NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE FORD EVEREST 2019

- Guốc phanh tự cường hóa hai chiều quay e Các dạng này còn có thể phân biệt được thành các cơ cấu sử dụng với các lực điều khiển guốc phanh từ hệ thống dẫn động khí nén a, thủy lực a,

-

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE

LỜI NÓI ĐẦU

Việt Nam là quốc gia có trên 100 triệu dân, kinh tế phát triển, đời sống ngày càng nâng cao do đó nhu cầu sử dụng ôtô ngày càng nhiều, đủ để các doanh nghiệp ôtô đầu tư sản xuất với quy mô lớn Tuy nhiên, hiện nay dung lượng thị trường trong nước chưa phát triển so với tiềm năng, do ngành công nghiệp ô tô Việt Nam chưa đủ các điều kiện về thị trường cũng như các yếu tố khác để phát triển như các quốc gia trong khu vực Hiện nay, Việt Nam chỉ có hơn 350 doanh nghiệp sản xuất liên quan đến ô tô, với tổng công suất lắp ráp thiết kế khoảng 680.000 xe/năm

Ở nước ta hiện nay các xe ô tô đang lưu hành là các hãng xe nước ngoài, được lắp ráp tại các nhà máy liên doanh và một phần là xe nhập mới nguyên chiếc, một phần là nhập khẩu xe cũ Các loại xe trên rất đa dạng về chủng loại mẫu mã cũng như chất lượng cũng khác nhau Với đặc thù của địa hình Việt Nam 70% diện tích là đồi núi Đường xá đi lại khó khăn, nhiều dốc đèo, đường vòng và chất lượng đường thường không được đảm bào Do đó yêu cầu phải có một hệ thống phanh tốt đảm bảo an toàn cho người sử dụng trong quá trình vận tải, đồng thời nâng cao hiệu quả phanh và độ ổn định khi phanh

Trên cơ sở đó em đã được giao chuyên đề: “Nghiên cứu hệ thống phanh

trên xe FORD EVEREST 2019”

Nội dung chuyên đề được chia làm 3 chương sau:

Chương I: Tổng quan về hệ thống phanh trên ô tô

Chương II: Phân tích đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống phanh trên xe Ford Everest 2019

Chương III: Xây dựng quy trình bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống phanh trên

xe Ford Everest 2019

Về cơ bản em đã hoàn thành xong chuyên đề Nhưng do thời gian và kiến thức có hạn, nên chuyên đề còn nhiều thiếu sót Mong thầy giáo cùng các bạn góp

ý để chuyên đề em hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, 2022

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU - 1

MỤC LỤC - 2

DANH MỤC HÌNH ẢNH - 5

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ

-7

1.1 Công dụng của phanh - 7

1.2 Phân loại hệ thống phanh - 7

1.3 Yêu cầu kết cấu - 8

1.4 Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên xe ô tô - 9

1.5 Cơ cấu phanh - 9

Cơ cấu phanh tang trống - 9

Cơ cấu phanh đĩa - 14

1.6 Phanh tay - 18

1.7 Dẫn động điều khiển phanh bằng thủy lực - 18

Dẫn động một dòng - 19

Dẫn động hai dòng - 20

1.8 Dẫn động điều khiển phanh chân bằng khí nén - 20

1.9 Dẫn động điều khiển phanh bằng khí nén kết hợp thủy lực - 21

1.10 Hệ thống phanh có khả năng tự động điều chỉnh lực phanh - 23

Bộ điều chỉnh lực phanh - 23

Bộ chống hãm cứng bánh xe ABS - 24

Kết luận chương 1 - 27

CHƯƠNG 2: - PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE FORD EVEREST 2019 - 28

2.1 Giới thiệu chung về xe Ford Everest 2019 - 28

2.2 Giới thiệu về hệ thống phanh khẩn cấp - 29

Chức năng của hệ thống phanh khẩn cấp - 30

Các loại hệ thống phanh khẩn cấp - 30

Tại sao xe ô tô nên được trang bị hệ thống phanh BA? - 31

Hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng ACC không giống với BA

- 32

2.3 Nguyên lý hoạt động - 32

2.4 Cấu tạo và hoạt động của các phần tử trong hệ thống - 33

Các cảm biến - 35

Hộp điều khiển ECU - 41

Bộ chấp hành thủy lực - 43

Xylanh chính - 45

Bộ trợ lực phanh kiểu chân không - 49

Cơ cấu phanh của dẫn động phanh - 52

Kết luận chương 2 - 54

CHƯƠNG 3: - XÂY DỰNG QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE FORD EVERST 2019 - 55

3.1 Các dạng hư hỏng thông thường đối với hệ thống phanh thủy lực: - 55

Cơ cấu phanh - 55

Dẫn động điều khiển phanh - 56

3.2 Quy trình bảo dưỡng hệ thống phanh - 61

Bảo dưỡng sau 5000 Km - 62

Bảo dưỡng sau 10000 Km - 63

Bảo dưỡng sau 60000 Km - 64

3.3 Sửa chữa hư hỏng thường gặp của hệ thống phanh - 65

Càng phanh (Calip) - 65

Đĩa phanh - 67

Thay xi lanh phanh chính - 68

Xả khí cho dầu phanh - 71

Thay má phanh - 73

3.4 Hệ thống BA và/hoặc ABS không hoạt động - 74

3.5 Không thể kiểm tra mã lỗi của cảm biến BA được - 74

3.6 Đèn cảnh báo phanh hoạt động bất thường - 74

Kết luận chương 3 - 75

KẾT LUẬN - 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO - 77

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Cấu tạo chung hệ thống phanh 9

Hình 1.2: Cơ cấu phanh tang trống 10

Hình 1.3: Tang trống phanh 11

Hình 1.4: Guốc phanh 12

Hình 1.5: Xy lanh bánh xe 12

Hình 1.6: Phanh đĩa có giá đỡ cố định 15

Hình 1.7: Đĩa phanh 16

Hình 1.8: Má phanh 17

Hình 1.9: Tự động điều chỉnh khe hở má phanh 17

Hình 1.10: Dẫn động một dòng 19

Hình 1.11: Dẫn động hai dòng 20

Hình 1.12: Dẫn động khí nén 21

Hình 1.13: Dẫn động liên hợp 22

Hình 1.14: Đường đặc tính của bộ điều hòa lực phanh hai thông số 24

Hình 1.15: Bộ chống hãm cứng bánh xe 24

Hình 1.16: Thành phần cơ bản của bộ ABS 25

Hình 2.1: Phanh khẩn cấp BA 30

Hình 2.2: Cảm biến khoảng cách với người đi bộ 32

Hình 2.3: Đồ thị so sánh lực phanh khi có và không cớ trợ lực phanh khẩn cấp 33 Hình 2.4: Nguyên lý hoạt động phanh khẩn cấp BA 34

Hình 2.5: Cầu tạo cảm biến tốc độ 36

Hình 2.6: Hoạt động của cảm biến tốc độ bánh xe 36

Hình 2.7: Vị trí và cấu tạo của cảm biếm giảm tốc 37

Hình 2.8: Các chế độ làm việc của cảm biến gia tốc 38

Hình 2.9: Cảm biến áp suất dầu 39

Hình 2.10: Nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất dầu 39

Hình 2.11: Cảm biến khoảng cách 40

Hình 2.12: Các chức năng điều khiển ECU 42

Hình 2.13: Sơ đồ hoạt động của ABS và BA 44

Hình 2.14: Cấu tạo xy lanh chính 2 buồng 46

Hình 2.15: Hoạt động khi không đạp phanh 47

Hình 2.16: Hoạt động khi đạp phanh 47

Hình 2.17: Hoạt động khi nhả bàn đạp phanh 48

Hình 2.18: Rò rỉ dầu ở xy lanh sau 49

Hình 2.19: Rò rỉ dầu ở xy lanh trước 49

Hình 2.20: Sơ đồ bố trí hệ thống phanh thủy lực có trợ lực chân không 50

Hình 2.21: Sơ đồ cấu tạo bộ trợ lực chân không 50

Hình 2.22: Trợ lực khi không phanh 51

Hình 2.23: Trợ lực khi phanh 51

Hình 2.24: Trợ lực khi giữ phanh 52

Hình 2.25: Đĩa phanh có giá đỡ cố định 53

Hình 3.1: Dùng van chữ C ép piston vào trong nòng calip 65

Hình 3.2: Các chi tiết tháo rời của calip 66

Hình 3.3: Dùng áp lực khí để tháo piston ra khỏi calip 67

Hình 3.4: Độ dày tối thiểu hay độ dày loại bỏ được ghi trên đĩa phanh 68

Hình 3.5: Xả dầu phanh 68

Hình 3.6: Tháo xy lanh phanh chính 69

Hình 3.7: Tháo piston ra khỏi xy lanh 69

Hình 3.8: Đổ dầu phanh 70

Hình 3.9: Xả khí dầu phanh dùng máy nén 71

Hình 3.10: Xả khí 2 người 72

Hình 3.11: Thay má phanh 73

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ

1.1 Công dụng của phanh

- Hệ thống phanh ô tô có nhiệm vụ giảm vận tốc của xe tới một tốc độ nào

đó hoặc dừng hẳn

- Giữ xe dừng lâu dài trên đường, đặc biệt là trên đường dốc

- Trên máy kéo hoặc trên một số xe chuyên dụng hệ thống phanh còn được kết hợp với hệ thống lái dùng để quay vòng xe

Do đó, nhờ hệ thống phanh mà người lái có thể chạy xe an toàn ở tốc độ cao, do đó tăng an toàn vận chuyển và hiệu quả xe

1.2 Phân loại hệ thống phanh

* Theo đặc điểm điều khiển phanh

- Phanh chính (phanh chân), dùng để giảm tốc độ của xe khi xe chuyển động, hoặc dừng hẳn xe

- Phanh phụ (phanh tay), dùng để đỗ xe khi người lái rời khỏi buồng lái và dùng làm phanh trên dốc

- Phanh bổ trợ (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ) dùng để tiêu hao bớt một phần động năng của ôtô khi cần tiến hành phanh lâu dài (phanh trên dốc dài, …)

* Theo kết cấu của cơ cấu phanh

- Cơ cấu phanh tang trống

- Cơ cấu phanh đĩa

* Theo khả năng điều chỉnh momen phanh ở cơ cấu phanh

Theo khả năng điều chỉnh momen phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ điều hòa lực phanh

* Theo mức độ hoàn thiện của hệ thống phanh

Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống

phanh với bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh ABS)

1.3 Yêu cầu kết cấu

Hệ thống phanh trên ô tô cần các yêu cầu cơ bản sau:

- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe, nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất, khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm

- Điều khiển nhẹ nhàng và thuận lợi: lực tác dụng lên bàn đạp hay cần kéo điều khiển phù hợp với khả năng thực hiện liên tục của con người

- Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao, đảm bảo mối tương quan giữa lực bàn đạp với sự phanh của ô tô trong quá trình thực hiện phanh

- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt, duy trì ổn định hệ số ma sát trong cơ cấu phanh trong mọi điều kiện sử dụng

- Hạn chế tối đa hiện tượng trượt lết bánh xe khi phanh với các cường độ lực bàn đạp khác nhau

- Có khả năng giữ ô tô đứng yên trong thời gian dài, kể cả trên nền đường dốc

- Đảm bảo độ tin cậy của hệ thống trong khi thực hiện phanh trong mọi trường hợp sử dụng, kể cả khi một phần dẫn động điều khiển có hư hỏng (Anh, 2019)

1.4 Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên xe ô tô

Hình 1.1 Cấu tạo chung hệ thống phanh

Hệ thống phanh trên ô tô gồm có các bộ phận chính: cơ cấu phanh, dẫn động phanh Ngày nay, trên cơ sở các bộ phận kể trên, hệ thống phanh còn được bố trí thêm các thiết bị nâng cao hiệu quả phanh

- Cơ cấu phanh: được bố trí ở gần bánh xe, thực hiện chức năng của các cơ cấu ma sát nhằm tạo ra mômen hãm trên các bánh xe của ô tô khi phanh

- Dẫn động phanh: bao gồm các bộ phận liên kết từ cơ cấu điều khiển tới các chi tiết điều khiển sự hoạt động của cơ cấu phanh Dẫn động phanh dùng để truyền và khuếch đại lực điều khiển từ cơ cấu điều khiển phanh đến các chi tiết điều khiển hoạt động của cơ cấu phanh [1]

1.5 Cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh tang trống

Cơ cấu được dùng khá phổ biến trên ô tô hiện nay Trong cơ cấu dạng tang trống này sử dụng các guốc phanh cố định và được phanh với mặt trụ của tang trống quay cùng bánh xe Như vậy, quá trình phanh được thực hiện nhờ ma sát bề mặt tang trống và các má phanh

Cơ cấu phanh tang trống được phân chia theo phương pháp bố trí và điều khiển các guốc phanh thành các dạng:

- Guốc phanh đặt đối xứng qua đường tâm trục (a)

- Guốc phanh đặt đối xứng với tâm quay (b)

- Guốc phanh đặt bơi (c)

- Guốc phanh tự cường hóa một chiều quay (d)

- Guốc phanh tự cường hóa hai chiều quay (e)

Các dạng này còn có thể phân biệt được thành các cơ cấu sử dụng với các lực điều khiển guốc phanh từ hệ thống dẫn động khí nén (a), thủy lực (a, b, c, d, e) hoặc cơ khí (a, d)

Hình 1.2: Cơ cấu phanh tang trống

Các chi tiết cơ bản của cơ cấu phanh tang trống

Một số chi tiết quan trọng trong cơ cấu phanh tang trống gồm: tang trống, guốc phanh và má phanh, xilanh bánh xe, cùng với các cụm điều chỉnh khe hở má phanh tang trống

vị đồng tâm với trục quay bánh xe

Hình 1.3: Tang trống phanh

a, b, c- Tang trống trên ôtô con

1-Vành bánh xe, 2-Moay ơ bánh xe, 3-Bán trục, 4-Đai ốc hãm bãnh xe, 5-Ổ lăn, 6-Vỏ cầu, 7-Bu long Bánh xe, 8-Tang trống của cơ cấu phanh, 9-Bu long ghép

moay-ơ với bán trụ

* Guốc phanh và má phanh

Guốc phanh và má phanh liên kết với nhau nhờ dán hoặc tán Má phanh được chế tạo từ vật liệu chịu mài mòn, có hệ số ma sát ổn định trước sự biến động nhiệt độ của má phanh, hệ số ma sát giữa má phanh với gang có thể đạt được đến 0,4 Guốc phanh đúc được chế tạo cho cơ cấu phanh ô tô tải vừa và lớn Cấu trúc tiết diện thường gặp là dạng chữ T Các guốc phanh yêu cầu độ cứng vững cao có

tiết diện chữ П

Hình 1.4: Guốc phanh

a) Guốc hàn, má phanh tán; b) Guốc đúc, đinh tán đặc; c) Guốc hàn má phanh dán Guốc phanh dạng hàn, chế tạo từ các lá thép dày từ 3 ÷ 5 mm, có cấu trúc gồm: bề mặt cong tròn và xương tăng cứng Guốc phanh dạng hàn được dùng cho

ô tô con Trên ô tô tải, guốc phanh liên kết với má phanh bằng đinh tán hợp kim nhôm mềm Đinh tán cần nằm sâu cách xa bề mặt ma sát của má phanh Khi má phanh bị mòn, đinh tán không được cọ sát vào bề mặt trụ của tang trống Trên ô

tô con, má phanh dán với guốc phanh bằng chất keo dính đặc biệt, có khả năng

bám chắc trên bề mặt guốc phanh khi chịu lực

* Xylanh phanh bánh xe:

Hình 1.5: Xy lanh bánh xe a) Xi lanh kép đối xứng, b) Xi lanh đơn, c) Xi lanh kép dạng bậc

Xy lanh bánh xe nằm trong cơ cấu phanh tang trống với dẫn động phanh thủy lực Xylanh bánh xe là cơ cấu thừa hành của hệ thống dẫn động điều khiển

Khi phanh áp lực chất lỏng (dầu phanh) tại xylanh tác dụng lên pit tông, đẩy pit tông và guốc phanh dịch chuyển, thực hiện quá trình phanh tang trống

Xy lanh có các dạng chính: đơn và kép Dạng xy lanh đơn sử dụng với cơ cấu phanh đối xứng qua tâm trục với một pit tông: lực điều khiển từ hệ thống dẫn động tác dụng riêng biệt lên một guốc phanh Như vậy mỗi cơ cấu phanh bố trí hai

xy lanh cho hai guốc phanh

Xy lanh kép có thể là dạng trụ đối xứng hoặc dạng trụ có bậc Xy lanh kép

có hai pit tông làm việc đối xứng với đường dầu dẫn vào giữa hai đỉnh pit tông và một đường xả không khí khi cần thiết Hai pit tông luôn được cách nhau để tạo không gian dẫn dầu vào khi phanh Không gian này có thể hình thành bởi kết cấu đỉnh pit tông hoặc lò xo ngăn cách Trong xy lanh bố trí các pit tông Bao kín giữa pit tông với xylanh nhờ phớt tròn kín hay phớt vành khăn, nằm trong rãnh pit tông

Để tạo nên lực điều khiển lên các guốc phanh khác nhau trên một số cơ cấu phanh sử dụng xylanh kép dạng trụ có bậc Với guốc siết sử dụng đường kính trụ nhỏ, nhằm san đều lực điều khiển và giảm sự sai lệch độ mòn của các má phanh cùng kích thước Cặp xi lanh pit tông cần làm việc với độ kín khít cao, do vậy bề mặt của xilanh và pitong được gia công trơn bóng và được làm sạch cẩn thận trước khi lắp Trên xylanh bố trí ốc xả không khí Ốc xả không khí chỉ mở, khi cần xả không khí có lẫn trong hệ thống thủy lực điều khiển, còn lại ốc thường xuyên được siết chặt tránh rò rỉ dầu phanh Xy lanh thường được chế tạo từ gang, pit tông được chế tạo từ hợp kim nhôm Lực điều khiển tác dụng lên đầu guốc phanh được thực hiện thông qua chốt trụ

* Cam quay

Cam quay nằm trong cơ cấu phanh tang trống với dẫn động phanh khí nén Khi phanh, áp lực khí nén nhờ bầu phanh đẩy cam quay, guốc phanh dịch chuyển, thực hiện quá trình phanh tang trống Ở trạng thái lắp ráp, cam và guốc

phanh ép sát nhau, khe hở má phanh và tang trống lớn hơn quy định

Khi chưa phanh, vị trí ban đầu của cam được điều chỉnh cho bánh xe lăn trơn, guốc phanh tựa lên bề mặt cam có khoảng cách nhỏ nhất định giữa má phanh

và tang trống Ở trạng thái phanh, cam được điều khiển quay tiếp với khoảng dịch chuyển Δ của đầu guốc phanh, và khắc phục hết khe hở má phanh và tang trống

Cam tựa lên guốc với các lực tác dụng P Hai lực P đặt cách nhau một khoảng 2d, bằng đường kính vòng tròn cơ sở của biên dạng cam

Biên dạng cam Acsimet chế tạo đơn giản, nhưng khoảng cách 2d lớn và ảnh hưởng tới hiệu quả phanh, nhờ vít điều chỉnh thông qua cơ cấu điều chỉnh

Cơ cấu phanh đĩa

Cơ cấu phanh đĩa được dùng phổ biến trên ô tô con, có thể ở cả cầu trước

và cầu sau, do có những ưu điểm chính:

- Phanh đĩa cho phép mômen phanh ổn định khi hệ số ma sát thay đổi, điều này giúp cho bánh xe bị phanh làm việc ổn định, nhất là ở nhiệt độ cao

- Thoát nhiệt tốt, kết cấu gọn, khối lượng các chi tiết nhỏ

- Dễ dàng trong sửa chữa và thay thế tấm ma sát

- Dễ dàng bố trí cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở của má phanh và đĩa phanh

Nhược điểm của phanh đĩa:

- Bụi bẩn dễ bám vào má phanh và đĩa phanh, nhất là khi xe đi vào chỗ bùn lầy và làm giảm ma sát giữa má phanh và đĩa phanh và dẫn đến là làm giảm hiệu quả phanh

- Mòn nhanh

- Má phanh phải chịu được ma sát và nhiệt độ lớn hơn

Cấu tạo của cơ cấu phanh đĩa được chia thành hai loại: có giá đỡ xi lanh cố định và có giá đỡ xi lanh di động Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa gồm:

- Đĩa phanh được lắp và quay cùng với moay ơ của bánh xe

- Giá đỡ xi lanh, đồng thời là xi lanh điều khiển, trên đó bố trí các đường dẫn dầu áp suất cao và ốc xả khí, bên trong xilanh có các pit tông

- Hai má phanh phẳng, đặt ở hai bên đĩa phanh và được tiếp nhận lực điều khiển bởi các pit tông trong xilanh bánh xe

Cơ cấu phanh đĩa có giá di động có kết cấu gọn, thuận lợi cho việc bố trí hệ thống treo hiện đại nên được sử dụng nhiều ở ô tô con ngày nay Ngoài ra trên một

số xe chuyên dụng, sử dụng phanh chính nhiều đĩa làm việc trong dầu

Phanh đĩa có giá đỡ cố định

Hình 1.6: Phanh đĩa có giá đỡ cố định

Giá đỡ được bắt cố định với giá đỡ đứng yên của trục bánh xe Trên giá đỡ

bố trí hai xi lanh bánh xe ở hai phía của đĩa phanh Trong xi lanh có pit tông, một phía của pit tông tỳ sát vào các má phanh, một phía chịu áp lực dầu khi phanh

Khi đạp phanh, dầu áp suất cao (60 ÷ 120 bar) qua ống dẫn đồng thời đến các xi lanh bánh xe, đẩy các pit tông ép các má phanh theo hai chiều ngược nhau vào đĩa phanh, thực hiện phanh Khi thôi phanh dầu từ xi lanh bánh xe hồi trở về,

áp suất dầu điều khiển không tồn tại, kết thúc quá trình phanh

Phanh đĩa có giá đỡ di động

Giá đỡ xi lanh có thể di trượt ngang được theo chốt trượt bắt cố định Trong

giá di động khoét lỗ tạo thành xi lanh và bố trí pit tông Pit tông tỳ trực tiếp vào một má phanh Má phanh ở phía đối diện được lắp trực tiếp trên giá đỡ di động Các má phanh được định vị nhờ các rãnh định vị trên giá di động, hoặc nhờ chốt trượt và các lò xo giữ Giá cố định được bắt với giá đỡ trục quay bánh xe, và là

nơi tiếp nhận các phản lực sinh ra khi phanh

Khi chưa phanh, do giá đỡ có thể di động tự lựa dọc trục quay trên chốt trượt, nên khe hở giữa má phanh với đĩa phanh hai bên là như nhau Khi phanh, dầu theo ống dẫn vào xi lanh Ban đầu pit tông sẽ dịch chuyển để đẩy má phanh bên phải ép vào đĩa phanh, đồng thời đẩy giá di động về phía phải, ép má phanh bên trái vào đĩa Khi tiếp tục tăng áp suất dầu, các má phanh được ép sát, thực hiện quá trình phanh Các lực ép từ hai phía có tác dụng tương tự với loại có hai pit tông Giá di động được dịch chuyển và dẫn hướng trên chốt trượt do tác dụng của dầu có áp suất trong khoang kín Như vậy đĩa được ép bởi cả hai má phanh, thực hiện quá trình phanh bánh xe

Khi nhả phanh, áp suất dầu điều khiển giảm nhỏ, các phớt bao kín có khả năng đàn hồi kéo pit tông trở về vị trí ban đầu, đồng thời các đĩa phanh quay trơn với độ đảo rất nhỏ, tách má phanh với đĩa Do bề mặt ma sát phẳng nên khe hở ban đầu của một cặp má phanh và đĩa phanh rất nhỏ (0,03 ÷ 0,1mm), điều này giúp cho cơ cấu phanh đĩa có khe hở ban đầu rất nhỏ, tăng độ nhạy của cơ cấu khi phanh

Trên các cơ cấu phanh cần mômen phanh lớn có thể dùng 2,3 pit tông, được điều khiển đồng thời

Các chi tiết cơ bản của cơ cấu phanh đĩa

* Đĩa phanh:

Hình 1.7: Đĩa phanh

Đĩa phanh được bắt chặt với moay ơ bánh xe Tiết diện của đĩa có dạng gấp nhằm tạo nên đường truyền nhiệt gẫy khúc, tránh làm hỏng mỡ bôi trơn ổ bi moay

ơ do nhiệt độ Phần lớn các đĩa phanh được chế tạo có rãnh rỗng giữa giúp nâng cao khả năng dẫn nhiệt ra ngoài môi trường không khí xung quanh

* Má phanh

Hình 1.8: Má phanh

Xương thép, 2- Má phanh, 3- Tấm lót, 4- Rãnh nhỏ

* Tự động điều chỉnh khe hở má phanh, đĩa phanh

Hình 1.9: Tự động điều chỉnh khe hở má phanh

Cơ cấu phanh đĩa phổ biến dùng các cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở má phanh và đĩa phanh Kết cấu thường sử dụng là lợi dụng biến dạng của phớt bao kín (vành khăn) để hồi vị pit tông lực trong xi lanh Phớt bao kín nằm trong rãnh của xi lanh làm nhiệm vụ bao kín khoang dầu có áp suất khi phanh Phớt được lắp trên pit tông Dưới tác dụng của áp suất dầu pit tông bị đẩy dịch chuyển Lực ma sát của pit tông kéo phớt biến dạng theo chiều mũi tên Khi nhả phanh, áp lực dầu

giảm, phớt hồi vị kéo pit tông trở lại vị trí ban đầu Khi phanh nếu khe hở má phanh và đĩa phanh lớn, lực đẩy của dầu tác dụng lên pit tông lớn hơn lực ma sát, đẩy pit tông trượt trên phớt Khi nhả phanh, pit tông chỉ hồi vị bằng đúng biến dạng của phớt và tạo nên vị trí mới của má phanh với đĩa phanh

Phớt với kích thước tiết diện vuôn hay chữ nhật đủ khả năng biến dạng với khe hở 0,6 mm, tương ứng với tổng khe hở hai bên của má phanh với đĩa trong cơ cấu phanh Để tăng biến dạng của phớt, một số tiết diện chứa vành khăn có dạng hình thang vuông có góc vát nhỏ (5 ÷ 100) cho phép vành khăn biến dạng tới 1,2mm

1.6 Phanh tay

Phanh trên ô tô được dùng để:

- Đỗ xe trên đường, kể cả đường bằng hay trên dốc

- Thực hiện chức năng phanh dự phòng, khi phần dẫn động phanh chính bị

sự cố

Hệ thống phanh trên ô tô tối thiểu phải có: phanh chính và phanh dự phòng, hai hệ thống này cần được điều khiển riêng biệt Yêu cầu này đảm bảo ô tô có thể dừng xe kể cả khi phanh chính bị sự cố Với nhiệm vụ dừng xe trên dốc, phanh tay được chế tạo với khả năng đỗ xe tối đa trên dốc 18% (180 ÷ 200) Phanh tay được tập hợp bởi hai bộ phận chính: cơ cấu phanh, dẫn động phanh có cơ cấu điều khiển từ khu vực thuận lợi xung quanh người lái

Cơ cấu phanh có thể được bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của các bánh xe phía sau hoặc bố trí riêng đặt trên trục ra của hộp số Dẫn động phanh của phanh tay hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và được điều khiển bằng tay, phổ biến là dẫn động cơ khí với độ tin cậy cao Một số ô tô tải dùng cơ cấu phanh bố trí chung với phanh chính có dạng điều khiển phanh tay bằng lò xo tích năng, bố trí trong bầu phanh

1.7 Dẫn động điều khiển phanh bằng thủy lực

Hệ thống phanh dùng phương pháp truyền năng lượng thủy tĩnh với áp suất lớn nhất trong khoảng 60 ÷ 120 bar Áp suất hình thành khi người lái đạp bàn đạp phanh, tạo áp suất trong xilanh chính Chất lỏng được dẫn theo các đường ống tới các xilanh bánh xe nằm trong cơ cấu phanh

Dẫn động phanh thủy lực có ưu điểm: phanh êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao

do dầu không bị nén Nhược điểm của nó là: tỉ số truyền của dẫn động không lớn, nên không thể tăng lực điều khiển trên cơ cấu phanh Vì vậy hệ thống dẫn động phanh thủy lực thường được sử dung trên ô tô con hoặc ô tô tải nhỏ

Dẫn động một dòng

Dẫn động một dòng sử dụng xilanh chính một buồng dẫn dầu đến tất cả các xilanh bánh xe Vì một lý do bất kỳ nào đó, nếu một đường ống dẫn dầu bị hở, dầu trong hệ thống bị mất áp suất, tất cả các bánh xe đều bị mất phanh Dẫn động một dòng có kết cấu đơn giản, nhưng độ an toàn không cao, vì vậy ngày nay, hệ thống phanh trên ô tô bố trí với tối thiểu hai dòng phanh dẫn động độc lập

Hình 1.10: Dẫn động một dòng

Ưu, nhược điểm của dẫn động phanh thuỷ lực một dòng

Ngoài có ưu điểm và nhược điểm chung của hệ thống dẫn động phanh thuỷ

lực nói chung thì hệ thống dẫn động phanh thuỷ lực một dòng còn có ưu nhược điểm sau:

- Kết cấu đơn giản

- Khi có sự rò rỉ hoặc bị thủng trên đường ống thì hệ thống phanh không làm việc

Dẫn động hai dòng

Sự tách dòng được thực hiện tại xilanh chính Như vậy, bàn đạp tác động vào xilanh chính (hai buồng nối tiếp) tạo ra hai dòng cung cấp chất lỏng tới bánh

xe Nếu bị hở dầu ở một dòng nào đó, dòng còn lại vẫn có thể phanh được xe

Ưu, nhược điểm dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng

Ngoài các ưu điểm như dẫn động phanh một dòng Trong quá trình sử dụng

hệ thống phanh, nếu như có một đường ống nào đó bị rò rỉ hoặc bị hư hỏng thì đường ống kia vẫn hoạt động bình thường để điều khiển xe dừng Nhưng kết cấu phức tạp hơn so với dẫn động phanh thuỷ lực một dòng.[2]

Hình 1.11: Dẫn động hai dòng

1.8 Dẫn động điều khiển phanh chân bằng khí nén

Cấu tạo chung của dẫn động phanh khí nén cơ bản bao gồm các phần chính: nguồn cung cấp khí nén, van phân phối khí, bầu phanh và đường ống dẫn khí Độ bền và độ tin cậy của dẫn động phanh khí nén phụ thuộc vào chất lượng khí nén

Do vậy khí nén phải đảm bảo sạch khô, có áp suất ở mức an toàn khi làm việc

Lực điều khiển trên bàn đạp chủ yếu là điều khiển van phân phối, lực tác dụng lên cơ cấu phanh do áp suất khí nén tác dụng lên bầu phanh Cấu tạo đơn giản, lắp ráp dễ dàng nhưng độ an toàn thấp, độ tin cậy không cao Độ nhạy của

hệ thống không cao, do vậy thời gian chậm tác dụng lớn Các cụm chi tiết khá nhiều, kích thước và trọng lượng lớn nên thường dùng trên xe tải

Khi người điều khiển tác dụng vào bàn đạp phanh một lực thì tổng van 6 sẽ được mở, khí có áp suất cao từ bình khí nén đi vào các đường ống dẫn đến các bầu phanh 5 Áp suất khí nén tác động lên màng bầu phanh 5, đẩy cần đẩy làm xoay cam của cơ cấu phanh Do đó ép má phanh vào trống phanh Bộ điều chỉnh áp suất

2 hạn chế áp suất của hệ thống trong giới hạn xác định

Khi nhả bàn đạp phanh, tổng van phanh ngắt mối quan hệ giữa bình chứa khí với đường ống dẫn để ống dẫn mở thông với khí quyển Khí nén từ các bầu phanh được thoát ra và guốc phanh tách khỏi trống phanh, kết thúc phanh

1 Máy nén khí; 2 Bộ điều chỉnh áp suất; 3 Bình khí nén; 4 Lò xo hồi vị; 5 Bầu

phanh; 6 Tổng van phanh

1.9 Dẫn động điều khiển phanh bằng khí nén kết hợp thủy lực

Dẫn động bằng thủy lực có ưu điểm độ nhạy cao nhưng lực điều khiển trên bàn đạp cần lớn đối với dẫn động bằng khí nén có ưu điểm là lực điều khiển trên bàn đạp nhỏ nhưng độ nhạy kém (thời gian chậm tác dụng lớn do khí bị nén do chịu áp suất) Do đó để tận dụng ưu điểm của hai loại dẫn động trên người ta sử dụng hệ thống dẫn động phối hợp giữa thủy lực và khí nén trên các ô tô tải, ô tô buýt trung bình và lớn

*Ưu điểm:

Hình 1.12: Dẫn động khí nén

Đảm bảo độ nhạy cao, phanh đồng thời được tất cả các bánh xe, điều khiển nhẹ nhàng Đồng thời đảm bảo được khả năng tuỳ động và khả năng điều khiển phanh rơmooc

*Nhựơc điểm:

- Kích thước của hệ thống phanh liên hợp rất cồng kềnh và phức tạp, rất khó khăn khi bảo dưỡng và sửa chữa

- Khi phần khí dẫn động khí nén bị hỏng thì dẫn đến cả hệ thống ngừng làm việc Cho nên trong hệ thống phanh liên hợp ta cần chú ý đặc biệt tới phần dẫn động khí nén

- Khi sử dụng hệ thống phanh liên hợp thì giá thành rất cao và có nhiều cụm chi tiết đắt tiền (Việt, Bài giảng chuyên đề ô tô, 2003)

Hình 1.13: Dẫn động liên hợp 1- Tổng phanh liên hợp; 2- Đường ống dẫn tới phanh rơmooc ;3- Đường ống dẫn tới phanh ô tô kéo; 4,6 – Xy lanh; 5,7 – Bình chứa dầu; 8 – Xy lanh của cầu trước và cầu giữa; 9 – Guốc phanh của cầu trước; 10 – Guốc phanh cầu giữa;

11 – Xy lanh phanh cầu sau

2

3 1

8

9 8 9

8

8 10

10

11

11 12

12 4

1.10 Hệ thống phanh có khả năng tự động điều chỉnh lực phanh

Quá trình phanh tiến hành tốt nhất khi lực phanh gần xấp xỉ bằng với lực bám, tức là mômen phanh sinh ra trong cơ cấu phanh cần tương ứng với mômen

bám của bánh xe Quy luật đã chỉ ra: khi càng tăng cường độ phanh, tải trọng thẳng đứng đặt trên cầu trước càng tăng cao, còn tải trọng thẳng đứng trên cầu sau càng giảm Do vậy, cầu sau có nhiều khả năng dẫn đến bị trượt lết bánh xe

Bộ điều chỉnh lực phanh

Trong hệ thống phanh thủy lực cũng như hệ thống phanh khí nén, áp suất thủy lực hoặc khí nén dẫn ra các bánh xe của cầu trước và cầu sau có thể bằng nhau hoặc khác nhau

Một số hệ thống sử dụng van phân phối (phanh khí nén) hoặc xilanh chính hai dòng có áp suất khí nén, thủy lực ra các dòng khác nhau Mức độ thay đổi áp suất giữa các dòng phanh phụ thuộc vào lực bàn đạp, không phụ thuộc vào lực thẳng đứng trên cầu xe Mặc dù chất lượng phanh trong trường hợp này có cải thiện hơn, nhưng chỉ thích hợp trong một số ít các tình trạng thực tế khi phanh trên đường

Ngày nay hệ thống phanh trên ô tô dùng van phân phối hoặc xilanh chính hai dòng có áp suất ra các dòng như nhau với bộ điều hòa lực phanh (bộ tự động điều chỉnh áp suất ra cầu sau) Bộ điều hòa lực phanh có nhiều dạng cấu trúc, điển hình là:

+ Loại điều hòa lực phanh bằng van hạn chế áp suất, làm việc trên cơ sở của

sự thay đổi áp suất sau xilanh chính (còn gọi là bộ điều hòa tĩnh)

+ Loại điều hòa lực phanh bằng van hạn chế áp suất, làm việc trên cơ sở của

sự thay đổi áp suất sau xilanh chính và tải trọng tác dụng trên các bánh xe của các cầu

Bộ điều hòa tĩnh chỉ có khả năng điều chỉnh áp lực dầu theo áp suất sau xilanh chính, bởi vậy khi tải trọng trên các bánh xe sau thay đổi lớn, áp suất dầu không thay đổi theo Ngày nay, thường dùng bộ điều hòa hai thông số do khả năng làm việc thích hợp hơn bộ điều hòa tĩnh

Hình 1.14: Đường đặc tính của bộ điều hòa lực phanh hai thông số

Bộ chống hãm cứng bánh xe ABS

Trong quá trình phanh, mômen phanh trong cơ cấu phanh ngăn cản chuyển động quay của các bánh xe, nhưng mômen phanh lại phụ thuộc vào điều kiện bám giữa bánh xe và nền đường, tức là phụ thuộc vào độ trượt của bánh xe trên nền

Hình 1.15: Bộ chống hãm cứng bánh xe

Khi phanh xe đang chuyển động, nếu bánh xe bị bó cứng hoàn toàn, độ trượt giữa bánh xe với mặt đường là 100%, lực dọc F giới hạn, lực ngang Y giới hạn giữa bánh xe với mặt đường giảm xuống rất thấp Điều đó dẫn đến giảm hiệu quả

phanh và giảm khả năng ổn định của ô tô Như vậy sự lăn của bánh xe khi phanh cần thiết được xem xét với mối quan hệ tối ưu giữa lực phanh, lực dọc với độ trượt bánh xe Qua đồ thị nhận rõ: khi độ trượt nằm trong khoảng từ 15 ÷ 30%, lực dọc

F và lực ngang Y đều có thể đạt lớn Khi độ trượt lớn hơn 50%, lực dọc và lực ngang bắt đầu suy giảm và có thể giảm mạnh

Để hoàn thiện chất lượng phanh, trên ô tô bố trí các hệ thống điện tử điều khiển sự quay của các bánh xe độc lập hoặc chung một số bánh xe sao cho trong quá trình phanh, mômen phanh được điều khiển đảm bảo độ trượt nằm trong giới hạn 15 ÷ 30% Quá trình điều khiển mômen phanh được thực hiện theo: Vận tốc chuyển động của ô tô, gia tốc góc quay bánh xe

Độ trượt giới hạn yêu cầu:

Hình 1.16: Thành phần cơ bản của bộ ABS

ABS trong hệ thống phanh thủy lực là một bộ tự động điều chỉnh áp suất dầu phanh đưa vào các xilanh bánh xe sao cho phù hợp với chế độ lăn của bánh

xe, nhằm nâng cao hiệu quả điều khiển phanh Mô tả cấu trúc các cụm bố trí trên

xe và sơ đồ hệ thống phanh ABS thủy lực cơ bản được trình bày ở hình dưới đây

Ngoài các cụm của hệ thống phanh thủy lực thông thường, hệ thống phanh

có ABS còn thêm: các cảm biến tốc độ bánh xe, bộ điều khiển trung tâm ABS, các van điều chỉnh áp suất bố trí trước xilanh bánh xe

Chức năng của các bộ phận chính như sau:

+ Cảm biến tốc độ bánh xe nhằm xác định tốc độ góc của bánh xe và chuyển thành tín hiệu điện gửi đến bộ ECU-ABS

+ Bộ điều khiển trung tâm ECU-ABS theo dõi sự thay đổi tốc độ góc quay bánh xe khi phanh, xác định tốc độ góc ô tô, gia tốc góc của bánh xe, cấp tín hiệu điều khiển tới các van điều chỉnh áp suất trong block thủy lực

+ Cụm van điều chỉnh (block thủy lực) hoạt động theo tín hiệu điều khiển

từ ECU, điều chỉnh áp suất dầu để đảm bảo độ trượt tối ưu 15 ÷ 30%

Kết luận chương 1

Qua tìm hiểu, việc giữ an toàn cho người tham gia giao thông đang được chú trọng và quan tâm hơn Hệ thống phanh là một hệ thống không thể thiếu của những chiếc ô tô nói chung và FORD EVEREST 2019 nói riêng Hệ thống phanh

được cấu tạo cơ bản bao gồm cơ cấu phanh và dẫn động phanh

Bên cạnh những ưu điểm và nhược điểm cửa từng loại phanh có thể nói hệ thống phanh giúp cho người tham gia giao thông có được cảm giác an toàn hơn

Và nó đóng một vai trò hết sức quan trọng trong đời sống và sự phát triển của con người Giúp đảm bảo được độ an toàn khi tham gia giao thông của mọi người khi

có sự cố bất ngờ xảy ra

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU, NGUYÊN LÝ

LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE FORD EVEREST 2019

2.1 Giới thiệu chung về xe Ford Everest 2019

Trong phân khúc SUV 7 chỗ phân khúc hạng D tại Việt Nam, Ford Everest

là một cái tên không còn xa lạ Với sự nâng cấp về động cơ, hộp số, Ford Everest

2019 mang đến khả năng vận hành mạnh mẽ, vừa tiết kiệm nhiên liệu lại rất bền

bỉ và sang trọng

Thông số kĩ thuật:

10 Chiều cao trọng tâm h g

Các trang bị trên xe Ford Everest 2019

Hệ thống an toàn: 7 túi khí, phanh đĩa trước sau, hệ thống phanh ABS/EBD, cân bằng điện tử ESP, hỗ trợ khởi hành ngang dốc HLA, cảm biến lùi, camera lùi

Khởi động bằng nút bấm và chìa khóa thông minh

Hệ thống giải trí CD, AM/FM, SYNC 3, màn hình giải trí 8 inch, kết nối USB/AUX/ Bluetooth

Hệ thống âm thanh 10 loa

Điều hòa tự động 2 vùng độc lập

Hệ thống chống ồn chủ động

Đồng hồ lái màn hình hiển thị đa thông tin

Hệ thống kiểm soát đổ đèo, hệ thống kiểm soát tốc độ tự động

Hệ thống cảnh báo điểm mù kệt hợp cảnh báo phương tiện cắt ngang

Cảnh báo chệch làn đường và hỗ trợ duy trì làn đường

Cảnh báo áp suất lốp

Cảnh báo va chạm phía trước

Đèn xe HID tự động, tự động điều chỉnh pha- cốt

Cảm biến gạt mưa tự động

Cửa khoang hành lý đóng mở điện rảnh tay với chức năng đá ciios

Cửa sổ trời toàn cảnh Panorama

Định vị dẫn đường GPS, hàng ghế thứ 3 gập điện [3]

2.2 Giới thiệu về hệ thống phanh khẩn cấp

Trong trường hợp khẩn cấp như gặp chướng ngạt vật đột ngột, người lái xe- đặc biệt là người thiếu kinh nghiệm, thường hoang mang, phản ứng không kịp thời nên đạp chân lên bàn đạp phanh không đủ mạnh, do đó không tạo đủ lực phanh để dừng xe Đồng thời lực tác dụng của người lái xe lên bàn đạp cũng yếu dần đi trong quá trình đạp phanh, làm lực phanh giảm đi Bằng cách nhận biết tốc độ và

lực phanh tác dụng lên bàn đạp phanh của người lái xe, một hệ thống trợ lực phanh khẩn cấp cung cấp thêm một lực phanh lớn hơn nhiều so với lực phanh do người lái tạo ra để dừng dấp xe Hệ thống phanh BA khẩn cấp –Brake Assist là công nghệ an toàn trên xe ô tô Nó có khả năng ngăn chặn một vụ tai nạn có thể tới từ phía sau, hoặc giảm thiểu tốc độ nếu như có va chạm xảy ra

Chức năng của hệ thống phanh khẩn cấp

Cảnh báo cho người lái về một vụ va chạm sắp sửa xảy ra, đồng thời tự động phanh xe với một lực tối đa

Hình 2.1: Phanh khẩn cấp BA

Các loại hệ thống phanh khẩn cấp

BA – Brake Assist sử dụng các cảm biến radar, laser hay camera để quan sát và phát hiện ra những nguy cơ tiềm tàng có thể xảy ra va chạm với những phương tiện khác, khách bộ hành hoặc các vật cản…

Hiện nay có khá nhiều loại phanh BA, nhưng đa số đều giúp đưa ra những cảnh báo bằng âm thanh, hình ảnh, rung tay lái hoặc cả 3 Ngoài ra, một số hệ thống BA còn có thể căng dây đai an toàn để giảm thiểu tối đa thương tổn tới hành khách

Trong trường hợp người lái bẻ tay lái để chuyển hướng di chuyển, hệ thống phanh BA sẽ tự động tắt Chúng được chia thành 3 loại chính cụ thể như sau:

a Hệ thống giảm tối đa va chạm ở tốc độ thấp

Loại hệ thống này có khả năng ngăn ngừa xảy ra va chạm khi chiếc xe di chuyển ở tốc độ thấp Nó đặc biệt hiệu quả khi xe thường xuyên di chuyển trong thành phố Phanh BA loại này có thể phản ứng đối với những loại ô tô khác

Tuy nhiên, nó lại không được nhạy đối với những người đi bộ hoặc các phương tiện khác như xe máy… Tùy vào từng phiên bản, radar có thể quét ở phía trước xe trong vòng 8 – 10m và ngăn ngừa va chạm khi chiếc xe di chuyển với tốc

độ từ 30 – 50 km/h

b Hệ thống ngăn ngừa va chạm ở tốc độ cao

Phiên bản hệ thống phanh BA này thường được trang bị radar quét tầm xa

Nó có thể quét trong vòng 200m các xe ở phía trước với tốc độ 80 km/h

c Hệ thống giảm va chạm với người đi bộ

Phiên bản này sử dụng kết hợp giữa radar và camera để phát hiện khách bộ hành qua hình dáng và đặc điểm của người đi bộ Từ đó nó sẽ tính toán tốc độ của

xe để xác định xem có nguy cơ xảy ra tai nạn hay không

Cả 3 loại hệ thống này đều không loại trừ lẫn nhau Thực tế cho thấy, hệ thống BA chỉ có thể tránh va chạm khi chiếc xe di chuyển ở tốc độ thấp, nhưng cũng có loại có thể kết hợp cả 3 loại ngăn ngừa trên (cả tốc độ thấp, cao và khách

bộ hành)

Tại sao xe ô tô nên được trang bị hệ thống phanh BA?

Theo Viện Bảo hiểm an toàn giao thông quốc gia, công nghệ phanh khẩn cấp có thể giúp ngăn chặn tới 20% các vụ tai nạn có thể xảy ra Tại Mỹ, mỗi năm

có tới khoảng 5 triệu vụ va chạm, vậy nên việc trang bị công nghệ này cho xe ô tô

có thể ngăn chặn được khoảng 1 triệu vụ tai nạn/năm

Trong khi đó, NHTSA (Cơ quan an toàn giao thông Mỹ) cho biết, năm 2012

đã ghi nhận tới 1.705 người tử vong và có tới 547.000 người bị thương do va chạm

từ phía sau xe ô tô Và nếu tất cả các xe ô tô đều được trang bị hệ thống phanh khẩn cấp tự động có thể ngăn chặn hoặc giảm tới 87% số người bị thương hay tử vong

Trong năm 2013, theo kết quả nghiên cứu của chính quyền Australia, hệ thống phanh BA giúp ngăn ngừa tới 35% va chạm từ phía sau và 53% va chạm giảm bớt nguy cơ thiệt hại

Mới gần đây nhất, đã có tới 20 nhà sản xuất xe ô tô ở Mỹ cam kết rằng sẽ đưa hệ thống phanh tự động khẩn cấp BA làm trang bị tiêu chuẩn cho các dòng xe được sản xuất trong năm 2022

Hình 2.2: Cảm biến khoảng cách với người đi bộ

Hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng ACC không giống với

BA

Hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng ACC (Adaptive Cruise Control) là bản nâng cấp của hệ thống kiểm soát hành trình Cruise Control Hệ thống này giúp duy trì một tốc độ nhất định giúp người lái, mà cho dù người lái có lên xuống hay xuống dốc cũng đều bằng nhau

Trong khi đó, hệ thống ACC được bổ sung thêm tính năng giảm tốc độ khi phát hiện phía trước có xe đang chạy chậm, đồng thời duy trì một khoảng cách phù hợp để tránh tai nạn có thể xảy ra

2.3 Nguyên lý hoạt động

Khi bật hệ thống phanh khẩn cấp Dựa trên các tín hiệu nhận được từ 4 cảm biến tốc độ bánh xe, cảm biến gia tốc, rada, cảm biến bàn đạp chân phanh, cảm biến áp xuất dầu xy lanh phanh chính Hộp ECU tính toán khoảng cách với vật thể phía trước, tốc độ và sự giảm tốc ở từng bánh xe Nếu tốc độ 80km/h mà khoảng cách đối với vật thể phía trước 50< s < 65m thì hệ thống đưa ra cảnh báo tới người lái bằng âm thanh, rung tay lái, màn hình LCD Tiếp theo, hệ thống nhận tín hiệu

từ người lái thông qua cảm biến lái và cảm biến lực phanh Tương tự cho trường hợp xe đi với tốc độ khác Một áp suất dầu được tạo bởi bơm dầu trong bộ chấp hành, hút dầu từ xy lanh chính và cấp thẳng đến các xy lanh con bánh xe Áp suất này lớn hơn nhiều so với áp suất được tạo bởi xy lanh chính do con người tác

dụng, kết quả là một lực phanh lớn được cung cấp Trường hợp bánh xe bị hãm cứng và trượt, hộp ECU sẽ điều khiển các van giảm áp và giữ áp điều chỉnh áp suất dầu cung cấp cho các bánh xe theo 3 chế độ giảm áp, giữ áp và tăng áp giống như trong hệ thống ABS bình thường

Hình 2.3: Đồ thị so sánh lực phanh khi có và không cớ trợ lực phanh khẩn cấp

2.4 Cấu tạo và hoạt động của các phần tử trong hệ thống

Hệ thống BA được thiết kế dựa trên cấu tạo của một hệ thống phanh thường Ngoài các cụm bộ phận chính của một hệ thống phanh như cụm xy lanh chính, bầu trợ lực áp thấp, cơ cấu phanh bánh xe, các van điều hòa lực phanh ,…để thực hiện chức năng chống hãm cứng bánh xe khi bánh xe khi phanh, thì hệ thống BA cần trang bị thêm các bộ phận như cảm biến tốc độ bánh xe, hộp ECU, bộ chấp hành thủy lực, bộ chuẩn đoán, báo lỗi,…

Hình 2.4: Nguyên lý hoạt động phanh khẩn cấp BA

Một hệ thống BA nào cũng bao gồm 3 cụm bộ phận chính:

Cụm tín hiệu bao gồm các cảm biến tốc độ bánh xe, gia tốc xe, rada, công tắc báo phanh, có nhiệm vụ gửi tín hiệu tốc độ các bánh xe, tín hiệu phanh về hộp ECU

Hộp điều khiển (ECU) có chức năng nhận và xử lý các tín hiệu vào, đưa tín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành thủy lực, điều khiển quá trình phanh

Bộ phận chấp hành gồm có bộ phận điều khiển thủy lực, đèn báo BA, bộ phận kiểm tra, chuẩn đoán Bộ chấp hành thủy lực nhận tín hiệu điều khiển từ ECU

và thực hiện quá trình phân phối áp suất dầu đén các cơ cấu phanh bánh xe

Trên các xe đời mới hiện nay, thường ECU được lắp tích hợp chung thành một một cụm với bộ điều khiển thủy lực Điều này giúp giảm áp xác suất hư hỏng

về đường dây điện và dễ kiểm tra, sửa chữa

Nguyên tắc điều khiển cơ bản của hệ thống BA

Các cảm biến tốc độ bánh xe nhận biết tốc độ góc của các bánh xe, và nhận biết khoảng cách giữa các vật thể xung quanh và gửi tín hiệu về BA ECU dưới dạng các xung điện áp xoay chiều

BA ECU theo dõi tình trạng các bánh xe bằng cách tính tốc độ xe và sự thay đổi tốc độ bánh xe, xác định mức độ trượt dựa trên tốc độ các bánh xe

Khi phanh, kết hợp với ABS, ECU điều khiển bộ chấp hành thủy lực cung cấp áp suất dầu tối ưu cho mỗi xy lanh phanh bánh xe theo các chế độ tăng áp, giữ

áp hay giảm áp để duy trì độ trượt nằm trong giới hạn tốt nhất, tránh bị hãm cứng bánh xe khi phanh [3]

Các cảm biến

2.4.1.1 Cảm biến tốc độ bánh xe

Tùy theo cách điều khiển khác nhau, các cảm biến tốc độ bánh xe thường được gắn ở mỗi bánh xe để đo riêng rẽ từng bánh hoặc được gắn ở vỏ bọc của cầu chủ động, đo tốc độ trung bình của hai bánh xe dựa vào tốc độ của bánh răng vành chậu Ở bánh xe, cảm biến tốc độ được gắn cố định trên các bợ trục của các bánh

xe, vành răng cảm biển được gắn trên đầu ngoài của bán trục, hay trên cụm

moay-ơ bánh xe, đối diện và cách cảm biến tốc độ một khe hở nhỏ, gọi là khe hở từ

Cảm biến tốc độ bánh xe có hai loai: cảm biến điện từ và cảm biến Hall Trong đó loại cảm biến điện từ được sử dụng phố biến hơn

Cảm biến tốc độ bánh xe loại điện từ trước và sau bao gồm một nam châm vĩnh cửu, cuộn dây và lối từ Vị trí lắp cảm biến tốc độ hay rôto cảm biến cũng như số răng của rôto cảm biến thay đổi theo kiểu xe

Hình 2.5: Cầu tạo cảm biến tốc độ

Hoạt động:

Hình 2.6: Hoạt động của cảm biến tốc độ bánh xe

Khi bánh xe quay, vành răng quay theo, khe hở A giữa đầu lõi từ và vành răng thay đổi, từ thông biến thiên làm xuất hiện trong cuộn dây một sức điện động xoay chiều dạng hình sin có biên độ và tần số thay đổi tỷ lệ theo tốc độ góc của bánh xe (hình 2.6) Tín hiệu này liên tục được gửi về ECU Tùy theo cấu tạo của cảm biến, vành răng và khe hở giữa chúng, các xung điện áp tạo ra có thể nhỏ dưới

100 mV ở tốc độ rất thấp của xe, hoặc cao hơn 100V ở tốc độ cao

Khe hở không khí giữa lõi từ và đỉnh răng của vành răng cảm biến chỉ khoảng 1mm và độ sai lệch phải năm trong giới hạn cho phép Hệ thống BA sẽ không làm việc tốt nếu khe hở nằm ngoài giá trị tiêu chuẩn

2.4.1.2 Cảm biến gia tốc

Trên một số xe, ngoài cảm biến tốc độ bánh xe, còn được trang bị thêm một cảm biến giảm biến giảm tốc cho phép ECU xác định chính xác hơn sự giảm tốc của xe trong quá trình phanh Kết quả là, mức độ đáp ứng của BA được cải thiện tốt hơn

Hình 2.7: Vị trí và cấu tạo của cảm biếm giảm tốc

Hoạt động

Hình 2.8: Các chế độ làm việc của cảm biến gia tốc

Cấu tạo của cảm biến như hình (2.8), gồm có 2 cặp đèn LED- diot phát quang và transitor quang, một đĩa xẻ rãnh và một mạch biến đổi tín hiệu Đặc biệt của đèn LED là phát sáng khi cấp diện và transitor quang là dẫn điện khi có ánh sáng chiếu vào Khi mức độ giảm tốc của xe thay đổi, đĩa xẻ rãnh lắc theo chiều dọc xe tương ứng với mức độ giảm tốc Các rãnh trên đĩa cắt hay cho ánh sáng từ đèn LED đến transitor quang, làm transitor quang đóng, mở, báo tín hiệu về ECU ECU nhận nhứng tín hiệu này để xác định chính xác tình trạng mặt đường và thức hiện các điều chỉnh thiwchs hợp Tín hiệu này cũng đước dùng để ECU điều khiển chế độ làm chậm sự tăng xoay xe

Sử dụng hai cặp LED và transitor sẽ tạo ra sự đống mở của các transitor, chia mức độ giảm tốc thành 4 mức

2.4.1.3 Cảm biến áp suất dầu

Cảm biến áp suất là thiết bị điện tử chuyển đổi tín hiệu áp suất sang tín hiệu điện Thiết bị thường được dùng để đo áp suất hoặc dùng trong các ứng dụng có liên quan đến áp suất