ABS Lexus]

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, có thể đảm bảo:-Hãm cứng đồng thời các bánh xe để sử dụng triệt để t

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

TIỂU LUẬN

BÁNH XE ANTI-LOCK BRAKING SYSTEM (ABS) TRÊN XE

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

I Mục đích ý nghĩa của đề tài.

II Giới thiệu về hệ thống phanh ABS III Giới thiệu về xe Lexus –GS 350.

IV Kiểm tra hệ thống ABS

V Kết luận

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, do nhu cầu của xã hội ngaỳ càng phát triển, kéo theo mọi hoạt động 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 song song với sự phát triển của mọi ngành nghề thì công nghệ otoo cũng có sự thay đổi khá lớn Nhu cầu của con người dần dần được đáp ứng về các mặt tiện nghi, kinh tế, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, … trong

đó vấn đề an toàn được đặt lên hàng đầu Ứng dụng thành tựu khoa học kĩ thuật

đã đạt được , các nhà sản xuất bắt tay nghiên cứu ,chế tạo hệ thống ABS với những tính năng ưu việt : chống bó cứng bánh xe khi phanh ,ổn định hướng nhằm hạn chế những tai nạn đáng tiếc có thể xảy ra

Từ vấn đề đó , với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn tận tình của giá viên hướng dẫn ,em quyết định thực hiện đề tài : “HỆ THỐNG PHANH CHỐNG HÃM CỨNG BÁNH XE ANTI-LOCK BRAKING SYSTEM (ABS) TRÊN XE LEXUX 350”

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 bạn để dề tài được hoàn thiện hơn

Cưới cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Trung Hiếu đã giúp

em hoàn thành đề tài này

Biên Hòa,ngày 1 tháng 12 năm 2018 Sinh viên thực hiện

DƯƠNG THÀNH ĐẠT

I Mục đích ý nghĩa của đề tài.

Sản xuất ô tô trên thế giới này ngày nay tăng vượt bậc, oto trở thành phươngtiện vận chuyển quan trọng về hành khánh và hàng hóa cho các ngành kinh tếquốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiện giao thông tư nhân ở các nước cónền kinh tế phát triển Ở nước ta, số ô tô tư nhân cũng đang phát triển cùng với

sự tăng trưởng của nề kinh tế, mật độ ô tô lưu thông trên đường ngày càng cao

Do mật độ ô tô trên đường ngày càng lớn và tốc độ chuyển động ngày càngcao cho nên vấn đề tai nạn giao thông trên đường là vần đề thiết yếu luôn phảiquan tâm

Theo thống kê của các nước thì trong tai nạn giao thông thông thườngđường bộ 60 ÷ 70 % do con người gây ra 10 ÷ 15 % do hư hỏng máy móc, trụctrặc kĩ thuật và 20 ÷ 30 % là do đường sá quá xấu Trong nguyên nhân do conngười gây ra thì theo thống kê cho thấy 10% số vụ tai nạn xảy ra trong trườnghợp cần dừng khẩn cấp, tài xế đạp phanh đột ngột làm xe bị rê bánh và trượt đi,dẫn đến mất lái Hệ thống chống hãm cứng xe Antilock Braking System (ABS)giúp khắc phục tình trạng này không phụ thuộc vào kĩ thuật phanh của người lái.ABS được ứng dụng ngày càng rộng rãi trong khoảng 15 trở lại đây và hiện naygiữ vị trí quan trọng trong danh mục thiết bị tiêu chuẩn xe hơi Nó là hệ thống antoàn chủ động của ô tô, góp phần làm giảm thiểu tai nạn nguy hiểm có thể xảy rakhi vận hành vì nó điều khiển quá trình phanh một cách tối ưu

Tìm hiểu hệ thống phanh ABS cho phép người sử dụng,bảo dưỡng, sửa chữa

tư vấn và kiểm định làm việc một cách tối ưu nhằm nâng cao hiệu quả làm việc

của hệ thống này Đó là lí do em chọn đề tài"HỆ THỐNG PHANH CHỐNG

HÃM CỨNG BÁNH XE ANTI-LOCK BRAKING SYSTEM (ABS) XE LEXUS-GS 350"

II Giới thiệu về hệ thống phanh ABS.

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

ABS thực ra là công nghệ điện tử thay thế cho phương pháp phanh hiệu quả nhất (đặc biệt trên mặt đường trơn trượt) là đạp – nhả pê-đan liên tục, cảm nhận đấu hiệu rê bánh để xử lí Do việc thực hiện kĩ thuật này không đơn giản

mà các chuyên gia ở hãng Bosch, Đức, đã nghiên cứu, chế tạo cơ cấu ABS bao gồm các cảm biến lắp trên bánh xe; bộ xử lý điện tử CPU và thiết bị điều áp

Trong trường hợp phanh gấp, nếu CPU nhận thấy một hay nhiều bánh có tốc độ quay chậm hơn mức quy định nào đó so với các bánh còn lại, thông qua bơm thủy lực, ABS tự động giảm áp suất tác động lên dĩa, giúp bánh xe không

1 Chức năng nhiệm vụ

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, có thể đảm bảo:

-Hãm cứng đồng thời các bánh xe (để sử dụng triệt để trọng lượng bám và tránh quay xe khi phanh)

-Hoặc hãm cứng các bánh xe khác (để đảm bảo điều kiện ổn định)

Tuy nhiên quá trình phanh như vậy vẫn chưa phải là có hiểu qua cao và antoàn nhất vì:

-Khi phanh ngặt, các bánh xe vẫn có thể hãm cứng và trượt dọc Các bánh

xe trượt lết trên đường sẽ gây mòn lốp và hãm hệ số bám

-Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn, còn mất khả năng tiếp nhận lực ngang và không thể thực hiện quay vòng khi phanh trên đoạn đường cong hoạc đổi hướng để tránh chướng ngại vật ,đặc biệt là trên các mặt đường có hệ số bámthấp Do đó dễ gây ra những tai nạn khi phanh

Quá trình phanh có và không có ABS trên đoạn đường cong

Vì vậy mục tiêu của hệ thống phanh ABS là giữ cho bánh xe trong quá trình phanh có độ trượt thay đổi trong giới hạn hẹp, khi đó hiêụ quả phanh cao nhất đồng thời tính ổn định và tính dẫn hướng của xe là tốt nhất, thỏa mãn các yêu cầu cơ bản của hệ thống phanh là rút ngắn quãng đường phanh cải thiện tính ổn định và khả năng điều khiển lái xe trong khi phanh.

Tính ổn định chuyển động và tinh ổn định hướng: Duy trì khả năng bám ngang trong vùng có gia trị đủ lớn nhờ vậy làm tăng tính ổn định chuyển động

và ổn 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 các độc lạp với cùng một ngưỡng gia tốc nên phanh trên các bánh xe sẽ khác nhau Sự khác biệt lực phanh trên các bánh xe trái phải sẽ tạo ra các mô men quay vòng cưỡng bức quanh trục thẳng đứng Mô men quay vòng cưỡng bức sẽ làm lệch hướng chuyển động của xe khi phanh, làm giảm ổn 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 trạng tháitrượt của bánh xe ở các cầu khắc nhau cũng làm thay đổi đặc tính quay vòng của

xe khi phanh, nếu độ trượt của bánh xe cầu trước lớn hơn cầu trượt sau đẫn đến góc lệnh hướng trướt lớn hơn góc lệnh hướng sau thì xe có xu hướng qyau vòng thiếu, nếu độ trượt của bánh xe sau lớn hơn bánh xe trước thì xe có xu hướng quay vòng thừa

Từ những kết quả phân tích lí thuyết vá thực nghiệm cho thấy rằng đối với ABS thì hiệu quả phanh và ổn 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 củaviệc 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 chuyen môn

Qua thực nghiệm người ta thấy rằng khi có trang bị hệ thống ABS :

 Đường nhựa khô : hiệu quả phanh đạt khoảng 115%

 Dường đóng băng : hiệu quả phanh đạt khoảng 150%

Kết quả thí nghiệm khi phanh ô tô du lịch có trang bị ABS

Loại đường Tốc độ bắt đầu

phanh V(m/s)

Quảng đường phanh S p (m) Mức tăng hiệu

quả phanh (%)

Đường bêtông khô

Đường bêtông ướt

13,88 13,88

10,6 18,7

13,1 23,7

19,1 21,1

Đường bêtông khô

Đường bêtông ướt

27,77 27,77

41,1 62,5

50,0 100,0

17,8 37,5

Tóm lại khi trang bị hệ thống ABS:

- lợi về hiệu quả phanh

Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe.

1- Cảm biến tốc độ; 2- Bộ phận điều khiển; 3- Cơ cấu thực hiện; 4- Nguồn năng lượng;

5- Xilanh chính hoặc tổng 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 cấuthực 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 chọ để điều khiển và truyền tín hiệu đến bộ phận điều khiển 2 Bộ phận 2

sẽ xử lý tín hiệu và truyền đến cơ cấu thứ hiện 3 để tiến hành giảm hoặc tăng

áp suất trong dẫn động phanh

- Chất lỏng được truyền từ xi lanh chính 5 qua 3 đến các xi lanh bánh xe 6

để ép các guốc phanh và thự hiện quá trình phanh

Quá trình phanh điển hình trên mặt đường trơn không có ABS.

Quá trình phanh điển hình của ôtô có trang bị ABS.

1.2 Phân loại hệ tống ABS

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

kế theo nhiều sơ đồ kết cấu 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 2 nhóm lớn : điều khiển bằng cơ khí và điều khiển điện tử

Sơ đồ phân loại hệ thống ABS.

-Theo thành phàn kết cấu ,các ABS điều khiển điện tử chia ra :

+ Loại dùng kết hợp với các xi lanh chính của hệ thống phanh cổ điển+ Loại bán tích hợp

+ loại tích hợp

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

+ Dùng bình tích năng và bơm hồi dầu

+ Dùng van xả dầu về bình chứa

+ Dùng piston đối áp

Các phương pháp điều chỉnh áp suất phanh.

a- Dùng bơm hồi dầu; b- Xả dầu về đường hồi; c-Dùng piston đối áp 1- Bơm dầu; 2- Bình tích năng; 3- Xi lanh chính; 4- Van nạp; 5- Van xả;

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

Ngoài ra các ABS còn có thể phân loại theo số lượng cảm biến và số dòng dẫn động điều khiển riêng rẽ.

1.3 Một số Sơ đồ ABS điển hình

Sau đây sẽ giới thiệu một số sơ đồ ABS phổ biến dùng với dẫn động thủy lực ,điều khiển bằng điện tử

ABS 1 kênh – RWAL (Rear Wheel Antilock ) hay RABS (Rear Antilock Braking System ) Là những hệ thống chống hãm cứng phanh bánh sau ,nó là những hệ thống đơn giản được thiết kế cho các loại xe thể thao ,tải nặng ,vì các loại xe này rất dễ bị hãm cứng bánh sau hi phanh trong trườn hơp không tải

Sử dụng một cảm biến tốc độ bánh xe với vòng răng cảm biến đặt trên bánhrăng vành chậu của bộ vi sai cầu sau Hai bánh sau được diều khiển chung theo modul chọn thấp ,tức là bánh xe nào có khả năng bám thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cả cầu sau

Sơ đồ ABS 1 kênh 1 cảm biến.

1- Xy lanh chính; 2- Cơ cấu cung cấp năng lượng; 3- Khối thủy lực; 4- Bơm cao áp; 5- Rơle điện; 6- Cảm biến tốc độ; 7- Xy lanh bánh xe

Sử dụng 2 cảm biến tốc dộ bánh xe đặt ở các bánh xe cầu trước và một cảm biến tốc độ bánh xe cới vòng răng cảm biến đặt trên bánh răng vành chậu của bộ

vi sai cầu sau

ABS 3 kênh 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe và 4 can điều khiển Phương

án này hai bánh trước được điều khiển chung theo modun thấp Hầu hết các xe

có bánh sau chủ động và nhiều xe bánh trước chủ động sử dụng ABS 3 kênh

Sơ đồ ABS 3 kênh 3 cảm biến.

Sơ đồ ABS 3 kênh 4 cảm biến.

ABS 4 kênh điều khiển phanh 4 bánh xe một cách riêng biệt Đây là hệ thống hoàn chỉnh nhưng đắt tiền nhất và yêu cầu mỗi bánh xe phải có một cảm biến tốc độ riêng Hệ thống ABS 4 kênh có 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe và 4 van điều khiển độc lập sử dụng phổ biến cho xe dẫn động cầu trước.

Sơ đồ ABS 4 kênh 4 cảm biến.

III Giới thiệu về xe Lexus –GS 350.

1.1 Sơ đồ tổng thể của xe

Sơ đồ tổng thể của xe Lexus-GS 350 Các thông số kỹ thuật chủ yếu được cho trên bảng

TT Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị

01 Kích thước bao xe: LxWxH mm 4.895 x 1.820 x 1.450

V6-3.5L 317/6400

Kết cấu phanh đĩa trên ôtô.

1- Má kẹp; 2- Piston; 3- chốt dẫn hướng; 4- Đĩa Phanh; 5- má phanh.

2 Khảo sát hệ thống phanh ABS trên xe Lexus –GS 350

2.1 Sơ đồ hệ thống phanh ABS

Đây là loại ABS dùng với dẫn động thủy lực không tích hợp bố trí 3 kênh 4 cảm biến và 4 van điều khiển

Thiết bị của hệ thống ABS gồm : cảm biến lắp tren bánh xe , bộ xử lý điện tử

và thiết bị điều áp Kiểu ABS hiệu quả nhất có thể tự động điều chỉnh áp suất dầu phanh trên từng cụm bánh ,số cảm biến đo vận tốc góc , modul áp suất ,đường điều khiển bằng số bánh xe

Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe Lexus-GS 350.

1,2 - Cảm biến tốc độ bánh xe trước; 3- Cảm biến tốc độ bánh xe sau; 4- ECU và Rơle; 5- Xy lanh chính.

Sơ đồ bố trí hệ thống phanh ABS trên xe Lexus-GS 350.

1,5- Cảm biến tốc độ bánh xe trước; 2- Rôto cảm biến bánh xe trước; 3- Rơle điều khiển; 4- Khối thủy lực; 6,11- Giắc kiểm tra; 7- ECU; 8- Đèn cảnh báo ABS;9- Rô to cảm biến bánh xe sau; 10- Cảm biến tốc độ bánh xe sau.

Hệ thống này gồm nhiều bộ phận hợp thành ,nó cung cấp thông tin đến ECU.

Những bộ phận này là +Cảm biến tốc độ ,phát hiện tốc độ góc của bánh xe và truyền tín hiệu về tốc

độ cho khối diều khiển điện tử +Khối thủy lực ,kiểm tra và điều chỉnh áp suất phanh+Rơ le, kiểm tra hoataj động của bơm và van điện từ +Khối điều khiển điện tử (ABS ECU)

+Đèn báo ABS(ABS warming lamp)

2.2 Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống phanh ABS trên xe Lexus –GS

2.2.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh ABS

Chu trình diều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh khi ABS làm việc có 3 giai đoạn chính :tăng áp suất, duy trì áp suất ,giảm áp suất

Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh ABS.

1,3,8,10- Van điện từ 3 vị trí;2- Xy lanh bánh xe trước bên trái;4- Xy lanh bánh xe sau bên phải;5- Bầu tích năng;6-Mô

tơ bơm;7- Xy lanh bánh xe sau bên trái;9- Xy lanh bánh xe trước bên phải;11- Van phân phối;12- Xy lanh chính .

*Giai đoạn tăng áp suất

Trong giai đọn này hệ thống phanh làm việc như một hệ thống phanh bình thường không có ABS

Giai đọan tăng áp suất.

1- Bộ tích năng; 2- Xy lanh bánh xe; 3- Cảm biến tốc độ bánh xe; 4- Lò xo hồi vị; 5- Cuộn Solenoid; 6,7,8- Van một chiều; 9- Xy lanh chính; 10- Bơm cao áp.

*Giai đoạn giảm áp suất

Khi một bánh xe gần bị bó cứng ECU gửi dòng điện 5A đến cuộn solenoid của van điện làm sinh ra một lực từ mạnh Van diện 3 vị trí chuyển động lên phía tren dể đóng cửa A và mở cửa B cho chất lỏng từ xi lanh bánh xe đi vào

bộ tích năng thoát về vùng áp suất thấp của hệ thống ,do vậy áp suất trong dẫn động phanh được giảm xướng tránh cho các bánh xe khỏi bị hãm cứng

Giai đoạn giảm áp suất.

1- Bộ tích năng; 2- Xy lanh bánh xe; 3- Cảm biến tốc độ bánh xe; 4- Lò xo hồi vị; 5- Cuộn Solenoid; 6,7,8- Van một chiều; 9- Xy lanh chính; 10- Bơm cao áp.

*Giai đoạn giữ áp suất

Khi áp suất bên trong xy lanh bánh xe giảm hay tăng ,cảm biến tốc độ gửi tín giệu báo rằng tốc độ bánh xe đạt đến giá trị mong muốn ,ECU cấp dòng diện 2A đến cuộn dây của van điện để giữ áp suất trong xy lanh bánh xe không đổi

Giai đoạn giữ áp suất.

1- Bộ tích năng; 2- Xy lanh bánh xe; 3- Cảm biến tốc độ bánh xe; 4- Lò xo hồi vị;

5- Cuộn Solenoid; 6,7,8- Van một chiều; 9- Xy lanh chính; 10- Bơm cao áp.

Trong quá trình ABS làm việc ,thông qua công tắc cảm biến hành trình của bàn đạp phanh, bộ điều khiển điện tử cũng đồng thời truyền tín hiệu kích hoạt cụm bơm moto làm giảm việc bù lại lượng dầu xả về bình chứa để giữ hành trình bàn đập không bị tăng lên

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

Biểu đồ mô tả quá trình điều khiển tốc độ bánh xe khi phanh.

ECU liên tiếp nhận tín hiệu tốc độ bánh xe từ cảm biến Bằng cách tính toántốc độ và sự giảm tốc độ của mỗi bánh xe ,ECU đánh giá được tốc độ của xe.Khiđạp phanh ,áp suất dầu của mỗi xy lanh bánh xe bắt đầu tăng và tốc độ bánh xe bắt đầu giảm xuống Nếu các bánh xe giàn như bị khóa cứng ECU sẽ chuyển sang giai đoạn giảm áp suất dầu để dừng sự tăng áp suất trong xy lanh bánh xe của các bánh xe đó.

2.2.2 Sơ đồ điện

Bốn cảm biến được cấp điện trực tiếp từ ECU ,hai cảm biến của hai bánh sau nối mát qua pon RSS (Rear Speed Sensor), hai cảm biến của hai bánh trước nối mát qua pin FSS(Front Speed Sensor).ECU được cấp điện từ ắc quy qua cầuchì chính và hộp cầu chì bảo vệ