ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÌM HIỂU KẾT CẤU , NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CÁC CỤM TỔNG THANH THUỘC HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE vios 1.5 (2007)

Để nâng cao hiệu quả phanh trong quá trình làm việc của hệ thống phanh thì nó phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Có độ tin cậy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm - Có hiệu

Lời nói đầu

Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của nền kinh tế nước ta thì ngành công nghiệp ôtô cũng có những bước phát triển mạnh mẽ nhằm đáp ứng nhu cầu đi lại và vận chuyển hàng hoá ngày càng tăng của nhân dân Khi nói đến sự phát triển của ngành công nghiệp ôtô, tất nhiên là gắn liền với sự cải tiến của các cụm tổng thành trên xe, trong số đó có hệ thống phanh, một trong những hệ thống rất quan trọng với cứ một loại phương tiện nào Bởi vậy mà trong những năm gần, các nhà thiết kế đã cải tiến hệ thống phanh đi rất nhiều, nhằm nâng cao tính năng an toàn trong quá trình phanh của ôtô Với thế hệ sinh viên như chúng em thì việc nghiên cứu tiếp cận với những công nghệ hiện đại là một việc không được chậm trễ Vì vậy, em đã được giao nhiệm vụ khai thác tìm hiểu kết cấu cũng như nguyên lý làm việc của các cụm tổng thành thuộc hệ thống phanh trên xe Vios 1.5 (2007) của hãng Toyota Trong quá trình làm đồ án, mặc dù bản thân đã hết sức cố gắng và

được sự hướng dẫn giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của các thầy giáo song do khả năng và

trình độ có hạn nên không tránh khỏi sai sót Kính mong các thầy giáo và các bạn

tham gia góp ý kiến, để đồ án của em được hoà thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn, giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy giáo Phạm Tất Thắng cũng như các thầy trong Bộ môn Cơ khí ôtô, Khoa cơ khí trường

Đại học Giao thông vận tải để em có thể hoàn thành được đồ án này

Sinh viên

Đỗ Tiến Mạnh

Chương 1: Tổng quan về hệ thống phanh 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu của hệ thống phanh

1.1.1 Công dụng của hệ thống phanh

Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ chuyển động của ô tô cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ nào đó theo yêu cầu của người lái Ngoài ra hệ thống phanh còn giữ cho ô tô máy kéo dừng ở ngang dốc trong thời gian lâu dài hoặc cố

định xe trong thời gian dừng xe (phanh tay)

Đối với ô tô máy kéo hệ thống phanh đóng vai trò rất quan trọng vì nó đảm bảo cho ô tô chuyển động an toàn ở tốc độ cao hoặc dừng xe trong tình huống nguy hiểm nhờ vậy mà nâng cao được năng suất vận chuyển, tăng được tính động lực

2 Theo kết cấu của hệ thống phanh:

- Cơ cấu phanh guốc

- Cơ cấu phanh đĩa

- Cơ cấu phanh đai

4 Theo mức độ hoàn thiện hệ thống phanh:

- Hệ thống phanh có hệ thống điều hoà

- Hệ thống phanh có hệ thống ABS, BA, EBD

1.1.3 Yêu cấu của hệ thống phanh

Để nâng cao hiệu quả phanh trong quá trình làm việc của hệ thống phanh thì nó phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Có độ tin cậy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm

- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trường hợp nghĩa

là phải tạo ra được lực phanh lớn nhất, đồng thời cho tất cả các bánh xe

- Hoạt động êm dịu, đảm bảo sự hoạt động của ôtô khi phanh, khi phanh hệ thống phanh không gây tiếng ồn, tiếng gõ và phải có mômen phanh như nhau ở các bánh xe cùng trục của ôtô để tránh hiện tượng lệnh lực phanh

- Điều khiển nhẹ nhàng để giảm bớt cường độ lao động của người lái: cấu tạo của hệ thống sao cho lực đạp phanh của người lái là nhỏ nhất, trong khi vẫn tạo

được lực phanh tới các bánh xelà lớn nhất Để đảm bảo yêu cầu này hệ thống phanh

có lắp thêm bộ trợ lực( trợ lực chân không, trợ lực khí nén hoặc trợ lực thuỷ lực)

- Dẫn động phanh có độ nhạy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm

- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo nguyên tắc

sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với mọi cường độ

- Không có hiện tượng tự xiết khi phanh và nhả phanh tức thời khi người lái thôi đạp phanh Nếu không sẽ rất nguy hiểm trong quá trình ôtô chuyển động

- Cơ cấu phanh phanh phải thoát nhiệt tốt: thực chất của quá trình phanh là sử dụng lực ma sát sinh ra ở cơ cấu phanh để tạo mômen cản chuyển động quay của bánh xe, xét về mặt năng lượng thì hệ thống phanh làm biến đổi động năng của ôtô thành nhiệt năng của cơ cấu phanh Khi phanh nhiệt độ sinh ra ở cơ cấu phanh rất cao Do đó cơ cấu phanh phải có khả năng truyền nhiết tốt

- Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh trên bánh xe: tức là hệ dẫn động phanh phải có tỷ số truyền ổn định Tạo cảm giác yên tâm cho lái xe khi đạp phanh

- Có hệ số ma sát giữa phần quay và má phanh cao và ổn định trong điều kiện

sử dụng

- Có khả năng phanh ôtô khi đứng trong thời gian dài

- Dễ lắp ráp, điều chỉnh, bảo dưỡng và sữa chữa

1.2 Một số cơ cấu phanh đang được dùng trên ôtô hiện nay

1.2.1 Cơ cấu phanh tang trống

1 Cơ cấu phanh tang trống có các guốc phanh có điểm đặt riêng rẽ về một phía

và có lực dẫn động bằng nhau

Cấu tạo chung của cơ cấu phanh này là hai chốt cố định có bố trí chốt lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dưới, khe hở phía trên điều chỉnh bằng trục cam ép ( hình a) hoặc bằng cam lệch tâm (hình b)

Hình 1.1 Cơ cấu phanh guốc có điểm đặt riêng rẽ

hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng với nhau qua tâm Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có chốt lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh Một phía của pittông luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh Khe

hở phía trên giữa má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng cơ cấu tự động

điều chỉnh khe hở lắp trong pittông của xi lanh bánh xe Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thường có dẫn động bằng thuỷ lực và được bố trí ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ

Hình 1.2 Cơ cấu phanh guốc có điểm đặt cố định riêng rẽ

về hai phía và có lực dẫn động bằng nhau

1 ống nối; 2 Vít xả khí; 3 Xilanh bánh xe; 4 Má phanh;

5 Phớt làm kín; 6 Piston; 7 Lò xo guốc phanh; 8 Tấm chặn

3 Cơ cấu phanh guốc loại bơi

Guốc phanh không tựa trên một chốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trượt Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại mặt tựa tác dụng đơn ( hình 1.3.a); loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1.3.b)

- Loại mặt tựa tác dụng đơn: Một đầu của guốc phanh được tựa trên mặt tựa di trượt trên phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt của piston Cơ cấu phanh loại 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 mỗi guốc đều tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai piston Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ

4 Cơ cấu phanh guốc tự cường hoá

Cơ cấu phanh guốc tự cường hoá có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốc phanh thứ nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai Có hai loại cơ cấu phanh tự cường hoá: cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn (hình 1.4.a); cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép (hình 1.4.b)

Hình 1.4 Cơ cấu phanh guốc tự cường hoá

- Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn: loại này có hai đầu của hai guốc phanh

được liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trượt của một cơ cấu điều chỉnh tự động Hai đầu còn lại của hai guốc phanh một được tựa vào mặt tựa di trượt trên vỏ xi

lanh bánh xe còn một thì tựa vào mặt di trượt của piston xi lanh bánh xe Cơ cấu

điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh

của cả hai guốc phanh Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình

- Cơ cấu phanh tự cường tác dụng kép: có hai đầu của hai guốc phanh được tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai piston trong một xi lanh bánh xe Cơ cấu phanh loại này

được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình

1.2.2 Cơ cấu phanh đĩa

1 Các bộ phận của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:

- Một đĩa phanh được lắp với moayơ của bánh xe và quay cùng bánh xe

- Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xi lanh bánh xe

- Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động bởi các piston của các xi lanh bánh xe

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

- Loại giá đỡ cố định( hình 1.5.a ): Trên giá đỡ bố trí hai xi lanh bánh xe ở hai phía của đĩa phanh Trong các xi lanh có piston, mà một đầu của nó luôn tì vào các má phanh Một đường dầu từ xi lanh chính được dẫn đến cả hai xi lanh bánh xe

- Loại giá đỡ di động( hình 1.5.b): Loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang trên một số chốt bắt cố định trên dầm cầu Trong giá đỡ di động người

ta chỉ bố trí một xi lanh bánh xe với một piston tì vào một má phanh Má phanh ở phía đối diện được gá trực tiếp trên giá đỡ

Hình 1.6 Các loại cơ cấu phanh dạng đĩa 1.3 Dẫn động phanh

1.3.1 Dẫn động cơ khí

Dẫn động phanh cơ khí bao gồm nhiều loại nh−: loại đòn kéo, loại cáp, loại cần kéo và các cơ cấu điều khiển trong cơ cấu phanh.Dẫn động cơ khí đ−ợc dùng

cho phanh tay

Hình 1.7 Các loại điều khiển phanh dừng

1.3.2 Dẫn động phanh thuỷ lực (Hệ thống phanh dầu):

1 Cấu tạo: ( Hình 1.9 )

Hình 1.8 Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực

1 Bàn đạp phanh; 2.Trợ lực phanh; 3 Xi lanh phanh chính; 4.Càng phanh đĩa; 5.Má

phanh đĩa; 6.Đĩa phanh; 7.Phanh trống; 8.Má phanh guốc

Cấu tạo dẫn động phanh thuỷ lực gồm: dẫn động phanh và trợ lực phanh Dẫn động

bố trí trên khung xe gồm: bàn đạp phanh, xylanh chính, đường dầu phanh Cơ cấu phanh đặt ở bánh xe gồm: xylanh phanh, guốc phanh, lò xo hồi vị, trống phanh( hoặc đĩa phanh) Bộ trợ lực có tác dụng làm giảm nhẹ lực tác dụng của người lái lên bàn đạp phanh

2 Nguyên lý làm việc:

Khi phanh, người lái đạp lên bàn đạp phanh 1 qua hệ thống đòn bẩy đẩy piston của xylanh phanh chính dịch chuyển đẩy dầu trong buồng xylanh và theo đường ống dầu sẽ tớí xilanh phanh bánh xe khi áp suất dầu lớn nó sẽ tác động lên má phanh ép má phanh vào đĩa phanh hoặc trống phanh tạo ra quá trình phanh Khi thôi phanh, lò xo kéo hai má phanh về vị trí ban đầu, dưới tác dụng của lò xo các piston

sẽ về vị trí ban đầu ép dầu trở lại buồng dầu của xylanh phanh chính Hệ thống phanh dầu có đặc điểm lực trên má phanh phụ thuộc vào đường kính xylanh phanh

3 Ưu, nhược điểm, phạm vi sử dụng của hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực

- Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh theo yêu cầu

- Hiệu suất cao, độ nhạy tốt

- Kết cấu đơn giản, được sử dụng rộng rãi trên các loại ôtô

- Không thể cho tỷ số truyền lớn vì tỷ lệ với lực bàn đạp

- Có hư hỏng thì hệ thống làm việc kém hiệu quả

- Hiệu suất có thể thấp khi ở nhiệt độ môi trường thấp

- Phanh dầu đa số bố trí trên xe con, xe tải nhỏ và trung bình

phanh bị ép qua cơ cấu dẫn động làm cam phanh 9 quay Vấu cam tỳ vào đầu guốc phanh, ép guốc phanh sát vào trống phanh thực hiện quá trình phanh

3 Ưu, nhược điểm, phạm vi sử dụng của hệ thống phanh khí

- Lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ

- Có ưu điểm đặc biệt khi bố trí trên đoàn xe

- Dễ dàng cơ khí hoá trong khiển và dễ dàng cung cấp cho các bộ phận khác có sử dụng khí nén

- Độ nhạy thấp

- Khối lượng các chi tiết nhiều, kích thước lớn, giá thành cao

Phanh khí được dùng trên xe tải trung bình, lớn, chuyên dùng

1.3.4 Dẫn động phanh khí nén-thủy lực

1 Cấu tạo :

Hệ thống phanh khí nén - thuỷ lực gồm có máy nén khí dẫn động bằng động cơ ôtô, bình chứa khí nén, van điều khiển, xi lanh lực, van điều khiển và xi lanh phanh chính (ba bộ phận này kết hợp thành một cụm), các loại đường ống dẫn, cụm cơ cấu phanh

Hình 1.10 Sơ đồ dẫn động phanh một dòng

Dẫn động một dòng tuy kết cấu đơn giản nhưng độ tin cậy không cao Vì một

lý do nào đó, bất kì một đường ống dẫn khí hoặc dẫn dầu nào đến các van phanh và

xi lanh bánh xe Bị rò rỉ khí ,dầu trong hệ thống bị mất áp suất khi đó hiệu quả phanh ở tất cả các bánh xe bằng không

Hình 1.11 Sơ đồ dẫn động phanh hai dòng

1 Máy nén khí ; 2 Van điều khiển ; 3 Xilanh khí ;

4 Bình dầu ; 5 Bình khí nén ; 6 Cơ cấu phanh ; 7 Xi lanh thuỷ lực

2 Nguyên lý hoạt động:

Máy nén khí cung cấp khí nén đến bình chứa khí Khi có tác dụng từ bàn đạp của người lái, van phân phối sẽ mở đường khí nén từ bình chứa tới van điều khiển Tại đây khi van điều khiển nhận được dòng khí nén điều khiển này sẽ mở thông cửa

để một dòng khí nén lớn từ bình chứa khí nén tới sẽ sinh lực ép lên piston của xi lanh chính Dầu dưới áp lực cao sẽ truyền qua các ống dẫn dầu tới ép các piston xi lanh phanh do đó sẽ dẫn động các guốc phanh và thực hiện các quá trình phanh Ngoài ra, cũng nhằm mục đích giảm tổn thất và tăng độ nhậy cho hệ thống khí nén- thuỷ lực kết hợp thì các cụm của hệ thống được bố trí theo nguyên tắc: phần dẫn

động khí nén kể từ xi lanh khí nén phải gần với van điều khiển nhằm mục đích giảm tổn thất và giảm thời gian chậm tác dụng của khí nén, còn từ xi lanh chính đến các

xi lanh bánh xe có thể bố trí xa vì dầu không chịu nén nên ít ảnh hưởng tới thời gian chậm tác dụng

3 Ưu, nhược điểm, phạm vi ứng dụng

- Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén – thuỷ lực phối hợp cả ưu

điểm của phanh khí và phanh dầu cụ thể là lực tác dụng lên bàn đạp bé, độ nhậy cao, hiệu suất lớn và có thể sử dụng cơ cấu phanh nhiều loại khác nhau

- Phanh khí nén - thuỷ lực có những nhược điểm ở phần truyền động thủy lực là: ở nhiệt độ thấp hiệu suất giảm, chăm sóc kĩ thuật phức tạp như khi kiểm tra mức dầu

và thoát không khí khỏi truyền động…

- Phạm vi sử dụng: Thường được sử dụng cho xe có trọng tải trung bình và lớn

6 Lò xo xilanh khí nén ; 7 Piston xilanh chính ; 8 Bình chứa khí nén

9 Van ; 10 Piston ; 11 Thanh dạng ống

2 Nguyên lý làm việc:

Khi tác dụng một lực lên bàn đạp phanh, qua các đòn dẫn động, ống 11 đẩy van

9 mở ra, khí nén từ bình chứa 8 qua van 9 vào khoang A và B tạo lực đẩy piston 5 của xilanh lực Piston 5 dịch chuyển tác động piston 7 của xilanh chính làm piston này di chuyển về phía phải ép dầu trong xilanh chính, dầu có áp suất cao sẽ đi tới

10 3

1 2

11

5

giữ nguyên ở một vị trí thì áp suất khí nén tăng lên tác dụng lên piston 10, đến một giá trị nào đó thì cân bằng với lực đẩy của cánh tay đòn 3 Lúc đó piston 10 sẽ dịch chuyển sang trái làm cho van 9 đóng lại trong khi đó đường nối với khí trời trong ống 10 chưa mở, mômen phanh lúc này có giá trị không đổi Khi người lái tiếp tục

đạp phanh thì ống 11 lại di chuyển về phía phải làm van 9 lại được mở ra , khí nén lại tác dụng lên piston 5, khí nén lại tác dụng lên piston 5 để piston xilanh chính ép dầu tới các xilanh bánh xe

Khi nhả bàn đạp phanh, nhờ lò xo hồi vị, piston 10 và ống 11 được kéo trở về vị trí ban đầu làm van 9 đóng lại Khi ống 11 không tì vào van 9 sẽ mở đường thông với khí trời, khí nén còn lại trong khoang A và B sẽ đi qua ống ra ngoài

3 Ưu, nhược điểm :

- Lực cường hoá lớn, vì áp suất khí nén có thể đạt 5$7 KG/cm2 Bảo đảm được

quan hệ tỷ giữa lực bàn đạp và với lực phanh

- Số lượng các cụm trong hệ thống phanh nhiều, kết cấu phức tạp, cồng kềnh,

động cơ phải kèm theo máy nén khí, giá thành cao

1.4.2 Trợ lực chân không

1 Cấu tạo :

Hình 1.13 Sơ đồ bộ trợ lực chân không

1 Piston xilanh chính; 2 Vòi chân không; 3 Màng chân không;

4 Van chân không; 5 Van khí ; 6 Van điều khiển; 7 Lọc khí;

8 Thanh đẩy; 9 Bàn đạp

Bộ cường hoá chân không sử dụng ngay độ chân không ở đường ống nạp của

động cơ, đưa độ chân không này vào khoang A của bộ cường hóa, còn khoang B khi phanh được thông với khí trời

2 Nguyên lý làm việc :

Khi không phanh cần đẩy 8 dịch chuyển sang phải kéo van khí 5 và van điều khiển 6 sang phải, van khí tì sát van điều khiển đóng đường thông với khí trời, lúc này buồng A thông với buồng B qua hai cửa E và F và thông với đường ống nạp Không có sự chênh lệch áp suất ở 2 buồng A, B, bầu cường hoá không làm việc Khi phanh dưới tác dụng của lực bàn đạp, cần đẩy 8 dịch chuyển sang trái đẩy các van khí 5 và van điều khiển 6 sang trái Van điều khiển tì sát van chân không thì dừng lại còn van khí tiếp tục di chuyển tách rời van khí Lúc đó đường thông giữa cửa E và F được đóng lại và mở đường khí trời thông với lỗ F, khi đó áp suất của buồng B bằng áp suất khí trời, còn áp suất buồng A bằng áp suất đường ống nạp ( = 0,5 KG/cm2) Do đó giữa buồng A và buồng B có sự chênh áp suất (= 0,5 KG/cm2) Do sự chênh lệch áp suất này mà màng cường hoá dịch chuyển sang trái tác dụng lên piston 1 một lực cùng chiều với lực bàn đạp của người lái và ép dầu tới các xi lanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh

Nếu giữ chân phanh thì cần đẩy 8 và van khí 5 sẽ dừng lại còn piston 1 tiếp tục

di chuyển sang trái do chênh áp Van điều khiển 6 vẫn tiếp xúc với van chân không

4 nhờ lò xo nhưng di chuyển cùng piston 1, đường thông giữa lỗ E, F vẫn bị bịt kín

Do van điều khiển 6 tiếp xúc với van khí 5 nên không khí bị ngăn không cho vào buồng B Vì thế piston không dịch 1 chuyển nữa và giữ nguyên lực phanh hiện tại Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo kéo đòn bàn đạp phanh về vị trí ban đầu, lúc đó van 5 bên phải được mở ra thông giữa buồng A và buồng B qua cửa E và F, khi đó hệ thống phanh ở trạng thái không làm việc

3 Ưu, nhược điểm :

- Tận dụng được độ chênh áp giữa khí trời và đường ống nạp khi động cơ làm việc

mà không ảnh hưởng đến công suất của động cơ, vẫn đảm bảo được trọng tải chuyên chở và tốc độ khi ôtô chuyển động Ngược lại khi phanh có tác dụng làm cho công suất của động cơ có giảm vì hệ số nạp giảm, tốc độ của ôtô lúc đó sẽ chậm lại một ít làm cho hiệu quả phanh cao Bảo đảm được quan hệ tỷ giữa lực bàn

đạp và với lực phanh So với phương án dùng trợ lực phanh bằng khí nén, thì kết cấu

bộ cường hoá chân không đơn giản hơn nhiều, kích thước gọn nhẹ, dễ chế tạo, giá thành rẻ, dễ bố trí trên xe

- Độ chân không khi thiết kế lấy là 0,5 KG/cm2, áp suất khí trời là 1 KG/cm2 , do đó

độ chênh áp giữa hai buồng của bộ cường hoá không lớn Muốn có lực cường hoá lớn thì phải tăng tiết diện của màng, do đó kích thước của bộ cường hoá tăng lên

- Phương án này chỉ thích hợp với phanh dầu loại loại xe du lịch, xe vận tải, xe khách có tảo trọng nhỏ và trung bình

1 4.3 Trợ lực chân không kết hợp với thuỷ lực

1 Cấu tạo :

Hình 1.14 Sơ đồ bộ trợ lực chân không kết hợp với thủy lực

1.Xi lanh chính; 2.Cổ hút động cơ ; 3 Van một chiều; 4.Màng cường hoá;

5 Vỏ cường hoá; 6.Lọc khí; 7.Van không khí; 8.Van điều khiển ;

8’.Lò xo côn ; 9.Van màng; 10.Piston phản hồi; 11.Piston xilanh cường hoá;

12.Van bi; 13.Vỏ xi lanh cường hoá; 14.Xi lanh bánh xe;15 Đường ống nối

b

a

4 2 5

3

10 11

8 9 15

7 8' 6

13 12

2 Nguyên lý làm việc :

Khi chưa phanh van không khí 7 được đóng lại, van điều khiển 8 mở ra nhờ lò

xo côn 8' đẩy màng 9 mang theo piston phản hồi 10 đi xuống Buồng III thông với buồng II và buồng IIa qua ống 15 Như vậy áp suất buồng IIa, IIb bằng nhau và bằng áp suất chân không ở họng hút của đường ống nạp

Khi phanh người lái tác dụng lên bàn đạp phanh một lực cần thiết qua hệ thống

đòn, đẩy piston ở xi lanh chính đi, áp suất phía sau piston xilanh 1 tăng lên qua ống dẫn dầu lên xilanh của bộ cường hoá , qua van bi 12 mở dầu đi đến xilanh bánh xe khắc phục khe hở giữa trống phanh và má phanh Đồng thời áp suất này tác dụng piston 11 và tác dụng lên piston phản hồi 10 Khi áp suất dầu đạt khoảng 1,3 Mpa

sẽ đẩy piston phản hồi 10 thắng được lực lò xo côn 8' và đi lên, nó mở van không khí 7 ra và đóng van điều khiển 8 lại Lúc này áp suất khí trời là 1 KG/cm2 đi vào ống 15 để vào buồng IIa, còn buồng IIb vẫn là buồng chân không Do sự chênh áp ở buồng IIa và buồng IIb, piston màng 4 dịch chuyển sang phải qua thanh đẩy, đẩy piston 11 của bộ cường hóa đi sang phải, áp suất sau piston này được tăng lên và dẫn đến các xi lanh bánh xe để tiến hành đẩy các má phanh ra tiếp xúc với trống phanh để hãm bánh xe lại Khi dừng chân phanh ở vị trí nào đó, piston 11 sẽ tiếp tục dịch chuyển một chút sang phải vì màng cường hoá 4 còn tiếp tục bị uốn Do vậy

mà ở khoang dưới piston phản hồi 10, áp suất sẽ giảm bớt và màng van 9 sẽ hạ xuống cùng pison phản hồi 10 cho đến khi van không khí đóng lại trong khi van

điều khiển vẫn đóng Độ chênh áp giữa 2 khoang IIa và IIb không đổi, màng 4 piston 11 không dịch chuyển nữa, áp suất dầu trong đường ống giữ giá trị không

đổi, mômen phanh ở các bánh xe giữ nguyên giá trị Khi nhả bàn đạp phanh lò xo ở bàn đạp kéo bàn đạp về vị trí ban đầu, lò xo hồi vị màng cường hoá đẩy piston 11 của xi lanh chính về vị trí cũ, lò xo côn 8' đẩy piston của bộ cường hoá về vị trí cũ, van 8 mở ra, van không khí 7 đóng lại, áp suất buồng IIa, IIb lại bằng nhau và bằng

áp suất chân không ( 0,5 KG/cm2) ở các bánh xe thì các lò xo kéo má phanh về vị

3 Ưu, nhược điểm:

- Tận dụng được độ chênh áp giữa khí trời và đường ống nạp Bảo đảm được quan

hệ tỷ giữa lực bàn đạp và với lực phanh

- Kết cấu phức tạp, phải cần thêm xilanh thuỷ lực

1 4.4 Trợ lực bằng năng lượng điện từ

1 Cấu tạo :

Hình 1.15 Sơ đồ bộ trợ lực bằng năng lượng điện từ

1.Bộ cường hoá điện; 2 Lõi thép; 3 Cuộn dây; 4 Cần đẩy;

5 Xilanh phanh chính; 6 Bộ điều khiển; 7 Xilanh phanh bánh xe

2 Nguyên lý làm việc :

Phần cường hoá điện gồm lõi thép 2 được đặt trong ống thép Phía trên ống thép

là cuộn dây từ hoá 3 Khi cuộn dây được cấp những chuỗi xung điện từ khác nhau

từ bộ điều khiển thì dòng điện trung bình trong cuộn dây cũng thay đổi, nó từ hoá ống thép làm cho ống thép trở thánh một nam châm điện hút lõi thép tiến về phía phải, thông qua cần đẩy 4 đẩy các piston di chuyển tạo áp lực dầu trong hệ thống phanh Khi chân phanh dừng lại ở một vị trí nào đó thì cảm biến sẽ xác định vị trí của lõi thép, đồng thời một cảm biến thứ 2 trên đường áp suất dầu gửi tín hiệu về hộp điều khiển để hộp điều khiển xác định mức chuỗi xung đã được xác lập giữ nguyên lực phanh hiện thời Nếu tiếp tục đạp phanh thêm nữa thì 2 cảm biến trên thay đổi tín hiệu và hộp điều khiển sẽ tạo ra một chuỗi xung khác để tăng thêm dòng điện vào cuộn dây

3 Ưu, nh−ợc điểm:

- Có thể thiết kế đồng hoá cho nhiều loại xe chỉ cần thay đổi phần lập trình

- Giá thành cao

1.5 Hệ thống phanh có bộ điêù hoà lực phanh, ABS (Anti brake system)

1.5.1 Bộ điều hòa lực phanh

Hình 1.16 Các loại van điều hoà lực phanh

Hình 1.17 Bố trí bộ điều hoà lực phanh

Van điều hoà lực phanh ( van P) được đặt giữa xilanh chính của đường dẫn dầu

và xilanh phanh của bánh sau Cơ cấu này tạo ra lực phanh thích hợp để rút ngắn quãng đường phanh bằng cách tiến gần đến sự phân phối lực phanh lý tưởng giữa bánh sau và bánh trước để tránh cho các bánh sau không bị bó cứng

trong khi phanh khẩn cấp ( khi tải trọng dồn về phía trước )

1.5.2 Hệ thống chống bó cứng bánh xe khi phanh ABS ( Anti Brake System )

Khi phanh, nếu bánh xe bị bó cứng có nghĩa là hệ số trượt giữa bánh xe với mặt đường là 100% Khi hệ số trượt là 100% thì hệ số bám dọc giữa bánh xe với mặt đường giảm xuống rất thấp và hệ số bám ngang của bánh xe với mặt đường cũng bị giảm Bộ chống hãm cứng bánh xe duy trì hệ số trượt giữa bánh xe với mặt

đường khi phanh trong mọi điều kiện nằm trong khoảng 10%-30%, để đảm bảo hệ

số bám dọc và ngang đều cao Do đó đảm bảo được hiệu quả phanh và tính ổn định khi phanh cao

Hình 1.18 Bố trí chung hệ thống ABS trên xe

1.5.3 Các phương án bố trí ABS trên xe

Trên các ôtô hiện đại hiện nay có trang bị hệ thống ABS theo các phương án bố trí khác nhau tuỳ theo từng loại xe

Để thuận tiện cho việc khảo sát đánh giá các phương án bố trí ABS trên ôtô Ta tam

1-Cảm biến; 2- tổng phanh; 3- bộ chấp hành; 4- bộ điều khiển ECU

Phương án này dùng cho các xe con du lịch và xe tải nhỏ, do đặc điểm của bộ

ABS của phương án này đảm bảo các bánh xe cầu trước luôn không bị bó cứng Nhưng bánh xe cầu sau vẫn có thể bị bó cứng và điều này cũng rất nguy hiểm khi

hệ thống phanh của các bánh xe cầu sau làm việc kém, bị bó cứng thì tính hiệu quả

và tính ổn định sẽ kém đi rất nhiều và nhất là khi phanh gấp xe trên đường có hệ số bám thấp

Tuy nhiên do điều khiển một kênh, tín hiệu điều khiển đồng thời cho cả hai bánh xe được phát ra từ ECU trên cơ sở tín hiệu đầu vào từ cảm biến tốc độ bánh xe

bị bó cứng trước Cho nên trong trường hợp này lại xảy ra sự không đồng nhất của các mômen phanh trên hai bánh xe cầu trước Hiện nay phương án này ít được sử dụng

Phương án bố trí ABS điều khiển độc lập cho phanh của các bánh xe cầu sau (

2 kênh điều khiển) Cảm biến được đặt tại tất cả các bánh xe cầu sau Còn phanh của các bánh xe cầu trước được dẫn động bình thường từ xi lanh phanh chính Phương án này thường được dùng cho xe tải Phương án này chỉ đảm bảo cho các bánh xe cầu sau không bị bó cứng

+ Phương án bó trí ABS 0022

Hình:1.20 Sơ đồ bố trí ABS theo phương án 0022

1-Cảm biến; 2-Xilanh phanh chính; 3-Bộ chấp hành;

4-Bộ điều khiển

Trong trường hợp phanh trên đường thẳng: phương án này rất hiệu quả kể cả trong trường hợp hệ số bám ở hai bánh sau là khác nhau Do tín hiệu điều khiển áp suất dẫn động phanh đến các bánh sau là độc lập nhau và dựa trên các tín hiệu từ cảm biến tốc độ bánh xe là độc lập nhau, bánh xe nào có khả năng bị hãm cứng trước thì việc điều chỉnh áp suất dẫn động được thực hiện trước cho nên có khả năng tạo sự đồng đều mômen phanh của các bánh xe sau

Trong trường hợp phanh khi quay vòng: phương án này cũng khắc phục được tính mất đồng đều lực phanh của các bánh xe sau, do hiện tượng trọng lượng bám lên các bánh 2 bên là khác nhau Tuy nhiên nó không chống bó cứng các bánh xe trước nên dễ xảy ra mất tính dẫn hướng của các bánh xe cầu trước khi nó bị trượt lết Phương án này có kết cấu đơn giản, rẻ tiền Tuy nhiên tính hoàn thiện chưa cao

+ Phương án bố trí ABS 2222

Hình:1.22 Sơ đồ phương án bố trí ABS 2222

1-Cảm biến; 2-Xilanh phanh chính; 3-Bộ chấp hành

Khi phanh trên đường, hiệu quả phanh và sự ổn định của ôtô khi phanh được

đảm bảo triệt để nhất trong tất cả các phương án Cấu tạo ABS theo phương án này rất phức tạp, nó được trang bị trên các xe hiện đại với giá thành rất cao

Ngoài các phương án bố trí ABS đã phân tích ở trên còn có các phương án bố trí khác như: 2121; 0021; 2221

1.6 Giới thiệu về xe Vios 1.5 (2007)

1.6.1 Giới thiệu chung

Ngày 20/ 09/2007, Công ty toyota Việt Nam chính thức giới thiệu chiếc Vios hoàn toàn mới Nằm trong phân khúc dòng xe sedan cỡ nhỏ, Vios mới vượt trội hẳn

so với phiên bản cũ cả về kiểu dáng, trang bị an toàn và tiện nghi

Được thiết kế giành riêng cho khu vực Châu á, Vios đã nhận được sự đánh giá cao trên thị trường cũng như nhận được sự quan tâm và đón nhận của nhiều khách hàng

ở mọi lứa tuổi Tại Việt Nam, Vios được giới thiệu lần đầu tiên vào tháng 8/2003,

và luôn giữ được vị trí khá cao trong phân khúc thị phần xe sedan cỡ nhỏ với danh

số tích luỹ trên 7.500 xe.Để đáp ứng hơn nữa nhu cầu của khách hàng, Công ty

Toyota VN tiếp tục giới thiệu chiếc Vios hoàn toàn mới cho năm 2007 Chiếc xe có

vẻ bề ngoài hoàn toàn khác so với thế hệ trước, tạo nên một vẻ chắc chắn lịch lãm

và trẻ trung hơn, đồng thời kích thước cũng lớn hơn tạo không gian thoảI mái và tiện nghi cho người sử dụng

Hình 1.23 Xe Vios 1.5(2007)

Vios mới có hai cấu hình là 1.5G với hộp số tự động 4 cấp (A/T) và 1.5E với hộp số sàn 5 cấp(M/T).Trang bị an toàn đáng chú ý của Vios mới gồm thân xe GOA nổi tiếng của Toyota, hai túi khí phía trước, phanh ABS với hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD, phanh đĩa cả bốn bánh cùng hệ thống hỗ trợ phanh gấp

BA giúp ổn định khi phanh gấp, đặc biệt hệ thống phanh dừng không còn là hệ thống phanh tang trống bình thường như các xe sedan khác mà là hệ thống phanh

đĩa nhỏ gọn,

Vios mới được trang bị động cơ VVT – i 1,5 lít thẳng hàng, công suất 107 mã lực, tiêu chuẩn khí thải EU4, hệ thống treo trước với thanh cân bằng và hệ thống treo sau dạng thanh xoắn tạo nên độ ổn định khi lái xe

1.6.2 §Æc tÝnh kü thuËt cña xe Vios 1.5(2007)

§éng c¬

VVT - i

Trang thiÕt bÞ chÝnh

§Ìn s−¬ng mï phÝa tr−íc cã

HÖ thèng ©m thanh FM/AM, CD player,

Tói khÝ (ghÕ ng−êi l¸i & hµnh kh¸ch phÝa

tr−íc)

cã

Chương 2: nghiên cứu kết cấu, nguyên lý lμm việc của hệ

thống phanh trên xe Vios 1.5 2.1 Tổng quan về hệ thống phanh trên xe Vios 1.5

Trên xe Vios 1.5(2007) được trang bị phanh đĩa cho cả 4 bánh, đặc biệt hệ thống phanh dừng cũng là phanh đĩa, điều này đã tạo nên được sự an toàn khá cao cho người lái khi điều khiển dòng xe này Bên cạnh đó trên xe còn được trang bị

đầy đủ cả ba hệ thống đó là: hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS, hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD và hệ thống hỗ trợ phanh gấp BA Tất cả những lí do trên đã tạo cho hệ thống phanh trên xe Vios 1.5 (2007) thật hoàn hảo

Sơ đồ bố trí hệ thống phanh trên xe:

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí chung hệ thống phanh trên xe

1 xilanh phanh chính; 2 Bộ chấp hành ABS ECU; 3 Cơ cấu phanh trước;

4 Đường ống dẫn dầu; 5 Cơ cấu phanh sau; 6 Bầu trợ lực chân không

các bánh xe tuỳ theo mức độ khác nhau

2.2 Kết cấu hệ thống phanh

2.2.1 Xi lanh phanh chính

1 Cấu tạo

1 Cupben cao su; 2 Lò xo hồi số 2; 3

Piston số 2; 4 Lò xo hồi số 1; 5 Piston số

1; 6 Cần đẩy; 7 Bình chứa; 8 Cốc chặn

lò xo

Hình 2.3 Xilanh phanh chính

2 Nguyên lý làm việc

a Khi không đạp phanh

Hình 2.4 Sơ đồ xilanh phanh chính khi không đạp phanh

Khi không đạp phanh, cupben của piston số 1 và số 2 nằm giữa cửa vào và cửa bù làm cho xilanh và bình dầu thông nhau Piston số 2 bị lực của lò xo hồi vị

số 2 đẩy sang phanh, nhưng không thể chuyển động hơn nữa do có bu lông hãm

b Khi đạp phanh

Hình 2.5 Sơ đồ xilanh phanh chính khi đạp phanh

Khi đạp phanh piston số 1 dịch sang trái, cupben của nó bịt kín cửa hồi như vậy bịt đường dẫn thông giữa xilanh và bình chứa Nếu piston đẩy tiếp, nó làm tăng áp suất dầu bên trong xilanh áp suất này tác dụng lên các xilanh bánh sau Do cũng có một áp suất dầu như thế tác dụng lên piston số 2, piston số 2 hoạt động giống hệt như piston số 1 và tác dụng lên các xilanh bánh trước

c Khi nhả phanh

Khi nhả bàn đạp phanh, các piston bị áp suất dầu và lực lò xo hồi vị đẩy về

vị trí ban đầu Tuy nhiên do dầu không chảy từ xilanh bánh xe về ngay lập tức, nên áp suất dầu trong xilanh chính giảm nhanh trong một thời gian ngắn ( tạo ra

độ chân không) Kết quả là, dầu trong bình chứa sẽ chảy vào xilanh qua cửa vào, qua rất nhiều khe trên đỉnh piston và quanh chu vi của cupben

Hình 2.6 Sơ đồ xilanh phanh chính khi nhả phanh

Sau khi piston trở về vị trí ban đầu, dầu từ xilanh bánh xe dần dần hồi về bình chứa qua xilanh chính và các cửa bù

Các cửa bù cũng điều hoà sự thay đổi thể tích dầu trong xilanh ma nó có thể xảy ra bên trong xilanh do nhiệt độ thay đổi Vì vậy nó tránh cho áp suất dầu tăng lên trong xilanh khi không đạp phanh

Sử dụng phanh đĩa với đĩa thông gió, loại này do diện tích tiếp xúc nhiều

hơn nên khả năng thoát nhiệt tốt hơn đĩa phanh đặc

b Nguyên lý làm việc

Loại này, giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trên một số chốt bắt cố định với dầm cầu Trong giá đỡ di động chỉ bố trí một xilanh bánh xe với một piston tì vào một má phanh Má phanh ở phía đối diện được gá trực tiếp lên giá đỡ Bình thường khi chưa phanh do giá đỡ có thể di trượt ngang trên chốt nên nó tự lựa để chọn một vị trí sao cho khe hởgiữa các má phanh với

đĩa phanh hai bên là như nhau Khi đạp phanh dầu từ xilanh theo ống dẫn vào xilanh bánh xe Piston sẽ dịch chuyển để đẩy má phanh ép vào đĩa phanh Do tính chất của lực và phản lực kết hợp với kết cấu tự lựa của giá đỡ nên giá đỡ mang má phanh còn lại cũng tác dụng một lực lên đĩa phanh theo hướng ngược với lực của má phanh do piston tác dụng Kết quả là đĩa phanh được ép bởi cả hai má phanh và quá trình phanh bánh xe được thực hiện

2 Cơ cấu phanh sau:

a Cấu tạo

Sử dụng phanh đĩa với đĩa phanh đặc với hệ thống phanh tay được dùng chung với cơ cấu phanh đĩa

Hình 2.8 Cơ cấu phanh sau

1 Càng phanh; 2 Má phanh; 3 Piston; 4 Bi công tác; 5 Đòn quay; 6 Trục đẩy; 7

Lò xo hồi; 8 Bulông điều chỉnh; 9 Đai ốc ống

b Nguyên lý làm việc

Đối với cơ cấu phanh chính làm việc tương tự so với cơ cấu phanh trước

Cơ cấu phanh tay: Khi đòn quay quay nhờ dây cáp nó làm cho trục đẩy quay

do sự chuyển động của viên làm cho bulông điều chỉnh dịch chuyển sang trái làm cho đai ốc điều chỉnh cũng dịch chuyển sang trái, khi đai ốc điều chỉnh này tiếp xúc với piston 3 nó sẽ đẩy piston và má phanh cùng dịch chuyển lại gần đĩa phanh và tạo ra lực phanh Khi nhả phanh tay, nhờ lò xo hồi thì bulông điều chỉnh và đai ốc ống chở lại vị trí ban đầu

Hình 2.9 Cấu tạo bầu trợ lực chân không

1.Đường ống nạp; 2 Cần đẩy trợ lực; 3 Lò xo hồi piston; 4 Đĩa phản lực;5 Buồng

áp suất không đổi; 6 Buồng áp suất thay đổi; 7 Thân hãm van; 8 Van khí; 9 Lò xo hồi van khí; 10 Cần điều khiển van; 11 Van điều khiển; 12 Van chân không; 13

Piston số 1; 14 Piston số 2

2 Nguyên lý làm việc

a Khi không đạp phanh

Hình 2.10 Sơ đồ bầu trợ lực khi không đạp phanh

Khi không đạp phanh, không có lực tác dụng lên cần điều khiển van Vì vậy, van khí

và cần điều khiển van bị đẩy sang phải bởi sức căng của lò xo hồi van khí và chúng dừng lại khi van khí chạm vào tấm chặn van Lúc này, do van khí đẩy van điều khiển sang phải cửa thông với khí quyển qua lọc khí vào trợ lực bị đóng Mặt khác, van chân không

và van điều khiển không tiếp xúc với nhau nên cửa A được nối thông với cửa B

Vì vậy, chân không tác dụng lên cả buồng áp suất không đổi lẫn buồng áp

suất thay đổi nên không có sự chênh áp giữa các buồng ở cả hai phía của piston

b Khi đạp phanh

Hình 2.11 Sơ đồ bầu trợ lực khi đạp phanh

Khi đạp phanh, cần điều khiển van và van khí cùng bị đẩy sang trái Vì

vậy, van điều khiển và van chân không tiếp xúc với nhau, bịt đường thông giữa

cửa A và cửa B (buông áp suất thay đổi và buồng áp thay đổi) Tiếp đó, van khí

tách ra khỏi van điều khiển và không khí từ lọc khí, qua cửa B vào buồng áp suất

thay đổi Nó sinh ra sự chênh áp giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi làm piston dịch chuyển sang trái

Lực tác dụng lên piston sinh ra bởi sự chênh áp được truyền tới đĩa phản lực qua thân van rồi tới cần đẩy trợ lực trở thành lực đầu ra của trợ lực Diện tích tiếp xúc với áp suất của piston số 1 và số 2 nhân với sự chênh áp giữa buồng áp suất thay đổi và buồng áp suất không đổi sẽ bằng lực đầu ra của trợ lực

c Khi giữ chân phanh

Nếu chỉ đạp một nửa hành trình bàn đạp phanh thì cần điều khiển van và van khí sẽ dừng nhưng piston tiếp tục dịch chuyển sang trái do sự chênh áp Van

điều khiển vẫn tiếp xúc với van chân không nhờ lò xo van điều khiển nhưng nó

di chuyển cùng với piston Do van điều khiển dịch sang trái và tiếp xúc với van khí nên không khí bị ngăn không cho vào buồng áp suất thay đổi vì vậy áp suất trong buồng áp suất thay đổi được giữ ổn định Kết quả là có sự chênh áp không

đổi giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi Vì vậy, piston không dịch chuyển nữa và giữ nguyên lực phanh hiện tại

d Trợ lực cực đại

Nếu đạp bàn đạp phanh hết hành trình, van khí sẽ tách hoàn toàn ra khỏi van điều khiển Trong điều kiện này, buồng áp suất thay đổi được điền đầy không khí và sự chênh áp giữa buồng áp suất thay đổi và buồng áp suất không

đổi đạt đến mức cực đại Vì vậy tạo ra kết quả trợ lực lớn nhất tác dụng lên piston Ngay cả khi tác dụng thêm lực lên bàn đạp phanh thì mức độ trợ lực tác dụng lên piston vẫn không đổi và lực tác dụng thêm này sẽ được truyền qua cần

đẩy trợ lực đến xilanh phanh chính

f Khi nhả phanh

Khi nhả bàn đạp phanh, cần điều khiển van và van khí bị đẩy sang phải nhờ lò xo hồi van khí và phản lực của xilanh phanh chính Nó làm cho van khí tiếp xúc với van điều khiển, đóng đường thông với khí trời với buồng áp suất thay đổi Cùng lúc đó van khí cũng nén lò xo van điều khiển lại Vì vậy van điều khiển bị tách ra khỏi van chân không làm thông cửa A với cửa B Nó cho phép

tiêu sự chênh áp giữa 2 buồng Piston bị đẩy lại sang bên phải bởi lò xo hồi piston và trợ lực về vị trí không hoạt động

g Khi không có chân không

Nếu vì một lý do nào đó mà chân không không tác dụng lên trợ lực phanh thì sẽ không có sự chênh áp giữa buồng áp suất không đổi và buông áp suất thay

đổi (cả hai buồng đ−ợc điền đầy không khí ) Khi piston ở trạng thái không hoạt

động, piston bị đẩy sang phải bởi lò xo hồi piston Tuy nhiên khi đạp phanh, cần

điều khiển van bị đẩy sang trái và đẩy vào van khí, đĩa phản lực và cần đẩy trợ lực Vì vậylực từ bàn đạp phanh đ−ợc truyền tới piston xilanh phanh chính để tạo

ra lực phanh Cùng lúc đó, van khí đẩy vào tấm chặn van Vì vậy, piston cũng thắng đ−ợc sức cản của lò xo hồi piston để dịch sang trái Nh− vậy, phanh vẫn có tác dụng ngay cả khi không có chân không tác dụng lên trợ lực phanh Tuy nhiên

do trợ lực phan h không hoạt động lên chân phanh cảm thấy nặng

2.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ABS

2.3.1 Cấu tạo của ABS: Cấu tạo của hệ thống ABS gồm các phần tử sau:

+ Cảm biến tốc độ bánh xe: đo tốc độ bánh xe của mỗi bánh trong 4 bánh xe,

Trên xe Vios ABS được bố trí theo phương án 2222 HTP có lắp ABS ở tất cả các bánh xe, nhưng hệ điều khiển 4 kênh mỗi kênh điều khiển độc lập một bánh Cảm biến được đặt ở tất cả các bánh

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

Hình 2.13 Cảm biến tốc độ bánh xe

* Cấu tạo:

- Có 4 cảm biến đặt ở tất cả các bánh xe để đo độc lập tốc độ của từng bánh xe

- Cảm biến tốc độ bánh xe trước và sau bao gồm một nam châm vĩnh cửu, cuộn dây và lõi từ Vị trí lắp cảm biến tốc độ hay roto cảm biến cũng như số lượng răng của roto cảm biến thay đổi theo kiểu xe

* Hoạt động

Hình 2.14 Sơ đồ hoạt động của cảm biến tốc độ bánh xe

- Vành ngoài của các roto có các răng, nên khi roto quay, sinh ra một điện áp xoay chiều có tần số tỷ lệ với tốc độ quay của roto.Điện áp AC này báo cho ABS ECU biết tốc độ của bánh xe

2.3.4 Bộ chấp hành ABS

2.3.4.1 Cấu tạo

Trên xe Vios sử dụng bộ chấp hành ABS với 8 van điện 2 vị trí bao gồm: 4 van (1), (2), (3), (4) là van giữ áp suất, 4 van (5), (6), (7), (8) là van giảm áp, 2 bơm, 2 bình chứa dầu Cấu tạo được mô ta như hình vẽ dưới

Hình 2.15 Sơ đồ cấu tạo của bộ chấp hành ABS

1 Xilanh phanh chính; 2 Van giữ áp suất; 3 Van giảm áp; 4 Xilanh phanh bánh xe trước trái; 5 Xilanh phanh bánh xe sau phải; 6 Bình chứa; 7 Xilanh phanh bánh xe sau trái; 8 Xilanh phanh bánh xe trước phải; 9 Van 1 chiều;

10 Bơm 2.3.4.2 Hoạt động:

a Khi phanh bình thường ( ABS không hoạt động)

ABS không hoạt động trong quá trình phanh bình thường và ABS ECU không gửi dòng điện đến cuộn dây của van Do đó, cửa A của van giữ áp bị ấn xuống bởi lò xo trong khi đó cửa D của van giảm áp vẫn đóng

Khi đạp phanh, áp suất dầu trong xi lanh phanh chính tăng, dầu phanh chảy từ cửa A đến cửa B trong van giữ áp rồi tới xilanh phanh bánh xe tạo ra lực phanh tác động lên má phanh làm cho má phanh ép vào đĩa phanh Dầu phanh không vào được bơm bởi van một chiều số 1 gắn trong mạch bơm Khi nhả

phanh, dầu phanh hồi từ xilanh phanh bánh xe về xilanh chính qua cửa B đến cửa

A và van một chiều số 3 trong van giữ áp`

Hình 2.16 Sơ đồ hoạt động của bộ chấp hành khi phanh bình thường

b Khi phanh gấp (ABS hoạt động)

Nếu có bất kỳ bánh xe nào gần bị bó cứng khi phanh gấp, bộ chấp hành ABS

điều khiển áp suất dầu phanh tác dụng lên xilanh bánh xe đó theo tín hiệu từ ECU Vì vậy bánh xe không bị bó cứng

* Chế độ “giảm áp”

Hình 2.17 Sơ đồ hoạt động của bộ chấp hành ở chế độ giảm áp

Khi một bánh xe gần bị bó cứng, ECU gửi dòng điện 5A đến cuộn dây của

lên trên làm cho cửa A đóng, trong khi đó cửa D của van giảm áp chuyển động xuống dưới làm cho cửa D mở ra Kết quả là, dầu phanh từ xilanh phanh bánh xe qua cửa C đến cửa D trong van giảm áp và chảy về bình dầu Cùng lúc đó, môtơ bơm hoạt động nhờ tín hiệu từ ECU, dầu phanh được hồi trả về xilanh phanh chính từ bình chứa, mặt khác cửa A đóng ngăn không cho dầu từ xilanh phanh chính vào van điện 2 vị trí và van một chiều số 1 và số 3 Kết quả là áp suất dầu trong xilanh phanh bánh xe giảm, ngăn không cho bánh xe bị bó cứng Mức độ giảm áp suất dầu được điều chỉnh bằng cách lặp lại các chế độ “Giảm áp” và “ Giữ”

* Chế độ “Giữ”

Khi áp suất bên trong bánh xe giảm hay tăng, cảm biến tốc độ gửi tín hiệu báo rằng tốc độ bánh xe đạt đến tốc độ mong muốn, ECU cấp dòng điện 5A đến cuộn dây của van điện giữ áp đồng thời ngắt dòng điện đến van điện giảm áp, kết quả là cửa A đóng, cửa D đóng làm cho dầu phanh từ xilanh phanh chính không

đến được xilanh phanh bánh xe và dầu phanh ở xilanh phanh bánh xe cũng không về được bình chứa Do đó, áp suất trong xilanh phanh bánh xe được giữ không đổi

Hình 2.18 Sơ đồ hoạt động của bộ chấp hành ở chế độ giữ

* Chế độ “tăng áp”

Khi cần tăng áp suất trong xilanh phanh bánh xe để tạo lực phanh lớn, ECU ngắt dòng điện cấp cho cuộn dây của van điện giữ áp Vì vậy cửa A được