khảo sát hệ thống phanh abs trên xe toyota vios

 Sự phát triển của hệ thống phanh ô tô qua các thời kỳ bao gồm: Thế kỷ 19: Các ô tô đầu tiên sử dụng các hệ thống phanh đơn giản như phanh đai, một dải da hoặc kim loại ép vào bánh xe

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Tên khóa luận:

KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA VIOS

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ MÃ NGÀNH: 7510205

Giảng viên hướng dẫn: ĐINH BÁ BÁCH Sinh viên thực hiện: Dương Xuân Hải

LỜI CẢM ƠN

Để có được kết quả hôm nay, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình và các thầy cô trong khoa Cơ điện và Công trình, trường Đại học Lâm nghiệp, đã luôn động viên và tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình học tập và rèn luyện

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Đinh Bá Bách, người đã khích lệ và hỗ trợ em về tinh thần cũng như cung cấp kiến thức chuyên môn để em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này

Em cũng xin cảm ơn toàn thể thành viên công ty Gara ô tô Hà Minh, nơi đã tạo điều kiện cho em học hỏi công việc thực tế

Do còn hạn chế về kinh nghiệm và kiến thức, khóa luận này chắc chắn còn nhiều thiếu sót Em mong nhận được ý kiến đóng góp và nhận xét từ các thầy, cô, các nhà khoa học để bài khóa luận của em hoàn thiện hơn

Thay cho lời kết, em xin chúc sức khỏe đến toàn bộ thầy cô, anh chị, và bạn bè đã hỗ trợ và giúp đỡ em trong thời gian qua

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2024

Sinh viên thực hiện

LỜI NÓI ĐẦU

Hệ thống phanh trên ô tô là một cơ cấu an toàn quan trọng, nhằm giảm tốc hoặc dừng xe trong những trường hợp cần thiết Nó là một trong những bộ phận chính của ô tô, đóng vai trò quyết định trong việc điều khiển ô tô lưu thông trên đường Chất lượng phanh của ô tô được đánh giá qua hiệu quả phanh và đảm bảo cho ô tô chạy ổn định khi phanh Một trong những vấn đề được quan tâm nhiều hơn là phanh khi ô tô chạy trên đường trơn hoặc đường có hệ số bám thấp sẽ xảy ra hiện tượng trượt lết trên đường do bánh xe sớm bị hãm cứng Do vậy, quãng đường phanh dài hơn và hiệu quả phanh kém Hơn nữa, nếu bánh xe bị hãm cứng thì ô tô mất ổn định, gây khó khăn cho việc điều khiển Trong trường hợp quay vòng, điều này dẫn đến hiện tượng quay vòng thiếu hoặc thừa, làm mất ổn định khi quay vòng

Để giải quyết vấn đề phanh, hệ thống phanh chống hãm cứng cho ô tô đã ra đời, gọi là “Anti-lock Braking System” viết tắt là ABS Ngày nay, ABS đã giữ một vai trò quan trọng và không thể thiếu trong các xe hiện đại, trở thành tiêu chuẩn bắt buộc đối với phần lớn các nước trên thế giới Ở thị trường Việt Nam, ngoài một phần lớn các xe nhập cũ đã qua sử dụng, một số loại xe được lắp ráp

trong nước cũng đang trang bị hệ thống này Tại cuộc hội thảo khoa học “Quản lý - Kỹ thuật trong công tác đăng kiểm phương tiện cơ giới đường bộ - Nha Trang 2000”, các nhà quản lý, khoa học và chuyên gia đầu ngành cũng đã đề xuất

việc ban hành các tiêu chuẩn quy định về việc sử dụng ô tô có trang bị hệ thống ABS với các mốc thời gian cụ thể Trước tiên là ô tô khách liên tỉnh, trong tương lai sẽ không dùng ô tô không có trang bị ABS

Với xu thế hội nhập, thị trường ô tô nước ta sẽ sôi động, ngày càng nhiều chủng loại lẫn số lượng Việc khai thác và bảo trì sửa chữa là cực kỳ quan trọng, nhằm sử dụng khai thác, lắp lẫn và thay mới hiệu quả tối đa các hệ thống nói chung và ABS nói riêng

Bên cạnh đó, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo Đinh Bá Bách, người đã trực tiếp hướng dẫn em tận tình và chu đáo trong quá trình hoàn thiện khóa luận này Mặc dù đã cố gắng và học hỏi rất nhiều, nhưng do kiến thức và kinh nghiệm của bản thân còn hạn chế nên đề tài này của em không tránh khỏi những sai sót Rất mong nhận được sự góp ý và chỉ dẫn từ thầy cô

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Công dụng của hệ thống phanh 4

Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính 7

Hình 1.3: Lịch sử hình thành và phát triển hệ thống phanh ABS 8

Hình 1.4 Xe ô tô có ABS và xe ô tô không có ABS 10

Hình 1.5: Một số hệ thống ABS 11

Hình 1.6: Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống phanh ABS trên xe 12

Hình 1.7: Sơ đồ hệ thống phanh ABS 12

Hình 1.8: Sơ đồ nguyên lý phanh ABS 13

Hình 1.9: ABS không hoạt động 14

Hình 1.10: Chế độ giảm áp 15

Hình 1.11: ABS hoạt động ở Chế độ giữ 16

Hình 1.12: Chế độ tăng áp 16

Hình 2.1: Tổng quan xe Toyota Vios 17

Hình 2.2: Khoang nội thất Toyota Vios 17

Hình 2.3: Ly hợp một đĩ a ma sát 18

Hình 2.4: Bên trong hộp số vô cấp CVT 19

Hình 2.5: Hệ thống lái 20

Hình 2.6: Hệ thống treo trên xe Toyota Vios 20

Hình 2.7: Sơ đồ bố trí hệ thống treo trên xe Toyta Vios 21

Hình 2.8: Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Vios 22

Hình 2.9: Khi phanh bình thường 23

Hình 2.10: Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất 25

Hình 2.11: Giai đoạn giảm áp suất 26

Hình 2.12: Giai đoạn giảm áp 28

Hình 2.13: Kết cấu đĩa phanh có xẻ rãnh thông gió 29

Hình 2.14: Cơ cấu phanh trước 30

Hình 2.15: Kết cấu xi lanh phanh chính 33

Hình 2.16: Cảm biến tốc độ bánh xe trước 34

Hình 2.17: Cảm biến tốc độ bánh xe sau 34

Hình 2.18: Khối điều khiển ECU 35

Hình 2.19: Hệ thống điều khiển điện tử 36

Hình 2.20: Phân phối lực phanh điện tử EBD 39

Hình 2.21: Bầu trợ lực 40

Hình 2.22: cấu tạo bộ chấp hành 41

Hình 2.23: Sơ đồ bộ chấp hành loại 8 van điện 2 vị trí 42

Hình 2.24: Hoạt động của cảm biến tốc độ 43

Hình 3.1: Sơ đồ lực tác dụng lên ôtô khi phanh 44

Hình 3.2: Giản đồ phanh 50

Hình 3.3: Hoạt động của CB giảm tốc đặt ngang 54

Hình 3.4: Hoạt động của cảm biến giảm tốc đặt dọc 55

Hình 3.5: Hoạt động của CB giảm tốc đặt ngang 55

Hình 3.6: Kiểm tra đèn ABS 57

Hình 3.7: Kiểm tra tín hiệu cảm biến 57

Hình 3.8: Tháo các đường ống dẫn động 59

Hình 3.9: Tháo các chi tiết của bộ chấp hành phanh 59

Hình 3.10: Các chức năng điều khiển của ECU 60

Hình 3.11: Điều khiển chống hãm cứng khi phanh 62

Hình 3.12: Điều khiển chống hãm cứng khi phanh 63

Hình 3.13: Đèn báo ABS 66

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Mô tả chế độ hoạt động của bộ chấp hành ABS 43

Bảng 3.1: Số liệu về sự thay đổi áp suất theo hệ số bám 48

Bảng 3.2: Số liệu về sự thay đổi áp suất theo hệ số bám 48

Bảng 3.3: Các mã hư hỏng thường gặp 66

Bảng 3.4: Nguyên nhân hư hỏng và cách khắc phục 67

Bảng 3.5: Mã chẩn đoán 67

Bảng 3.6: Mã chẩn đoán 70

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH 2

1.1 Tổng quan về hệ thống phanh trên xe ô tô 2

1.1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống phanh trên ô tô 2

1.1.2 Công dụng của hệ thống phanh trên ô tô 3

1.1.3 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống phanh trên xe ô tô 5

1.2 Khái quát hệ thống phanh trang bị ABS trên xe ô tô 7

1.2.1 Quá trình phát triển của hệ thống phanh ABS trên ô tô 7

1.2.2 Tình hình nghiên cứu hệ thống phanh ABS trên ô tô ở Việt Nam 9

1.2.3 Chức năng nhiệm vụ ABS, phân loại ABS 10

1.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc và một số sơ đồ điển hình 12

1.3.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc 12

1.3.2 Một số sơ đồ điển hình 14

Chương 2 HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TOYOTA VIOS 17

2.1 Giới thiệu tổng quan về xe TOYOTA VIOS 17

2.1.1 Giới thiệu về động cơ 18

2.1.2 Hệ thống truyền lực 18

2.1.3 Hệ thống lái 20

2.1.4 Hệ thống treo 20

2.1.5 Hệ thống điều hòa không khí 22

2.2 Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống phanh trên xe Toyota Vios 22

2.2.1 Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Vios 22

2.2.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Vios 23

2.3 Kết cấu và bộ phận chính của hệ thống phanh trên xe Toyota Vios 29

2.3.1 Cơ cấu phanh 29

2.3.2 Xy lanh chính 32

2.3.3 Các cảm biến 34

2.3.5 Khối thủy lực - điện tử (Electric-hydraulic Unit) 38

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

2.3.7 Trợ lực phanh 40

2.3.8 Bộ chấp hành ABS 41

Chương 3 KIỂM NGHIỆM, SỬA CHỮA, CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TOYOTA VIOS 44

3.1 Momen phanh ở cầu trước và cầu sau 44

3.2 Xác định mô men phanh do các cơ cấu phanh sinh ra 46

3.2.1 Đối với cơ cấu phanh trước 46

3.2.2 Đối với cơ cấu phanh sau 47

3.2.3 Quan hệ áp suất phanh trước và sau 48

3.3 Lực tác dụng lên bàn đạp phanh 48

3.4 Tính toán các chỉ tiêu phanh 50

3.4.1 Gia tốc chậm dần khi phanh 50

3.4.2 Thời gian phanh 51

3.4.3 Quãng đường phanh 52

3.4.4 Sửa chữa các cảm biến hệ thống ABS 53

3.4.5 Bảo dưỡng ECU của hệ thống ABS 60

3.4.6 Kiểm tra hệ thống chẩn đoán 64

ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngành công nghiệp ô tô được đánh giá là một trong những ngành công nghiệp đi đầu, kéo theo sự phát triển của các ngành công nghiệp khác Vì vậy, sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp ô tô được xem là nhân tố tác động tích cực thúc đẩy các ngành có liên quan phát triển, tạo động lực xây dựng nền công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước

Theo xu hướng phát triển, khi thu nhập các cá nhân tăng cao, họ có xu hướng ưu tiên sử dụng các sản phâm hiện đại đi kèm với chất lượng và đảm bảo an toàn hơn và đáp ứng được các yêu cầu và thay thế các xe máy theo xu hướng phát triển đi lên của đất nước Đồng thời, trong các ngày công nghiệp cũng như nông nghiệp, con người sử dụng ô tô như nguồn lực trực tiếp phục vụ quá trình lưu thông hàng hóa, thúc đẩy thương mại phát triển hiện nay

Mặt khác, nghành công nghiệp ô tô được đánh giá là một trong những nghành công nghiệp đi đầu, kéo theo sự phát triển khác Công nghiệp ô tô là khách hàng của nhiều nghành công nghiệp có liên quan như: kim loại, cơ khí, điện tử, hóa chất Vì vậy, sự phát triển mạnh mẽ của nghành công nghiệp ô tô dược xem là nhân tố tác động tích cực thúc đẩy các nghành công nghiệp ô tô được xem là nhân tố tác động tích cực thúc đẩy các nghành có liên quan phát triển, tạo động lực xây dựng nền công nghiệp hóa, hiện đại hoa đất nước

1 Mục tiêu nghiên cứu khóa luận

Nghiên cứu tổng quan về hệ thống phanh trên ô tô và khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Vios Tiếp theo, phân tích, tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Vios theo các tiêu chuẩn và tài liệu hiện hành đã công bố

2 Nội dung của khóa luận

Khóa luận: “Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Vios” gồm có:

Chương 1: Tổng quan về hệ thống phanh Chương 2: Hệ thống phanh trên xe Toyota Vios Chương 3: Kiểm nghiệm, sửa chữa, chẩn đoán hệ thống phanh trên xe Toyota Vios

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của khóa luận

Đối tượng nghiên cứu là dòng xe Toyota Vios Phạm vi nghiên cứu: Khóa luận chỉ tiến hành nghiên cứu hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Vios

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH 1.1 Tổng quan về hệ thống phanh trên xe ô tô

1.1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống phanh trên ô tô

Hệ thống phanh là một trong những hệ thống quan trọng nhất trên xe ô tô Nó không chỉ giúp dừng xe mà còn đảm bảo an toàn cho hành khách cũng như người tham gia giao thông Vậy, lịch sử hình thành hệ thống phanh ô tô ra sao?

Hệ thống phanh trên ô tô đã trải qua một quá trình phát triển dài từ những ngày đầu của ngành công nghiệp ô tô cho đến ngày nay, với sự tiến bộ liên tục nhằm cải thiện hiệu suất phanh, an toàn và trải nghiệm lái xe Tuy nhiên, không phải ai cũng biết hệ thống phanh ra đời và phát triển như thế nào Hãy cùng quay ngược thời gian để tìm hiểu lịch sử này

Ban đầu, hệ thống phanh được sử dụng trên những xe do ngựa kéo Mặc dù xe ngựa có thể di chuyển nhanh, nhưng ngựa không thể tự mình dừng lại chiếc xe Cơ cấu phanh đầu tiên làm chậm tốc độ bánh xe bằng một cần kéo bằng tay Một khối gỗ nhỏ, đôi khi được bọc da, tiếp xúc trực tiếp với vành bánh xe để giảm tốc độ Tuy nhiên, cơ cấu phanh này không hiệu quả trong điều kiện thời tiết ẩm ướt

Đến đầu thế kỷ 20, khi ô tô phát triển và đạt tốc độ trên 100 km/h, nhu cầu về một hệ thống phanh hiệu quả hơn trở nên cấp thiết Phanh đĩa lần đầu tiên được phát minh vào năm 1902 bởi William Lanchester người Anh Tuy nhiên, đến cuối thế kỷ 20, phanh đĩa mới được áp dụng rộng rãi do vấn đề tiếng ồn lớn khi đĩa phanh ma sát với má phanh bằng đồng

Henry Ford đã tạo ra một cuộc cách mạng khi sử dụng bàn đạp để điều khiển phanh và phanh tay cho bánh sau trong trường hợp khẩn cấp trên mẫu xe Model T Louis Renault là người đưa hệ thống phanh tang trống vào sử dụng với cải tiến guốc phanh và trống phanh bằng thép Mặc dù phanh thủy lực và phanh trống cải thiện đáng kể qua thời gian, chúng vẫn có nhược điểm là dễ bị nóng Từ năm 1949, phanh đĩa được sử dụng rộng rãi với kẹp phanh thủy lực và má phanh làm từ vật liệu ma sát cao

Hệ thống ABS hiện đại được phát minh vào năm 1971 bởi Mario Palazzetti tại Trung tâm Nghiên cứu Fiat, và hiện là tiêu chuẩn trên hầu hết các ô tô Hệ thống này ban đầu được gọi là Antiskid và bằng sáng chế đã được bán cho Bosch, hãng đặt tên cho nó là ABS Năm 1976, WABCO bắt đầu phát triển hệ thống chống bó cứng phanh trên xe thương mại và sau đó là hệ thống phanh điện tử (EBS) dành cho xe hạng nặng vào năm 1986 Phiên bản đa kênh đầu tiên của ABS được giới thiệu trên chiếc W116 Mercedes-Benz S-Class vào năm 1978 Ngày nay, hệ thống phanh đã hoạt động hiệu quả và chính xác hơn, với các hệ thống an

toàn như TCS, EBD, BSA,… giúp việc phanh xe trở nên an toàn và chính xác hơn Gần đây, sự phát triển của xe điện đã dẫn đến sự ra đời của hệ thống phanh tái tạo, sử dụng nhiệt của quá trình ma sát để chuyển thành năng lượng cho động cơ điện

 Sự phát triển của hệ thống phanh ô tô qua các thời kỳ bao gồm:

Thế kỷ 19: Các ô tô đầu tiên sử dụng các hệ thống phanh đơn giản như phanh đai, một dải da hoặc kim loại ép vào bánh xe để giảm tốc độ Tuy nhiên, hệ thống này không hiệu quả và an toàn

Năm 1918: Malcolm Loughead (sau này là Lockheed) giới thiệu hệ thống phanh thủy lực đầu tiên, sử dụng chất lỏng để truyền lực từ bàn đạp phanh đến các bánh xe, cải thiện hiệu suất và giảm lực đạp phanh cần thiết

Năm 1902: Louis Renault phát minh hệ thống phanh tang trống, cải thiện đáng kể so với các hệ thống phanh đơn giản trước đó

Thập niên 1950-1960: Phanh đĩa được phát triển và áp dụng rộng rãi, cung cấp khả năng phanh mạnh mẽ và hiệu quả hơn so với phanh tang trống, đặc biệt là trong điều kiện ướt và nhiệt độ cao

Thập niên 1970: Giới thiệu hệ thống phanh chống bó cứng (ABS), ngăn chặn bánh xe bị khóa cứng khi phanh gấp, cải thiện khả năng kiểm soát và an toàn trên mặt đường trơn trượt

Thập niên 1980-1990: Phát triển các công nghệ hỗ trợ phanh tiên tiến như hệ thống phân phối lực phanh điện tử (EBD), hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp (EBA), và hệ thống phanh điện tử (Brake-by-Wire), nâng cao hiệu quả và an toàn của hệ thống phanh

Thế kỷ 21: Phát triển các công nghệ phanh tự động và tích hợp vào xe tự lái, như hệ thống phanh tự động (Autonomous Emergency Braking - AEB), sử dụng cảm biến và phần mềm để tự động phanh xe khi phát hiện nguy cơ va chạm

Phát triển phanh tái tạo: Trên các xe điện và hybrid, các hệ thống phanh tái tạo được nghiên cứu và phát triển để thu hồi năng lượng từ quá trình phanh và cải thiện hiệu quả năng lượng của xe

Tóm lại, sự ra đời và phát triển của hệ thống phanh trên ô tô là một câu chuyện về sự tiến bộ liên tục trong công nghệ và kỹ thuật, nhằm cải thiện an toàn, hiệu suất và trải nghiệm lái xe cho người dùng trên toàn cầu

1.1.2 Công dụng của hệ thống phanh trên ô tô

Hệ thống phanh trên ô tô được sử dụng để giảm tốc độ của xe đến mức mong muốn hoặc dừng hẳn Ngoài ra, hệ thống phanh còn có khả năng giữ cho xe

đứng yên trên đoạn đường dốc Chức năng chính của hệ thống phanh là giảm tốc độ hoặc dừng xe khi cần thiết, đảm bảo an toàn cho người lái và hành khách

Hệ thống phanh làm chậm bánh xe bằng cách giảm tốc độ quay của chúng, từ đó giảm tốc độ di chuyển của xe Nó cũng giúp dừng xe hoàn toàn một cách an toàn và hiệu quả, ngay cả khi xe đang di chuyển ở tốc độ cao Đảm bảo an toàn cho người lái và hành khách là nhiệm vụ chính của hệ thống phanh Nó cho phép xe giảm tốc độ hoặc dừng lại trong các tình huống khẩn cấp, giúp tránh tai nạn Vì vậy, hệ thống phanh là một thành phần đặc biệt quan trọng, đảm bảo cho ô tô hoạt động an toàn trong mọi điều kiện

Hình 1.1: Công dụng của hệ thống phanh

Dưới đây là những công dụng chính của hệ thống phanh trên ô tô:

 Giảm tốc độ và dừng xe:

Hệ thống phanh giúp xe giảm tốc độ một cách an toàn và hiệu quả, đồng thời dừng xe hoàn toàn khi cần thiết, như khi gặp đèn đỏ hoặc trong các tình huống khẩn cấp

 Duy trì tốc độ trên địa hình dốc:

Khi lái xe trên đoạn đường dốc, hệ thống phanh giúp duy trì tốc độ ổn định và ngăn xe không bị trôi dốc, đặc biệt hữu ích khi xuống dốc

 Giữ xe đứng yên khi đỗ:

Hệ thống phanh giữ cho xe đứng yên tại chỗ khi đỗ, đặc biệt trên các bề mặt dốc, ngăn xe lăn tự do và gây nguy hiểm

 Điều khiển và ổn định xe:

Hệ thống phanh giúp người lái điều khiển xe tốt hơn, đặc biệt trong các tình huống phanh gấp hoặc khi cần đổi hướng đột ngột

Các hệ thống phanh tiên tiến như ABS (Anti-lock Braking System) ngăn chặn bánh xe bị khóa cứng, duy trì khả năng điều khiển hướng di chuyển của xe

 Tăng cường an toàn:

Hệ thống phanh, đặc biệt là các hệ thống hỗ trợ như ABS, EBD (Electronic Brakeforce Distribution) và ESP (Electronic Stability Program), nâng cao tính an toàn bằng cách giảm nguy cơ trượt, lật xe và mất kiểm soát

 Bảo vệ hệ thống và các bộ phận khác của xe:

Phanh động cơ và các phương pháp khác giúp giảm tải cho hệ thống phanh chính, kéo dài tuổi thọ của các bộ phận phanh và giảm chi phí bảo trì

 Tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu hao mòn:

Các hệ thống phanh tiên tiến giúp tối ưu hóa quá trình phanh, giảm thiểu hao mòn và tiết kiệm nhiên liệu, đồng thời giảm phát thải ô nhiễm môi trường

 Hỗ trợ trong các tình huống khẩn cấp:

Các hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp (BA) tăng cường lực phanh tự động trong các tình huống khẩn cấp khi người lái chưa đạp phanh đủ mạnh, giúp giảm quãng đường dừng xe

 Cải thiện trải nghiệm lái xe:

Hệ thống phanh hiệu quả và tiên tiến giúp người lái cảm thấy tự tin hơn, cải thiện trải nghiệm lái xe và giảm căng thẳng trong các tình huống giao thông phức tạp

Như vậy, hệ thống phanh không chỉ là một thành phần quan trọng để dừng và giảm tốc độ xe mà còn đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo an toàn, kiểm soát và tối ưu hóa hiệu suất lái xe

1.1.3 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống phanh trên xe ô tô

1.1.3.1 Nhiệm vụ của hệ thống phanh

Giảm tốc độ và dừng xe: Hệ thống phanh giúp giảm tốc độ xe và dừng xe hoàn toàn khi cần thiết

Duy trì tốc độ: Trên những đoạn đường dốc, hệ thống phanh giúp duy trì tốc độ ổn định và kiểm soát tốc độ của xe

Giữ xe đứng yên: Khi đỗ xe trên dốc, hệ thống phanh giữ xe đứng yên, không bị trôi

Điều khiển xe: Hệ thống phanh giúp người lái điều khiển hướng di chuyển

1.1.3.2 Yêu cầu của hệ thống phanh

Hiệu suất cao: Hệ thống phanh phải đảm bảo hiệu suất phanh tốt trong mọi điều kiện hoạt động, kể cả trong điều kiện khắc nghiệt

Độ tin cậy cao: Hệ thống phải hoạt động ổn định và tin cậy trong suốt quá trình sử dụng

Phản ứng nhanh: Phanh phải có khả năng phản ứng nhanh chóng khi người lái thực hiện thao tác phanh

Bền bỉ: Các thành phần của hệ thống phanh phải bền bỉ và chịu được mài mòn, đặc biệt là trong điều kiện sử dụng thường xuyên

Bảo trì dễ dàng: Hệ thống phanh phải dễ dàng bảo trì và sửa chữa khi cần thiết

1.1.3.3 Phân loại hệ thống phanh

Hệ thống phanh trên ô tô có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau:

 Theo phương thức điều khiển:

Phanh cơ khí: Sử dụng các cơ cấu cơ học để truyền lực phanh, ít được sử dụng trên các xe hiện đại

Phanh thủy lực: Sử dụng chất lỏng (thường là dầu phanh) để truyền lực phanh từ bàn đạp phanh tới các bánh xe

Phanh khí nén: Sử dụng khí nén để truyền lực phanh, thường được sử dụng trên các xe tải lớn và xe khách

Phanh điện tử: Sử dụng các cảm biến và bộ điều khiển điện tử để điều chỉnh lực phanh, bao gồm cả hệ thống ABS (Anti-lock Braking System) và ESP (Electronic Stability Program)

 Theo loại phanh:

Phanh đĩa: Sử dụng đĩa phanh và má phanh để tạo ma sát, thường được sử dụng ở bánh trước và cả bốn bánh trên các xe hiện đại

Phanh tang trống: Sử dụng tang trống và guốc phanh để tạo ma sát, thường được sử dụng ở bánh sau trên các xe cũ hơn

Phanh kiểu dải: Dải phanh được quấn vòng lên đường kính ngoài của trống phanh

Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính

a - Phanh trống - guốc; b- Phanh đĩa; c- Phanh dải

Hệ thống ABS lần đầu tiên được sử dụng trên các máy bay thương mại vào

công nghệ thời đó, hệ thống ABS còn cồng kềnh, hoạt động không tin cậy và không đủ nhanh trong mọi tình huống Qua quá trình phát triển, ABS đã được cải tiến từ loại cơ khí sang loại điện, và hiện nay là loại điện tử

Vào thập niên 60, nhờ sự phát triển của kỹ thuật điện tử, các vi mạch điện tử ra đời giúp hệ thống ABS lần đầu tiên được lắp trên ô tô vào năm 1969 Sau đó, nhiều công ty sản xuất ô tô bắt đầu nghiên cứu và ứng dụng ABS vào năm 1970 Toyota sử dụng hệ thống ABS lần đầu tiên cho các xe tại Nhật Bản vào năm 1971, với loại ABS một kênh điều khiển đồng thời hai bánh sau Đến thập niên 80, hệ thống này mới phát triển mạnh mẽ nhờ cơ cấu điều khiển kỹ thuật số và vi xử lý, thay thế các cơ cấu điều khiển tương tự đơn giản trước đó

Hình 1.3: Lịch sử hình thành và phát triển hệ thống phanh ABS

Ban đầu, hệ thống ABS chỉ được lắp ráp trên các xe du lịch mới, đắt tiền, và được trang bị theo yêu cầu Dần dần, hệ thống này được sử dụng rộng rãi hơn và ngày nay gần như trở thành tiêu chuẩn bắt buộc cho tất cả các loại xe du lịch Phần lớn các xe hoạt động ở những vùng có đường băng và tuyết dễ trơn trượt Hệ thống ABS không chỉ được thiết kế cho các phanh thủy lực mà còn được ứng dụng rộng rãi trên các phanh khí nén của xe tải và xe khách lớn

Nhằm nâng cao tính ổn định và an toàn của xe trong mọi điều kiện hoạt động như khi khởi hành, tăng tốc đột ngột, vào cua với tốc độ cao, và phanh khẩn cấp, hệ thống phanh ABS còn được kết hợp với nhiều hệ thống khác

Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống kiểm soát lực kéo (Traction Control hay ASR) để giảm công suất động cơ và phanh các bánh xe, tránh hiện tượng bánh xe bị trượt khi xe khởi hành và tăng tốc đột ngột, giúp tránh lãng phí công suất động cơ và giữ ổn định chuyển động của ô tô Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống

phân phối lực phanh điện tử (EBD) để phân phối lực phanh phù hợp với tải trọng và chế độ chạy của xe

Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống ổn định ô tô bằng điện tử (ESP) không chỉ có tác dụng khi phanh mà còn can thiệp vào cả quá trình tăng tốc và chuyển động quay của xe, giúp nâng cao hiệu quả chuyển động trong mọi tình huống

Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của kỹ thuật điện tử và sự hỗ trợ lớn từ ngành điều khiển tự động cùng các phần mềm tính toán, lập trình, đã cho phép nghiên cứu và đưa vào ứng dụng các phương pháp điều khiển mới trong ABS như điều khiển mờ, điều khiển thông minh, và tối ưu hóa quá trình điều khiển ABS

1.2.2 Tình hình nghiên cứu hệ thống phanh ABS trên ô tô ở Việt Nam

Kết quả nghiên cứu về hệ thống chống bó cứng bánh xe trên ô tô ở Việt Nam cho thấy còn nhiều hạn chế, chưa có các công trình nghiên cứu tổng thể về hệ thống này Các nghiên cứu hiện tại chủ yếu tập trung vào các phần khác nhau của hệ thống như chống hãm cứng bánh xe khi phanh

Tuy nhiên, tình hình nghiên cứu về hệ thống phanh ABS trên ô tô tại Việt Nam đang có sự phát triển đáng kể từ nhiều phía, bao gồm cả các tổ chức nghiên cứu khoa học, các trường đại học và các doanh nghiệp trong ngành công nghiệp ô tô

Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ: Các trường đại học và viện nghiên cứu công nghệ tại Việt Nam đang tiến hành các dự án nghiên cứu để cải tiến hệ thống phanh ABS Công việc này bao gồm áp dụng công nghệ mới như điện tử và điều khiển tự động, đồng thời phát triển các phương pháp điều khiển thông minh và tối ưu hóa hiệu suất của ABS

Ứng dụng trong sản xuất ô tô: Các doanh nghiệp sản xuất ô tô tại Việt Nam đang tích cực nghiên cứu và áp dụng hệ thống phanh ABS vào các dòng xe sản xuất tại địa phương Điều này nhằm nâng cao tính an toàn và khả năng điều khiển của xe, đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn quốc tế

Đào tạo và phát triển nguồn nhân lực: Hệ thống giáo dục nghề nghiệp và đào tạo kỹ thuật tại Việt Nam đang đặc biệt chú trọng đến việc đào tạo kỹ sư, kỹ thuật viên có chuyên môn sâu về hệ thống phanh ABS Điều này giúp nâng cao năng lực và chất lượng nguồn nhân lực cho ngành công nghiệp ô tô tại nước ta

Tóm lại, tình hình nghiên cứu và ứng dụng hệ thống phanh ABS trên ô tô tại Việt Nam đang có những bước tiến vững chắc, đáp ứng đúng mục tiêu nâng cao an toàn và áp dụng công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực ô tô

1.2.3 Chức năng nhiệm vụ ABS, phân loại ABS

1.2.3.1 Chức năng nhiệm vụ ABS

ABS hoạt động trên nền tảng nguyên lý khá cơ bản Nguyên lý hoạt động của ABS là nhờ vào các cảm biến tốc độ trên từng bánh xe, gửi thông tin về cho ECU ABS và từ đó ECU ABS sẽ nắm bắt được vận tốc quay trên từng bánh xe và phát hiện ngay tức khắc khi bánh xe nào có hiện tượng bị “bó cứng” khi người lái đạp phanh đột ngột, dẫn tới hiện tượng bị trượt khỏi mặt đường

Nếu xe không được trang bị ABS thì khi bánh xe rơi vào tình trạng bị trượt, tức độ bám đường giảm xuống thấp hơn mức cho phép của bánh xe, sẽ dẫn tới lực truyền cho bánh xe từ động cơ không giúp cho xe tiến lên mà ngược lại gây ra sự mất kiểm soát

Q

Hình 1.4 Xe ô tô có ABS và xe ô tô không có ABS

Cụ thể như sau nếu ECU nhận thấy có một hay nhiều bánh có tốc độ chậm hơn mức quy định nào đó so với các bánh còn lại Lúc này, thông qua bơm và van thủy lực, ABS tự động giảm áp suất tác động lên đĩa (đây là quá trình nhả), giúp bánh xe không bị bó cứng Tương tự, nếu một trong các bánh quay quá nhanh, máy tính cũng tự động tác động lực trở lại, đảm bảo quá trình hãm

Hoặc hãm cứng các bánh xe trước (để đảm bảo điều kiện ổn định) Tuy nhiên quá trình phanh như vậy vẫn chưa phải là có hiệu quả cao và an toàn nhất vì

Khi phanh ngắt, các bánh xe vẫn có thể bị hãm cứng và trượt dọc Các bánh xe trượt lết trên đường sẽ gây mòn lốp và giảm hệ số bám

Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn, còn mất khả năng tiếp tục nhận lực ngang và không thể thực hiên quay vòng khi phanh trên đoạn đường cong hoặc

đổi hướng để tránh chướng ngại vật, đặc biệt là trên các mặt đường có 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 quá trình phanh có độ trượt thay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị 𝜆0, khi đó hiệu quả phanh cao nhất (lực phanh đạt giá trị cực đại do giá trị φmax) đồng thời tính ổn định và tính dẫn hướng của xe là tốt nhất (φy đạt giá trị cao), thỏa mãn các yêu cầu cơ bản của hệ thống phanh là rút ngắn quãng đường phanh, cải thiện tính ổn định và khả năng điều khiển lái của xe trong khi phanh

1.2.3.2 Phân loại ABS

Phụ thuộc vào loại hệ thống phanh mà từng xe sử dụng và hệ thống ABS cũng có nhiều thiết kế khác nhau như vậy Chúng ta có thể phân loại ABS ra dựa theo số lượng kênh, tương đương với số lượng van thuỷ lực được điều khiển độc lập và dựa theo số lượng cảm biến vận tốc

Hệ thống phanh ABS loại 2: Bao gồm 3 kênh và 3 cảm biến vận tốc (ít sử dụng)

Loại này thường được áp dụng trên các dòng xe dạng bán tải Với kiểu bố trí này, 2 kênh và 2 cảm biến được phân bố đều ở cầu trước trên mỗi bánh, 2 bánh thuộc cầu sau có chung kênh và cảm biến vận tốc

Hệ thống này cho phép tối ưu hóa kiểm soát và áp lực phanh trên 2 bánh trước Ngược lại, sẽ có khả năng 1 trong 2 bánh sau bị bó cứng trong quá trình phanh, giảm thiểu quả của hệ thống ABS

1.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc và một số sơ đồ điển hình 1.3.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc

Hình 1.6: Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống phanh ABS trên xe

ECU điều khiển trượt xác định mức trượt giữa bánh xe và mặt đường dựa vào các tín hiệu từ các cảm biến, và điều khiển bộc hấp hành của phanh, một số kiểu xe có ECU điều khiển trượt lắp trong bộ chấp hành của phanh

Bộ chấp hành của phanh điều khiển áp suất thuỷ lực của các xy lanh ở bánh xe bằng tín hiệu ra của ECU điều khiển trượt

Hình 1.7: Sơ đồ hệ thống phanh ABS

Cảm biến tốc độ phát hiện tốc độ của từ bánh xe và truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt

Khi ECU phát hiện thấy sự trục trặc ở ABS hoặc hệ thống hỗ trợ phanh, đèn báo của ABS bật sáng để báo cho người lái

 Nguyên lý hoạt động

Hình 1.8: Sơ đồ nguyên lý phanh ABS

1.Bộ chấp hành thủy lực; 2 Xy lanh phanh chính; 3 Xy lanh phanh bánh xe;4

Bộ điều khiển ECU; 5 Cảm biến tốc độ bánh xe

Quá trình điều khiển của hệ thống ABS được thực hiện theo một chu trình kín (như hình vẽ) Các cụm của chu trình bao gồm:

Tín hiệu vào là lực tác dụng lên bàn đạp phanh của người lái xe, thể hiện qua áp suất dầu tạo ra trong xy lanh phanh chính

Tín hiệu điều khiển bao gồm các cảm biến tốc độ bánh xe và hộp điều khiển (ECU) Tín hiệu tốc độ các bánh xe và các thông số nhận được từ nó như gia tốc và độ trượt liên tục được nhận biết và phản hồi về hộp điều khiển để xử lý kịp thời

Tín hiệu tác động được thực hiện bởi bộ chấp hành, thay đổi áp suất dầu cấp đến các xy lanh làm việc ở các cơ cấu phanh bánh xe

Đối tượng điều khiển: Là lực phanh giữa bánh xe và mặt đường ABS hoạt động tạo ra mô men phanh thích hợp ở các bánh xe để duy trì hệ số bám tối ưu giữa bánh xe với mặt đường, tận dụng khả năng bám cực đại để lực phanh là lớn nhất

Các nhân tố ảnh hưởng: như điều kiện mặt đường, tình trạng phanh, tải trọng của xe, và tình trạng của lốp (áp suất, độ mòn )

1.3.2 Một số sơ đồ điển hình

Khi phanh bình thường (ABS không hoạt động)

Hình 1.9: ABS không hoạt động

Trong trạng thái bình thường, ABS ở chế độ “tĩnh”, ECU không truyền điện tới cuộn dây của van Vì vậy, vị trí ấn xuống bởi lò xo hồi vị và cửa “A” vẫn mở còn cửa “B” vẫn đóng

Khi nhấn phanh, áp suất dầu trong xi-lanh phanh chính tăng, dầu phanh chảy từ cửa “A” qua “C” trong van điện 3 vị trí rồi tới xi-lanh Dầu phanh bị cản lại vào 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)

Chế độ "giảm" áp

Khi một bánh xe gần bị bó cứng, ECU truyền dòng điện 5A cho cuộn dây của van diện, tạo ra một lực từ mạnh Van 3 vị trí chuyển động lên phía trên, cửa A đóng, cửa B mở

Dầu phanh trong xi-lanh bánh xe qua cửa C tới cửa B trong van điện 3 vị trí này và chảy về bình dầu

Đồng thời, tín hiệu ECU phát ra cho mô tô bơm hoạt động, dầu phanh được trả hồi về xi-lanh phanh chính từ bình chứa Trong khi đó, dầu phanh trong xi-lanh chính bị ngăn không cho vào van điện 3 vị trí và van một chiều số 1 và 3 bởi tại cửa “A” Vì vậy, áp suất dầu bên trong xi-lanh bánh xe giảm làm cho bánh xe không bị bó cứng Áp suất dầu được điều chỉnh cân bằng bằng cách lạp lại chế độ “giữ áp” và “giữ”

Hình 1.10: Chế độ giảm áp

Chế độ “Giữ”

Khi có sự thay đổi áp suất bên trong xi-lanh bánh xe, cảm biến tốc độ phát tín hiệu báo tốc độ bánh xe đạt giá trị mong mong, ECU cấp dòng điện 2A đến cuộn dây của van điện để duy trì áp suất trong xi-lanh bánh xe

Khi dòng điện trong cuộn giây từ 5A (theo chế độ giảm áp) giảm xuống còn 2A (theo chế độ giữ), lượng từ trong cuộn dây cũng giảm theo Van điện 3 vị trí giữ nhờ lực của lò xò hồi vị làm đóng cửa “B”

Hình 1.11: ABS hoạt động ở Chế độ giữ

Chế độ “Tăng áp”

Hình 1.12: 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”

Chương 2 HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TOYOTA VIOS 2.1 Giới thiệu tổng quan về xe TOYOTA VIOS

Là mẫu sedan phân khúc B, mẫu xe này được đánh giá là mẫu xe chủ lực có giá cả phải chăng, đáng tin cậy và linh hoạt khi tham gia giao thông

Hình 2.1: Tổng quan xe Toyota Vios

Thiết kế và nội thất phù hợp với nhiều lứa tuổi và chủ đề khác nhau

Hình 2.2: Khoang nội thất Toyota Vios

Được trang bị động cơ xăng 4 xi-lanh thẳng hàng, dung tích 1,5 lít Công suất /mô-men xoắn 107/140 Hộp số CVT (hộp số tay 5 cấp cho phiên bản EMT) và dẫn động cầu trước Là mẫu xe hoàn thiện sản xuất trong nước thuộc dòng không chỉ có thiết kế đầu xe của Toyota VIOS mà còn gây ấn tượng mạnh về nội ngoại thất

Thế hệ đột phá gây ấn tượng với vẻ đẹp hoàn hảo từ thân xe đến đuôi xe, tạo nên một bức tranh hài hòa và toàn diện, mang lại cho chủ nhân niềm tự hào khi đua dọc đường với tốc độ cao

Tinh tế trong từng chi tiết, mang lại cảm giác tinh tế Dựa trên nguyên tắc thiết kế tối ưu hóa động học và hiệu suất, hốc hút gió được thiết kế thành hình thang lớn, kết hợp với lưới tản nhiệt ngang mỏng và đèn pha dài hai bên tạo nên vẻ ngoài trang nghiêm

Cụm đèn trước được trang bị đèn Halogen, phản xạ đa hướng trên nền mạ kim loại bóng, đèn sương mù phía trước, mâm bánh xe hợp kim 15 inch, gương chiếu hậu chức năng chỉnh điện tích hợp đèn báo rẽ

Thiết kế phần đuôi xe rộng, các đường gân dập nổi về 2 bên tôn thêm giáng vẻ bề thế và sang trọng cho xe, cụm đèn hậu được vuốt sang 2 bên hông xe

Biến thể cao cấp thể thao G TRD bao gồm ốp hướng gió cản trước và cản sau thể thao, ốp sườn bên phải và bên trái, logo biểu tượng TRD, tem TRD dán sườn xe, vành đúc hình dáng mới, cánh hướng gió khoang hành lý

2.1.1 Giới thiệu về động cơ

Động cơ 2NR-FE kết hợp với hệ thống VVT-I 4 xi lanh thẳng hàng, dung tích 1.5L Hệ thống động cơ đạt tiêu chuẩn khí thải Euro 5, cho xe khả năng vận hành hiệu quả và tiết kiệm nhiên liệu

Phiên bản xe 1.5G-CVT và 1.5E-CVT được trang bị hộp số tự động vô cấp CVT, cho cảm giác lái mượt mà cùng khả năng tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn Phiên bản xe 1.5E-MT trang bị hộp số sàn MT mang lại cảm giác lái mạnh mẽ, khỏe khoắn

2.1.2 Hệ thống truyền lực

2.1.2.1 Ly hợp

Hình 2.3: Ly hợp một đĩa ma sát

1 – bánh đà; 2 – đĩa ma sát; 3 – nắp ly hợp; 4 – lò xo màng; 5 – bạc đạn chà; 6 – đĩa ép

Bộ ly hợp là một hệ thống quan trọng trên ô tô, có vai trò ngắt và kết nối đường dây truyền tải điện

Truyền mô-men xoắn từ động cơ đến cụm dẫn động phía sau Ngắt kết nối - Kết nối nguồn khi sang số, lái xe hoặc dừng xe để xe vận hành êm ái

Một bộ giảm chấn được tạo ra từ trục khuỷu động cơ khi có một lực đột ngột tác dụng lên hộp số, giúp giảm hư hỏng cho các bộ phận của hệ thống truyền động

Ly hợp như một cơ cấu an toàn để bảo vệ động cơ và hệ thống truyền động Khi xe phanh gấp, động cơ và hệ thống truyền động quay với tốc độ khác nhau khiến ly hợp bị trượt, tránh hư hỏng hoặc quá tải

Hoặc nếu xe bị trôi do quán tính

2.1.2.2 Hộp số

Hộp số CVT không sử dụng các cặp bánh răng như các hộp số thông thường để thay đổi tỷ số truyền cho từng cấp số Thay vào đó, nó sử dụng hệ thống gồm 2 puly (ròng rọc) nối với nhau bằng dây đai (có thể là kim loại hoặc cao su chịu lực) Để tăng tốc hoặc giảm tốc độ cho xe, rãnh ở mỗi ròng rọc sẽ trượt vào ra để thay đổi độ cao của mỗi đầu dây đai Tỷ lệ thay đổi bán kính quay vòng trên ròng rọc này sẽ tạo ra “mức tốc độ” cho xe

Nếu ở hộp số tự động hành tinh, bạn thấy sự phức tạp của cả một “thế giới” gồm bánh răng, phanh, đĩa ly hợp và các thiết bị điều khiển vận hành, thì ở hộp số vô cấp CVT thì điều đó đơn giản hơn rất nhiều

Hình 2.4: Bên trong hộp số vô cấp CVT

Hầu hết các hộp số CVT đều có ba bộ phận cơ bản: Đai kim loại hoặc cao su chịu lực Hệ thống ròng rọc đầu vào biến đổi gắn với trục khuỷu động cơ hệ thống ròng rọc đầu ra dẫn đến bánh công tác

Hình 2.5: Hệ thống lái 2.1.4 Hệ thống treo

Hệ thống treo trên xe Toyota Vios là một trong những bộ phận quan trọng, giúp duy trì sự ổn định, kiểm soát và độ thoải mái khi lái xe

Hình 2.6: Hệ thống treo trên xe Toyota Vios

Hệ thống treo của Toyota Vios có các chức năng chính sau: Hấp thụ xung lực giảm chấn động và xung lực từ mặt đường, đảm bảo sự thoải mái cho người ngồi trên xe

Duy trì sự ổn định giữ cho bánh xe tiếp xúc đều đặn với mặt đường, tăng khả năng kiểm soát và an toàn khi lái xe

Hỗ trợ điều khiển cải thiện khả năng lái và điều khiển xe, giúp người lái dễ dàng kiểm soát xe trong các tình huống khác nhau

 Sơ đồ bố trí chung hệ thống treo trên xe Toyta vios

Hình 2.7: Sơ đồ bố trí hệ thống treo trên xe Toyta Vios

1 Giá đỡ của hệ thống treo trước 10 Đòn treo phía trước 2 Lò xo trụ phía trước 11 Thanh ổn định phía trước 3 Giảm chấn trước 12 Bạc cố định thanh ổn định

7 Cụm trục chữ A 16 Thanh ổn định phía sau 8 Khung phía trước 17 Đòn treo dưới số 1 9 Lắp ráp giảm sóc 18 Lò xo trụ phía sau

2.1.5 Hệ thống điều hòa không khí  Là loại điều hoà không tư động

Sưởi ấm công suất: 4000 (W); Lưu lượng khí: 280 (m3/h); Công suất tiêu hao: 200 (W); Làm mát công suất : 4550 (W); Lưu lượng khí: 460 (m3/h); Công suất tiêu hao: 230 (W) Giàn ngưng nhiều luồng, có hai tầng ngưng tụ khí ga có hiệu quả trao đổi nhiệt cao

Máy nén loại cánh xiên gọn nhẹ và vận hành êm Dùng loại ga: R134a, lượng ga nạp lại: 330 - 390g

2.2 Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống phanh trên xe Toyota Vios 2.2.1 Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Vios

Hình 2.1 Các bộ phận chính của hệ thống phanh ABS

Hình 2.8: Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Vios

1,6- Đĩa phanh; 2-Xi lanh chính; 3-Bầu trợ lực chân không; 4-Bàn đạp phanh; 5 –Công tắt khởi động; 7,13- Các cảm biến; 8-Dòng dẫn động phanh trước;

9-Đèn báophanh; 10-Đèn báo ABS; 11-Bộ thuỷ lực và máy tính;

12-Dòng dẫn động phanh trước

2.2.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Vios

2.2.2.1 Khi không phanh

Khi không phanh, không tác dụng lực lên bàn đạp phanh nhưng cảm biến tốc độ vẫn đo tốc độ bánh xe và gửi về khối điều khiển ECU khi xe đang vận hành

Khi phanh gấp, bánh xe có thể bị bó cứng, khiến xe mất khả năng kiểm soát trên mặt đường

Độ linh hoạt thấp hơn so với trên đường bằng phẳng Khoảng cách dừng có thể dài hơn bánh xe bị khóa, có thể làm mất hiệu quả phanh, dẫn đến khoảng cách dừng xe dài hơn (hơn khi sử dụng hệ thống ABS)

Nguy cơ mất khả năng điều khiển xe khi phanh gấp trên đường trơn trượt, bánh xe bị bó cứng có thể gây mất khả năng điều khiển xe, dễ dẫn đến mất lái hoặc mất kiểm soát

Khả năng làm tăng độ mòn của lốp Phanh cứng mà không có ABS có thể khiến lốp mòn không đều do khóa bánh

Tăng nguy cơ tai nạn: Trong các tình huống khẩn cấp, việc không có chức năng ABS có thể làm tăng nguy cơ xảy ra tai nạn do mất khả năng kiểm soát xe

2.2.2.2 Khi phanh ABS chưa làm việc

Hình 2.9: Khi phanh bình thường

1,5-Đĩa phanh; 2-Xi lanh chính; 3-Bầu trợ lực; 4-Bàn đạp; 6,9-Các cảm biến;

Người lái đạp hoặc đạp phanh, dầu phanh áp suất cao sẽ chảy từ xi lanh chính vào lỗ vào của van nạp thường mở với điều kiện lực phanh vượt quá giá trị cho phép và không lớn đến mức làm bánh xe bị trượt

Sau đó nó thoát ra khỏi cụm thủy lực mà không bị cản trở bởi bất kỳ bộ phận nào bên trong nó

Dầu phanh được dẫn đến xi lanh bánh xe giống như phanh thông thường không có ABS

Tương tự như vậy, nếu một trong các bánh xe quay quá nhanh, máy tính sẽ tự động tác dụng lại lực để đảm bảo phanh

Để làm được điều này, hệ thống phanh ABS sẽ nhấn và nhả thanh kẹp phanh đĩa khoảng 15 lần/giây, thay vì tạo ra một lực tác động mạnh chỉ một lần có thể khiến bánh xe “chết” như trên những xe không có phanh ABS đã trang bị

Bánh xe đóng băng (còn được gọi là "thu giữ") ABS có tác dụng giúp quá trình phanh xe được êm ái và an toàn Nếu không có ABS, khi người lái đạp phanh đột ngột, bánh dẫn hướng sẽ bị cứng và không thể điều khiển được nữa dẫn đến mất lái và gây nguy hiểm

ABS chỉ kích hoạt trong các tình huống phanh khẩn cấp và bàn đạp phanh sẽ rung để thông báo cho người lái rằng nó đang hoạt động

2.2.2.3 Khi phanh ABS làm việc

Khi người lái nhấn đủ lực vào bàn đạp phanh sẽ gây ra hiện tượng trượt bánh

Khi hệ số trượt vượt quá giới hạn quy định, ABS bắt đầu hoạt động và chế độ làm việc ABS bao gồm các bước sau:

 Bước duy trì áp suất

Khi phát hiện tốc độ bánh xe giảm nhanh từ tín hiệu do cảm biến tốc độ gửi đến và cảm biến gia tốc, bộ điều khiển ECU sẽ xác định bánh xe nào bị trượt vượt quá giới hạn quy định

Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất là một phần quan trọng trong hoạt động của hệ thống phanh ABS (Anti-lock Braking System) Hệ thống ABS được thiết kế để ngăn chặn bánh xe bị khóa cứng trong quá trình phanh gấp, đảm bảo khả năng kiểm soát và ổn định của xe Giai đoạn duy trì áp suất là một trong ba giai đoạn chính của hệ thống ABS, cùng với giai đoạn tăng áp suất và giảm áp suất

Khi hệ thống ABS nhận thấy một hoặc nhiều bánh xe có xu hướng khóa cứng (trượt), nó sẽ kích hoạt giai đoạn giảm áp suất để giảm lực phanh lên bánh xe đó

Sau khi giảm áp suất, hệ thống ABS sẽ chuyển sang giai đoạn duy trì áp suất, giữ áp suất phanh ở mức ổn định để ngăn chặn bánh xe bị khóa cứng hoàn toàn

Ngăn chặn khóa bánh bằng cách duy trì áp suất phanh ở mức ổn định, hệ thống ABS đảm bảo rằng bánh xe không bị khóa cứng, giúp duy trì độ bám đường và khả năng kiểm soát xe

Hình 2.10: Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất

1-Tổng phanh; 2-Ống dẫn dầu; 3-Van điện; 4-Cuộn dây; 5-Van điện; 6-Bơm dầu; 7- Van điện; 8-Bình chứa dầu; 9-Cơ cấu phanh; 10-Cảm biến tốc độ; 11-

Roto cảm biến; 12-Nguồn điện; 13-Van nạp; 14-Van xả; 15-Khối ECU

Ổn định xe giai đoạn này giúp xe duy trì ổn định và không bị trượt, đặc biệt quan trọng khi phanh gấp trên các bề mặt đường trơn trượt

Chuẩn bị cho điều chỉnh tiếp theo: Giai đoạn duy trì áp suất giúp hệ thống ABS chuẩn bị cho các điều chỉnh tiếp theo nếu cần thiết, có thể là tăng hoặc giảm áp suất tùy thuộc vào điều kiện thực tế của bánh xe và mặt đường

Van điều khiển (Control Valves) Các van trong hệ thống ABS sẽ đóng lại để ngăn không cho áp suất phanh tăng lên hay giảm xuống, duy trì áp suất phanh ở mức ổn định

Cảm biến tốc độ bánh xe (Wheel Speed Sensors) Liên tục giám sát tốc độ quay của các bánh xe và gửi dữ liệu về hộp điều khiển ABS (ABS Control Module)

Hộp điều khiển ABS (ABS Control Module) Xử lý thông tin từ các cảm biến tốc độ bánh xe và điều khiển hoạt động của các van điều khiển để duy trì áp suất phanh phù hợp

 Giai đoạn giảm áp suất

Hình 2.11: Giai đoạn giảm áp suất

1-Tổng phanh; 2-Ống dẫn dầu; 3-Van điện; 4-Cuộn dây; 5-Van điện; 6-Bơm dầu; 7- Van điện; 8-Bình chứa dầu; 9-Cơ cấu phanh; 10-Cảm biến tốc độ; 11-Roto

cảm biến; 12-Nguồn điện; 13-Van nạp; 14-Van xả; 15-Khối ECU

Nếu đã bánh xe van nạp mà bộ điều khiển nhân thấy bánh xe vẫn có khả năng bị hãm cứng (gia tốc châm dần quá lớn), thì nó tiếp tục truyền tín hiêu điều khiển đến rơle van điên từ của van xả (14) để mở van này ra, để cho chất lỏng từ

xi lanh bánh xe đi vào bô ̣ tích năng (8) và thoát về vùng có áp suất thấp của hê ̣ thống > nhờ đó áp suất trong hê ̣thống được giảm bớt (hình 2.11)

Giai đoạn giảm áp suất là một phần quan trọng trong hoạt động của hệ thống phanh ABS (Anti-lock Braking System) Mục đích của giai đoạn này là giảm áp suất phanh lên các bánh xe có xu hướng bị khóa, nhằm ngăn chặn hiện tượng trượt và mất kiểm soát xe

Khi các cảm biến tốc độ bánh xe (Wheel Speed Sensors) phát hiện rằng một hoặc nhiều bánh xe có xu hướng khóa cứng, chúng sẽ gửi tín hiệu tới hộp điều khiển ABS (ABS Control Module)

Hộp điều khiển ABS sẽ phản ứng bằng cách kích hoạt các van điều khiển để giảm áp suất phanh tới các bánh xe bị ảnh hưởng

Ngăn chặn khóa bánh giảm áp suất phanh giúp tránh hiện tượng bánh xe bị khóa cứng, từ đó ngăn chặn trượt và duy trì khả năng kiểm soát xe

Tăng cường độ bám đường giảm áp suất giúp bánh xe duy trì tiếp xúc tốt với mặt đường, tăng cường độ bám đường và cải thiện độ ổn định của xe

Chuẩn bị cho giai đoạn duy trì áp suất sau khi áp suất được giảm đến mức an toàn, hệ thống sẽ chuyển sang giai đoạn duy trì áp suất để giữ ổn định lực phanh

Van điều khiển (Control Valves) các van giảm áp suất sẽ mở ra để giải phóng một phần dầu phanh trở lại bình chứa, từ đó giảm áp suất phanh lên bánh xe

Bơm (Pump) đôi khi bơm cũng được kích hoạt để hút dầu phanh ngược lại bình chứa nhằm giảm áp suất nhanh hơn

Cảm biến tốc độ bánh xe (Wheel Speed Sensors) liên tục giám sát tốc độ quay của các bánh xe và gửi dữ liệu về hộp điều khiển ABS

Hộp điều khiển ABS (ABS Control Module) xử lý thông tin từ các cảm biến và điều khiển các van giảm áp suất để điều chỉnh áp lực phanh

 Giai đoạn tăng áp suất

Khi tốc đô ̣ bánh xe tăng lên (do áp suất dòng phanh giảm), khi đó cần tăng áp suất trong xi lanh để tạo lực phanh lớn, khối điều khiển điên tử ECU ngắt dòng điên cung cấp cho cuôn dây của các van điện từ, làm cho van nạp mở ra và đóng van xả lại > bánh xe lại giảm tốc đô ̣ (hình 2.11)

Chu trình giữ áp, giảm áp và tăng áp cứ thế được lặp đi lặp lại, giữ cho xe được phanh ở giới hạn trượt cục bộ tối ưu mà không bị hãm cứng hoàn toàn

Giai đoạn giảm áp trong hệ thống phanh ABS (Anti-lock Braking System) là một phần quan trọng giúp ngăn chặn bánh xe bị khóa cứng khi phanh gấp, từ đó duy trì khả năng kiểm soát xe và đảm bảo an toàn

Khi cảm biến tốc độ bánh xe (Wheel Speed Sensors) phát hiện rằng tốc độ của một hoặc nhiều bánh xe giảm quá nhanh, báo hiệu rằng bánh xe có thể bị khóa cứng, hệ thống ABS sẽ phản ứng

Tín hiệu từ các cảm biến được gửi đến hộp điều khiển ABS (ABS Control Module) Hộp điều khiển này phân tích dữ liệu và quyết định cần giảm áp suất phanh lên bánh xe nào

Ngăn chặn khóa bánh giảm áp suất phanh giúp tránh hiện tượng bánh xe bị khóa cứng, từ đó ngăn chặn trượt và giúp người lái duy trì kiểm soát xe

Hình 2.12: Giai đoạn giảm áp

1-Tổng phanh; 2-Ống dẫn dầu; 3-Van điện; 4-Cuộn dây; 5-Van điện; 6-Bơm dầu; 7- Van điện; 8-Bình chứa dầu; 9-Cơ cấu phanh; 10-Cảm biến tốc độ; 11-

Roto cảm biến; 12-Nguồn điện; 13-Van nạp; 14-Van xả; 15-Khối ECU

Tăng cường độ bám đường khi áp suất phanh được giảm, bánh xe có thể tiếp tục quay, giữ độ bám đường và tăng cường độ ổn định của xe

Van điều khiển (Control Valves) hệ thống ABS sử dụng các van để điều chỉnh áp suất phanh Trong giai đoạn giảm áp, van xả sẽ mở ra để cho phép dầu phanh chảy trở lại bình chứa, giảm áp suất phanh lên bánh xe

Bơm (Pump) một số hệ thống ABS có bơm để hút dầu phanh trở lại bình chứa nhanh hơn, giúp giảm áp suất phanh hiệu quả hơn

Cảm biến tốc độ bánh xe (Wheel Speed Sensors) các cảm biến này liên tục theo dõi tốc độ quay của bánh xe và cung cấp dữ liệu cho hộp điều khiển ABS

Hộp điều khiển ABS (ABS Control Module) hộp điều khiển này nhận dữ liệu từ các cảm biến và điều khiển các van để giảm áp suất phanh khi cần thiết

2.3 Kết cấu và bộ phận chính của hệ thống phanh trên xe Toyota Vios 2.3.1 Cơ cấu phanh

2.3.1.1 Cơ cấu phanh trước

Đĩa phanh là một trong những thành phần quan trọng của hệ thống phanh đĩa trên ô tô Đĩa phanh có xẻ rãnh thông gió được thiết kế để cải thiện hiệu suất phanh bằng cách tăng khả năng tản nhiệt và giảm sự tích tụ nhiệt độ Điều này giúp ngăn ngừa hiện tượng phai màu phanh (brake fade) và duy trì hiệu suất phanh ổn định trong quá trình sử dụng

Hình 2.13: Kết cấu đĩa phanh có xẻ rãnh thông gió

1-Má Phanh, 2-Nắp chặn, 3-Vỏ bộ xylanh thắng, 4-Tấm chắn, 5-Bu lông giữ, 6-Vòng chặn dầu, 7-Nắp chụp chắn bụi, 8-Vít xả khí, 9-Ống dầu, 10-Bu long khóa, 11- Kẹp đỡ xylanh thắng, 12-Đệm cao su làm kín, 13-Đĩa phanh, 14-Lỗ

kiểm tra má phanh, 15-Lỗ tản nhiệt đĩa phanh

Đĩa phanh được làm từ thép hoặc gang có độ bền cao Bề mặt đĩa phanh có thể là mặt phẳng hoặc có rãnh/xẻ rãnh để tăng khả năng tản nhiệt Rãnh xẻ được cắt theo chiều ngang hoặc chéo trên bề mặt của đĩa phanh Rãnh giúp loại bỏ bụi,

Các lỗ thông gió được đặt giữa hai bề mặt phanh để tạo không gian cho không khí lưu thông Điều này giúp làm mát nhanh hơn và ngăn ngừa hiện tượng phai màu phanh

Khi phanh hoạt động, ma sát giữa đĩa phanh và má phanh tạo ra nhiệt Rãnh xẻ và lỗ thông gió giúp tản nhiệt nhanh hơn bằng cách tăng diện tích bề mặt tiếp xúc với không khí và tạo ra luồng không khí lưu thông qua đĩa phanh

Rãnh xẻ giúp loại bỏ bụi, nước và các tạp chất khỏi bề mặt đĩa phanh, giúp cải thiện độ bám của má phanh và đĩa phanh Điều này giúp duy trì hiệu suất phanh ổn định và ngăn ngừa hiện tượng trượt do tạp chất

Nhờ khả năng tản nhiệt hiệu quả, đĩa phanh có xẻ rãnh thông gió giúp ngăn ngừa hiện tượng phai màu phanh do nhiệt độ cao Điều này đảm bảo hiệu suất phanh ổn định ngay cả khi phanh gấp hoặc phanh liên tục trong thời gian dài

Khả năng tản nhiệt tốt giúp duy trì hiệu suất phanh ổn định và giảm nguy cơ phai màu phanh

Tăng tuổi thọ của đĩa phanh và má phanh bằng cách giảm nhiệt độ và loại bỏ tạp chất, đĩa phanh có xẻ rãnh thông gió giúp giảm mài mòn và tăng tuổi thọ của đĩa phanh và má phanh Khả năng phanh tốt hơn và hiệu suất phanh ổn định giúp tăng độ an toàn cho người lái và hành khách

Hình 2.14: Cơ cấu phanh trước

1-Má kẹp, 2-Piston, 3-Chốt dẫn hướng, 4-Đĩa Phanh, 5-Má phanh

Đĩa phanh có xẻ rãnh thông gió thường có giá thành cao hơn so với đĩa phanh tiêu chuẩn do quy trình sản xuất phức tạp hơn Rãnh xẻ có thể gây ra tiếng ồn trong quá trình phanh, mặc dù điều này thường không đáng kể và có thể được giảm thiểu bằng cách chọn má phanh phù hợp

Đĩa phanh có xẻ rãnh thông gió là một giải pháp hiệu quả để cải thiện hiệu suất phanh và tăng độ an toàn cho xe Với khả năng tản nhiệt tốt, loại bỏ bụi và tạp chất, và giảm hiện tượng phai màu phanh, loại đĩa phanh này giúp duy trì hiệu suất phanh ổn định và tăng tuổi thọ của các thành phần phanh Tuy nhiên, chi phí cao hơn và khả năng gây tiếng ồn là những yếu tố cần cân nhắc khi lựa chọn loại đĩa phanh này

Cơ cấu phanh trước thường sử dụng phanh đĩa do những ưu điểm vượt trội về hiệu suất phanh và khả năng tản nhiệt

Hệ thống phanh xe TOYOTA VIOS

Hệ thống phanh chính (phanh chân): Phanh trước và phanh sau là phanh đĩa điều khiển bằng thuỷ lực trợ lực chân không, có sử dụng hệ thống chống hãm cứng ABS

Phanh dừng (phanh tay): phanh cơ khí tác dụng lên bánh sau Dầu phanh: DOT 3 hoặc DOT 4

+ Đĩa phanh: thường được chế tạo bằng gang Đĩa đặc có chiều dày 8 ÷ 13 mm Đĩa xẻ rãnh thông gió dày 16 ÷ 25 mm Đĩa ghép có thể có lớp lõi bằng nhôm hay đồng còn lớp mặt ma sát - bằng gang xám

+ Má kẹp: được đúc bằng gang rèn + Các xi lanh thủy lực: được đúc bằng hợp kim nhôm Để tăng tính chống mòn và giảm ma sát, bề mặt làm việc của xi lanh được mạ một lớp crôm Khi xi lanh được chế tạo bằng hợp kim nhôm, cần thiết phải giảm nhiệt độ đốt nóng dầu phanh Một trong các biện pháp để giảm nhiệt độ của dầu phanh là giảm diện tích tiếp xúc giữa piston với guốc phanh hoặc sử dụng các piston bằng vật liệu phi kim

+ Các thân má phanh: chỗ mà piston ép lên được chế tạo bằng thép lá + Tấm ma sát: của má phanh loại đĩa quay hở thường có diện tích bề mặt khoảng 12 ÷16% diện tích bề mặt đĩa, nên điều kiện làm mát đĩa rất thuận lợi

2.3.1.2 Cơ cấu phanh sau

 Khi người lái tác dụng lực lên bàn đạp phanh

Phanh sẽ đẩy piston làm tăng áp suất dầu trong đường dầu và xi lanh bánh xe, tấm má phanh sẽ ép vào đĩa phanh và má phanh đĩa sẽ kẹp cả hai bên của đĩa phanh

Từ đó, áp suất ma sát sẽ được tạo ra cho đĩa phanh và moay ơ bánh xe để giảm dần tốc độ quay hoặc khiến lốp ô tô dừng lại tùy theo ý muốn của người lái

Khi người lái nhấc chân khỏi bàn đạp phanh của ô tô, áp suất trong hệ thống dầu phanh giảm đi nhanh chóng

Thông qua sự biến dạng của vòng đệm dầu, piston và má phanh đĩa của ô tô sẽ rời khỏi đĩa phanh

 Ưu điểm và nhược điểm

Dựa vào cấu tạo của phanh đĩa ô tô, chúng ta có thể thấy được ưu điểm và nhược điểm của chúng

Vì có thể tạo ra lực ma sát lớn nên hiệu quả hơn phanh tang trống trên ô tô Trọng lượng phanh đĩa nhẹ hơn phanh tang trống giúp giảm trọng lượng xe

Thời gian phanh và dừng xe nhỏ hơn 0,5 giây tính từ lúc đạp chân lên hộp số tới mâm dầu, ép dầu vào pít-tông và pít-tông sẽ ép trực tiếp cả hai má phanh vào má phanh

Vì thế thời gian dừng xe rất nhanh và sẽ gần như không bị trượt như các loại phanh khác

Khả năng tản nhiệt tốt thông qua đĩa phanh đục lỗ hoặc xẻ rãnh giúp duy trì phanh hiệu quả trong thời gian dài, giảm thiểu nguy cơ cháy phanh và tăng độ bền cho phanh

Về cấu tạo, phanh đĩa ô tô có thiết kế lộ và má phanh lộ nên dễ hút nước, bụi bẩn

Vì vậy cần phải vệ sinh thường xuyên để tránh hư hỏng hệ thống phanh Cần phải thay dầu thường xuyên vì phanh đĩa ô tô phụ thuộc rất nhiều vào dầu Má phanh dễ bị mòn và nhanh chóng do ma sát từ quá trình phanh nhanh và mạnh

Trong nhiều tình huống bất ngờ, nếu va chạm quá nhanh, nếu hệ thống ABS của xe không hoạt động tốt, hệ thống phanh đĩa sẽ bị bó cứng khiến xe bị lật, trượt khi phanh gấp

2.3.2 Xy lanh chính

Xi lanh chính là cơ cấu chuyển đổi lực bàn đạp phanh thành áp suất thủy lực Hiện nay, xi lanh chủ đốt kép có hai piston tạo áp suất thủy lực trong đường phanh của cả hai hệ thống

Áp suất thủy lực này sau đó sẽ tác động lên các cần phanh đĩa hoặc lên các xi lanh phanh của phanh tang trống

Bình chứa được sử dụng để ngăn chặn sự thay đổi lượng dầu phanh do thay đổi nhiệt độ dầu