Bài giảng mô dun Bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống phanh ABS

Nội dung chi tiết: Bài 1: Hệ thống phanh ABS Thời gian: 25 giờ Mục tiêu: Phát biểu đúng yêu cầu, nhiệm vụ và phân loại hệ thống phanh. Giải thích được cấu tạo, nguyên lý hoạt động hệ thống phanh ABS. Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học viên.Nội dung: 1. Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống phanh.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS. Cấu tạo. Nguyên lý hoạt động.3. Cấu tạo các bộ phận trong hệ thống phanh ABS. Cảm biến tốc độ bánh xe Bộ chấp hành thủy lựcBài 2: Tháo – lắp hệ thống phanh ABS Thời gian: 31 giờMục tiêu: Lựa chọn đúng dụng cụ tháo lắp Thực hiện đúng thao tác và yêu cầu kỹ thuật khi tháo lắp Tháo lắp, nhận dạng và kiểm tra được dẫn động phanh ABS đúng yêu cầu kỹ thuật. Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học viên.Nội dung: 1. Quy trình tháo, lắp kiểm tra hệ thống phanh ABS Quy trình tháo Quy trình lắp2. Thực hành tháo lắp và kiểm tra Chuẩn bị dụng cụ Thực hiện quy trình tháo Thực hiện quy trình lắpBài 3: Kiểm tra, chẩn đoán sai hỏng hệ thống phanh ABS Thời gian: 32 giờMục tiêu: Giải thích được các hiện tượng sai hỏng của hệ thống phanh ABS Đọc và tra cứu được các tài liệu chuyên ngành Sử dụng được các dụng cụ, thiết bị kiểm tra chẩn đoán hệ thống phanh Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học viên.Nội dung: 1. Đặc điểm sai hỏng của hệ thống phanh ABS Đặc điểm sai hỏng Nguyên nhân2. Các phương pháp kiểm tra chẩn đoán hệ thống phanh ABS3. Quy trình kiểm tra chẩn đoán sai hỏng hệ thống phanh ABS4. Thực hành kiểm tra chẩn đoán hệ thống phanh ABS Chuẩn vị dụng cụ, bố trí vị trí làm việc Kiểm tra chẩn đoán thông qua dấu hiệu bên ngoài Dùng máy và thiết bị kiểm tra Tổng hợp và đưa ra kết quả kiểm tra chẩn đoán Bài 4: Bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống phanh ABS Thời gian: 32 giờMục tiêu: Giải thích đúng hiện tượng, nguyên nhân sai hỏng và phương pháp kiểm tra bảo dưỡng, sửa chữa dẫn động phanh ABS Tháo lắp, nhận dạng và kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa được hệ thống ABS đúng quy trình và đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học viên.Nội dung: 1. Quy trình bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống phanh ABS2. Thực hành bảo dưỡng hệ thống phanh ABS Chuẩn vị dụng cụ, bố trí vị trí làm việc Kiểm tra chẩn đoán Bảo dưỡng hệ thống phanh ABS3. Thực hành sửa chữa hệ thống phanh ABS Chuẩn vị dụng cụ, bố trí vị trí làm việc Kiểm tra chẩn đoán Sửa chữa hệ thống phanh ABS

Söa ch÷a b¶o d ìng hÖ

thèng phanh ABS

( Anti-lock braking system )

Hệ thống ABS có nhiệm vụ

tránh cho các bánh xe khỏi

bị trượt lê trên đường khi

phanh gấp nhằm đảm bảo

an toàn cho người lái xe.

I NhiÖm vô, yªu cÇu, ph©n lo¹i hÖ thèng phanh ABS :

Bài 1: Hệ thống phanh ABS

1 NhiÖm vô.

3 Phân loại hệ thống phanh ABS.

- Theo chất tạo áp suất phanh

- Theo cách bố trí cảm biến

+ Loại có 4 cảm biến – 3 kênh điều khiển dẫn động T

+ Loại có 3 cảm biến – 3 kênh điều khiển, kiểu dẫn động T

- Theo cách bố trí cảm biến

+ Loại có 4 cảm biến – 4 kênh điều khiển dẫn động phanh kiểu K

- Theo cách bố trí cảm biến

- Theo bộ chấp hành

+ Van điện 2 vị trí có van điều khiển lưu lượng

- Theo bộ chấp hành

+ Van điện 2 vị trí có van điều khiển tăng áp

+ Van điện 3 vị trí có van cơ khí

- Theo bộ chấp hành

+ Van điện 3 vị trí

II Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống

Cảm biến giảm tốc

ECU ABS

Bộ chấp

hành

Công tắc đèn phanh

Cảm

biến

tốc độ

Cảm biến tốc độ

ECU ABS

Đồng hồ táp lô

Công tắc đèn phanh

Công tắc báo mức dầu phanh

Bộ phận chấp hành

Đồng hồ tốc độ Đèn báo ABS Đèn báo HTP

Sơ đồ điều khiển phanh chủa hệ thống ABS

a Sơ đồ

ở gần bánh xe, có nhiệm vụ nhận biết

về tốc độ góc của bánh xe trong quá

trình ôtô hoạt động và báo về cho bộ

xử lý trung tâm ECU ABS

+ Cảm biến tốc độ bánh xe gồm một

cuộn dây, một lõi từ tính(nam châm

vĩnh cửu

* Cảm biến giảm tốc

- Việc sử dụng cảm biến giảm tốc cho phép ABS đo trực tiếp sự giảm tốc của bánh 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 bị bó cứng.

+ Cảm biến giảm tốc bao gồm hai cặp đèn LED và phototransistor, một đĩa xẻ rãnh và một mạch biến đổi tín hiệu.

- Cảm biến giảm tốc đặt dọc

+ Cảm biến giảm tốc nhận biết mức độ giảm tốc độ bánh

xe và gửi các tín hiệu về ABS ECU.

- Cảm biến giảm tốc đặt dọc

+ Khi mức độ giảm tốc của xe thay đổi, đĩa xẻ rãnh lắc theo chiều dọc xe tương ứng với mức độ giảm tốc độ Các rãnh trên đĩa cắt ánh sáng từ đèn LED đến phototransistor và làm phototransistor đóng, mở

+ Người ta sử dụng 2 cặp đèn LED và phototransistor Tổ hợp tạo bởi các phototransistor này tắt và bật, chia mức độ giảm tốc làm 4 mức và gửi về ABS ECU dưới dạng tín hiệu

- Cảm biến giảm tốc đặt dọc

- Cảm biến gia tốc ngang

+ Cảm biến gia tốc ngang giúp tăng

khả năng ứng xử của xe khi phanh

trong lúc đang quay vòng

+ Cảm biến gia tốc ngang có nhiệm vụ xác định gia tốc ngang của

xe khi quay vòng và gởi tín hiệu về ECU

+ Trong quá trình quay vòng, các

bánh xe phía trong có xu hướng

nhấc lên khỏi mặt đất do lực ly tâm

+ Trong trường hợp này, một cảm biến kiểu phototransistor giống như cảm biến giảm tốc được gắn theo trục ngang của xe hay một cảm biến kiểu bán dẫn được sử dụng để đo gia tốc ngang.

- Cảm biến gia tốc ngang

* Bộ phận chấp hành

- Bộ chấp hành thủy lực có chức năng cung cấp một áp suất dầu tối ưu đến khi các xylanh phanh bánh xe theo sự điều khiển của ABS ECU, tránh hiện tượng bị bó cứng bánh xe khi phanh

+ Van điện từ:

Van điện từ 2 vị trí Van điện từ 3 vị trí

+ Motor điện và bơm dầu:

Một bơm dầu kiểu piston được dẫn động bởi một motor điện,

có chức năng đưa ngược dầu từ bình tích áp về xylanh chính trong các chế độ giảm và giữ áp

Bơm được chia ra làm hai buồng làm việc độc lập thông qua hai piston trái và phải được điều khiển bằng cam lệch tâm Các van một chiều chỉ cho dòng dầu đi từ bơm về xylanh chính

+ Bình tích áp:

Chứa dầu hồi về từ xylanh phanh bánh xe, nhất thời làm giảm áp suất dầu ở xylanh phanh bánh xe

* ECU của ABS

- Khái quát chung về ECU :

+ Trên cơ sở tín hiệu từ các cảm biến tốc độ của các bánh xe, ABS

ECU biết được tốc độ góc của các bánh xe cũng như tốc độ xe.trong khi phanh mặc dù tốc độ góc của bánh xe giảm, mức độ giảm tốc sẽ thay đổi phụ thuộc vào cả tốc độ xe khi phanh và tình trạng mặt đường, như nhựa asphalt khô, mặt đường ướt

+ Nói khác đi, ECU đánh giá mức trượt giữa các bánh xe và mặt đường từ sự thay đổi tốc độ quay của bánh xe trong khi phanh

và điều khiển các van điện từ của bộ chấp hành của phanh theo 3 chế độ: giảm áp suất, giữ áp suất và tăng áp suất để điều khiển tối ưu tốc độ của các bánh xe

- Chức năng của ECU

+Điều khiển tốc độ xe

• ECU liên tục nhận được các tín hiệu tốc độ bánh xe từ bốn cảm biến tốc độ xe bằng cách tính toán tốc độ và sự giảm tốc của mỗi bánh xe

• Khi đạp phanh, áp suất dầu tại mỗi xy lanh bánh xe bắt đầu tăng

và tốc độ mỗi bánh xe bắt đầu giảm Nếu có bất kì bánh xe nào sắp

bị bó cứng, ECU giảm áp suất dầu trong xi lanh bánh xe đó

Đồ thị các giai đoạn điều khiển

+ Chức năng kiểm tra ban đầu

ECU điều khiển các van điện từ và các môtơ bơm theo trình tự

để kiểm tra hệ thống điện của ABS Chức năng này hoạt động mỗi khi bật khoá điện sang vị trí ON và xe đang chạy ở tốc độ lớn hơn 6 km/h, với đèn phanh tắt OFF Nó chỉ hoạt động một lần sau mỗi khi khoá điện bật ON

+ Điều khiển các rơ le

 Điều khiển rơ le van điện từ

ECU bật rơle của van điện khi tất cả các điều kiện sau được thỏa mãn:

Khóa điện bật, chức năng kiểm tra ban đầu đã hoàn thành Không tìm thấy hư hỏng trong quá trình chuẩn đoán (trừ mã 37) ECU tắt rơle van điện nếu một trong các điều kiện trên không được thỏa mãn

 Điều khiển rơ le mô tơ bơm

ECU bật rơle môtơ bơm khi tất cả các điều kiện sau được thỏa mãn:

ABS đang hoạt động hay chức năng kiểm tra ban đầu đang được thực hiện Rơle van điện bật ECU tắt rơle môtơ nếu một trong các điều kiện trên không được thỏa mãn

Sơ đồ mạch điều khiển các rơ le

+ Chức năng chẩn đoán

 Nếu một sự cố xảy ra ở bất cứ một hệ thống nào trong các

hệ thống tín hiệu, đèn báo của ABS trong đồng hồ táp lô sẽ sáng lên báo cho người lái rằng một sự cố đã xảy ra Đồng thời các mã chẩn đoán hư hỏng được lưu giữ trong bộ nhớ Có thể đọc bằng cách nối máy chẩn đoán vào DLC3 để trực tiếp nối thông với ECU hoặc gây ra một đoản mạch giữa các cực TC và

CG của DLC3 và quan sát cách nhấp nháy của đèn báo ABS Bên cạnh chức năng chẩn đoán, ECU ABS còn có chức năng kiểm tra tín hiệu của cảm biến

+ Chức năng an toàn

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

2 Nguyên tắc hoạt động

* Khi phanh bình thường

Sơ đồ nguyên tắc hoạt động

- ABS không hoạt động trong

quá trình phanh bình thường và

ECU không gửi dòng điện đến

cuộn dây của van Do đó, van 3

vị trí bị ấn xuống bởi lò xo hồi

vị và cửa “A” vẫn mở trong

khi cửa “B” vẫn đóng

- Khi đạp phanh, áp suất dầu

trong xi lanhh phanh chính

tăng

- Dầu phanh chảy từ cửa “A” đến cửa “C” trong van điện 3 vị trí rồi tới

xi lanh bánh xe Dầu phanh không vào được bơm bởi van một chiều gắn trong mạch bơm

a ABS sử dụng van điện từ

3 vị trí

- Khi nhả chân phanh, dầu

phanh hồi về từ xi lanh bánh

xe về xi lanh chính qua cửa

C đến cửa A và van một

chiều số 3 trong van điện 3

vị trí

* Khi phanh bình thường

* Khi phanh gấp (ABS hoạt động):

- Chế độ giảm áp

Sơ đồ nguyên lý chế độ giảm áp

+ Khi một bánh xe gần bị bó

cứng, ECU gửi dòng điện 5A

đến cuộn dây của van điện, làm

sinh ra một lực từ mạnh Van 3

vị trí chuyển động lên phía trên,

cửa “A” đóng trong khi cửa “B”

mở Kết quả là, dầu phanh từ xi

lanh bánh xe qua cửa “C” tới

cửa “B” trong van điện 3 vị trí

này và chảy về bình dầu.

+ Cùng lúc đó, mô tơ bơm hoạt động nhờ tín hiệu từ ECU, dầu phanh được hồi trả về xi lanh phanh chính từ bình chứa Mặt khác cửa “A” đóng ngăn không cho dầu phanh từ xi lanh chính vào van điện 3 vị trí Kết quả

là, áp suất dầu bên trong xi lanh bánh xe giảm, ngăn không cho bánh xe

bó cứng Mức độ giảm áp suất dầu được điều chỉnh bằng cách lặp lại chế

độ “ giảm áp” và “giữ”.

- Chế độ giữ

Sơ đồ nguyên lý chế độ giữ

+ Khi áp suất bên trong xi

lanh bánh xe giảm hay

tăng, cảm biến tốc độ gửi

tín hiệu báo rằng tốc độ

bánh xe đạt đến giá trị

mong muốn, ECU cấp

dòng điện 2A đến cuộn dây

của van điện để giữ áp suất

trong xi lanh bánh xe

không đổi

+ Khi dòng điện cấp cho cuộn dây của van bị giảm từ 5A (ở chế độ giảm áp) xuống còn 2A (ở chế độ giữ), lực từ sinh ra trong cuộn dây cũng giảm Van điện 3 vị trí chuyển xuống vị trí giữa đóng cửa

A và B

- Chế độ tăng áp

Sơ đồ nguyên lý chế độ tăng áp

+ Khi tăng áp suất

trong xi lanh bánh xe

để tạo lực phanh lớn,

ECU ngắt dòng điện

cấp cho cuộn dây van

điện Vì vậy, cửa A của

van điện 3 vị trí mở, và

cửa B đóng

+ Nó cho phép dầu trong xi lanh phanh chính chảy qua cửa C trong van điện 3 vị trí đến xi llanh bánh xe Mức độ tăng áp suất dầu được điều khiển nhờ lặp lại các chế độ

“Tăng áp” và “Giữ”.

Mo phong nguyen ly

b ABS sử dụng 2 van 2 vị trí

- Sử dụng ABS hình thành bởi tổ hợp 2 van 2 vị trí cho mạch điều khiển đảm nhận chức năng tương tự như loại van 3 vị trí, tuy nhiên có nhiều ưu điểm nổi bật:

+ Một van 2 vị trí thực hiện chức năng đóng và mở đường dầu Tổ hợp 2 van 2 vị trí thực hiện dễ dàng các chức năng tăng áp, giữ áp và giảm áp của mạch điều chỉnh áp suất.

+ Mỗi van chỉ bao gồm 2 vị trí đối ngược nhau (ON, OFF), tương ứng với các trạng thái cấp và ngắt đường dầu qua một van khi con trượt di chuyển trong vỏ Mạch logic điều khiển này phù hợp với

hệ cấp tín hiệu ở hai mức, nâng cao độ tin cậy của hệ thống, rút ngắn khoảng thời gian chậm tác dụng

Sơ đồ nguyên lý chế độ phanh trước giới hạn điều chỉnh

- Nguyên lắc hoạt động:

+ Chế độ phanh trước giới hạn điều

chỉnh

 Khi phanh bình thường, tín hiệu

điều khiển không được đưa vào

ECU-ABS ECU-ABS không cấp

điện cho các van điện từ A và van

điện từ B, van A mở, còn van B

đóng

- Nguyên lắc hoạt động:

+ Chế độ giữ áp

 Nếu bánh xe bị phanh tới giới

hạn độ trượt cần điều chỉnh,

thông tin từ cảm biến về tốc độ

bánh xe gửi về ABS

ECU-ABS thực hiện duy trì áp suất

dầu bằng cách: chuyển tín hiệu

Sơ đồ nguyên lý chế độ giữ áp

- Nguyên lắc hoạt động:

+ Chế độ giữ áp

 Các cảm biến tốc độ quay của bánh xe tiếp nhận các tín hiệu này, chuyển về bộ vi xử lý (ECU-ABS) và ECU đưa ra các tín hiệu điều khiển các van điện từ thích hợp Quá trình giữ áp có thể duy trì với một khoảng thời gian dài hay ngắn tùy thuộc vào sự biến đổi độ trượt của bánh xe trên nền đường

+ Chế độ giảm áp

 Nếu gia tốc bánh xe đột ngột gia tăng

vượt quá giới hạn cho phép, mạch điều

chỉnh thực hiện giảm áp suất dầu bằng

cách: ECU chuyển tín hiệu đến van A và

ngắt mạch cấp dầu, chuyển tín hiệu đến

van B mở đường thoát dầu sang bình dự

trữ Áp suất dầu trong xilanh bánh xe và

mômen phanh giảm, giảm độ trượt của

bánh xe với nền. Sơ đồ nguyên lý chế độ phanh

chế độ giảm áp

+ Chế độ giảm áp

 Khi giảm áp suất dầu:

Nếu áp suất dầu sau van B

cao, dầu được chuyển vào bình

dự trữ và đẩy van một chiều

chảy vào bơm Bơm hút dầu

chuyển về bình tích năng ,

chuẩn bị đáp ứng điều kiện khi

cần thay đổi chế độ làm việc

tiếp sau

Nếu áp suất dầu sau van B

thấp, dầu chứa vào bình dự trữ Sơ đồ nguyên lý chế độ phanh

chế độ giảm áp

+ Chế độ tăng áp trở lại

Sơ đồ nguyên lý chế độ phanh

chế độ tăng áp

Nếu độ trượt của bánh xe đột

ngột giảm quá giới hạn tối ưu

cho phép, thông tin tốc độ bánh

xe từ cảm biến gửi về

ECU-ABS, ECU-ABS thực hiện tăng

áp suất dầu bằng cách: cắt tín

hiệu đến van A và đóng mạch

cấp dầu, cắt tín hiệu đến van B

ngắt đường thoát dầu sang bình

dự trữ

Chế độ làm việc của mạch điều

chỉnh áp suất Áp suất dầu trong

xilanh bánh xe được tăng dần,

mômen phanh trong cơ cấu phanh

tăng, độ trượt lại tăng tới giới hạn

yêu cầu

+ Chế độ tăng áp trở lại

Sơ đồ nguyên lý chế độ phanh

chế độ tăng áp

 Sự tăng áp trong trạng thái

điều chỉnh này của mạch ABS

không có sự gia tăng áp lực từ

bàn đạp phanh, mà thực hiện

cấp năng lượng từ bơm dầu

Trong suốt quá trình điều

chỉnh ABS, các van chuyển

trạng thái tắt hay mở trong một

khoảng thời gian rất nhanh bởi

hệ điều khiển điện tử Sự đóng

ngắt mạch cấp dầu điều chỉnh

theo sự quay của bánh xe với

giới hạn độ trượt tối ưu

3 Các sơ đồ dẫn động phanh ABS khí cơ bản

a Yêu cầu

- Phù hợp với các hệ thống khí nén cơ sở.

- Đảm bảo hiệu quả thay đổi lực phanh trong giới hạn rộng.

- Đảm bảo khả năng ổn định góc quay thân xe khi phanh, nhằm giữ hướng chuyển động của ô tô.

- Đơn giản kết cấu, số lượng các cụm ít, dễ dàng đồng hóa giữa các loại xe, giá thành không cao.

b Sơ đồ sử dụng hệ thống phanh ABS khí

- Phương án AS/3K

+ Với mô đun ABS điều chỉnh trực tiếp

Sơ đồ hệ thống phanh khí nén ABS loại 4S/3K1.cảm biến

2 Nguồn khí nén 4.Van phanh 2 dòng

5 Mô đun ABS điều chỉnh trực tiếp

3 bầu phanh

- Phương án 6S/3K

+ Trên cầu trước: 2 cảm biến tốc độ bánh xe trên cùng một cầu,

mô đun ABS điều khiển lực phanh cho hai bánh xe dẫn hướng

+ Trên các cầu sau sử dụng 4 cảm biến riêng rẽ cho từng bánh

xe, hai mô đun ABS bố trí điều khiển các bánh xe khác cầu ở cùng một phía

- Phương án 6S/4K

+ Trên cầu trước, sử dụng hai mô đun ABS 5 điều khiển độc lập cho từng bánh xe với cảm biến 1 đo vận tốc riêng biệt Để hạn chế khả năng sai lệch lực phanh trên cầu trước

+ Trên các cầu sau bố trí 4 cảm biến và 2 kênh điều chỉnh Việc bố trí mỗi cầu xe một kênh điều khiển sẽ giúp xe ổn định hướng tốt khi đi trên đường có hệ số bám khác nhau, hay khi quay vòng

- Phương án 6S/6K

Sơ đồ hệ thống phanh khí nén ABS loại 6S/6K

+ Với cấu trúc này lực phanh trên tất cả các cầu xe được phát huy tối đa, đáp ứng tốt nhất khả năng tiêu hao động năng ô tô khi phanh Mặt khác khi xuất hiện sự sai lệch lực phanh trên các bánh xe của cùng một cầu, bên bánh xe có hệ số bám cao sẽ được chậm tăng áp suất phanh, đảm bảo hạn chế tối đa sự chênh lực phanh, đồng thời giảm gia tốc góc quay thân xe, giúp cho người lái có khả năng điều chỉnh vành lái, tránh rơi vào tình trạng khó điều khiển

4 Hệ thống phanh ABS có hỗ trợ

a ABS kết hợp với EBD

* Chức năng cua EBD

- EBD để điều khiện việc phân phối lực phanh giữa các bánh xe, tăng hiệu quả và tận dụng triệt để tính năng phanh

- Ngoài ra, trong khi phanh để quay vòng, nó cũng điều khiển các lực phanh của bánh bên phải và bên trái giúp duy trì sự ổn định của xe

* Hoạt đông của ABS kết hợp với EBD

- Phân phối lực phanh của các bánh trước/sau:

+ Bằng các tín hiệu từ các cảm biến tốc độ, và điều khiển bộ chấp hành ABS để điều chỉnh tối ưu sự phân phối lực phanh đến các bánh sau và trước

- Phân phối lực phanh giữa các bánh bên phải và bên trái:

+ Nếu tác động các phanh trong khi xe đang quay vòng, tải trọng tác động vào bánh bên trong sẽ tăng lên ECU xác định điều kiện này bằng các tín hiệu từ các cảm biến tốc độ và điều khiển bộ chấp hành để điều chỉnh tối ưu sự phân phối của lực phanh đến bánh xe bên trong