THIẾT kế, lắp đặt hệ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE LEAD 2010

T đa Điểm đánh giá Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải quyết các nhiệm vụ đồ án được giao 8,0 a - Tính cấp thiết, tính mới nội dung chính của ĐATN có những phần mới so

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT Ô TÔ

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT HỆ THỐNG PHANH ABS

TRÊN XE LEAD 2010

Giảng viên hướng dẫn : ThS Hồ Trần Ngọc Anh

Sinh viên thực hiện: :

Nguyễn Minh Quân ( 1811504210432 ) Bùi Văn Nhật Hưng ( 1811504210417 )

KHOA CƠ KHÍ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho người hướng dẫn)

I Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Trần Tấn Bảo[1]; Nguyễn Minh Quân[2]; Bùi Văn Nhật Hưng[3]

2 Lớp: 18DL4 Mã SV: [1] 1811504210403; [2] 1811504210432; [3] 1811504210417

3 Tên đề tài: “ Thiết kế, lắp đặt hệ thống phanh ABS trên xe Lead 2010 ”

4 Người hướng dẫn: Hồ Trần Ngọc Anh Học hàm/ học vị: Thạc sĩ

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:

1 Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài: (điểm tối đa là 1đ)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho người phản biện)

I Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Trần Tấn Bảo[1]; Nguyễn Minh Quân[2]; Bùi Văn Nhật Hưng[3]

2 Lớp: 18DL4 Mã SV: [1] 1811504210403; [2] 1811504210432; [3] 1811504210417

3 Tên đề tài: “Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh ABS trên xe Lead 2010”

4 Người phản biện: Đỗ Phú Ngưu Học hàm/ học vị: Thạc sỹ

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:

1 Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài:

2 Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án:

3 Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp:

4 Kết quả đạt được, giá trị khoa học, khả năng ứng dụng của đề tài:

5 Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:

T

đa

Điểm đánh giá Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải

quyết các nhiệm vụ đồ án được giao

8,0

a

- Tính cấp thiết, tính mới (nội dung chính của ĐATN có

những phần mới so với các ĐATN trước đây);

- Đề tài có giá trị khoa học, công nghệ; giá trị ứng dụng

thực tiển;

1,0

b

- Kỹ năng giải quyết vấn đề; hiểu, vận dụng được kiến

thức cơ bản, cơ sở, chuyên ngành trong vấn đề nghiên

cứu;

- Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá;

- Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần,

hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đặt ra;

- Có kỹ năng sử dụng tài liệu liên quan vấn đề nghiên cứu

(thể hiện qua các tài liệu tham khảo)

Tổng điểm theo thang 10 (lấy đến 1 số lẻ thập phân)

- Câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời trong buổi bảo vệ:

TÓM TẮT

Tên đề tài: “thiết kế, lắp đặt hệ thống phanh abs trên xe lead 2010”

Lớp học phần: Đồ án tốt nghiệp động lực (220DTNDL06)

Học phần đồ án tốt nghiệp động lực là một trong những học phần cuối cùng và rất quan trọng, nó mang tính quyết định của sinh viên Đòi hỏi người học phải am hiểu và có kiến thức chuyên sâu về ngành Với học phần đồ án tốt nghiệp động lực, nhóm chúng em

đã chọn và đăng ký đề tài “THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE

LEAD 2010”

Dựa vào những kiến thức đã học và các tài liệu tham khảo, nhóm chúng em đã thiết kế chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS cho xe gắn máy nhằm tránh các bánh xe không bị bó cứng và giúp cho người lái duy trì khả năng kiểm soát được hướng lái trong những tình huống phanh gấp để hạn chế tai nạn do xe gắn máy gây ra đảm bảo an toàn giao thông, sau khi nghiên cứu tính toán thiết kế và chế tạo nhóm chúng em đã tiến hành lắp đặt bộ chấp hành ABS lên mô hình, sau khi hoàn thiện mô hình thì nhóm chúng em tiến hành chạy thử nghiệm trên mô hình sau đó kiểm tra đo đạc áp suất dầu phanh, thời gian phanh và đánh giá kết quả khi trang bị và không trang bị hệ thống ABS

1 Tên đề tài: Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh abs trên xe lead 2010

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

TS.Nguyễn Hoàng Việt; Kết cấu, tính toán và thiết kế ô tô; Đại học Bách khoa Đà Nẵng TS.Nguyễn Hoàng Việt, Chuyên đề ô tô_Bộ điều chỉnh lực phanh và hệ thống chống hãm cưng bánh xe khi phanh A.B.S, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

PGS.TS Đỗ Văn Dũng, Hệ thống điện & điện tử trên ô tô hiện đại, NXB Đại học Quốc gia, Hồ Chí Minh,2003

Anti-lock Braking System (ABS) and Anti-Slip Regulation (ARS) 2nd Edition WABCO Vehicle Control Systems

GS TS Nguyễn Hữu Cẩn, PTS Dư Quốc Thịnh, KS Phạm Minh Thái, KS Nguyễn Văn Tài, Lý thuyết ô tô Máy kéo, NXB Khoa học và kỹ thuật

3 Nội dung chính của đồ án:

Thiết kế lắp đặt thành công phanh ABS trên xe Lead Hoàn thành quá trình đo đạc các

thông số trước, sau khi có ABS và trong quá trình thực nghiệm

Thiết kế, lắp đặt hệ thống phanh ABS trên xe Lead 2010

LỜI NÓI ĐẦU

Trong xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu sử dụng phương tiện 4 bánh cũng như

xe gắn máy ngày càng nhiều Người ta dùng phương tiện trong nhiều mục đích khác nhau, nhất là vận chuyển hành khách, hàng hóa, giao thông công cộng

Nhu cầu cao dẫn đến mật độ phương tiện lưu thông trên đường ngày càng cao dẫn đến tai nạn giao thông ngày càng nhiều Chính vì thế, đảm bảo tính an toàn vấn đề tai nạn giao thông là một trong những hướng giải quyết cần thiết nhất, luôn được quan tâm của các nhà thiết kế và chế tạo ô tô và thậm chí cả xe gắn máy và ABS ra đời, nó là một trong những công nghệ an toàn bổ sung cho hệ thống phanh hữu dụng nhất của ngành công nghiệp ô tô và xe gắn máy thời gian gần đây Vai trò chủ yếu của hệ thống ABS là giúp tài xế duy trì khả năng kiểm soát xe trong những tình huống phanh gấp

Và từ đó nhóm chúng em nghĩ ra và thực hiện đề tài “THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE LEAD 2010”

Đề tài được thực hiện trong khoảng thời gian 4 tháng, do vậy chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý thầy cô và các bạn để đề tài này được hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn Quý Thầy Cô trong Khoa Cơ Khí, đặc biệt là thầy Hồ Trần Ngọc Anh luôn theo sát và trực tiếp hướng dẫn chúng em trong suốt thời gian nghiên cứu và thực hiện đề tài này Kính chúc quý thầy cô thật dồi dào sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp của mình có nhiều tâm huyết truyền đạt kiến thức cho thế hệ trẻ mai sau

Trân trọng!

CAM ĐOAN Chúng em xin cam đoan rằng đề tài được tiến hành một cách minh bạch, công khai Mọi thứ được dựa trên sự cố gắng cũng như sự nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp

đỡ không nhỏ từ thầy

Và chúng em xin cam đoan đây là đề tài riêng của nhóm, đề tài không trùng lặp với bất kỳ đề tài đồ án tốt nghiệp nào trước đây Các thông tin, số liệu được sử dụng và tính toán đều từ các tài liệu có nguồn gốc rõ ràng, theo quy định

Đà nẵng, ngày 20 tháng 06 năm 2022

Nhóm sinh viên thực hiện

( Chữ kí họ và tên )

Thiết kế, lắp đặt hệ thống phanh ABS trên xe Lead 2010

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

MỤC LỤC 3

Danh sách các bảng, hình ảnh 5

MỞ ĐẦU 8

Chương 1: TỔNG QUAN 10

1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống phanh: 10

1.2 Tổng quan hệ thống ABS 13

1.2.1 Khái quát chung về phanh ABS 13

1.2.2 Sự ra đời của hệ thống chống bó cứng phanh ABS 15

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 19

2.1 Cơ sở lý thuyết về hệ thống phanh 19

2.1.1 Sự bám của bánh xe với mặt đường 20

2.1.2 Lực phanh sinh ra ở bánh xe 21

2.1.3 Các tiêu chí đánh giá chất lượng của quá trình phanh 22

2.1.4 Cơ sở lý thuyết về chống hãm cứng bánh xe khi phanh gấp 26

2.2 Cấu tạo chung của một mạch điều khiển ABS 30

2.2.1 Sơ đồ cấu tạo chung của một mạch điều khiển ABS 30

2.2.2 Nguyên lý hoạt động 31

2.2.3 Bộ chấp hành thuỷ lực 34

2.2.4 Khối điều khiển điện tử ABS (ECU) 35

2.2.5 Nguyên lý hoạt động của ABS 37

2.3 Tính toán thiết kế mô hình hệ thống phanh abs sử dụng cho xe gắn máy 42

2.3.1 Xác định momen phanh theo yêu cầu 43

2.3.3 Lực tác dụng lên phanh tay 49

2.3.4 Hành trình phanh tay 51

2.3.5 Tính toán tiêu chí phanh 51

Chương 3: LẮP ĐẶT VÀ THỰC NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH ABS 56

3.1 Quy trình chế tạo 56

3.1.1 Lắp đặt phanh ABS 56

3.1.2 Chế tạo càng an toàn (thử phanh ABS) 59

3.2 Thực nghiệm 62

3.2.1 Kết quả đo được khi phanh có ABS đường khô 62

3.2.2 Kết quả đo được khi phanh không có ABS đường khô 62

3.2.3 Kết quả đo được khi phanh có ABS đường ướt 64

3.2.4 Kết quả đo được khi phanh không có ABS đường ướt 64

3.2.5 Kết quả đo được khi phanh có ABS đường đá sỏi 66

3.2.6 Kết quả đo được khi phanh có không ABS đường đá sỏi 66

3.2.7 Đánh giá 68

3.2.8 Kết luận chương 3 69

KẾT LUẬN 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

PHỤ LỤC 72

Thiết kế, lắp đặt hệ thống phanh ABS trên xe Lead 2010

Danh sách các bảng, hình ảnh

Biểu đồ 0.1 Biểu đồ thống kê số vụ tai nạn năm 2020,2021 8

Biểu đồ 0.1 Biểu đồ thống kê số vụ tai nạn năm 2020,2021 8

Biểu đồ 3.1 Quãng đường phanh và thời gian phanh của đường khô 63

Biểu đồ 3.2 Quãng đường phanh và thời gian phanh của đường ướt 65

Biểu đồ 3.3 Quãng đường trượt có ABS và không có ABS 67

Hình 1.1 Chiếc Reitwagen của bảo tàng Honda Motegi, Nhật Bản 10

Hình 1.2 Chiếc xe của Sylvester H.Roper - Mỹ năm 1894 11

Hình 1.3 Chiếc xe đầu tiên được trang bị hệ thống phanh vành 12

Hình 1.4 Phanh tang trống 12

Hình 1.5 Phanh đĩa 13

Hình 1.6 Nhờ có ABS, xe không bị trượt bánh khi phanh gấp 15

Hình 1.7 Royal enfield super meteor 16

Hình 1.8 BMW K100 là chiếc mô tô đầu tiên được trang bị ABS điều khiển điện tử 17

Hình 1.9 HONDA ST1100 thuộc thương hiệu Nhật Bản đầu tiên được trang bị ABS 17

Hình 1.10 YAMAHA GTS1000 trang bị ABS đầu tiên của YAMAHA 18

Hình 2.1 Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh 21

Hình 2.2 Đồ thị thể hiện sự thay đổi quãng đường phanh nhỏ nhất theo tốc độ bắt đầu phanh v1 và hệ số bám φ 26

Hình 2.3 Sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy theo 27

Hình 2.4 Quá trình phanh của xe có và không có ABS 27

Hình 2.5 Sự thay đổi các thông số Mp, P và J khi phanh có chống hãm cứng bánh xe 28

Hình 2.6 Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh ABS 30

Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS 31

Hình 2.8 Vị trí lắp đặt cảm biết tốc độ 31

Hình 2.9 Cảm biến tốc độ 32

Hình 2.11 Vòng xung 33

Hình 2.12 Nguyên lý hoạt động của cảm biến tốc độ 33

Hình 2.13 Bộ chấp hành thuỷ lực 34

Hình 2.14 Cấu tạo bộ chấp hành thuỷ lực 34

Hình 2.15 Cấu tạo van điện từ 35

Hình 2.16 Bộ điều khiển điện từ ABS 36

Hình 2.17 Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh ABS trên mô tô 38

Hình 2.18 Phanh ABS hoạt động ở chế độ giữ áp 39

Hình 2.19 Phanh ABS hoạt động ở chế độ giảm áp 40

Hình 2.20 Phanh ABS hoạt động ở chế độ tăng áp 41

Hình 2.21 Bảng thông số xe Lead 42

Hình 2.22 Sơ đồ lực tác dụng lên xe máy khi phanh 43

Hình 2.23 Sơ đồ tính toán bán kính trung bình của đĩa ma sát 46

Hình 2.24 Sơ đồ tính toán theo kiểu phanh guốc 49

Hình 2.25 Giảng đồ phanh 52

Hình 3.1 Cấu tạo phanh ABS 56

Hình 3.2 Đo đạc và lắp đặt đĩa đọc lên đĩa phanh 57

Hình 3.3 Bắt giắc và lắp hệ thống điều khiển, bơm phanh 57

Hình 3.4 Hoàn thành đi dây điện, đường ống dầu và xả Air cho xe 58

Hình 3.5 Đi dây lắp đặt đèn báo ABS 58

Hình 3.6 Đo đạc và cắt sắt theo yêu cầu 59

Hình 3.7 Tiến hành hàn thanh sắt vào chân chống giữa 59

Hình 3.8 Cắt hàn bánh xe và chân chống giữa 60

Hình 3.9 Càng chống ngã 60

Hình 3.10 Lắp đặt càng chống ngã trên xe 61

Thiết kế, lắp đặt hệ thống phanh ABS trên xe Lead 2010

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

1) ABS: Anti-look Bracking System

2) BITE :Built In Test Equipment

3) MP: mô men phanh tác dụng lên bánh xe

4) PP: lực phanh tác dụng tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường

5) Mjb: Mômen quán tính của bánh xe

6) Mf: Mômen cản lăn

7) Pf: Lực cản lăn

8) Zb: Phản lực của bánh xe

9) rb: bán kính làm việc trung bình của bánh xe

10) V: hướng vận tốc chuyển động của mô tô

11) O: trọng tâm mô tô

12) Ga: trọng lượng mô tô

13) Pp1: lực phanh của bánh xe trước

14) Z1: phản lực của mặt đường tác dụng lên bánh xe trước

15) Z2: phản lực của mặt đường tác dụng lên bánh xe sau

16) O1: điểm tiếp xúc của bánh xe trước với mặt đường

17) O2: điểm tiếp xúc của bánh sau trước với mặt đường

18) Pw: lực cản không khí

19) Pj: lực quán tính

20) hg: chiều cao trọng tâm mô tô

21) Pp2: lực phanh của bánh xe sau

22) φ: hệ số bám giữa lốp và mặt đường

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Ở Việt Nam, theo thống kê của Ủy ban an toàn giao thông xe máy, xe máy điện, xe thô sơ là phương tiện đi lại chủ yếu của người dân, chiếm hơn 85% tổng số phương tiện giao thông đang hoạt động trên cả nước; với nhiều ưu điểm như tính cơ động cao, linh hoạt, giá thành rẻ Tuy nhiên, xe máy cũng là nguyên nhân gây ra hơn 70% vụ tai nạn giao thông đường bộ Chính phủ đã ban hành nhiều giải pháp đồng bộ tăng cường công tác quản lý nhằm đảm bảo an toàn, giảm nguy cơ tai nạn cho hoạt động tham gia giao thông của người đi mô tô, xe máy

Hệ thống phanh là một trong những hệ thống quan trọng nhất trên mô tô, cùng với

hệ thống lái, hệ thống phanh góp phần giữ an toàn cho người ngồi trên xe khi giảm tốc độ

và dừng xe, đặc biệt là trong những tình huống nguy hiểm Vì thế, hệ thống phanh được đặc biệt chú ý trong tính toán thiết kế mô tô cũng như trong quá trình vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa

Ở nước ta hiện nay, phương tiện tham gia giao thông chủ yếu là các loại mô tô Phương tiện này có tính cơ động cao, rất phù hợp với thị hiếu và nhu cầu của người dân Việt Nam Tuy nhiên, tình hình tai nạn giao thông trong năm 2019 là rất cao

14991

6867

11161 11495

5799

8018

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000

thương

Biểu đồ số vụ tai nạn giao thông đường bộ

năm 2020 và 2021

Thiết kế, lắp đặt hệ thống phanh ABS trên xe Lead 2010

Ở các thị trường phát triển, ABS đã trở thành một trang bị gần như là tiêu chuẩn các mẫu xe ga Tuy nhiên, tại Việt Nam không có nhiều chiếc xe máy thông thường được sở hữu hệ thống này Việc nâng cấp từ phanh thường lên phanh ABS sẽ khiến giá cả của các mẫu xe tăng lên khá nhiều Trang bị thêm những thiết bị an toàn dường như vẫn chưa được các nhà sản xuất chú trọng

Vì vậy, chúng tôi chọn đề tài “THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE LEAD 2010” với mong muốn tất cả xe gắn máy đều được trang bị hệ thống phanh ABS với giá thành hợp lí, phù hợp với mức thu nhập của người dân đồng thời hạn chế tai nạn do xe gắn máy gây ra, góp phần đảm bảo an toàn cho người tham gia giao thông và thực hiện mục tiêu an toàn giao thông quốc gia

2 Mục đích nghiên cứu:

Tính toán thiết kế chế tạo hệ thống phanh ABS trên xe Lead 2010 nhắm mục đích nghiên cứu thử nghiệm để đánh giá mức độ hiệu quả khi trang bị hệ thống phanh ABS, từ

đó có thể tiến hành lắp ráp trên các loại xe máy khác

3 Phạm vi đối tượng nghiên cứu:

Phạm vi nghiên cứu:

- Tính toán lắp đặt hệ thống phanh ABS

- Thực nghiệm để đánh giá hiệu quả khi trang bị ABS cho hệ thống phanh trên mô hình hệ thống phanh ABS

Đề tài tập trung nghiên cứu lí thuyết với thực nghiệm trên mô hình hệ thống phanh ABS

4 Phương pháo nghiên cứu:

- Sử dụng các giáo trình, tài liệu nước ngoài, các bài báo, các trang Web về ABS trên ô tô và mô tô

- Nhóm nghiên cứu thiết kế chế tạo: Căn cứ các kết quả tính toán thiết kế để chế tạo

và lắp đặt bộ chấp hành ABS trên xe máy

- Phương pháp thực nghiệm, đánh giá kết quả: Thử nghiệm sau khi lắp đặt, kiểm tra

độ ổn định và lắp đặt cơ cấu đánh dấu đo áp lực phanh và thời gian phanh để tiến hành điều chỉnh cho hợp lý, đo đạc các thông số và đánh giá kết quả

5 Bố cục đề tài

Gồm 4 chương:

Chương 1 TỔNG QUAN

Chương 2 CƠ SỞ LÍ THUYẾT

Chương 3 THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHANH ABS

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống phanh:

Chiếc xe gắn máy đầu tiên của thế giới ở đây có tên gọi là Reitwagen do người Đức

có tên Gottlieb Daimler (1834 - 1900) thực hiện vào năm 1885 Bằng sáng chế số DRP 36.423 được trao cho Gottlieb vào ngày 11 tháng 8 năm 1886 tại Đức Nguyên mẫu chiếc Reitwagen đã bị mất trong một vụ cháy lớn năm 1903 tại nhà máy DMG của Daimler tại Cannstatt nên các chiếc Reitwagen được trưng bày ở một số bảo tàng là bản sao chính xác theo đúng bản vẽ và hồ sơ của nó

Thiết kế, lắp đặt hệ thống phanh ABS trên xe Lead 2010

nhiên liệu là xăng hoặc dầu hỏa Hệ thống truyền động ra bánh sau theo cơ cấu bánh ròng rọc và dây curoa Reitwagen có thể đạt được vận tốc tối đa tới 12km/h [1]

Reitwagen phải được khởi động trước khi cưỡi lên và vận hành Để khởi động động

cơ, đầu tiên phải thắp sáng ngọn lửa nhỏ bên dưới ống lửa nóng và sử dụng tay quay quay động cơ vài vòng Mất khoảng một phút sau khi khởi động cho động cơ chạy tốt, người điều khiển lên yên ngồi và tác động vào cần điều khiển hệ thống truyền động cho xe chạy Vẫn là động cơ hơi nước sau hơn 25 năm cải tiến và phát triển kể từ khi chiếc Roper

1869 ra đời Chiếc Roper 1894 đã tham gia trong vụ tai nạn xe máy lần đầu tiên với chính người phát minh ra nó

Hình 1.2 Chiếc xe của Sylvester H.Roper - Mỹ năm 1894

Một trong những chiếc xe máy đầu tiên có cơ cấu phanh được chế tạo bởi Steffey Motor Motorcycle of Philadelphia vào năm 1902 Chiếc xe này chỉ sử dụng phanh vành chỉ hoạt động ở bánh trước Hoạt động dựa trên cơ chế ma sát tác dụng lên vành bánh xe khi quay làm giảm tốc độ của bánh xe và làm nó chậm lại Má phanh thường được làm từ những vật liệu như da, cao su, nút chai và được chụp bằng miếng kim loại Phanh vành thường được khởi động bởi một đòn bẩy gắn ở bị trí tay lái, làm ép tấm ma sát lên vành bánh xe gắn ở bị trí tay lái, làm ép tấm ma sát lên vành bánh xe

Hình 1.3 Chiếc xe đầu tiên được trang bị hệ thống phanh vành Phanh tang trống được sử dụng lần đầu tiên trên xe máy vào những năm 1920 và thiết kế cơ bản không thay đổi nhiều Ban đầu được sử dụng để phanh cả bánh trước và bánh sau, phanh tang trống phần lớn được thay thế bằng phanh đĩa hoặc chỉ được sử dụng cho phanh sau

Hình 1.4 Phanh tang trống

Thiết kế, lắp đặt hệ thống phanh ABS trên xe Lead 2010

Hình 1.5 Phanh đĩa

1.2 Tổng quan hệ thống ABS

1.2.1 Khái quát chung về phanh ABS

Với sự hiểu biết đơn giản và kinh nghiệm, tránh hiện tượng các bánh xe bị hãm cứng trong quá trình phanh khi lái xe trên đường trơn trượt, người lái xe đạp phanh bằng cách nhấn liên tục lên bàn đạp phanh để duy trì lực bám ngăn không cho bánh xe bị trượt lết và đồng thời có thể điều khiển được hướng chuyển động của xe Về cơ bản chức năng của cơ cấu phanh ABS cũng giống như vậy nhưng hiệu quả, độ chính xác và an toàn cao hơn

Cơ cấu ABS được sử dụng lần đầu tiên trên các máy bay thương mại vào năm 1949, chống hiện tượng trượt ra khỏi đường băng khi máy bay hạ cánh Với công nghệ thời đó, kết cấu của cơ cấu ABS còn cồng kềnh, hoạt động không tin cậy và không tác động đủ nhanh trong mọi tình huống Trong quá trình phát triển ABS đã được cải tiến từ loại cơ khí sang loại điện và hiện nay là loại điện tử

Vào thập niên 60, nhờ kỹ thuật điện tử phát triển, các vi mạch điện tử ra đời, giúp cơ cấu ABS lần đầu tiên được lắp trên ô tô vào năm 1969, sau đó cơ cấu ABS được nhiều công ty sản suất ô tô nghiên cứu và đưa vào ứng dụng vào năm 1970 Công ty toyota sử dụng lần đầu tiên cho các xe tại Nhật Bản vào năm 1971 đây là cơ cấu ABS một kênh điều khiển đồng thời hai bánh sau Nhưng phải đến thập niên 80 cơ cấu này mới được

phát triển mạnh nhờ cơ cấu điều khiển kĩ thuật số, vi xử lý thay cho các cơ cấu điều khiển tương tự đơn giản trước đó

Lúc đầu cơ cấu ABS chỉ được lắp ráp trên các xe du lịch mới, đắt tiền, được trang bị theo yêu cầu và theo thị trường Dần dần cơ cấu này được đưa vào sử dụng rộng rãi hơn, đến nay ABS gần như trở thành tiêu chuẩn bắt buộc cho tất cả các loại xe du lịch và cho phần lớn các loại xe hoạt động ở những vùng có đường băng, tuyết dễ trơn trượt, ngày nay cơ cấu ABS không chỉ được thiết kế trên các cơ cấu phanh thuỷ lực mà còn ứng dụng rộng rãi trên các cơ cấu phanh khí nén của các xe tải và xe khách lớn.Nhằm nâng cao tính

ổn định và tính an toàn của xe trong mọi chế độ hoạt động như khi xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, khi đi vào đường vòng với tốc độ cao, khi phanh trong những trường hợp khẩn cấp Cơ cấu ABS còn được thiết kế kết hợp với nhiều cơ cấu khác

Ngày nay, hệ thống phanh 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 Với việc bỏ thêm vài triệu để trang bị hành trang cho chuyến di chuyển được

an toàn hơn

Cơ cấu ABS kết hợp với cơ cấu kiểm soát lực kéo Traction Control (hay ASR) làm giảm bớt công suất động cơ và phanh các bánh xe để tránh hiện tượng các bánh xe bị trượt lăn tại chỗ khi xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, bởi điều này làm tổn hao vô ích một phần công suất của động cơ và mất tính ổn định chuyển động của ô tô

Thiết kế, lắp đặt hệ thống phanh ABS trên xe Lead 2010

Hình 1.6 Nhờ có ABS, xe không bị trượt bánh khi phanh gấp

1.2.2 Sự ra đời của hệ thống chống bó cứng phanh ABS

ABS sớm nhất được áp dụng cho máy bay vào năm 1929 Nó được hợp tác phát triển bởi Công ty ô tô Pháp và nhà tiên phong trong ngành hàng không - Gabriel Voisin, cho phép máy bay có hiệu suất giảm tốc gần với giới hạn phanh khi hạ cánh Với công nghệ thời đó, đương nhiên không thể có cảm biến điện tử và máy tính (ECU) để đưa ra phán đoán, mà là một cơ cấu thuần túy cơ học

Hệ thống này sử dụng một bánh đà và một van để kết nối đường ống dẫn thủy lực của phanh Bánh đà được gắn trên tang trống liên kết với lốp xe được thiết kế ở cùng một tốc độ Nói chung, tốc độ của tang trống và bánh đà phải giống nhau

Cụ thể khi lốp giảm tốc, tốc độ tang trống đồng bộ với lốp cũng giảm, lúc này tốc độ của bánh đà tăng lên tương đối, khi chênh lệch tốc độ giữa bánh đà và tang trống đến mức cài đặt, van đường ống thủy lực sẽ được mở ra, dẫn đến một lượng nhỏ dầu phanh đi qua

xi lanh chủ và có tác dụng giảm lực phanh

Năm 1958, Chống bó cứng của Maxaret đã được Phòng thí nghiệm nghiên cứu đường bộ của Anh lắp đặt trên xe máy royal enfield super meteor để thử nghiệm Tại thời điểm đó, kết quả thí nghiệm cho thấy hệ thống chống bó cứng phanh có giá trị ứng dụng rất lớn đối với xe máy, do đây là phương tiện dễ xảy ra tai nạn khi xảy ra trượt bánh

Không chỉ giảm quãng đường phanh ở thời điểm đó mà tăng hiệu quả phanh đến 30% trên đường ướt và trơn trượt

Hình 1.7 Royal enfield super meteor

Bỏ qua những mẫu xe thử nghiệm, BMW tung ra mẫu xe máy đầu tiên được trang

bị ABS điều khiển điện tử vào năm 1988: K100, tiếp theo là ST1100 do HONDA ra mắt năm 1992, GTS1000 do YAMAHA ra mắt năm 1993

Nhưng vào thời điểm đó, các thành phần ABS chủ yếu được phát triển cho ô tô, mặc dù trọng lượng và khối lượng nhỏ hơn nhiều so với những năm 1970 nhưng chúng vẫn là gánh nặng cho thiết kế của xe máy 2 bánh

Thiết kế, lắp đặt hệ thống phanh ABS trên xe Lead 2010

Hình 1.8 BMW K100 là chiếc mô tô đầu tiên được trang bị ABS điều khiển điện

tử

Hình 1.9 HONDA ST1100 thuộc thương hiệu Nhật Bản đầu tiên được trang bị

ABS

Hình 1.10 YAMAHA GTS1000 trang bị ABS đầu tiên của YAMAHA

Thiết kế, lắp đặt hệ thống phanh ABS trên xe Lead 2010

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Cơ sở lý thuyết về hệ thống phanh

Cũng như tất cả các phương tiện giao thông khác, hệ thống phanh đặc biệt quan trọng, liên quan trực tiếp đến tính an toàn và đảm bảo khả năng vận hành ở tốc độ cao của

xe Để đảm bảo được những điều kiện đó, hệ thống phanh phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau: Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:

- Làm việc bền vững, tin cậy

- Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp nguy hiểm

- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an toàn cho hành khách và hàng hóa

- Giữ cho phương tiện đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn chế

- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển của phương tiện khi phanh

- Không có hiện tượng tự nhanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi quay vòng

- Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn định trong mọi điều kiện sử dụng

- Có khả năng thoát nhiệt tốt

- Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển nhỏ

Để có hiệu quả phanh cao:

- Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn

- Phân phối moment phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh Muốn vậy, lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến của đường tác dụng lên chúng

- Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực hay dùng dẫn động khí nén hoặc bơm thủy lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng toàn

bộ lớn

Để đánh giá hiệu quả phanh người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính là gia tốc chậm dần và quãng đường phanh Ngoài ra cũng có thể dùng các chỉ tiêu khác như lực phanh hay thời gian phanh

Tính năng phanh hay chất lượng quá trình phanh được định lượng thông qua 2 nhóm chỉ tiêu: hiệu quả phanh hay tính ổn định khi phanh

Hiệu quả phanh đánh giá mức độ giảm tốc độ của mô tô khi người lái tác động lên cơ cấu điều khiển phanh trong trường hợp phanh khẩn cấp

Tính ổn định khi phanh đánh giá khả năng duy trì của xe gắn máy theo ý muốn của người lái trong quá trình phanh

2.1.1 Sự bám của bánh xe với mặt đường

2.1.1.1 Vấn đề đặt ra

Để ôtô có thể chuyển động được thì vùng tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường phải

có một hệ số bám nhất định Sự bám giữa bánh xe với mặt đường được đặc trưng bằng hệ thống hệ số bám

Về cơ bản, có thể xem hệ số bám tương tự như hệ số ma sát giữa hai vật thể cơ học Tuy nhiên do mối quan hệ truyền động giữa bánh xe và mặt đường rất phức tạp, vừa có tính chất của một ly hợp ma sát, vừa theo nguyên lý ăn khớp giữa bánh răng - thanh răng,

vì ở đây có sự mấu bám của bề mặt gai lốp vào mặt đường

Nếu hệ số bám thấp thì xe bị trượt quay, lúc đó, xe khó chuyển động về phía trước

Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường được chia thành hai thành phần: Hệ số bám trong mặt phẳng dọc, tức là trong mặt phẳng chuyển động của ôtô được gọi là hệ số bám dọc Ngoài ra còn hệ số bám trong mặt phẳng ngang vuông góc với mặt phẳng dọc và được gọi

Thiết kế, lắp đặt hệ thống phanh ABS trên xe Lead 2010

hệ số bám trong mặt phẳng ngang vuông góc với mặt phẳng dọc được gọi là hệ số bám ngang φy

Thực nghiệm chứng tỏ rằng hệ số bám phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Loại mặt đường và tình trạng mặt đường, kết cấu và nguyên liệu lốp, áp suất không khí ở trong lốp, tải trọng tác dụng lên bánh xe, tốc độ chuyển động của xe, điều kiện nhiệt độ làm việc, độ trượt giữa bánh xe với mặt đường Do đó, trong quá trình chuyển động của xe, giá trị của

hệ số bám thay đổi phụ thuộc vào các yếu tố trên

2.1.2 Lực phanh sinh ra ở bánh xe

Khi người lái tác dụng vào bàn đạp phanh thì ở cơ cấu phanh sẽ tạo ra momen ma sát còn gọi là momen phanh Mp nhằm hãm bánh xe lại Lúc đó ở bánh xe xuất hiện phản lực tiếp tuyến Pp:

+ Ngược với chiều chuyển động

+ Phương song song với mặt phẳng nằm ngang

+ Điểm đặt tại tâm diện tích tiếp xúc giữa lốp và sàn

Xét tại một bánh xe như Hình 2.1

Hình 2.1 Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh Trong đó:

MP: mô men phanh tác dụng lên bánh xe

PP: lực phanh tác dụng tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường

Mjb: Mômen quán tính của bánh xe

Mf: Mômen cản lăn

Zb: Phản lực của bánh xe

rb: bán kính làm việc trung bình của bánh xe

Khi đó lực phanh PP sẽ được xác định theo công thức:

Pφ: Lực bám giữa bánh xe với mặt đường;

Zb: Phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh xe;

φ: Hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường

Khi phanh thì bánh xe chuyển động với gia tốc chậm dần, do đó trên đó trên bánh xe

sẽ có mô men quán tính Mjb tác dụng, mô men này cùng với chiều chuyển động của bánh xe; ngoài ra còn có mô men cản lăn Mf tác dụng, mô men này ngược chiều vưới chuyển động và có tác dụng hãm bánh xe lại Như vậy trong khi phanh bánh xe thì lực hãm tổng cộng là:

Vì vậy để tránh hiện tượng trượt lê hoàn toàn bánh xe (tức là không để bánh xe bị bó

Thiết kế, lắp đặt hệ thống phanh ABS trên xe Lead 2010

3- Quãng đường phanh

4- Lực phanh và lực phanh riêng

2.1.3.1 Gia tốc chậm dần khi phanh

Gia tốc chậm dần đều khi phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng phanh Khi phân tích các lực tác dụng lên ôtô, có thể viết phương trình cân bằng lực kéo khi phanh ôtô như sau:

Pη: Lực để thắng tiêu hao do ma sát cơ khí

Thực nghiệm chứng tỏ rằng các lực cản lại chuyển động của mô tô rất bé so với lực phanh, vì thế có thể bỏ qua các lực cản Pf, Pω, Pη và khi phanh trên đường thẳng ta có:

𝐺𝐺𝜑𝜑 = 𝛿𝛿𝑗𝑗𝑔𝑔.𝐺𝐺 𝑗𝑗𝑝𝑝.𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚

Trong đó:

δj: hệ số tính đến ảnh hưởng của các trọng khối quay trên mô tô

jp.max: gia tốc chậm dần khi phanh

g: gia tốc trọng trường

Từ biểu thức (2-7) có thể xác định gia tốc chậm dần cực đại khi phanh:

𝑗𝑗𝑝𝑝.𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝑔𝑔.𝜑𝜑𝛿𝛿

Nhận xét: Để tăng gia tốc chậm dần khi phanh cần phải giảm hệ số δj Vì vậy khi phanh đột ngột, người lái cần cắt ly hợp để tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực, lúc

đó δj sẽ giảm còn jp.max sẽ tăng Gia tốc chậm dần cực đại khi phanh còn phụ thuộc vào hệ

số bám φ của lốp với mặt đường (giá trị của hệ số bám lớn nhất φmax = (0.75÷0.8) trên mặt đường nhựa tốt)

2.1.3.2 Thời gian phanh:

Thời gian phanh cũng là một trong những chỉ tiêu để đánh giá chất lượng phanh Thời gian phanh càng nhỏ thì chất lượng phanh càng tốt Để xác định thời gian phanh cần

v1: Ứng với vận tốc phanh ban đầu

v2: Ứng với vận tốc khi kết thúc phanh

Từ biểu thức (2-12) ta thấy rằng thời gian phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào vận tốc bắt

Thiết kế, lắp đặt hệ thống phanh ABS trên xe Lead 2010

phanh lớn nhất ứng với vận tốc bắt đầu phanh đã định So với các chỉ tiêu khác thì quãng đường phanh là chỉ tiêu mà người lái xe có thể nhận thức được một cách trực quan nhất,

dễ dàng tạo điều kiện cho người lái xe có thể xử lý tốt khi phanh mô tô trên đường

Để xác định quãng đường phanh nhỏ nhất, có thể sử dụng biểu thức sau:

𝑗𝑗𝑝𝑝.𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 = 𝑔𝑔.𝜑𝜑𝛿𝛿

Nhân 2 vế với dSp Ta có:

𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑑𝑑𝑆𝑆𝑝𝑝 = 𝑔𝑔.𝜑𝜑𝛿𝛿

Hay 𝑑𝑑 𝑑𝑑𝑑𝑑 = 𝑔𝑔.𝜑𝜑𝛿𝛿

Quảng đường phanh nhỏ nhất được xác định bằng cách tích phân dS trong giới hạn

từ thời điểm ứng với tốc độ bắt đầu phanh v1 đến thời điểm ứng với vận tốc cuối quá trình phanh v2 Ta có:

Từ biểu thức trên ta thấy, quãng đường phanh nhỏ nhất của mô tô phụ thuộc vào:

- Vận tốc chuyển động của mô tô lúc bắt đầu phanh v1

- Hệ số bám φ

- Hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng quay δi

Muốn giảm quãng đường phanh thì ta cần phải giảm δi, vì vậy nếu người lái cắt ly hợp trước khi phanh thì quãng đường phanh sẽ ngắn hơn Ở biểu thức trên ta thấy, quãng đường phanh Sp.min phụ thuộc vào hệ số bám φ, mà hệ số bám φ phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên bánh xe

Vì vậy, Sp.min phụ thuộc vào trọng lượng toàn bộ của mô tô (G) Ta có đồ thị thể hiện

sự thay đổi của quãng đường phanh nhỏ nhất theo vận tốc bắt đầu phanh v1 và giá trị hệ

số bám φ như sau:

Hình 2.2 Đồ thị thể hiện sự thay đổi quãng đường phanh nhỏ nhất theo tốc độ bắt

đầu phanh v1 và hệ số bám φ

2.1.4 Cơ sở lý thuyết về chống hãm cứng bánh xe khi phanh gấp

Trong tính toán động lực học của quá trình phanh mô tô thường sử dụng giá trị hệ số bám cho trong các bảng Hệ số bám này được xác định bằng thực nghiệm bánh xe đang chuyển động bị hãm cứng hoàn toàn, nghĩa là khi bánh xe bị trượt lết 100%

Thực tế thì hệ số bám của bánh xe mô tô với mặt đường ngoài việc phụ thuộc vào loại đường sá và tình trạng mặt đường còn phụ thuộc khá nhiều bởi độ trượt của bánh xe tương đối với mặt đường trong quá trình phanh Trên Hình 2.2 Đồ thị thể hiện sự thay đổi

sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy của bánh xe với mặt đường theo độ trượt tương đối λ giữa bánh xe với mặt đường Độ trượt tương đối λ được xác định theo biểu thức sau:

𝜆𝜆 = 𝑑𝑑−𝜔𝜔𝑏𝑏 𝑟𝑟𝑏𝑏

Trong đó:

v: vận tốc của mô tô

ωb: vận tốc góc của bánh xe đang phanh

rb: bán kính làm việc của bánh xe

Thiết kế, lắp đặt hệ thống phanh ABS trên xe Lead 2010

Hình 2.3 Sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy theo

độ trượt tương đối λ của bánh xe khi phanh [1]

Hệ số bám dọc được hiểu là tỷ số của lực phanh tiếp tuyến Pp trên tải trọng Gh tác dụng lên bánh xe

Hình 2.4 Quá trình phanh của xe có và không có ABS

Hệ thống chống hãm cứng bánh xe gồm các phần tử sau:

- Cảm biến để phát tín hiệu về tình trạng của đối tượng cần được thông tin, cụ thể

là tình trạng của bánh xe được phanh Tùy theo sự lựa chọn nguyên lý điều chỉnh có thể dùng cảm biến vận tốc góc, cảm biến áp suất trong dẫn động phanh, cảm biến gia tốc của

- Bộ điều khiển để xử lý các thông tin và phát các lệnh nhả phanh hoặc phanh bánh xe (các bộ điều khiển này thường là loại điện tử)

- Bộ thực hiện để thực hiện các lệnh do bộ điều khiển phát ra (bộ thực hiện có thể

là loại thủy lực, loại khí hoặc loại hỗn hợp thủy khí)

Hình 2.5 Sự thay đổi các thông số Mp, P và J khi phanh có chống hãm cứng bánh xe

chuyển động của bánh xe khi có trang bị cơ cấu ABS Khi tác động lên bàn đạp phanh thì

(C)

(B) (A)

Thiết kế, lắp đặt hệ thống phanh ABS trên xe Lead 2010

hạn) và ra lệnh cho bộ chấp hành phải giảm áp suất trong trong dẫn động phanh Sự giảm

áp suất sẽ bắt đầu với độ chậm trễ nhất định do đặc tính của cơ cấu Quá trình diễn biến từ điểm 1 đến điểm 2 gọi là pha II (pha giảm áp suất trong dẫn động phanh) Gia tốc của bánh xe lúc này giảm dần tại điểm 2 gia tốc dần tiến đến giá trị 0 Giá trị gia tốc này tương ứng với đoạn C2

Sau khi đạt giá trị này, bộ điều khiển ra lệnh cho bộ chấp hành ổn định áp suất trong dẫn động Lúc này bánh xe sẽ tăng tốc chuyển động tương đối và vận tốc của bánh xe đạt gần đến vận tốc của xe, nghĩa là độ trượt sẽ giảm và hệ số bám dọc φx tăng lên (đoạn 2-3) Giai đoạn này gọi là pha III (giai đoạn giữ áp suất ổn định) Bởi vì moment phanh trong thời gian này được giữ cố định nên gia tốc chậm dần cực đại của bánh xe trong chuyển động tương đối sẽ phát sinh tương ứng với lúc hệ số bám dọc φx đạt giá trị cực đại Gia tốc cực đại này được chọn làm thời điểm phát lệnh và tương ứng với đoạn C3 Lúc này bộ điều khiển ghi lại giá trị của gia tốc này, và ra lệnh cho bộ chấp hành tăng áp suất dẫn động phanh

Như vậy, sau điểm 3 lại bắt đầu pha I của chu kỳ làm việc tiếp theo của cơ cấu ABS

Từ lập luận trên cho thấy rằng, cơ cấu ABS điều khiển moment phanh theo chu kỳ khép kín 1-2-3-1 lúc đó bánh xe làm việc ở vùng có hệ số bám cực đại iφxmax

2.2 Cấu tạo chung của một mạch điều khiển ABS

2.2.1 Sơ đồ cấu tạo chung của một mạch điều khiển ABS

Hình 2.6 Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh ABS

Hệ thống ABS 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 phanh tay, cơ cấu phanh bánh xe, đĩa phanh,…để thực hiện chức năng chống hãm cứng bánh xe khi phanh thì hệ thống ABS cần trang bị thêm các bộ phận như cảm biến tốc độ bánh xe, hộp ECU, bộ chấp hành thủy lực,…

Cơ bản hệ thống ABS sẽ hoạt động theo sơ đồ sau:

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

- Cụm tín hiệu vào bao gồm các cảm biến tốc độ bánh xe,…có nhiệm vụ gửi tín hiệu tốc độ các bánh xe về bộ điều khiển điện tử

- Bộ điều khiển điện tử (ECU) có chức năng nhận và xử lý các tín hiệu vào, đưa tín

điện từ

Bộ chấp hành thuỷ lực

Thiết kế, lắp đặt hệ thống phanh ABS trên xe Lead 2010

lực Điều này giúp giảm xác suất hư hỏng về đường dây điện và dễ kiểm tra, sửa chữa

2.2.2 Nguyên lý hoạt động

Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS

1 Tay phanh; 2 Xylanh chính; 3 Bộ chấp hành ABS;

4 xylanh công tác; 5 Bộ điều khiển điện tử

Khi bắt đầu phanh, bánh xe quay với tốc độ giảm dần, khi bánh xe đạt tới giá trị gần

bó cứng tín hiệu của các cảm biến gửi về bộ điều khiển bộ điêu khiển trung tâm ECU ECU tiếp nhận và lựa chọn chế độ đưa ra tín hiệu điều khiển van điều chỉnh áp suất các đường dầu từ xylanh chính đến xylanh bánh xe do vậy lực phanh của cơ cấu phanh không tăng được nữa bánh xe lại có xu hướng lăn với tốc độ cao lên, tín hiệu từ cảm biến lại đưa về bộ điều khiển trung tâm, bộ điều khiển điều khiển van chính mở đường dầu tăng thêm áp suất dẫn ra xylanh bánh xe thực hiện tăng lực phanh gây ra do cơ cấu phanh Nhờ

đó, bánh xe lại bị phanh và giảm tốc độ quay tới khi gần bó cứng, quá trình xãy ra được lập lại theo chu kỳ liên tục cho tới khi xe dừng hẳn

Hình 2.8 Vị trí lắp đặt cảm biết tốc độ

Trên gắn máy hiện nay một số xe có hệ thống phanh ABS được trang bị nhiều cảm biến với chức năng khác nhau nhằm tăng thêm chất lượng của quá trình phanh nhưng cảm biến tốc độ bánh xe là bộ phận không thể thiếu trong hệ thống phanh ABS

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

Cảm biến tốc độ bánh xe được gá trên đế của đĩa phanh, hướng vuông góc vào vành răng tín hiệu được gắn trên trục bánh xe, phía ngoài đĩa phanh và cách vành răng một khoảng hở nhất định gọi là khe hở từ

Cảm biến tốc độ bánh xe có 2 loại: đó là loại điện từ và loại Hall, trong đó loại điện

từ được sử dụng phổ biến hơn

Hình 2.9 Cảm biến tốc độ

Thiết kế, lắp đặt hệ thống phanh ABS trên xe Lead 2010

2.2.2.1 Cấu tạo:

Cấu tạo của cảm biến gồm một nam châm vĩnh cửu, một quận dây quấn quanh lõi

từ, hai đầu cuộn dây được nối với ECU

Hình 2.11 Vòng xung

2.2.2.2 Nguyên lý hoạt động

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 tỉ lệ theo tốc độ góc của bánh xe Tín hiệu này liên tục được gởi 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 100mV ở tốc độ rất thấp của xe, hoặc cao hơn 100mV ở tốc độ cao

Hình 2.12 Nguyên lý hoạt động của cảm biến tốc độ