Nghiên cứu, lập quy trình kiểm tra, chẩn đoán và bảo dưỡng hệ thống phanh ABS trên xe Mazda 3 2010

Hệ thống ABS không chỉ được thiết kế trên các hệ thống phanh thủy lực, mà còn ứng dụng rộng rãi trên các hệ thống phanh khí nén của các xe tải và xe khách lớn.Nhằm nâng cao tính ổn định

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay cùng với sự phát triển của xã hội thì phương tiện giao thông cũng pháttriển không ngừng trong đó ôtô là một phương tiện phổ biến Do nhu cầu cấp thiết củangười tiêu dùng, nghành công nghiệp ôtô đã cho ra đời rất nhiều loại ôtô với các tính năng

và công dụng khác nhau Cũng từ những đòi hỏi của người tiêu dùng về vận tốc của ôtôphải lớn và độ an toàn phải cao Nhà sản xuất phải nghiên cứu về hệ thống phanh nhiềuhơn nhằm đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng vì vậy hệ thống phanh chống trượt lết đựơc rađời là một trong những giải pháp cho vấn đề an toàn

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, điện tử và tin học đã giúpnghành công nghiệp ôtô thiết kế chế tạo thành công các hệ thống phanh chống trượt lếtvới độ chính xác cao, an toàn, hiệu quả, nhỏ gọn…vì vậy mà tính ổn định của ôtô và hiệuquả của ôtô cao hơn nhiều so với hệ thông phanh thường

Với mục đính củng cố và mở rộng kiến thức chuyên môn, đồng thời làm quen vớicông tác nghiên cứu khoa học góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng phanh trên ôtô Em

đựơc giao thực hiện luận văn tốt nghiệp với đề tài:“Nghiên cứu, lập quy trình kiểm tra, chẩn đoán và bảo dưỡng hệ thống phanh ABS trên xe Mazda 3 2010.”.Với sự hướng

dẫn tận tình của thầy Vũ Thành Trung và các thầy trong khoa Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô

đã giúp em hoàn thành đề tài theo đúng tiến độ

Trong thời gian thực hiện đề tài do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên trongquá trình thực hiện không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định Em rất mong sự giúp đỡ, ýkiến đóng góp của quý thầy cô cùng tất cả các bạn đểđề tài được hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Vũ Thành Trung cùng các thầy trong khoa vàcác bạn đã giúp em hoàn thành đồ án này

Hải Dương, ngày 10 tháng 4 năm 2014.

Sinh viên thực hiện.

Phạm Thị Trang

Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ

1.1.Mục đích,ý nghĩa đề tài.

Hiện nay ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và vậnchuyển hàng hoá cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiệngiao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển Ở nước ta, số người sử dụng ô tôngày càng nhiều cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, giao thông vận tải, cho nên mật

độ ô tô lưu thông trên đường ngày càng cao dẫn đến tai nạn giao thông ngày càng nhiều

Do đó để đảm bảo tính an toàn vấn đề tai nạn giao thông là một trong những hướng giảiquyết cần thiết nhất, luôn được quan tâm của các nhà thiết kế và chế tạo ô tô mà hệ thốngphanh đóng vai trò rất quan trọng

Phanh sử dụng ABS là một trong những nghành công nghệ bổ sung cho hệ thốngphanh hữu dụng nhất của ngành công nghiệp ôtô thời gian gần đây Vai trò chủ yếu củaABS là giúp tài xế duy trì khả năng kiểm soát xe trong những tình huống phanh gấp, giữcho các bánh xe không bị hãm cứng hoàn toàn khi phanh ngặt Nó góp phần giảm thiểucác tai nạn nguy hiểm nhờ điểu khiển quá trình phanh một cách tối ưu

Cũng vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn về thiết

kế chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ

Ðối với sinh viên ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô việc tìm hiểu, nghiên cứu về hệ

thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn Ðó là lý do em chọn đề tài: “Nghiên cứu lập quy trình trình kiểm tra,chẩn đoán bảo dưỡng hệ thống phanh ABS trên xe MAZDA 3 2010” Ðể giải quyết vấn đề này thì trước hết ta cần phải hiểu rõ về nguyên lý

hoạt động, kết cấu các chi tiết, bộ phận trong hệ thống phanh

1.2 Lịch sử phát triển.

ABS được sử dụng lần đầu tiên trên các máy bay thương mại vào năm 1949, chốnghiện tượng trượt ra khỏi đường băng khi máy bay hạ cánh Tuy nhiên, kết cấu của ABSlúc đó 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 khísang loại điện và hiện nay là loại điện tử

Vào thập niên 1960, nhờ kỹ thuật điện tử phát triển, các vi mạch điện tử (microchip) rađời, giúp hệ thống ABS lần đầu tiên được lắp trên ôtô vào năm 1969 Sau đó, hệ thốngABS đã được nhiều công ty sản xuất ôtô nghiên cứu và đưa vào ứng dụng từ những năm1970s Công ty Toyota sử dụng lần đầu tiên cho các xe tại Nhật từ năm 1971, đây là hệthống ABS 1 kênh điều khiển đồng thời hai bánh sau Nhưng phải đến thập niên 1980s hệthống này mới được pháttriển mạnh nhờ hệ thống điều khiển kỹ thuật số, vi xử lý (digital

microprocessors/microcontrollers) thay cho các hệ thống điều khiển tương tự (analog)đơn giản trước đó

Lúc đầu hệ thống ABS chỉ được lắp trên các xe du lịch cao cấp, đắt tiền, được trang

bị theo yêu cầu và theo thị trường Dần dần hệ thống này được đưa vào sử dụng rộng rãihơn, đến nay ABS gần như đã trở thành tiêu chuẩn bắt buộc cho tất cả các loại xe tải, một

số xe du lịch và cho phần lớn các loại xe hoạt động ở những vùng có đường băng, tuyết

dễ trơn trượt Hệ thống ABS không chỉ được thiết kế trên các hệ thống phanh thủy lực,

mà còn ứng dụng rộng rãi trên các hệ thống 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 phanhtrong những trường hợp khẩn cấp,… hệ thống ABS còn được thiết kế kết hợp với nhiều

hệ thống khác:

Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống kiểm soát lực kéo - Traction control (hayASR) làm giảm bớt công suất động cơ và phanh các bánh xe để chống hiện tượng cácbánh xe bị trượt lăn tại chỗ khi xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, bởi điều này làm tổnhao vô ích một phần công suất của động cơ và mất tính ổn định chuyển động của ôtô

Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống phân phối lực phanh bằng điện tử EBD(Electronic Brake force Distribution) nhằm phân phối áp suất dầu phanh đến các bánh xephù hợp với các chế độ tải trọng và chế độ chạy của xe

Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp BAS (Brake AssistSystem) làm tăng thêm lực phanh ở các bánh xe để có quãng đường phanh là ngắn nhấttrong trường hợp phanh khẩn cấp Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống ổn định ôtô bằngđiện tử (ESP), không chỉ có tác dụng trong khi dừng xe, mà còn can thiệp vào cả quátrình tăng tốc và chuyển động quay vòng của ôtô, giúp nâng cao hiệu suất chuyển độngcủa ô tô trong mọi trường hợp

Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc và hỗ trợ rất lớn của kỹ thuật điện tử, củangành điều khiển tự động và các phần mềm tính toán, lập trình cực mạnh đã cho phépnghiên cứu và đưa vào ứng dụng các phương pháp điều khiển mới trong ABS như điềukhiển mờ, điều khiển thông minh, tối ưu hóa quá trình điều khiển ABS

Các công ty như BOSCH, AISIN, DENSO, BENDIX là những công ty đi đầu trong việc

Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô

- Hoặc hãm cứng đồng thời các bánh xe (để sử dụng triệt để trọng lượng bám vàtránh quay xe khi phanh)

- Hoặc hãm cứng các bánh xe trước (để đảm bảo điều kiện ổn định)

Tuy nhiên quá trình phanh như vậy vẫn chưa phải là có hiệu quả cao và an toàn nhất,vì:

)%

30 15 (

% 100

r - Bán kính lăn của bánh xe

- Còn ôtô, khi phanh với tốc độ 180km/h trên đường khô, bề mặt lốp có thể bị mòn

đi một lớp dày tới 6mm

- Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn, còn mất khả năng tiếp nhận lực ngang, vàkhông thể thực hiện quay vòng khi phanh trên đoạn đường cong hoặc đổi hướng để tránhchướng ngại vật, đặc biệt là trên các mặt đường có hệ số bám thấp Do đó dễ gây ra nhữngtai nạn nguy hiểm khi phanh

Hình 1-1 Sự thay đổi hệ số bám dọc và ngang theo độ trượt tương đối của bánh xe

Vì thế để đảm bảo đồng thời hiệu quả phanh và tính ổn định cao Ngoài ra còn giảmmòn và nâng cao tuổi thọ cho lốp, cần tiến hành quá trình phanh ở giới hạn bắt đầu hãmcác bánh xe, nghĩa là đảm bảo sao cho các bánh xe trong quá trình phanh không bị trượtlết hoàn toàn mà chỉ trượt cục bộ trong giới hạn λ=(15÷30)% Đó chính là chức năng vànhiệm vụ của hệ thống chống hãm cứng bánh xe

Để giữ cho các bánh xe không bị hãm cứng hoàn toàn khi phanh, cần phải điều chỉnh

áp suất trong dẫn động phanh sao cho độ trượt của bánh xe với mặt đường thay đổi trong

giới hạn hẹp quanh giá trị tối ưu Các hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh có thể

sử dụng các nguyên lý điều chỉnh khác như:

- Theo gia tốc chậm dần của bánh xe được phanh

- Theo độ trượt cho trước

- Theo tỷ số vận tốc góc của bánh xe và gia tốc chậm dần của nó

Như vậy hệ thống chống hãm cứng bánh xe là một trong các hệ thống an toàn chủđộng của một ôtô hiện đại Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm nhờ điều khiểnquá trình phanh một cách tối ưu

1.3.2.Công dụng hệ thống phanh ABS.

Dựa trên các chỉ tiêu đánh giá chất lượng quá trình phanh, ta sẽ thấy các ưu điểm vàhiệu quả của hệ thống phanh chống hãm cứng so với hệ thống phanh thường

 Tính ổn định khi phanh.

Tính ổn định phanh của ô tô được hiểu là khi phanh ô tô không bị lệch hướng (trượtngang), trượt lết hoặc bị lật, đảm bảo tính điều khiển lái và chuyển động an toàn của ô tô.Điều này đặc biệt khi ô tô chạy trên đường trơn với tốc độ cao Ô tô mất tính ổn định khiphanh rất nguy hiểm vì không kiểm soát được hướng chuyển động của ô tô Tính ổn địnhcủa ô tô khi phanh được phân tích ở hai trường hợp: tính ổn định hướng và tính ổn địnhquay vòng của ô tô khi phanh

Tính ổn định hướng của ô tô khi phanh được hiểu là khả năng ô tô giữ được quỹ đạochuyển động như ý muốn ban đầu của người lái trong quá trình phanh

Trong thực tế, cuối quá trình phanh thì trục dọc của ô tô có thể bị lệch đi một góc β (hình 1-‚) so với hướng chuyển động ban đầu (trục X) Sở dĩ như vậy là do tổng các lựcphanh sinh ra ở các bánh xe bên phải (Pp.ph) khác với tổng các lực phanh sinh ra ở bánh xebên trái (Pp.tr) và tạo thành momen quay vòng Mq quanh trục thẳng đứng Z đi qua trọngtâm A của ô tô Khi ô tô bị lệch đi một góc β quá mức qui định sẽ ảnh hưởng đến an toànchuyển động của đường

Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô

Hình 1-‚ Sự lệch hướng của ô tô khi phanh.

Vì mômen quay vòng Mq lớn hơn nhiều so với mômen do các phản lực từ mặtđường tác dụng lên các bánh xe theo phương ngang Ry1 va Ry‚ sinh ra, nên có thể bỏ qua

Ry1 va Ry‚ Cơ sở lý thuyết ô tô cũng đã xây dựng được biểu thức xác định giá trị góc lệch

 :

‚ 1

B P P

z

tr p ph p

B - Chiều rộng cơ sở của ô tô

Góc lệch β là một hệ thông số đặc trưng cho tính ổn định của ô tô khi phanh, β càngnhỏ, tính ổn định của ô tô khi phanh càng cao (Theo Tiêu chuẩn số ‚‚-TCVN ‚‚4-‚000)của Bộ Giao thông vận tải Việt Nam thì góc lệch cực đại (βmax) cho phép khi phanh khôngvượt quá 80 hoặc khi phanh thì ô tô không vượt ra ngoài hành lang có chiều rộng 3,5m).Các biểu thức (1.1), (1.‚) cho thấy (β) tỷ lệ nghịch với bình phương của hệ số bám (φ).) Như vậy, cũng giống như phần đánh giá tính hiệu quả phanh, hệ số càng ổn định khiphanh

Với giá trị hệ số bám ngang (φ).y)được duy trì trong mức cao khi hệ thống ABS làmviệc sẽ đến độ lệch (β) có giá trị nhỏ hơn, tức tính ổn định cao hơn khi phanh thường và bịhãm cứng

Trong trường hợp phanh khi ô tô đang quay vòng sẽ xuất hiện một lực ngang Y Khiphanh ở trạng thái bánh xe bị hãm cứng và trượt dọc hoàn toàn, do khả năng bám ngangkém hay không còn nữa làm cho bánh xe bị trượt ngang Khi đó ngoài góc lái (α), bán), bánkính quay vòng còn bị ảnh hưởng bởi các góc lệch hướng (β1) và (β‚) khác nhau ở các cầutrước và cầu sau do hiện tượng trượt khác nhau ở các bánh xe ở các cầu, dẫn đếnhiệntượng quay vòng thiếu, quay vòng thừa làm mất tính ổn định quay vòng của ô tô KhiABS hoạt động sẽ duy trì (φ).y) ở giá trị cao sẽ hạn chế được hiện tượng này.

Tóm lại, khi có trang bị hệ thống ABS sẽ đạt được các tiêu chí sau:

Lợi về hiệu quả phanh (lực phanh lớn hơn do hệ số bám (φ).x)luôn ở phạm vi lân cậngiá trị (φ).xmax))

Lợi về tính ổn định ngang do (φ).y) còn đủ lớn giúp cho ô tô ổn định ngang

 Tính hiệu quả khi phanh.

Trong các chỉ tiêu đánh giá tính hiệu quả phanh, thì chỉ tiêu quãng đường phanh làđặc trưng và có ý nghĩa quan trọng nhất vì nó mang tính trực quan giúp người lái ô tô xử

lý tình huống hợp lý nhất Trong các cơ sở lý thuyết về hệ thống phanh của ô tô đã xâydựng được biểu thức xác định quãng đường phanh nhỏ nhất như sau:

‚ 1

‚

v v g

vdv g g

vdv g

V

V V

S - Quãng đường phanh nhỏ nhất [m];

v1 - Vận tốc của ô tô ứng với thời điểm bắt đầu phanh [m/s];

v‚ - Vận tốc của ô tô ở cuối quá trình phanh [m/s];

 - Hệ số tính đến ảnh hưởng các trọng khối quay của ô tô;

Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô

Để giảm hệ số δ), vận tốc của thì khi phanh cần phải cắt ly hợp để giảm ảnh hưởng của các khốilượng quay Trong trường hợp này δ), vận tốc của = (1,0‚1,04)1

Nhờ hoạt động của hệ thống phanh ABS duy trì độ trượt của bánh xe khi phanh nằmtrong vùng giới hạn hẹp quanh giá trị (λ0), để có giá trị (φ).xmin), trong khi ở hệ thống phanhthường khi phanh gấp thì hệ số bám (φ).x) giảm rất nhanh theo độ trượt Do đó khi hệ thốngphanh ABS hoạt động sẽ cho quang đường phanh ngắn hơn là hệ thống phanh thường.Bảng 1-3 so sánh cho thấy hiệu quả phanh của hệ thống phanh chống hãm cứng so với hệthống phanh thường

Bảng 1-1 So sánh hi u qu phanh c a h th ng phanh ch ng hãm c ng v iệu quả phanh của hệ thống phanh chống hãm cứng với ả phanh của hệ thống phanh chống hãm cứng với ủa hệ thống phanh chống hãm cứng với ệu quả phanh của hệ thống phanh chống hãm cứng với ống phanh chống hãm cứng với ống phanh chống hãm cứng với ứng với ới

h th ng phanh thệu quả phanh của hệ thống phanh chống hãm cứng với ống phanh chống hãm cứng với ường.ng

Loại

đường

Tốc

độ bắt đầuphanh(v,m/s)

Quãng đường phanh (Sp,m) Lợi

về hiệuquả nhanh(%)

Có hệ thốngchống hãm cứngbánh xe

Không hệthống chống hãmcứng bánh xeBê

Qua thực nghiệm, người ta thấy rằng khi có trang bị hệ thống ABS:

- Đường nhựa khô: hiệu quả phanh đạt khoảng 1‚0% (tăng ‚0% so với không cóABS)

- Đường đóng băng: hiệu quả phanh đạt khoảng 150% (tăng 50% so với không cóABS)

1.4 Phân loại hệ thống phanh ABS theo kiểu điều khiển

ABS được điều khiển theo các phương pháp sau:

* Điều khiển theo ngưỡng trượt

- Điều khiển theo ngưỡng trượt thấp (slow mode): ECU chọn thời điểm bắt đầu bịhãmcứng của bánh xe có khả năng bám thấp, để điều khiển áp suất phanh chung cho cảcầu xe Lúc này, lực phanh ở các bánh xe là bằng nhau, bằng chính giá trị lực phanh cực

đại của bánh xe có hệ số bám thấp Bánh xe bên phần đường có hệ số bám cao vẫn cònnằm trong vùng ổn định của đường đặc tính trượt và lực phanh chưa đạt cực đại Vì vậy,cách này cho tính ổn định cao, nhưng hiệu quả phanh thấp vì lực phanh nhỏ.

- Điều khiển theo ngưỡng trượt cao (high mode): ECU chọn thời điểm bánh xe cókhả năng bám cao bị hãm cứng để điều khiển chung cho cả cầu xe Trước đó, bánh xe ởphần đường có hệ số bám thấp đã bị hãm cứng khi phanh Cách này cho hiệu quả phanhcao vì tận dụng hết khả năng bám của các bánh xe, nhưng tính ổn định kém

* Điều khiển độc lập hay phụ thuộc

- Trong loại điều khiển độc lập, bánh xe nào đạt tới ngưỡng trượt, tức bắt đầu có xuhướng bị bó cứng thì điều khiển riêng bánh đó

- Trong loại điều khiển phụ thuộc, ABS điều khiển áp suất phanh chung cho haibánh xe trên một cầu hay cả xe theo một tín hiệu chung, có thể theo ngưỡng trượt thấphay ngưỡng trượt cao

* Điều khiển theo kênh

- Loại 1 kênh: Hai bánh sau được điều khiển chung (có ở ABS thế hệ đầu, chỉ trang

bị ABS cho hai bánh sau vì dễ bị hãm cứng hơn hai bánh trước khi phanh)

- Loại ‚ kênh: Một kênh điều khiển chung cho hai bánh xe trước, một kênh điềukhiển chung cho hai bánh xe sau Hoặc một kênh điều khiển cho hai bánh chéo nhau

- Loại 3 kênh: Hai kênh điều khiển độc lập cho hai bánh trước, kênh còn lại điềukhiển chung cho hai bánh sau

- Loại 4 kênh: Bốn kênh điều khiển riêng rẽ cho 4 bánh

Hiện nay loại ABS điều khiển theo 3 và 4 kênh được sử dụng rộng rãi

1.5 Các phương án bố trí hệ thống điều khiển của ABS.

Việc bố trí sơ đồ điều khiển của ABS phải thỏa mãn đồng thời hai yếu tố:

- Tận dụng được khả năng bám cực đại giữa bánh xe với mặt đường trong quá trìnhphanh, nhờ vậy làm tăng hiêu quả phanh tức là làm giảm quãng đường phanh

- Duy trì khả năng bám ngang trong vùng có giá trị đủ lớn nhờ vậy làm tăng tính ổnđịnh chuyển động (driving stability) và ổn định quay vòng (steering stability) của xe khiphanh (xét theo quan điểm về độ trượt)

Kết quả phân tích lý thuyết và thực nghiệm cho thấy: đối với ABS, hiệu quả phanh

Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô

Hình 1-4 ABS có 4 kênh với các bánh xe được điều khiển độc lập.

ABS có 4 cảm biến bố trí ở bốn bánh xe và 4 van điều khiển độc lập, sử dụng cho

hệ thống phanh bố trí dạng mạch thường ( một mạch dẫn động cho hai bánh xe cầu trước,một mạch đẫn động cho hai bánh xe cầu sau) Với phương án này, các bánh xe đều được

tự động hiệu chỉnh lực phanh sao cho luôn nằm trong vùng có khả năng bám cực đại nênhiệu quả phanh là lớn nhất Tuy nhiên khi phanh trên đường có hệ số bám trái và phảikhông đều thì momen xoay xe sẽ rất lớn và khó có thể duy trì ổn định hướng bằng cáchhiệu chỉnh tay lái Ổn định khi quay vòng cũng giảm nhiều Vì vậy với phương án này cầnphải bố trí thêm cảm biến gia tốc ngang để kịp thời hiệu chỉnh lực phanh ở các bánh xe đểtăng cường tính ổn định chuyển động và ổn định quay vòng khi phanh

- Phương án 2: ABS có 4 kênh điều khiển và mạch phanh bố trí chéo.

Hình 1-5 ABS có 4 kênh kiểu điều khiển và mạch phanh bố trí chéo.

Sử dụng cho hệ thống phanh có dạng bố trí mạch chéo (một buồng của xy lanhchính phân bố cho một bánh trước và một bánh sau chéo nhau) ABS có 4 cảm biến bố trí

ở các bánh xe và 4 van điều khiển Trong trường hợp này, ‚ bánh trước được điều khiểnđộc lập, ‚ bánh sau được điều khiển chung theo ngưỡng trượt thấp, tức là bánh xe nào cókhả năng bám thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cả cầu sau Phương án này sẽloại bỏ được momen quay vòng trên cầu sau, tính ổn định tăng nhưng hiệu quả phanhgiảm bớt

- Phương án 3: ABS có 3 kênh điều khiển.

Hình 1-6 ABS có 3 kênh điều khiển.

Trong trường hợp này ‚ bánh xe sau được điều khiển theo ngưỡng trượt thấp, còn ởcầu trước chủ động có thể có hai phương án sau:

- Đối với những xe có chiều dài cơ sở lớn và momen quán tính đối với trục đứng điqua trọng tâm xe cao tức là có nhiều khả năng cản trở độ lệch hướng khi phanh, thì chỉcần sử dụng một van điều khiển chung cho cầu trước và một cảm biến tốc độ đặt tại vi sai.Lực phanh trên hai bánh xe cầu trước sẽ bằng nhau và được điều chỉnh theo ngưỡng trượtthấp Hệ thống như vậy cho tính ổn định phanh rất cao nhưng hiệu quả phanh lại thấp

- Đối với những xe có chiều dài cơ sở nhỏ và momen quán tính thấp thì để tăng hiệuquả phanh mà vẫn đảm bảo tính ổn định, người ta để cho hai bánh trước được điều khiểnđộc lập Tuy nhiên phải sử dụng bộ phận làm chậm sự gia tăng momen xoay xe Hệ thống

Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô

- Phương án 4:Ttương tự như phương án 3 Suất phanh được điều chỉnh theo

ngưỡng của bánh xe bám tốt hơn Điều này tuy làm tăng hiệu quả phanh nhưng tính ổnđịnh lại kém hơn do momen xoay xe khá lớn

Hình 1-7 ABS có 2 kênh điều khiển.

- Phương án 5: Trên mỗi cầu chỉ có một cảm biến đặt tại ‚ bánh xe chéo nhau để

điều khiển áp suất phanh chung cho cả cầu Cầu trước được điều khiển theo ngưỡng trượtcao, còn cầu sau được điều khiển theo ngưỡng trượt thấp

- Phương án 6: Sử dụng cho loại mạch chéo Với hai cảm biến tốc độ đặt tại cầu

sau, áp suất phanh trên các bánh xe chéo nhau sẽ bằng nhau Ngoài ra các bánhxe cầu sauđược điều khiển chung theo ngưỡng trượt thấp Hệ thống này tạo độ ổn định cao nhưnghiệu quả phanh sẽ thấp

Quá trình phanh khi quay vòng cũng chịu ảnh hưởng của việc bố trí các phương ánđiều khiển ABS: Nếu việc điều khiển phanh trên tất cả các bánh xe độc lập thì khi quayvòng lực phanh trên các bánh xe ngoài sẽ lớn hơn do tải trọng trên chúng tăng lên khiquay vòng Điều này tạo ra momen xoay xe trên mỗi cầu và làm tăng tính quay vòng Nếu

độ trượt của cầu trước và cầu sau không như nhau trong quá trình phanh (do kết quả củaviệc chọn ngưỡng trượt thấp hay cao trên mỗi cầu, hoặc do phân bố tải trọng trên cầu khiphanh) sẽ tạo ra sự trượt ngang không đồng đều trên mỗi cầu Nếu cầu trước trượt ngangnhiều hơn sẽ làm tăng tính quay vòng thiếu, ngược lại khi cầu sau trượt ngang nhiều hơn

- Xe chạy trên đường trơn trượt có thể ổn định trong khi phanh.

- Quãng đường phanh ngắn

- Mang tính hiện đại

*Khuyết điểm

- Kết cấu phức tạp, khó bảo quản, sửa chữa, lắp ráp

- Các bộ phận thay thế phải đúng loại theo nhà chế tạo

- Đòi hỏi người thợ phải có tay nghề cao, kinh nghiệm

Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HỆ THỐNG

PHANH ABS TRÊN XEMAZDA 3 2010.

2.1 Giới thiệu tổng quan về xe MAZDA 3 2010

Mặc dù Mazda3 đã xuất hiện tại thị trường Việt Nam 5 năm, nhưng nó vẫn có sứchấp dẫn với người yêu xe Người tiêu dùng sẽ cảm thấy hài lòng hơn khi các đơn vị nhập

khẩu tiếp tục đưa về phiên bản mới Mazda3 ‚010

Hình 2-1: xe Mazda 3 2010

Điểm đáng chú ý nhất ở xe Mazda 3 phiên bản ‚010 là mũi xe thiết kế mới, manghình mặt cười Mũi xe được thiết kế để “lùa” không khí tốt hơn, giảm lực cản Nhìnchung, thiết kế mới này ở Mazda gây được thiện cảm cho khách hàng, dù là bảnhatchback hay sedan

Hai bên cản trước phảng phất phong cách thiết kế của mẫu xe thể thao Mazda

RX-8, và bên hông xe có thêm đường gờ chạy dọc Kích thước xe Mazda 3 thế hệ mới chỉ cómột chút thay đổi dài hơn xe đời ‚009 khoảng 76mm nên không gian nội thất và khoangchứa đồ không được cải thiện nhiều

Hình 2-2: Sơ đồ tổng thể chung

Cabin được thiết kế lại của Mazda 3 phiên bản ‚010 giúp duy trì và nâng uy tíncho Mazda Thay vì ấn tượng về sự xoàng xĩnh, bình dân như nhiều mẫu xe khác cùngloại, nội thất Mazda 3 mang nét thanh lịch, sử dụng các vật liệu có hình thức tạo cảm giácđắt tiền và có các nút bấm thường thấy ở dòng xe cao cấp

Mẫu Mazda3 ‚010 mà Autonet giới thiệu là phiên bản hatchback sử dụng động cơMZR 1.6L công suất 106 mã lực, mômen xoắn 147Nm, trang bị hộp số tự động 4 cấpActivematic, được giữ nguyên từ thế hệ cũ Tuy nhiên phiên bản ‚.0L và ‚.5L, Mazda đãtrang bị tiêu chuẩn hộp số bán tự động 5 cấp Ở phiên bản 1.6L, khả năng tăng tốc của xetốt Phong cách lái thể thao được truyền tải qua sự cảm nhận trên vô lăng

Hình 2-3: Động cơ của xe

Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô

cảm giác rộng rãi và thoải mái hơn trước mà vẫn không mất đi tính bao bọc chắc chắn đãtừng có trên phiên bản ‚009

Hình 2-4: Nội thất bên trong của xe

Dù sao, Mazda3 ‚010 vẫn có một vài nhược điểm chưa được khắc phục như kếtcấu khung gầm cứng khiến phản ứng của thân xe quá mẫn cảm với những tác động độtngột của chiếc xe, hệ thống treo sau vẫn chưa thực sự hài hoà với tính chống đỡ của thân

xe nên đôi lúc tạo cảm giác lắc lư cho người ngồi bên trong Dưới đây là bảng các thông

số kỹ thuật chính của xe Mazda 3 ‚010:

- Sau: Đĩa thông gió

a Hộp số tự động.

- Trên hệ thống truyền lực của xe được trang bị hộp số tự động Cho phép xe hoạtđộng tối ưu nhất theo điều kiện đường xá và tốc độ động cơ, với bốn số tự động Dưới đây

mô tả cấu tạo chung của hộp số tự động trên xe Mazda 3 ‚010

- Ưu điểm của hộp số tự động so với hộp số thường

+ Làm giảm mệt mỏi cho lái xe bằng cách loại bỏ các thao tác cắt ly hợp và thườngxuyên chuyển số.

+ Chuyển số một cách tự động và êm dịu tại các tốc độ thích hợp với chế độ lái xe.+ Tránh cho động cơ và dòng dẫn động khỏi bị quá tải, do nó nối chúng bằng thủylực (qua biến mô) tốt hơn so với nối chúng bằng cơ khí

- Hộp số tự động gồm các bộ phận chính sau:

+ Bộ biến mô+ Bộ bánh răng hành tinh+ Bộ điều khiển thuỷ lực+ Bộ truyền động bánh răng cuối cùng+ Các thanh điều khiển

+ Với một loạt ưu điểm là tăng độ võng tĩnh và động của hệ thống treo, tăng độ êmdịu chuyển động Giảm được hiện tượng dao động các bánh xe dẫn hướng do hiệu ứngmomen con quay; tăng được khả năng bám đường, do đó tăng được tính điều khiển và ổnđịnh của xe

Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô

- Hệ thống lái trên xe Mazda 3 ‚010 là loại bánh răng, thanh răng có trợ lực điện

- Tay lái trợ lực điện của Mazda khá nhẹ nhàng, đều và dễ xoay xở với tài xế nữ

d Hệ thống phanh.

- Hệ thống phanh trước và hệ thống phanh sau của xe Mazda 3 ‚010 đều là phanhđĩa điều khiển bằng thủy lực có trợ lực chân không và hệ thống phanh có trang bị hệthống chống hãm cứng bánh xe ABS

- Hệ thống phanh chính (phanh chân): có trang bị hệ thống chống bó cứng phanhABS, hệ thống chống ổn định DSC

- Phanh dừng (phanh tay): phanh cơ khí tác dụng lên bánh sau.

- Dầu phanh: DOT 3

2.2 Đặc điểm cấu tạo của hệ thống phanh ABS dùng trên xe Mazda

2.2.1 Sơ đồ cấu tạo.

Hình 2-7: Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống phanh ABS trên xe Mazda 3 2010 3- Bàn đạp phanh ; 4- xylanh chính; 5- Trợ lực phanh; 6- Phanh trước; 7- phanh sau;

8- bộ chấp hành

Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô

Hình 2-8: Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe Mazda 3 2010.

1- cảm biến gia tốc; 2- hệ thống kiểm soát ổn định; 3,5 - cảm biến tốc độ bánh xe trước,

sau; 6- cảm biến áp suất dầu phanh

2.2.2 Cơ cấu phanh.

Hệ thống phanh xe Mazda 3 ‚010 gồm:

- Hệ thống phanh chính (phanh chân): Phanh trước và phanh sau là phanh đĩa điềukhiển bằng thuỷ lực trợ lực chân không, có sử dụng hệ thống chống hãm cứng ABS

- Phanh dừng (phanh tay): phanh cơ khí tác dụng lên bánh sau

- Dầu phanh: DOT 3

- Đĩa phanh: thường được chế tạo bằng gang Đĩa đặc có chiều dày 8  13 mm Đĩa

xẻ rãnh thông gió dày 16  ‚5 mm Đĩa ghép có thể có lớp lõi bằng nhôm hay đồng cònlớp mặt ma sát - bằng gang xám

- Má kẹp: được đúc bằng gang rèn

- Các xi lanh thủy lực: được đúc bằng hợp kim nhôm Để tăng tính chống mòn vàgiảm ma sát, bề mặt làm việc của xi lanh được mạ một lớp crôm Khi xi lanh được chế tạobằng hợp kim nhôm, cần thiết phải giảm nhiệt độ đốt nóng dầu phanh Một trong các biệnpháp để giảm nhiệt độ của dầu phanh là giảm diện tích tiếp xúc giữa piston với guốcphanh hoặc sử dụng các piston bằng vật liệu phi kim

- Các thân má phanh: chỗ mà piston ép lên được chế tạo bằng thép lá

- Tấm ma sát: của má phanh loại đĩa quay hở thường có diện tích bề mặt khoảng 1‚

 16% diện tích bề mặt đĩa, nên điều kiện làm mát đĩa rất thuận lợi

2.2.3 Xy lanh chính.

Là loại xy lanh kép được thiết kế sao cho nếu một mạch dầu bị hỏng thì mạch dầukhác vẫn tiếp tục làm việc nhằm cung cấp một lượng dầu tối thiểu để phanh xe Đây làmột trong những thiết bị an toàn nhất của xe

- Ở vị trí chưa làm việc, các piston bị đẩy về vị trí ban đầu bởi các lò xo hồi vị, cáckhoang phía trước piston được nối thông với bình chứa qua lỗ cung cấp dầu (6)

-Khi phanh piston bị đẩy sang trái ép dầu phía trước piston đi đến xy lanh bánh xe -Khi nhả phanh đột ngột dầu phía sau piston chui qua lỗ bù, bù vào khoảng không

gian phía trước đầu piston

Hình 2-9: Kết cấu xy lanh chính.

1- xilanh chính; 2- trợ lực phanh; 3- bàn đạp phanh

2.2.4 Các cảm biến.

2.2.4.1.Cảm biến tốc gia tốc bánh xe.

Các cảm biến tốc độ bánh xe có nhiệm vụ nhận biết tốc độ góc của các bánh xe vàgửi tín hiệu về ABS ECU dưới dạng các xung điện áp xoay chiều

Cảm biến tốc độ bánh xe thực chất là một máy phát điện cỡ nhỏ Cấu tạo của nó gồm:

- Rô to: Có dạng vòng răng, được dẫn động quay từ trục bánh xe hay trục truyền lựcnào đó

- Stato: Là một cuộn dây quấn trên thanh nam châm vĩnh cửu

Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô

Hình 2-10: Cảm biến tốc độ bánh xe

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

các bánh xe, vành răng cảm biến được gắn trên đầu ngoài của bán trục, hay trên cụm moay ơbánh xe, đối diện và cách cảm biến tốc độ một khe hở nhỏ, gọi là khe hở từ

- Khi bánh xe quay, vành răng quay theo, khe hở 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 hìnhsin có biên độ và tần số thay đổi tỷ lệ độ góc của bánh xe 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

áo tạo ra có thể nhỏ dưới 100 mV ở tốc độ rất thấp của xe, hoặc cao hơn 100V ở tốc độcao

- Khe hở không khí giữa lõi từ và đỉnh răng của vành răng cảm biến chỉ khoảng 1mm và

độ sai lệch phải nằm trong giới hạn cho phép Hệ thống ABS sẽ không làm việc tốt nếukhe hở nằm ngoài giá trị tiêu chuẩn

Hình 2-11: Khe hở giữa rô to và cảm biến

2.2.4.2.Cảm biến giảm tốc.

Việc sử dụng cảm biến giảm tốc cho phép ABS đo trực tiếp sự giảm tốc của bánh xetrong quá trình phanh.Vì vậy cho phép nó biết rõ hơntrạng thái của mặt đường do đó mức

độ chính xác khi phanh được cải thiện để tránh cho các bánh xe không bị bó cứng

Cảm biến giảm tốc còn được gọi là cảm biến “G”

Khi mức độ giảm tốc của ô tô thay đổi ,đĩa xẻ rãnh lắc theo chiều dọc ô tô tương ứngvới mức độ giảm tốc.Các rãnh trên đĩa cắt hay cho ánh sáng từ đèn LED đến phototransistor,làm photo transistor đóng mở,báo tín hiệu về ECU,ECU nhận những tín hiệu này đểxác định chính xác tình hình mặt đường và thực hiện các điều chỉnh thích hợp.Tín hiệu nàycũng được dùng để ECU điều khiển chế độ làm chậm sự tăng momen xoay ô tô.Sử dụng haicặp đèn LED và photo transistor sẽ tạo sự đóng và mở các photo transistor,chia mức độ giảmtốc thành 4 mức

* Cảm biến gia tốc ngang

Cảm biến này giúp tăng khả năng xử lý của ô tô khi phanh trong lúc đang quay vòng

Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô

xe ở phía ngoài.Cảm biến gia tốc ngang có nhiệm vụ xác định gia tốc ngang của ô tô khi quayvòng và gửi tín hiệu về ECU

Trong trường hợp này ,một cảm biến kiểu phototransistor giống như cảm biến giảm tốcđược gắn theo trục ngang của ô tô hay một cảm biến kiểu bán dẫn được sử dụng để đo gia tốcngang Ngoài ra,cảm biến kiểu bán dẫn cũng được sử dụng để đo sự giảm tốc do nó có thể đođược cả gia tốc ngang và gia tốc dọc có tác dụng làm chậm lại quá trình tăng momen xoay ôtô.Trong quá trình quay

Hình 2-12: Cảm biến gia tốc ngang.

2.2.5 ECU ( Engine Control Unit), ABS ( Antilock Brake System).

2.2.5.1.Chức năng của hộp điều khiển ABS (ECU):

- Nhận biết thông tin về tốc độ các bánh xe,từ đó tính toán ra tốc độ bánh xe,và sựtăng giảm tốc độ của nó,xác định tốc độ xe,tốc độ chuẩn của bánh xe và ngưỡng trượt,đểnhận biết nguy cơ bị hãm cứng của bánh xe

- Cung cấp tín hiệu điều khiển tới bộ chấp hành

- Thực hiện chế độ kiểm tra,chẩn đoán lưu giữ mã code hư hỏng và chế độ an toàn.+Chức năng kiểm tra ban đầu:

ECU điều khiển các van điện từ và các môtơ bơm theo trình tự để kiểm tra hệ thốngđiện của ABS.Chức năng này hoạt động mỗi khi bật khóa điện sang vị trí “ON” và xeđang chạy ở tốc độ 6 km/h,với đèn phanh tăt “OFF”.Nó chỉ hoạt động một lần sau mỗi khikhóa điện bật “ON”

Nếu có một sự cố xảy ra ở bất cứ một chỗ nào trong các hệ thống tín hiệu,đèn báo củaABS trong đồng hồ táp lô sẽ sáng lên,và báo cho người lái rằng một sự cố đã xảy ra.Đồngthời,các DTC(các mã chẩn đoán hư hỏng) được lưu giữ trong bộ nhớ

+Chức năng an toàn:

Nếu ECU điều khiển trượt phát hiện một sự cố trong hệ tín hiệu hoặc trongrơle,dòng điện chạy đến bộ chấp hành tư ECU bị ngắt.Do đó,hệ thống phanh hoạt độngmặc dù ABS không hoạt động,nhờ vậy đảm bảo được các chức năng phanh bình thường

2.2.5.2 cấu tạo của ECU.

Chức năng của hộp điều khiển ABS (ECU):

- Nhận biết thông tin về tốc độ góc các bánh xe, từ đó tính toán ra tốc độ bánh xe và sựtăng giảm tốc của nó, xác định tốc độ xe, tốc độ chuẩn của bánh xe và ngưỡng trượt đểnhận biết nguy cơ bị hãm cứng của bánh xe

- Cung cấp tín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành thủy lực

- Thực hiện chế độ kiểm tra, chẩn đoán, lưu giữ mã code hư hỏng và chế độ an toàn.Cấu tạo của ECU là một tổ hợp các vi xử lý, được chia thành 4 cụm chính đảm nhậncác vai trò khác nhau

- Phần xử lý tín hiệu;

- Phần logic;

- Bộ phận an toàn;

- Bộ chẩn đoán và lưu giữ mã lỗi

Hình 2-13: Cấu tạo của ECU 1- Cảm biến tốc độ bánh xe; 2- Xylanh phanh bánh xe; 3- Áp suất dầu phanh; 4- Tình trạng mặt đường; 5- Bộ điều khiển thủy lực; 6- Xylanh phanh chính.

a Phần xử lý tín hiệu

Trong phần này các tín hiệu được cung cấp đến bỡi các cảm biến tốc độ bánh xe

sẽ được biến đổi thành dạng thích hợp để sử dụng cho phần logic điều khiển

Để ngăn ngừa sự trục trặc khi đo tốc độ các bánh xe, sự giảm tốc của xe,… cóthể phát sinh trong quá trình thiết kế và vận hành của xe, thì các tín hiệu vào được lọctrước khi sử dụng Các tín hiệu được xử lý xong được chuyển qua phần logic điều khiển

Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô

Các tín hiệu ra từ phần logic điều khiển các van điện từ trong bộ

chấp hành thủy lực, làm thay đổi áp suất dầu cung cấp đến các cơ cấu phanh theo các chế

độ tăng, giữ và giảm áp suất

c Bộ phận an toàn

Một mạch an toàn ghi nhận những trục trặc của các tín hiệu trong

hệ thống cũng như của bên ngoài có liên quan Nó cũng can thiệp liên tục vào trong quátrình điều khiển của hệ thống Khi có một lỗi được phát hiện thì hệ thống ABS được ngắt

và được báo cho người lái thông qua đèn báo ABS được bật sáng

Mạch an toàn liên tục giám sát điện áp bình accu Nếu điện áp

nhỏ dưới mức qui định (dưới 9 hoặc10V) thì hệ thống ABS được ngắt cho đến khi điện ápđạt trở lại trong phạm vi qui định, lúc đó hệ thống lại được đặt trong tình trạng sẵn sànghoạt động

Mạch an toàn cũng kết hợp một chu trình kiểm tra được gọi là

BITE (Built In Test Equipment) Chu trình này kiểm tra khi xe bắt đầu chạy với tốc độ từ

5 đến 8 km/h, mục tiêu kiểm tra trong giai đoạn này là các tín hiệu điện áp từ các cảmbiến tốc độ bánh xe

d Bộ chẩn đoán và lưu giữ mã lỗi.

Để giúp cho việc kiểm tra và sửa chữa được nhanh chóng và

chính xác, ECU sẽ tiến hành kiểm tra ban đầu và trong quá trình xe chạy của hệ thốngABS, ghi và lưu lại các lỗi hư hỏng trong bộ nhớ dưới dạng các mã lỗi hư hỏng Một số

mã lỗi có thể tự xóa khi đã khắc phục xong lỗi hư hỏng, nhưng cũng có những mã lỗikhông tự xóa được kể cả khi tháo cực bình accu Trong trường hợp này, sau khi sửa chữaxong phải tiến hành xóa mã lỗi hư hỏng theo qui trình của nhà chế tạo

2.2.5.3.Quá trình điều khiển chống hãm cứng bánh xe khi phanh của ECU.

-ECU liên tục nhận được các tín hiệu tốc độ của 4 cảm biến tốc độ,và ước tính tốc độcủa xe bằng cách tính toán tốc độ và sự giảm tốc ở mỗi bánh xe.Khi đạp bàn đạp phanh,ápsuất thủy lực trong mỗi xi lanh ở bánh xe bắt đầu tăng lên và tốc độ của bánh xe bắt đầugiảm xuống.Nếu bất kỳ bánh xe nào dường như sắp bị bó cứng, ECU sẽ giảm áp suất thủylực trong xi lanh của bánh xe đó

-ECU điều khiển các van điện trong bộ chấp hành thủy lực đóng mở các cửavan ,thực hiện các chu kỳ tăng,giữ và giảm áp suất ở các xi lanh làm việc các bánh xe,giữcho bánh xe không bị bó cứng bằng các tín hiệu điện

-Các giai đoạn điều khiển được thể hiện như trên

Hình 2-14: Điều khiển chống hãm cứng bánh xe của ECU.

+Khoảng A: ECU điều khiển trượt đặt các van điện từ vào chế độ giảm áp suất theo mức

giảm tốc của các bánh xe,nhờ vậy sẽ giảm được áp suất thủy lực trong xi lanh của bánh

xe Sau khi hạ áp suất xuống, ECU chuyển các van điện từ sang chế độ “giữ” để theo dõi

sự thay đổi tốc độ của bánh xe Nếu ECU cho rằng cần tiếp tục giảm áp suất thủy lực, nó

sẽ giảm áp suất này

+Khoảng B: Khi áp suất thủy lực bên trong xi lanh của bánh xe giảm(khoảng A), áp

suất thủy lực tác động vào bánh xe này giảm xuống Điều này làm cho bánh xe sắp bịkhóa chặt sẽ tăng tốc độ.Tuy nhiên,nếu áp suất thủy lực này giảm xuống, lực phanh tácđộng vào bánh xe này sẽ trở lên quá thấp Để tránh điều này, ECU đặt các van điện từ lầnlượt vào chế độ “tăng áp suất” và chế độ “giữ” để bánh xe sắp bị khóa sẽ hồi phục tốc độ

+Khoảng C: Khi áp suất thủy lực trong xi lanh của bánh xe được tăng lên dần

dần(khoảng B), bánh xe lại có xu hướng bị khóa Do đó ECU lại chuyển các van điện từ

về chế độ “giảm áp suất” để giảm áp suất bên trong xi lanh bánh xe này

+Khoảng D: Vì áp suất thủy lực bên trong xi lanh này lại giảm(khoảng C), ECU lại

bắt đầu tăng áp suất như khoảng B

2.2.6 Bộ phận chấp hành.

Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô

Hình 2-15: Sơ đồ bộ chấp hành thủy lực.

Cấu tạo của một bộ chấp hành thủy lực gồm có các bộ phận chính sau: các van điện

từ, motor điện dẫn động bơm dầu, bơm dầu và bình tích áp

2.2.6.1 Van điện từ.

Van điện từ trong bộ chấp hành có hai loại: loại ‚ vị trí và 3 vị trí

Cấu tạo chung của một van điện từ gồm có một cuộn dây điện, lõi van,

các cửa van và van một chiều Van điện từ có chức năng đóng mở các cửa van theo sự điều khiển của ECU để điều chỉnh áp suất dầu đến các xylanh bánh xe

2.2.6.2 Mô tơ điện và bơm dầu.

Một bơm dầu kiểu piston được dẫn động bởi một mô tơ điện, có chức năng đưangược dầu từ bình tích áp về xy lanh chính trong các chế độ giảm và giữ áp Bơm đượcchia ra hai buồng làm việc độc lập thông qua hai piston trái và phải được điều khiển bằngcam lệch tâm Các van một chiều chỉ cho dòng dầu đi từ bơm về xy lanh chính

giữa lực đạp và lực phanh Hình ‚-16 dưới đây là hình ảnh giới thiệu kết cấu bầu trợ lựcchân không sử dụng trên xe Mazda.

Hình 2-16: Bầu trợ lực 1- Màng; 2- Van không khí; 3-Van chân không; 4- Cần đẩy; 5- Phần tử lọc;

6- Thân van; 7- Vòng cao su; 8- Vỏ.

Nguyên lý làm việc của bộ trợ lực chân không:

- Bầu trợ lực chân không có hai khoang A và B được phân cách bởi piston 1 (hoặcmàng) Van chân không 3, làm nhiệm vụ: Nối thông hai khoang A và B khi nhả phanh vàcắt đường thông giữa chúng khi đạp phanh Van không khí ‚, làm nhiệm vụ: cắt đườngthông của khoang A với khí quyển khi nhả phanh và mở đường thông của khoang A khiđạp phanh Vòng cao su 7 là cơ cấu tỷ lệ: Làm nhiệm vụ đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạp vàlực phanh

- Khoang B của bầu trợ lực luôn luôn được nối với đường nạp động cơ qua van mộtchiều, vì thế thường xuyên có áp suất chân không

- Khi nhả phanh: van chân không 3 mở, do đó khoang A sẽ thông với khoang B quavan này và có cùng áp suất chân không

- Khi phanh: người lái tác dụng lên bàn đạp đẩy cần 4 dịch chuyển sang phải làm vanchân không 3 đóng lại cắt đường thông hai khoang A và B, còn van không khí ‚ mở ra cho

Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô

dịch về phía trước so với cần 4, làm cho van không khí ‚ đóng lại, giữ cho độ chênh ápkhông đổi, tức là lực trợ lực không đổi Muốn tăng lực phanh, người lái phải tiếp tục đạpmạnh hơn, cần 4 lại dịch chuyển sang phải làm van không khí ‚ mở ra cho không khí đithêm vào khoang A Ðộ chênh áp tăng lên, vòng cao su 7 biến dạng nhiều hơn làm pistonhơi dịch về phía trước so với cần 4, làm cho van không khí ‚ đóng lại đảm bảo cho độchênh áp hay lực trợ lực không đổi và tỷ lệ với lực đạp Khi lực phanh đạt cực đại thì vankhông khí mở ra hoàn toàn và độ chênh áp hay lực trợ lực cũng đạt giá trị cực đại

2.2.8.Hệ thống kiểm soát ổn định DSC ( Dynamic Stability Control).

Hình2-17: Sơ đồ hệ thống kiểm soát ổn định DSC.

Hệ thống DSC giúp cân bằng phân bố trọng lượng xe trên giảm sóc hợp lý khi xecua đi đường trơn trượt, khi xe phanh gấp

2.3 Nguyên ký hoạt động của hệ thống phanh ABS trên xe Mazda.

Nguyên lý làm việc.

a Khi phanh bình thường (ABS không hoạt động)

ABS không hoạt động trong quá trình phanh bình thường và ECU không gửidòng điện đến cuộn dây của van điện Bình thường van 3 vị trí bị ấn xuống bởi lò xo và cửa

A mở, cửa B đóng

Khi phanh xe ở tốc độ chậm (dưới 8 km/h hay 1‚, ‚5 km/h, tùy loại xe) hay rà phanh,ABS không hoạt động và ECU không gửi dòng điện đến cuộn dây của van điện Do đó ,van 3 vị trí bị ấn xuống bởi lò xo hồi vị và cửa A vẫn mở trong khi cửa B vẫn đóng Dầuphanh từ xi lanh phanh chính qua cửa A đến cửa C trong van điện 3 vị trí rồi tới xy lanhbánh xe Dầu phanh không vào được bơm bởi van một chiều số 1 gắn trong mạch bơm.Khi nhả chân phanh, dầu phanh hồi từ xi lanh bánh xe về xi lanh chính qua cửa C đến cửa

A và van một chiều số 3 trong van điện 3 vị trí

Hình 2-18:Chế độ phanh bình thường (ABS không hoạt động).

b/ Khi phanh gấp (ABS hoạt động)

Nếu có bất kỳ bánh xe nào gần bị bó cứng khi phanh gấp, bộ chấp hành thủy lực điềukhiển giảm áp suất dầu phanh tác dụng lên xy lanh bánh xe đó theo tín hiệu từ ECU Vìvậy bánh xe không bị hãm cứng

* Chế độ giảm áp

Khi một bánh xe gần bị hãm cứng, ECU gửi dòng điện (5A) đến cuộn dây củavan điện từ, làm sinh ra một lực từ mạnh Van 3 vị trí chuyển động lên phía trên đóng cửa

A và làm mở cửa B

Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô

Khi một bánh xe gần bị hãm cứng, ECU gửi dòng điện (5A) đến cuộn dây của vanđiện từ, làm sinh ra một lực từ mạnh Van 3 vị trí chuyển động lên phía trên đóng cửa A

và làm mở cửa B Kết quả là dầu phanh từ xi lanh bánh xe qua cửa C tới cửa B trong vanđiện 3 vị trí và chảy về bình tích áp Cùng lúc đó motor bơm hoạt động nhờ tín hiệu điện

áp 1‚ V từ ECU, hút ngược dầu phanh từ bình tích áp về xy lanh chính

Mặt khác, cửa A đóng ngăn không cho dầu phanh từ xi lanh chính vào van điện 3

vị trí và van một chiều số 1, số 3 Kết quả là áp suất dầu bên trong xy lanh bánh xe giảm,ngăn không cho bánh xe bị hãm cứng, mức độ giảm áp suất dầu được điều chỉnh bằngcách lặp lại các chế độ “ giảm áp” và “giữ áp”

* Chế độ giữ áp

Khi áp suất trong xy lanh bánh xe giảm hay tăng, cảm biến tốc độ gởi tín hiệu báorằng tốc độ bánh xe đạt đến giá trị mong muốn, ECU cấp dòng điện (‚A) đến cuộn dâycủa van điện để giữ áp suất trong xy lanh bánh xe không đổi

Hình 2-19: Pha giảm áp.

Hình 2-20: Pha giữ áp.

Khi dòng điện cấp cho cuộn dây của van điện bị giảm từ 5A (ở chế độ giảm áp)xuống còn ‚A (ở chế độ giữ áp) lực từ sinh ra trong cuộn dây cũng giảm Van điện 3 vị trídịch chuyển xuống vị trí giữa nhờ lực của lò xo hồi vị làm cửa A và cửa B đều đóng Lúcnày bơm dầu vẫn còn làm việc

Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô

Hình 2-21: Pha tăng áp.

Như vậy, khi hệ thống ABS làm việc, bánh xe sẽ có hiện tượng nhấp nhả khi phanh

và có sự rung động nhẹ của xe, đồng thời ở bàn đạp phanh có sự rung động do dầu phanhhồi về từ bơm dầu Đây là các trạng thái bình thường khi ABS làm việc

2.4 Tháo lắp hệ thống phanh tren xe Mazda 3 2010

2.4.1 Tháo lắp phanh trước.

1- Tháo theo thứ tự được nêu trong bảng

‚- Lắp theo thứ tự ngược lại khi tháo

3- Sau khi lắp, đạp bàn đạp phanh một vài lần và kiểm tra hệ thống phanh không bị đảo