Tổng quan về hệ thống phanh ABS

Bài 1 GIỚI THIỆU VỀ ABS I. THẾ NÀO LÀ ABS? Chức năng của hệ thống phanh thông thường là để giảm tốc độ hay dừng xe bằng cách sử dụng 2 lực cản. Loại thứ nhất là lực cản giữa má phanh và đóa phanh (hay giữa má phanh và trống phanh) và loại thứ 2 là giữa lốp và mặt đường. Phanh có thể được điều khiển ổn đònh nếu mối liên hệ sau giữa lực cản trong hệ thống phanh và lực cản giữa lốp và mặt đường xảy ra. • Lực cản hệ thống phanh < lực cản giữa lốp và mặt đường Tuy nhiên, nếu mối liên hệ trên bò đảo ngược lại, bánh xe sẽ bò bó cứng và xe bắt đầu bò trượt. • Lực cản hệ thống phanh > lực cản giữa lốp và mặt đường Kết quả là, nếu các bánh trước bò bó cứng, nó sẽ làm cho xe không thể lái được. Nếu các bánh xe sau bò bó cứng, do sự khác nhau giữa hệ số ma sát giữa bánh bên phải và bánh bên trái với mặt đường nên sẽ làm cho đuôi xe bò lạng. ABS điều khiển áp suất dầu tác dụng lên các xy lanh bánh xe để ngăn không cho nó bò bó cứng khi phanh trên đường trơn hay khi phanh gấp. Nó cũng đảm bảo tính ổn đònh dẫn hướng trong quá trình phanh, nên xe vẫn có thể lái được. 1 THAM KHẢO Ở hệ thống phanh thông thường không có ABS, nếu đạp phanh trên đường tuyết, rất dễ mất tính ổn đònh dẫn hướng và người lái xe phải đạp liên tục (nhồi phanh) để dừng xe. Với xe có ABS, ABS tự động thực hiện chức năng này vì vậy phanh được điều khiển chính xác và hiệu quả hơn. II. NGUYÊN LÝ Khi xe chuyển động ở tốc độ không đổi, tốc độ của xe và bánh xe là như nhau (nói cách khác, các bánh xe không trượt). Tuy nhiên, khi người lái đạp phanh để giảm tốc độ xe, tốc độ của các bánh xe sẽ giảm từ từ và không thể bằng tốc độ của thân xe lúc này đang chuyển động nhờ quán tính của nó. (tức là, có thể xảy ra trượt nhẹ giữa các lốp xe với mặt đường). Sự khác nhau giữa tốc độ thân xe và tốc độ bánh xe được biểu diễn bằng một hệ số gọi là “hệ số trượt”. Hệ số trượt có thể tính theo công thức sau: Hệ số trượt = Tốc độ xe – Tốc độ bánh xe / Tốc độ xe x 100% 2 THAM KHẢO Hệ số trượt 0% có nghóa là trạng thái bánh xe quay trơn không có sức cản. Hệ số trượt 100% là trạng thái bánh xe bò bó cứng hoàn toàn và lốp xe trượt trên mặt đường. Khi sự khác nhau giữa tốc độ bánh xe và tốc độ xe trở nên quá lớn, sự trượt sẽ xảy ra giữa lốp và mặt đường. Nó cũng sinh ra ma sát và kết quả là có thể tác dụng như một lực phanh và giảm tốc độ của xe. Bằng đồ thò bên phải, có thể dễ dàng hiểu được mối liên hệ giữa lực phanh và hệ số trượt. Lực phanh không nhất thiết phải tỷ lệ thuận với hệ số trượt và nó đạt cực đại khi hệ số trượt trong khoảng 10-30%. Khi hệ số trượt vượt quá 30%, lực phanh giảm từ từ. Vì vậy, để đảm bảo lực phanh lớn nhất, phải luôn giữ hệ số trượt trong khoảng 10-30%. Thêm vào đó, cũng cần phải phải giữ lực quay vòng ở mức cao để đảm bảo tính ổn đònh dẫn hướng. Nhằm thực hiện mục đích này, ABS được thiết kế để tạo ra tính năng phanh tối ưu bằng cách lợi dụng hệ số trượt 10-30% mà không phụ thuộc vào điều kiện đường xá, trong khi cũng giữ lực quay vòng ở mức cao nhất có thể để đảm bảo tính ổn đònh dẫn hướng. CHÚ Ý 1. Trên mặt đường trơn có hệ số ma sát µ thấp, do quản đường phanh sẽ tăng nếu so sánh với mặt đường có hệ số ma sát µ cao ngay cả khi ABS hoạt động, phải giảm tốc độ xe khi chạy trên những loại đường này. 2. Trên đường xóc, đường rải đá hay đường tuyết, hoạt động của ABS có thể làm cho quãng đường phanh dài hơn so với xe không có ABS. Thêm vào đó, tiếng ồn và sự rung động sinh ra khi ABS hoạt động báo cho người lái biết nó đang hoạt động. III. NGUYÊN LÝ CƠ BẢN • Cảm biến tốc độ bánh xe phát hiện tốc độ góc của bánh xe và gửi tín hiệu đến ABS ECU. • ABS ECU theo dõi tình trạng các bánh xe bằng cách tính tốc độ xe và sự thay đổi tốc độ bánh xe từ tốc độ góc của bánh xe. • Khi phanh gấp, ABS ECU điều khiển các bộ chấp hành để cung cấp áp suất tối ưu cho mỗi xy lanh phanh bánh xe. • Cụm điều khiển thủy lực hệ thống phanh hoạt động theo mệnh lệnh từ ECU, tăng, giảm hay giữ nguyên áp suất dầu khi cần, để đảm bảo hệ số trượt tốt nhất (10- 30%), tránh bó cứng bánh xe. 3  LỊCH SỬ CỦA ABS Hệ thống phanh chống bó cứng của Toyota được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1971 cho các loại xe tại Nhật Bản. Đây là hệ thống bánh xe sau (ABS hai bánh) nhằm mục đích giảm hiện tượng mất tính ổn đònh dẫn hướng trong quá trình phanh trên bề mặt trơn. Hệ thống này đã được cải tiến thành ABS bốn bánh vào năm 1983. Ngày nay ABS trở thành tiêu chuẩn hay tùy chọn cho hầu hết các xe du lòch và xe tải nhẹ. IV. CÁC KIỂU ABS CỦA TOYOTA Các kiểu ABS dưới đây được sử dụng cho các xe Toyota xuất khẩu. Kiểu chỉ điều khiển các bánh sau, kiểu điều khiển tất cả các bánh, Nguồn là bơm trợ lực lái - Van điện hai vò trí, Nguồn là một mô tơ riêng -Van điện hai vò trí hay van điện ba vò trí. Trong trường hợp ABS 4 bánh, những xe có mạch phanh chéo (dùng phổ biến cho xe Toyota FF- động cơ đặt trước, bánh trước chủ động) thường mạch dầu có 4 kênh, những xe có mạch phanh thông thường (dùng phổ biến cho các xe Toyota FR- động cơ đặt trước, bánh sau chủ động) thường mạch dầu có 3 kênh. Tuy nhiên, nó thay đổi ở một vài model. ABS ECU điều khiển bánh xe riêng rẽ: 1 Ch (2 kênh): chỉ điều khiển các bánh sau 3 Ch (3 kênh): điều khiển độc lập các bánh trước, điều khiển đồng thời các bánh sau 4 Ch (4 kênh): điều khiển 3 kênh hay điều khiển độc lập tất cả các bánh. 4 Sơ đồ hệ thống ABS tương ứng được in ở trang và hình vẽ có số như ở cột PHỤ LỤC Những xe FR mạch dầu 3 kênh mà sử dụng van điện 3 vò trí, việc lắp đặt TRC làm số lượng van điện 3 vò trí tăng lên 4 van. Và 4 kênh được sử dụng cho mạch dầu. Tuy nhiên, ABS ECU chỉ điều khiển 3 kênh. NGUỒ N VAN ĐIỆN (SỐ LƯNG) CÁC VAN KHÁC (SỐ LƯNG) MẠCH DẦU *1 ECU ABS *2 BÁNH CHỦ ĐỘNG PHỤ LỤC *3 Mô tơ Van điện 2 vò trí(4) với van điều khiển lưu lượng (4) 4ch. 3ch. FF Trang 39 Hình 1 Van điện 2 vò trí (6) với van tăng áp (2) 4ch. 3ch. FF Trang 39 Hình 2 Van điện 2 vò trí (6) 3ch. 3ch. FR hoặc 4WD dựa trên FR Trang 40 Hình 3 Van điện 2 vò trí (8) 4ch. 3ch. FF hoặc 4WD dựa trên FF Trang 40 Hình 4 4ch. FF hoặc 4WD dựa trên FF Mô tơ Van điện 3 vò trí (3) với van nối tắt (1) 3ch. 3ch. FR Trang 40 Hình 5 Van điện 3 vò trí (3) 3ch. 3ch. FR,MR hoặc 4WD dựa trên FR Trang 41 Hình 6 Van điện 3 vò trí (3) với van cơ (1) 4ch. 4ch. FF Trang 41 Hình 7 Van điện 3 vò trí (4) 4ch. 3ch. FF,4WD dựa trên FF hoặc FR (W/TRC) *4 Trang 41 Hình 8 4ch. FR P/S Van điện 2 vò trí (1) với các van điều khiển thay đổi 1ch. 1ch. FR hoặc 4WD dựa trên FR Trang 42 Hình 9 Van điện 2 vò trí (3 chính, 2 phụ) với các van điều khiển thay đổi 3ch. 3ch. FR Trang 42 Hình 10 5 Bài 2 CÁC BỘ PHẬN CỦA ABS  SƠ ĐỒ VỀ CÁC BỘ PHẬN (cho xe Celica 10/1989) I. CẢM BIẾN TỐC ĐỘ BÁNH XE  CẤU TẠO Cảm biến tốc độ bánh xe trước và sau bao gồm một nam châm vónh cửu, cuộn dây và lõi từ. Vò trí lắp cảm biến tốc độ hay rôto cảm biến cũng như số lượng răng của rôto cảm biến thay đổi theo kiểu xe. Hình vẽ dưới chỉ ra vò trí của cảm biến và rôto cảm biến. 6  HOẠT ĐỘNG Vành ngoài của các rôto có các răng, nên khi rôto quay, sinh ra một điện áp xoay chiều có tần số tỷ lệ với tốc độ quay của rôto. Điện áp AC này báo cho ABS ECU biết tốc độ của bánh xe. LƯU Ý ABS sẽ hoạt động không tốt nếu khe hở A nằm ngoài giá trò tiêu chuẩn. II.CẢM BIẾN GIẢM TỐC (CHỈ Ở MỘT VÀI KIỂU XE) Việc sử dụng cảm biến giảm tốc cho phép ABS ECU đo trực tiếp sự giảm tốc của xe trong quá trình phanh. Vì vậy cho phép nó biết rõ hơn trạng thái của mặt đường. Kết quả là, mức độ chính xác khi phanh được cải thiện để tránh cho các bánh xe không bò bó cứng. Cảm biến giảm tốc còn được gọi là “cảm biến G” THAM KHẢO ABS ECU sử dụng cảm biến giảm tốc để phát hiện chính xác sự giảm tốc của xe và xác đònh hệ số ma sát µ của mặt đường. Ví dụ, trong trường hợp xe 4WD, nếu một trong các bánh xe bò hãm cứng trên mặt đường có hệ số ma sát µ cực thấp, bánh bò hãm cứng cũng làm các bánh khác bò hãm cứng theo. 7 Hiện tượng này xảy ra bởi vì tất cả các bánh xe được nối với hệ thống truyền lực, nên tốc độ các bánh xe ảnh hưởng lẫn nhau. Vì vậy cảm biến giảm tốc được sử dụng ở nhiều kiểu xe 4WD do tốc độ bánh xe không thay đổi đồng thời với sự giảm tốc độ của xe dưới các điều kiện trên. 1. CẤU TẠO Cảm biến giảm tốc bao gồm 2 cặp đèn LED (diod phát quang) và photo transistor (transistor quang), một đóa xẻ rãnh và một mạch biến đổi tín hiệu. Cảm biến giảm tốc nhận biết mức độ giảm tốc độ của xe và gửi các tín hiệu về ABS ECU. ECU dùng những tín hiệu này để xác đònh chính xác tình trạng mặt đường và thực hiện các biện pháp điều khiển thích hợp. 2. HOẠT ĐỘNG Khi mức độ giảm tốc độ của xe thay đổi, đóa xẻ rãnh lắc theo chiều dọc xe tương ứng với mức giảm tốc độ. Các rãnh trên đóa cắt ánh sáng từ đèn LED đến photo transistor và làm photo transistor đóng, mở. Người ta sử dụng 2 cặp đèn LED và photo transistor. Tổ hợp tạo bởi các photo transistor này tắt và bật, chia mức độ giảm tốc thành 4 mức và gửi về ABS ECU dưới dạng tín hiệu. 8 THAM KHẢO Ở một vài kiểu xe, gia tốc ngang cũng được đo để xác đònh xe có phải xe đang quay vòng hay không. Trong quá trình quay vòng, các bánh xe phía trong có xu hướng nhấc lên khỏi mặt đất do lực ly tâm. Ngược lại, các bánh phía ngoài bò tỳ mạnh xuống mặt đường. Nói cách khác, các bánh phía trong có xu hướng bò bó cứng dễ dàng hơn khi các bánh phía ngoài khó bò bó cứng hơn. Vì vậy sau khi xác đònh xem có phải xe đang quay vòng hay không, áp suất dầu đến bánh sau phía ngoài được tăng lên cao hơn bánh phía trong để giảm quãng đường phanh. Một cảm biến kiểu photo transistor giống như cảm biến giảm tốc độ đã đề cập ở trang trước nhưng gắn theo trục ngang. Ngoài ra, cảm biến kiểu bán dẫn cũng được sử dụng để đo sự giảm tốc do nó có thể đo được cả gia tốc dọc và gia tốc ngang. 9 Bài 3 BỘ CHẤP HÀNH ABS Bộ chấp hành ABS cấp hay ngắt áp suất dầu từ xy lanh phanh chính đến mỗi xy lanh phanh đóa theo tín hiệu từ ECU để điều khiển tốc độ bánh xe. Có nhiều kiểu bộ chấp hành ABS (xem trang 4). Ở đây chúng ta sẽ mô tả 4 van điện 3 vò trí trong bộ chấp hành ABS. I. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ABS (Cho xe Celica ST182 10/1989) Hai van để điều khiển bánh trước bên phải và bánh trước bên trái một cách độc lập trong khi 2 van còn lại điều khiển đồng thời bánh sau bên phải và bênh trái. Vì vậy hệ thống này gọi là hệ thống 3 kênh. 10 [...]... trong ABS hay là trong hệ thống phanh Về cơ bản, do hệ thống ABS được trang bò chức năng dự phòng Nếu hư hỏng xảy ra trong ABS, ABS ECU dừng hoạt động của ABS ngay lập tức và chuyển sang hệ thống phanh thông thường Do ABS có chức năng chẩn đoán, đèn báo ABS bật sáng để báo cho người lái biết khi có hư hỏng xảy ra Nên sử dụng giắc sữa chữa để xác đònh nguồn góc của hư hỏng Nếu hư hỏng xảy ra trong hệ thống. .. của phanh • Phanh lệch • Phanh không hiệu quả • ABS hoạt động khi phanh bình thường (không phải phanh gấp) • ABS hoạt động ngay trước khi dừng trong quá trình phanh bình thường • Chân phanh rung không bình thường trong khi ABS hoạt động ABS khó hoạt động *1 *2 Cảm biến tốc độ và rôto Cảm biến giảm tốc Lắp đặt sai Bẩn Gẫy răng rôto Hỏng ( 71,72,73,74) ( 71,72,73,74) (75,76,77,78) - Bộ điều hành ABS. .. thống phanh, đèn báo ABS sẽ không sáng, nên tiến hành những thao tác kiểm tra sau:  LỰC PHANH KHÔNG ĐỦ: • Kiểm tra rò rỉ dầu phanh từ các đường ống hay lọt khí • Kiểm tra xem độ giơ chân phanh có quá lớn không • Kiểm tra chiều dày má phanh và xem có dầu hay mỡ dính trên má phanh không… • Kiểm tra trợ lực phanh xem có hư hỏng không • Kiểm tra xy lanh phanh chính xem có hỏng không  CHỈ CÓ MỘT PHANH. .. quá trình hoạt động của hệ thống ABS, ABS ECU lựa chọn một trong 3 chế độ (tăng áp, giảm áp và giữ) tùy theo tín hiệu từ ABS ECU  Bình chứa và bơm (cụm giảm áp) Chức năng: Khi áp suất giảm, dầu phanh hồi về từ các xy lanh bánh xe và nó được đưa đến xy lanh chính nhờ bơm và vào bình dầu bộ chấp hành Đây là bơm kiểu piston được dẫn động bằng môtơ III HOẠT ĐỘNG Hoạt động của hệ thống được giải thích ở... 1) 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, van 3 vò trí bò ấn xuống bởi lò xo hồi vò và cửa “A” vẫn mở trong khi cửa “B” vẫn đóng Khi đạp phanh, áp suất dầu trong xy lanh phanh chính tăng, dầu phanh chảy từ cửa “A” đến cửa “C” trong van điện 3 vò trí rồi tới xy lanh bánh xe Dầu phanh. .. Nếu xảy ra hư hỏng hệ thống truyền tín hiệu đến ECU, dòng điện từ ECU đến bộ chấp hành bò ngắt Kết quả là, hệ thống phanh hoạt động giống như khi ABS không hoạt động, do đó đảm bảo được các chức năng phanh bình thường THAM KHẢO Ở một vài kiểu xe ngày nay, tín hiệu tốc độ được đưa đến bản đồng hồ từ ABS ECU 22 Bài 5 HƯ HỎNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC I GIỚI THIỆU CHUNG Trước khi sữa chữa ABS, đầu tiên phải xác... không  CHỈ CÓ MỘT PHANH HOẠT ĐỘNG HAY BÓ PHANH: • Kiểm tra má phanh mòn không đều hay tiếp xúc không đều • Kiểm tra xem xy lanh phanh chính có hỏng không • Kiểm tra xy lanh bánh xe có hỏng không • Kiểm tra sự điều chỉnh hay hồi vò kém của phanh tay • Kiểm tra xem van điều hòa lực phanh có hỏng không  CHÂN PHANH RUNG (KHI ABS KHÔNG HOẠT ĐỘNG) • Kiểm tra độ giơ đóa phanh • Kiểm tra độ giơ moa bánh xe ... trong mạch bơm Khi nhả chân phanh, dầu phanh hồi từ xy lanh bánh xe về xy lanh chính qua cửa “C” đến cửa “A” và van 1 chiều số 3 trong van điện 3 vò trí Tên chi tiết Van điện 3 vò trí Hoạt động Cửa “A” mở Cửa “B” đóng 11 Mô tơ bơm Không hoạt động 2) KHI PHANH GẤP (ABS HOẠT ĐỘNG) Nếu có bất kỳ bánh xe nào gần bò bó cứng khi phanh gấp, bộ chấp hành ABS điều khiển áp suất dầu phanh tác dụng lên xy lanh... A mở Cửa D đóng Cửa D đóng ON ON 15 Dừng (OFF) THAM KHẢO  KIỂU DÙNG ÁP SUẤT TR LỰC LÁI ( xe tải, 4 Runner) Trong kiểu ABS này, áp suất dầu từ hệ thống lái được sử dụng để điều khiển áp suất phanh, áp suất phanh chỉ được điều khiển cho các bánh sau Đó là hai đặc điểm chính của hệ thống này Nó chỉ có 1 cảm biến tốc độ được gắn ở vỏ của bánh răng vành chậu trên đỉnh vi sai Vì vậy một cảm biến “G” cũng... tra các hư hỏng trong hệ thống treo • Kiểm tra lốp mòn không đều • Kiểm tra sự giơ lỏng của các thanh dẫn động lái • Trước tiên tiến hành các bước kiểm tra trên Chỉ sau khi chắc chắn rằng hư hỏng không xảy ra ở các hệ thống đó thì mới kiểm tra ABS 23 LƯU Ý Những hiện tượng đặc biệt ở xe ABS Mặc dù không phải là hư hỏng nhưng những hiện tượng đặc biệt sau có thể xảy ra ở các xe ABS: • Trong quá trình . VỀ ABS I. THẾ NÀO LÀ ABS? Chức năng của hệ thống phanh thông thường là để giảm tốc độ hay dừng xe bằng cách sử dụng 2 lực cản. Loại thứ nhất là lực cản giữa má phanh và đóa phanh (hay giữa má phanh. CHẤP HÀNH ABS Bộ chấp hành ABS cấp hay ngắt áp suất dầu từ xy lanh phanh chính đến mỗi xy lanh phanh đóa theo tín hiệu từ ECU để điều khiển tốc độ bánh xe. Có nhiều kiểu bộ chấp hành ABS (xem. giải thích ở dưới lấy ví dụ một bánh trước. 1) 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.