XÂY DỰNG QUY TRÌNH SỬA CHỮA, BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA COROLLA ALTIS 1.8

Nếu xảy ra hiện tượng trượt khi phanh, các cảm biếngửi tín hiệu về thông báo cho ECU, ngay lập tức ECU điều khiển áp suất dầuphanh đến các bánh xe bị trượt thông qua các van điện từ sole

trờng đạI học nông nghiệp Hà Nội

Hà nội - 2011

MỤC LỤC

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS 1

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1.1 Thế nào là ABS 1

1.1.2 Lịch sử của ABS 2

1.1.3 Nhiệm vụ - yêu cầu – phân loại 3

1.2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ABS 7

1.2.1 Cấu tạo 7

1.2.2 Nguyên lý hoạt động của ABS 15

CHƯƠNG II KẾT CẤU VÀ SƠ ĐỒ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA COROLLA ALTIS 1.8 21

2.1 Sơ đồ khối và cấu tạo của hệ thống phanh trên xe TOYOTA COROLLA ALTIS 1.8 21

2.1.1 Cấu tạo 21

2.1.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh ABS 35

CHƯƠNG III XÂY DỰNG QUY TRÌNH SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA COROLLA ALTIS 1.8 41

3.1 KIỂM TRA CHUNG HỆ THỐNG PHANH ABS 41

3.1.1 Kiểm tra sơ bộ 41

3.1.2 Các phương pháp kiểm tra hư hỏng của hệ thống phanh ABS 42

3.2.2 Xóa mã chẩn đoán 46

3.2 Quy trình sửa chữa hệ thống phanh ABS 47

3.2.1 Sửa chữa bảo dưỡng các bộ phận điện tử trong hệ thống phanh ABS .47

3.2.2 Sửa chữa các bộ phận cơ và bộ phận dẫn động 51

3.3 Xả khí trong hệ thống phanh 54

CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 56

4.1 Kết luận 56

4.2 Đề nghị 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

LỜI MỞ ĐẦU

Sản xuất ô-tô trên thế giới ngày nay càng tăng vượt bậc, ô tô trở thànhphương tiện quan trọng về hành khách và hàng hóa cho các ngành kinh tế quốcdân, đồng thời trở thanh phương tiện tư nhân ở các nước có nền kinh tế pháttriển Ngay ở nước ta số ô tô tư nhân cũng phát triển cùng với sự tăng trưởngkinh tế, mật độ xe trên đường ngày càng tăng

Do mật độ ô tô trên đường ngày càng tăng và tốc độ chuyển động ngàycàng cao cho nên vấn đề tai nạn giao thông trên đường là vấn đề cấp thiết hàngđầu luôn phải quan tâm Ở nước ta chỉ trong hai năm 1998 đến năm 2000, mỗinăm có 20.000 vụ tai nạn làm 7.100 người chết và 30.772 người bị thương Năm

2002 xảy 27.420 vụ tai nạn giao thông làm 12.998 người chết và hơn 30.000 bịthương Đến năm 2006 có 42.000 vụ tai nạn giao thông làm hơn 20.000 ngườichết Nó không những gây thiệt hại lớn về người mà còn gây thiệt hại lớn về tàisản của nhà nước và công dân Một trong nguyên nhân dẫn đến tai nạn giaotthông đó là do con người gây ra (như lái xe say rượu, mệt mỏi, buồn ngủ …)hay do hư hỏng về máy trục trặc kỹ thuật và đường quá xấu …

Trong những nguyên nhân hư hỏng về máy và trục trặc kỹ thuật thì tỷ lệtai nạn giao thông do hệ thống phanh là 52,2%  74,4% Từ số liệu trên ta thấyrằng tai nạn do hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn nhất, vì thế mà hiện nay hệ thốngphanh càng được cải tiến về thiết kế, chế tạo và sử dụng nghiêm ngặt, chặt chẽnhằm tăng hiệu quả phanh như tính ổn định hướng, hiệu quả làm việc với mụcđích đảm bảo an toàn chuyển động của ô tô

Trong những cải tiến đó thì hệ thống phanh trang bị ABS, nó còn đượcgọi là hệ thống phanh chống bó cứng và là một trong những hệ thống phanh có

ưu điểm nhất hiện nay Nó đảm bảo cho người lái và phương tiện trên các loạiđường làm cho người lái chủ động được tốc độ

Trong đồ án tìm hiểu về hệ thống phanh có trang bị ABS, để hiểu rõ vềcông dụng, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống từ đó tìm ra cách sửdụng tốt nhất, phương pháp chuẩn đoán hư hỏng và đưa ra cách bảo dưỡng, sửa

chữa một cách hợp lý Được sự giúp đỡ và hướng dẫn của Thầy.Th.S Hàn Trung Dũng, em đã hoàn thành được đồ án này Mặc dù vậy,trong quá trình

làm đồ án vẫn còn một số khó khăn trong việc tìm kiếm tài liệu và tiếp xúc thực

tế nên đồ án này cũng không tránh khỏi những thiếu sót chưa thể hoàn chỉnhđược

Mong các thầy, cô và các bạn đóng góp ý kiến để đồ án được hoàn thiệntốt hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, Ngày Tháng Năm 2011

Sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Nghĩa

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1.1 Thế nào là ABS

Ở hệ thống phanh thường thì chức năng của nó để giảm tốc độ hay dừng

xe bằng cách sử dụng 2 loại lực cản Loại thứ nhất là lực cản giữa má phanh vàđĩa phanh và loại thứ hai là giữa lốp và mặt đường

Phanh có thể ổn định là nhờ vào:

Lực cản hệ thống phanh < Lực cản giữa lốp và mặt đường

Tuy nhiên mối liên hệ trên bị đảo ngược thì bánh xe sẽ bó cứng và bắt đầutrượt mất ổn định lái :

Lực cản hệ thống phanh > Lực cản giữa lốp và mặt đường

Còn đối với ABS điều khiển áp suất dầu tác dụng lên các xylanh bánh xe

để ngăn không cho nó bị bó cứng khi phanh trên đường trơn hay khi phanh gấp

Nó cũng đảm bảo tính ổn định đẫn hướng trong quá trình phanh, nên xe vẫn cóthể lái được

Bảng so sánh hệ thống phanh không có ABS và hệ thống phanh có ABS

Loại đường

Tốc độbắt đầuphanh

V, m/s

Quãng đường phanh SP, m Lợi về

hiểu quảphanh

Có ABS Không có ABSĐường bê tông khô

Đường bê tông ướt

13.8813.88

10.618.7

13.123.7

19.121.1Đường bê tông khô

Đường bê tông ướt

27.7727.77

41.162.5

50.0100.0

17.837.5

Điểm bất lợi của máy tính thập niên 60 là rất lớn và cống kềnh, và không

có vấn đề gì nếu ta lắp một máy tính điều khiển ABS có kích thước nhỏ như mộtcái máy giặt lên một cái máy bay to như một cái nhà nhưng để đặt nó lên một cái

ô tô thì đó là điều không thể

Cũng vào thập niên này, người ta chế tạo ra các vi mạch nhỏ hay các chípđiện tử Vì vậy, các máy tính nhỏ hơn, mạnh hơn được ra đời và ứng dụng trênnhiều lĩnh vực Trải qua nhiều thập kỷ, bộ vi xử lý đã được sử dụng nhiều trên ô

tô và nó cho phép đạt độ chính xác rất cao Ngày nay, rất nhiều hệ thống trên ôtôtrang bị hệ thống điện tử như: hộp số tự động, hệ thống treo,…

Hệ thống phanh ABS được điều khiển bằng điện tử Bộ điều khiển ABS,được gọi là ABS ECU (Electronic Control Unit) theo dõi tốc độ các bánh xe nhờvào các cảm biến bánh xe Nếu xảy ra hiện tượng trượt khi phanh, các cảm biếngửi tín hiệu về thông báo cho ECU, ngay lập tức ECU điều khiển áp suất dầuphanh đến các bánh xe bị trượt thông qua các van điện từ (solenoid) bên trong

bộ chia dầu HCU (Hydraulic Control Unit) làm áp suất dầu giảm loại bỏ được

sự trượt bánh xe

Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của kỹ thuật điện tử, điều khiển tựđộng và các phần mềm tính toán, lập trình cực mạnh đã cho phép nghiên cứu vàđưa vào ứng dụng các phương pháp điều khiển mới trong ABS như điều khiển

mờ, điều khiển thông minh, tối ưu hóa quá trình điều khiển ABS

Các công ty như BOSCH, AISIN, DENSO, BENDIX là những công ty đi

đầu trong việc nghiên cứu, cải tiến và chế tạo ABS và cung cấp cho các công tysản xuất ô tô trên toàn thế giới.

1.1.3 Nhiệm vụ - yêu cầu – phân loại

1.1.3.1 Nhiệm vụ

Hệ thống ABS điều khiển áp suất dầu tác dụng lên các xy lanh bánh xe đểngăn không cho bánh xe bị bó cứng khi phanh trên đường trơn hay khi phanhgấp Đảm bảo tính ổn định dẫn hướng trong quá trình phanh, để xe có thể điềukhiển được bình thường

- Hệ thống phải khai thác một cách tối ưu khả năng phanh của các bánh xetrên đường, giữ tính ổn định điều khiển và giảm quãng đường phanh từ từ chongười lái xe

- Khi phanh xe trên đường có các hệ số bám khác nhau thì mô men xoay

xe quanh trục đứng đi qua trọng tâm của xe là luôn luôn xảy ra không thể tránhkhỏi, nhưng với sự hỗ trợ của hệ thống ABS, sẽ làm cho nó tăng rất chậm đểngười lái xe có đủ thời gian bù trừ mô men này bằng cách điều chỉnh hệ thốnglái một cách dễ dàng

- Phải duy trì độ ổn định và khả năng lái khi phanh trong lúc đang quayvòng

- Hệ thống phải có chế độ kiểm tra, chuẩn đoán và hư hỏng, báo cho lái xebiết hư hỏng cũng như chuyển sang làm việc như một hệ thống phanh bìnhthường

1.1.3.3 Phân loại

Phân loại theo chất tạo áp suất phanh:phanh khí, phanh thủy lực

 Theo phương pháp điều khiển

Điều khiển theo ngưỡng trượt:

- Điều khiển theo ngưỡng thấp (slow mode): Khi các bánh xe trái và phảichạy trên các phần đường có hệ số bám khác nhau, ECU chọn thời điểm bắt đầu

bị hãm cứng của bánh xe có khả năng bám thấp để điều khiển áp suất phanhchung cho cả cầu xe Lúc này, lực phanh ở các bánh xe là bằng nhau, bằng chínhgiá trị lực phanh cực đại của bánh xe có hệ số bám thấp Bánh xe bên phầnđường có hệ số bám cao vẫn nằm trong vùng ổn định của đường đặc tính trượt

và lực phanh chưa đạt cực đại Phương pháp này cho tính ổn định cao nhưnghiểu quả phanh thấp vì lực phanh nhỏ

- Điều khiển theo ngưỡng trượt cao(high mode):ECU chọn thời điểm bánh

xe có khả năng bám cao bị hãm cứng để diều khiển chung cho cả cầu xe.Trước

đó, bánh xe ở phần đường có hệ số bám thấp bị hãm cứng khi phanh

Phương pháp này cho hiệu quả cao vì tận dụng hết khả năng bám của cácbánh xe, nhưng tính ổn định kém

Điều khiển độc lập hay phụ thuộc

- Điều khiển độc lập: Bánh xe nào đạt tới ngưỡng trượt (bắt đầu có xuhướng bị bó cứng) thì điều khiển riêng bánh đó

- Điều khiển phụ thuộc: ABS điều khiển áp suất phanh chung cho haibánh xe trên một cầu hay cả xe theo một tín hiệu chung, có thể theo ngưỡngtrượt thấp hay ngưỡng trượt cao

Điều khiển theo kênh

- Loại 1 kênh: Hai bánh sau được điều khiển chung(ở thế hệ đầu, chỉ trang

bị ABS cho hai bánh sau vì dễ bị hãm cứng hơn hai bánh trước khi phanh)

- Loại 2 kênh:Một kênh điều khiển chung cho hai bánh xe trước, một kênhđiều khiển chung cho hai bánh sau, hoặc một kênh điều khiển cho hai bánh chéonhau

- Loại 3 kênh: Hai kênh điều khiển độc lập cho hai bánh trước, kênh còn

lại điều khiển chung cho hai bánh sau.

- Loại 4 kênh: Bốn kênh điều khiển riêng rẽ cho 4 bánh

Hiện nay loại ABS điều khiển theo 3 và 4 kênh được sử dụng rộng rãi

 Phân loại theo bộ chấp hành

- Van điện 2 ví trí có van điều khiển lưu lượng

Hình 1.1 Van điện 2 ví trí có van điều khiển lưu lượng

- Van điện 2 ví trí có van điều khiển tăng áp

Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống ABS van điện 2 ví trí.

- Van điện 3 ví trí có van cơ khí.

Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống phanh ABS van điện 3 ví trí van cơ khí.

- Van điện 3 ví trí

Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống phanh ABS van điện 3 ví trí

1.2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ABS 1.2.1 Cấu tạo

Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống trên xe

Hình 1.5 Sơ đồ tổng thể bố trí hệ thống phanh ABS trên xe ôtô.

Hệ thống ABS có các bộ phận sau:

1- ECU điều khiển trượt: Bộ phận này xác định mức trượt giữa bánh xe vàmặt đường dựa vào các tín hiệu từ các cảm biến, và điều khiển bộ chấp hành củaphanh

2- Bộ chấp hành của phanh: Bộ chấp hành của phanh điều khiển áp suấtthủy lực của xy lanh ở bánh xe bằng tín hiệu ra của ECU điều khiển trượt

3- Cảm biến tốc độ: Cảm biến tốc độ phát hiện tốc độ của từng bánh xe vàtruyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt

5- Công tắc đèn phanh: Công tắc này phát hiện bàn đạp phanh đã đượcđạp xuống và truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt.

6- Cảm biến giảm tốc (chỉ có ở một số xe): Cảm biến giảm tốc cảm nhậnmức giảm tốc của xe và truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt

Hình 1.6 Sơ đồ điều khiển phanh của hệ thống

1.2.1.1 ECU của ABS

Trên cơ sở tín hiệu từ các cảm biến tốc độ của các bánh xe, ABS ECUbiết 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 giảm tốc sẽ thay đổi phụ thuộc vào cả tốc

độ xe khi phanh và tình trạng mặt đường, nhựa asphalt khô, mặt đường ướt hoặcđóng băng…

Nói cách khác, ECU đánh giá được mức độ trượt giữa các bánh xe và mặtđường do có sự thay đổi tốc độ góc của bánh xe khi phanh và điều khiển bộ chấphành ABS để cung cấp áp suất dầu tối ưu đến các xy lanh bánh xe

ABS ECU cũng bao gồm chức năng kiểm tra ban đầu, chức năng chuẩnđoán, chức năng kiểm tra cảm biến tốc độ và chức năng dự phòng

 Cấu tạo

Là một tổ hợp các vi xử lý, được chia thành 4 cụm chính đảm nhận cácvai trò khác nhau(hình vẽ)

- Phần xử lý tín hiệu

- Phần logic.

- Phần an toàn

- Phần chuẩn đoán và lưu giữ mã lỗi

Hình 1.7 Sơ đồ chu trình kín của hệ thống phanh ABS.

Các chức năng điều khiển của ECU

1- Cảm biến tốc độ bánh xe

2- Xy lanh phanh bánh xe

3- Áp suất dầu phanh

Để ngăn ngừa sự trục trặc khi đo tốc độ các bánh xe, sự giảm tốc của xe

có thể phát sinh trong quá trình thiết kế và vận hành của xe, thì các tín hiệu vàođược lọc trước khi sử dụng Các tín hiệu được xử lý xong được chuyển qua phầnlogic điều khiển

 Phần logic điều khiển

Dựa trên các tín hiệu vào, phần logic tiến hành tính toán để xác định cácthông số cơ bản như gia tốc của bánh xe, tốc độ chuẩn, ngưỡng trượt, gia tốcngang

Các tín hiệu ra từ phần logic điều khiển các van điện từ trong bộ chấphành thủy lực làm thay đổi áp suất dầu cung cấp đến các cơ cấu phanh theo cácchế độ tăng, giữ và giảm áp suất

 Bộ phận an toàn

Một mạch an toàn ghi nhận những trục trặc của các tín hiệu trong hệthống cũng như của bên ngoài có liên quan Nó cũng can thiệp liên tục vào trongquá trình điều khiển của hệ thống Khi có một lỗi được phát hiện thì hệ thốngABS được ngắt và được báo cho người lái thông qua đèn báo ABS được bậtsáng

Mạch an toàn liên tục giám sát điện áp accu Nếu điện áp nhỏ dưới mứcqui định (dưới 9 hoặc 10V) thì hệ thống ABS được ngắt đến khi điện áp đạt trởlại trong phạm vi qui định, lúc đó hệ thống lại được đặt trong trạng thái sẵn sànghoạt động

Mạch an toàn cũng kết hợp một chu trình kiểm tra được gọi là BITE(Built

In Test Equipment) Chu trình này kiểm tra khi xe bắt đầu chạy với từ 5 đến 8km/h, mục tiêu kiểm tra trong giai đoạn này là các tín hiệu điện áp từ các cảmbiến tốc độ bánh

 Bộ chẩn đoán và lưu giữ mã lỗi

Để giúp cho việc kiểm tra và sửa chữa được nhanh chóng và chính xác,ECU sẽ tiến hành kiểm tra ban đầu và trong quá trình xe chạy của hệ thốngABS, ghi và lưu lại các lỗi hư hỏng trong bộ nhớ dưới dạng các mã lỗi hư hỏng.Một số mã lỗi có thể tự xóa khi khắc phục xong lỗi hư hỏng, hư hỏng nhưngcũng có những mã lỗi không tự xóa được kể cả khi tháo cực bình accu Trongtrường hợp này, sau khi sửa chữa xong phải tiến hành xóa mã lỗi hư hỏng theoqui trình của nhà chế tạo

 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 độmỗi bánh xe bắt đầu giảm

Nếu có bất kỳ bánh xe nào sắp bị bó cứng, ECU giảm áp suất dầu trong

xy lanh bánh xe đó

Hình 1.8 Các giai đoạn điều khiển tốc độ bánh xe.

Giai đoạn A

ECU đặt van điện 3 ở chế độ giảm áp theo mức độ giảm tốc của các bánh

xe, vì vậy giảm áp suất dầu trong xi lanh của mỗi xy lanh phanh bánh xe Saukhi áp suất giảm, ECU chuyển van điện 3 ví trí sang chế độ “giữ” để theo dõi sựthay đổi về tốc độ của bánh xe, nếu ECU thấy áp suất dầu cần giảm hơn nữa nó

sẽ lại giảm áp suất

Giai đoạn B

Khi áp suất dầu bên trong xi lanh bánh xe giảm (giai đoạn A) áp suất dầucấp cho bánh xe cũng giảm Nó cho phép bánh xe gần bị bó cứng lại tăng tốc độ.Tuy nhiên, nếu áp suất dầu giảm, lực phanh tác dụng lên bánh xe trở nên quánhỏ Để tránh hiện tượng này ECU liên tục đặt van điện 3 vị trí lần lượt ở các

chế độ”tăng áp”và chế độ “giữ” khi bánh xe gần bị bó cứng phục hồi tốc độ.

Giai đoạn C

Khi áp suất dầu bên trong xi lanh bánh xe tăng từ từ bởi ECU(giai đoạnB)bánh xe có xu hướng lại bị bó cứng Vì vậy, ECU lại chuyển van điện 3 vị tríđến chế độ “giảm áp” để giảm áp suất dầu bên trong xi lanh bánh xe

Giai đoạn D

Do áp suất dầu bên trong xi lanh bánh xe lại giảm(giai đoạn C), ECU bắtđầu lại tăng áp như giai đoạn B

 Điều khiển các rơle

Hình 1.9 Sơ đồ điều khiển các rơle.

Điều khiển rơ le van điện

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

Điều khiển rơle môtơ 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 thựchiện

- Rơle van điện bật ECU tắt rơle môtơ nếu một trong các điều kiện trênkhông được thỏa mãn

Cấu tạo của một bộ chấp hành thủy lực gồm có các bộ phận chính sau: cácvan điện từ, motor điện dẫn động bơm dầu, bơm dầu và bình tích áp

 Van điện từ

Van điện từ trong bộ chấp hành có hai loại, loại 2 ví trí và 3 ví trí Cấu tạochung của một van điện gồm có một cuộn dây điện, lõi van, các cửa van và vanmột chiều Van điện từ có chức năng đóng mở các cửa van theo sự điều khiểncủa ECU để điều chỉnh áp suất dầu đến các xy lanh bánh xe

 Motor điện và bơm dầu

Một bơm dầu kiểu piston được dẫn động bởi motor điện, có chức năngđưa ngược dầu từ bình tích áp về xy lanh 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 vàphải được điều khiển bằng cam lệch tâm Các van một chiều chỉ cho dòng dầu đi

từ bơm về xy lanh chính

 Bình tích áp

Chứa dầu hồi về từ xy lanh phanh bánh xe, nhất thời làm giảm áp suất dầu

ở xy lanh phanh bánh xe

1.2.1.3 Cảm biến tốc độ(speed sensors)

1 Dây cảm biến 2 Đuôi lõi từ 3 Bệ lõi từ.

4 Cuộn dây 5 Đầu lõi từ 6 Rôto trên bán trục.

 Hoạt động

Vành ngoài của rôto có các vành răng nên khi rôto quay, sinh ra một điện

áp xoay chiều có tần số tỷ với tốc độ quay của rôto

Điện áp AC này báo cho ABS ECU biết tốc độ bánh xe

Hình 1.12 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ bánh xe

1.2.2 Nguyên lý hoạt động của ABS

1.2.2.1 Cở sở lý thuyết

 Hệ số bám (trượt)

Để ôtô có thể chuyển động được thì vùng tiếp xúc giữa bánh xe và mặtđường phải có một hệ số bám nhất định Sự bám giữa bánh xe với mặt đườngđược đặc trưng bằng hệ thống hệ số bám ϕ Về cơ bản, có thể xem hệ số bám ϕtương tự như hệ số ma sát giữa hai vật thể cơ học Tuy nhiên do mối quan hệtruyền động giữa bánh xe và mặt đường rất phức tạp, vừa có tính chất của một lyhợp ma sát, vừa theo nguyên lý ăn khớp giữa bánh răng - thanh răng, vì ở đây có

sự mấu bám của bề mặt gai lốp vào mặt đường

Nếu hệ số bám thấp thì xe bị trượt quay, lúc đó, xe khó chuyển động vềphía trước Hệ số bám ϕ giữa bánh xe và mặt đường được chia thành hai thànhphần: Hệ số bám trong mặt phẳng dọc, tức là trong mặt phẳng chuyển động của ô

tô được gọi là hệ số bám dọc x ϕ Ngoài ra còn hệ số bám trong mặt phẳngngang vuông góc với mặt phẳng dọc và được gọi là hệ số bám ngang y ϕ (quayvòng)

Qua đồ thị bên dưới cho thấy được hệ số trượt tốt nhất là khoảng 10-30%

Vì lúc này lực bám dọc và bám ngang là lớn nhất giúp cho xe không bị xoay

vòng nhằm ổn định lái cho người lái.

Hình 1.16 Mối liên hệ giữa lực phanh và hệ số

Bảng hệ số bám của một số loại đường.

Loại đường và tình trạng mặt đường Hệ số bám ϕ

1/ Đường nhựa, bê tông

0.5-0.60.2-0.4

0.2-0.30.4-0.5

1.2.2.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh ABS

 Khi phanh bình thường (ABS không 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 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 phanhchảy từ cửa “A” đến cửa “C” trong van điện 3 vị trí rồi tới xi lanh bánh xe Dầuphanh không vào được bơm bởi van một chiều gắn trong mạch bơm

Khi nhả chân phanh, dầu phanh hồi về từ xi lanh bánh xe về xi lanh chínhqua cửa “C” đến cửa “A” và van một chiều số 3 trong van điện 3 vị trí

Hình 1.17 Khi phanh bình thường(ABS không hoạt động)

 Khi phanh gấp (ABS hoạt động)

Nếu có bất kỳ bánh xe nào bị bó cứng khi phanh gấp, bộ chấp hành ABSđiều khiển áp suất dầu phanh tác dụng lên xy lanh bánh xe đó theo tín hiệu từECU Vì vậy bánh xe không bị bó cứng

Chế độ dự phòngChế độ tự chuẩn đoán

ABS ECU

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” trongvan điện 3 vị trí này và chảy về bình dầu Cùng lúc đó, mô tơ bơm hoạt độngnhờ tín hiệu từ ECU, dầu phanh được hồi trả về xi lanh phanh chính từ bìnhchứa Mặt khác cửa “A” đóng ngăn không cho dầu phanh từ xi lanh chính vàovan điện 3 vị trí và van một chiều số 1 và 3 Kết quả là, áp suất dầu bên trong xilanh bánh xe giảm, ngăn không cho bánh xe bó cứng Mức độ giảm áp suất dầuđược điều chỉnh bằng cách lặp lại chế độ “ giữ áp” và “giữ”

Khi dòng điện cấp cho cuộn dây của van bị giảm từ 5A (ở chế độ giảmáp) xuống còn 2A (ở chế độ giữ), lực từ sinh ra trong cuộn dây cũng giảm Van

Hình 1.19 Khi phanh gấp - chế độ giữ

Tên chi tiết Hoạt độngVan điện 3 vị trí

cửa “A” đóngCửa “B” đóng

Mô tơ bơm Hoạt động

Hình 1.20 Khi phanh gấp(ABS hoạt động)- chế độ tăng áp

Chu trình cứ thế lặp đi lặp lại giữ cho bánh xe được phanh ở giới hạn trượtcục bộ tối ưu mà không bị hãm cứng hoàn toàn

CHƯƠNG II KẾT CẤU VÀ SƠ ĐỒ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG PHANH

ABS TRÊN XE TOYOTA COROLLA ALTIS 1.8

Hệ thống phanh trước và sau của xe Toyota Corolla Altis 1.8 đều là phanhđĩa điều khiển bằng thủy lực có trợ lực chân không và có trang bị hệ thốngchống hãm cứng bánh xe ABS

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

- Phanh dừng (phanh tay): Phanh cơ khí tác dụng lên bánh sau

- Dầu phanh: DOT 3 hoặc DOT 4

2.1 Sơ đồ khối và cấu tạo của hệ thống phanh trên xe TOYOTA COROLLA ALTIS 1.8

2.1.1 Cấu tạo

 Sơ đồ khối

Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 1.8.

Hệ thống phanh xe Toyota Corolla Altis gồm:

- Hệ thống phanh chính (phanh chân): Phanh trước và phanh sau là phanhđĩa điều khiển bằng thuỷ lực trợ lực chân không, có sử dụng hệ thống chốnghãm 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 bằngnhôm 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 chốngmòn và giảm ma sát, bề mặt làm việc của xi lanh được mạ một lớp crôm Khi xilanh được chế tạo bằng hợp kim nhôm, cần thiết phải giảm nhiệt độ đốt nóngdầu phanh Một trong các biện pháp để giảm nhiệt độ của dầu phanh là giảmdiện tích tiếp xúc giữa piston với guốc phanh hoặc sử dụng các piston bằng vậtliệu 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 mặtkhoảng 12  16% diện tích bề mặt đĩa, nên điều kiện làm mát đĩa rất thuận lợi

Hình 2.2 sơ đồ kết cấu phanh đĩa sử dụng trên xe.

1- Má kẹp và xy lanh; 2- Chốt dẫn hướng; 3- Đĩa phanh; 4- Piston; 5- Vòng làm kín; 6- Vòng chắn bụi; 7,8- Guốc và má phanh; 9- Lò xo để giảm rung guốc

phanh trên má kẹp.

2.1.1.1 Các bộ phận chính

 Xy lanh chính

Là loại xy lanh kép được thiết kế sao cho nếu một mạch dầu bị hỏng thìmạch dầu khác vẫn tiếp tục làm việc nhằm cung cấp một lượng dầu tối thiểu đểphanh xe Đây là một trong những thiết bị an toàn nhất của xe

- Ở vị trí chưa làm việc, các piston bị đẩy về vị trí ban đầu bởi các lò xo hồi

vị, các khoang phía trước piston được nối thông với bình chứa qua lỗ cung cấpdầu (6)

- Khi phanh piston bị đẩy sang trái ép dầu phía trước piston đi đến xy lanh

bánh xe

- Khi nhả phanh đột ngột dầu phía sau piston chui qua lỗ bù, bù vào khoảng

không gian phía trước đầu piston

Hình 2.3 Kết cấu xy lanh chính xy lanh chính được sử dụng trên hệ thống phanh

chính của xe Toyota Corolla Altis 2.0.

1,5- Piston; 2,3,4- Nút cao su làm kín; 6- Lỗ cung cấp dầu; 7- Lỗ bù dầu;

tốc độ; 5- Rôto cảm biến.

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

Bộ điều khiển điện tử sử dụng tín hiệu là tần số của điện áp này như mộtđại lượng đo tốc độ bánh xe Bộ điều khiển điện tử kiểm tra tần số truyền về củatất cả các cảm biến và kích hoạt hệ thống điều khiển chống hãm cứng nếu mộthoặc một số cảm biến cho biết bánh xe có khả năng bị hãm cứng

Tần số và độ lớn của tín hiệu tỷ lệ thuận với tốc độ bánh xe Khi tốc độ củabánh xe tăng lên thì tần số và độ lớn của tín hiệu cũng thay đổi theo và ngược lại

Hình 2.6 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ bánh xe

1- Rôto cảm biến; 2- Cuộn dậy; 3- Nam châm vĩnh cửu.

và điều kiện mặt đường ECU giám sát điều kiện trượt giữa bánh xe và mặt

đường nhờ bộ kiểm tra sự thay đổi tốc độ bánh xe trong khi phanh Nó xử lý vàphát tín hiệu điều khiển cho khối thuỷ lực cung cấp những giá trị áp suất tốt nhấttrong xi lanh bánh xe để điều chỉnh tốc độ bánh xe, duy trì lực phanh lớn nhất từ

10 ÷ 30% tỷ lệ trượt

Ngoài ra ECU còn thực hiện chức năng tự kiểm tra và cho ngừng chứcnăng ABS nếu phát hiện hệ thống có trục trặc (như: Thiếu dầu, không đủ áp suấttrợ lực hoặc mất tín hiệu từ các cảm biến tốc độ, …) lúc đó hệ thống điều khiểnđiện tử ngưng hoạt động nó cho phép hệ thống phanh tiếp tục làm việc như một

hệ thống phanh bình thường, không có ABS Những trục trặc trong hệ thống sẽđược cảnh báo bằng đèn ABS trên bảng điều khiển Việc xác định chính xác vịtrí và tình trạng hư hỏng sẽ được tiến hành thông qua mã chẩn đoán theo tần suất

và thời gian thể hiện ở đèn cảnh báo Các tín hiệu vào đến bộ vi xử lý được xử

lý một cách độc lập Chỉ khi nào kết quả có tính đồng nhất thì ECU mới điềukhiển khối thủy lực - điện tử Nếu các tín hiệu vào không đồng nhất – chẳn hạnkhi hệ thống khóa cứng bánh xe bị lỗi thì các cầu chì và phanh đảm bảo hoạtđộng theo phanh bình thường Đồng thời, đèn cảnh báo trên táp-lô sẽ sáng lên đểbáo cho người lái biết

Các tín hiệu truyền về từ các cảm biến tốc độ đến ECU được chuyển đổithành tín hiệu sóng vuông bằng bộ khuyếch đại trên đường vào

Tần số của các tín hiệu này cung cấp phù hợp với giá trị tốc độ, sự gia tốchoặc sự giảm tốc của mỗi bánh xe đến ECU Khi người lái xe tác dụng lên bànđạp phanh, các bánh xe có thể giảm tốc đến giá trị khác nhau: Bằng việc so sánhtốc độ mỗi bánh xe với tốc độ tham khảo (reference speed) hệ thống có thể luônluôn kiểm tra độ trượt của mỗi bánh xe

Nếu lực phanh là nguyên nhân làm một bánh xe trượt đối với bánh xe khác,ECU điều khiển van điện từ của khối thủy lực – điện tử làm giảm lực phanh trênbánh trượt

Hệ thống ABS can thiệp bằng việc tính toán ngưỡng giảm tốc, gia tốc và