch tđm; 9.Guốc phanh; 10.Chốt cố định

Cơ cấu phanh đối xứng qua trục (có nghĩa gồm hai guốc phanh bố trí đốixứng qua đường trục thẳng đứng) được thể hiện trín hình 1.2 Trong đó sơ đồ(hình 1.2.a) lă loại sử dụng cam ĩp để ĩp guốc phanh văo trống phanh, loại năyhay sử dụng trín ôtô tải lớn, sơ đồ (hình 1.2.b) lă loại sử dụng xi lanh thủy lực

để ĩp guốc phanh văo trống phanh, loại năy thường sử dụng trín ôtô du lịch vẵtô tải nhỏ

Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại năy lă hai chốt cố định có bố trí bạclệch tđm để điều chỉnh khe hở giữa mâ phanh vă trống phanh ở phía dưới, khe

hở phía trín được điều chỉnh bằng trục cam ĩp (hình 1.2.a) hoặc bằng cam lệchtđm (hình 1.2.b)

Trín hai guốc phanh có tân (hoặc dân) câc tấm ma sât Câc tấm năy có thểdăi liín tục (hình 1.2.b) hoặc phđn chia thănh một số đoạn (hình 1.2.a) Ở hình(hình 1.2.b) trống phanh quay ngược chiều kim đồng hồ vă guốc phanh bín trâi

lă guốc xiết, guốc bín phải lă guốc nhả Vì vậy mâ phanh bín guốc xiết dăi hơnbín guốc nhả với mục đích để hai mâ phanh có sự hao mòn như nhau trong quâtrình sử dụng do mâ xiết chịu âp suất lớn hơn Còn đối với cơ cấu phanh được

mở bằng cam ĩp (hình 1.2.a) âp suất tâc dụng lín hai mâ phanh lă như nhau nín

độ dăi của chúng bằng nhau

Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tđm:

Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tđm được thể hiện trín (hình 1.3) Sự đối

xứng qua tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốcphanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đốixứng với nhau qua tâm.

Hình 1.3 Cơ cấu guốc phanh đối xứng qua tâm

1.Tuy ống dẫn dầu; 2.Vít xả khí; 3.Xi lanh bánh xe; 4.Guốc phanh; 5.Phớt làmkín; 6.Piston; 7.Lò xo guốc phanh; 8.Phớt; 9.Chốt; 10.Mâm phanh

Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng cóbạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh Mộtphía của piston luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh Khe hở phíatrên giữa má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng cơ cấu tự động điềuchỉnh khe hở lắp trong piston của xi lanh bánh xe Cơ cấu phanh loại đối xứngqua tâm thường có dẫn động bằng thủy lực và được bố trí ở cầu trước của ôtô dulịch hoặc ôtô tải nhỏ

Cơ cấu phanh guốc loại bơi:

Cơ cấu phanh guốc loại bơi có nghĩa là guốc phanh không tựa trên mộtchốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trượt (hình 1.4.b)

Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình1.4.a), loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1.4.b)

Hình 1.4 Cơ cấu guốc phanh loại bơi1.Xi lanh bánh cố định; 2.Xi lanh bánh cố định; 3.Lò xo hồi vị; 4.Má phanh;5.Guốc phanh; 6.Thanh ngang định vị hai guốc phanh; 7.Tang trống

6

Loại hai mặt tựa tác dụng đơn:

Ở loại này một đầu của guốc phanh được tựa trên mặt tựa di trượt trênphần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt của pittông Cơ cấu phanhloại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.Loại hai mặt tựa tác dụng kép:

Ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có hai piston và cả hai đầu của mỗiguốc đều tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai piston Cơ cấu phanh loại nàyđược sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ

Cơ cấu phanh tự cường hóa:

Hình 1.5 Cơ cấu guốc phanh dạng tự cường hóa

1,3.Lò xo hồi vị; 2.Xi lanh phanh; 4.Chốt điều chỉnh; 5.Lò xo; 6.Má phanh;

7.Guốc phanh

Trên một số cơ cấu phanh tang trống sử dụng kết cấu phanh tang trốngdạng tự cường hóa một chiều và dạng tực cường hóa hai chiều Các dạng tựcường hóa được hiểu theo khả năng gia tăng hiệu quả tạo nên mômen phanhdưới tác dụng của lực điều khiển

c, Cơ cấu phanh dừng

Phanh dừng được dùng để dừng (đỗ xe) trên đường dốc hoặc đường bằng,nói chung hệ thống phanh này được sử dụng trong trường hợp ôtô đứng yên,không di chuyển trên các loại đường khác nhau Về cấu tạo phanh dừng cũng cóhai bộ phận chính đó là cơ cấu phanh và dẫn động phanh

Cơ cấu phanh có thể bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của các bánh xe phíasau hoặc bố trí trên trục ra của hộp số

Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng hầu hết là dẫn động cơ khíđược bố trí và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và được điều khiển

Hình 1.6 Cơ cấu phanh dừng bố trí ở đầu ra hộp số

1.Tay phanh; 2.Thân cơ cấu ép; 3.Cần ép; 4.Guốc phanh; 5.Con đội;

6.Trống phanh; 7.Vít điều chỉnh; 8.Giá cố định

Nguyên lí làm việc chung:

Ở trạng thái không phanh: Tồn tại khe hở nhỏ giữa má phanh với tangtrống hoặc đĩa phanh, đảm bảo tách hai phần quay và cố định của cơ cấu phanh,các bánh xe được quay trơn

Khi phanh: Người lái tác động vào bàn đạp phanh, thông qua hệ thốngđòn bẩy và bộ trợ lực phanh khuếch đại lực đạp phanh, lực này tác dụng lên xilanh phanh chính Xi lanh phanh chính biến đổi lực đạp phanh thành áp suất dầutrong xi lanh phanh chính, áp suất dầu thông qua các đường ống dẫn tới vannhánh và van điều hòa theo tải trọng, rồi thông qua các đường ống dẫn tới các xilanh phanh bánh xe, đẩy piston ép các má phanh vào đĩa phanh làm giảm tốc độquay của các bánh xe bắt chặt với đĩa phanh hoặc tang trống

Khi nhả phanh: Áp suất dầu điều khiển giảm, các phớt bao kín của xi lanhphanh trước có khả năng đàn hồi, các lò xo hồi vị của cơ cấu phanh sau, kéo cácpiston trở về vị trí ban đầu làm tách má phanh ra khỏi đĩa phanh và trống phanh.1.1.2.3 Cấu tạo nguyên lí làm việc của dẫn động phanh

a, Dẫn động phanh bằng cơ khí

Hệ thống phanh dẫn động cơ khí có ưu điểm kết cấu đơn giản nhưngkhông tạo được mômen phanh lớn do hạn chế lực điều khiển của người lái,thường chỉ sử dụng điều khiển phanh dừng (phanh tay)

8

Hình 1.7 Hệ thống phanh dẫn động cơ khí bằng dây cáp

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động thủy lực

Dẫn động phanh dầu có ưu điểm phanh êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao (dodầu không bị nén) Tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là tỉ số truyền của dẫnđộng dầu không lớn nên không thể tăng lực điều khiển trên cơ cấu phanh Vìvậy hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực thường được sử dụng trên ôtô du lịchhoặc ôtô tải nhỏ Trong hệ thống phanh dẫn động phanh bằng thuỷ lực tuỳ theo

sơ đồ của mạch dẫn động người ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động haidòng

Dẫn động một dòng:

Không có lực tác dụng lên cần điều khiển van Vì vậy van khí và cần điềukhiển van bị đẩy sang phải nhờ sức căng của lò xo hồi van khí và chúng dừng lạikhi van khí chạm vào tấm chân van Lúc này do van khí đẩy van điều khiển sangphải cửa thông với khí trời qua lọc khí vào trợ lực bị đóng lại Mặt khác vanchân không và van điều khiển không tiếp xúc với nhau nên cửa (A) thông đượcvới cửa (B) Vì vậy chân không tác dụng lên cả buồng áp suất thay đổi và buồng

áp suất không đổi nên không có sự chênh áp giữa các buồng

Khi đạp phanh:

Cần điều khiển phanh và van khí cùng bị đẩy sang trái Vậy van điềukhiển và van chân không tiếp xúc với nhau bịt đường thông giữa cửa (A) củabuồng 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 ápsuất thay đổi Nó sinh ra sự chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất không đổi vàbuồng áp xuất thay đổi làm piston dịch chuyển sang trái Lực tác dụng lên pistonsinh ra bởi sự chênh lệch được truyền tới đĩa phản lực qua thân van rồi tới cầnđẩy trợ lực trở thành lực đầu ra của trợ lực Diện tích tiếp xúc với áp suất củapiston số 1 và số 2 nhân với sự chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất không đổi

và buồng áp suất thay đổi sẽ bằng lực đầu ra của trợ lực

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 đầy khôngkhí và sự chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất thay đổi và buồng áp suất khôngđổi sẽ đạt cực đại vì vậy tạo ra lực lớn nhất lên piston Ngay cả khi tác dụngthêm lực lên bàn đạp phanh thì mức độ trợ lực tác dụng lên piston cũng khôngđổi và lực tác dụng thêm sẽ được truyền đến xilanh phanh chính thông qua cầnđẩy

Khi nhả phanh:

Khi nhả phanh thì cần điều khiển van khí bị đẩy sang phải nhờ lò xò hồivan khí và phản lực từ xi lanh phanh chính Nó làm cho van khí tiếp xúc vớivan điều khiển, đóng đường thông giữa khí trời với buồng áp suất thay đổi, cùnglúc đó van khí cũng nén lò xo van điều khiển lại vì vậy van điều khiển bị tách rakhỏi van chân không làm thông cửa A và B Điều này cho phép không khí từbuồng áp suất thay đổi chạy sang buồng áp suất không đổi làm triệt tiêu sự

24

chênh lệch áp suất giữa hai buồng Piston bị đẩy lại sang phải nhờ lò xo màng vàtrở về trạng thái không 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 khôngđổi (cả hai buồng được điền đầy không khí) Khi trợ lực phanh ở trạng tháikhông 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 phanh đựơctruyền tới piston của xilanh phanh chính để tạo ra lực đạp phanh Cùng lúc đóvan khí đẩy vào tấm chặn van (được lắp trong thân van) Vì vậy piston cũngthắng được sức cản của lò xo màng để dịch sang trái Như vậy phanh vẫn có tácdụng ngay khi không có chân không tác dụng lên trợ lực phanh Tuy nhiên dotrợ lực phanh không hoạt động cảm thấy chân phanh nặng

2.4 Hệ thống điều khiển phanh điện tử ABS

2.4.1 Cấu tạo chung của hệ thống ABS

Các bộ phận của ABS:

Hình 2.15 Sơ đồ bố trí hệ thống ABS trên xe

1.Bộ chấp hành ABS; 2.ECU điều khiển trượt; 3.Đồng hồ táp lô; 4.Cảm biến tốc

độ 2 bánh sau; 5.Công tắc đèn phah; 6.Cảm biến tốc độ 2 bánh trước

2.4.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ bánh xe

Hình 2.16 Cảm biến tốc độ

Cảm biến tốc độ phát hiện tốc độ của từng bánh xe và truyền tín hiệu đếnECU điều khiển trượt Loại cảm biến trên xe được sử dụng là loại cảm biến sửdụng tín hiệu xung để truyền đến cho ECU Cấu tạo của cảm biến này gồm :Một nam châm vĩnh cửu, cuộn dây và lõi từ

Nguyên lí hoạt động:

Khi mỗi răng của vòng răng đi ngang qua nam châm thì từ thông quacuộn dây sẽ tăng lên và ngược lại, khi răng đã đi qua thì từ thông sẽ giảm đi Sựthay đổi từ thông này sẽ tạo ra một suất điện động thay đổi trong cuộn dây vàtruyền tín hiệu này đến bộ điều khiển điện tử

Bộ điều khiển điện tử sử dụng tín hiệu là tần số của điện áp này như mộtđại lượng đo tốc độ bánh xe Bộ điều khiển điện tử kiểm tra tần số truyền về củatất cả các cảm biến và kích hoạt hệ thống điều khiển chống hãm cứng nếu mộthoặc một số cảm biến cho biết bánh xe có khả năng bị hãm cứng Tần số và độlớn của tín hiệu tỷ lệ thuận với tốc độ bánh xe Khi tốc độ của bánh xe tăng lênthì tần số và độ lớn của tín hiệu cũng thay đổi theo và ngược lại

2.4.3 Cấu tạo nguyên lý làm việc của bộ chấp hành

Hình 2.17 Bộ chấp hành ABS của xe

26

Nguyên lí làm việc:

Bộ chấp hành của phanh gồm có van điện từ giữ áp suất, van điện từ giảm

áp suất, bơm, môtơ và bình chứa Khi bộ chấp hành nhận được tín hiệu từ ECUđiều khiển trượt, van điện từ đóng hoặc ngắt và áp suất thuỷ lực của xi lanh ởbánh xe tăng lên, giảm xuống hoặc đợc giữ để tối ưu hoá mức trượt cho mỗibánh xe Ngoài ra, mạch thuỷ lực còn thay đổi để đáp ứng yêu cầu của mỗi loạiđiều khiển Có nhiều kiểu bộ chấp hành ABS, ở đây chúng ta có loại 8 van điện

2 vị trí trong bộ chấp hành ABS

Hình 2.18 Sơ đồ bộ chấp hành ABS

Hoạt động:

Trong khi phanh bình thường (khi hệ thống không hoạt động):

Trong khi phanh bình thường, tín hiệu điều khiển từ ECU điều khiển trượt

đã không vào Vì vậy các van điện từ giữ và giảm ngắt, cửa (a) ở bên van điện từgiữ áp suất mở, còn cửa (b) ở phía van điện từ giảm áp

suất đóng Khi đạp bàn đạp phanh, dầu từ xi lanh chính chảy qua cửa (a) ở phíavan điện từ giữ và được truyền trực tiếp tới xi lanh ở bánh xe Lúc này hoạt độngcủa van một chiều (2) ngăn cản dầu phanh truyền đến phía bơm

Hình 2.19 Khi phanh làm việc bình thường

Trong khi phanh khẩn cấp (khi ABS hoạt động):

Hình 2.20 Bộ chấp hành ở chế độ giảm áp suất

28

+ Chế độ giữ áp suất:

Tín hiệu điều khiển từ ECU điều khiển trượt đóng mạch van điện tử giữ

áp suất và ngắt van điện từ giảm áp suất bằng cách đóng kín cửa (a) và cửa (b).Điều này ngắt áp suất thuỷ lực ở cả hai phía xi lanh chính và bình chứa để giữ

áp suất thuỷ lực của xi lanh ở bánh xe không đổi

làm cho áp suất thuỷ lực từ xi lanh chính tác động vào xi lanh ở bánh xe, làmcho áp suất thuỷ lực của xi lanh ở bánh xe tăng lên.

2.4.4 Cấu tạo nguyên lí làm việc của ECU điều khiển trượt

a, Hệ thống ABS

Hình 2.23 Sơ đồ nguyên lí hoạt động ABS trên xe ( kiểu mạch chéo)1.Công tắc báo mức dầu phanh; 2.Công tắc đèn phanh; 3.Các cảm biến tốcđộ;4.Bộ chấp hành của phanh; 5.ECU điều khiển trượt; 6.Đồng hồ táp lô

Nguyên lí hoạt động:

Trên cơ sở tín hiệu từ cảm biến tốc độ của bánh xe, ECU biết được tốc độgóc của các bánh xe, cũng như tốc độ xe Trong khi phanh mặc dù tốc độ góccủa bánh xe giảm, mức độ giảm tốc sẽ phụ thuộc vào cả tốc độ xe khi phanh vàtình trạng mặt đường nhựa asphalt khô, mặt đờng ướt hoặc đóng băng

Nói cách khác ECU đánh giá mức độ trượt giữa các bánh xe và mặtđường do sự thay đổi tốc độ góc của các bánh xe khi phanh và điều khiển bộchấp hành ABS để cung cấp áp suất dầu tối ưu đến các xi lanh bánh xe nhằmđiều khiển tốt nhất tốc độ các bánh xe theo 3 chế độ: giảm áp suất, giữ áp suất

và tăng áp suất để điều khiển tối ưu tốc độ của các bánh xe ECU cũng bao gồmchức năng kiển tra ban đầu, chức năng chẩn đoán, chức năng kiểm tra cảm biếntốc độ và chức năng dự phòng

Hoạt động:

Điều khiển tốc độ bánh xe:

30

Hình 2.24 Điều khiển tốc độ bánh xe

ECU liên tục nhận được 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 vàtốc độ mỗi bánh xe bắt đầu giảm Nếu có bất kì bánh xe nào sắp bị bó cứng thìECU sẽ giảm 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 vị trísang chế độ “giữ’’ để theo dõi sự thay đổi tốc độ của bánh xe Nếu ECU thấyrằng 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 cứng lạităng tốc độ Tuy nhiên nếu áp suất dầu giảm lực phanh tác dụng lên bánh xe sẽtrở nên quá nhỏ Để tránh hiện tượng này ECU liên tục đặt van 3 vị trí lần lượt ởcác chế độ ‘’tăng áp’’ và chế độ ‘’giữ áp’’ khi bánh xe gần bị bó cứng phục hồitốc độ

Giai đoạn C: Khi áp suất dầu trong xi lanh phanh bánh xe tăng bởi ECUchuyển van điện 3 vị trí sang chế độ ‘’giảm áp’’ để giảm áp suất dầu bên trong

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

Chức năng kiểm tra ban đầu:

Hình 2.25 Chức năng kiểm tra ban đầu

ECU kích hoạt van điện và môtơ bơm theo thứ tự kiểm tra hệ thống điệncủa ABS Chức năng này hoạt động khi tốc độ góc xe lớn hơn 6 km/h với đènphanh tắt, nó chỉ hoạt động một lần sau mỗi lần bật khoá điện

Chức năng chẩn đoán:

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

Chức năng kiểm tra cảm biến:

32

Bên cạnh chức năng chẩn đoán, ECU cũng bao gồm chức năng kiểm tracảm biến tốc độ (nó chẩn đoán tính năng của các cảm biến tốc độ và rôto) Mộtvài kiểu xe cũng bao gồm chức năng kiểm tra cảm biến giảm tốc để chẩn đoáncảm biến giảm tốc như:

+ 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 đĩa xẻ rãnh

+ Chức năng dự phòng

Những chức năng này được thiết kế chỉ dành cho các kĩ thuật viên, vớicác điều kiện hoạt động được thiết lập bởi quy trình đặc biệt để chẩn đoán cáctính năng của từng cảm biến

Nếu xảy ra hư hỏng trong hệ thống truyền tín hiệu đến ECU, dòng điện từECU đến bộ chấp hành bị ngắt Kết quả là hệ thống phanh hoạt động giống nhưkhi ABS không hoạt động Do đó đảm bảo được các chức năng phanh thôngthường

b, Hệ thống mạng CAN

Trên xe Toyota Camry 3.5Q ngoài bộ ECU điều khiển trượt thì còn cónhiều bộ ECU điều khiển khác Vì vậy mà xe đã được trang bị mạng giao tiếpCAN trên xe nhằm mục đích rút gọn được số dây cảm biến đi và việc truyền vànhận dữ liệu cũng sẽ tốt hơn

CAN là viết tắt của (Control Area Network) nghĩa là mạng điều khiển cục

bộ Là một hệ thống truyền tải dữ liệu nối tiếp ứng dụng thời gian thực Nó làmột hệ thống thông tin phức hợp có tốc độ truyền rất cao và đặc biệt là khả năngphát hiện ra hư hỏng Mạng giao tiếp CAN còn là một chuẩn giao tiếp cho phépcác module khác nhau và các máy tính trên xe ô tô nói chuyện với nhau Nó nhưmột nhóm các đường dẫn với tốc độ rất cao cho phép các dữ liệu và các lệnhđược nén qua lại từ một module khác nhau

Bằng cách kết hợp dây đường truyền CANH và CANL, CAN thực hiệnviệc liên lạc dựa trên sự chênh lệch điện áp ECU hoặc các cảm biến lắp trên xe

hoạt động bằng cách chia sẻ thông tin và liên lạc với nhau CAN có 2 điện trở120Ω, dùng để thông tin liên lạc với đường truyền chính.

Hình 2.26 Sơ đồ mạch điện hệ thống mạng CAN liên hệ với hệ thống ABS trên xe

34

CHƯƠNG III CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA

HỆ THỐNG PHANH XE TOYOTA CAMRY 3.5Q3.1 Những lưu ý khi sử dụng hệ thống phanh

Do quá trình điều khiển chính xác và tinh vi cuả bộ điều khiển ABS nên

hệ thống phanh có trang bị ABS hoạt động đạt hiệu quả cao và đặc biệt không

để lại vết lết trên đường do bánh xe luôn được kiểm xoạt chống bó cứng (dẫnđến trượt lết) Như vậy trong quá trình kiểm tra hệ thống phanh cũng phải sửdụng những thiết bị chuyên dùng đặc biệt

Nhờ quá trình điều khiển tự động áp xuất dẫn động phanh các bánh xe.Cho nên dù phanh trên đường có thế nào (đường tốt, đường xấu) người lái xecũng chỉ đạp phanh với lực đạp cực đại (nếu phanh dừng xe) mà không phải đạpmớm nhiều lần như trong trường hợp xe không có trang bị hệ thống ABS Nhờ có hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp được điều khiển tư động bởi máytính nên trong các tình huống khẩn cấp lực phạnh gần như ngay lập tức đượctăng đến trạng thái tối đa trong xi lanh phanh bánh xe và đạt hiệu quả dừng xe làlớn nhất, thêm vào đó là ABS và EBD giúp qúa trình chống hãm cứng bánh xe

và phân phối lực phanh, không bị lết và đặc biệt vẫn đảm bảo không mất hướngchuyển động

Trong thực tế khi phanh ABS hoạt động nó sẽ có các quá trình tăng áp, gữi áp

và giảm áp nên có lực tác động trở lại bàn đạp phanh tạo cảm giác rung chân phanh.Trong quá trình kiểm tra ban đầu ở trạng thái làm việc bình thường có một tiếngđộng làm việc phát ra từ bộ chấp hành đó là bình thường

Đèn báo ABS trên táp lô sẽ xuất hiện trong 3 giây sau đó tắt hẳn Nếu có

sự cố thì đèn báo ABS sẽ bật sáng, người lái xe khi thấy đèn bật sáng liên tục thìnhất thiết phải đưa xe vào các xưởng sửa chữa để kiểm tra Trong quá trình sửdụng nếu thấy chuông báo phanh kêu báo hiệu nguy hiểm của hệ thống phanhthì lái xe phải đưa vào xưởng sửa chữa

3.2 Chẩn đoán hư hỏng hệ thống phanh

3.2.1 Chẩn đoán hư hỏng các bộ phận cơ khí

1 Hư hỏng khi lực phanh của hệ thống phanh thiếu

Nguyên nhân của hiện tượng lực phanh thiếu này là do:

- Má phanh đã bị mòn quá nhiều

- Hệ thống phanh bị thiếu dầu phanh.

- Do má phanh trượt

- Có khí trong hệ thống phanh (cần phải xả air)

- Xy lanh chính của hệ thống phanh bị bó cứng

- Do hư hỏng các đường chân không

2 Phanh có những tiếng kêu phát ra

Nguyên nhân của việc có tiếng kêu lại phát ra ở các bánh xe là do:

- Má phanh bị hỏng

- Má phanh đang mòn quá mức (cảnh báo thay)

- Phanh bị vật lạ xâm nhập và dính vào đó

- Guốc phanh bị biến dạng, lắp sai do lỗi kỹ thuật

- Bề mặt guốc phanh, đĩa phanh bị mài mòn lớn

3 Hiện tượng má phanh nhao về một phía

Hiện tượng này là do:

- Tiếp xúc của má phanh bên trái về bên phải không đều

- Bề mặt của má phanh bị dính dầu mỡ hoặc nước trong quá trình hoạt động

- Trống phanh bị móp méo cơ học

- Do áp suất lốp trên các bánh xe không đúng và không đều

- Ổ bi đỡ bị rơ lỏng

- Bulong bắt đĩa phanh bị rơ lỏng

- Cơ cấu điều chỉnh của hệ thống phanh đang hoạt động sai

4 Hành trình tự do của bàn đạp phanh nhỏ

Nguyên nhân là do:

- Khe hở má phanh với đĩa phanh quá lớn

- Có không khí trong đường ống dẫn dầu làm cho lực không đủ

- Bàn đạp điều chỉnh phanh sai hoặc thanh đẩy xi lanh chính không đúng khoảngcách

- Thiếu dầu phanh

- Má phanh quá mòn

- Piston với cuppen xi lanh chính bị mòn

- Piston với cuppen xi lanh bánh bị mòn

5 Bàn đạp phanh bị giật

36

Nguyên nhân của hiện tượng này là do.

- Trống phanh hoặc đĩa phanh bị móp méo

- Trống phanh hoặc đĩa phanh mòn không đều trên mặt phẳng

- Lò xo hồi vị của hệ thống phanh bị nhão hoặc gãy

- Van không khí chân không bị vênh

- Thanh đẩy không điều khiển được theo ý muốn

- Khe hở giữa thanh đẩy và xi lanh điều chỉnh lớn

6 Cơ cấu phanh bị bó cứng

Nguyên nhân của hiện tượng này là do:

- Xi lanh chính bị tắc lỗ dầu (Các bạn cần kiểm tra các xi lanh chính và điều chỉnh cần đẩy xi lanh chính nếu cần)

- Van không khí hoặc chân không bị vênh

- Điều chỉnh sai cự ly thanh đẩy

- Thanh đẩy không điều chỉnh được

7 Hệ thống phanh không làm việc hoặc đạp phanh nặng

Nguyên nhân của hiện tượng này là do:

- Lỏng các mối nối trên hệ thống phanh

- Bị tắc nghẽn hoặc hở đường ống chân không

- Các van và gioăng làm kín màng chân không hỏng

- Van điều khiển hệ thống bơm dầu hoạt động không đúng

- Sai lệch của van không khí, van chân không

- Tắc đường ống xả khí

8 Phanh nhưng không hiệu quả (không ăn)

- Kiểm tra lại các van điều khiển

- Đường chân không bị tắc hoặc bị thủng

3.2.2 Chẩn đoán hư hỏng hệ thống chống bó cứng phanh ABS

Trước khi sửa chữa hệ thống ABS, đầu tiên phải xác định xem hư hỏng làtrong hệ thống ABS hay trong hệ thống phanh.Về cơ bản do hệ thống ABS đượctrang bị chức năng dự phòng, nếu hư hỏng xảy ra trong ABS thì ECU sẽ dừnghoạt động của ABS ngay lập tức và chuyển sang hệ thống phanh thông thường

Do ECU có chức năng chẩn đoán nên đèn báo ABS bật sáng để báo chongười lái biết khi có hư hỏng xảy ra, mặt khác nó cũng tự lưu lại các mã lỗi của

hệ thống nên khi chẩn đoán cần sử dụng giắc chẩn đoán (DLC3) được kết nối

với máy chẩn đoán hoặc kết nối với máy tính đã được cài sẵn phần mềm chuyêndụng để xác định mã hư hỏng theo tiêu chuẩn OBD II Các mã lỗi DTC của hệthống ABS được trình bày ở phục lục (I).

hỏng

Đèn báo ABS sáng

Đèn báo và mạchđiện Ngắn mạchRơle van điện Hở hay ngắn mạch 11,12Rơle môtơ bơm Hở hay ngắn mạch 13,14Van điện bộ chấp

hành Hở hay ngắn mạch 21,22,23,24

38