Kỹ thuật sữa chữa hệ thống điện trên ô tô chương 4

THỦY LỰC Tất cả các hệ thống thắng được dùng trên ô tô hiện đại ngày nay đều được đặt nền tắng trên khoa học của chất lỏng như đã được tính toán bởi nhà toán học người Pháp ở thế kỷ 17,

Chuong 4

HE THONG CHONG KET THANG (ABS)

HE THONG CHONG KET THANG LA Gi?

8 phan thắng ở ô tô là những thiết bị ma sát được sử dụng để dũng ô tô bằng cách thay đổi

động năng của ô tô thành nhiệt năng Một lực hãm đáng kể đòi hồi ở hệ thống ô tô bởi vì nó phải làm cho phương tiện dừng lại một cách thật nhanh chóng, trong một thời gian ngắn nhất

Trong điều kiện thắng bình thường, hệ thống thắng thủy lực được sử dụng ngày nay là đã thỏa

đáng Nhưng khi người lái xe buộc phải dừng xe lại trong trường hợp khẩn cấp, các bánh xe của ô

tô có thé bị khóa kẹt KHÍ điều này xảy ra, khoảng cách dừng thật sự của ô tô sẽ tăng lên, ô tô sẽ

bị trượt, Điều này cũng làm cho người tài xế không thể điều khiển được tay lái ô tô

Hệ thống chống kẹt thắng (ABS) được chế tạo để ngăn cản sự khóa cứng ở các bánh xe khi thắng

và duy tri việc điều khiển tay lái bằng sửa đổi điện tử bộ điều khiển của người tài xế trên ô tô

TẠI SAO PHAI SU DUNG HỆ THONG ABS?

Hệ thống thắng ABS sẽ ngăn cắn việc kẹt cứng của bánh xe trong những điều kiện thắng khắc

nghiệt ở trên hầu hết các loại mặt đường Hệ thống này cho phép ô tô dừng lại với khoảng cách

ngắn hơn là đối với một xe ô tô có các bánh bị hãm cứng khi thắng Hệ thống ABS cũng làm cho ô

tô có tính ổn định phương hướng Chính điều này làm cho người lái xe duy trì được công việc điều

khiển ô tô

Khía cạnh an toàn của hệ thống ABS rất quan trọng Hằng năm số lượng ô tô lưu thông trên đường ngày càng tăng Với nhiều chủng loại đa dạng khác nhau của ô tô từ loại ô tô nhỏ cho đến các xe vận tải loại rất lớn Những yếu tố này kết hợp với việc các phương tiện ô tô vận tải lưu thông với tốc

độ ngày cảng cao, hệ thống thẳng trở nên yếu tố quyết định cho sự an toàn trên các con đường mà

xe cộ lưu thông,

Những xe ô tô với hệ thống thắng ABS vẫn yêu cầu công tác bảo dưỡng sửa chữa thông thường

Thêm vào đó, hệ thống này cũng yêu cầu những kỹ thuật viên bảo trì phải hiểu được hoạt động vận

hành bằng điện tử của hệ thống ABS, và biết làm thế nào để điều chỉnh, sửa chữa chúng Chương

này sẽ giới thiệu đến cho chúng †a những hệ thống thắng ABS chủ yếu được sử dụng và sẽ giải thích nguyên lý làm việc, cũng như sự giống nhau và khác nhau của chúng

96

MỤC TIÊU

Sau khi nghiên cứu chương này chúng ta sẽ biết được:

1- Giải thích được nguyên lý làm việc của hệ thống chống kẹt thắng ở 4 bánh và ở 2 bánh

2 -Xác định được các bộ phận chủ yếu của hệ thống ABS và miêu tả nhiệm vụ như thế nào của

mỗi thiết bị sau:

a -Xilanh chính và bộ trợ lực thủy lực

b -Môđun điều khiển điện tử

c - Bộ cắm biến tốc độ bánh xe

d- Van solenoid

4 - Giải thích sự khác nhau giữa hệ thống ABS tích hợp và hệ thống ABS không tích hợp

4 -Miêu tả hoạt động và nhiệm vụ của các thiết bị được sử dụng trong hệ thống thắng ABS sau: a- Bosch ABS - 2

b-Bosch ABS - 3

c-Teves

d-Kelsey - Hayes

NGUYÊN LÝ LAM VIEC HE THONG THANG

Trước khi chúng ta di vào hệ thống chống kẹt thắng, chúng ta xem xét lại một cách ngắn gọn những yếu tố chủ yếu đòi hỏi trong hoạt động của hệ thống thắng thủy tực:

Ảnh hưởng của ô tô và tốc độ của nó là rất quan trọng trong việc hãm ô tô Khi trọng lượng ô tô tăng

gấp đôi sẽ làm tăng gấp đôi động năng và độngnăng này phải biến thành nhiệt năng khi thang

Điều này có nghĩa rằng lượng nhiệt năng hấp thụ và tiêu tán cũng tăng gấp đôi

Tốc độ ô tô tăng lên cao sẽ gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng trong việc hãm ô tô Khi tầng tốc độ

ô tô lên gấp đôi sẽ yêu cầu lực hãm để dừng ô tô tăng lên gấp 4 lần Điều này có nghĩa rằng nhiệt

năng sinh ra được hấp thu và tiêu tán lớn hơn gấp 4 lần

Khi cả hai yếu tố trọng lượng và tốc độ của ô tô tăng lên gấp đôi, công suất thắng phải lớn hơn 8 lần, có nghĩa là 8 lần lượng nhiệt năng được hấp thu và tiêu tán

QUANG BUONG DUNG XE

Quảng đường dừng xe trung bình của bất kỳ ô tô nào cũng quan hệ trực tiếp đến tốc độ ô tô, thời

gian phản ứng của người tải xế và hiệu quả của hệ thống thắng Như thể hiện ở hình 4.1, ô tô có thể dững lại ở quãng đường 38ïeet khi lưu thông với tốc độ 20mph, và sẽ cần khoảng cách 111 feet để dừng ở tốc độ 40 mph Ở tốc độ 70 mph ô tô sẽ cần 285 feet để dừng, hay là bằng chiều dài của một

97

sân vận động đá bóng Thời gian phần ứng là rất quan trọng và thay đối tùy theo người tài xế, Hình 4.1

chỉ ra rằng sau khi người tài xế sẵn sàng đã được thông báo có trường hợp khẩn cấp ở trước mặt anh 1a; từ khi anh ta quyết định đạp thắng đền khí anh ta thực sự thực hiện điều đó, xe ô tô sẽ di chuyển một

quãng đường là 21 feet ở tốc độ 20mph, 41 feet ở tốc độ 40 mph và 72 feet ở tôc độ 70 mph

Khoảng cách dừng trung binh

38 FT Thời gian phân ứng

20 mph [2t ]17 Pl tr} Khoảng cách thắng ẳ

30 mph [31FT] 39FT

Hình 4 -1 Thdi gian phản ứng và khoảng cách thắng tác dụng được kết hợp trong biểu đồ, tủy theo tốc độ

Tính hiệu quả của hệ thống thắng cũng sẽ thay đổi Một vài loại ô tô cũng sẽ có quãng đường dừng

trung bình ít hơn để dừng hẳn ô tô Một vài loại ô tô khác yêu cầu quãng đường dừng trung bình

nhiều hơn, Tính hiệu quả của bất kỳ hệ thống thắng nào cũng sẽ phụ thuộc vào cấu tạo của nó và chất lượng của hệ thống như thế nào được đồng nhất hóa cùng với phương tiện ô tô

NHIỆT BỘ KHI THĂNG Ô TŨ 60% trọng lượng 40% trọng lượng

Thắng là những thiết bị được sử dụng để

thay đổi chuyển động ô tô thành nhiệt

năng Nhiệt năng tạo ra khi thắng đầu

tiên được hấp thụ bởi các thiết bị của hệ

thống thắng, sau đó tiêu tán đi Nếu nhiệt

năng không thể tiêu tán đi nhanh như nó

tạo ra và được hấp thụ, nhiệt độ của hệ

biết tÍ lệ phat sinh ra nhiệt nang thường Nhiều trọng lượng Ít trọng lượng

là vượt quá tỉ lệ tiêu tán nhiệt năng cho & phia trước a phia sau

nên nhiệt độ thẳng trong thời gian hoạt

động cao lên là chuyện bình thường

Nói chung, quãng thời gian giữa các tần

đạp thắng là đủ dài để không làm cho

nhiệt độ tăng thêm lên Tuy nhiên, với

điều kiện thắng khắc nghiệt phải lặp đi ma

lặp lại hay là phải hãm trong lúc khẩn

cấp, nhiệt độ thắng có thể tăng lên và

sẽ làm tổn hại các thiết bị thắng - trong

trường hợp tột cùng - ngay cả có thể làm Hình 4 - 2 Trọng tâm ô tô cao hơn tâm bánh xe Khí thắng đột cháy lốp xe ngột Sẽ làm chuyển trọng lượng bò phận ô tô từ sau ra trước

Nơi cần nhiều Nơi cần ít

98

Có nhiều yếu tố làm tăng nhiệt độ thắng ô tô :

Trọng tải và tốc độ ô tô

= Công tắc điều chỉnh thắng không đúng

« Công việc lắp ráp, thiết đặt thiết bị thắng không chính xác

~ Thắng không đều giữa các bánh xe

SU DICH CHUYEN TRỤNE LƯỢNG

Hệ thống thắng phải được cấu tạo sao cho làm cân bằng được sự dịch chuyển trọng lượng xây ra trong trường hợp ô tô thắng gấp Trường hợp dịch chuyển trọng lượng gây ra bởi vì trọng tâm của ô

tô ở trên tâm của các bánh xe ô tô Khi đạp thắng, sự dịch chuyển trọng lượng làm cho phía trước

Ô tô bị nhấn xuống hay chìm xuống, cùng lúc đó phía sau của ô tô sẽ nâng lên hay là được nhấc lên, Hình 4 - 2, Vì lý do này, bộ thắng trước nói chung làm việc nhiều hơn bộ thắng ở bánh sau

Sự hiệu chỉnh việc dịch chuyển trọng lượng thực hiện dưới hai hình thức: Sử dụng xilanh thắng ở

bánh trước lớn hơn xilanh thắng ở bánh sau, hoặc là sử dụng van định lượng trong hệ thống thắng

Loại sử dụng xilanh thắng ở bánh trước lớn được sử dụng ở hệ thống thắng cũ loại tang trống ở cả

4 bánh Gần đây việc điều khiển sự dịch chuyển trọng lượng đã được sửa đổi ở tất cả các ô tô hiện đại bằng cách sử dụng các van định lượng Những van như thế cho phép áp suất bằng nhau được truyền đến các thắng trước và sau khi đặt một lực nhẹ lên bàn đạp thắng, những sẽ giảm áp suất đến thắng sau khi đạp mạnh bàn thắng, như trường hợp khẩn cấp phải thắng gấp

MA SAT

Ma sát là sự ngăn trở chuyển động giữa hai vật thể khi chúng tiếp xúc với nhau Có hai loại ma sát xây ra trong hoạt động của hệ thống thắng ở ô tô: ma sát giữa các thiết bị của bộ thắng và ma sát giữa các lốp xe và mặt đường

Khi người tài xế đạp bản đạp thắng, các lớp đêm thắng hay là guốc thắng sẽ di chuyển đến tiếp xúc

với các đĩa thắng hoặc là các trống thắng Ma sát giữa hai bộ phận nảy sẽ làm chậm lại tốc độ quay

của bánh xe, Khí bánh xe chậm lại, ma sát giữa lốp xe và mặt đường sẽ làm chậm tốc độ của ô tô

Xilanh chính

Ống mềm

(trước) Van định lượng (sau)

Hình 4 - 3 Các bộ phận của một hệ thống thắng thủy luc (chrysler)

99

Sự ma sát giữa các thiết bị thắng thì không phải là hằng số mà sẽ tăng lên khi nhiệt độ tăng Sự ma sát cũng sẽ thay đổi nếu lớp đệm thắng bị dinh mỡ hay dính dầu bôi trơn Nói chung, hệ số ma sát phụ thuộc vào vật liệu dùng làm chất đệm thắng và vật liệu của đĩa thắng hay là trống thắng, nhưng

hệ số được mong muốn hầu như là ở trong khoảng giữa 0,35 và 0,50 Hệ số ma sát cao hơn làm cho thắng ăn gấp, bị giật; Trong khi đó hệ số ma sát thấp hơn làm cho thắng yếu không ăn

Ma sát giữa lốp xe và đường phụ thuộc vào kết cấu lốp xe, diéu kiện lốp xe và bề mặt của đường

Kết cấu ta lông lốp xe kém phẩm chất, lốp xe bị mòn, bề mặt đường trơn trượt hay ẩm ướt sẽ làm

giảm hệ số ma sát Nói chung, sự tiếp xúc giữa lốp xe với mặt đường sẽ tạo ra hệ số ma sái xap x? bằng 0,02 Việc hãm ô tô nhanh chóng hầu như là được thực hiện trên mặt đường khô với chuyển động quay của các bánh xe Khi khóa cứng các bánh xe sẽ làm giảm ma sát và làm cho ô tô không

thể dừng thật nhanh như ý muốn Các bánh xe bị khóa cứng cũng sẽ ảnh hưởng đến việc điều khiển hướng chuyển động, và độ ổn định của ô tô Điều này là vô cùng quan trọng khí thực hiện

thắng ô tô trên bề mặt đường trơn trượt hay là ẩm ướt Khi vỏ xe mất đi độ bảm mặt đường làm cho

ô tô bị trượt và không thể điều khiển được nữa

THỦY LỰC

Tất cả các hệ thống thắng được dùng trên ô tô hiện đại ngày nay đều được đặt nền tắng trên khoa học của chất lỏng như đã được tính toán bởi nhà toán học người Pháp ở thế kỷ 17, Blaise Pascal, Pascal tìm ra rằng chất lổng không bị nén, Khi áp suất được đặt vào chất lỏng trong một hệ thống kín, áp suất sẽ được phân phối bằng nhau và vẫn giữ nguyên trị số ở tất cả các hướng

Hình 4 - 3 thể hiện một hệ thống thắng thủy lực điển hình với phía trước là thắng đĩa và phía sau là thắng tang trống Xylanh chính chứa chất tỏng thủy lực và một piston được nối với bàn đạp thắng bằng cơ khí

Khi muốn dừng ô tô, người tài xế sẽ đạp lên bàn đạp thắng Lực đặt lên bàn đạp thẳng sẽ được truyền đến piston của xilanh chính Piston được ấn vào sẽ chiếm chỗ chất lông thủy lực trong xilanh chính, và truyền áp suất thủy lực qua các đường ống thắng đến các piston kẹp (của thắng đĩa) hoặc Các xilanh bánh xe (của thắng trống), để vận hành các đệm thắng hoặc là các guốc thắng Lực đặt vào bản đạp thắng, như thế được truyền trực tiếp đến các thắng xe bằng cột ch ' lông thủy lực

— bằng 10PSI 1Ô poud trên 1 inch vuông 180.18

Hình 4 - 4 Theo định luật của Pascal,, áp suất đặt vào khối chất lỏng biệt lạ,, sẽ được phân phối bằng nhau

à không giảm giá trị ở tất cả các hướng

100

Lực có thể được tăng cường lên bằng hệ thống thủy lực với áp suất không đổi được duy trì Như ví

dụ, giả sử chúng ta dat lên bàn đạp thắng một lực là 10 pounds Như chúng ta đã thấy, bàn đạp

thắng không nối trực tiếp với cơ cấu thắng Nó tác dụng vào thanh đẩy nối với piston trong xilanh chính Piston xilanh chính sẽ truyền áp suất đến piston kẹp ở thắng đĩa hay dén piston ở xilanh

Đánh xe thông qua chất lỏng thủy lực Nếu piston xilanh chính và piston xilanh bánh xe có tiết diện

1 inch vuông, áp suất 10 pound trên inch vuông (10 psl) sẽ được truyền đều đến khắp nơi trong hệ thống, Hình 4 - 4

Áp suất có thể được tăng lên bằng cách giảm kích thước củs piston xilanh chính và tăng kích thước của piston xilanh bánh xe lên, hình 4 - 5 Khi chúng ta đật một lực là 10 pound lên piston có tiết diện

1/2 inch vuông, áp suất trên inch vuông sẽ tăng gấp đôi từ 10 lên 20 psl Nếu áp suất 20 pal đặi vào

piston xilanh bánh xe có tiết diện 25 inch vuông; lực đạp thắng 10 pound ban đầu sẽ tăng lên

S00pound đặt thanh đẩy của piston xilanh bánh ra guốc thắng Hình 4 - 5

Từ thi dụ nầy chúng ta có thể rút ra các kết luận sau:

= Lực đặt vào bản đạp thắng và đường kính của piston xiianh chính sẽ xác định giá trị áp suất (psl) trong mọt hệ thống thắng thủy lực

= Đường kính nhỏ hơn của xilanh chính, sẽ làm cho áp suất hệ thống thẳng lớn hơn giá trị

Hình 4 - 5 Khi chất lỏng thủy lực đi từ xilanh nhỏ đến xilanh lớn hơn, lực sẽ được nhân lên theo kích thước

tương đối của các xilanh

Hệ thống thẳng thủy lực hoạt động hoàn toàn giống như các thiết bị vận hành thủy lực khác bằng cách đưa chất lỏng từ xilanh này đến xilanh khác lực đặt vào cơ cấu thắng sẽ được tăng lên với áp

suất của hệ thống, dựa trên cơ sở kích thước tương đối của các xilanh

Tinh HEU QUA COA THANG

Chúng ta đã biết một hệ thống thắng thủy lực làm việc như thế nào, và các yếu tố cần phải có để

hãm một ô tô dừng lại Hệ thống thắng hiện đại rất thích đáng dưới những tình huống xử lý bình thường; nhưng khi sử dụng nó có khoảng 1 phần trăm sai phạm đối với sự an toàn khi dừng ô tô

Đây không phải là sự hỏng hóc của hệ thống thắng hay là trong kết cấu của nó, lỗi ở đây hoàn toàn

do người lái xe phía sau tay lái Phóng ô tô quá nhanh so với điều kiện của đường xá, lái xe với hệ

thống thắng được bảo dưỡng kém chất lượng hay là các lốp xe không còn thích đảng nữa, và trình

độ của người lái xe kém cdi là một trong những lý do chủ yếu tại sao hệ thống thắng không hoàn

thành nhiệm vụ của nó một cách hoàn thiện

101

Những người lái xe giỏi ý thức rằng các bánh xe bị khóa cứng trong khi thắng sẽ làm tăng quãng

đường dừng xe và tác dụng đến việc xử lý và điều khiển ô tô Những người lái xe như thế sẽ “nhồi” bàn đạp thắng, với một áp suất đều đặn, để giữ cho các bánh xe vẫn quay trong lúc ô tô giảm từ từ tốc độ xuống Tuy nhiên, ngay cả với kỹ thuật này cũng vẫn bị giới hạn bởi vì người bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố bên ngoài; và khả năng của họ để nhồi thắng cũng quá chậm (vào khoảng một lần trên giây) để đạt được hiệu quả thắng

Một hệ thống chống kẹt thắng được điều khiển bằng điện tử sẽ thực hiện công việc giống như là

một tài xế giỏi, nhưng đạt được hiệu quả và độ chính xác hơn nhiều Hệ thống này có thể nhồi thắng

15 lần trên giây Nó cũng thực hiện những công việc mà không người tài xế nào có thể thực hiện

được - Nó điều khiển từng bánh trước riêng biệt nhau và các thắng bánh sau như một cặp bất kỳ lúc

nào có một bánh xe nào đó bị khóa kẹt Hệ thống thắng ABS có thể hãm ô tô với khoảng cách ngắn nhất với các bánh xe không bị khóa kẹt trong khi vẫn duy trì được công việc điều khiển hướng

chuyển động của ô tô, trong đa số các loại bề mặt và điều kiện đường xá khác nhau Tuy nhiên, hệ thống nầy không thể bù đắp các sai sót như là lốp xe bị mòn, cơ cấu thắng kém, tốc độ xe quá mức, hay là người lái xe có sơ suất Nếu hệ thống ABS bị trục trặc, hệ thống thắng thường sẽ không bị ảnh hưởng gì cả

Như vậy là chúng ta đã ôn tập về nguyên lý hoạt động của hệ thống thắng trên ô tô; Chúng ta sẽ giành phần còn lại của chương nầy để tập trung vào nghiên cứu các thiết bị của hệ thống ABS điển

hình và xem chúng hoạt động như thế nào; Sau đó chúng ta sẽ nghiên cứu các hệ thống được xử

dụng phổ biến hiện nay

NHONG THIET BI CUA HỆ THONG ABS

Hầu hết các hệ thống ABS đang dùng hiện nay được chế tạo bởi ba nhà chế tạo khác nhau:

Đầu nối của bộ cảm biến 'đến cuộn dây

độ bánh trước Bộ điều khiển thắng điện tử

Hình 4 - 6 Hệ thống ABS cia Teves hoạt động ở cả 4 bánh,

và là một thí dụ cho hệ thống ABS tích hợp (GM)

102

Một số kết cấu của hệ thống ABS kết hợp xilanh chính, bộ trợ lực thắng thủy lực, và các thiết bị của

hệ thống ABS trong một cụm thủy lực đơn, hình 4 - 9 Các hệ thống ABS - 3 của Bosch,

RWAL của Kelsay - Hayes và Teves là các thí dụ về hệ thống ABS tích hợp, hình 4 - 6

Những hệ thống ABS khác được kết hợp với hệ thống thắng thường và sử dụng một

đơn vị thủy lực

giữa xilanh chính và xilanh các bánh xe Hệ thống ABS - 2 của Bosch và RABS

của Kelsay - Hayes

Hình 4 - 7 Hệ thống RWAL 2 bánh chỉ hoạt động ở hai bánh xe sau (GM)

Đèn cảnh báo Rơle bộ điều khiển Bộ điều khiển

Cảm biến tốc độ 'Vòng cảm biến Calip thắng đĩa -

Hình 4 - 8 Hệ thống ABS 2 là hệ thống không tích hợp được sử dụng trên ô tô Corvette

Hệ thống thắng ABS 2 - bánh chỉ làm việc ở hai bánh sau Người ta sử dụng bộ cảm biến tốc độ ô

tô đơn và định vị nó ở hộp số, vỏ cầu, hay ở bộ vi sai

Máy tính sẽ nhận những tín hiệu tốc độ ô tô ở bộ cảm biến bánh xe, xử lý dữ liệu, và phát tín hiệu

đến các van solenoid trong khối thủy lực để điều chỉnh áp suất và thời điểm thắng

BỘ bẢM BIẾN TỐP ĐỘ ABS - 4 BANH

Tốc độ của ô tô trong hệ thống ABS sử dụng ở cả 4 bánh được xác định bằng một cảm biến được

giữ cố định và một vòng răng cảm biến quay, ở mỗi bánh xe, hình 4 - 10 Mỗi bộ cảm biến được nối

với môđun điện tử bằng một bó giây điện Khối cảm biến sẽ làm việc theo nguyên tắc cảm ứng điện

từ Bộ cảm biến giữ cố định chứa nam châm vĩnh cữu và cuộn dây cảm ứng Khi vòng răng cảm ứng quay ngang qua bộ cảm biến giữ cố định, nó sẽ tạo ra một tần số điện áp và cường độ dòng điện tỉ lệ một cách trực tiếp với tốc độ bánh xe Tín hiệu nầy được gởi đến khối điện tử, môđun điện

tử nầy sẽ xử lý nó để xác định tốc độ quay của bánh xe

Bình chứa dung dịch _ Đầu nối và nắp

bình chứa

chứa Đầu nối van

solenoid 'Vành răng cảm biến

Khối van solenoid

- Hình 4 - 10 Bộ cảm biến ở bánh xe gồm vòng răng Hình 4 - 9 Hệ thống ABS tích hợp kết hợp xilanh cảm biến và một cảm biến nam châm vĩnh cửu Việc

chính, bộ trợ lực thăng, và các thiết bị ABS trong một ngắt từ trường nam châm cảm biến bởi các răng sẽ

khối thủy lực đơn lẻ tạo ra tín hiệu điện áp dao động

Nói chung, các bộ cảm biến ở bánh trước có một khe hở điều chỉnh được giữa đầu bộ cảm biến và các răng của vòng cảm biến Những bộ cảm biến ở bánh sau có thể điều chỉnh được hoặc là không điều chỉnh được

Vòng cảm biến được ép chặt vào bên trong rô tô hay là trên trục chốt có thể thay thế được Nếu vòng cảm biến là bộ phận cố định liền khối với khối ở bạc đạn của bánh xe, moayơ, hay khớp nối vận tốc cố định trên bán trục, phải thay thế toàn bộ cụm chỉ tiết nếu vòng cảm biến bị hư hỏng Những bộ cảm biến thế hệ thứ hai độc lập là những bộ phận vĩnh viễn của ổ đỡ bạc đạn bánh xe, khối moayơ được khai thác bởi hãng New Departure Hyatt Những bộ cảm biến nầy sẽ dần dần thay thế các bộ cảm biến nói trên Chúng được kiểm tra trước, không cần sự điều chỉnh hay định chuẩn, và gắn trực tiếp vào hệ thống điện của hệ thống ABS

104

BO CAM BIEN TOC BO ABS - 2 BANH

Các hãng Chevrolet và GMC áp dụng hệ thống

thắng RWAL Kelsay - Hayes vào các xe tải nhẹ

sử dụng bộ cảm biến nam châm vĩnh cửu đơn Bộ

cảm biến nầy được thiết đặt ờ phần vỏ nhô ra của

hộp số, hình 4 - 11, ở ô tô dẫn động hai bánh; hay

gắn trên vỏ cầu, hình 4 - 12, ở ô tô dẫn động 4

bánh Vòng cảm biến được thiết đặt ở hộp số hay

ở trục ra của vỏ cầu

Hãng Ford áp dụng hệ thống RABS Kelsay Hayes

sử dụng cùng loại cảm biến, nhưng chúng được

định vị khác nhau Bộ cảm biến nầy được thiết

đặt trên vỏ bộ vi sai, hình 4 - 13 Vòng kích thích

được bắt bằng bulôn gắn phía sau lưng của bánh

răng vành chậu, hình 4 - 14

Bộ cảm biến tốc độ

Hình 4 - 11 Hệ thống RWAL Kelsay Hayes dùng ở

xe tải nhẹ dẫn động hai bánh đặt bộ cảm biến tốc

Các bộ cảm biến hệ thống ABS 2 - bánh làm việc giống như cách thức của bộ cảm biến trên hệ

thống ABS 4 - bánh Các răng ở vòng cảm biến sẽ tạo ra tín hiệu điện áp khi chúng quay qua bộ cảm biến nam châm vĩnh cửu Các bộ cảm biến tốc độ điển hình ABS là những bộ cảm biến từ trở, tương tự như một cuộn dây bộ cảm biến đánh lửa hay là bộ cảm biến tốc độ trục khuÿu

KHỐI ĐIỀU KHIỂN BIỆN TỬ

Mỗi bộ cảm biến ở hệ thống ABS được nối trực tiếp với khối điều khiển điện tử Khối điện tử nầy chứa 2 bộ vi xử lý đồng nhất với những chương trình đồng nhất Mỗi bộ vi xử lý sẽ thực hiện những

chức năng đa dạng Nó kiểm tra liên tục sự hoạt động của hệ thống , xử lý những dữ liệu nhập vào

từ bộ cảm biến ở bánh xe và phối kiểm sự phân tích dữ liệu của nó với sự phân tích dữ liệu của một

bộ vi xử lý dữ liệu khác

Bất kỳ,khi nào công tắc đánh lửa mở, các bộ vi xử lý sẽ kiểm tra và giám sát sự hoạt động của hệ thống bằng cách gởi những xung kiểm tra rất ngắn đến các van solenoid Những xung kiểm tra nầy ngắn để không gây ra những phản ứng cơ khí, sự xử lý sẽ cho phép bộ vi xử lý kiểm tra đều đặn mạch điện của hệ thống Nếu có sự bất thường một trong các bộ vi xử lý sẽ thông báo, nó sẽ vô

hiệu hóa chức năng chống kẹt thắng và sẽ thông báo đến người tài xế bằng cách bật sáng các đèn cảnh báo trong nhóm khí cụ đo

Khi ô tô đang di chuyển, mỗi bộ vi xử lý sẽ

nhận những tín hiệu ở bộ cảm biến bánh

xe Những tín hiệu nầy được sử dụng để

tính toán tốc độ bánh xe riêng biệt, sự gia

tốc và trị số trượt của mỗi bánh xe Nếu dữ

liệu nhập vào rơi vào trong giới hạn quy định,

các bộ vi xử lý sẽ so sánh với sự phân tích

dữ liệu của chúng Nếu chúng đồng ý tín

hiệu chống kẹt thắng sẽ được gởi đến van

solenoid thích hợp trong khối thủy lực để

bắt đầu việc tạo xung áp lực thắng trong

mạch điện đó Nếu dử liệu nhập vào không

nằm trong giới hạn quy định ở chương trình

của bộ vi xử lý hay là sự phối kiểm phân

Van định lượng Cụm thủy lực

Van

tốc độ bánh trước

Piston điều khiển

ngay lập tức bị vô hiệu hóa và thông báo

đến cho người lái xe Việc vô hiệu hóa chức

năng chống kẹt thắng sẽ không ảnh hưởng

đến sự hoạt động của hệ thống thắng thông

thường

Khi bộ vị xử lý xác định có một van dé bat

thường trong hệ thống, nó có thể tạo ra một

mã chuẩn lỗi để có thể truy tìm lỗi đó Có một

vài vấn đề, như là công tắc mức dung dịch có

nhược điểm hoặc là mất nguồn điện đến bộ

điều khiển, sẽlàm cho chức năng chống kẹt

thắng bị vô hiệu hóa và sẽ bật sáng đèn cảnh

báo, nhưng sẽ không tạo ra mã

CO CAU VAN HANH (BO TAC BONG)

Bộ tích trữ KHỐI ĐIỀU KHIỂN ABS

Hình 4 - 15 Một sơ đồ của hệ thống ABS được sử dụng với xe Ford Probe (Ford)

Cơ cấu vận hành trong hệ thống ABS điều khiển cả 4 - bánh là các van solenoid (van điều khiển) được định vị trên cụm thủy lực của những hệ thống tích hợp Kết cấu của cụm thủy lực ở hệ thống

106

nầy khác với ở hệ thống khác, nhưng hầu hết đều

dùng van điều khiển cho mỗi bánh xe và một so-

lenoid cho mỗi mạch thắng riêng biệt, hình 4 - 16,

hay có thể là một bộ phận cố định của cụm thủy

lực, hình 4 - 17 Cụm thủy lực cũng gồm cả bơm

điện và một bộ tích trữ, hình 4 - 18 Bộ tích trữ là

một buồng áp suất chứa khí, bộ tích trữ sẽ cung

cấp áp suất thủy lực cho sự trợ lực thắng và tạo

ra áp suất với các bánh sau Trong thời gian bộ j Cụm vận hành

chống kẹt thắng hoạt động, bộ tích trữ cũng gởi Khối van solenoid

áp suất thủy lực đến các bánh trước Bơm điện có Hình 4 - 16 Hệ thống ABS tích hợp

kết cấu chịu cao áp để duy trì áp suất của bộ tích định vị các solenoid và van điều khiển

định các bánh xe sắp bị khóa cứng như thế nào

Nếu bánh xe đang bị khóa cứng lại, khối điều khiển sẽ phát tín hiệu đến van tác động tương ứng cho phép áp suất của bộ tích trữ đi vào van điều khiển

107

Áp suất của bộ tích trữ được đặt vào phía đối diện

của piston điều khiển, làm giảm dòng chảy của

dung dịch thủy lực (và cũng làm giảm áp suất)

đến bánh xe Tác động giảm áp suất đạt được

bằng việc tạo xung nhanh của van solenoid và

piston điều khiển Với việc giảm áp suất thủy lực,

tốc độ của bánh xe sẽ bắt đầu tăng lên và khối

điều khiển sẽ gởi đi một tín hiệu áp suất duy trì

Tín hiệu áp suất nầy sẽ làm cho van tác động và

piston điều khiển duy trì mức độ áp suất hiện tại

Ngay sau khi sự nguy hiểm với các bánh xe bị

khóa cứng đã qua đi, khối điều khiển sẽ phát tín

hiệu đến van tác động và piston điều khiển để

tăng áp suất thủy lực lên Khi nhận được tín hiệu

nầy, van tác động sẽ ngắt áp suất của bộ tích trữ

đến piston điều khiển, cho phép piston lại tiếp tục

ở vị trí bình thường của nó và khôi phục lại áp suất

thủy lục thông thường trước đây đến các bánh xe

Hệ thống ABS không tích hợp ít khi sử dụng van điều khiển; hệ

Bộ tích trữ

Cum moto

va bom

Hình 4 - 18 Bộ tích trữ trong hệ thống ABS tích hợp chứa khí nitrogen cao áp và cung cấp áp suất thủy

lực cho hệ thống (Ford)

thống nầy điều chỉnh áp suất của mạch trực tiếp bằng các solenoid trong khối van bộ điều biến Các hình vẽ 4 - 19, 4 - 20 và 4 - 21

chỉ cho thấy sự hoạt động của kết cấu nầy

nó Bộ tích trữ trong cấu trúc nầy được dùng

Mỗi van tác động có bộ tích trữ chịu tải lò xo của chính

khiển nầy gồm có van ngăn cách, van xả

dịch thủy lực trong pha giảm áp suất Trong

không tích hợp đều sử

h trình piston điều chỉnh áp

sự cố xảy ra trong hệ thống

ng cụm van

(van giảm áp) và bộ tích trữ chịu tải lò xo để lưu trữ dung

dụng nhiều loại bộ chuyển mạch khác

suất, và những điều kiện hoạt

điều khiển thủy lực ít phức tạp hơn Van điều

hoạt động thắng bình thường, van ngân cách sẽ mở ra

và van xả cách li bộ tích trữ Điều nầy sẽ cho phép dung dịch thắng đi từ van phối hợp đến các xilanh bánh sau, tác động vào cơ cấu thắng

Hình 4 - 19 Van tác động sẽ di chuyển trong khi giảm áp suất ở hệ thống ABS Corrette Điều nầy cho phép

dung dịch thắng từ Calip trở về bộ tích trữ và buồng thoát của bơm trở về (GM)

108

Khi bộ điều khiển nhận ra điều kiện các bánh xe khóa kẹt, nó sẽ kích hoạt van ngăn cách Van nầy

sẽ đóng đường dẫn dung dịch thắng đến các xilanh bánh xe Van xả sẽ mở ra và chất lỏng trong đường ống giữa những xilanh bánh xe và van xả sẽ đi vào bộ tích trữ để giảm áp suất tại các bánh

xe sau Khi tín hiệu duy trì áp suất được thông báo, van xả sẽ đóng lại, cho phép dung dịch trong bộ

tích trữ trở về đường ống giữa van và xilanh bánh xe Trình tự nầy vận động đều đặn nhiều lần trong một giây cho đến khi việc khóa kẹt bánh xe nguy hiểm không còn nữa Lúc đó bộ điều khiển sẽ khử kích thích van ngăn cách Điều nầy sẽ khôi phục lại đường dẫn dung dịch thắng tới các xilanh của

Hình 4 - 20 Đường dẫn vào và đường dẫn ra của van solenoid đóng lại ở trạng thái duy trì áp suất dung dịch

không thay đổi giữa cụm điều biến và Calip thắng bánh xe (GM)

CÁC HỆ THỐNG THẮNG ABS

Chúng ta đã nghiên cứu những đặc tính và nguyên lý chung của sự hoạt động liên quan đến hệ

thống ABS loại dùng 2 - bánh và 4 - bánh Phần còn lại của chương chúng ta sẽ nghiên cứu những

hệ thống riêng biệt được sử dụng bởi các nhà chế tạo ô tô với nhiều chỉ tiết cụ thể hơn

109

BOSH

Có hai hệ thống thắng ABS Bosch khác nhau được sử dụng ở ô tô Loại xe Corvette sử dụng hệ thống không tích hợp ABS - 2 cải tiến, như là một thiết bị tiêu chuẩn có từ năm 1986, hình 4 - 8 Cadillac va Chrysier sử dụng hệ thống tích hợp ABS - 3 Cả hai đều là hệ thống ABS sử dụng 3 kênh, việc điều chỉnh ở các bánh xe trước tách ra riêng lẽ, và điều chỉnh các bánh sau như là một cụm trục, hình 4 - 22

choi sag woman

sm anon) aout

- CORVETTE ABS: Hinh 4 - 23 là biểu đồ chức năng của hệ thống ABS Bosch dung 6 Corvette

Hinh 4 - 24 thể hiện các trạm đầu vào và đầu ra của bộ điều khiển

Khối van bộ điều biến gồm có 3 van hoạt

động solenoid, 2 bộ tích trữ, 1 bơm và 1 ĐẦU VÀO

ĐẦU RA

môtơ bơm Khi bộ phận đánh lửa được mở Công tắc đánh lửa — —¬i 1 — Van solenoid LF

để hoạt động, điện áp bình ắc quy được cùng Công tắc giatốc —n

cấp đến cuộn dây role bộ điều khiển thông Bam lam viec ——*| g |#— Van solenoid sau

qua cầu chỉ hiệu chuẩn Rơle bộ điều khiển pạn kiếmtralGN —m| 2

được kích hoạt sẽ gởi điện áp của bình ắc Áp dụng thắng _—-ai ụ =— Van solenoid RF

quy từ cầu chì thắng đến đầu số 1 của bộ Điều khiển solenoid —# § - -

điều khiển Điều nầy sẽ làm cho bộ điều T——I| (Q |#— Điều khiển rơle

khiển vận hành thiết bị kiểm tra chức năng ——] w van solenoid

của bộ phân lôgïe, thiết bị chống kẹt thắng, cache Z7 8 moweom

và mạch điện Bộ điều khiển sẽ giám kiểm cảm biến ———T Ú Ì¿_ Điều khiển đèn chỉ báo

chinh nó, các thiết bị hệ thống, và điện áp lốcđộ yk ABS

ắc quy một cách déu dan lién tuc, Néu dién Banh xe »

áp của bình ắc quy giảm xuống dưới giá trị =

điện áp của chương trình, bộ điều khiển sẽ

Hình 4 - 24 Đầu vào và đầu ra của bộ điều khiển ABS

đèn cảnh bảo hiển thị chống kẹt thắng ở

đầu số 29

Rơle bộ điều khiển cũng bật mở rơie động cơ bơm và các cuộn dây của rợle solenoid với điện áp từ

cầu chì thắng Khi bộ điều khiển nối đất đầu số 28, động cơ bơm sẽ nhận năng lượng tử liên kết cầu chì J Việc nối đất đầu 27 sẽ gởi điện áp ắc quy từ liên kết cầu chì tương tự đến solenoid, hình 4-25

Bộ chuyển mạch gia tốc bên cạnh sẽ nhận nguồn điện từ rơle bộ điều khiển và sẽ gởi tín hiệu vào

của tốc độ dạng đặc tuyến cao đến bộ điều khiển Bộ chuyển mạch gồm có 1 cặp công tắc thủy

ngân được mắc nối tiếp Một công tắc thủy ngân sẽ mở khi tốc độ cao phía bên trái xoay; và công

tắc kia sẽ mở khi tốc độ cao phía bên phải xoay Nếu một trong hai công tắc mở, bộ điều khiển sẽ chú giải một điện áp mất đi tại đầu số 13 và sẽ sửa đổi chương trình bộ chống kẹt thắng

Điện áp ắc quy được gởi đến bóng đèn cảnh báo chống kẹt thắng qua cầu chì INJ1, hình 4 - 26

Bóng đèn bật sáng lên một chút như là một sự tự kiểm tra trong khi động cơ đang được quay và sau

đó sẽ tắt đi khi mà công tắc đánh lửa được van 6 vi tri vận hành, Khi bộ điều khiển định vị được một

sự cố trong hệ thống, nó có thể bật mở chỉ báo chống kẹt thẳng bằng việc tiếp đất đầu 29 hoặc là

bằng việc bộ nối đất ở đầu số 27 Sự lựa chọn sẽ tùy thuộc vào loại sự cố được chú giải Nếu điệt trong mạch giữa đèn chỉ báo và rơle solenoid bị ngắn mạch, điện áp ắc quy từ liên kết cầu chì J sẽ

đến đầu số 29 của bộ điều khiển Nếu bộ điều khiển cố gắng nối đất đầu 29, trong trường hợp như

vậy để bật sáng đèn chỉ báo, dòng điện lớn sẽ lâm hư hỏng nó Ở trong tính trạng nầy bộ điều khiển

sẽ bổ việc tiếp đất ở'đầu số 27, Nếu bộ điều khiển hư hỏng, rơle solenoid sẽ cung cấp một đường dẫn tiếp đất dùng cho bộ chỉ báo chống kẹt thắng, hình 4 - 26

Tín hiệu nhập vào của bộ cảm biến bánh xe được nhận bởi bộ điều khiển tại những đầu tách riêng

như thể hiện ở hình 4 - 24 và hình 4 - 27 Khe hở của bộ cảm biến loại không điều chỉnh phải được duy trì để cho việc hoạt động thích hợp của hệ thống Nếu bộ cảm biến không hoạt động bình thưởng, bộ điều khiển sẽ vô hiệu hóa chức năng chống kẹt thắng khi ô tô đạt được tốc độ trên đường trong khoảng từ 3 đến 11 dặm/giờ (mph) Nếu tất cả 4 bộ cảm biến đều không hoạt động hoặc là những tín hiệu của nó không đến được bộ điều khiển do một vải lý do nào khác, bộ diéu khiển sẽ không có phương tiện để cảm nhận được là ô tô đang đi chuyển Khi đó bộ điều khiển sẽ nghĩ rằng ô tô đang ở trạng thái không hoạt động, chức năng chống kẹt thắng sẽ bị vô hiệu hóa mà

không có việc bật sáng đèn chỉ báo

Hi

Khi cơ cấu thắng được sử dụng, điện áp binh 4c quy được dặt vào qua cầu chì dừng - nguy hiểm và công tắc thắng đến đầu số 25 của bộ điều khiển hình 4 - 23 Tín hiệu đầu vào nầy sẽ báo cho bộ điều khiển biết rằng hệ thống thắng đã được sử dụng Nếu dữ liệu của bộ cảm biến bánh xe là bình thường, không có dòng điện nào được gởi đến van bộ điều biến va bo điều khiển tiếp tục kiểm soát

hệ thống Nếu tín hiệu bộ cảm biến bánh xe biểu thị điều kiện các bánh xe có thể bị khóa kẹt, bộ

điều khiển sẽ sử dụng tín hiệu áp dụng vào cơ cấu thắng để bắt đầu pha điều khiển

FUSIBLE

LINK

AND MODULE RELAY

REAR WHEELS LEET FRONT FRONT |

J OW INPUT ware RELAY ‘MONITOR 'WHEEL S0LEND10 [^^ SẺ

’

ị sounstate | Current Ý

cowrage =f

Hình 4-25 Sơ đồ mạch của rdle Solenoid ABS Corvett