Dẫn động phanh cần phải đảm bảo nhẹ nhàng, nhanh chóng và tính đồng thời làm việc của các cơ cấu phanh. Đồng thời đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiết giữa các bánh xe. Mặt khác dẫn động phanh còn phải đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và các lực dẫn động cho các cơ cấu phanh làm việc, đảm bảo hiệu suất làm việc cao.
Dẫn động của hệ thống phanh chính bao gồm: bàn đạp phanh, bộ trợ lực chân khơng, xylanh phanh chính, cơ cấu tín hiệu, các đường ống dẫn và các ống mềm nối ghép giữa xylanh phanh chính và các xylanh bánh xe.
Dẫn động phanh kiểu thủy lực có trợ lực chân khơng với 2 hai dịng chéo nhau
Trong trường hợp này khi một dịng bị rị rỉ thì dịng cịn lại vẫn có tác dụng và lực phanh vẫn sinh ra ở hai bánh xe so le trước và sau.
Hình 3.4: Sơ đồ dẫn động phanh trên xe Toyota Rav4-20141- Xylanh chính tác dụng độc lập; 2,4- Lực phanh; 3- Chỗ bị rò rỉ dầu. 1- Xylanh chính tác dụng độc lập; 2,4- Lực phanh; 3- Chỗ bị rị rỉ dầu.
3.2.3. Xylanh phanh chính trên xe Toyota RAV4-2014 a) Nhiệm vụ trên xe Toyota RAV4-2014
Nhiệm vụ của xylanh phanh chính là nhận lực từ bàn đạp phanh, tạo ra dầu có áp suất cao đồng thời vào cả hai đường dẫn động thủy lực truyền đến các xylanh công tác ở các bánh xe. Các buồng của xylanh phanh chính được cung cấp dầu phanh từ bình dầu riêng biệt bố trí trên thân xylanh.
hồi vị số 1 và số 2 có tác dụng đẩy piston về vị trí tận cùng bên phải khi ở trạng thái chưa làm việc. Piston số 1 được chặn bởi vòng chặn và vòng hãm, còn piston số 2 được hặn bởi bulông bắt từ vỏ xylanh. Để đảm bảo sự hoạt động chính xác của hệ thống phanh hai dòng mạch chéo, áp suất dầu phải được tạo ra như nhau ở cả hai piston số 1 và số 2. Để đạt được điều này thường lò xo hồi vị piston số 1 được đỡ bởi cốc chặn lò xo, cốc này được bắt vào piston qua một bulông nối gọi là cần đẩy. Sở dĩ phải có cấu tạo như vậy bởi vì lị xo của piston số 1 yêu cầu độ cứng lắp ghép lớn hơn lò xo piston số 2 để thắng được sức cản ma sát lớn hơn của piston số 2.
Hình 3.5: Xylanh phanh chính trên xe Toyota RAV4-2014
1. Piston số 1; 2. Lò xo hồi số 1; 3. Piston số 2; 4. Lò xo hồi vị số 2; 5. Cốc chặn lò xo; 6. Cần đẩy.
c) Nguyên lý làm việc trên xe Toyota RAV4-2014
Ở trạng thái chưa làm việc cả piston số 1 và số 2 đều nằm ở vị trí tận cùng phía bên phải, lúc này các lỗ bù dầu và nạp dầu của cả hai pittông đều thơng với các khoang trước và sau của mỗi pittơng.
Hì nh 3.6: Trạng thái đạp phanh trên xe Toyota RAV4-2014
a. Đạp bàn đạp phanh 1; b. Đạp bàn đạp phanh 2
1. Piston số 1; 2. Piston số 2; 3. Cupen piston; 4. Cửa bù.
Khi đạp phanh, trước hết pittông số 1 dịch chuyển sang trái khi đó đi qua lỗ bù dầu thì áp suất dầu ở khoang phía trước của piston số 1 sẽ tăng để cùng lò xo hồi vị số 1 tác dụng lên piston thứ cấp số 2 cùng dịch chuyển sang trái. Khi piston số 2 đi qua lỗ bù dầu thì khoang phía trước của piston số 2 cũng được làm kín nên áp suất bắt đầu tăng. Từ hai cửa ra của xylanh chính, dầu được dẫn tới các xylanh bánh xe. Sau khi các piston trong các xylanh bánh xe đã đẩy các má phanh khắc phục khe hở để áp sát vào đĩa phanh thì áp suất dầu trong hệ thống bắt đầu tăng để tạo ra lực phanh ở các má phanh.
Hình 3.7: Trạng thái nhả phanh trên xe Toyota RAV4-2014a. Nhả bàn đạp phanh 1; b. Nhả bàn đạp phanh 2. a. Nhả bàn đạp phanh 1; b. Nhả bàn đạp phanh 2.
1. Cuben piston; 2. Các lỗ; 3. Cửa vào; 4. Cửa bù.
Khi nhả bàn đạp phanh dưới tác dụng của các lò xo hồi vị ở cơ cấu phanh, ở bàn đạp phanh và các lị xo hồi vị piston trong xylanh chính thì các piston 1 và 2 được đẩy trả về vị trí ban đầu. Dầu từ xylanh bánh xe được hồi về xylanh chính, kết thúc q trình phanh.
Đối với xylanh chính dẫn động hai dịng loại "tăng đem", nếu một dịng bị rị rỉ thì dịng cịn lại vẫn có khả năng làm việc để thực hiện phanh các bánh xe của dịng cịn lại.
Ví dụ dịng thứ hai (được tạo áp suất bởi piston số 2) bị rị rỉ, khi đó piston số 2 sẽ được piston số 1 tác dụng để chạy không sang trái. Khi đuôi piston số 2 bị chặn bởi vỏ xylanh thì dừng lại lúc đó piston số 1 tiếp tục dịch chuyển và dầu ở khoang trước của piston số 1 vẫn được bao kín và tăng áp suất để dẫn đến các xylanh bánh xe. Như vậy mômen phanh vẫn được thực hiện ở các bánh xe này tuy nhiên hiệu quả phanh chung của ôtô sẽ giảm.
Ngược lại, nếu dòng dầu thứ nhất (được tạo áp suất bởi piston số 1) bị rị rỉ thì piston số 1 sẽ chạy không đến khi cần đẩy chạm vào piston số 2 sẽ tiếp tục đẩy piston số 2 làm việc. Dầu ở khoang trước của piston số 2 tiếp tục tăng áp suất để dẫn đến các bánh xe của nhánh này thực hiện phanh các bánh xe.
3.2.4. Trợ lực chân không trên xe Toyota RAV4-2014:
a) Nhiệm vụ trên xe Toyota RAV4-2014
Bộ trợ lực chân không dùng để nâng cao hiệu quả quá trình phanh và cải thiện điều kiện làm việc của lái xe khi xe hoạt động. Bộ trợ lực chân không là một cơ cấu sử dụng độ chênh lệch giữa chân không của động cơ và áp suất khí quyển để tạo ra một lực mạnh tỷ lệ thuận với lực ấn của bàn đạp để điều khiển các phanh
b) Cấu tạo trên xe Toyota RAV4-2014
Hình 3.8: Kết cấu của bộ cường hố chân khơng trên xe Toyota RAV4-2014 1. Ống nối; 2. Thân sau trợ lực; 3. Lị xo màng; 4. Màng cường hóa; 5. Thân trước trợ lực; 6. Thân van; 7. Bu lơng; 8. Đế van; 9. Lị xo van khí ; 10. Chắn
bụi; 11. Lò xo van điều khiển; 12. Lọc khí; 13. Cần van điều khiển; 14. Giá đỡ lị xo; 15. Van ĐK; 16. Van khí; 17. Tấm chặn; 18. Cần đẩy trợ lực; 19. Bu
lơng; 20. Vít điều chỉnh; 21. Piston xylanh chính; 22. Xylanh chính. A.buồng áp suất khơng đổi; B. buồng áp suất thay đổi.
Hình 3.9: Trạng thái khơng đạp phanh xe Toyota RAV4-2014 K,E. Cửa áp suất; B. Buống áp suất.
Van khí 16 nối với cần điều khiển van 15 kéo sang phải do lị xo hồi van khí 9. Van điều khiển 15 bị đẩy sang trái bởi lị xo van điều khiển 11. Nó làm cho van khí tiếp xúc với van điều khiển. Vì vậy khơng khí bên ngồi sau khi đi qua lọc khí 12 bị chặn lại khơng vào được buồng áp suất thay đổi B. Lúc này, van chân không của thân van 6 bị tách ra khỏi van điều khiển 15 làm thông giữa cửa K và E, làm thông buồng áp suất thay đổi B và buồng áp suất không đổi A. Do ln có độ chân khơng trong buồng áp suất khơng đổi A, nên cũng có độ chân khơng trong buồng áp suất thay đổi B. Kết quả là piston bị đẩy sang phải bởi lò xo màng 4.
Trạng thái đạp phanh trên xe Toyota RAV4-2014
Khi đạp phanh, cần điều khiển 13 đẩy van khí 16 làm cho nó dịch chuyển sang trái.
Van điều khiển 15 bị đẩy ép vào van khí bởi lị xo van điều khiển 11 nên nó cũng dịch chuyển sang trái đến khi nó tiếp xúc với van chân khơng. Vì vậy đường thơng giữa cửa K và cửa E bị bịt lại.
Hình 3.10: Trạng thái đạp phanh trên xe Toyota RAV4-2014K,E. Cửa áp suất; B. Buống áp suất. K,E. Cửa áp suất; B. Buống áp suất.
Khi van khí dịch chuyển tiếp sang trái, nó tách khỏi van điều khiển 15. Vì vậy khơng khí lọt được vào buồng áp suất thay đổi qua cửa B (sau khi đi qua lọc khí). Sự chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất thay đổi B và buồng áp suất không đổi A làm piston (màng trợ lực 4) dịch chuyển sang trái thông qua cần dẫn động làm piston xylanh dịch chuyển sang trái và làm tăng lực phanh.
Trạng thái giữ chân phanh trên xe Toyota RAV4-2014
Nếu chỉ đạp một nửa hành trình bàn đạp phanh thì cần điều khiển van 13 và van khí 16 sẽ dừng lại nhưng piston (màng trợ lực 4), tiếp tục dịch chuyển sang trái do sự chênh áp. Van điều khiển 15 vẫn tiếp xúc với van chân khơng nhờ lị xo van điều khiển 11 nhưng nó di chuyển cùng với piston (màng trợ lực 4) Do van điều khiển 13 dịch chuyển sang trái và tiếp xúc với van khí 16 nên khơng khí bị ngăn khơng cho vào buồng áp suất thay đổi B vì vậy áp suất trong buồng áp suất thay đổi B được giữ ổn định
Hình 3.11: Trạng thái giữ chân phanh trên xe Toyota RAV4-2014K,E. Cửa áp suất; B. Buống áp suất. K,E. Cửa áp suất; B. Buống áp suất.
Kết quả là có sự chênh áp khơng đổi giữa buồng áp suất không đổi A và và buồng áp suất thay đổi B. Vì vậy màng trợ lực 4 khơng dịch chuyển nữa và giữ nguyên lực phanh hiện tại.
Trạng thái trợ lực tối đa
Hình 3.12: Trạng thái trợ lực tối đa trên xe Toyota RAV4-2014K,E. Cửa áp suất; B. Buống áp suất. K,E. Cửa áp suất; B. Buống áp suất.
Nếu đạp bàn đạp phanh hết hành trình, van khí 16 sẽ tách hồn tồn ra khỏi van điều khiển 15. Trong điều kiện này, buồng áp suất thay đổi B được điền
đầy khơng khí và sự chênh áp giữu buồng áp suất không đổi A và buồng áp suất thay đổi B đạt mức cực đại nên tạo ra kết quả trợ lực lớn nhất tác dụng lên màng trợ lực.
Ngay cả khi tác dụng thêm lực lên bàn đạp phanh thì mức độ trợ lực tác dụng lên piston vẫn không đổi và lực tác dụng thêm này sẽ được truyền qua cần đẩy trợ lực đến xylanh chính.
Trạng thái nhả phanh trên xe Toyota RAV4-2014
Hình 3.13: Trạng thái nhả phanh trên xe Toyota RAV4-2014K,E. Cửa áp suất; B. Buống áp suất. K,E. Cửa áp suất; B. Buống áp suất.
Khi nhả bàn đạp phanh, cần điều khiển 13 và van khí 16 bị đẩy sang phải nhờ lị xo hồi van khí 9 và phản lực của pittơng xy lanh phanh chính 21. Nó làm cho van khí 16 vẫn tiếp xúc với van điều khiển 15, đóng đường thơng giữa khí trời với buồng áp suất thay đổi B. Cũng lúc đó van khí 16 cũng nén lị xo van điều khiển 11 lại vì vậy van điều khiển 15 bị tách ra khỏi van chân không làm thông buồng A với buồng B thông qua rãnh E và K.
3.3. Hệ Thống Chống Bó Cứng Bánh Xe ABS Trên Xe Toyota RAV4-2014
3.3.1. Sơ đồ và nguyên lý cơ bản của hệ thống phanh ABS trên xe
Hình 3.14: Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh ABS trên xe Toyota RAV4-2014 1. Càng phanh đĩa (xylanh bánh xe); 2. Bộ chấp hành ABS; 3. Van P; 4. Công tắc đèn phanh; 5. Rotor cảm biến; 6. Cảm biến tốc độ sau; 7. ABS
ECU; 8. Cảm biến tốc độ trước; 9. Rotor cảm biến.
3.3.2. Chức năng của các bộ phận trên xe Toyota RAV4-2014
- Cảm biến tốc độ bánh xe nhằm phát hiện tốc độ góc của bánh xe và gửi tín hiệu đến bộ ABS-ECU;
- ABS-ECU theo dõi tình trạng các bánh xe bằng cách tính tốc độ ơtơ và sự thay đổi tốc độ của bánh xe từ tốc độ góc của bánh xe. Khi phanh ABS-ECU điều khiển các bộ chấp hành để cung cấp áp suất tối ưu cho mỗi xi lanh bánh xe;
- Bộ chấp hành ABS (cụm điều khiển thuỷ lực) hoạt động theo mệnh lệnh từ ECU để tăng, giảm hay giữ nguyên áp suất dầu cần thiết đảm bảo hệ số trượt tốt nhất (15%-25%) tránh bó cứng bánh xe.
3.3.3. Các bộ phận của ABS trên xe Toyota RAV4-2014
Các bộ phận và bố trí chung của hệ thống phanh ABS được chỉ ra trên hình 3.15. Và đã trình bày trong phần sơ đồ cấu tạo và nguyên lý cơ bản.
Dưới đây sẽ phân tích cấu tạo và nguyên lý làm việc của các bộ phận chính.
Hình 3.15: Các bộ phận và bố trí hệ thống ABS trên xe Toyota RAV4-2014 1. Bộ chấp hành ABS; 2. Đèn báo ABS; 3. Rotor cảm biến; 4. ABS ECU; 5. Cảm biến tốc độ bánh sau; 6. Giắc kiểm tra; 7. Cảm biến tốc độ bánh trước;
8. Rotor cảm biến trên bản trục
3.3.4. Nguyên lý làm việc trên xe Toyota RAV4-2014
Trên hình 3.16 là sơ đồ nguyên lý của hệ thống phanh ABS trên xe toyota rav4 -2014. Chu trình điều 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.
Hình 3.16: Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh ABS trên xe Toyota RAV4-2014 1, 3, 8, 10. Van điện từ 3 vị trí; 2. Xylanh bánh xe trước bên trái; 4. Xylanh bánh xe sau bên phải; 5. Bầu tích năng; 6. Mơ tơ bơm; 7. Xylanh bánh xe sau
bên trái; 9. Xylanh bánh xe trước bên phải; 11. Van phân phối; 12. Xylanh chính.
Giại đoạn tăng áp suất trên xe Toyota RAV4-2014 (phanh bình thường)
Trong giai đoạn này hệ thống phanh làm việc như một hệ thống phanh bình thường khơng có ABS.
Khi phanh bình thường, tức là lực cản trong cơ cấu phanh còn nhỏ chưa có nguy cơ làm bánh xe bị trượt
- Giai đoạn này còn gọi là giai đọan tạo áp suất. Người lái hoàn toàn điều khiển áp suất cung cấp cho các xi lanh bánh xe bằng các thiết bị liên quan khác.
- Sơ đồ làm việc của hệ thống như trên hình 3.17: Người lái tác dụng lên bàn đạp phanh ép dầu từ xylanh chính đi qua cửa “A” (đang mở) rồi qua cửa “C” đến xylanh bánh xe (cửa “B” đóng), ép má phanh vào đĩa phanh để thực hiện quá trình phanh. Van một chiều (7) (thường đóng) ngăn khơng cho dầu đi
đến bơm. Áp suất trong dẫn động tỷ lệ với lực đạp. Khi người lái nhả phanh, dầu đi từ xylanh bánh xe qua cửa “C” rồi qua cửa “A“ và van một chiều (6) hồi về xylanh chính.
Hình 3.17: Giai đọan tăng áp suất trên xe Toyota RAV4-2014
1. Bộ tích năng; 2. Xylanh bánh xe; 3. Cảm biến tốc độ bánh xe; 4. Lò xo hồi vị; 5. Cuộn dây; 6,7,8. Van một chiều; 9. Xylanh chính; 10. Bơm cao áp.
Giai đoạn giảm áp suất trên xe Toyota RAV4-2014
Khi một bánh xe gần bị bó cứng, ECU gửi dịng điện 5A đến cuộn dây của van điện, làm sinh ra một lực từ mạnh. Van điện 3 vị trí chuyển động lên phía trên để đóng cửa “A” và mở cửa “B” cho chất lỏng từ xylanh bánh xe đi vào bộ tích năng (1) thốt về vùng áp suất thấp của hệ thống, do vậy áp suất trong dẫn động phanh được giảm xuống (hình 3.18), tránh cho các bánh xe khỏi bị hãm cứng.
“A” đóng ngăn khơng cho dầu phanh từ xylanh chính vào van điện 3 vị trí. Kết quả là áp suất dầu bên trong xylanh bánh xe giảm, ngăn không cho bánh xe bị bó cứng.
Cùng lúc đó, mơtơ bơm hoạt động nhờ tín hiệu từ ECU, dầu phanh được hồi trả về xylanh phanh chính từ bình chứa. Mặt khác van một chiều 6 và cửa “A” đóng ngăn khơng cho dầu phanh từ xylanh chính vào van điện 3 vị trí. Kết quả là áp suất dầu bên trong xylanh bánh xe giảm, ngăn khơng cho bánh xe bị bó cứng.
Cùng lúc đó, mơtơ bơm hoạt động nhờ tín hiệu từ ECU, dầu phanh được hồi trả về xylanh phanh chính từ bình chứa. Mặt khác van một chiều 6 và cửa “A” đóng ngăn khơng cho dầu phanh từ xylanh chính vào van điện 3 vị trí.