6. HỆ THỐNG ABS SỬ DỤNG TRÍN ÔTÔ 1 Chức năng vă nhiệm vụ của hệ thống ABS
6.2.Nguyín lý lăm việc
Hệ thống chống hêm cứng bânh xe (ABS) thực chất lă một bộ điều chỉnh lực phanh có mạch liín hệ ngược. Sơ đồ khối điển hình của một ABS có dạng như trín hình 6.3, gồm:
Bộ phận cảm biến 1, bộ phận điều khiển 2, bộ phận chấp hănh hay cơ cấu thực hiện 3 vă nguồn năng lượng 4.
Bộ phận cảm biến 1 có nhiệm vụ phản ânh sự thay đổi của câc thông số được chọn để điều khiển (thường lă tốc độ góc hay gia tốc chậm dần của bânh xe hoặc giâ độ trượt) vă truyền tín hiệu điện đến bộ phận điều khiển 2. Bộ phận 2 sẽ xử lý tín hiệu vă truyền lệnh đến cơ cấu thực hiện 3 để tiến hănh giảm hoặc tăng âp sất trong dẫn động phanh.
Chất lỏng được được truyền từ xilanh chính (hay tổng van khí nĩn) 5 qua 3 đến câc xilanh bânh xe (hay bầu phanh) 6 để ĩp câc phần tử vă thực hiện quâ trình phanh.
60
Hình 6 – 3 Sơ đồ tổng quât của hệ thống chống hêm cứng bânh 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 nĩn; 6 - Xilanh bânh xe hoặc bầu phanh.
Để hiểu được nguyín lý lăm việc của hệ thống chống hêm cứng bânh xe, ta khảo sât quâ trình phanh bânh xe như trín (hình 6.4).
Nếu bỏ qua mô men cản lăn rất nhỏ vă để đơn giản coi Zbx =const, thì phương trình cđn bằng mômen tâc dụng lín bânh xe đối với trục quay của nó khi phanh, có dạng: 0 = − − dt d J M M b b p ω ϕ (6.1) Ở đđy:
Mp – Mômen phanh tạo nín bởi cơ cấu phanh; Mφ – Mômen bâm của bânh xe với đường; Jb – Mômen quân tính của bânh xe; ωb – Tốc độ của bânh xe.
Từ đó ta có gia tốc chậm dần cả bânh xe khi phanh:
b p b b J M M dt dω ϕ ε = = − (6.2) 61
Hình 6 – 4Câc lực vă mômen tâc dụng lín bânh xe khi phanh Sự thay đổi Mp, Mφ vă εb theo độ trượt thể hiện trín hình 6.5.
Đoạn O-1-2 biểu hiện quâ trình tăng Mp khi đạp phanh. Hiệu (Mp-Mφ) tỷ lệ với gia tốc chậm dần εb của bânh xe. Hiệu trín tăng nhiều khi đường Mφ đi qua cực đại. Do đó sau thời điểm năy, gia tốc εb bắt đầu tăng nhanh. Sự tăng đột ngột của εb được sử dụng lăm tín hiệu để giảm âp suất trong dẫn động. Do có độ chậm tâc dụng nhất định năo đó (phụ thuộc tính chất hệ thống), sự giảm âp suất thực tế được bắt đầu ở điểm 2. Do Mp giảm, εb giảm theo vă bằng không ở điểm 3 (khi Mp-Mφ). Văo thời điểm tương ứng với điểm 4 – Mômen phanh có giâ trị cực tiểu không đổi.
Trín đoạn từ điểm 3 đến điểm 6, mômen phanh nhỏ hơn mômen bâm, nín xảy ra sự tăng tốc bânh xe. Sự tăng gia tốc bânh xe được sử dụng lăm tín hiệu văo thứ hai để điều khiển tăng âp suất trong hệ thống phanh (điểm 5).
Khi tốc độ bânh xe tăng lín, độ trượt giảm vă bởi vậy φ cũng như Mφ tăng Tiếp theo, chu trình lặp lại. Như vậy, trong quâ trình điều khiển, bânh xe lúc thì tăng tốc lúc thì giảm tốc vă buộc Mp thay đổi theo chu trình kín 1-2-3-4-5-6 -1, giữ cho độ trượt của bânh xe dao động trong giới hạn λ1-λ2 (Hình 6.5), đảm bảo cho hệ số bâm có giâ trị gần với giâ trị cực đại nhất.
Hình 6.6a cho thấy, quâ trình phanh với ABS nói chung có 3 giai đoạn (3pha): tăng âp suất (1→2), giảm âp suất (2→4) vă duy trì (giữ) âp suất (4→5). ABS lăm việc với 3 giai đoạn như vậy gọi lă ABS 3 pha. Một số ABS có thể không có pha duy trì âp suất gọi lă ABS 2 pha.
62
25 5 1 6 4 3 0 c M ϕ M Mp M p λ λ2 λ1 ε b ε b
Hình 6 – 5Sự thay đổi câc thông số khi phanh có ABS
Trín hình 6.6 lă đồ thị biểu diễn quâ trình thay đổi âp suất trong dẫn động vă gia tốc chậm dần của bânh xe khi phanh có ABS theo thời gian.
Hình 6 – 6Sự thay đổi âp suất trong dẫn động (a) vă gia tốc chậm dần của bânh xe (b) khi phanh có ABS.
Với câc hệ thống chống hêm cứng bânh xe hiện nay, hệ số trượt thay đổi trong khoảng λ1-λ2= (15-30) %. Tần số thay đổi âp suất trong dẫn động khí nĩn khoảng (3-8) Hz còn trong dẫn động thủy lực đến 20Hz.
Trín hình 6.7 vă hình 6.8 lă đồ thị quâ trình phanh của xe du lịch trong hai trường hợp có vă không có ABS.
63
Hình 6 - 7 Quâ trình phanh điển hình của ô tô có trang bị ABS.
Hình 6 – 8Quâ trình phanh điển hình của ô tô có trang bị ABS