Khai thác kỹ thuật, nghiên cứu quy trình kiểm tra, chẩn đoán sửa chữa hệ thống phanh trên xe Ford Escape 2007

Để đáp ứng được những yêu cầu đó thì các hệ thống điều khiển trên ô tô nóichung và hệ thống phanh nói riêng phải có sự hoạt động an toàn, chính xác, độ bềncao… Ngày nay, công nghệ cơ điệ

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN I NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN II MỤC LỤC III DANH MỤC BẢNG BIỂU VI DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ VII

KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT X LỜI NÓI ĐẦU XI

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.1.2 Mục tiêu của đề tài 2

1.1.3 Nội dung của đề tài 2

1.1.4 Phương pháp nghiên cứu đề tài 2

1.2 Công dụng, yêu cầu, phân loại của hệ thống phanh 3

1.2.1 Công dụng 3

1.2.2 Yêu cầu 3

1.2.3 Phân loại 4

1.3 Ý tưởng về chức năng của hệ thống phanh ABS 4

1.4 Ưu khuyết điểm của hệ thống phanh ABS 6

1.5 Các phương án bố trí hệ thống điều khiển của ABS 7

CHƯƠNG II: HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE FORD ESCAPE 2007 11

2.1 Giới thiệu chung về xe Ford Escape 2007 11

2.1.1 Xe Ford Escape 2.3L 4x2 XLS 11

2.1.2 Thông số kỹ thuật của xe Ford Escape 2007 12

2.2 Hệ thống phanh trên xe Ford Escape 2007 15

2.2.1 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống phanh ABS 15

2.2.2 Hệ thống phanh ABS kết hợp EBD 20

2.2.3 Nguyên lý làm việc chung của hệ thống ABS kết hợp EBD 22

2.3 Kết cấu các bộ phận chính của hệ thống phanh xe Ford Escape 2007 24

2.3.1 Cơ cấu phanh 24

2.3.2 Dẫn động phanh 25

2.3.3 Trợ lực phanh 26

2.3.4 Bộ điều khiển ABS 28

2.3.5 Cảm biến tốc độ xe 29

2.3.6 Cảm biến giảm tốc 30

2.3.8 Hộp điều khiển điện tử 32

2.3.9 Bộ chấp hành thuỷ lực 35

CHƯƠNG III: QUY TRÌNH KIỂM TRA, CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE FORD ESCAPE 2007 37

3.1 Kiểm tra sơ bộ 37

3.1.1 Kiểm tra tổng hợp khi xe đứng yên 37

3.1.2 Kiểm tra tổng hợp cho xe chạy 37

3.1.3 Kiểm tra hệ thống dây điện 38

3.2 Quy trình chẩn đoán hệ thống phanh thông thường 39

3.2.1 Chẩn đoán hư hỏng thông thường 39

3.2.2 Chẩn đoán những hư hỏng bằng đèn báo 42

3.3 Chẩn đoán hệ thống ABS 43

3.3.1 Quy trình đọc DTCs 44

3.3.2 Quy trình xóa DTCs 44

3.3.3 Theo dõi và ghi lại PID/dữ liệu 45

3.3.4 Quy trình hoạt động chế độ lệnh 45

3.4 Chẩn đoán các hư hỏng của hệ thống ABS 47

3.4.1 Không báo đèn ABS cũng không báo đèn cảnh báo phanh hệ thống khi khoá điện được chuyển sang vị trí ON 48

3.4.2 Đèn báo ABS không sáng khi khoá điện được chuyển sang vị trí ON 49

3.4.3 Đèn báo hệ thống phanh không sáng khi khoá điện được chuyển sang vị trí ON 49

3.4.4 Cả hai đèn báo ABS và đèn báo phanh hệ thống sáng trên 4 giây hoặc hơn khi khoá điện được chuyển sang vị trí ON 49

3.4.5 Đèn báo ABS sáng trên 4 giây hoặc hơn khi khoá điện được chuyển sang vị trí ON 51

3.4.6 Đèn cảnh báo hệ thống phanh sáng trên 4s hoặc hơn khi khoá điện được chuyển sang vị trí ON 52

3.4.7 Có một sự cố trong hệ thống cho dù đèn báo ABS, đèn báo hệ thống phanh không sáng 53

3.5 Kiểm tra các bộ phận chính của hệ thống phanh xe Ford Escape 2007 54

3.5.1 Kiểm tra xilanh tổng 54

3.5.2 Kiểm tra trợ lực phanh 55

3.5.3 Kiểm tra chạy rà đĩa phanh 56

3.5.4 Kiểm tra cần gạt phanh tay 57

3.5.5 Kiểm tra thủy lực ABS trên xe 57

3.5.6 Kiểm tra ABS HU/CM 59

3.5.7 Kiểm tra hệ thống chẩn đoán 62

CHƯƠNG IV: QUY TRÌNH THÁO LẮP HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE FORD ESCAPE 2007 69

4.1 Quy trình tháo lắp cụm xilanh chính và bình chứa dầu phanh 69

4.1.1 Tháo lắp cụm xilanh chính và bình chứa dầu phanh trên xe xuống 69

4.1.2 Quy trình tháo lắp cụm xilanh chính và bình chứa dầu phanh 70

4.2 Quy trình tháo lắp trợ lực phanh 73

4.2.1 Quy trình tháo 73

4.2.2 Quy trình lắp 74

4.3 Quy trình tháo lắp cơ cấu phanh 74

4.3.1 Quy trình tháo 74

4.3.2 Quy trình lắp 76

4.3.3 Tháo lắp bộ ép phanh (calip) 76

4.3.4 Lưu ý khi tháo lắp các chi tiết 77

4.4 Quy trình tháo lắp cơ cấu phanh tay 78

4.4.1 Quy trình tháo 78

4.4.2 Quy trình lắp 80

4.5 Quy trình tháo lắp ABS HU/CM 82

4.5.1 Quy trình tháo ABS HU/CM 82

4.5.2 Quy trình lắp ABS HU/CM 83

4.6 Quy trình tháo lắp cảm biến tốc độ bánh xe 83

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO 87

PHỤ LỤC 88

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.2 Đồ thị mối quan hệ giữa lực phanh và độ trượt 5

Hình 2.4 Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS 16

Hình 2.9 Lực phanh bánh xe trước và sau khi không có EBD và có EBD 20

Hình 2.19 Mô tả hoạt động của cảm biện tốc độ bánh xe 30Hình 2.20 Vị trí và cấu tạo của cảm biến giảm tốc 30Hình 2.21 Các chế độ hoạt động của cảm biến giảm tốc 31

Hình 2.24 Điều khiển chống hãm phanh xe khi phanh 34

Hình 3.4 Sơ đồ chẩn đoán lệch phanh 40Hình 3.5 Sơ đồ chẩn đoán phanh hoạt động không hiệu quả 41

Hình 4.2 Tháo các đai ốc nối cửa ra của xilanh chính 69

Hình 4.9 Thứ tự các chi tiết được tháo khỏi hệ thống phanh tay 79

KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ABS Anti-look Brake System Hệ thống phanh chống bó cứng

bánh xeEBD Electronic Brake - Force Distribution Hệ thống phân phối lực phanhABS HU/CM ABS Hydraulic Unit And Control

Module

Bộ thủy lực và điều khiểnmodule ABS

DTC Diagnostic Trouble Code Mã chẩn đoán hư hỏng

LỜI NÓI ĐẦU

Sản xuất ô tô trên thế giới ngày nay tăng vượt bậc, ô tô trở thành phương tiệnquan trọng về hành khách và hàng hóa cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời trởthành phương tiện tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển Ngay ở nước ta số ô tô

tư nhân cùng phát triển cùng với sự tăng trưởng kinh tế, mật độ xe trên đường ngàycàng tăng

Mỹ và Nhật là hai nước sản xuất ô tô nhiều nhất thế giới, hàng năm mỗi nướcsản xuất khoảng 12 đến 13 triệu chiếc

Do mật độ ô tô trên đường ngày càng tăng và tốc độ chuyển động ngày càngcao cho nên vấn đề tai nạn giao thông trên đường là vấn đề cấp thiết hàng đầu luônphải quan tâm Ở nước ta, trong những năm gần đây số vụ tai nạn giao thông cũng như

số người chết trong các vụ tai nạn giao thông ngày càng gia tăng Nó không những gâythiệt hại lớn về người mà còn gây thiệt hại lớn về tài sản của nhà nước và của côngdân Một trong những nguyên nhân đó là do con người gây ra như: lái xe say riệu, mệtmỏi, buồn ngủ Do hư hỏng máy móc trục trặc về kỹ thuật và đương xá quá xấu

Trong nguyên nhân hư hỏng máy móc trục trặc kỹ thuật thì tỉ lệ tai nạn giaothông do hệ thống phanh là 52.2 % đến 74.4% Từ số liệu trên thấy rằng tai nạn do hệthống phanh chiếm tỉ lệ lớn nhất vì thế mà hiện nay hệ thống phanh càng được cải tiến,tiêu chuẩn về thiết kế, chế tạo và sử dụng nghiêm ngặt và chặt chẽ nhằm tăng hiệu quảphanh tính ổn định hướng, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an toànchuyển động của ô tô

Trong đồ án này của em tìm hiểu về hệ thống phanh trên xe Ford Escape 2007,

để hiểu rõ về công dụng và cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống từ đó tìm racách bảo dưỡng và chuẩn đoán hư hỏng và đưa ra biện pháp xử lý Với sự giúp đỡ của

thầy hướng dẫn Phạm Văn Kiêm và các thầy trong khoa Cơ khí Động lực tuy nhiên

trong đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót chưa thể hoàn chỉnh được Mongcác thầy và các bạn góp ý để đồ án của em được hoàn thiện tốt hơn

Hưng Yên, ngày tháng 06 năm 2013.

Sinh viên thực hiện:

Đoàn Xuân Chiến

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Đặt vấn đề

1.1.1 Lý do chọn đề tài

a Tính cấp thiết của đề tài

Bước sang thế kỷ 21, sự tiến bộ về khoa học kỹ thuật của nhân loại đã bước lênmột tầm cao mới Rất nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật, các phát minh, sáng chếmang đậm chất hiện đại và có tính ứng dụng cao Là một quốc gia có nền kinh tế đangphát triển, nước ta đã và đang có những cải cách mới để thúc đẩy kinh tế

Việc tiếp nhận áp dụng các thành tựu khoa học tiên tiến của thế giới đựơc nhànước quan tâm cải tạo, đẩy mạnh sự phát triển những ngành công nghiệp mới, với mụcđích đưa nước ta từ một nước nông nghiệp kém phát triển thành một nước công nghiệpphát triển

Trải qua rất nhiều năm phấn đấu và phát triển, hiện nay nước ta đã là thành viêncủa khối kinh tế quốc tế (WTO) Với việc tiếp cận các quốc gia có nền kinh tế pháttriển, chúng ta có thể giao lưu, học hỏi kinh nghiệm, tiếp thu và áp dụng các thành tựukhoa học tiên tiến để phát triển hơn nữa nền kinh tế trong nước, bước những bước đivững chắc trên con đường quá độ lên chủ nghĩa xã hội

Trong các ngành công nghiệp mới đang đựơc nhà nước chú trọng, đầu tư pháttriển thì công nghiệp ô tô là một trong những ngành tiềm năng Do sự tiến bộ về khoahọc công nghệ nên quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá phát triển một cách ồ ạt, tỉ

lệ ô nhiễm các nguồn nước và không khí do chất thải công nghiệp ngày càng tăng, cácnguồn tài nguyên thiên nhiên như: Than đá, dầu mỏ…bị khai thác bừa bãi nên ngàycàng cạn kiệt

Điều này đặt ra bài toán khó cho ngành động cơ đốt trong nói chung và ô tô nóiriêng, đó là phải đảm bảo chất lượng khí thải và tiết kiệm nhiên liệu Các hãng sảnxuất ô tô như FORD, TOYOTA, MESCEDES, HUYNDAI… đã có rất nhiều cải tiến

về mẫu mã, kiểu dáng công nghệ cũng như chất lượng phục vụ của xe, nhằm đảm bảo

an toàn cho người sử dụng, tiết kiệm nhiên liệu và giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường

Để đáp ứng được những yêu cầu đó thì các hệ thống điều khiển trên ô tô nóichung và hệ thống phanh nói riêng phải có sự hoạt động an toàn, chính xác, độ bềncao…

Ngày nay, công nghệ cơ điện tử đang phát triển với tốc độ cao, các ứng dụngcủa nó trong các ngành sản xuất chế tạo là rất đáng kể Ngành sản xuất ô tô cũng đanghướng tới công nghệ cao này Trong tương lại, ứng dụng của cơ điện tử sẽ còn đượcphát triển không những đối với ngành động lực mà còn với nhiều ngành khác

Thực tế hiện nay cho thấy, lượng kỹ thuật viên ở nước ta có sự hiểu biết vềtiếng Anh chuyên ngành còn nhiều hạn chế Mặt khác, tài liệu của các xe đời mới lại

đa phần là bằng tiếng Anh Do đó, việc biên soạn các tài liệu bằng tiếng Việt để phục

vụ trong quá trình giảng dạy và học tập là cấp thiết

b Ý nghĩa của đề tài

Đề tài giúp sinh viên năm cuối khi sắp tốt nghiệp có thể củng cố kiến thức, tổnghợp và nâng cao kiến thức chuyên ngành cũng như những kiến thức ngoài thực tế, xã

hội Đề tài nghiên cứu về ‘‘Khai thác kỹ thuật, nghiên cứu quy trình chẩn đoán, kiểm tra, sửa chữa hệ thống phanh xe Ford Escape 2007 ’’ không chỉ giúp cho

chúng em tiếp cận với thực tế mà còn trở nên quen thuộc với học sinh - sinh viên Tạotiền đề nguồn tài liệu cho các bạn học sinh – sinh viên các khóa sau có thêm nguồn tàiliệu để nghiên cứu, học tập

Những kết quả thu thập được sau khi hoàn thành đề tài này trước tiên sẽ giúpcho chúng em, những sinh viên lớp ĐLK9LC2 có thể hiểu sâu hơn về hệ thống phanh,biết được kết cấu, điều kiện làm việc và một số hư hỏng cũng như phương pháp kiểmtra chẩn đoán các hư hỏng thường gặp đó

Tổng hợp tài liệu trong và ngoài nước để hoàn thành đề tài

1.1.2 Mục tiêu của đề tài

Nhiệm vụ chính được đặt ra của đề tài là nghiên cứu cơ bản‘‘ Khai thác kỹ

thuật, nghiên cứu quy trình chẩn đoán, kiểm tra, sửa chữa hệ thống phanh xe Ford Escape 2007” Đề tài có thể dùng để giảng dạy về hệ thống phanh và có thể

phục vụ cho việc nghiên cứu của các sinh viên sau này

1.1.3 Nội dung của đề tài

Nội dung đề tài gồm các phần chính:

- Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu

- Kết cấu của hệ thống phanh trên xe Ford Escape 2007

- Quy trình kiểm tra chẩn đoán hệ thống phanh trên xe Ford Excape 2007

- Quy trình tháo lắp hệ thống phanh trên xe Ford Escape 2007

- Kết luận và kiến nghị

1.1.4 Phương pháp nghiên cứu đề tài

Bước 1: Thu thập, tìm kiếm các tài liệu viết về hệ thống phanh trên ô tô

Bước 2: Biên dịch tài liệu

Bước 3: Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống lôgic chặt chẽ theo từngbước, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cơ sở và bản chất nhất định

Bước 4: Đọc, nghiên cứu và phân tích các tài liệu nói về “hệ thống phanh ABSkết hợp EBD”, phân tích kết cấu, nguyên lý làm việc một cách khoa học.

Bước 5: Tổng hợp kết quả đã phân tích được, hệ thống hoá lại những kiến thức(liên kết từng mặt, từng bộ phận thông tin đã phân tích) tạo ra một hệ thống lý thuyếtđầy đủ và sâu sắc

1.2 Công dụng, yêu cầu, phân loại của hệ thống phanh

1.2.1 Công dụng

Hệ thống phanh là một hệ thống an toàn được trang bị trên ôtô dùng để làmdừng hẳn sự chuyển dộng của ôtô hoặc làm giảm bớt tốc độ của ôtô khi đang chuyểnđộng, ngoài ra còn để giữ cho ôtô dừng được trên đường có độ dốc nhất định, chấtlượng của hệ thống phanh có ảnh hưởng tất lớn tới tốc độ chuyển động trung bình củaôtô Hệ thống hãm ôtô sẽ đảm bảo cho sự chuyển động an toàn của ôtô tránh đượcnhững tai nạn xảy ra trên đường

+ Thời gian phanh ít nhất

+ Gia tốc chậm dần ổn định trong quá trình phanh

- Hoạt động êm dịu để đảm bảo sự ổn định của xe ôtô khi phanh

- Điều khiển nhẹ nhàng để giảm cường độ lao động của người lái

- Có độ nhậy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm

- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải tuân theo nguyên tắc

sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với mọi cường độ

- Cơ cấu phanh không có hiện tượng tự xiết

- Cơ cấu phanh phải có khả năng thoát nhiệt tốt

- Có hệ số ma sát cao và ổn định

- Giữ được tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và lực phanh sinh ra

ở cơ cấu phanh

- Hệ thống phải có độ tin cậy, độ bền và tuổi thọ cao

- Bố trí hợp lý để dễ dàng điều chỉnh chăm sóc và bảo dưỡng

- Phanh chân và phanh taylàm việc độc lập không ảnh hưởng lẫn nhau.Phanh tay có thể thay thế phanh chân khi phanh chân có sự cố, đảm bảo chứcnăng dự phòng

1.2.3 Phân loại

- Phân loại theo tính chất điều khiển chia ra: Phanh chân va phanh tay

- Phân loại theo vị trí đặt cơ cấu phanh chia ra: Phanh ở bánh xe và phanh ởtrục truyền động (sau hộp số)

- Phân loại theo kết cấu của cơ cấu phanh có: Phanh guốc, phanh đai, phanh đĩa

- Phân loại theo phương thức dẫn động có: Dẫn động phanh bằng cơ khí, chấtlỏng, khí nén hoặc liên hợp

1.3 Ý tưởng về chức năng của hệ thống phanh ABS

Theo kinh nghiệm lái xe, để tránh cho các lốp không bị bó cứng và làm mất khảnăng quay vô lăng trong khi phanh khẩn cấp, người điều khiển nên lặp lại động tác đạp

và nhả bàn đạp phanh nhiều lần Tuy nhiên, trong những trường hợp phanh khẩn cấpthường không có thời gian để thực hiện việc này Người lái đạp dí phanh và xe trượttrên mặt đường trong khi các lốp không quay Cuối cùng xe cũng dừng lại do ma sáttrượt giữa lốp và mặt đường lớn nhưng xe mất khả năng lái khiến cho xe bị văng đi vàtai nạn xảy ra là điều khó tránh khỏi

Vậy để chống lại điều này, người ta chế tạo hệ thống phanh ABS với khả năngchống cho các lốp không bị khóa cứng khi phanh khẩn cấp, xe không bị mất lái vàgiảm thiểu được tai nạn xảy ra

Hình 1.1: Vị trí lắp cảm biến tốc độ bánh xe

Nhựa asphalt ướt

Bê tông khôNhựa asphalt ướt

Bê tông khô

TuyếtTuyết

Dung sai trượt ABS

: Lực phanh : Lực quay vòng

Hệ số trượt (%)

Hệ thống ABS (viết tắt của Anti-lock Brake System) dùng một máy tính để xácđịnh tình trạng quay của 4 bánh xe trong khi phanh qua các cảm biến lắp ở bánh xe và

có thể tự động điều khiển đạp và nhả phanh

Trước khi đi sâu tìm hiểu hệ thống phanh ABS, bạn đọc hãy tham khảo thêm về

sự trượt của xe trên mặt đường

Khi xe chuyển động ở tốc độ không đổi, tốc độ của xe và bánh xe là như nhau(nói cách khác các bánh xe không trượt) Tuy nhiên khi người lái đạp phanh để giảmtốc độ, tốc độ của các bánh xe giảm từ từ và không thể bằng tốc độ thân xe lúc nàyđang chuyển động nhờ quán tính của nó Sự khác nhau giữa tốc độ thân xe và tốc độbánh xe được biểu diễn bằng một hệ số gọi là hệ số trượt

H ệ s ố tr ư ợ t= T ố c đ ộ xe−T ố c đ ộ b á nh xe

T ố c đ ộ xe x 100 %

Hình 1.2: Đồ thị mối quan hệ giữa lực phanh và độ trượt

Hình 1.2 chỉ ra các đường đặc tính trượt, thể hiện mối quan hệ giữa hệ số bámdọc x và hệ số bám ngang y theo độ trượt tương đối  của bánh xe ứng với các loạiđường khác nhau

Từ các đồ thị trên, chúng ta có thể rút ra một số nhận xét như sau:

- Các hệ số bám dọc x và hệ số bám ngang y đều thay đổi theo độ trượt λ

Lúc đầu, khi tăng độ trượt λ thì hệ số bám dọc x tăng lên nhanh chóng và đạt giá trị cực đại trong khoảng độ trượt λ =10  30% Nếu độ trượt tiếp tục tăng thì x

giảm, khi độ trượt  = 100% (lốp xe bị trượt lết hoàn toàn khi phanh) thì hệ số bámdọc x giảm 20  30% so với hệ số bám cực đại Khi đường ướt còn có thể giảmnhiều hơn nữa, đến 50  60% Đối với hệ số bám ngang y, sẽ giảm nhanh khi độtrượt tăng, ở trạng thái trượt lết hoàn toàn thì y giảm xuống gần bằng không

- Hệ số bám dọc đạt giá trị cực đại ϕ xmax ở giá trị độ trượt tối ưu λ0 Thực

nghiệm chứng tỏ rằng ứng với các loại đường khác nhau thì giá trị 0 thường nằmchung trong giới hạn từ 10 30 % Ở giá trị độ trượt tối ưu 0 này, không những đảmbảo hệ số bám dọc x có giá trị cực đại mà hệ số bám ngang y cũng có giá trị khá cao

- Vùng a gọi là vùng ổn định, ứng với khi mới bắt đầu phanh, vùng b là vùngkhông ổn định của đường đặc tính trượt Ở hệ thống phanh thường, khi độ trượt tăngđến giới hạn bị hãm cứng  = 100% (vùng b), do thực tế sử dụng x < ϕ xmax nên chưa

tận dụng hết khả năng bám (khả năng tiếp nhận phản lực tiếp tuyến Pϕ = Zb ).

- Ở hệ thống phanh thường, khi phanh đến giới hạn bị hãm cứng = 100% thì

hệ số bám ngang y giảm xuống gần bằng không, thậm chí đối với loại đường có hệ sốbám dọc cao như đường bêtông khô, nên khả năng bám ngang không còn nữa, chỉ cầnmột lực ngang nhỏ tác dụng cũng đủ làm cho xe bị trượt ngang, không tốt về phươngdiện ổn định khi phanh

Như vậy, nếu giữ cho quá trình phanh xảy ra ở độ trượt của bánh xe là 0 thì sẽđạt được lực phanh cực đại Ppmax = xmax Gb, nghĩa là hiệu quả phanh sẽ cao nhất vàđảm bảo độ ổn định tốt khi phanh nhờ y ở giá trị cao Hệ thống phanh chống hãmcứng (ABS) được thiết kế để thực hiện mục tiêu này

Trên các mặt đường trơn có hệ số ma sát thấp như đường có nhựa ướt, nướcmưa vì quãng đường phanh tăng lên so với các mặt đường có trị số ma sát cao, nênngay cả khi có ABS tác động, vẫn phải giảm tốc độ khi chạy trên các mặt đường đó.Trên các đường thô nhám, hoặc trên sỏi tác động của ABS có thể dẫn đến quãngđường hãm dài hơn các xe không lắp ABS

Ngoài ra, tiếng động và độ rung phát sinh khi tác động ABS báo cho người lái biết rằng ABS đang hoạt động

1.4 Ưu khuyết điểm của hệ thống phanh ABS

Tốc độ bánh xe và tốc độ xe gần như nhau, khi tốc độ bánh xe trở về khôngcũng là lúc xe dừng lại coi như bánh xe không bị bó cứng và trượt trên mặt đường nửa

Khi phanh đột ngột, áp lực phanh cực đại nếu bánh xe nào giảm tốc độ quá nhanh thì

áp lực dầu sẽ được giảm xuống để bánh xe không bị hãm cứng, sau đó thì bánh xe tăngtốc trở lại do lực phanh giảm ABS lại tác động làm tăng và giữ áp lực dầu sao cho tốc

độ bánh xe và tốc độ xe tương ứng với nhau cho đến lúc dừng hẳn

Sự tăng và giảm áp lực xảy ra trong phạm vi nhỏ và tần số không lớn lắm nêntốc độ xe hầu như giảm đều, còn tốc độ bánh xe tăng giảm khi áp lực điều khiển thayđổi

1) Ưu Điểm:

- Mang tính hiện đại

- Quóng đường phanh ngắn

- Có tính an toàn cao, ổn định lái, ổn định hướng

- Xe chạy trên đường trơn trượt có thể ổn định trong khi phanh…

2) Khuyết Điểm:

- Kết cấu phứt tạp, khú bảo quản, sửa chữ, lắp ráp

- Các bộ phận thay thế phải đúng loại theo nhà chế tạo

- Đòi hỏi người thợ phải có tay nghề cao, kinh nghiệm

1.5 Các phương án bố trí hệ thống điều khiển của ABS

Việc bố trí sơ đồ điều khiển của ABS phải thỏa mãn đồng thời hai yếu tố:

- Tận dụng được khả năng bám cực đại giữa bánh xe với mặt đường trong quátrình phanh, nhờ vậy làm tăng hiệu quả phanh tức là làm giảm quãng đường phanh

- Duy trì khả năng bám ngang trong vùng có giá trị đủ lớn nhờ vậy làm tăngtính ổn định chuyển động (driving stability) và ổn định quay vòng (steering stability)của xe khi phanh (xét theo quan điểm về độ trượt)

Kết quả phân tích lý thuyết và thực nghiệm cho thấy: đối với ABS, hiệu quảphanh và ổn định khi phanh phụ thuộc chủ yếu vào việc lựa chọn sơ đồ phân phối cácmạch điều khiển và mức độ độc lập hay phụ thuộc của việc điều khiển lực phanh tạicác bánh xe Sự thỏa mãn đồng thời hai chỉ tiêu hiệu quả phanh và tính ổn định phanhcủa xe là khá phức tạp, tùy theo phạm vi và điều kiện sử dụng mà chọn các phương ánđiều khiển khác nhau

Hình 1.3 trình bày 6 phương án bố trí hệ thống điều khiển của ABS tại các bánh

xe và những phân tích theo quan điểm hiệu quả và ổn định khi phanh

 Phương án 1 : ABS có 4 kênh với các bánh xe được điều khiển độc lập ABS có 4 cảm biến bố trí ở bốn bánh xe và 4 van điều khiển độc lập, sử dụngcho hệ thống phanh bố trí dạng mạch thường ( một mạch dẫn động cho hai bánh xe

cầu trước, một mạch đẫn động cho hai bánh xe cầu sau) Với phương án này, các bánh

xe đều được tự động hiệu chỉnh lực phanh sao cho luôn nằm trong vùng có khả năngbám cực đại nên hiệu quả phanh là lớn nhất Tuy nhiên khi phanh trên đường có hệ sốbám trái và phải không đều thì momen xoay xe sẽ rất lớn và khó có thể duy trì ổn địnhhướng bằng cách hiệu chỉnh tay lái Ổn định khi quay vòng cũng giảm nhiều Vì vậyvới phương án này cần phải bố trí thêm cảm biến gia tốc ngang để kịp thời hiệu chỉnhlực phanh ở các bánh xe để tăng cường tính ổn định chuyển động và ổn định quayvòng khi phanh

 Phương án 2 : ABS có 4 kênh điều khiển và mạch phanh bố trí chéo

Sử dụng cho hệ thống phanh có dạng bố trí mạch chéo (một buồng của xy lanhchính phân bố cho một bánh trước và một bánh sau chéo nhau), ABS có 4 cảm biến bốtrí ở các bánh xe và 4 van điều khiển Trong trường hợp này, 2 bánh trước được điềukhiển độc lập, 2 bánh sau được điều khiển chung theo ngưỡng trượt thấp, tức là bánh

xe nào có khả năng bám thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cả cầu sau.Phương án này sẽ loại bỏ được mômen quay vòng trên cầu sau, tính ổn định tăngnhưng hiệu quả phanh giảm bớt

 Phương án 3 : ABS có 3 kênh điều khiển

Trong trường hợp này 2 bánh xe sau được điều khiển theo ngưỡng trượt thấp,còn ở cầu trước chủ động có thể có hai phương án sau:

- Đối với những xe có chiều dài cơ sở lớn và momen quán tính đối với trụcđứng đi qua trọng tâm xe cao – tức là có nhiều khả năng cản trở độ lệch hướng khiphanh, thì chỉ cần sử dụng một van điều khiển chung cho cầu trước và một cảm biếntốc độ đặt tại vi sai Lực phanh trên hai bánh xe cầu trước sẽ bằng nhau và được điềuchỉnh theo ngưỡng trượt thấp Hệ thống như vậy cho tính ổn định phanh rất cao nhưnghiệu quả phanh lại thấp

- Đối với những xe có chiều dài cơ sở nhỏ và moment quán tính thấp thì đểtăng hiệu quả phanh mà vẫn đảm bảo tính ổn định, người ta để cho hai bánh trướcđược điều khiển độc lập Tuy nhiên phải sử dụng bộ phận làm chậm sự gia tăngmoment xoay xe Hệ thống khi đó sử dụng 4 cảm biến tốc độ đặt tại 4 bánh xe

a Phương án 1 b Phương án 2 c Phương án 3

d Phương án 4 e Phương án 5 f Phương án 6

Hình 1.3: Các phương án điều khiển của ABS.

 Các phương án 4,5,6 :

Các phương án đều là loại có hai kênh điều khiển Trong đó:

 Phương án 4 tương tự như phương án 3 Tuy nhiên cầu trước chủ động đượcđiều khiển theo mode chọn cao, tức là áp suất phanh được điều chỉnh theo ngưỡng củabánh xe bám tốt hơn Điều này tuy làm tăng hiệu quả phanh nhưng tính ổn định lạikém hơn do moment xoay xe khá lớn

 Phương án 5, trên mỗi cầu chỉ có một cảm biến đặt tại 2 bánh xe chéo nhau

để điều khiển áp suất phanh chung cho cả cầu Cầu trước được điều khiển theo ngưỡngtrượt cao, còn cầu sau được điều khiển theo ngưỡng trượt thấp

 Phương án 6 sử dụng cho loại mạch chéo Với hai cảm biến tốc độ đặt tạicầu sau, áp suất phanh trên các bánh xe chéo nhau sẽ bằng nhau Ngoài ra các bánh xe

cầu sau được điều khiển chung theo ngưỡng trượt thấp Hệ thống này tạo độ ổn địnhcao nhưng hiệu quả phanh sẽ thấp.

Quá trình phanh khi quay vòng cũng chịu ảnh hưởng của việc bố trí các phương

án điều khiển ABS:

- Nếu việc điều khiển phanh trên tất cả các bánh xe độc lập thì khi quay vònglực phanh trên các bánh xe ngoài sẽ lớn hơn do tải trọng trên chúng tăng lên khi quayvòng Điều này tạo ra moment xoay xe trên mỗi cầu và làm tăng tính quay vòng thiếu

- Nếu độ trượt của cầu trước và cầu sau không như nhau trong quá trìnhphanh (do kết quả của việc chọn ngưỡng trượt thấp hay cao trên mỗi cầu, hoặc dophân bố tải trọng trên cầu khi phanh) sẽ tạo ra sự trượt ngang không đồng đều trên mỗicầu Nếu cầu trước trượt ngang nhiều hơn sẽ làm tăng tính quay vòng thiếu, ngược lạikhi cầu sau trượt ngang nhiều hơn sẽ làm tăng tính quay vòng thừa

CHƯƠNG II: HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE FORD ESCAPE 2007 2.1 Giới thiệu chung về xe Ford Escape 2007

2.1.1 Xe Ford Escape 2.3L 4x2 XLS

Hình 2.1: Xe Ford Escape 2.3L 4x2 XLS

- Động cơ xăng 2.3L DURATEC VCT 4 xi lanh xếp thẳng hàng , 16 van trục

cam kép với hệ thống điều khiển van biến thiên tạo ra công suất mạnh mẽ mà vẫn êm

ái và tiết kiệm nhiên liệu

- Nội thất hoàn toàn mới thiết kế mặt táp lô trang nhã và bắt mắt.

- Hệ thống âm thanh: AM/FM Radio, Dàn CD 4 loa với chức năng nghe MP3

giúp hành khách thư giãn trên mọi chuyến du hành

- Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS), hệ thống phân phối lực phanh điện tử

(EBD) với công nghệ hiện đại giúp tăng độ an toàn Hai túi khí cho người lái và hànhkhách phía trước giúp bảo vệ hành khách tối đa

- Hộp số tự động với cần số được thiết kế mới trên sàn xe: tinh tế, hiện đại và

tiện nghi hơn

- Khóa điều khiển từ xa được trang bị tiêu chuẩn đem lại sự thuận tiện tối đa

cho hành khách

- Gương chiếu hậu điều khiển điện tích hợp đèn xin nhan, lẹp bảo vệ sườn xe,

tay lái trợ lực 4 chấu điều khiển được độ nghiêng

- Ghế lái điều chỉnh: ngả, tiến, lùi, cao, thấp

- Hệ thống báo trộm, gương chiếu hậu trong xe chế độ ngày đêm

2.1.2 Thông số kỹ thuật của xe Ford Escape 2007

Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật của xe Ford Escape 2007

ĐẶC ĐIỂM THÔNG SỐ KỸ

THUẬT

LOẠI XE ESCAPE 2.3L 4x2 XLS

lanh xếp thẳng hàng 16 van trục cam kép

Chiều rộng cơ sở trước và sau

Hệ thống treo trước Hệ thống treo độc lập, lò xo trụ và thanh

Tay nắm cửa bên cùng màu xe

Tay lái trợ lực 4 chấu điều khiển

Ghế lái điều chỉnh: ngả, tiến, lùi,

Khay đựng cốc phía sau ghế Có

2.2 Hệ thống phanh trên xe Ford Escape 2007

Ford Escape 2.3L VTC sử dụng hệ thống phanh đĩa cho 4 bánh xe, bên cạnh đóngười ta còn sử dụng hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS kết hợp với

hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD

2.2.1 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống phanh ABS

a Sơ đồ cấu tạo của hệ thống phanh ABS

Hình 2.2: Sơ đồ cấu tạo của hệ thống phanh ABS

Hệ thống ABS được thiết kế dựa trên cấu tạo của một hệ thống phanh bìnhthường Ngoài các cụm bộ phận chính của một cơ cấu phanh như cụm xilanh chính,bầu trợ lực, cơ cấu phanh bánh xe, các van điều hòa lực phanh Để thực hiện chứcnăng chống bó cứng bánh xe khi phanh thì ABS được trang bị thêm các bộ phận nhưcảm biến bánh xe, hộp điều khiển điện tử (ECU), bộ chấp hành thủy lực, bộ chẩn đoánbáo lỗi

Một cơ cấu ABS gồm ba cụm bộ phận chính:

- Cụm tín hiệu vào gồm các cảm biến tốc độ bánh xe, cảm biến giảm tốc,công tắc báo phanh… Có nhiệm vụ giữ thông tin tốc độ bánh xe, tín hiệu phanh về hộpđiều khiển ECU dưới dạng tín hiệu điện

H ình 2.3: Sơ đồ khối các cụm chức năng của ABS

- Hộp điều khiển điện tử (ECU): có chức năng nhận và sử lý tín hiệu vào vàđưa tín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành thủy lực điều khiển quá trình chống bó cứngbánh xe

- Bộ chấp hành gồm các bộ điều khiển thủy lực, bộ phận hiển thị đèn báophanh ABS, bộ phận chẩn đoán:

 Trong đó:

- Bộ điều khiển thủy lực nhận tín hiệu điều khiển từ ECU thực hiện quá trìnhphân phối áp suất dầu đến các cơ cấu phanh bánh xe.

- Bộ phận hiển thị đèn báo phanh và bộ phận kiểm tra chẩn đoán chức năng báocho người điều khiển xe biết khi cơ cấu ABS gặp sự cố dưới dạng các xung điện hoặccác tín hiệu nhấp nháy của đèn báo

b Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS

Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh chống hãm cứng ABS:

Hình 2.4: Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS

Khi bắt đầu phanh, bánh xe quay với tốc độ giảm dần, khi bánh xe đạt tới giá trịgần bó cứng tín hiệu của các cảm biến gửi về bộ điều khiển trung tâm (ECU) ECUtiếp nhận và lựa chọn chế độ đưa ra tín hiệu điều khiển van điều chỉnh áp suất cácđường dầu từ xilanh chính đến xilanh bánh xe do vậy lực phanh ở cơ cấu phanh khôngtăng được nửa, bánh xe lại có xu hướng lăn với tốc độ cao lên, tín hiệu từ cảm biến lạiđưa về bộ điều khiển trung tâm, bộ điều khiển điều khiển van điều chỉnh mở đườngdầu tăng thêm áp suất dẫn ra xylanh bánh xe thực hiện tăng lực phanh gây ra do cơcấu phanh Nhờ đó bánh xe lại bị phanh và giảm tốc độ quay tới khi gần bị bó cứng,quá trình xảy ra được lặp lại theo chu kỳ liên tục cho tới khi bánh xe dừng hẳn Mộtchu kỳ thực hiện khoảng 1/10s, nhờ các bộ tích áp suất thấp, cao, van một chiều vàbơm dầu độ chậm trễ tác động chỉ nhỏ hơn 1/1000s, do vậy ABS làm việc rất hiệu quả

tránh được bó cứng bánh xe Quá trình này coi như là hành động nhấp phanh liên tục

của người lái xe khi phanh, nhưng mức độ chuẩn xác và tần số lớn hơn rất nhiều sovới người lái xe có kinh nghiệm

ABS trong hệ thống phanh thuỷ lực là một bộ tự điều chỉnh áp suất dầu đưa vàoxilanh bánh xe sao cho phù hợp với chế độ lăn bánh của bánh xe nhằm hạn chế hoàntoàn khả năng trượt lết của bánh xe khi phanh.Van điện là một trong những bộ phận

quan trọng thực hiện các trạng thái phanh một cách tốt nhất Tuỳ theo loại van điện sửdụng trong hệ thống phanh mà hệ thống ABS làm việc với nhiều trạng thái khác nhau.

a Trạng thái phanh thường

ABS không hoạt động trong quá trình phanh bình thường và ECU không gửidòng điện đến cuộn dây của van Do đó, van ba vị trí ấn xuống bởi lò xo hồi vị của cửa

A vẫn mở trong khi cửa B vẫn đóng Khi đạp phanh áp suất dầu trong xilanh phanhchính phanh lên dầu phanh từ xylanh chính qua cửa A đến cửa C trong van điện 3 vịtrí rồi tới xylanh bánh xe Dầu phanh không vào được bơm bởi van một chiều số 1 gắntrong mạch bơm Khi nhả chân phanh, dầu hồi từ xylanh bánh xe về xylanh chính quacửa C đến cửa A và van một chiều số 3 trong van điện 3 vị trí

Khi ngừng phanh

Khi phanh

Hình 2.5: Chế độ phanh thường

b Khi phanh gấp (ABS hoạt động)

Nếu có bất kỳ bánh xe nào có xu hướng bị bó cứng khi phanh gấp thì bộ chấphành thuỷ lực điêu khiển giảm áp suất dầu phanh tác dụng lên bánh xe đó theo tín hiệu

từ ECU vì vậy bánh xe không bị bó cứng

- Chế độ giảm áp.

Khi một bánh xe gần bị bó cứng, ECU gửi dòng điện 5A đến cuộn dây của vanđiện từ làm sinh ra một lực từ mạnh Van 3 vị trí chuyển động lên phía trên đóng cửa

A trong khi cửa B mở

Kết quả là, dầu phanh từ xilanh bánh xe qua cửa C tới cửa B trong van điện 3 vịtrí và chảy về bình dầu Cùng lúc đó motor bơm hoạt động nhờ tín hiệu điện áp 12V từECU, dầu phanh được hồi trả về xilanh phanh chính từ bình chứa Mặt khác cửa A

đóng ngăn không cho dầu phanh từ xylanh chính vào van điện 3 vị trí và van mộtchiều số 1 và số 3, kết quả là áp suất dầu trong xylanh bánh xe giảm ngăn không chobánh xe bị bó cứng Mức độ giảm áp suất dầu được điều chỉnh bằng cách lặp lại cácchế độ giảm áp và giữ áp

Hình 2.6: Chế độ giảm áp

- Chế độ giữ áp.

Khi áp suất trong xylanh bánh xe giảm hay tăng, cảm biến tốc độ bánh xe gửitín hiệu báo rằng tốc dộ bánh xe đạt đến giá trị mong muốn, ECU cấp dòng điện 2Ađến cuộn dây của van điện để giữ áp suất trong bánh xe không đổi

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

3 vị trí dịch chuyển xuống vị trí giữa nhờ lực của lò xo hồi vị làm cửa A và cửa B đềuđóng Lúc này bơm dầu vẫn còn làm việc

Hình 2.7: Chế độ giữ áp

- Chế độ tăng áp

Khi cần tăng áp suất trong xylanh bánh xe để tạo lực phanh lớn, ECU ngắt dòngđiện, không cấp cho cuộn dây của van điện từ Vì vậy cửa A của van điện vị trí mở vàcửa B đóng

Nó cho phép dầu trong xylanh phanh chính chảy qua cửa C trong van điện 3 vịtrí đến xylanh bánh xe Mức độ tăng áp suất dầu được điều khiển nhờ lặp lại các chế

độ tăng và giữ áp suất

Như vậy, khi cơ cấu ABS làm việc bánh xe sẽ có hiện tượng nhấp nhả khiphanh và có sự rung động nhẹ của xe, đồng thời ở bàn đạp phanh có sự rung động dodầu phanh hồi về từ bơm dầu, đây là các trạng thái bình thường khi ABS làm việc

Hình 2.8: Chế độ tăng áp

Nhận xét: Trạng thái làm việc của hệ thống phanh ABS thay đổi liên tục theo

tình trạng của ôtô và mặt đường

2.2.2 Hệ thống phanh ABS kết hợp EBD

EBD là chữ viết tắt của Electronic Brake-Force Distribution, nghĩa là hệ thốngphân phối lực phanh giữa các bánh trước và sau hoặc giữa các bánh xe bên phải và bêntrái

Như ta đã biết, ABS là một hệ thống phanh hết sức an toàn Trong những tìnhhuống khẩn cấp, ABS có tác dụng chống bó cứng phanh và duy trì khả năng lái đểgiảm thiểu tai nạn có thể xảy ra Nhưng để có một hệ thống phanh hiệu quả và ổn địnhtrong mọi điều kiện địa hình, đường xá, các nhà chế tạo đã lắp thêm vào hệ thốngphanh ABS các cảm biến EBD để điều khiện việc phân phối lực phanh giữa các bánh

xe, tăng hiệu quả và tận dụng triệt để tính năng phanh

Hình 2.9: Lực phanh bánh trước và sau khi không có EBD và có EBD

Ta biết rằng lực phanh lý tưởng được phân phối ở các bánh xe tỉ lệ với sự phân

bố tải trọng tác dụng lên chúng Phần lớn các xe có động cơ đặt ở phía trước, tải trọngtác dụng lên các bánh xe trước là lớn hơn Đồng thời khi phanh, do lực quán tính nêntải trọng cũng được phân bố lại, càng tăng ở các bánh xe trước và giảm đi ở các bánh

xe sau Vì vậy lực phanh ở các bánh xe sau cần được phân phối nhỏ hơn so với bánhtrước để chống hiện tượng sớm bị bó cứng bánh xe Khi xe có tải thì tải trọng ở cácbánh sau tăng lên, vì vậy cũng cần phải tăng lực phanh ở các bánh sau lớn hơn so vớitrường hợp xe không có tải.Việc phân phối lực phanh này trước đây được thực hiệnhoàn toàn bởi các van cơ khí như van điều hoà lực phanh, van bù tải, van giảm tốc…Trên các hệ thống ABS đơn giản mà ta đã xét, vẫn còn tồn tại van điều hòa lực phanhbằng cơ khí Một trường hợp nữa là khi xe quay vòng, tải trọng cũng tăng lên ở cácbánh xe phía ngoài, còn phía trong giảm đi, nên lực phanh cũng cần phải phân phối lại,nhưng các van điều hòa lực phanh cơ khí không giải quyết được vấn đề này

Hình 2.10: Các loại ABS và EBD

Khi di chuyển trên đường thẳng, các hệ thống phanh ABS không có EBD lựcphanh phân phối giữa các bánh trước và bánh sau không thay đổi khi tải trọng tácdụng lên các bánh trước và sau thay đổi Khi lắp EBD vào, nó dùng EBD để phân phốilực phanh đến các bánh trước và bánh sau phù hợp với điều kiện chạy xe và đường xá

Cụ thể như trong hình vẽ phân tích ở trên, lực phanh đến bánh sau sẽ tăng lên khi tảitrọng tác dụng lên bánh sau tăng và giúp rút ngắn quãng đường phanh đáng kể so với

hệ thống không có EBD

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

Hình 2.11: Phanh xe khi quay vòng

* Mô tả khái quát hoạt động của EBD qua biểu đồ trên như sau:

+ Phân phối lực phanh của các bánh trước và sau:

- Nếu tác động các phanh trong khi xe đang chạy tiến thẳng, bộ chuyển tải

trọng sẽ giảm tải trọng tác động lên các bánh sau ECU điều khiển trượt xác định điềukiện này bằng các tín hiệu từ các cảm biến tốc độ, và điều khiển bộ chấp hành ABS

để điều chỉnh tối ưu sự phân phối lực phanh đến các bánh sau

- Chẳng hạn như, mức tải trọng tác động lên các bánh sau trong khi phanh sẽ

thay đổi tuỳ theo xe có mang tải hay không Mức tải trọng tác động lên các bánh saucũng thay đổi theo mức giảm tốc Như vậy, sự phân phối lực phanh đến bánh sauđược điều chỉnh tối ưu để sử dụng có hiệu quả lực phanh của các bánh sau theonhững điều kiện này

+ Phân phối lực phanh giữa các bánh bên phải và bên trái (trong khi phanh để quay vòng).

- Nếu tác động các phanh trong khi xe đang quay vòng, tải trọng tác động vào

bánh bên trong sẽ tăng lên

- ECU điều khiển trượt xác định điều kiện này bằng các tín hiệu từ các cảm

biến tốc độ và điều khiển bộ chấp hành để điều chỉnh tối ưu sự phân phối của lựcphanh đến bánh xe bên trong

2.2.3 Nguyên lý làm việc chung của hệ thống ABS kết hợp EBD

a Sơ đồ chung của hệ thống phanh ABS kết hợp EBD

Cấu tạo của cả hệ thống cũng gồm 3 cụm bộ phận chính như của hệ thống ABS

Hệ thống EBD làm việc cũng dựa trên các tín hiệu vào của ABS như cảm biến tốc độbánh xe, cảm biến giảm tốc, cảm biến gia tốc ngang,… và chức năng xử lý của ECU

Hình 2.12: Sơ đồ hệ thống ABS với EBD và BAS.

Sơ đồ hoạt động của bộ chấp hành thủy lực như hình (5-36), cũng tương tự nhưmột bộ chấp hành thông thường loại van điện hai vị trí, gồm :4 van giữ áp (5,6,7,8), 4van giảm áp (9,10,11,12), các bơm dầu, bình tích áp Ngoài ra còn có thêm 2 van cắt

xy lanh chính (1,4) và hai van hút dầu (2,3) sử dụng trong trợ lực phanh khẩn cấp

Hình 2.13: Sơ đồ hoạt động của ABS với EBD vàBAS.

b Hoạt động của ABS với EBD

Dựa trên các tín hiệu nhận được từ 4 cảm biến tốc độ bánh xe Hộp ECU tínhtoán tốc độ và sự giảm tốc ở từng bánh xe Trường hợp bánh xe bị hãm cứng và trượt,hộp ECU sẽ điều khiển các van giảm áp và giữ áp điều chỉnh áp suất dầu cung cấp chocác bánh xe theo 3 chế độ giảm áp, giữ áp và tăng áp giống như trong hệ thống ABSbình thường

Bảng 2.2: Các chế độ hoạt động của hệ thống ABS với EBD.

ON(Đóng)

ON(Đóng)Van giảm áp

(Cửa I,J,K,L)

OFF(Đóng)

OFF(Đóng)

ON(Mở)

Áp suất dầu xilanh

2.3 Kết cấu các bộ phận chính của hệ thống phanh xe Ford Escape 2007

2.3.1 Cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản và làm việc theo nguyên lý masát Trong quá trình phanh động năng của ôtô được biến thành nhiệt năng ở cơ cấuphanh rồi tiêu tán ra môi trường bên ngoài

Escape 2.3L VTC sử dụng hệ thống phanh đĩa loại đĩa quay hở với cơ cấu épbằng xy lanh thủy lực má kẹp tùy động cho 4 bánh xe Kết cấu của cơ cấu phanh trước

và phanh sau là như nhau, chúng chỉ khác nhau ở thông số kỹ thuật

Với kết cấu như vậy thì điều kiện làm mát tốt, nhiệt độ làm việc của cơ cấuphanh thấp tuy nhiên độ cứng vững về kết cấu không cao

Hình 2.14: Cơ cấu phanh trước và sau

Với kết cấu như vậy thì điều kiện làm mát tốt hơn, nhiệt độ làm việc của cơ cấuphanh thấp Tuy nhiên kết cấu như vậy có độ cứng vững không cao Khi các chốt dẫnhướng bị mòn biến dạng, mòn rỉ sẽ làm cho các má phanh mòn không đều hiệu quảphanh giảm và gây rung động

Đĩa phanh được chế tạo bằng gang có xẻ rãnh thông gió và có bề dày 25[mm]

Má kẹp: Được đúc bằng gang rèn

Xylanh thuỷ lực: Được đúc bằng hơp kim nhôm Để tăng tính chống mòn vàgiảm ma sát, bề mặt làm việc của xylanh được mạ một lớp crôm Khi xilanh được chếtạo bằng hợp kim nhôm, cần thiết phải giảm nhiệt độ đốt nóng dầu phanh Một trong

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

má 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

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

Cơ cấu ép bằng xylanh thủy lực còn gọi là xylanh con hay xylanh bánh xe, cókết cấu đơn giản, dễ bố trí Thân của xylanh được chế tạo bằng gang xám, bề mặt làmviệc được mài bóng Piston được chế tạo bằng hợp kim nhôm

Nguyên lý làm việc:

Khi phanh: Người lái đạp bàn đạp, dầu được đẩy từ xylanh chính đến bộ trợlực, một phần trực tiếp đi đến các xylanh bánh xe để tạo lực phanh, một phần theo ốngdẫn đến mở van không khí của bộ trợ lực tạo độ chênh áp giữa hai khoang trong bộ trợlực Chính sự chênh áp đó nó sẽ đẩy màng của bộ trợ lực tác dụng lên piston trongxylanh thủy lực tạo nên lực trợ lực hỗ trợ cho lực đạp của người lái Khi đó lực bànđạp của người lái cộng với lực trợ lực sẽ tác dụng lên piston thủy lực ép dầu theođường ống đến xylanh an toàn, rồi theo các đường ống dẫn độc lập đến các xylanhbánh xe trước và sau Dầu có áp lực cao sẽ tác dụng lên piston trong xilanh bánh xe ép

má phanh vào má phanh vào đĩa phanh thực hiện quá trình phanh

Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về vị trí ban đầu nhờ bộ đàn hồi của vòng làm kín và độ đảo chiều trục của đĩa Khi nhả phanh các má phanh luôn được giữ cách mặt đĩa một khe hở nhỏ do đó tự động điều chỉnh khe hở

2.3.2 Dẫn động phanh

Xylanh chính dùng trên xe Ford Escape 2.3L VTC là loại xylanh chính kép, có lỗ bùphía trước piston, không có van ngược, định vị piston ở vị trí ban đầu bằng vít tỳ vàvòng tỳ

Công dụng: Xylanh chính là bộ phận quan trọng nhất và không thể thiếu trongdẫn động thủy lực

Nhiệm vụ: Tạo áp suất làm việc hay áp suất điều khiển cần thiết và đảm bảolượng dầu cung cấp cho toàn bộ hay một phần của hệ thống

Piston sè 1Th©n xi lanh Piston sè 2

H×nh 2.15: CÊu t¹o xilanh phanh chÝnh Nguyên lý làm việc:

Khi phanh, người lái đạp bàn đạp phanh, dưới tác dụng của cần đẩy, đẩypiston với cúp ben di chuyển vào phía trong che kín lổ thông làm dầu trong xylanhchính sinh ra một áp suất đẩy dầu đi theo đường ống dẫn tới xylanh của bộ trợ lực

Khi nhả phanh, các chi tiết trở về vị trí ban đầu dưới tác dụng của các lò xohồi vị

Nếu khi nhả phanh đột ngột, do piston lùi lại rất nhanh thì phía trước pistonsinh ra độ chân không, do dầu từ dòng dẫn động không kịp điền đầy, dưới tác dụngcủa độ chân không, dầu từ khoang trống sau piston đi qua các lổ nhỏ ở đáy piston

và uốn cong mép cao su vào khoang trống phía trước piston điền đầy khoảng trống

đó và loại trừ không khí lọt vào hệ thống phanh

2.3.3 Trợ lực phanh

Bộ trợ lực chân không là bộ phận rất quan trọng, giúp người lái giảm lực đạplên bàn đạp mà hiệu quả phanh vẫn cao Trong bầu trợ lực có các piston (màng) và vandùng để điều khiển sự làm việc của hệ thống trợ lực và đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạp

và lực phanh Trên Ford Escape 2.3L VTC sử dụng bầu trợ lực chân không kiểu màng

có kết cấu như sau:

Hình 2.16: Kết cấu của bộ trợ lực chân không.

Nguyên lý làm việc như sau:

Buồng áp suất không đổi (A) của bộ trợ lực luôn luôn được nối với đường nạpđộng cơ qua đầu nối ống vì thế thường xuyên có áp suất chân không

Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp thanh điều khiển dịch chuyển sangtrái cắt đường thông giữa khoang áp suất biến đổi (B) với khoang áp suất không đổi.Cũng ở vị trí này không khí qua phần tử lọc vào khoang trong thân van (C) Như vậy ở

vị trí này khoang trong thân van có áp suất khí quyển, còn khoang A và B có áp suấtchân không

Độ chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và B sẽ tạo nên một áp lực tác dụnglên Piston và Màng ngăn của bầu trợ lực, do đó tạo nên một lực phụ hổ trợ cùng ngườilái tác dụng lên các piston trong xy lanh chính, ép dầu theo các đường ống đi đến các

xy lanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh

Khi lực tác dụng lên piston tăng thì biến dạng của vòng cao đàn hồi cũng tăngtheo làm cho piston hơi dịch về phía trước so với thanh 1, làm van 7 đóng lại khôngcho không khí vào nữa, giữ cho độ chênh áp không đổi tức lực trợ lực không đổi Muốn tăng lực phanh người lái phải tiếp tục đạp mạnh hơn, thanh 1 lại dịchchuyển sang phải làm van 7 mở ra cho không khí đi thêm vào khoang A Độ chênh áptăng lên, vòng đàn hồi biến dạng nhiều hơn làm piston hơi dịch về phía trước so vớithanh 1, van 7 lại đóng lại đảm bảo cho độ chênh áp hay lực trợ lực không đổi và tỷ lệ

với lực đạp Khi lực phanh đạt cực đại thì van 7 mở hoàn toàn và độ chênh áp hay lựctrợ lực cũng đạt giá trị cực đại.

Khi nhả phanh: Van 7 tỳ vào trên đế van, lúc này van 7 và thanh 1 nằm ở vị trítận cùng bên trái Ở vị này khoang B thông với khoang A qua lỗ k Như vậy ở trạngthái nhả phanh, trong các khoang A,B có áp suất chân không, còn khoang C có áp suấtkhí quyển

2.3.4 Bộ điều khiển ABS

Hình 2.17: Sơ đồ mạch điện của ABS HU/CM Nguyên lý hoạt động:

Dựa vào tín hiệu của các cảm biến tốc độ, ECU điều khiển trượt cảm nhận tốc

độ quay của các bánh xe cũng như tốc độ của xe Trong khi phanh, mặc dù tốc độ quaycủa các bánh xe giảm xuống, mức giảm tốc sẽ thay đổi tuỳ theo cả tốc độ của xe trongkhi phanh và các tình trạng của mặt đường

Nói khác đi, ECU đánh giá mức trượt giữa các bánh xe và mặt đường từ sự thayđổi tốc độ quay của bánh xe trong khi phanh và điều khiển các van điện từ của bộ chấphành của phanh theo 3 chế độ: giảm áp suất, giữ áp suất và tăng áp suất để điều khiểntối ưu tốc độ của các bánh xe

ECU liên tục nhận được các tín hiệu tốc độ của bánh xe từ 4 cảm biến tốc độ,

và ước tính tốc độ của xe bằng cách tính toán tốc độ và sự giảm tốc của mỗi bánh xe

Nam châm vĩnh cửu

Cuộn dây

Lõi

Roto cảm biến

cảm biến tốc độ

Khi đạp bàn đạp phanh, áp suất thuỷ lực trong mỗi xilanh ở bánh xe bắt đầu tăng lên,

và tốc độ của bánh xe bắt đầu giảm xuống Nếu bất kỳ bánh xe nào dường như sắp bị

bó cứng, ECU sẽ giảm áp suất thuỷ lực trong xilanh của bánh xe đó

Nếu ECU điều khiển trượt phát hiện một sự cố trong hệ tín hiệu hoặc trongrơle, dòng điện chạy đến bộ chấp hành từ ECU sẽ bị ngắt Do đó, hệ thống phanh vẫnhoạt động mặc dù ABS không hoạt động, nhờ vậy đảm bảo được các chức năng phanhbình thường

2.3.5 Cảm biến tốc độ xe

 Cấu tạo:

Tùy theo cách điều khiển khác nhau, các cảm biến tốc độ bánh xe thường đượcgắn ở mỗi bánh xe để đo riêng rẽ từng bánh hoặc được gắn ở vỏ bọc của cầu chủ động,

đo tốc độ trung bình của hai bánh xe dựa vào tốc độ của bánh răng vành chậu Ở bánh

xe, cảm biến tốc độ được gắn cố định trên các bợ trục của các bánh xe, vành răng cảmbiến được gắn trên đầu ngoài của bán trục, hay trên cụm moay-ơ bánh xe, đối diện vàcách cảm biến tốc độ một khe hở nhỏ, gọi là khe hở từ

Cảm biến tốc độ bánh xe có hai loại: cảm biến điện từ và cảm biến Hall Trong

đó, loại cảm biến điện từ được sử dụng phổ biến hơn

Cảm biến tốc độ bánh xe loại điện từ trước và sau bao gồm một nam châm vĩnhcửu, cuộn dây và lõi từ Vị trí lắp cảm biến tốc độ hay rôto cảm biến cũng như số răngcủa rôto cảm biến thay đổi theo kiểu xe

Hình 2.18: Cấu tạo cảm biến tốc độ

Nam châm vĩnh cửu

Ra

A

Cuộn dâyRoto cảm biến

- V

+ V0

độ rất thấp của xe, hoặc cao hơn 100V ở tốc độ cao

Khe hở không khí giữa lõi từ và đỉnh răng của vành răng cảm biến chỉ khoảng1mm và độ sai lệch phải nằm trong giới hạn cho phép Hệ thống ABS sẽ không làmviệc tốt nếu khe hở nằm ngoài giá trị tiêu chuẩn

Hình 2.19: Mô tả sự hoạt động của cảm biến tốc độ bánh xe

2.3.6 Cảm biến giảm tốc

Trước

LEDsCảm biến giảm tốc

Đĩa xẻ rãnh

Đĩa xẻ rãnhTransistor quangTrong quá trình giảm tốc

Hình 2.20: Vị trí và cấu tạo cảm biến giảm tốc.

 Cấu tạo