Khóa luận khảo sát hệ thống phanh chống hãm cứng bánh xe ANTI LOCK braking system (ABS) trên xe toyota VIOS

Ở nước ta, số người sử dung 6 tô ngày càng nhiều cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, mật độ ô tô lưu thông trên đường ngày càng cao dẫn đến tai nạn giao thông ngày càng nhiều.Do đó

1 Téng quan

1.1 Muc dich, y nghia dé tai:

1.2 Sơ lược hệ thống phanh trang bị ABS

1.2.1.Công dụng,yêu cầu hệ thống phanh

1.2.1.1 Công dụng

1.2.1.2 Yêu cầu

1.2.1.3.Phân loại hệ thống phanh

1.2.2.Chức năng nhiệm vụ ABS ,phân loại ABS

1.2.2.1.Chức năng nhiệm vụ ABS:

1.2.2.2.Phân loại ABS

1.2.3.Sơ đồ nguyên lý làm việc, một số sơ đồ điển hình

1.2.3.1.Sơ đồ nguyên lý làm việc

1.2.3.2.Một số sơ đồ điển hình

1.3.Giới thiệu tông quan về xe TOYOTA VIOS

1.3.1.Giới thiệu vê động cơ

1.3.5.Hệ thống điều hòa không khí

2.Hệ thống phanh trên xe TOYOTA VIOS

2.1.Sơ đồ và nguyên lý làm việc hệ thống phanh trên xe TOYOTA VIOS

2.1.1.Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS

2.1.2.Nguyên lý làm việc

2.,1.2.1.Khi không phanh

2.1.2.2.Khi phanh ABS chưa làm việc

2.1.2.3.Khi phanh ABS làm việc

2.2.Kết cầu và bộ phận chính

2.2.1.Cơ cầu phanh

2.2.1.1.Cơ cầu phanh trước

2.2.1.2.Cơ cầu phanh sau

2.2.2.Xy lanh chính

2.2.3.Các cảm biến

2.2.4 Khối điều khiển điện tử ECU

2.2.5 Khối thuỷ lực- điện tử (Electric-hydraulic Unit)

2.2.6 Bộ phân phối lực phanh điện tử (EBD)

3.Tính toán và kiêm nghiệm hệ thống phanh trên xe TOYOTA VIOS

3.1.Momen phanh ở cầu trước và cầu sau

3.2 Xác định mô men phanh do các cơ cầu phanh sinh ra

3.2.1 Đối với cơ cầu phanh trước

3.2.2 Đối với cơ câu phanh sau

3.2.3.Quan hệ áp suất phanh trước và phanh sau

3.3 Lực tác dụng lên bàn đạp phanh

3.4 Tính toán các chỉ tiêu phanh

3.4.1 Gia tốc chậm dần khi phanh

3.4.2 Thời gian phanh

3.4.3 Quãng đường phanh

4 Các hư hỏng và biện pháp khắc phục hệ thống phanh chính TOYOTA VIOS

4.1 Những công việc báo dưỡng cần thiết

4.2 Sửa chữa hư hỏng một số chỉ tiết, bộ phận chính

4.3.Kiểm tra hệ thống ABS

4.4.Kiểm tra hệ thống chuẩn đoán

LOI NOI DAU

Trong những năm gần đây, do nhu cầu xã hội ngày càng phát triển, kéo theo

mọi hoạt động trong đời sống xã hội đều phát triển theo xu hướng hiện đại hóa

nên đòi hỏi phải có những phương tiện hiện đại phục vụ cho con người Do đó

song song với sự phát triển của mọi ngành nghề thì công nghệ ôtô cũng có sự thay đôi khá lớn Nhu cầu của con người dần dần được đáp ứng về các mặt tiện nghỉ, kinh tế, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, trong đó vẫn đề an toàn được đặt lên hang đầu Ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật đã đạt được, các nhà sản xuất bắt tay vào nghiên cứu, chế tạo hệ thống phanh ABS với những tính năng ưu việt: chống bó cứng bánh xe khi phanh, ôn định hướng, nhằm hạn chế những tai nạn đáng tiếc có thê xảy ra

Từ vấn đề đó, với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn tận tình của

giáo viên hướng dẫn, em quyết định thực hiện đề tài “KHẢO SÁT HỆ THONG PHANH CHONG HAM CUNG BANH XE _ ANTI-LOCK

BRAKING SYSTEM (ABS) TREN XE TOYOTA VIOS”

Trong thời gian thực hiện đề tài do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định Em rất mong sự giúp đỡ, ý kiến đóng góp của quý thầy cô cùng tất cả các

ban dé dé tài được hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Việt Hải cùng các thầy

cô giáo trong bộ môn cùng các bạn đã giúp em hoàn thành đô án này

Đà nẵng, ngày 29 tháng 05 năm 2009

Sinh viên thực hiện

PHAN THƯỜNG ĐẠT

1 Tổng quan

1.1 Mục đích, ý nghĩa đề tài

Hiện nay ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và vận chuyên hàng hoá cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiện giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển Ở nước ta, số người sử dung 6

tô ngày càng nhiều cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, mật độ ô tô lưu thông trên đường ngày càng cao dẫn đến tai nạn giao thông ngày càng nhiều.Do đó để đảm bảo tính an toàn vấn đề tai nạn giao thông là một trong những hướng giải quyết cần thiết nhất,luôn được quan tâm của các nhà thiết kế và chế tạo ôtô mà hệ thống phanh đóng vai trò rất quan trọng

Phanh sử dụng ABS là một trong hai công nghệ bồ sung cho hệ thống phanh hữu dụng nhất của ngành công nghiệp ôtô thời gian gần đây Vai trò chủ yếu của ABS là giúp tài xế duy trì khả năng kiểm soát xe trong những tình huống phanh gấp

Cũng vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ

Đối với sinh viên ngành cơ khí giao thông việc khảo sát, thiết kế, nghiên cứu về hệ

thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn Đó là lý do em chọn đề tài “KHẢO SÁT

HE THONG PHANH TREN XE TOYOTA VIOS”.Dé giai quyét van dé nay thi trudéc hết ta cần phải hiểu rõ về nguyên lý hoạt động, kết cấu các chỉ tiết, bộ phận trong hệ thống phanh Từ đó tạo tiền đề cho việc thiết kế, cải tiến hệ thống phanh nhằm tăng hiệu quả phanh, tăng tính ôn định hướng và tính dẫn hướng khi phanh, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đám bảo an toàn chuyên động và tăng hiệu quả chuyển động của ô tô

Hệ thống phanh xe TOYOTA VIOS là hệ thống phanh dẫn động thủy lực sử dụng ABS,hiện nay đang sử dụng rộng rải cho các đời xe hiện nay

1.2 Sơ lược hệ thống phanh trang bi ABS

1.2.1.Công dụng,yêu cầu hệ thống phanh

1.2.1.1 Công dụng:

Hệ thống phanh dùng đề:

- Giảm tốc độ của ô tô máy kéo cho dến khi dừng hắn hoặc đến một tốc độ cần thiết nào đó

- Ngoài ra hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại

chỗ trên các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang

Với công dụng như vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng

Nó đảm bảo cho ô tô máy kéo chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc Nhờ thế

ô tô máy kéo mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và

năng suất vận chuyên

1.2.1.2 Yêu cầu:

Hệ thống phanh can đảm bảo các yêu cầu chính sau:

- Làm việc bền vững, tin cậy

- Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp nguy hiểm

- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghỉ và an toàn

cho hành khách và hàng hóa

- Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn chế

- Đảm bảo tính ôn định và điều khiển khi phanh

- Không có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thắng đứng và khi quay vòng

- Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ôn dịnh trong mọi điều kiện sử dụng

- Có khả năng thoát nhiệt tốt

- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiến

nhỏ

Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyên động trong mọi trường hợp, hệ thống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh:

- Phanh làm việc: phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ở mọi

chế độ chuyên động, thường được điều khiển bằng bàn đạp nên còn được gọi là phanh

chân

- Phanh dự trữ: dùng phanh ô tô máy kéo khi phanh chính hỏng

- Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ Dùng để giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc Phanh này thường được điều khiến bằng

tay đòn nên còn được gọi là phanh tay

- Phanh chậm dần: trên các ô tô máy kéo tải trọng lớn (như: xe tải, trọng lượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn; xe khách, trọng lượng lớn hơn Š tan) hoặc làm việc ở vùng đôi núi, thường xuyên phải chuyển động xuống các dốc đài, còn phải có loại phanh thứ tư

là phanh chậm dan, ding dé:

+ Phanh liên tục, giữ cho tốc độ ô tô máy kéo không tăng quá giới hạn cho phép khi xuống dốc

+ Để giảm dẫn tốc độ ô tô máy kéo trước khi dừng hắn

Các loại phanh trên có thể có các bộ phận chung và kiêm nhiệm chức năng của nhau nhưng chúng phải có ít nhất là hai bộ phận là điều khiển và dẫn động độc lập

Ngoai ra con dé tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh chính còn được phân

thành các dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn làm

việc bình thường

Đề có hiệu quả phanh cao:

- Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn

- Phân phối mômen phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn

bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh Muốn vậy lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên chúng

- Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực hay dùng dẫn động

khí nén hoặc bơm thủy lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng lớn

Để đánh giá hiệu quả phanh người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính: gia tốc chậm

dan và quãng đường phanh.Ngoài ra cũng có thê sử dụng các chỉ tiêu khác, như: lực

phanh hay thời gian phanh

Các chỉ tiêu quy định về hiệu quả phanh cho phép do từng quốc gia hay từng

hiệp hội qui định riêng dựa vào nhiều yếu tố, như: nguồn gốc và chủng loại các ô tô

đang lưu hành, điều kiện đường xã, trình độ tổ chức kiểm tra kỹ thuật, các trang thiết

bị kiểm tra

Khi phanh bằng phanh dữ trữ hoặc bằng các hệ thống khác thực hiện chức năng

của nó, gia tốc chậm dần cần phải đạt 3m/⁄s” đối với ô tô khách và 2,8m/s” đối với ô tô

tải

Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu quả phanh được đánh giá bằng tổng lực

phanh thực tế mà các cơ cấu phanh của nó tạo ra Khi thử (theo cả hai chiều: đầu xe

hướng xuống đốc và ngược lại) phanh dừng phải giữ được ô tô máy kéo chở đầy tải và động cơ tách khỏi hệ thống truyền lực, đứng yên trên mặt đốc có độ nghiêng không nhỏ hơn 25%,

Hệ thống phanh chậm dần phải đảm bảo cho ô tô máy kéo khi chuyển động xuống các dốc dài 6km, độ đốc 7%, tốc độ không vượt quá 30+2 km/h, mà không cần

sử dụng các hệ thống phanh khác Khi phanh băng phanh này, gia tốc chậm dần của ô

tô máy kéo thường đạt khoáng 0,6+2,0 m/sZ

Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái được cảm giác, điều khiển

được đúng cường độ phanh, dẫn động phanh cần phải có cơ cầu đảm báo quan hệ tỷ lệ

thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh tạo ra ở bánh

xe Đồng thời không có hiện tượng tự siết khi phanh

Đề đảm bảo tính ôn định và điều khiển cảu ô tô máy kéo khi phanh, sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thê phải thỏa mãn các điều kiện sau:

-Lực phanh trên các bánh xe phải và trái của cùng một cầu phải bằng nhau Sai lệch cho phép không được vượt quá 15% lực phanh lớn nhất

-Không xảy ra hiện tượng khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh Vì: các bánh

xe trước trượt sẽ làm cho ô tô máy kéo bị trượt ngang; các bánh xe sau trượt có thể làm

ô tô máy kéo mất tính điều khiển, quay đầu xe Ngoài ra các bánh xe bị trượt còn gây mòn lốp, giám hiệu quả phanh do giảm hệ số bám

Dé dam bao yêu cầu này, trên ô tô máy kéo hiện đại người ta sử dụng các bộ điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking System- ABS)

1.2.1.3.Phân loại hệ thống phanh

- Theo vị trí bố trí cơ cấu phanh, phanh chia ra các loại: phanh bánh xe và

phanh truyền lực

- Theo dạng bộ phận tiến hành phanh (phần tử ma sát), phanh chia ra: phanh

guốc, phanh đĩa và phanh dái

- Theo loại dẫn động, phân chia ra: phanh cơ khí, phanh thủy lực, phanh khí nén, phanh điện từ và phanh liên hợp (kết hợp các loại khác nhau)

pile

Hình 1-1 Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính a-Phanh trông-guôc; b-Phanh đĩa; c- Phanh dải

1.2.2.Chức năng nhiệm vụ ABS ,phân loại ABS

1.2.2.1.Chức năng nhiệm vụ ABS,

ABS thực ra là công nghệ điện tử thay thế cho phương pháp phanh hiệu quá nhất (đặc biệt trên mặt đường trơn trượt) là đạp - nhả pê-đan liên tục, cảm nhận dấu hiệu rê bánh để xử lý Do việc thực hiện kỹ thuật này không đơn giản mà các chuyên gia ôtô ở hãng Bosch, Đức, đã nghiên cứu, chế tạo cơ cầu ABS bao gồm các cảm biến lắp trên

bánh xe (ghi nhận tình trạng hoạt động); bộ xử lý điện tử CPU và thiết bị điều áp (đảm

nhiệm thay đôi áp suất trong piston phanh)

Trong trường hợp phanh gấp, nếu CPU nhận thấy một hay nhiều bánh cĩ tốc độ quay chậm hơn mức quy định nào đĩ so với các bánh cịn lại, thơng qua bơm và van thủy lực, ABS tự động giảm áp suất tác động lên đĩa (quá trình nhá), giúp bánh xe khơng bị hãm cứng (hay cịn gọi là "bĩ")

Tương tự, nếu một trong các bánh quay quá nhanh, máy tính cũng tự động tác động

lực trở lại, đảm bảo quá trình hãm Để thực hiện được điều này, hệ thống sẽ thực hiện

động tác ép - nhả má phanh trên phanh đĩa khoảng 15 lần mỗi giây, thay vì tác động

một lần cực mạnh khiến bánh cĩ thể bị "chết" như trên các xe khơng cĩ ABS

Các bộ điều chỉnh lực phanh, bằng cách điều chỉnh sự phân phối áp suất trong dẫn

động phanh các bánh xe trước và sau, cĩ thể đảm bảo:

- Hoặc hãm cứng đồng thời các bánh xe (để sử dụng triệt để trọng lượng bám và

tránh quay xe khi phanh)

KHANG CỌABS

Y CỌABS

a

Hinh 1-2 Qua trinh phanh co va khéng co ABS trén doan duong cong

- Hoặc hãm cứng các bánh xe trước (để đảm bảo điều kiện ơn định)

Tuy nhiên quá trình phanh như vậy vẫn chưa phải là cĩ hiệu quả cao và an tồn

nhất vì:

- Khi phanh ngặt, các bánh xe vẫn cĩ thê bị hãm cứng và trượt dọc Các bánh xe trượt lết trên đường sẽ gây mịn lốp và giảm hệ số bám

- Các bánh xe bị trượt dọc hồn tồn, cịn mắt khả năng tiếp tục nhận lực ngang

và khơng thê thực hiên quay vịng khi phanh trên đoạn đường cong hoặc đơi hướng để tránh chướng ngại vật (hình 1.2), đặc biệt là trên các mặt đường cĩ hệ số bám thấp Do

đĩ dễ gây ra những tai nạn khi phanh

Vì vậy mục tiêu của hệ thống phanh ABS là giữ cho bánh xe trong quá trình phanh

cĩ độ trượt thay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị Ap, khi đĩ hiệu quá phanh cao nhất

(lực phanh đạt giá tri cực đại đo giá trị ọ„a„) đồng thời tính ổn định và tính dẫn hướng

của xe là tốt nhất (py đạt giá trị cao), thỏa mãn các yêu cầu cơ bản của hệ thống phanh

là rút ngắn quảng đường phanh, cải thiện tính ốn định và khả năng điều khiến lái của

xe trong khi phanh

Quảng đường phanh: Trong tính toán động lực học quá trình phanh, quảng đường phanh x được xác định theo phương trình sau:

M: là khối lượng của xe

Vọ: là vận tốc ban đầu khi bắt đầu phanh

Vz là vận tốc cuối cùng

Ta thấy quãng đường phanh đến khi xe dừng hắn (V; = 0) phụ thuộc vào vận tốc ban đầu (Vọ), khối lượng M của xe và lực phanh F; Khi lực phanh đạt cực đại thì quảng đường phanh là ngăn nhất (xem các nhân tố khác giữ nguyên giá trị) Theo hình

1.3, nếu giữ cho qua trình phanh xảy ra 6 vung lan can Ao thi sé đạt được lực phanh cực đại, khi đó quảng đường phanh là ngắn nhất

Tính 6n định chuyên động và tính ổn định hướng: Duy trì khả năng bám ngang trong vùng có giá trị đủ lớn nhờ vậy làm tăng tính ôn định chuyển động và ôn định quay vòng khi phanh “xét theo quan điểm về độ trượt” Tuy nhiên do sự khác biệt thường xuyên của tải trọng và hệ số bám trên các bánh xe và các bánh xe được điều khiển một cách độc lập với cùng một ngưỡng gia tốc nên lực phanh trên các bánh xe sẽ khác nhau Sự khác biệt lực phanh trên các bánh xe trái phải sẽ tạo ra mô men quay

vòng cưỡng bức quanh trục thắng đứng (trục thăng đứng đi qua trọng tâm xe nếu tông

lực phanh của các bánh xe bên trái khác tổng lực phanh của các bánh xe bên phái) Mô men quay vòng cưỡng bức sẽ làm lệch hướng chuyển động của xe khi phanh, làm giảm 6n định chuyển động Đối với xe du lịch mô men quán tính của khối lượng nhỏ, vận tốc đâm xe lớn có thể gây nguy hiểm khi phanh Ngoài ra trạng thái trượt của các

bánh xe ở các cầu khác nhau cũng làm thay đổi đặc tính quay vòng của xe khi phanh,

nêu độ trượt của bánh xe câu trước lớn hơn câu sau dẫn đến góc lệch hướng trước lớn

hơn góc lệch hướng sau thì xe có xu hướng quay vòng thiếu, nếu độ trượt của bánh xe sau lớn hơn bánh xe trước thì xe có xu hướng quay vòng thừa

quay L Dung sai 1 Lực

Hình 1-3 Sơ đô biểu diễn hệ số trượt trên các loại đường

Tỉ số trượt: Tỉ số khác biệt giữa tốc độ xe và tốc độ bánh xe

Tỉ số trượt = (tốc độ xe — tốc độ bánh xe).100%/tốc độ xe

Tỉ số trượt 0% là trạng thái bánh xe quay tự do không có lực cản

Tỉ số trượt 100% là trạng thái trong đó bánh xe bị bó cứng hoàn toàn và trượt trên mặt đường

Mối quan hệ giữa lực phanh và tỉ số trượt được biểu diễn bởi đồ thị Bằng dé thi ta

có thê dễ dàng hiểu được mối liên hệ giữa lực phanh và hệ số trượt Lực phanh không

nhất thiết cân đối với tỷ số trượt Vì vậy để đảm bảo lực phanh lớn nhất thì tỷ số trượt

năm trong vùng dung sai trượt ABS

Từ những kết quả phân tích lý thuyết và thực nghiệm cho thấy răng đối với ABS

thì hiệu quả phanh và ôn định phanh phụ thuộc chủ yếu vào việc lựa chọn sơ đồ phân phối các mạch điều khiển và mức độ độc lập hay phụ thuộc của việc điều khiển lực

phanh tại các bánh xe Sự thỏa mãn đồng thời hai chỉ tiêu hiệu quả phanh và ổn định

khi phanh là khá phức tạp và là vấn đề đã và đang nghiên cứu của các nhà chuyên

môn

Các hệ thống hãm cứng bánh xe khi phanh có thể sử dụng nguyên lý điều chỉnh sau

10

Theo gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh

Theo giá trị độ trượt cho trước

- _ Theo giá trị của tỷ số vận tốc góc của bánh xe với gia tốc chậm dần của nó

Ở các loại đường nhựa khô, hệ số bám dọc vẫn tương đối cao Tuy nhiên hệ số bám

ngang ọy nhỏ, do đó không đảm bảo được lực bám ngang, làm cho xe mat tính 6n định hướng khi phanh Vì vậy trang bị ABS trên xe sẽ vẫn rất cần thiết để đảm bảo hiệu quả phanh tốt nhất Qua thực nghiệm người ta thấy răng khi có trang bị hệ thống ABS:

® Đường nhựa khô: hiệu quả phanh đạt khoảng 115% (tăng 15% so với không có

ABS)

e Duong đóng băng: hiệu quả phanh đạt khoảng 150% (tăng 50% so với không

co ABS)

Tóm lại khi có trang bị hệ thống ABS:

- Lợi về hiệu quả phanh (lực phanh lớn hơn do hệ số bám luôn ở phạm vi giá trị @ma„ )

- Lợi về tính ôn định ngang do ọy„ còn đủ lớn giúp cho xe ôn định ngang

1.2.2.2.Phân loại ABS

Mặc dù có chung một nguyên lý làm việc, nhưng các ABS có thể được thiết kế theo

nhiều sơ đồ kết cầu và biện pháp điều chỉnh áp suất khác nhau Hệ thống ABS được

phân loại theo các phương pháp sau:

- Theo phương pháp điều khiển, ABS có thể chia thành hai nhóm lớn: điều khiển bằng cơ khí và điều khiến điện tử

Hình 1.4 đưới đây là sơ đồ phân loại hệ thống ABS đã được các hãng trên thế giới chê tạo:

11

ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TU ĐIỀU KHIỂN CO KHÍ

Hình 1.4 Sơ đô phán loại hệ thong ABS

Hinh 1.5 Cac phương pháp điều chỉnh áp suất phanh

a- Dùng bơm hôi dầu; b- Xả dầu về đường hồi; c-Dùng piston đối áp

1- Bơm dầu; 2- Bình tích năng; 3- X1 lanh chính; 4- Van nạp; 5- Van xả;

6- Cơ cầu phanh; 7- Đường hồi dầu; 8- Van điện từ chính

- Theo thành phần kết cấu, các ABS điều khiến điện tử chia ra:

s°Loại dùng kết hợp với xi lanh chính của hệ thống phanh cô điển (còn gọi là loại

không tích hợp)

eLoại bán tích hop

*Loai tich hop

- Theo phương pháp điều chỉnh (giảm) áp suất, chia ra:

Dùng bình tích năng và bơm hồi dầu

Dùng van xá dầu về bình chứa

‘Ding piston déi áp

13

- Ngoài ra các ABS còn có thê phân loại theo số lượng cảm biến và số dòng dẫn

động điều khiến riêng rẽ

1.2.3.Sơ đồ nguyên lý làm việc, một số sơ đồ điển hình

1.2.3.1.Sơ đồ nguyên lý làm việc

Hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS thực chất là một bộ điều chỉnh lực phanh có mạch liên hệ ngược Sơ đồ khối điển hình của một ABS có dạng như trên hình 1.6

gôm:

Hình 1.6 Sơ đồ tổng quát của hệ thông chỗng hãm cứng banh xe

1- Cảm biến tốc độ; 2- Bộ phận điều khiển; 3- Cơ cấu thực hiện; 4- Nguồn năng lượng; 5- Xilanh chính hoặc tong van khí nén; 6- Xilanh bánh xe hoặc bầu

phanh

- Bộ phận cảm biến 1, bộ phận điều khiển 2, bộ phận chấp hành hay cơ cầu thực hiện 3 và nguồn năng lượng 4

- Bộ phận cảm biến 1 có nhiệm vụ phản ánh sự thay đổi của các thông số được chọn

để điều khiển (thường là tốc độ góc hay gia tốc chậm dần của bánh xe hoặc giá trị độ

trượt) và truyền tín hiệu đến bộ phận điều khiển 2 Bộ phận 2 sẽ xử lý tín hiệu và truyền đến cơ cấu thực hiện 3 để tiến hành giảm hoặc tăng áp suất trong dẫn động phanh

- Chất lỏng được truyền từ xi lanh chính (hay tổng van khí nén) 5 qua 3 đến các xi

lanh bánh xe (hay bầu phanh) 6 để ép các guốc phanh và thực hiện quá trình phanh

Để hiểu được nguyên lý làm việc của hệ thống chống hãm cứng bánh xe, ta khảo sát quá trình phanh xe như trên hình 1.7

14

Khao sat hé thong phanh ABS trén xe TOYOTA VIOS

M; = Jg(doœ/dÙ) |

Hình 1.7 Các lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh

Nếu bỏ qua mômen cản lăn rất nhỏ và để đơn giản coi Z„„ = const, thi phương trình cân bằng mô men tác dụng lên bánh xe đối với trục quay của nó khi phanh, có dạng:

do,

M,-M,-%,( 3 )=0

1

Ở đây:M, - Mô men phanh tạo nên bởi cơ cầu phanh

M, - Mô men bám của bánh xe với đường

J› - Mô men quán tính của bánh xe

Sự thay đổi M,, Mg, va & theo d6 truot duge thé hién trén hình 1.8

- Doan O - 1 - 2 biểu diễn quá trình tăng Mỹ khi đạp phanh Hiệu (M; - M,) tỷ lệ với gia tốc chậm dan s„ của bánh xe Hiệu trên tăng nhiều khi đường M, di qua diém cực đại Do đó sau thời điểm này, gia tốc s„ bắt đầu tăng nhanh Sự tăng đột ngột của

gia tốc e; chứng tỏ bánh xe sắp bị hãm cứng và được sử dụng làm tín hiệu vào thứ nhất

để điều khiển làm giảm áp suất trong dòng dẫn động Do có độ chậm tác dụng nhất định nào đó (phụ thuộc vào tính chất hệ thống), sự giảm áp suất thực tế bắt đầu từ điểm 2

- Do M; giảm, e, giảm theo và băng không ở điểm 3 (khi M, - M,) Vào thời điểm

tương ứng với điểm 4 —- mô men phanh có giá trị cực tiêu không đổi

- Trên đoạn từ điểm 3 đến điểm 6, mô men phanh nhỏ hơn mô men bám, nên xảy ra sự tăng tốc bánh xe Sự tăng gia tốc góc bánh xe được sử đụng làm tín hiệu vào thứ hai để điều khiến tăng áp suất trong hệ thống phanh (điểm 5)

- Khi tốc độ góc bánh xe tăng lên, độ trượt giảm và bởi vậy œ và M, cũng tăng lên

- Tiếp theo, chu trình lặp lại Như vậy, trong quá trình điều khiển, bánh xe lúc thì tăng

tốc lúc thì giảm tốc và buộc Mụ phải thay đổi theo chu trình kín 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 1,

giữ cho độ trượt của bánh xe dao động trong giới hạn Ày + A, (hinh 1.9), dam bao cho

hệ số bám có giá trị gần với cực đại nhất

Trên hình 1.9 là đồ thị biểu diễn quá trình thay đổi áp suất trong dẫn động và gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh có ABS theo thời gian

Hình 1.9 Sự thay đổi áp suất trong dân động (a) và gia tốc chậm dân của bánh xe

(b) khi phanh co ABS

16

Hình 1.9a cho thấy, quá trình phanh với ABS nói chung có 3 giai đoạn (3pha): tăng

áp suất(1 >2), giảm áp suất (2 >4) và duy trì (giữ) áp suất (4 >5) ABS làm việc với

3 giai đoạn như vậy gọi là ABS 3 pha Một số ABS có thê không có pha duy trì áp suất- gọi là ABS 2 pha

Với các hệ thống chống hãm cứng bánh xe hiện nay, hệ số trượt thay đổi trong khoảng À; + À¿ = (15 + 30)% Tần số thay đôi áp suất trong dẫn động khí nén khoảng (3 + 8) Hz còn trong dẫn động thủy lực đến 20Hz

Dé thay rõ vai trò của ABS có thê tham khảo số liệu trong bảng 1.1 nhận được khi

thử nghiệm xe du lịch trong hai trường hợp có và không có ABS và đồ thị quá trình

phanh trên hình 1.10; 1.11

Bảng 1-1 Kết quả thí nghiệm khi phanh ôtô du lịch có trang bị ABS

(môi bánh xe có một cảm biên và điêu khiên riêng)

phanh V(m⁄s) | Có ABS Không ABS quả phanh (%)

Đạp phanh

thiết kế cho các loại xe thể thao, xe tải nặng, vì các loại xe này rất dễ bị hãm cứng

bánh sau khi phanh trong trường hợp non hoặc không tải

Hình 1.12 Sơ đô ABS 1 kênh 1 cảm biển

1- Cam biến tốc độ; 2- Xy lanh chính; 3- Khối thủy lực; 4- Cơ cầu cung cấp năng

lượng; 5- Bơm cao áp; 6- Rơle điện ; 7- Xy lanh bánh xe

18

Sơ đồ hình 1.12 sử dụng một cảm biến tốc độ bánh xe với vòng răng cảm biến đặt trên bánh răng vành chậu của bộ vi sai cầu sau (tài liệu tham khảo [6]) Sơ đồ này hai bánh sau được điều khiển chung theo modun chọn thấp (select low mode), tức là bánh

xe nào có khá năng bám thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cả cầu sau

Hình 1-13 Sơ đồ ABS 3 kênh 3 cảm biến

Sơ đồ hình 1.13 sử dụng hai cảm biến tốc độ bánh xe đặt ở các bánh xe cầu trước và

một cảm biến tốc độ bánh xe với vòng răng cảm biến đặt trên bánh răng vành chậu của

bộ vỉ sai cầu sau (tài liệu tham khảo [4])

Hình 1-14 Sơ đô ABS 3 kênh 4 cảm biến

19

Trên hình 1.14 là so dé ABS 3 kênh có 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe và 4 van điều khiển (tài liệu tham khảo [4]) Phương án này hai bánh trước được điều khiển độc

lập, hai bánh sau được điều khiến chung theo modul thấp (select low mode), tức là bánh xe nào có khả năng bám thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cá cầu sau Phương án này sẽ loại bỏ được mô men quay vòng cưỡng bức trên cầu sau tính ôn định tăng nhưng hiệu quá phanh giảm bot Hau hết các xe có bánh sau chủ động và nhiều xe bánh trước chủ động sử dụng ABS 3 kênh

ABS 4 kênh điều khiến phanh 4 bánh xe một cách riêng biệt Đây là hệ thống hoàn

chỉnh nhưng đất tiên nhât và yêu câu mỗi bánh xe phải có một cảm biên tôc độ riêng

Hình 1-15 Sơ đồ ABS 4 kênh 4 cảm biển

Trên hình 1.15 là sơ đồ ABS 4 kênh có 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe và 4 van

điều khiển độc lập (sử dụng phố biến cho xe động cơ đặt trước bánh trước chủ động) Với phương án này các bánh xe đều được tự động điều chỉnh lực phanh sao cho luôn nằm trong vùng có khả năng bám cực đại nên hiệu quả phanh là lớn nhất Tuy nhiên khi phanh trên đường có hệ số bám trái và phải không đều thì mô men quay vòng

cưỡng bức lớn tính ôn định giảm

1.3.Giới thiệu tống quan về xe TOYOTA VIOS

Bang 1-1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe TOYOTA VIOS

20

FM/AM,CD

23 _| Cửa khóa điều chỉnh từ xa

28 Hệ thông chông bó cứng phanh (ABS)

29 | Hệ thông phân phối lực phanh điện tử (EBD)

30 Hồ trợ lực phanh khan cap (BA)

31 Đèn bảo phanh trên cao

32 Túi khí (người lái và hành khách phía trước)

21

Sơ đồ tông thể:

Hinh 1.16 So do tong thé xe TOYOTA VIOS

Động cơ ô tô TOYOTA VIOS có những đặc điêm kết câu và những thông

số kỹ thuật như sau:

Dung tích x1 lanh V = 1497(cm’)

-ECU động cơ tích hợp chức năng điều khiển hộp số ECT

-Hệ thống thông tin đa chiều tốc độ cao ứng dụng cho việc trao đôi thông

tin giữa ECU động cơ và ECU ở các khu vực khác

1.3.2.Hệ thống truyền lực

1.3.2.1.Ly hợp

22

123 4 5 6 7 8 9 10 11

si

I-Vỏ ly hợp, 2-Bánh đà, 3-Tam ma sát, 4-Xương đĩa ly hợp, 5-Đĩa bị động, 6-Lò xo

giảm chan, 7 -Don mở, 8- Lò xo nón, 9- Vòng đẹm,10-Bu lông điều chỉnh đòn mở, 11-

Vú mỡ, 12-Truc chủ bị động, 13-Trục động, 14-Vòng răng, 15-Đinh tan, 16-Lò xo ép,

17-Ö bi tỳ, 18-Vành trượt đỡ ô bi ty, 19-Dai ốc điều chỉnh khe hở, 20-Cần đây, 21-

Vòng đẹm, 22-Nạng mở

Ly hợp là phần cơ câu có nhiệm vụ cắt và nối dòng truyền lực từ động cơ đến các bánh xe chủ động của ôtô theo yêu cầu của việc điều khiển.Sự cần thiết của ly hợp trên ôtô là do những lý do sau:

-Khi khởi hành ôtô thay đổi từ trạng thái đứng yên sang chuyển động với một quán tính rất lớn Vì thế động cơ không đủ sức kéo ôtô chuyển động ngay mà phải có

ly hợp thực hiện quá trình tăng tốc từ từ

-Khi chuyên số,tốc độ ôtô sẽ thay đổi tương ứng và tỷ số truyền được gài và có độ chênh lệch tốc độ góc lớn giữa các phần chủ động và bị động của hộp số Nếu không

có ly hợp tách động cơ ra khỏi hệ truyền lực thì quá trình chuyên số rất khó khăn,gây tải trọng động và va đập mạnh

-Khi phanh để giảm tải trọng động tác dụng lên hệ thống truyền lực cũng như ôtô

dừng lại nhanh,cũng cần có ly hợp để cắt dòng công suất từ động cơ truyền đến bánh

xe,

-Trong quá trình làm việc của ôtô,Ìy hợp càng cần thiết để đám bảo cho ôtô có thé

chuyên động với vận tốc rất nhỏ và động cơ không bị chết máy khi quá tải

23

-Nhờ sự trượt của mình ly hợp còn là co cầu an toàn,tránh cho hệ thống truyền lực

khỏi những tải trọng động lớn có thể xuất hiện trong vận hành

Hình I-18 Mặt cắt của biến mô thủy lực hộp SỐ tự động

1-Banh phản ứng ;2-Bánh bơm; 3-Bánh tua bm ;4-Khoá ly hợp ;Š5-Trục chủ động

;6-Khớp một chiều

Hộp số tự động gồm các bộ phận chính sau:

+ Bộ biến mô

+ Bộ bánh răng hành tính

+ Bộ điều khiển thuỷ lực

+ Bộ truyền động bánh răng cuối cùng

+ Các thanh điều khiển

Hệ dẫn động: 1 cầu

Sô tôc độ: 4 sô

24

1.3.3.Hé thong treo

-Hé thống treo trước: độc lập thanh giang Mc pherson

+ Giảm chắn trước:kết cầu mới gọn nhẹ do chỉ nối với thân xe bằng một điểm

+ Giảm chấn điều khí thấp áp Nạ ,van điều khiển dầu giảm chấn tuyến tính

nhiều lớp cho tính ôn định lái cao

+ Với một loạt ưu điểm là tăng độ võng tĩnh và động của hệ thống treo, tăng độ

êm dịu chuyển động Giảm được hiện tượng dao động các bánh xe dẫn hướng do hiệu

img momen con quay; tăng được khả năng bám đường, do đó tăng được tính điều

khiên và ôn định của xe

Hình 1.19 Bộ phận dẫn hướng loại một đòn của hệ thong treo độc lập

1-Giảm chắn, 2-Dầm cầu,3-thanh ôn định -Hệ thông treo sau: phụ thuộc với dầm cầu xoắn chữ H -Eta beam (không có thanh ồn

định)

Hình-1.20 Hệ thống treo phụ thuộc kiểu dâm xoắn chữ H —Eta beam

1-Giảm chắn, 2-Dâm cầu, Phần tử đàn hồi

25

1.3.4.Hệ thống lái

-Hệ thống lái dung trục vít bánh vít và bộ trợ lực là động cơ điện trên trục lái

-Tính kinh tế nhiêu liệu cao do động cơ không phải dẫn động bơm trợ lực lái như trước

-Dễ bảo dưỡng và sửa chữa do có ít cơ cẫu cơ học

-EMPS ECU sẽ phát hiện lực xoay của thanh xoắn nhờ cảm biến momen,qua đó sẽ

điều chỉnh dòng điện tới mô tơ điện một chiều

-Không dùng trợ lực khi động cơ dừng

Là loại điều hoà không tư động

-Sưởi ấm: Công suất 4000 (W)

-Giàn ngưng nhiều luồng,có hai tầng ngưng tụ khí ga có hiệu quả trao đổi nhiệt cao

-Máy nén loại cảnh xiên gọn nhẹ và vận hành êm

-Dùng loại ga:R134a,lượng ga nạp lại: 330 - 390g

2.Hệ thống phanh trên xe TOYOTA VIOS

2.1.Sơ đồ và nguyên lý làm việc hệ thống phanh trên xe TOYOTA VIOS

2.1.1.Sơ đồ hệ thông phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS

26

Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS

1,6- Đĩa phanh; 2-X1 lanh chính ; 3-Bầu trợ lực chân không ; 4-Bàn đạp phanh ; 5 —

Công tắt khởi động;7,13- Các cảm biến;§-Dòng dẫn động phanh trước;9-Đèn báo phanh;10-Đèn báo ABS;11-Bộ thuý lực và máy tính;12-Dòng dẫn động phanh trước 2.1.2.Nguyên lý làm việc

Khi không phanh, không có lực tác dụng lên bàn đạp phanh nhưng cảm biên tôc

độ luôn đo tốc độ bánh xe và gửi về khối điều khiển ECU khi xe hoạt động

2.1.2.2.Khi phanh ABS chưa làm việc

Khi người lái đạp phanh, rà phanh mà lực phanh chưa đủ lớn để xảy ra hiện tượng trượt bánh xe quá giới hạn cho phép, dầu phanh với áp suất cao sẽ đi từ tổng

phanh đến lỗ nạp thường mở của van nạp để đi vào và sau đó đi ra khỏi cụm thủy lực

mà không hề bị cản trở bởi bất kỳ một chỉ tiết nào trong cụm thủy lực Dầu phanh sẽ

được đi đến các xilanh bánh xe hoàn toàn giống với hoạt động của phanh thường

không có ABS

27

Hình 2-2 Khi phanh bình thường

1,5-Đĩa phanh; 2-X1 lanh chính; 3-Bau tro lực; 4-Bàn dap; 6,9-Cac cam bién;

7-Dòng dẫn dầu phanh sau; 8-Dòng dẫn dầu phanh trước

Khi phanh các xilanh bánh xe sẽ ép các má phanh vào đĩa phanh hay đĩa phanh tạo ra

lực ma sát phanh làm giảm tốc độ của bánh xe và của xe Ở chế độ này bộ điều khiển

ECU không gửi tín hiệu đến bộ chấp hành cụm thủy lực, mặc dù cảm biến tốc độ vẫn

luôn hoạt động và gửi tín hiệu đến ECU

2.1.2.3.Khi phanh ABS làm việc

Khi người lãi tác dụng lên bàn đạp phanh đủ lớn sé gây nên hiện tượng trượt

Khi hệ số trượt vượt quá giới hạn quy định (10+30%) thì ABS sẽ bắt đầu làm việc và

chê độ làm việc của ABS gôm các gia1 đoạn sau:

a Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất:

Khi phát hiện thấy sự giảm nhanh tốc độ của bánh xe từ tín hiệu của cảm biến

tốc độ và cảm biến gia tốc gửi đến, bộ điều khiển ECU sẽ xác định xem bánh xe nào bị

trượt quá giới hạn quy định

Sau đó, bộ điều khiển ECU sẽ gữi tín hiệu đến bộ chấp hành hay là cụm thuỷ

lực, kích hoạt các rơle điện từ của van nạp hoạt động để đóng van nạp (13) lại > cắt đường thông giữa xylanh chính và xylanh bánh xe Như vậy áp suất trong xilanh bánh

xe sẽ không đôi ngay cả khi người lái tiếp tục tăng lực đạp Sơ đồ làm việc của hệ

thống trong giai đoạn này như trên hình 2-3

28

Van điện; 8-Bình chứa dầu; 9-Cơ câu phanh; 10-Cảm biến tốc độ; 11-Roto cảm biến;

12-Nguồn điện; 13-Van nạp; 14-Van xả; 15-Khối ECU

b Giai đoạn giảm áp suất:

Hình 2-4 Giai đoạn giảm áp

1-Téng phanh; 2-Ong dẫn dầu; 3-Van điện; 4-Cuộn dây; 5-Van điện; 6-Bơm dầu; 7- Van điện; 8-Bình chứa dau; 9-Co cau phanh; 10-Cảm biến tốc độ; 11-Roto cảm biến;

12-Nguén dién; 13-Van nap; 14-Van xa; 15-Khéi ECU

29

Nếu đã cho đóng van nạp mà bộ điều khiến nhận thấy bánh xe vẫn có khả năng

bị hãm cứng (gia tốc chậm dần quá lớn), thì nó tiếp tục truyền tín hiệu điều khiển đến

rơle van điện từ của van xả (14) để mở van này ra, để cho chất lỏng từ xilanh bánh xe

đi vào bộ tích năng (8) và thoát về vùng có áp suất thấp của hệ thống > nhờ đó áp

suất trong hệ thống được giảm bớt (hình 2-4)

c Giai đoạn tăng áp suất:

Khi tốc độ bánh xe tăng lên (đo áp suất dòng phanh giảm), khi đó cần tăng áp

suất trong xilanh để tạo lực phanh lớn, khối điều khiển điện tử ECU ngắt dòng điện

cung cấp cho cuộn dây của các van điện từ, làm cho van nạp mở ra và đóng van xả

lại > bánh xe lại giảm tốc độ (hình 2.5)

Hinh 2-5 Giai doan tang ap

1-Téng phanh; 2-Ong dẫn dầu; 3-Van điện; 4-Cuộn dây; 5-Van điện; 6-Bơm dầu; 7- Van điện; 8-Bình chứa dầu; 9-Cơ câu phanh; 10-Cảm biến tốc độ; 11-Roto cảm biến;

12-Nguén dién; 13-Van nap; 14-Van xa; 15-Khéi ECU

Chu trình giữ áp, giảm áp và tăng áp cứ thế được lặp đi lặp lại, giữ cho xe được phanh

ở giới hạn trượt cục bộ tối ưu mà không bị hãm cứng hoàn toàn

2.2.Kết cầu và bộ phận chính

2.2.1.Cơ cầu phanh

2.2.1.1.Cơ cầu phanh trước

30

Dac diem ket câu các chi tiết và bộ phận chính:

Hình 2-6 Kết cấu đĩa phanh có xẻ rãnh thông gió

1-Ma Phanh, 2-Nap chặn, 3-Vỏ bộ xylanh thắng, 4-Tam chan, 5-Bu lông giữ, 6-Vong chặn dầu, 7-Nắp chụp chắn bụi, 8-Vít xả khi, 9-Ong dầu, 10-Bu long khóa, 11-

Kẹp đỡ xylanh thắng, 12-Dém cao su làm kín, 13-Đĩa phanh, 14-Lỗ kiểm tra má phanh, 15-Lỗ tản nhiệt đĩa phanh

Hé théng phanh xe TOYOTA VIOS gém:

Hệ thống phanh chính (phanh chân): Phanh trước và phanh sau là phanh đĩa điều khiển bằng thuý lực trợ lực chân không, có sử dụng hệ thống chống hãm 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 § + 13 mm Đĩa xẻ

rãnh thông gió dày 16 + 25 mm Đĩa ghép có thể có lớp lõi bằng nhôm 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 chống mòn và

giảm ma sắt, bề mặt làm việc của xi lanh được mạ một lớp crôm Khi x1 lanh được chế

tạo bằng hợp kim nhôm, cần thiết phải giám nhiệt độ đốt nóng dầu phanh Một trong

các biện pháp để giảm nhiệt độ của dầu phanh là giảm diện tích tiếp xúc giữa piston

với guốc phanh hoặc sử dụng các piston bằng vật liệu phi kim

+ Các thân má phanh: chỗ mà piston ép lên được chế tạo bằng thép lá

+ Tắm ma sát: của má phanh loại đĩa quay hở thường có diện tích bề mặt khoảng 12 + 16% diện tích bề mặt đĩa, nên điều kiện làm mát đĩa rất thuận lợi

Trên hình 1.10a, minh hoạ sự biến dạng của vòng làm kín tương ứng với cùng một áp

suất p và ba giá trị khe hở 1, J¿ và J¿ khác nhau: Với khe hở lớn như J;, vòng làm kin

có thể bị ép tụt ra khỏi rãnh lắp trên xi lanh Với khe hớ như J;, vòng làm kín sẽ hư

hỏng sau một thời gian ngắn do biến dang qua lén Khe hở với giá trị J¡ là vừa phải, với khe hở này, khi áp suất thôi tác dụng, vòng làm kín sẽ trở về trạng thía ban đầu Nhờ độ đàn hồi của các vòng làm kín 7 ( Hình 2.8c) và độ đảo chiều trục của đĩa, khi nhả phanh các má phanh luôn được giữ lại cách mặt đĩa một khe hở nhỏ Do đó không

đòi hỏi phải có cơ cấu tách các má phanh và điều chỉnh khe hở đặc biệt nào Tuy vậy,

trên một số xe kích cỡ lớn có thể có trang bi thêm cơ cầu điều chỉnh khe hở tự động

32

Hình 2-8 Biến dạng đàn hồi của vòng làm kín

a- Biến dạng của vòng làm kín tương ứng với các khe hở J\, J;, J; khác nhau và áp suất

Pp bang nhau; b, c- Trạng thái chưa làm việc và đang chỊu áp suat; 1- Piston; 2- Vong

lam kin; 3- Xilanh

- Áp suất phân bố đều trên bề mặt má phanh, do đó má phanh mòn đều

- Bảo dưỡng đơn giản do không phải điều chỉnh khe hở

- Lực ép tác dụng theo chiều trục và tự cân bằng nên cho phép tăng giá trị của

chúng để đạt hiệu quả phanh cần thiết mà không bị giới hạn bởi điều kiện biến dạng

của kết cầu Vì thế phanh đĩa có kích thước nhỏ gọn và đễ bố trí trong bánh xe

- Hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay và Ổn định hơn

- Điều kiện làm mát tốt hơn

Tuy vậy, phanh đĩa còn một số nhược điểm hạn chế sự sử dụng của nó là:

- Nhạy cảm với bụi ban va khé lam kin

- Cac dia phanh loai hé dé bi oxy héa, bi ban làm các má phanh mòn nhanh

- Áp suất làm việc cao nên các má phanh đễ bị nứt, xước

- Thường phải sử dụng các bộ trợ lực chân không dé tăng lực dẫn động, nên khi

động cơ không làm việc, hiệu quả dẫn động phanh thấp và khó sử dụng chúng đề kết

hợp làm phanh dừng

33

2.2.1.2.Cơ cầu phanh sau

Phanh sau là phanh đĩa điêu khiên băng thuỷ lực trợ lực chân không, có sử dụng hệ

Ở vị trí chưa làm việc, các pIston bị đây 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 cấp dầu (6)

Khi phanh piston bị đầy sang trái ép dầu phía trước piston đi đến xy lanh bánh xe Khi nhá phanh đột ngột dầu phía sau piston chui qua lỗ bù, bù vào khoảng không gian phía trước đầu piston

zy

2.2.3.Các cảm biên

Là 4 cảm biến riêng biệt cho từng bánh xe, nhận và truyền tín hiệu tốc độ của bánh xe về cho khối điều khén điện tử ECU

Cảm biến tốc độ bánh xe thực chất là một máy phát điện cỡ nhỏ Cấu tạo của nó gồm:

- Rô to: Có dạng vòng răng, được dẫn động quay từ trục bánh xe hay trục truyền lực nào đó

- Stato: Là một cuộn dây quấn trên thanh nam châm vĩnh cửu

Hình 2.1I Cảm biến tốc độ bánh xe sau

1- Nam cham vĩnh cửu; 2- Cuộn dây điện; 3- Cảm biến tốc độ, 4-Cảm biến tốc

độ , 5-Rôto cảm biên

35

B6 cam bién lam viéc nhu sau (hinh 2.12):

- Khi mỗi răng của vòng răng đi ngang qua nam châm thì từ thông qua cuộn dây sẽ tăng lên và ngược lại, khi răng đã đi qua thì từ thông sẽ giảm đi Sự thay đổi từ thông này sẽ tạo ra một suất điện động thay đôi trong cuộn dây và truyền tín 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 một đại lượng

đo tốc độ bánh xe Bộ điều khiển điện tử kiểm tra tần số truyền về của tất cả các cảm

biến và kích hoạt hệ thống điều khiển chống hãm cứng nếu một hoặc một số cảm biến cho biết bánh xe có khả năng bị hãm cứng

- Tân số và độ lớn của tín hiệu tỷ lệ thuận với tốc độ bánh xe Khi tốc độ của bánh xe

tăng lên thi tần số và độ lớn của tín hiệu cũng thay đổi theo và ngược lại

Hình 2.12 Sơ đồ cáu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biên tốc độ bánh xe -V

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

2.2.4 Khối điều khiến điện tử ECU

ECU là não bộ, trung tâm điều khiển của hệ thống, gồm hai bộ vi xử lý và các mạch khác cần thiết cho hoạt động của nó

ECU nhận biết được tốc độ quay của bánh xe, cũng như tốc độ chuyển động tịnh

tiến của xe nhờ tín hiệu truyền về từ các cảm biến tốc độ bánh xe Trong khi phanh sự

giảm tốc độ xe tùy theo lực đạp phanh, tốc độ xe lúc phanh, và điều kiện mặt đường ECU giám sát điều kiện trượt giữa bánh xe và mặt đường nhờ bộ kiểm tra sự thay đổi

36

tốc độ bánh xe trong khi phanh Nó xử lý và phát tín hiệu điều khiển cho khối thuỷ lực

cung cấp những giá trị áp suất tốt nhất trong 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 chức năng ABS nếu phát hiện hệ thống có trục trặc (như: Thiếu dầu, không đủ áp suất trợ lực hoặc mắt

tín hiệu từ các cảm biến tốc độ, .) lúc đó hệ thống điều khiển điện 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 sẽ được cảnh báo bằng đèn

ABS trên bảng điều khiển Việc xác định chính xác vị trí và tình trạng hư hỏng sẽ

được tiến hành thông qua mã chẵn 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 điều khiển khối thủy lực - điện tử Nếu các tín hiệu vào không đồng nhất — chan hạn khi hệ thống khóa cứng bánh xe bị lỗi thì các cầu chì và

phanh đảm bảo hoạt động theo phanh bình thường Đồng thời, đèn cảnh báo trên táp-lô

sẽ sáng lên để báo cho người lái biết

Các tín hiệu truyền về từ các cảm biến tốc độ đến ECU được chuyển đôi thành 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 tốc hoặc sự giảm tốc của mỗi bánh xe đến ECU Khi người lái xe tác dụng lên bàn đạp phanh, các bánh xe có thê giảm tốc đến giá trị khác nhau: Bằng việc so sánh tốc độ mỗi bánh xe với tốc độ tham khảo (reference speed) hệ thống có thê luôn luôn 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 giám lực phanh trên bánh trượt

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

bánh xe Ngay khi mối liên hệ ngưỡng gia tốc/giảm tốc và trượt vượt quá giới hạn, ECU điều khiến các van điện từ của khối thủy lực - điện tử bằng cách điều chỉnh áp

suất phanh theo 3 giai đoạn là gia tăng, duy trì và giảm áp suất ECU điều khiển các

giai đoạn khác nhau ứng với cung cấp xung cường độ điện thế khác nhau đến các van

điện từ

37