1- Nam châm vĩnh cửu; 2- Cuộn dây điện; 3- Lõi từ, 4-Cảm biến tốc độ 5-Rôto cảm biến
Bộ cảm biến làm việc như sau:
- 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 đổi 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.
- Tần số và độ lớn của tín hiệu tỷ lệ thuận với tốc độ bánh xe. Khi tốc độ của bánh xe tăng lên thì tần số và độ lớn của tín hiệu cũng thay đổi theo và ngược lại.
Hình 2.13: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ bánh
xe.
2.3.4 Khối điều khiển 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 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 mất 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 chẩn 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 – chẳn 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 đổi 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 thể giảm tốc đến giá trị khác nhau: Bằng việc so sánh tốc độ mỗi bánh xe với tốc độ tham khảo hệ thống có thể 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 giảm 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 khiển 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.
Trong điều kiện giảm lực phanh và phân chia mômen không đúng (trượt- aquaplaning), ECU nhận biết nhờ các cảm biến số vòng quay trên mỗi bánh xe với điều kiện bất thường, như sự truyền động và bánh xe chủ động có khuynh hướng quay ở tốc độ khác nhau.
ECU được trang bị mạch an toàn hệ thống kiểm soát có hiệu lực khi khởi động và vận hành.
Mạch an toàn hoạt động theo nguyên tắc tự kiểm tra.
1. Khi bật khóa, hệ thống kiểm tra ECU, van điều khiển điện từ và sự kết nối của các cảm biến: Nếu kết quả OK, đèn cảnh báo ABS sáng lên trên bảng tap- lô và tắt đi sau 4 giây.
2. Sau khi khởi động động cơ, hệ thống chạy van điện từ và bơm hồi để kiểm tra ngay sau khi đạt tốc độ ứng với 6 km/h.
3. Khi đạt vận tốc 24km/h thì hệ thống kiểm tra tín hiệu tốc độ của 4 bánh xe. 4. Khi di chuyển, hệ thống thường xuyên kiểm tra vận tốc chu vi (peripheral speed) của các bánh xe so với tốc độ tham khảo (reference speed), các điều kiện bộ nhớ và điều khiển hoạt động của hai rơle.
5. Khi di chuyển, hệ thống thường xuyên kiểm tra điện áp bình ắc quy.
2.3.5 Khối thủy lực- điện tử
Gồm có 2 hai phần gắn liền nhau: Khối điện tử và khối thủy lực-điện tử
ECU điều khiển khối thủy lực-điện tử theo các tín hiệu truyền về từ các cảm biến và được so với các bản đồ mà chương trình đã được nạp sẵn trong bộ nhớ của nó. Khối thủy lực được nối đến xy lanh chính và các chi tiết hệ thống phanh ABS bằng các ống dẫn chính của hệ thống phanh. Như vậy, khối thủy lực điện tử có nhiệm vụ điều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh theo tín hiệu điều khiển của ECU, tránh cho các bánh xe khỏi bị hãm cứng khi phanh.
Hệ thống bơm hồi dầu gồm có rơle và mô tơ bơm, hoạt động nhờ tín hiệu từ ECU bơm dầu đến pittông xy lanh chính để bù lại lượng dầu xả về bình chứa khi ABS làm việc.
2.3.6 Trợ lực phanh
Hình 2.14: Bầu trợ lực.
1- Cửa chân không; 2- Buồng chân không; 3- Màng;
4- Van chân không; 5- Phần tử lọc; 6- Cần đẩy; 7-Buồng áp suất thay đổi; 8- Vỏ A - khoang A ; B – khoang B
Trợ lực phanh được dùng là loại trợ lực chân không. Nó là bộ phận rất quan trọng, giúp người lái giảm lực đạp lên bàn đạp mà hiệu quả phanh vẫn cao.
Trong các bầu trợ lực có các piston và van dùng để điều khiển sự làm việc
của hệ thống trợ lực và đảm bảo tỉ lệ giữa lực đạp và lực phanh.
Nguyên lý làm việc của bộ trợ lực chân không:
Bầu trợ lực chân không có hai khoang A và B được phân cách bởi piston (1). Van chân không (4), làm nhiệm vụ: Nối thông hai khoang A và B khi nhả
phanh và cắt đường thông giữa chúng khi đạp phanh. Van không khí (3), làm nhiệm vụ: cắt đường thông của khoang A với khí quyển khi nhả phanh và mở đường thông của khoang A khi đạp phanh. Vòng cao su (4) là cơ cấu tỷ lệ: Làm nhiệm vụ đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạp và lực phanh.
Khoang B của bầu trợ lực luôn luôn được nối với đường nạp động cơ qua van một chiều, vì thế thường xuyên có áp suất chân không.
Khi nhả phanh: van chân không (2) mở, do đó khoang A sẽ thông với khoang B qua van này và có cùng áp suất chân không.
Khi phanh: người lái tác dụng lên bàn đạp đẩy cần 5 dịch chuyển sang phải làm van chân không 2 đóng lại cắt đường thông hai khoang A và B, còn van không khí (3) mở ra cho không khí qua phần tử lọc (6) đi vào khoang A. Ðộ chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và B sẽ tạo nên một áp lực tác dụng lên piston (màng) của bầu trợ lực và qua đó tạo nên một lực phụ hỗ trợ cùng người lái tác dụng lên các piston trong xylanh chính, ép dầu theo các ống dẫn (dòng 1 và 2) đi đến các xylanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh. Khi lực tác dụng lên piston (1) tăng thì biến dạng của vòng cao su (4) cũng tăng theo làm cho piston hơi dịch về phía trước so với cần (5), làm cho van không khí (3) đóng lại, giữ cho độ chênh áp không đổi, tức là lực trợ lực không đổi. Muốn tăng lực phanh, người lái phải tiếp tục đạp mạnh hơn, cần (5) lại dịch chuyển sang phải làm van không khí (3) mở ra cho không khí đi thêm vào khoang A. Ðộ chênh áp tăng lên, vòng cao su (4) biến dạng nhiều hơn làm piston hơi dịch về phía trước so với cần (5), làm cho van không khí (3) 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 không khí mở ra hoàn toàn và độ chênh áp hay lực trợ lực cũng đạt giá trị cực đại.
Bộ trợ lực chân không có hiệu quả thấp, nên thường được sử dụng trên các ô tô du lịch và tải nhỏ .
CHƯƠNG 3: CÁC HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC HỆ THỐNG PHANH CHÍNH XE TOYOTA VIOS
3.1. Những công việc bảo dưỡng cần thiết
Hàng ngày cần phải kiểm tra trình trạng và độ kín khít các ống dẫn, kiểm tra hành trình tự do và hành trình làm việc của bàn đạp phanh nếu cần thiết phải điều chỉnh. Kiểm tra cơ cấu truyền động và hiệu lực của phanh tay xả cặn bẩn khỏi các bầu lọc khí.
Kiểm tra sự hoạt động của xilanh chính.
Kiểm tra mức dầu ở bầu chứa của xy lanh chính. Kiểm tra và nếu cần thì điều chỉnh khe hở giữa đĩa phanh và má phanh.
Cũng có thể kiểm tra hiệu lực của phanh khi ôtô chuyển động. Trong trường hợp này cần tăng tốc độ của ôtô lên tới 30km/h và đạp phanh hãm ôtô để kiểm tra.
Phanh tay được coi là tốt nếu ôtô dừng trên đường dốc 16% mà không bị trôi.
3.2 Các hư hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục trên hệ thống phanh ABS phanh ABS
Một số hư hỏng ,nguyên nhân và cách khắc phục chính thường gặp sau: a, Triệu chứng hư hỏng: Bàn đạp phanh thấp hoặc bị hẫng
Nguyên nhân của hiện tượng là do:
- Bị rò rỉ dầu phanh
- Có khí trong hệ thống phanh
- Phớt dầu trong xy lanh bị mòn hoặc bị hỏng - Cụm xylanh phanh chính bị hỏng
Biện pháp khắc phục:
- Sửa chữa hoặc thay thế đường ống - Xả e trong hệ thống phanh
- Thay thế phớt dầu hư hỏng trong xylanh bánh xe
- Thay thế xylanh phanh chính b, Triệu chứng hư hỏng: Bó phanh
Nguyên nhân hư hỏng:
- Hành trình bàn đạp phanh không đủ - Hành trình cần phanh đỗ điều chỉnh sai - Cáp phanh đỗ dính
- Khe hở guốc phanh điều chỉnh sai - Má phanh bị nứt hoặc bị biến dạng - Hệ Pistton trong xylanh bị kẹt
- Rò rỉ chân không trong hệ thống trợ lực - Cụm xylanh phanh chính bị hở
Biện pháp khắc phục: - Điều chỉnh lại bàn đạp
- Điều chỉnh lại hành trình cần phanh đỗ - Thay thế má phanh bị hư hỏng
- Thay thế pistton bị hư hỏng
- Sửa chữa hoặc thay thế trợ lực chân không c, Triệu chứng hư hỏng: Lệc phanh
Nguyên nhân hư hỏng: - Pistton bị kẹt
- Má phanh bị dính dầu mỡ - Đĩa phanh bị xước
- Má phanh bị nứt biến dạng Biện pháp khắc phục :
- Thay thế pistton hỏng - Làm sạch má phanh
- Sửa chữa thay thế đĩa phanh bị hỏng - Thay thế má phanh
d, Triệu chứng hư hỏng: đạp phanh mạnh nhưng không hiệu quả (Không ăn)
Nguyên nhân hư hỏng:
- Rò rỉ dầu trong hệ thống phanh - Có khí trong dầu phanh
- Đĩa phanh bị xước
- Rò rỉ chân không trong hệ thống trợ lực Biện pháp khắc phục:
- Sửa chữa thay thế đường ống - Xả e trong hệ thống
- Thay thế má phanh bị hỏng - Thay thế đĩa phanh
- Sửa chữa thay thế bộ trợ lực
e, Triệu chứng hư hỏng: tiếng ồn từ hệ thống phanh
Nguyên nhân hư hỏng :
- Má phanh bị nứt hoặc bị biến dạng - Bu lông lắp xylanh bị lỏng
- Bu lông đỡ càng phanh bị lỏng - Đĩa phanh bị xước
- Chốt trượt bị mòn Biện pháp khắc phục:
- Thay thế má phanh bị hỏng
- Xiết chặt hoặc thay thế bu lông, xiết chặt hoặc thay thế đĩa phanh - Thay thế chốt trượt
3.3 Sửa chữa hư hỏng một số chi tiết, bộ phận chính
Các công việc sửa chữa, bảo dưỡng phanh bao gồm: - Châm thêm dầu phanh.
- Làm sạch hệ thống thủy lực. - Tách khí khỏi hệ thống thủy lực.
- Sửa chữa hoặc thay thế xylanh chính hay các xilanh bánh xe. -Thay má phanh.
- Sửa chữa hoặc thay thế bộ phận trợ lực phanh
Ngoài ra còn có: Sửa chữa hoặc thay thế đường ống dầu phanh công tắc hoặc các van.
Thay thế má phanh:
Cốt má phanh: Bề mặt cốt sắt để tán má phanh nếu bị vênh quá 0,40mm thì phải sửa chữa lỗ để lắp đệm lệch tâm không được mòn quá (0,10- 0,12mm) các đầu đinh tán phải chắc chắn không lỏng má phanh không nứt và cào xước mặt đầu của các đinh tán phải cao hơn bề má phanh ít nhất là 2.5(mm).
Khe hở giữa má phanh và đĩa phanh điều chỉnh theo yêu cầu đầu trên má phanh trước và sau là 0,25(mm) đầu dưới má phanh trước và sau là 0,12(mm) khe hở giữa trục quay má phanh với vòng đồng lệch tâm cho phép là: (0,06 – 0,15mm) lớn nhất là 0,25(mm). Cùng một cầu xe má phanh hai bên bánh trái và bánh phải đồng chất không được dùng loại khác nhau má phanh cũ có dính dầu phải dùng xăng hoặc dầu hỏa để rửa.
Thay thế má phanh đĩa lau chùi bụi và tra dầu mỡ moayơ kiểm tra các vòng phốt xem có rò dầu không. Việc sửa chửa bảo dưỡng phanh đĩa đơn giản hơn phanh trống guốc.
Xylanh chính và xylanh bánh xe thường có những hư hỏng như: Bề mặt xylanh bị cào xước, xylanh bị côn, méo các lò xo hồi vị bị gẫy mất đàn hồi, các vòng làm kín bị nở, các răng ốc nối các ống dẫn dầu bị tua.
Theo yêu cầu thì bề mặt xilanh phải nhẵn bóng không có vết rỗ xước sâu quá 0,5(mm). Ðường kính xy lanh không được côn méo quá 0,05(mm) so với đường kính tiêu chuẩn, các lò xo hồi vị phải đủ tiêu chuẩn về lực đàn hồi. Ðối với những hư hỏng trên thì phải tiến hành sửa chữa hoặc thay mới chứ không thể điều chỉnh được. Các vòng làm kín, lò xo hồi vị nếu kiểm tra không đạt yêu cầu thì nên thay mới. Các piston, xylanh bị côn hoặc méo thì phải tiến hành gia công trở lại. Chú ý khi gia công khe hở giữa xilanh và piston không được vượt quá giá trị cho phép tối đa là (0,030 – 0,25mm) độ côn và méo của xy lanh bánh xe sau khi gia công cho phép tối đa là 0,5(mm).
Ðối với bầu trợ lực cần phải kiểm tra piston màng nếu có hiện tượng rạng rách thì phải thay thế để đảm bảo hiệu quả phanh.
3.4 Kiểm tra hệ thống ABS
Trước khi sửa chữa ABS, đầu tiên phải xác định xem hư hỏng là trong ABS hay là trong hệ thống phanh. Về cơ bản, do hệ thống ABS được trang bị chức năng dự phòng, nếu hư hỏng xảy ra trong ABS, ABS ECU dừng hoạt động của ABS ngay lập tức và chuyển sang hệ thống phanh thông thường.
Do ABS có chức năng tự chuẩn đoán, đèn báo ABS bật sáng để báo cho người lái biết khi có hư hỏng xảy ra. Nên sử dụng giắc sữa chửa để xác định