1-Lò xo; 2-Lỗ bù dầu; 3- Piston; 4-Nút làm kín; 5-Bình chứa dầu phanh; 6- Piston; 7- Vòng chặn; 8- Chốt tuỳ; 9- Lò xo; 10-Cụm van ngược; 11-Cụm van ngược
3.1.2. Các cảm biến
Các cảm biến là 4 cảm biến riêng biệt cho từng bánh xe, nhận và truyền tín hiệu tốc độ của bánh xe về cho khối điều khển điện tử ECU.
Cảm biến tốc độ bánh xe (hình 3.5) thực chất là một máy phát điện cỡ nhỏ. Cấu tạo của nó gồm:
- Rôto: 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 3. 5 Cảm biến tốc độ bánh xe trước
1- Nam châm vĩnh cửu; 2- Cuộn dây điện; 3- Rôto cảm biến; 4- Rôto cảm biến; 5-Cảm biến tốc độ.
Bộ cảm biến làm việc như sau (hình 3.6):
- Khi mỗi răng của bánh răng đi lướt qua nam châm thì từ thông qua cuộn dây sẽ tăng lên và ngược lại, khi răng đi qua thì từ thông sẽ giảm. Sự thay đổi từ thông sẽ tạo ra một suất điện động thay đổi trong cuộn dây và đưa tín hiệu này đến bộ điều khiển.
- Bộ điều khiển điện tử dùng tín hiệu là tần số của điện áp này làm một đại lượng đo tốc độ bánh xe. Bộ điều khiển điện tử kiểm tra tần số đưa 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 của bánh xe. Khi tốc độ của bánh xe thay đổi thì tần số và độ lớn của tín hiệu cũng thay đổi theo và ngược lại.
Hình 3. 6 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ bánh xe 1- Rôto cảm biến; 2- Cuộn dậy; 3- Nam châm vĩnh cửu.
3.1.2.1 Khối điều khiển điện tử ECU
Bộ điều khiển điện tử (ECU), còn được gọi là mô-đun điều khiển điện tử (ECM), là một hệ thống nhúng trong thiết bị điện tử ô tô điều khiển một hoặc nhiều hệ thống điện hoặc hệ thống phụ trong xe.
ECU là não bộ, trung tâm điều khiển của hệ thống, gồm hai bộ vi xử lý và các mạch khác (phần cứng và phần mềm) cần thiết cho hoạt động của nó.
Việc phát triển một ECU bao gồm cả phần cứng và phần mềm cần thiết để thực hiện các chức năng mong đợi từ mô-đun cụ thể đó. Gần đây, xu hướng là dành một lượng lớn thời gian và nỗ lực để phát triển các mô-đun an toàn theo các tiêu chuẩn như ISO 26262. (16) Rất hiếm khi một mô-đun được phát triển hoàn chỉnh từ đầu. Thiết kế thường lặp đi lặp lại và các cải tiến được thực hiện cho cả phần cứng và phần mềm.
ECU cảm ứng được tốc độ quay của bánh xe, cũng như tốc độ chuyển động tịnh tiến của xe nhờ tín hiệu đưa 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 thông qua bộ kiểm tra sự thay đổi tốc độ bánh xe trong khi phanh. Nó xử lý và truyền tín
hiệu điều khiển cho khối thuỷ lực cung cấp những giá trị áp suất tốt nhất để điều chỉnh tốc độ bánh xe, duy trì lực phanh lớn nhất từ 10 ÷ 30% tỷ lệ trượt.
Hơn nữa ECU còn thực hiện việc tự kiểm tra và cho ngừng chức năng ABS nếu phát hiện hệ thống có trục trặc (VD: 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 nhưng cho phép hệ thống phanh tiếp tục làm việc như một hệ thống phanh bình thường. Những trục trặc trong hệ thống sẽ được cảnh báo bằng đèn ABS trên táp lô. 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 đưa 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 đưa về từ các cảm biến tốc độ chó 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 giá trị tốc độ, sự gia tốc hoặc sự giảm tốc của mỗi bánh xe đến ECU. Khi người lái 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 (reference speed) hệ thống có thể luôn luôn kiểm tra độ trượt của mỗi bánh xe.
Nếu lực phanh là nguyên nhân làm cho bánh xe trượt đối với 1 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.
Mạch an toàn hoạt động theo nguyên tắc tự kiểm tra.
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.
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.
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.
Khi di chuyển, hệ thống thường xuyên kiểm tra điện áp bình ắc quy.
3.1.2.2. Khối thuỷ lực- điện tử (Electric-hydraulic Unit)
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.
3.1.2.3. Bộ phân phối lực phanh điện tử (EBD)
Khi xe được trang bị ABS có nghĩa là chức năng EBD cũng có sẵn. Chức năng này thay thế van điều tải trọng (LAV) được dùng thay trong các hệ thống phanh thường.
Chức năng EBD là phần mềm được đưa thêm vào chương trình ABS truyền thống. Không đòi hỏi thêm bộ phận nào.
Chức năng EBD cho phép kiểm soát nhạy hơn các bánh xe sau. Điều này cũng có thể có hiệu quả trong khi phanh ở trạng thái bình thường không có kiểm soát ABS.
Ngược lại với LAV, với kiểm soát EBD lực phanh được quyết định bởi sự trượt bánh xe chứ không phải do áp lực phanh hay tải trọng xe.
Phân phối lực phanh điện tử cho phép giảm áp lực phanh cho phanh của bánh sau phụ thuộc vào sự trượt của bánh xe này. Điều này cải thiện tình trạng ổn định khi lái so với hệ thống truyền động.
Việc giảm áp lực phanh cho các bánh sau được quy định bởi cách thức của các pha giữ áp lực nào đó. Sự bó cứng các bánh xe sau được ngăn ngừa với sự trợ giúp của việc điều chỉnh điện tử đặc biệt.
Động cơ bơm không chạy khi EBD hoạt động. Tuy nhiên, nếu bánh xe có liên quan vẫn có khuynh hướng bị bó cứng thì kiểm soát ABS được khởi động và mô-tơ bơm hoạt động.
Trong khi kiểm soát EBD hoạt động thì mạch dầu phanh sau được kích hoạt cùng nhau.
Đèn cảnh báo của hệ thống phanh EBD sẽ sáng lên trong trường hợp có sự cố hệ thống EBD. Kiểm soát EBD không được còn tác dụng.
3.2. Trợ lực Phanh
Hình 3. 7 Bầu trợ lực.
1- Piston; 2- Van chân không; 3- Van không khí; 4- Vòng cao su; 5- Cần đẩy; 6- Phần tử lọc; 7- Vỏ
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 bầu trợ lực có các piston và van dùng để điều khiển sự làm việc của hệ thống trợ lực và đảm bảo sự 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 (hoặc màng). Van chân không 2, 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 suấtgiữa 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 4: SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE OTO KIA CERATO 2019
4.1 Giới thiệu chung
Hệ thống phanh trên xe giữ vai trò rất quan trọng. Nó dùng để giảm tốc độ chuyển động dừng và giữ xe ở trạng thái đứng yên. Vì vậy bất kỳ một hư hỏng nào cũng làm mất an toàn và có thể gây ra tai nạn khi xe vận hành. Trong quá trình sử dụng ôtô hệ thống phanh có thể phát sinh những hư hỏng như phanh không ăn phanh ăn không đều phanh nhả kém hoặc bị kẹt.
Phanh không ăn thì không dừng được ôtô kịp thời trong những điều kiện bình thường trong tình huống phức tạp thì sẽ là nguyên nhân gây ra tai nạn.
Nguyên nhân phanh không ăn có thể là do ở phần dẫn động thủy lực không kín để không khí lọt vào hoặc trong hệ thống thiếu dầu bộ phận điều chỉnh của cơ cấu truyền động và cơ cấu phanh bị hỏng. Ngoài ra còn do má phanh và đĩa phanh bị mòn hoặc dính dầu.
Có thể phát hiện các mối nối bị hở căn cứ vào sự rò chảy của dầu ở phần truyền động thủy lực. Nếu trong phần dẫn động thủy lực có không khí lọt vào thì khi đạp phanh không thấy sức cản rõ rệt. Vì khi đạp phanh áp suất không truyền vào dầu còn không khí lọt vào hệ thống thì bị nén, áp suất của nó truyền vào cơ cấu ép không đủ ép má phanh vào đĩa phanh.
Ðể khắc phục hiện tượng này ta phải tiến hành xả không khí ra khỏi hệ thống truyền động thủy lực. Tuy nhiên cần kiểm tra dầu ở xy lanh phanh chính nếu cần thì đổ thêm dầu vào. Khi thay dầu ở hệ thống truyền động thủy lực phải tháo rời rửa và thỗi sạch xylanh phanh chính các xylanh phanh bánh xe và các ống dẫn đầu. Ðổ dầu mới vào hệ thống tiến hành trình tự như khi xả không khí. Dầu có thể lọt vào má phanh và tang trống qua vòng chắn dầu bị hỏng. Vòng chắn dầu hỏng phải thay mới dùng xăng rửa sạch má phanh và đĩa phanh các tấm đệm của má phanh thì dùng dũa hoặc bàn chải sắt đánh sạch. Nếu má phanh bị mòn thì
thay mới chú ý đặt đinh tán sao cho đầu đinh thấp hơn bề mặt của má phanh theo yêu cầu.
Phanh không ăn đều giữa các má phanh có thể do sự điều chỉnh cơ cấu truyền động hoặc cơ cấu phanh bị hỏng các ống dẫn bị tắc các chi tiết dẫn động bị kẹt. Ðể khắc phục ta cần có sự điều chỉnh cơ cấu truyền động bôi trơn các chi tiết và thông ống dẫn.
Hình 4. 1 Má phanh bị mòn không đều
Phanh bó là do bị kẹt nguyên nhân có thể là lò xo hồi vị guốc phanh bị gẫy má phanh bị dính cứng với đĩa phanh, vòng làm kín bị nở piston bị kẹt trong các xylanh bánh xe.
Khi phanh phải tăng lực đạp lên bàn đạp thì đó là dấu hiệu chủ yếu về hư hỏng của bộ trợ lực.
Những hư hỏng chính của bộ trợ lực chân không:
- Ống dẫn từ buồng chân không tới bộ trợ lực bị hỏng. - Van không khí không hoạt động
Ngoài ra bộ trợ lực làm việc không tốt nếu điều chỉnh chạy ralăngti không đúng.
4.2. 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