NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE Ô TÔ KIA CERATO 2019

Hệ thống này chống hiện tượng bị hãm cứng của bánh xe bằng cách điều khiển thay đổi áp suất dầu tác dụng lên các cơ cấu phanh ở các bánh xe để ngăn không cho chúng bị hãm cứng

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE Ô

TÔ KIA CERATO 2019

CBHD: TS Nguyễn Tuấn Nghĩa

Sinh viên: Nguyễn Văn Huấn

Mã số sinh viên: 2018606615

Hà Nội: 2022

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH i

DANH MỤC BẢNG BIỂU iii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ 2

1.1 Tổng quan và lịch sử phát triển của hệ thống phanh 2

1.1.1 Tổng quan 2

1.1.2 Lịch sử phát triển 3

1.2 Công dụng, yêu cầu và phân loại hệ thống phanh 4

1.2.1 Công dụng 4

1.2.2 Yêu cầu 5

1.2.3 Phân loại phanh 6

1.3 Các loại dẫn động phanh 7

1.3.1 Dẫn động thủy lực 7

1.3.2 Dẫn động khí nén 10

1.4 Tổng quan hệ thống ABS 12

1.4.1 Cấu tạo của hệ thống ABS 12

1.4.2 Nguyên lý làm việc 12

CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE OTO KIA CERATO 2019 15

2.1 Giới thiệu chung về xe kia Cerato 2019 15

2.2.1 Chế độ vận hành 16

2.2 Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh trên xe kia cerato 2019 18

2.2.2 Hệ thống ABS được sữ dụng trên xe 23

2.3 Nguyên lí làm việc của hệ thống ABS sữ dụng trên xe 24

2.3.1 Khi không phanh 24

2.3.2 Khi phanh thường (ABS chưa làm việc) 24

2.3.3 Khi phanh khẩn cấp (ABS hoạt động) 25

CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE Ô TÔ KIA CERATO 2019 30

3.1 Đặc điểm và kết cấu các bộ phận chính 30

3.1.1 Cơ cấu phanh 30

3.1.2 Các cảm biến 36

CHƯƠNG 4: SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE OTO KIA CERATO 2019 44

4.1 Giới thiệu chung 44

4.2 Những công việc bảo dưỡng cần thiết 46

4.3 Sửa chữa hư hỏng một số chi tiết, các bộ phận chính 46

4.4 Kiểm tra hệ thống phanh 49

4.4.1 Kiểm tra tổng hợp khi xe đứng 49

4.4.2 Kiểm tra tổng hợp cho xe chạy 50

KẾT LUẬN 51

TÀI LIỆU THAM KHẢO 52

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 1 Các loại phanh chính 7

Hình 1 2 Hệ thống phanh dẫn động thủy lực 8

Hình 1 3 Sơ đồ hệ thống phanh thủy lực khi đạp phanh 9

Hình 1 4 Sơ đồ hệ thống phanh thủy lực khi nhả phanh 10

Hình 1 5 Sơ đồ hệ thống phanh khí nén 11

Hình 1 6 Cấu tạo chung hệ thống ABS 12

Hình 1 7 Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS 13

Hình 1 8 ABS giúp ổn định và kiểm soát xe 14

Hình 2 1 Tổng quan về xe kia cerato 2019 15

Hình 2 2 Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe kia cerato 2019 18

Hình 2 3 Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe 19

Hình 2 4 Các lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh 20

Hình 2 5 Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS 21

Hình 2 6 Sự thay đổi áp suất trong dẫn động (a) 22

Hình 2 7 Quá trình phanh điển hình của ô tô có trang bị ABS 22

Hình 2 8 Quá trình phanh điển hình của ô tô có trang bị ABS 23

Hình 2 9 Sơ đồ ABS dùng với hệ thống phanh cổ điển có xilanh chính 23

Hình 2 10 Khi phanh bình thường 25

Hình 2 11 Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất 27

Hình 2 12 Giai đoạn giảm áp 28

Hình 2 13 Giai đoạn tăng áp 29

Hình 3 1 Cơ cấu phanh trước 31

Hình 3 2 Biến dạng đàn hồi của vòng làm kín 32

Hình 3 3 Cơ cấu phanh sau 34

Hình 3 4 Kết cấu xy lanh chính 36

Hình 3 5 Cảm biến tốc độ bánh xe trước 37

Hình 3 6 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ bánh xe 38

Hình 3 7 Bầu trợ lực 42

Hình 4 1 Má phanh bị mòn không đều 45

Hình 4 2 Má Phanh cần phải thay thế 47

Hình 4 3 Kiểm tra hệ thống phanh 49

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1- 1 Các thông số kỹ thuật chính của xe kia cerato 2019 16

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây do nhu cầu của xã hội ngày càng phát triển, kéo theo mọi hoạt động trong đời sống xã hội đều phát triển theo xu hướng hiện đại hóa nên đòi hỏi phải có những phương tiện hiện đại để phục vụ nhu cầu cho con người Do đó song song với sự phát triển của mọi ngành nghề thì công nghệ ô tô cũng có sự thay đổi khá lớn Kèm theo sự phát triển của xã hội thì nhu cầu của con người ngày càng cao về các mặt tiện nghi, kinh tế, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, trong đó vấn đề an toàn được đặt lên hàng đầu Sau nhiều năm nghiên cứu và ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật, các nhà sản xuất bắt tay vào nghiên cứu, chế tạo hệ thống phanh ABS với những tính năng ưu việt: Chống bó cứng bánh xe khi phanh, ổn định hướng,… Nhằm hạn chế những tai nạn đáng tiếc xảy

ra trong quá trình vận hành xe

Từ đó, với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn tận tình của giáo viên, em thực hiện đề tài đã được giao: “NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE

Ô TÔ KIA CERATO 2022’’

Trong thời gian thực hiện đề tài, do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện không thế tránh khỏi những thiếu sót nhất định Em rất mong được sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến của các thầy cô trong khoa để đề tài có thể hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin trân thành cảm ơn thầy Nguyễn Tuấn Nghĩa cùng các thầy

cô giáo trong khoa CN oto, các bạn đã giúp em hoàn thành đồ án này

Hà Nội, Ngày 07 Tháng 04 Năm 2022

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Huấn

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ

1.1 Tổng quan và lịch sử phát triển của hệ thống phanh

1.1.1 Tổng quan

Hệ thống phanh (Brake System) là cơ cấu an toàn chủ động của ôtô, dùng để giảm tốc độ hay dừng và đỗ ôtô trong những trường hợp cần thiết Nó là một trong những cụm tổng thành chính và đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển ôtô trên đường

Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) là hệ thống phanh chống trượt an toàn được sử dụng trên máy bay và các phương tiện trên bộ, chẳng hạn như ô tô,

xe máy, xe tải và xe buýt (1)

Khi ôtô phanh gấp hay phanh trên các loại đường có hệ số bám thấp như đường trơn, đường đóng băng, tuyết thì dễ xảy ra hiện tượng sớm bị hãm cứng bánh xe, tức hiện tượng bánh xe bị trượt lết trên đường khi phanh Khi đó, quãng đường phanh sẽ dài hơn, tức hiệu quả phanh thấp đi, đồng thời, dẫn đến tình trạng mất tính ổn định hướng và khả năng điều khiển của ôtô Nếu các bánh xe trước sớm bị bó cứng, xe không thể chuyển hướng theo sự điều khiển của tài xế; nếu các bánh sau bị bó cứng, sự khác nhau về hệ số bám giữa bánh trái và bánh phải với mặt đường sẽ làm cho đuôi xe bị lạng, xe bị trượt ngang

Trong trường hợp xe phanh khi đang quay vòng, hiện tượng trượt ngang của các bánh xe dễ dẫn đến các hiện tượng quay vòng thiếu hay quay vòng thừa làm mất tính ổn định khi xe quay vòng

Để giải quyết vấn đề nêu trên, phần lớn các ô tô hiện nay đều được trang bị hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh, gọi là hệ thống “Anti-lock Braking System” -ABS Hệ thống này chống hiện tượng bị hãm cứng của bánh xe bằng cách điều khiển thay đổi áp suất dầu tác dụng lên các cơ cấu phanh ở các bánh xe

để ngăn không cho chúng bị hãm cứng khi phanh trên đường trơn hay khi phanh gấp, đảm bảo tính hiệu quả và tính ổn định của ôtô trong quá trình phanh

Ngày nay, hệ thống ABS đã giữ một vai trò quan trọng không thể thiếu trong các hệ thống phanh hiện đại, đã trở thành tiêu chuẩn bắt buộc đối với phần lớn các nước trên thế giới

1.1.2 Lịch sử phát triển

Khái niệm về ABS có trước các hệ thống hiện đại được giới thiệu vào những năm 1950 Ví dụ, vào năm 1908, J.E Francis đã giới thiệu “Bộ điều chỉnh phòng chống trượt cho phương tiện đường sắt” của mình (2)

Năm 1920, nhà tiên phong về ô tô và máy bay người Pháp, Gabriel Voisin, đã thử nghiệm hệ thống điều chỉnh áp suất phanh thủy lực trên hệ thống phanh máy bay của ông để giảm nguy cơ trượt lốp, vì ngưỡng phanh trên máy bay là gần như không thể Các hệ thống này sử dụng một bánh đà và van được gắn với một đường thủy lực để cấp nguồn cho các xi lanh phanh Bánh đà được gắn với tang trống chạy cùng tốc độ với bánh xe Khi phanh bình thường, tang trống và bánh

đà quay cùng tốc độ Tuy nhiên, khi một bánh xe quay chậm lại, thì trống cũng sẽ làm như vậy, khiến bánh đà quay với tốc độ nhanh hơn Điều này làm cho van

mở, cho phép một lượng nhỏ dầu phanh đi qua xi lanh chủ vào bình chứa cục bộ, giảm áp suất lên xi lanh và nhả phanh Việc sử dụng tang trống và bánh đà có nghĩa là van chỉ mở khi bánh xe quay Trong thử nghiệm, hiệu suất phanh được cải thiện 30%, vì các phi công ngay lập tức áp dụng phanh hoàn toàn thay vì tăng

áp suất từ từ để tìm điểm trượt Một lợi ích bổ sung là loại bỏ lốp bị cháy hoặc nổ

Sự công nhận đúng đắn đầu tiên về hệ thống ABS sau này là của kỹ sư người Đức Karl Waessel, người có hệ thống điều chỉnh lực phanh chính thức được cấp bằng sáng chế vào năm 1928 Tuy nhiên, Wessel chưa bao giờ phát triển một sản phẩm hoạt động và Robert Bosch, người đã sản xuất bằng sáng chế tương tự trong

8 năm cũng không sau (2)

Vào đầu những năm 1950, hệ thống chống trượt Dunlop Maxaret đã được sử dụng rộng rãi trong hàng không ở Anh, với các máy bay như Avro Vulcan và

Handley Page Victor, Vickers Viscount, Vickers Valiant, English Electric Lightning, de Havilland Comet 2c, de Havilland Sea Vixen, và các máy bay sau này, chẳng hạn như Vickers VC10, Hawker Siddeley Trident, Hawker Siddeley

125, Hawker Siddeley HS 748 và các máy bay có nguồn gốc từ British Aerospace ATP, BAC One-Eleven, và Dutch Fokker F27 Friendship (bất thường có mức Dunlop cao hệ thống khí nén áp suất (200 Bar) thay cho hệ thống thủy lực để phanh, lái bánh xe mũi và bộ phận thu hồi bánh đáp), được trang bị tiêu chuẩn với Maxaret (3)

Năm 1958, một chiếc mô tô Royal Enfield Super Meteor đã được Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Đường bộ sử dụng để thử nghiệm phanh chống bó cứng Maxaret (4) Các thí nghiệm đã chứng minh rằng phanh chống bó cứng có thể có giá trị lớn đối với xe máy, khi trượt bánh có liên quan đến một tỷ lệ cao các vụ tai nạn Khoảng cách dừng xe đã giảm trong hầu hết các thử nghiệm so với phanh bánh xe bị khóa, đặc biệt là trên các bề mặt trơn trượt, trong đó sự cải thiện có thể lên tới 30% Tuy nhiên, giám đốc kỹ thuật của Enfield vào thời điểm đó, Tony Wilson-Jones, đã nhìn thấy rất ít tương lai của hệ thống này, và nó đã không được công ty đưa vào sản xuất (4)

Hệ thống chống bó cứng phanh hoàn toàn điện tử đầu tiên được phát triển vào cuối những năm 1960 cho máy bay Concorde

Hệ thống ABS hiện đại được phát minh bởi Mario Palazzetti (được gọi là 'Mister ABS') tại Trung tâm Nghiên cứu Fiat và hiện là tiêu chuẩn trên mọi ô tô Hệ thống này được gọi là Antiskid và bằng sáng chế đã được bán cho Bosch, người đặt tên cho nó là ABS (5)

1.2 Công dụng, yêu cầu và phân loại hệ thống phanh

1.2.1 Công dụng

Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần thiết nào đó, ngoài ra hệ thống phanh còn giữ cho ô tô đứng yên tại chỗ trên các mặt đường dốc nghiêng hay trên mặt đường phẳng

Hệ thống phanh là hệ thống đặc biệt quan trọng, nó đảm bảo cho ô tô chuyển động an toàn ở các chế độ làm việc Nhờ đó có khả năng phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và khả năng vận chuyển của ô tô

1.2.2 Yêu cầu

* Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu:

- Làm việc bền vững, tin cậy

- Hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm

- Làm việc êm dịu, đảm bảo tiện nghi, an toàn

- Giữ cho ô tô đứng yên khi cần trong thời gian lâu dài

- Ðảm bảo ổn định và điều khiển của ô tô khi phanh

- Biến đổi động năng thành nhiệt năng tốt để thoát nhiệt

- Ðiều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, có trợ lực phanh để hỗ trợ đạp phanh nhẹ nhàng

* Ðể có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn trong mọi trường hợp, hệ thống

phanh của ô tô bao giờ cũng có tối thiểu 3 loại phanh là:

- Phanh làm việc: là phanh chính, sử dụng thường xuyên ở tất cả chế độ, thường được điền khiển bằng bàn đạp nên gọi là phanh chân

- Phanh dự trữ: Dùng trong trường hợp phanh chính bị hỏng

- Phanh tay: Còn gọi là phanh phụ, giữ xe đứng yên khi dừng xe hoặc khi không làm việc và được điều khiển bằng tay nên gọi là phanh tay

* Ðể đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô

- Sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, phải thỏa mãn các điều kiện:

- Lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên chúng

- Lực phanh tác dụng lên bánh xe phải và trái của cùng một cầu phải bằng nhau Sai lệch cho phép không được vượt quá 15% giá trị lực phanh max

Ðể đảm bảo các yêu cầu này, trên các xe hiện đại người ta dùng các bộ điều

chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking System

- ABS)

1.2.3 Phân loại phanh

Hệ thống phanh gồm các cơ cấu để hãm trực tiếp tốc độ góc của các bánh xe hoặc một trục nào đó của hệ thống truyền lực và truyền động phanh để dẫn động

cơ cấu phanh

- Tùy theo tính chất điều khiển mà chia ra: Phanh chân và phanh tay

- Tùy theo cách bố trí cơ cấu phanh ở bánh xe hoặc ở trục của hệ thống truyền lực mà chia ra: Phanh bánh xe và phanh truyền lực

- Theo bộ phận tiến hành phanh, cơ cấu phanh còn chia ra:

Phanh đĩa: theo số lượng đĩa còn chia ra loại 1 đĩa và loại nhiều đĩa

Phanh tang trống: theo đặc tính cân bằng thì được chia ra: Loại phanh cân bằng, phanh không cân bằng và phanh dải

- Theo đặc điểm hình thức dẫn động, truyền động phanh có: phanh cơ khí; phanh thủy lực (phanh dầu); phanh khí nén (phanh hơi); phanh điện từ hoặc phanh liên hợp (6)

Phanh truyền động cơ khí được dùng làm phanh tay và phanh chân ở một số

ô tô đời cũ Nhược điểm của loại phanh này là lực tác động lên bánh xe không đều và kém nhạy, điều khiển nặng, hiện nay ít sử dụng

Phanh truyền động thủy lực được dùng phổ biến trên ô tô du lịch và xe ô tô tải trọng nhỏ

Phanh truyền động khí nén dùng trên ô tô tải trọng lớn và xe khách Ngoài

ra còn dùng trên ô tô vận tải trung bình động cơ diesel, các ô tô kéo

Phanh truyền động liên hợp thủy khí thì được dùng trên các ô tô có tải trọng lớn và rất lớn

Hình 1 1 Các loại phanh chính a-Phanh đĩa; b- Phanh trống - guốc; c-Phanh tay; d-Phanh ABS

1.3 Các loại dẫn động phanh

Dẫn động phanh được dùng hiện nay có 3 loại: cơ khí, thủy lực và khí nén Dẫn động cơ khí thường dùng cho phanh dừng bởi hiệu suất thấp và lực phanh không đều Nên với hệ thống phanh làm việc của ô tô được sử dụng chủ yếu có 2 loại: thủy lực và khí nén

Lực tác động lên bàn đạp, đòn điều khiển, hành trình bàn đạp và đòn điều khiển phanh phụ thuộc ở momen phanh sinh ra và các thông số dẫn động phanh

1.3.1 Dẫn động thủy lực

Dẫn động phanh b thủy lực hay dùng nhiều cho xe du lịch, ô tô vận tải có tải trọng nhỏ và cực lớn, gồm các cụm sau: xylanh phanh chính, bộ trợ lực phanh, xylanh làm việc ở các bánh xe

Hình 1 2 Hệ thống phanh dẫn động thủy lực

*Nguyên lý hoạt động

-Khi đạp phanh

Hình 1 3 Sơ đồ hệ thống phanh thủy lực khi đạp phanh

1 Bàn đạp phanh; 2 Piston xylanh phanh chính; 3 xylanh phanh chính; 4

5 9 Piston xylanh phanh bánh xe; 6 đường ống dẫn dầu phanh; 7

Xylanh phanh bánh xe; 8 Dầu phanh

Khi cần giảm tốc độ xe hoặc dừng hẳn xe lại, người lái tác động vào bàn đạp (1), thông qua cơ chế tác động lên piston (2) di chuyển trong xy lanh chính (3) đẩy dầu vào hệ thống các đường ống (6) và đi đến xy lanh bánh xe (7), dưới tác dụng của lực sinh ra do áp suất dầu thắng trong hệ thống tác động lên các piston (4,5,9) xy lanh bánh xe sẽ đưa ra ngoài theo chiều mũi tên để tác động lên cơ cấu (phanh tang trống hoặc đĩa phanh) thực hiện công việc giảm tốc độ hoặc dừng hẳn

xe Thời gian và đường xen kẽ bị giảm hoặc dừng hẳn phụ thuộc vào tác động lên bàn đạp đạp

-Khi nhả phanh

Hình 1 4 Sơ đồ hệ thống phanh thủy lực khi nhả phanh

Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp phanh, dưới tác dụng của cơ cấu lò

xo hồi vị tại các bánh xe hoặc cần điều khiển xy lanh phanh chính sẽ ép piston (4,5,9) xy lanh phanh bánh xe lại và đẩy dầu ngược trở về xy lanh chính (3) như lúc đầu, lúc này phanh sẽ được nhả ra không còn tác dụng hãm hoặc dừng xe lại nữa

-Khi giữ phanh

Các trang thái được giữ nguyên trạng thái các piston

1.3.2 Dẫn động khí nén

Dẫn động khí nén hay dùng ở ô tô vận tải có tải trọng trung bình và lớn, gồm các cụm chủ yếu: máy nén khí, van điều chỉnh áp suất, bình chứa, van phân phối, bầu phanh

Nguyên lý làm việc

Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh được chia ra làm 2 trạng thái cơ bản Đó là trạng thái khi người lái đạp phanh và trạng thái dừng xe khi người lái rời chân khỏi bàn đạp phanh

* Trạng thái phanh xe

Khi người điều khiển ô tô đạp phanh hơi, thông qua ty đẩy làm cho pít tông chuyển động nén lên lò xo và đẩy van khí nén mở ra cho khí nén từ bình chứa phân phối đều đến các bầu phanh của bánh xe Sau đó khí nén lò xo tạo ra được lực đẩy cần đẩy và tác động xoay cam Giúp đẩy hai guốc phanh ép chặt má phanh vào phần tang trống tạo nên lực ma sát cực lớn Làm cho tang trống và bánh xe giảm dần tốc độ quay hoặc có thể dừng lại hẳn tùy theo yêu cầu của người điều khiển

* Trạng thái dừng phanh

Khi người lái rời chân khỏi bàn đạp của hệ thống phanh Lò xo của pít tông

điều khiển sẽ quay trở lại vị trí ban đầu và làm cho van khí nén đóng kín Sau đó

xả hết khí nén của bầu phanh bánh xe ra ngoài môi trường Lò xo của bầu phanh được hồi vị, đẩy cần đẩy và trục cam về vị trí không phanh

Hình 1 5 Sơ đồ hệ thống phanh khí nén

Tiếp theo là lò xo guốc phanh kéo hai guốc phanh rời khỏi tang trống và bánh

xe có thể tăng tốc độ quay Và trở lại trạng thái xe chạy như bình thường

1.4 Tổng quan hệ thống ABS

1.4.1 Cấu tạo của hệ thống ABS

Hình 1 6 Cấu tạo chung hệ thống ABS

1.4.2 Nguyên lý làm việc

Thông thường, ABS bao gồm một bộ điều khiển điện tử trung tâm (ECU), bốn cảm biến tốc độ bánh xe và ít nhất hai van thủy lực trong hệ thống thủy lực phanh ECU liên tục theo dõi tốc độ quay của từng bánh xe; nếu nó phát hiện thấy bánh xe quay chậm hơn đáng kể so với tốc độ của xe, một điều kiện cho thấy sắp xảy ra khóa bánh xe, nó sẽ tác động các van để giảm áp suất thủy lực lên phanh ở bánh xe bị ảnh hưởng, do đó làm giảm lực phanh trên bánh xe đó; sau đó bánh xe quay nhanh hơn Ngược lại, nếu ECU phát hiện thấy một bánh xe quay nhanh hơn hẳn những bánh khác, thì áp suất thủy lực phanh lên bánh xe sẽ tăng lên do đó lực phanh được tác dụng trở lại, làm bánh xe chậm lại Quá trình này được lặp lại liên tục và người lái có thể phát hiện ra thông qua nhịp đạp phanh Một số hệ thống chống bó cứng có thể áp dụng hoặc giải phóng áp suất phanh 15 lần mỗi giây (7) (8) Do đó, bánh xe của những chiếc xe được trang bị ABS thực tế không thể bị bó cứng ngay cả khi phanh gấp trong điều kiện khắc nghiệt

Hình 1 7 Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS

ECU được lập trình để bỏ qua sự khác biệt về tốc độ quay của bánh xe dưới ngưỡng tới hạn bởi vì khi xe đang quay đầu, hai bánh xe về phía trung tâm của khúc cua sẽ quay chậm hơn hai bánh bên ngoài Cũng vì lý do này, vi sai được sử dụng hầu như trên tất cả các phương tiện giao thông đường bộ

Hệ thống ABS hiện đại áp dụng áp suất phanh riêng cho cả bốn bánh xe thông qua hệ thống điều khiển gồm các cảm biến gắn trên trục và một bộ điều khiển vi mô chuyên dụng ABS được cung cấp hoặc trở thành tiêu chuẩn trên hầu hết các phương tiện giao thông đường bộ được sản xuất ngày nay và là nền tảng cho các hệ thống kiểm soát ổn định điện tử, hệ thống này đang ngày càng phổ biến nhanh chóng do giá thiết bị điện tử trên xe đã giảm đáng kể trong những năm qua (9)

Hình 1 8 ABS giúp ổn định và kiểm soát xe

Thiết bị ABS cũng có thể được sử dụng để triển khai hệ thống kiểm soát độ bám đường (TCS) về khả năng tăng tốc của xe Nếu khi tăng tốc, lốp bị mất độ bám đường, bộ điều khiển ABS có thể phát hiện tình huống và có hành động phù hợp để lấy lại độ bám đường Các phiên bản phức tạp hơn của điều này cũng có thể kiểm soát mức ga và phanh đồng thời

Các cảm biến tốc độ của ABS đôi khi được sử dụng trong hệ thống giám sát

áp suất lốp gián tiếp (TPMS), hệ thống này có thể phát hiện (các) lốp bị trượt dưới mức chênh lệch về tốc độ quay của các bánh xe

CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE OTO KIA CERATO 2019

2.1 Giới thiệu chung về xe kia Cerato 2019

Hình ảnh tổng thể của xe kia cerato 2019 (hình 2.1)

Kia Cerato hiện tại là cái tên thay thế cho mẫu xe Kia K3 trong quá khứ và đang là đối thủ cạnh tranh trực tiếp với những cái tên đình đám nhất như Toyota Altis, Honda Civic, Ford Focus, Mazda 3 hay Hyundai Elantra…

Kia Cerato 2019 được trang bị bộ khung gầm chắc chắn và cứng cáp với 54% là thép cường lực đi kèm kích thước tổng thể dài x rộng x cao lần lượt là

4640 x 1800 x 1450 mm Với bán kính vòng quay 5.3 m, xe khá linh động khi xoay sở trong khu vực địa hình

Đầu xe nổi bật khi có sự hiện diện của cụm đèn trước sắc nét với công nghệ Halogen/Full LED và đèn LED ban ngày ở trung tâm vẫn là bộ lưới tản nhiệt hình mũi hổ màu đen đặc trưng của hãng Kia được viền crom xung quanh bóng bẩy

Hình 2 1 Tổng quan về xe kia cerato 2019

Ở Châu âu thì Chiếc xe đã đạt được xếp hạng EuroNCAP tốt nhất từ trước đến nay cho hạng của nó (5 sao cho bảo vệ người lớn, 4 trên 5 cho bảo vệ trẻ em

và 2 trong 4 cho bảo vệ người đi bộ), (10) đánh bại các đối thủ như Vauxhall / Opel Astra và Volkswagen Golf Mk5, bao gồm các dấu đầy đủ (16/16) cho thử nghiệm tác động phía trước

Bảng 1- 1 Các thông số kỹ thuật chính của xe kia cerato 2019

2.2.1 Chế độ vận hành

Kia Cerato 2019 mang đến cho khách hàng 2 sự lựa chọn về khối động cơ phân bổ cho 4 phiên bản là xăng Gamma 1.6L và xăng Nu 2.0L (phiên bản Premium cao cấp) sản sinh công suất tối đa 128-159 mã lực, mô men xoắn cực đại 157-194 Nm

Đi kèm với đó là hộp số tự động 6 cấp và số sàn 6 cấp giúp phát huy tối đa hiệu năng vượt trội mà cỗ máy tạo ra Nhờ cấu hình này, Kia Cerato dễ dàng chinh phục chủ nhân bởi cảm giác lái phóng khoáng và mạnh mẽ

Ngoài ra, người điều khiển xe có thể sử dụng chế độ lái Drive Mode Select (DMS) với ba lựa chọn: Comfort, Eco và Sport phù hợp cho từng mục đích và cung đường di chuyển chỉ với những thao tác đơn giản

Độ êm ái của Kia Cerato 2019 được đảm bảo nhờ được trang bị treo trước/sau dạng Macpherson/thanh xoắn Dù xe có bộ lốp không quá dày với kích thước là 225/45R17 nhưng bù lại khả năng bám đường được cải thiện đáng kể

Xe có khoảng gầm cao 150 mm, một con số vừa phải để băng qua những ổ

gà hoặc leo lề mà không lo chạm gầm xe Nhờ tay lái trợ lực điện mà người dùng Cerato không phải gồng mình lên để đánh vô lăng

Với hệ thống phanh trước/sau dạng đĩa, Kia Cerato mang đến những hành trình thú vị và an toàn hơn với khả năng xử lý tình huống rất nhạy bén

2.2 Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh trên xe kia cerato 2019

2.2.1 Sơ dồ tổng quát

Hình 2 2 Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe kia cerato 2019

1,6- Đĩa phanh; 2-Xi lanh chính; 3-Bầu trợ lực chân không; 4-Bàn đạp phanh;

5 –Công tắt khởi động;7,13- Các cảm biến; 8-Dòng dẫn động phanh trước; 9-Đèn báo phanh;10-Đèn báo ABS; 11-Bộ thuỷ lực và máy tính; 12-Dòng dẫn

động phanh trước

Hệ thống chống hãm cứng bánh xe (ABS) thực chất là một bộ điều chỉnh lực phanh có mạch liên hệ ngược Sơ đồ khối điển hình của một ABS có dạng như trên hình 2.3:

Bộ phận cảm biến 1, bộ phận điều khiển 2, bộ phận chấp hành hay cơ cấu thực hiện 3 và nguồn năng lượng 4

Bộ phận cảm biến 1 có nhiệm vụ phản ánh sự thay đổi của các thông số được chọn để điều khiển (thường là tốc độ góc hay gia tốc chậm dần của bánh xe hoặc giá độ trượt) và truyền tín hiệu điện đến bộ phận điều khiển 2 Bộ phận 2 sẽ xử lý

tín hiệu và truyền lệnh đến cơ cấu thực hiện 3 để tiến hành giảm hoặc tăng áp sất trong dẫn động phanh

Chất lỏng được được truyền từ xilanh chính (hay tổng van khí nén) 5 qua 3 đến các xilanh bánh xe (hay bầu phanh) 6 để ép các phần tử và thực hiện quá trình phanh

Hình 2 3 Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe

1- Cảm biến tốc độ; 2 - Bộ phận điều khiển; 3 - Cơ cấu thực hiện;

4 - Nguồn năng lượng;5 - Xilanh chính hoặc tổng van khí nén;

6 - Xilanh bánh xe hoặc bầu phanh

Để hiểu được nguyên lý làm việc của hệ thống chống hãm cứng bánh xe, ta khảo sát quá trình phanh bánh xe như trên (hình 2.4)

Nếu bỏ qua mô men cản lăn rất nhỏ và để đơn giản coi Zbx =const, thì phương trình cân bằng mômen tác dụng lên bánh xe đối với trục quay của nó khi phanh, có dạng:

b p



Ở đây:

Mφ – Mômen bám của bánh xe với đường;

ωb – Tốc độ của bánh xe

Từ đó ta có gia tốc chậm dần cả bánh xe khi phanh:

b

p b

b

J

M M

dt

Hình 2 4 Các lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh

tác dụng nhất định nào đó (phụ thuộc tính chất hệ thống), sự giảm áp suất thực tế

không đổi

Trên đoạn từ điểm 3 đến điểm 6, mômen phanh nhỏ hơn mômen bám, nên xảy ra sự tăng tốc bánh xe Sự tăng gia tốc bánh xe được sử dụng làm tín hiệu vào thứ hai để điều khiển tăng áp suất trong hệ thống phanh (điểm 5)

Tiếp theo, chu trình lặp lại Như vậy, trong quá trình điều khiển, bánh xe lúc thì

giữ cho độ trượt của bánh xe dao động trong giới hạn λ1-λ2 (Hình 2.5), đảm bảo cho hệ số bám có giá trị gần với giá trị cực đại nhất

Hình 2.5a cho thấy, quá trình phanh với ABS nói chung có 3 giai đoạn (3pha): tăng áp suất (1→2), giảm áp suất (2→4) và duy trì (giữ) áp suất (4→5) ABS làm việc với 3 giai đoạn như vậy gọi là ABS 3 pha Một số ABS có thể không có pha duy trì áp suất gọi là ABS 2 pha

2

5

1 6

4 3

0

c

M  M

Hình 2 5 Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS

Trên 2.6 là đồ thị biểu diễn quá trình thay đổi áp suất trong dẫn động và gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh có ABS theo thời gian

Hình 2 6 Sự thay đổi áp suất trong dẫn động (a)

và gia tốc chậm dần của bánh xe (b) khi phanh có ABS

Với các hệ thống chống hãm cứng bánh xe hiện nay, hệ số trượt thay đổi

khoảng (3-8) Hz còn trong dẫn động thủy lực đến 20Hz

Trên hình 2.7 và hình 2.8 là đồ thị quá trình phanh của xe du lịch trong hai trường hợp có và không có ABS

Hình 2 7 Quá trình phanh điển hình của ô tô có trang bị ABS

Hình 2 8 Quá trình phanh điển hình của ô tô có trang bị ABS

2.2.2 Hệ thống ABS được sữ dụng trên xe

ABS được dùng trên xe thiết kế là loại ABS không tích hợp vì đối với loại

dẫn động thủy lực thì dùng loại ABS không tích hợp và được dùng với hệ thống phanh cổ điển có xilanh chính

Trên hình 2.9 là sơ đồ điển hình của loại ABS không tích hợp

Hình 2 9 Sơ đồ ABS dùng với hệ thống phanh cổ điển có xilanh chính

ABS không tích hợp là loại được bổ sung vào hệ thống phanh chuẩn thông thường nên được gọi là ABS “REMOTE’’ hoặc “ADD.ON’’ Nó chỉ có chức năng chống hãm cứng bánh xe Hệ thống thủy lực của nó được bố trí tách biệt với xilanh chính cổ điển