3.3. Trợ lực phanh
3.3.1. Cấu tạo
Hình Error! No text of specified style in document..8. Bầu trợ lực
1.Cảm biến tốc độ2.Màng gắn cảm biến3.Xilanh phanh chính4.Nam châm5.Cảm biến mở6.Khoang công tác7.Bộ xử lý trung tâm 8. Khoang chân không 9. Bàn phanh
3.3.2. Nguyên lí làm việc
a, Khi không đạp phanh:
Hình 3.9. Sơ đồ cấu tạo bầu trợ lực khi không đạp phanh
Van không khí được nối với cần điều khiển van và bị lò xo phản hồi của van không khí kéo về bên phải. Van điều chỉnh bị lò xo đẩy sang bên trái tiếp xúc với van không khí. Do đó, không khí bên ngoài đi qua lưới lọc bị chặn lại không vào được buồng áp suất biến đổi. Trong điều kiện này van chân không của thân van bị tách khỏi van điều chỉnh tạo ra một lối thông giữa buồng A và lỗ B. Vì luôn luôn có chân không trong buồng áp suất không đổi nên cũng có chân không trong buồng áp suất biến đổi vào thời điểm này. Vì vậy lò xo màng ngăn đẩy piston sang bên phải.
b, Khi đạp phanh:
Hình 3.10. Cấu tạo bầu trợ lực khi đạp phanh
Khi bàn đạp phanh, cần điều khiển van đẩy không khí làm nó dịch chuyển sang bên trái. Lò xo van điều chỉnh cũng đẩy van không khí dịch chuyển sang bên trái cho đến khi nó tiếp xúc với van chân không. Chuyển động này bịt kín lối thông giữa buồng A và B. Khi van không khí tiếp tục dịch chuyển sang bên
trái, nó càng rời xa van điều chỉnh, làm cho không khí bên ngoài lọt vào buồng áp suất biến đổi qua lỗ E (sau khi qua lưới lọc không khí). Độ chênh áp suất giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất biến đổi làm cho pitông dịch chuyển sang bên trái, làm cho đĩa phản lực đẩy cần đẩy bộ trợ lực về bên trái và làm tăng lực phanh.
3.4. Các cảm biến
a, Cảm biến tốc độ
− Cảm biến tốc độ bánh xe thực chất là một máy phát điện cỡ nhỏ. Cấu tạo của nó gồm:
+ Rô to: Có dạng vòng nang, 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 Error! No text of specified style in document..11. 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
Hình Error! No text of specified style in document..12. Cảm biến tốc độ
1- Nam châm vĩnh cửu; 2- Cuộn dây điện; 3- Cảm biến tốc độ, 4- Cảm biến tốc độ , 5- Rôto cảm biến.
b, Cảm biến áp suất:
Một cảm biến áp suất, được lắp đặt trong xy lanh chính, cảm nhận áp suất dầu phanh để phán đoán ý định phanh của người lái khi ESP đang hoạt động. Có đĩa sứ di động và không thể di chuyển trong cảm biến áp suất. Khi áp lực được áp dụng đến đĩa, khoảng cách giữa các đĩa thay đổi. Do đó, khoảng cách giữa các đĩa thay đổi tuyến tính khi áp lực được áp dụng cho đĩa di động bằng cách phá vỡ opreation. Tối đa áp suất đo được là 170bar. Đầu ra cảm biến là một tín hiệu tương tự theo tỷ lệ với điện áp cung cấp và HECU nhận ra giá trị áp suất theo tỷ lệ tín hiệu về và ung cấp hiệu điện thế.
Mỗi điện áp tín hiệu đầu vào chưa được lọc được giám sát để nằm trong khoảng 0,2V ± 0,1V ＜ điện áp tín hiệu đầu vào ＜ 4,8V ± 0,1V. A
Lỗi được phát hiện nếu giá trị tín hiệu đầu ra nằm ngoài phạm vi quy định trong hơn 1 giây hoặc hình thức tự kiểm tra cảm biến áp suất là
chống lại đặc điểm kỹ thuật trong quá trình tự kiểm tra
Hình 3.13. Cảm biến áp suất
c, Cảm biến góc lái:
Cảm biến tốc độ góc lái phát hiện góc của vô lăng để người dùng chọn hướng nào. Cảm biến được tách ra trên MPS dưới vô lăng.
Cảm biến góc vô lăng sử dụng hai cảm biến để xác định hướng quay. Các thành phần chính của mỗi cảm biến là đèn LED, bóng bán dẫn quang và tấm khe. Tấm khe có 45 lỗ, là được lắp giữa đèn LED và bóng bán dẫn hình ảnh, và tạo ra tín hiệu nếu tấm khe quay theo bánh lái vòng xoay. Các tính hiệu cảm biến được tạo ra bởi bóng bán dẫn quang được điều khiển bất cứ khi nào ánh sáng đi qua hố. HECU phát hiện tốc độ vận hành và hướng của vô lăng bằng
tín hiệu đầu vào này và tín hiệu được sử dụng đến tín hiệu đầu vào để điều khiển chống lật.
Hình 3.14. Cảm biến góc lái
3.5. Khối điều khiển điện tử
Hình 3.15. Hệ thống 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 - chẳng 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 (reference speed) 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. Thường xuyên kiểm tra điện áp bình ắc quy.
3.6. Bộ chấp hành ABS
a. Khi phanh bình thường
Khi đạp phanh bình thường: tức là lực cản cản trong cơ cấu phanh codn nhỏ chưa có nguy cơ làm bánh xe bị trượt, lúc này ABS _ ECU không hoạt động nên không gửi tín hiệu bằng dòng điện đến cuộn dây của bộ chấp hành ABS. Do vậy, cả hai van trong bộ chấp hành ABS ở trạng thái tĩnh. (không kích hoạt) . Buồng diều khiển màng cung cấp của van nạp thông với khí. Khí nén đi vào cổng cung cấp, uốn màng cấp lên mở thông lối lới cổng phân phối để cho khí nén tuôn trực tiếp qua van modun ABS vào bầu phanh. Đồng thời khí nén rẽ qua, tác động áp suất lên màng xả. Áp suất này phối hợp với lực của lò xo giữ cho màng xả, chặn đường dẫn từ cổng phấn phối tới ống xả. Bộ chấp hành ABS duy trì trạng thái này cho tới khi bánh xe sắp sửa bị khóa cứng. sau đó một hoặc hai dây điện từ kích hoạt bởi ECU.
Khi thôi phanh: Khí nén ở cổng cung cấp giảm khi thôi đạp phanh. Việc này làm đải hướng dòng khí qua bộ chấp hành ABS và cho xả khí từ bầu phanh. Khí nén cũng có thể được xả ra từ cổng xả của bộ chấp hành ABS trong khi phanh bình thường.
b. Khi phanh gấp (ABS hoạt động)
Khi phanh ngặt nếu có bất kì bánh xe nào gần bị bó cứng thì bộ chấp hành ABS điều khiển áp suất khí nén tới bầu phanh bánh xe đó thích hợp nhất tùy vào theo tín hiệu từ ECU vì vậy bánh xe không bó bó cứng. Hoạt động của bộ chấp hành ABS có thể chia làm 3 gia đoạn:
+ Chế độ “giảm áp”: Khi ECU thấy 1 bánh xe gần bị bó cứng, đầu tiên nó kích hoạt cả 2 van điện từ bằng cách gửi dòng điện đén cuộn dây của van tạo ra một lực từ mạnh, để mở van ra cho phép khí nén vào buồng điều khiển màng cung cấp, nhằm đóng màng này không cho them khí nén vào bầu phanh nữa. Đồng thời van điện từ xả cắt khí nén vào buồngđiều khiển màng xả, và cho xả khí từ trong bầu phanh ra khí trời, Như vậy, khí nén đang trong bầu phanh sẽ
đi qua cổng phân phối tới cổng xae và dẫn đến việc xả khí nén ra khỏi bầu phanh nhằm giảm giảm áp trong bầu phanh chống hãm cứng bánh xe.
+ Chế độ “giữ áp”: Khi xả đủ lượng khí nén từ trong bầu phanh, cảm biến tốc độ sẽ gửi tín hiệu báo rằng tốc độ bánh xe đã đạt đến giá trị mong muốn, ngay lúc này ECU ngắt dòng điện đến cuộn dây của van solenoid xả nên nó không bị kích hoạt nữa.
Việc này giữ cho màng xả trở về vị trí ban đầu và chặn không cho khí thoát ra khỏi bầu phanh. Còn Solenoid nạp vẫn bị kích hoạt để chận khí nén không đi qua van ABS tới bầu phanh. Kết quả khí nén trong bầu phanh được giữ lại với áp suất thích hợp không đổi.
+ Chế động “tăng áp”: Khi cần tăng áp suất trong bầu phanh để tạo lực phanh lớn, ECU ngắt dòng điện cấp cho cả 2 van solenoid và đưa hệ thống trở về trang thái cung cấp bình thường. Để có được hiệu quả phanh thích hợp, ECU điều chỉnh tốc độ bánh xe và xác định khi nào cần phải lặp lại áp lực phanh bằng cách trải qua rất nhanh các trạng thái van khác nhau (tăng áp, giữ áp, giảm áp) để kiểm soát độc lập tốc độ từng bánh xe.
3.6.1. Van điện tử
Van điện từ trong bộ chấp hành có hai loại, loại 2 vị trí có van điều khiển tăng áp. Cấu tạo chung của một van điện từ gồm có một cuộn dây đóng mở các cửa van theo sự điều khiển của ECU để điều chỉnh áp suất dầu đến các xylanh bánh xe.
3.6.2. Motor điện và bơm dầu
Một bơm dầu kiểu piston được dẫn động bởi một motor điện, có chức năng đưa ngược dầu từ bình tích áp về xylanh chính trong các chế độ giảm và giữ áp. Bơm được chia ra làm hai buồng làm việc độc lập thông qua hai piston trái và phải được điều khiển bằng cam lệch tâm. Các van một chiều chỉ cho dòng dầu đi từ bơm về xylanh chính.
Hình 3.18. moto điện
1.Motor điện 2. Van Solenoid 3. Đường dầu phanh 4. Bộ điều khiển điện tử
3.6.3. Bình tích áp
Chứa dầu hồi về từ xylanh phanh bánh xe, nhất thời làm giảm áp suất dầu ở xylanh phanh bánh xe.
CHƯƠNG 4. QUY TRÌNH THÁO LẮP, PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA VÀ CHẨN ĐOÁN HỆ
THỐNG PHANH TRÊN XE KIA CAREN 4.1 Xy lanh phanh chính
Hình 4.1. Cụm xylanh phanh chính
1. Nắp bình dầu phanh 5. Chốt xylanh 2. Bộ lọc dầu phanh 6. Vòng hãm 3. Bình chứa dầu phanh 7. Piston sơ cấp 4. Đệm chắn bụi 8. Piston thứ cấp
9.Thân xylanh
4.1.1. Quy trình tháo xylanh phanh chính
• Tháo xylanh chính ra khỏi động cơ gồm các bước TT Nội dung công
việc
Dụng
cụ Yêu cầu kĩ thuật Hình vẽ
1. Tháo cụm lọc gió động cơ (A) Dùng tay Gạt nẫy nắp hộp lọc gió
2.
Ngắt kết nối của mức
chuyển đổi dầu phanh (A) và tháo nắp bình. Kìm kẹp Cẩn thận gãy rắc nối 3. Tháo dầu phanh ra khỏi bình chứa dầu (C) với một ống hút. Khay chứa dầu phanh Không làm đổ dầu phanh lên xe.
4.
Ngắt đường dầu phanh (A) và ống mềm (B) khỏi xi lanh chính. Kìm kẹp Tránh làm xoắn đường ống dầu 5. Tháo các đai ốc lắp xi lanh chính (A) và vòng đệm. Kìm kẹp hãm, cờ lê Dùng một lực vừa đủ khoảng 1.3-1.7 kgf.m 6. Tháo xi lanh chính (B) khỏi bộ trợ lực phanh.. Dùng tay Cẩn thận khi tháo
• Tháo xylanh chính gồm các bước: TT Nội dung
công việc
Dụng
cụ Yêu cầu kĩ thuật Hình vẽ
1. Tháo nắp bình chứa và xả dầu phanh vào bình chứa thích hợp. Giẻ Để bộ phận tháo vào 1 khay đựng đồ riêng 2. Tháo bình chứa (C) khỏi xi lanh chủ (B) sau khi tháo vít lắp (A). Cờ lê 8,10 Tháo một lực vừa phải tránh làm hỏng vít lắp 3. Tháo vòng giữ hãm Kìm hãm Tránh làm hỏng 4. Tháo các van cân đối (A). (Hệ thống phanh thông thường) Đầu khẩu Tránh làm hỏng van cân đối.
5. Tháo cụm piston sơ cấp Tuốc nơ vít Tránh làm hỏng cụm piston sơ cấp
6. Tháo chốt (D) với piston thứ cấp (C). Tháo cụm piston thứ cấp (C) Dùng tay
Không được tháo rời cụm piston sơ cấp và thứ cấp
4.1.2. Quy trình lắp xylanh phanh chính
• Lắp xylanh chính gồm các bước: TT Nội dung công
việc Dụng cụ Yêu cầu kĩ thuật Hình vẽ 1.
Bôi dầu phanh vào các bộ phận cao su của bộ xylanh và bộ đệm lót. Dùng tay Tránh sử dụng nhầm mỡ 2. Chèn các lò xo và pít-tông theo hướng thích hợp. Tô vít 2 cạnh Tránh làm hỏng lò xo 3. Nhấn piston thứ cấp bằng tuốc nơ