CHƯƠNG 2. KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH XE TOYOTA HILUX 2.4G
2.4. Hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS (Antilock Breaking System)
ABS là một hệ thống phanh điều khiển áp suất dầu xilanh phanh của tất cả 4 bánh xe khi phanh đột ngột và phanh trên đường trơn trượt, để ngăn cản việc hãm cứng các bánh xe.
Các thành phần cơ bản của hệ thống ABS.
Hệ thống ABS có các bộ phận sau đây
- Cảm biến tốc độ bánh xe: Được đặt tại các bánh xe, thu nhận và gửi các tín hiệu về tình trạng của bánh xe đến bộ điều khiển trung tâm. Ngoài ra còn có một số thiết bị cảm biến khác như: cảm biến gia tốc, cảm biến trọng lực…
- Bộ Điều Khiển Trung Tâm: Tiếp nhận, xử lý thông tin từ các thiết bị cảm biến và ra lệnh tăng hoặc giảm áp lực phanh (bộ điều khiển này ngày nay là điện tử)
- Bộ điều khiển thuỷ lực: Thực hiện các lệnh do bộ điều khiển trung tâm gửi đến (bộ điều khiển trung tâm thường là thuỷ lực - điện từ)
2.4.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các bộ phận a. Bộ điều khiển trung tâm ECU (Electronic Control Unit)
Hình 2. 10. ECU điều khiển.
Dựa vào tín hiệu của các cảm biến tốc độ, ECU điều khiển trượt cảm nhận tốc độ quay của các bánh xe cũng như tốc độ của xe. Trong khi phanh, mặc dù tốc độ quay của các bánh xe giảm xuống, mức giảm tốc sẽ thay đổi tuỳ theo cả tốc độ của xe trong khi phanh và các tình trạng của mặt đường, như mặt đường nhựa khô, ướt hoặc có nước, …
Nếu ECU điều khiển trượt phát hiện một sự cố trong hệ tín hiệu hoặc trong rơle, dòng điện chạy đến bộ chấp hành từ ECU sẽ bị ngắt. Do đó, hệ thống phanh vẫn hoạt động mặc dù ABS không hoạt động, nhờ vậy đảm bảo được các chức năng phanh bình thường.
b. Cảm biến tốc độ bánh xe
21
Hình 2. 11. Cảm biến tốc độ bánh xe.
- Nhiệm vụ
Cảm biến tốc độ bánh xe có nhiệm vụ nhận biết sự thay đổi của tốc độ bánh xe và gửi tín hiệu về ECU, từ đó ECU nhận biết, xử lý thông tin và điều khiển các bộ phận chống hãm cứng bánh xe.
- Nguyên lý làm việc
Nam châm vĩnh cửu (2) tạo ra từ trường khép kín qua các cuộn dây, khi các bánh xe quay thì vòng răng cũng quay cùng tốc độ. Các răng trên vòng răng cắt các từ trường của châm làm thay đổi từ trường qua các cuộn dây. Do đó từ thông qua các cuộn dây cũng thay đổi làm xuất hiện dòng điện tự cảm trong cuộn dây.
2.4.3. Nguyên lý làm việc hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA Hilux
Khi phanh bình thường (ABS không hoạt động)
Hình 2. 12. Khi phanh bình thường (ABS không hoạt động).
Trong trạng thái bình thường, ABS ở chế độ “tĩnh”, ECU không truyền điện tới cuộn dây của van. Vì vậy, vị trí ấn xuống bởi lò xo hồi vị và cửa “A” vẫn mở còn cửa “B” vẫn đóng.
Khi nhấn phanh, áp suất dầu trong xi-lanh phanh chính tăng, dầu phanh chảy từ cửa
“A” qua “C” trong van điện 3 vị trí rồi tới xi-lanh. Dầu phanh bị cản lại vào bởi van một chiều gắn trong mạch bơm.
Khi nhả phanh, dầu phản hồi về từ xi-lanh bánh xe về xi-lanh chính qua cửa “C” đến cửa “A”, van một chiều số 3 trong van điện 3 vị trí.
Khi phanh gấp (ABS hoạt động)
23
ABS điều khiển áp suất dầu phanh tác dụng lên xi-lanh bánh xe đó theo tín hiệu từ ECU nếu nhận thấy bánh xe nào đang bị bó cứng lại khi phanh gấp.
Chế độ "giảm" áp
Hình 2. 13. Khi phanh gấp (ABS hoạt động) Chế độ giảm áp.
Khi một bánh xe gần bị bó cứng, ECU truyền dòng điện 5A cho cuộn dây của van điện, tạo ra một lực từ mạnh. Van 3 vị trí chuyển động lên phía trên, cửa A đóng, cửa B mở.
Dầu phanh trong xi-lanh bánh xe qua cửa C tới cửa B trong van điện 3 vị trí này và chảy về bình dầu.
Đồng thời, tín hiệu ECU phát ra cho mô tô bơm hoạt động, dầu phanh được trả hồi về xi-lanh phanh chính từ bình chứa. Trong khi đó, dầu phanh trong xi-lanh chính bị ngăn
không cho vào van điện 3 vị trí và van một chiều số 1 và 3 bởi tại cửa “A”. Vì vậy, áp suất dầu bên trong xi-lanh bánh xe giảm làm cho bánh xe không bị bó cứng. Áp suất dầu được điều chỉnh cân bằng bằng cách lập lại chế độ “giữ áp” và “giữ”.
Chế độ “Giữ”
Hình 2. 14. Khi phanh gấp (ABS hoạt động) Chế độ giữ
Khi có sự thay đổi áp suất bên trong xi-lanh bánh xe, cảm biến tốc độ phát tín hiệu báo tốc độ bánh xe đạt giá trị mong mong, ECU cấp dòng điện 2A đến cuộn dây của van điện để duy trì áp suất trong xi-lanh bánh xe.
Khi dòng điện trong cuộn dây từ 5A (theo chế độ giảm áp) giảm xuống còn 2A (theo chế độ giữ), lượng từ trong cuộn dây cũng giảm theo. Van điện 3 vị trí giữ nhờ lực của lò xo hồi vị làm đóng cửa “B”.
Chế độ “Tăng áp”
25
Hình 2. 15. Khi phanh gấp (ABS hoạt động) Chế độ tăng áp.
Để tạo lực phanh lớn, áp suất trong xi-lanh cần tăng, ECU sẽ ngưng cấp điện cho cuộn dây van điện. Khi đó, cửa “A” của van điện 3 vị trí mở, còn cửa “B” đóng. Nó cho phép dầu xi-lanh phanh chính chảy qua cửa “C” trong van điện 3 vị trí đến xi-lanh bánh xe. Mức độ áp suất dầu thay đổi được điều khiển nhờ chế độ lặp lại các chế độ “Tăng áp” và “Giữ”.
CHƯƠNG 3. KẾT CẤU, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG LÁI XE TOYOTA HILUX 2.4G.