Nghiên cứu hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Innova (word+cad)

Khi ôtô phanh gấp hay phanh trên các loại đường có hệ số bám φ 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 xe bên trái và bánh xe bên 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 cácbánh xe dễ dẫn đến các hiện tượng quay vòng thiếu hay quay vòng thừa làmmất tính ổn định khi xe quay vòng.

Khi ôtô phanh gấp hay phanh trên các loại đường có hệ số bám φ thấp như đườngtrơn, đường đóng băng, tuyết thì dễ xảy ra hiện tượng sớm bị hãm cứng bánh xe, tứchiện tượng bánh xe bị trượt lết trên đường khi phanh Khi đó,quãng đường phanh sẽ dàihơn, 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 thểchuyển hướng theo sự điều khiển của tài xế; nếu các bánh sau bị bó cứng, sự khác nhau

về hệ số bám giữa bánh xe bên trái và bánh xe bên phải với mặt đường sẽ làm cho đuôi

xe bị lạng, xe bị trượt ngang.Trong trường hợp xe phanh khi đang quay vòng, hiệntượng trượt ngang của cácbánh xe dễ dẫn đến các hiện tượng quay vòng thiếu hay quayvòng thừa làmmất 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 hệthống 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 khiểnthay đổi áp suất dầu tác dụng lên các cơ cấu phanh ở các bánh xe để ngăn không chochúng bị hãm cứng khi phanh trên đường trơn hay khi phanh gấp, đảm bảo tính hiệuquả 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 nướctrên thế giới

 Quá trình phát triển của phanh ABS

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 Tuy nhiên, kết cấucủa ABS lúc đó còn cồng kềnh, hoạt động không tin cậy và không tác động đủ nhanhtrong 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) ra đời, giúp hệ thống ABS lần đầu tiên được lắp trên ôtô vào năm 1969.Sau đó, hệ thống ABS đã được nhiều công ty sản xuất ôtô nghiên cứu và đưa vào ứngdụng từ những năm 1970 Công ty Toyota sử dụng lần đầu tiên cho các xe tại Nhật từnăm 1971, đây là hệ thống ABS 1 kênh điều khiển đồng thời hai bánh sau Nhưng phảiđến thập niên 1980 hệ thống này mới được phát triển mạnh nhờ hệ thống điều khiển

kỹ thuật số, vi xử lý (digital microprocessors/microcontrollers) thay cho các hệ thốngđiều 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, đượctrang bị theo yêu cầu và theo thị trường Dần dần hệ thống này được đưa vào sử dụngrộng rãi hơn, 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 đườngbăng, tuyết dễ trơn trượt Hệ thống ABS không chỉ được thiết kế trên các hệ thốngphanh thủy lực, mà còn ứng dụng rộng rãi trên các hệ thống phanh khí nén của các xetải và xe khách lớn

Nhằm nâng cao tính ổn định và tính an toàn của xe trong mọi chế độ hoạt độngnhư khi xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, khi đi vào đường vòng với tốcđộ cao, khi

phanh trong những trường hợp khẩn cấp,… hệ thống ABS còn được thiết kế kết hợpvới nhiều hệ thống khác.

Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống kiểm soát lực kéo - Traction control (hayTRC ) 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, bỡi điều này làmtổn hao vô ích một phần công suất của động cơ và mất tính ổn định chuyển động củaôtô

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

xe phù 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 ôtôbằng điện tử (ESP), không chỉ có tác dụng trong khi dừng xe, mà còn can thiệp vào cảquá trình tăng tốc và chuyển động quay vòng của ôtô, giúp nâng cao hiệu suất chuyểnđộng của ôtô 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 điềukhiển ABS

Các công ty như BOSCH, AISIN, DENSO, BENDIX là những công ty đi đầutrong việc nghiên cứu, cải tiến và chế tạo các hệ thống ABS cho ô tô

Hình 1.1: Quá trình phát triển của các hệ thống phanh trên ô tô

 Tính cấp thiết của đề tài

Ngày nay tại Việt Nam, ngành ô tô đang trên đà phát triển và ngày càng khẳng định

vị trí của mình trong sự phát triền của nền công nghiệp Việt Nam.Vì thế mà hiện nayngành công nghệ ô tô đã được đưa vào giảng dạy ở nhiều trường đại học, caođẳng.Trường đại học Giao thông vận tải TP Hồ Chí Minh có thể được xem là một trongnhững trường có ngành công nghệ ô tô phát triển mạnh tại nước ta

Nền công nghiệp ô tô đang ngày càng phát triển mạnh, số lượng ô tô tăng nhanh,mật độ lưu thông trên đường ngày càng lớn Các xe ngày càng được thiết kế với công suấtcao hơn, tốc độ chuyển động nhanh hơn thì yêu cầu đặt ra với cơ cấu phanh cũng càngcao và nghiêm ngặt hơn Đối với những xe có tốc độ cao, khi đang điều khiển trongtình huống bất ngờ có chướng ngại vật xuất hiện phía trước, buộc người tài xế phải đạpphanh gấp, hoặc phanh khi xe đang đi trong đường trơn trượt, nếu đối với phanh

phanh dễ dẫn đến tai nạn.Và một ô tô có cơ cấu phanh tốt, có độ tin cậy cao thì mới cókhả năng phát huy hết công suất, xe mới có khả năng chạy ở tốc độ cao, tăng tính kinh tếnhiên liệu, hiệu quả vận chuyển của ô tô và quan trọng nhất là tang tính an toàn, giảmthiểu những tai nan có thể xảy ra.

Chính vì những tính năng trên mà các nhà sản xuất và chế tạo ôtô đã nghiên cứu và

sử dụng hệ thống phanh ABS(Anti-lock Braking System) để trang bị cho các xe đờimới hiện nay, với mục đích là để tăng hiệu quả khi phanh, nhằm đảm bảo an toàn tuyệtđối cho tài xế cũng như hành khách trên xe và phát huy hết khả năng của xe Hệ thốngphanh ABS hiện nay đã trở thành tiêu chuẩn của các xe khi xuất xưởng.Nên việcnghiên cứu về hệ thống phanh ABS cũng là rất cần thiết cho sinh viên để hiểu rõ thêm

về những lợi ích của ABS

Tuy khoa cơ khí động lực có khá đầy đủ tài liệu và mô hình giảng dạy về hệ thốngABS nhưng đa số các mô hình thì khá cồng kềnh chỉ thích hợp giảng dạy thực tập tạixưởng Nên nhóm chúng tôi đã cố gắng nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình điềukhiển hệ thống phanh ABS với kích thước gọn nhẹ hơn, bằng việc xây dựng mô hìnhnhằm giúp cho các giảng viên tại khoa thuận lợi trong việc giảng dạy trên lớp cũng nhưtại xưởng thực tập

 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

Ngoài nước: Các hãng sản xuất xe đều chế tạo hệ thống phanh ABS để đảm bảotính an toànchủ động của xe Tiêu chuẩn Châu Âu quy định từ năm 2001, các xe tảiphải được trang bị hệ thống phanh ABS

Trong nước: Tại Việt Nam ô tô tăng nhanh cả số lượng, chủng loại, nhãn mác,qua tìm hiểu các hãng ô tô đang lưu hành thông dụng như: Toyota, Ford, Hyundai, Kia,Honda…, hầu hết đã trang bị hệ thống phanh ABS Nhiều doanh nghiệp sản xuất ô tôtrong nước đang dần nội địa hóa các cụm chi tiết và tiến đến sản xuất ô tô với thươnghiệu riêng

Do đó, trong thời gian qua trong nước đã có nhiều công trình nghiên cứu về hệthống phanh nói chung và hệ thống phanh ABS nói riêng Các công trình nghiên cứu

đã có ý nghĩa góp phần làm rõ cơ sở lý thuyết về quá trình phanh ô tô, cũng như giảiquyết các vấn đề về điều khiển quá trình phanh nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quảphanh Trong công tác đào tạo của nhà trường, các kiến thức về hệ thống phanh ABS.chưa được giảng dạy thành chuyên đề cho sinh viên và học sinh nghề công nghệ ô tô.Nhà trường còn thiếu các mô hình phục vụ cho nộidung giảng dạy hệ thống phanhABS

 Mục tiêu nghiên cứu

- Nghiên cứu chế độ điều khiển của hệ thống phanh ABS

- Nghiên cứu các chi tiết của hệ thống phanh ABS thủy lực

- Phân tích kết cấu và nguyên lý làm việc của cơ cấu chấp hành ABS thủy lực sửdụng van 2 vị trí và các chi tiết trên xe Toyota innova

- Nghiên cứu quy trình chuẩn đoán , bảo dưỡng ,sửa chữa phanh ABS

 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng ngiên cứu: Nghiên cứu kết cấu, tính năng kỹ thuật và chẩn đoán hư hỏng

sửa chữa hệ thống phanh ABS xe Toyota innova

 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu phân tích các sơ đồ hệ thống ABS

- Phân tích cấu tạo của các chi tiết trong hệ thống phanh ABS và nguyên lý làm việccủa các chi tiết trong hệ thống

- Nghiên cứu một số hệ thống kết hợp với hệ thống ABS

- Các hư hỏng, cách sửa chữa và khắc phục hư hỏng của hệ thống ABS trên xeToyota innova

- Chẩn đoán mã lỗi của hệ thống ABS.

 Lý do nghiên cứu hệ thống phanh ABS xe Toyota innova

Nhận xét chung, hệ thống phanh thủy lực trên các xe lắp ráp ở trong nước có cácnhược điểm chính như sau:

- Không có khả năng hạn chế áp suất dẫn động phanh ra các bánh xe sau do đó cácbánh xe sau thường bị trượt lết (hãm cứng) trong các trường hợp phanh ngặt hoặcphanh xe trên đường có hệ số bám thấp

- Không có khả năng điều chỉnh lực phanh ở các bánh xe phù hợp với khả năng bámcủa bánh xe với mặt đường do đó làm giảm hiệu quả phanh cũng như tính ổn địnhhướng của xe khi phanh kém

- Trong quá trình phanh, do quán tính của xe nên xảy ra hiện tượng tăng tải ở cácbánh xe cầu trước, giảm tải ở các bánh xe cầu sau vì vậy giới hạn lực bám ở các bánh

xe cầu sau bị giảm đi so với trường hợp phân bố tải trọng tĩnh, lúc này nếu vẫn giữnguyên giá trị lực phanh lớn sẽ xảy ra hiện tượng trượt lết ở các bánh xe cầu sau

Để đạt hiệu quả phanh cao, yêu cầu lực phanh phát huy ở vùng tiếp xúc giữa bánh

xe với mặt đường phải đạt được trị số bằng lực bám Trị số của lực bám giữa bánh xevới mặt đường phụ thuộc vào tải trọng thẳng đứng tác dụng lên bánh xe và hệ số bámcủa bánh xe với mặt đường

Các yêu cầu trên ở các hệ thống phanh không có điều khiển điện tử ở các xe đời

cũ không đáp ứng được dẫn đến khi phanh gấp các xe đời cũ thường bị trượt lết làmgiảm hiệu quả phanh và mất ổn định

Để khắc phục hiện tượng trượt lết tại các bánh xe khi phanh trên xe ô tô ngày nay

đã được trang bị hệ thống phanh ABS Đây là hệ thống phanh điều khiển điện tử chophép tự động điều khiển áp suất trong dẫn động phanh ra các bánh xe sao cho duy trìđược độ trượt của bánh xe trong quá trình phanh nằm trong vùng độ trượt tối ưu (vùng

giá trị  từ 0,1 đến 0,3) Nhờ tính năng điều khiển này, trong quá trình phanh, xe vừa

có hiệu quả phanh cao vừa ổn định hướng và có tính năng điều khiển tốt

Các xe du lịch được lắp ráp trong nước chưa được trang bị hệ thống phanh ABS.Trong thời gian tới cần chuẩn bị để đầu tư, đổi mới công nghệ, kỹ thuật để trang bị hệthống phanh ABS cho dòng xe du lịch lắp ráp ở Việt Nam, việc nghiên cứu hệ thốngphanh thủy lực của các xe du lịch lắp ráp ở trong nước sẽ góp phần nâng cao tính năng

an toàn cho người, xe và hàng hóa chuyên chở khi tham gia giao thông

 Giới hạn đề tài

Do kiến thức còn thiếu sót nên sinh viên nghiên cứu chỉ nghiên cứu được sơ lược

về hệ thống ABS và cách chuẩn đoán sửa chữa hệ thống ABS trên xe Toyota innova.Giới thiệu về các chi tiết của hệ thống ABS, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một sốchi tiết quan trọng như: Cảm biến tốc độ bánh xe,cảm biến giảm tốc và cảm biến lắcngang, cơ cấu chấp hành, ABS ECU về cấu tạo và nguyên lý điều khiển Phân tích cấutrúc, nguyên lý làm việc của hệ thống ABS của xe Toyota innova, chẩn đoán hư hỏng

và sửa chữa hư hỏng

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS 1.1 Chức năng của ABS

Phanh ABS là phương pháp phanh hiệu quả nhất (đặc biệt trên mặt đường trơntrượt) là đạp, nhả pêđan liên tục, cảm nhận dấu hiệu rê bánh để xử lý.Cơ cấu ABS baogồm các cảm biến lắp trên bánh xe (ghi nhận tình trạng hoạt động), bộ xử lý điện tửCPU và thiết bị điều áp (đảm nhiệm thay đổi áp suất trong piston phanh)

Trong trường hợp phanh gấp, nếu ECU nhận thấy một hay nhiều bánh có tốc độquay chậm hơn mức quy định nào đó so với các bánh còn lại, thông qua bơm và vanthủy lực, ABS tự động giảm áp suất tác động lên các bánh xe (quá trình nhả), giúpbánh xe không bị hãm cứng (hay còn gọi là "bó")

Tương tự, nếu một trong các bánh quay quá nhanh, máy tính cũng tự động tácđộng lực trở lại, đảm bảo quá trình hãm Để thực hiện được điều này, hệ thống sẽ thựchiện động tác ép, nhả má phanh khoảng 15 lần mỗi giây, thay vì tác động một lần cựcmạnh khiến bánh có thể bị "chết" như trên các xe không có ABS Các bộ điều chỉnh lựcphanh, bằng cách điều chỉnh sự phân phối áp suất trong dẫn động phanh các bánh xetrước và sau, có thể đảm bảo:

- 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)

Hình 1.1- Quá trình phanh có và không có ABS trên đoạn đường cong

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

- Khi phanh ngặt, các bánh xe vẫn có thể bị hãm cứng và trượt dọc Các bánh xetrượt lết trên đường sẽ gây mòn lốp và giảm hệ số bám

- Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn, còn mất khả năng tiếp tục nhận lực ngang vàkhông thể thực hiên quay vòng khi phanh trên đoạn đường cong hoặc đổi hướng đểtránh chướng ngại vật (hình 1.1), đặc biệt là trên các mặt đường có hệ số bám thấp Do

đó dễ gây ra những tai nạn khi phanh

1.2 Sơ đồ nguyên lý làm việc

Hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS thực chất là một bộ điều chỉnh lựcphanh có mạch liên hệ ngược Sơ đồ khối điển hình của một ABS có dạng như trênhình 1.2 gồm:

Hình 1.2- 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- Xi-lanh chính hoặc tổng van khí nén; 6- Xi-lanh bánh xe hoặc bầu phanh

- 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 trị độtrượt) và truyền tín hiệu đến bộ phận điều khiển 2 Bộ phận 2 sẽ xử lý tín hiệu vàtruyền đến cơ cấu thực hiện 3 để tiến hành giảm hoặc tăng áp suất trong dẫn độngphanh

- Chất lỏng được truyền từ xi lanh chính 5 qua 3 đến các xi lanh bánh xe 6 để ép cácguốc phanh ,má phanh và thực hiện quá trình phanh

1.3 Qúa trình điều khiển của ABS

1.3.1 Yêu cầu của hệ thống điều khiển ABS

Một hệ thống ABS hoạt động tối ưu, đáp ứng nhu cầu nâng cao chất lượng phanhcủa ôtô phải thỏa mãn đồng thời các yêu cầu sau:

- Trước hết, ABS phải đáp ứng được các yêu cầu về an toàn liên quan đến động lựchọc phanh và chuyển động của ôtô

- Hệ thống phải làm việc ổn định và có khả năng thích ứng cao, điều khiển tốt trongsuốt dải tốc độ của xe và ở bất kỳ loại đường nào (thay đổi từ đường bêtông khô có sựbám tốt đến đường đóng băng có sự bám kém).

- Hệ thống phải khai thác một cách tối ưu khả năng phanh của các bánh xe trênđường, do đó giữ tính ổn định điều khiển và giảm quãng đường phanh Điều này khôngphụ thuộc vào việc phanh đột ngột hay phanh từ từ của người lái xe

- Khi phanh xe trên đường có các hệ số bám khác nhau thì mô men xoay xe quanhtrục đứng đi qua trọng tâm của xe là luôn luôn xảy ra không thể tránh khỏi, nhưng với

sự hỗ trợ của hệ thống ABS, sẽ làm cho nó tăng rất chậm để người lái xe có đủ thờigian bù trừ mô men này bằng cách điều chỉnh hệ thống lái một cách dễ dàng

- Phải duy trì độ ổn định và khả năng lái khi phanh trong lúc đang quay vòng

- Hệ thống phải có chế độ tự kiểm tra, chẩn đoán và dự phòng, báo cho lái xe biết

hư hỏng cũng như chuyển sang làm việc như một hệ thống phanh bình thường

1.3.2 Phạm vi điều khiển của ABS

Mục tiêu của hệ thống ABS là giữ cho bánh xe trong quá trình phanh có độ trượtthay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị o ( = 10 -30%, trên đồ thị đặc tính trượt),gọi là phạm vi điều khiển của hệ thống ABS Khi đó, hiệu quả phanh cao nhất (lựcphanh đạt cực đại do giá trị xmax) đồng thời tính ổn định của xe là tốt nhất (y đạt giátrị cao), thỏa mãn các yêu cầu cơ bản của hệ thống phanh là rút ngắn quãng đườngphanh, cải thiện tính ổn định hướng và khả năng điều khiển lái của xe trong khi phanh.Thực tế giới hạn này có thể thay đổi trong phạm vi lớn hơn, có thể bắt đầu sớm hơnhay kết thúc trễ hơn tùy theo điều kiện bám của bánh xe và mặt đường

Hình 1.3: Phạm vi điều khiển của hệ thống ABS.

1 Lốp bố tròn (radial-ply) chạy trên đường bê tông khô; 2 Lốp bố chéo (bias-ply) chạy trên đường nhựa ướt; 3.Lốp bố tròn chạy trên đường tuyết; 4.Lốp bố tròn chạy

trên đường đóng băng.

Trên (hình 1.3) thể hiện mối quan hệ giữa hệ số bám dọc x và độ trượt  ứng vớicác loại lốp khác nhau chạy trên các loại đường có hệ số bám khác nhau Phạm vi điềukhiển của hệ thống ABS ứng với từng điều kiện cụ thể là khác nhau Theo đó, ta thấyđối với loại lốp bố tròn chạy trên đường bêtông khô (đường cong1) thì giá trị xmax đạtđược ứng với độ trượt khoảng 10% so với loại lốp bố chéo chạy trên đường nhựa ướt(đường cong 2) là 30% Độ trượt tối ưu o để đạt giá trị hệ số bám cực đại trong haitrường hợp trên là khác nhau Vì vậy, phạm vi điều khiển ABS của chúng cũng khácnhau, trường hợp lốp bố tròn chạy trên đường bêtông khô sẽ có quá trình điều khiểnABS xảy ra sớm hơn Tương tự là phạm vi điều khiển của hệ thống ABS đối với loạilốp bố tròn chạy trên đường tuyết và đường đóng băng (đường cong 3 và 4)

Khi phanh trên đường vòng, xe chịu sự tác động của lực ngang nên các bánh xe sẽ

có một góc trượt  Đồ thị hình 1.4 thể hiện mối quan hệ giữa hệ số bám dọc x và hệ

số bám ngang  với độ trượt  ứng với góc trượt  = 2o và  =10o Ta nhận thấy rằng

khi góc trượt lớn (ví dụ  =10o) thì tính ổn định của xe giảm đi rất nhiều Trong trườnghợp này hệ thống ABS sẽ ưu tiên điều khiển tính ổn định của xe hơn là quãng đườngphanh Vì vậy ABS sẽ can thiệp sớm khi hệ số bám dọc x còn giá trị rất nhỏ (

ϕ x≈0,35 ),trong khi hệ số bám ngang 

y đạt được giá trị cực đại của nó là 0.8, quátrình điều khiển này cũng được kéo dài hơn bình thường Nhờ vậy xe giữ được tính ổnđịnh khi phanh trên đường vòng, mặc dù quãng đường phanh có thể dài hơn so với khichạy thẳng

khiển của ABS theo góc trượt bánh xe.

1.3.3 Chu trình điều khiển của ABS

Quá trình điều khiển của hệ thống ABS được thực hiện theo một chu trình kín như

(hình 1.5) Các cụm của chu trình bao gồm:

- Tín hiệu vào là lực tác dụng lên bàn đạp phanh của người lái xe, thể hiện qua ápsuất dầu tạo ra trong xy lanh phanh chính.

- Tín hiệu điều khiển bao gồm các cảm biến tốc độ bánh xe và hộp điều khiển(ECU) Tín hiệu tốc độ các bánh xe và các thông số nhận được từ nó như gia tốc và độtrượt liên tục được nhận biết và phản hồi về hộp điều khiển để xử lý kịp thời

- Tín hiệu tác động được thực hiện bỡi bộ chấp hành, thay đổi áp suất dầu đến các

xy lanh làm việc ở các cơ cấu phanh bánh xe

- Đối tượng điều khiển: là lực phanh giữa bánh xe và mặt đường ABS hoạt độngtạo ra mô men phanh thích hợp ở các bánh xe để duy trì hệ số bám tối ưu giữa bánh xevới mặt đường, tận dụng khả năng bám cực đại để lực phanh là lớn nhất

- Các nhân tố ảnh hưởng: như điều kiện mặt đường, tình trạng phanh, tải trọng của

xe, và tình trạng của lốp (áp suất, độ mòn,…)

Hình 1.5 : Chu trình điều khiển kín của ABS.

1 Bộ chấp hành thủy lực; 2 Xy lanh phanh chính; 3 Xy lanh làm việc;

4 Bộ điều khiển (ECU); 5 Cảm biến tốc độ bánh xe.

1.3.4 Tín hiệu điều khiển ABS

Việc lựa chọn các tín hiệu điều khiển thích hợp là nhân tố chính trong việcquyếtđịnh tính hiệu quả của quá trình điều khiển ABS Tất cả các xe hiện nayđều sử dụngcác cảm biến tốc độ bánh xe để tạo ra tín hiệu điều khiển cơ bảnnhất cho việc điềukhiển quá trình hoạt động của hệ thống ABS Sử dụng nhữngtín hiệu này, hộp điềukhiển (ECU) sẽ tính ra được tốc độ của mỗi bánh xe, sựgiảm tốc và tăng tốc của nó,tính được tốc độ chuẩn của bánh xe, tốc độ xe vàđộ trượt khi phanh

Sự thay đổi gia tốc của bánh xe là một tín hiệu chính, đóng vai trò quantrọng nhấttrong quá trình điều khiển của ABS ECU sẽ tính toán và xác địnhcác giá trị giới hạncủa sự giảm tốc (- a) và tăng tốc (+a) cho phép có thể cócủa xe để điều khiển các chế

độ hoạt động của các van điện (solenoids) trongbộ chấp hành

Tốc độ chuẩn của bánh xe khi phanh (v Ref) là tốc độ tương ứng với tốc độbánh xedưới điều kiện phanh tối ưu (có độ trượt tối ưu) Để xác định tốc độchuẩn này, các cảmbiến tốc độ bánh xe liên tục gửi về ECU tín hiệu tốc độ củacả 4 bánh xe ECU chọnnhững giá trị chéo tức bánh trước phải và sau tráichẳng hạn và dựa vào đây tính tốc độchuẩn Một trong hai bánh xe quay nhanhhơn được dùng để xác định tốc độ chuẩn củabánh xe trong từng giai đoạn củaquá trình phanh

Độ trượt khi phanh là giá trị không thể đo được một cách trực tiếp nên sửdụngmột tín hiệu tương tự được tính toán trong ECU, gọi là ngưỡng trượt λ1(đây là một giátrị vận tốc) Tốc độ chuẩn của bánh xe được sử dụng làm cơ sở cho tín hiệu này.Ngưỡng trượt λ1là một tín hiệu quan trọng thứ hai trong quátrình điều khiển của hệ

thống ABS Vận tốc thực tế của bánh xe khi phanh (v R)được so sánh với ngưỡng trượt

λ1để hệ thống ABS quyết định các chế độ điềukhiển tăng, giữ hay giảm áp suất phanhtrong bộ chấp hành

Đối với các bánh xe bị động hay các bánh xe chủ động mà khi phanh có cắt lyhợp thì chỉ cần tín hiệu gia tốc của bánh xe là đủ để điều khiển cho quá trình hoạt độngcủa ABS Điều này tuân theo quy tắc ứng xử trái ngược nhau của hệ thống phanh trongvùng ổn định và không ổn định của đường đặc tính trượt Trong vùng ổn định, sự giảmtốc của bánh xe rất nhỏ, tức là nếu lái xe đạp phanh với lực càng tăng thì xe giảm tốccàng nhiều mà bánh xe không bịhãm cứng Tuy nhiên ở vùng không ổn định, thì chỉcần tăng áp suất phanh thêm một ít cũng đủ làm cho các bánh xe bị hãm cứng tức thời,nghĩa là sự giảm tốc biến thiên rất nhanh Dựa trên sự biến thiên gia tốc này, ECU cóthể xác định được mức độ hãm cứng của bánh xe và có điều khiển thích hợp để duy trì

độ trượt khi phanh nằm trong khoảng tối ưu

Đối với các bánh xe chủ động mà khi phanh không cắt ly hợp và cần số đặt ở vịtrí số 1 hay số 2, động cơ sẽ tác động lên các bánh xe chủ động và tăng một cách đáng

kể moment quán tính khối lượng ở các bánh xe Nói cách khác, các bánh xe sẽ ứng xửnhư thể là chúng nặng hơn rất nhiều Điều này dẫn đến gia tốc chậm dần bánh xethường chưa đủ lớn để có thể coi như là một tín hiệu điều khiển đủ cho ECU có thể xácđịnh được mức độ hãm cứng của bánh xe.Như vậy, việc điều khiển của ABS sẽ thiếu

sự chính xác Vì vậy, cần thiết phải dùng một tín hiệu tương tự với độ trượt phanh đểlàm tín hiệu điều khiển phụ,và cần kết hợp tương thích tín hiệu này với tín hiệu gia tốccủa bánh xe Đóchính là ngưỡng trượt λ1.

Trên một số xe có gắn thêm cảm biến giảm tốc đo trực tiếp sự giảm tốc của xe vàcảm biến gia tốc ngang xác định tình trạng quay vòng của xe, các tín hiệu này đượcxem như các tín hiệu bổ sung cho tín hiệu gia tốc của bánh xe.Mạch logic trong ECUtính toán và xử lý tổ hợp dữ liệu này để đạt được quá trình điều khiển phanh tối ưu

1.3.5 Quá trình điều khiển của ABS

Đồ thị hình (1.6) biểu diễn quá trình điều khiển điển hình của hệ thống ABS

Đường v F biểu diễn tốc độ xe giảm dần khi phanh; đường v Ref là tốc độ chuẩn của bánh

xe; v R thể hiện tốc độ thực tế của bánh xe khi phanh; đường λ1 là ngưỡng trượt được

xác định từ tốc độ chuẩn v Ref. Mục tiêu của ABS là điềukhiển sao cho trong quá trình

phanh giá trị tốc độ thực tế của bánh xe v R càngsát với tốc độ chuẩnv Ref càng tốt (nhớ

rằng v Ref là tốc độ bánh xe khi phanh dưới điều kiện phanh tối ưu), tức nó phải nằmtrên ngưỡng trượt λ1.

Trong giai đoạn đầu của quá trình phanh, áp suất dầu ở các xylanh bánh xe tănglên và sự giảm tốc của các bánh xe cũng tăng lên Giai đoạn này tương ứng với vùng

ổn định (a) trong đường đặc tính trượt, lúc này tốc độ của bánh xev R bằng với tốc độ

chuẩn v Ref.

Ở cuối giai đoạn 1, sự giảm tốc của bánh xe bắt đầu thấp hơn ngưỡng đã chọn a) Lập tức các van điện trong bộ chấp hành ABS chuyển sang chế độ giữ áp suất áp

(-suất dầu trong các xy lanh phanh bánh xe chưa giảm ngay vì sự trễ trong quá trình điều

khiển, nên sự giảm tốc tiếp tục vượt qua ngưỡng (- a)

Ở cuối giai đoạn 2, tốc độ của bánh xe v R giảm xuống dưới ngưỡng λ1 Van điệntrong bộ chấp hành chuyển sang chế độ giảm áp, kết quả là áp suất phanh giảm cho

đến khi bánh xe tăng tốc trở lại lên gần ngưỡng (- a)

Ở cuối giai đoạn 3, gia tốc của bánh xe vượt lên trên ngưỡng (- a) một lần nữa,

van điện trong bộ chấp hành lại chuyển sang chế độ giữ áp với thời gian dài hơn Do

đó, ở thời điểm này, gia tốc của xe tăng lên và vượt qua ngưỡng (+a) Áp suất phanh

vẫn giữ không đổi

Ở cuối giai đoạn 4, gia tốc của xe vượt qua ngưỡng giới hạn (+a), lập tức hộp

ECU điều khiển van điện chuyển sang chế độ tăng áp trong giai đoạn 5

Trong giai đoạn 6, áp suất phanh được giữ không đổi một lần nữa vì gia tốc bánh xe

vẫn còn trên ngưỡng (+a) Ở cuối giai đoạn này gia tốc của bánh xe xuống dưới ngưỡng (+a), điều này cho thấy các bánh xe đã đi vào vùng ổn định của đường cong

đặc tính trượt, tức đã nằm trên ngưỡng trượt

Hình 1.6 : Quá trình điều của ABS.

1.4 Sơ đồ bố trí ABS trên xe

1.4.1 Sơ đồ ABS 1 kênh, 1 cảm biến

Hệ thống này còn được gọi là RWAL Hệ thống này được tìm thấy nhiều trên xepickup với ABS bánh sau Bộ chấp hành có một van, điều khiển tất cả các bánh xe phíasau, và một cảm biến đặt ở cầu sau Các bánh xe phía sau được theo dõi cùng nhau vàtất cả chúng phải bắt đầu bó cứng trước khi ABS tác động vào

Trong hệ thống này, cũng có thể một trong các bánh xe phía sau bị khóa và làmgiảm hiệu quả phanh Hệ thống này đơn giản để nhận ra bằng việc tìm kiếm một giắccắm điện gần bộ vi sai trên vỏ cầu sau.

Hình 1.7: Sơ đồ ABS 1 kênh, 1 cảm biến

1.4.2 Sơ đồ ABS ba kênh, ba cảm biến

Sự bố trí này, được tìm thấy nhiều trên xe pickup với ABS 4 bánh Hệ thống cómột cảm biến và một van cho mỗi bánh xe phía trước, và một van và một cảm biến cho

cả 2 bánh xe phía sau Cảm biến tốc độ cho bánh xe phía sau được đặt ở cầu sau

Hình 1.8: Sơ đồ ABS ba kênh, ba cảm biến

Hệ thống này điều khiển riêng lẽ cho các bánh xe phía trước, vì thế chúng có thểđạt được hiệu quả phanh lớn nhất các bánh xe phía sau, được theo dõi cùng với nhau,

cả hai phải bắt đầu để bó cứng trước khi ABS kích hoạt trên bánh phía sau Với hệ

thống này, có thể một trong các bánh xe phía sau sẽ bị bó cứng trong khi dừng, giảmhiệu quả phanh.

1.4.3 Sơ đồ ABS biến kênh, 4 cảm biến (ABS bố trí kiểu chữ T)

Hình 1.9: Sơ đồ ABS biến kênh, 4 cảm biến (ABS bố trí kiểu chữ T)

Các cảm biến được đặt ở các bánh xe, bộ chấp hành có bốn van điều khiển Trongphương án bố trí này, hai bánh xe trước được điều khiển độc lập Hai bánh xe sau đượcđiều khiển chung Có nghĩa là trong hai bánh xe sau, bánh xe nào có khả năng bámthấp hơn sẽ quyết định áp lực phanh chung cho hai bánh xe Phương án này sẽ tăngcường ổn định khi phanh, nhưng hiệu quả phanh giảm bớt

1.4.4 Sơ đồ ABS bốn kênh, bốn cảm biến (bố trí kiểu chữ K)

Hình 1.10: Sơ đồ ABS bốn kênh, bốn cảm biến (bố trí kiểu chữ K)

Kiểu ABS bao gồm 4 cảm biến đặt ở các bánh xe, bộ chấp hành có Các bánh xeđược điều khiển độc lập Với phương án bố trí này, các bánh xe luôn được điều chỉnhlực phanh sao cho độ trượt nằm trong vùng có hệ số bám cực đại.

Chương 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHANH ABS.

2.1 Sự phân bố lực phanh lên các bánh xe

Hình 2.1 : Lực tác dụng lên ô tô khi phanh.

Lực phanh Pp1 và Pp2 đặt tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường và ngượcchiều chuyển động của ô tô Lực quán tính Pj đặt tại trọng tâm T và cùng chiều vớichiều chuyển động của ô tô.Để nâng cao hiệu quả cho quá trình phanh, khi phanhngười điều khiển thường ngắt ly hợp Do đó ta có thể bỏ qua hệ số quán tính δj và lựcquán tính được xác định theo công thức sau:

Khi phanh lực cản không khí Pω và lực cản lăn Pf1 ,Pf2không đáng kể , có thể bỏqua Sự bỏ qua này chỉ gây ra sai số (1,5- 2)% Bằng cách lập các phương trình cânbằng mô men của các lực tác dụng lên ô tô khi phanh đối với các điểm tiếp xúc giữabánh xe với mặt đường A và B ta có thể xác định được các lực vuông góc Z1 và Z2 tácdụng lên ô tô khi phanh như sau:

1

j g

Gb P h Z

L





(3)Trong đó:

Pj –lực quán tính sinh ra trong khi phanh

a,b,hg – tọa độ trọng tâm của ô tô

L – chiều dài cơ sở của ô tô

Thay giá trị Pj vào công thức trên ta được:

Để sử dụng hết trọng lượng bám của ô tô thì cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh

xe trước và sau, lực phanh lớn nhất đối với toàn xe là:

Ppmax= G.φ (6)

Sự phanh có hiệu quả nhất khi các lực phanh sinh ra ở các bánh xe tỷ lệ với tảitrọng tác dụng lên chúng, mà tải trọng tác dụng lên các bánh xe lại thay đổi do có lựcquán tính tác dụng.

Khi phanh đạt hiệu quả cao nhất thì tỷ số giữa các lực phanh ở các bánh trước vàlực phanh ở các bánh sau là:

p p

1 2

Pj= Pp1 + Pp2 (9)

Và Pjmax = Ppmax = Gφ (10)

Thay giá trị Pjmax vào biểu thức (8) ta có:

1 2

Từ biểu thức (11) ta có thể thấy trong điều kiện sử dụng của ô tô thì tọa độ trọngtâm của ô tô (a, b, hg) luôn luôn thay đổi do chất tải khác nhau Khi xe chuyển độngtrên đường thì gặp các loại đường khác nhau (đường nhựa, bê tông hay đường đất ) vàgặp các khí hậu khác nhau ( trời nắng, trời mưa hay trời rét ) do đó hệ số bám φ thayđổi Do vậy tỷ số Pp1/Pp2 luôn phải thay đổi trong điều kiện sử dụng để đảm bảo hiệuquả phanh cao nhất Để tạo được tỷ số Pp1/Pp2 thỏa mãn điều kiện của biều thức (11) thìphải thay đổi mô men phanh Mp1 và Mp2 sinh ra ở cơ cấu phanh trước và cơ cấu phanhsau Muốn thay đổi được momen phanh ở các cơ cấu phanh phải thay đổi áp suất dầuhoặc áp suất khí nén dẫn đến các xy lanh bánh xe (đối với phanh thủy lực) hoặc đếncác bầu phanh (đối với phanh khí nén) Đa số trên các xe đời cũ thường có áp suất dầuhoặc khí nén dẫn động dến các cơ cấu phanh trước và phanh sau bằng nhau, như vậykhông đảm bảo được sự phanh tối ưu theo công thức (11) ở các điều kiện sử dụng khácnhau Vì thế ngày nay người ta thường lắp hệ thống chống bó cứng bánh xe khi phanh(ABS) Cơ cấu này sẽ tự động điều khiển lực phanh ở các bánh xe bằng cách thay đổiquan hệ áp suất dẫn động ra cơ cấu phanh trước và cơ cấu phanh sau của ô tô.

2.2 Điều kiện phanh tối ưu

Lực phanh được tạo ra ở cơ cấu phanh, nhưng mặt đường là nơi tiếp nhận lựcphanh đó Vì vậy lực phanh của ô tô bị giới hạn bởi khả năng bám của bánh xe với mặtđường, mà đặc trưng là hệ số bám , theo mối quan hệ sau:

màmặt đường không có khả năng tiếp nhận sẽ làm bánh xe sớm bị bó cứng và trượtlếch trên đường.

Hệ số bám của lốp xe với mặt đường ngòai việc phụ thuộc vào loại đường sá vàtình trạng mặt đường thì còn phụ thuộc khá nhiều vào độ trượt tương đối của lốp xe vớimặt đường trong quá trình phanh (độ trượt giữa tốc độ xe với tốc độ bánh xe)

Sự phụ thuộc của hệ số bám vào độ trượt được thể hiện qua đồ thị sau:

Hình 2.2: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hệ số bám vào độ trượt

Hệ số trượt tương đối giữa tốc độ xe với tốc độ bánh xe được định nghĩa là:

r : Bán kính làm việc của bánh xe;

Hệ số bám dọc được hiểu là tỷ số của lực phanh tiếp tuyếnPphanh

G

P



Với khái niệm trên thì hệ số bám dọc bằng không khi lực phanh tiếp tuyến bằngkhông, nghĩa là lúc chưa phanh

Từ đồ thị, ta thấy hệ số bám dọc đạt cực đại ở giá trị độ trượt tối ưu 0 Thựcnghiệm chứng tỏ rằng giá trị độ trượt tối ưu 0 này thường nằm trong khoảng từ 15-30%.ở giá trị độ trượt tối ưu 0 này không những đảm bảo giá trị hệ số bám dọc đạtcực đại mà hệ số bám ngang cũng có giá trị khá cao.

Như vậy nếu giữ cho quá trình phanh xảy ra ở độ trượt của bánh xe là0 thì sẽđạt được lực phanh cực đại Nghĩa là hiệu quả phanh sẽ cao nhất và đảm bảo ổn địnhtốt khi phanh.Vì vậy khi thiết kế hệ thống phanh người ta đưa vào bộ chống hãm cứngbánh xe

Khi bàn đạp phanh được ấn trong lúc lái xe, bánh xe có thể bị bó cứng trước khi

xe dừng Trong trường hợp này, tính linh hoạt của xe bị giảm nếu bánh xe phía trước bịbócứng vàtính ổn định của xe bị giảm nếu bánh xe phía sau bị bó cứng, tạo ra tìnhtrạng không ổn định ABS điều khiển chính xác hệ số trượt của bánh xe để đảm bảo lựcbám lớn nhất trên mỗi lốp, do đó, đảm bảo tính linh hoạt và tính ổn định cho chiếc xe.ABS tính tóan hệ số trượt của bánh xe dựa trên tốc độ của xe và tốc độ bánh xe,sau đó nó điều khiển áp suất dầu phanh để đạt đến hệ số trượt mong muốn

Chương 3: HỆ THỐNG ABS TRÊN XE TOYOTA INNOVA

3.1 Thông số kỹ thuật của xe Toyota innova 2010

Chiều rộng cơ sở trước/sau 1510/1510mm

Trọng lượng không tải (kg) 2210 kg

Dung tích bình nhiên liệu (lít)55lít

Cửa, chỗ ngồi

Số chỗ ngồi 8chỗ

3.2 Các bộ phận chính của hệ thống phanh ABS

Cơ cấu ABS được thiết kế dựa trên cấu tạo của một cơ cấu phanh thường Ngoài

ra các cụm bộ phận chính của một cơ cấu phanh như cụm xy lanh chính, bầu trợ lực, cơcấu phanh bánh xe, các van điều hoà lực phanh.Để thực hiện chức năng chống hãmcứng bánh xe khi phanh, thì cơ cấu ABS cần trang bị thêm các bộ phận như : cảm biếntốc độ bánh xe, hộp diều khiển điện tử (ECU), bộ chấp hành thuỷ lực, bộ chẩn đoán,báo lỗi

Một cơ cấu ABS bao gồm 3 cụm bộ phận chính :

- Cụm tín hiệu vào gồm các cảm biến tốc độ bánh xe, công tắc báo phanh, …cónhiệm vụ gửi thông tin tốc độ bánh xe, tín hiệu phanh về hộp điều khiển điện tử (ECU),dưới dạng tín hiệu điện

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

Hình 3.2:Sơ đồ khối các cụm chức năng của cơ cấu ABS.

3.3 Sơ đồ ,cấu tạo và hoạt động của các cụm chi tiết của hệ thống phanh ABS

3.3.1 Cơ cấu phanh.

Hệ thống phanh xe Toyota INNOVA gồm:

- Hệ thống phanh chính (phanh chân): Phanh trước là phanh đĩa và phanh sau làphanh tang trống điều khiển bằng thuỷ lực trợ lực chân không, có sử dụng hệ thốngchống hãm cứng ABS

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

- Dầu phanh: DOT 3 hoặc DOT 4

- Đĩa phanh: thường được chế tạo bằng gang Đĩa đặc có chiều dày 8  13 mm.Đĩa xẻ rãnh thông gió dày 16  25 mm Đĩa ghép có thể có lớp lõi bằng nhôm hayđồng còn lớp 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 chếtạo bằng hợp kim nhôm, cần thiết phải giảm nhiệt độ đốt nóng dầu phanh Một trongcác biện pháp để giảm nhiệt độ của dầu phanh là giảm diện tích tiếp xúc giữa pistonvới guốc phanh 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

12  16% diện tích bề mặt đĩa, nên điều kiện làm mát đĩa rất thuận lợi

- Hình 3.3 dưới đây là sơ đồ kết cấu phanh dĩa sử dụng trên xe

Hình 3.3: Sơ đồ kết cấu phanh đĩa 1- Má kẹp và xy lanh; 2- Chốt dẫn hướng; 3- Đĩa phanh; 4- Piston; 5- Vòng làm kín; 6- Vòng chắn bụi; 7,8- má phanh; 9- Lò xo để giảm rung má phanh trên má kẹp.

Guốc phanh: Hầu hết guốc phanh được cấu tạo bởi hai miếng ghép lại Độ congcủa vành guốc phù hợp với mặt trong của trống phanh, bề mặt của vành guốc được gắn

với má phanh.Guốc phanh được chế tạo từ nhôm đúc, có trọng lượng nhẹ và tản nhiệttốt.

Má phanh: má phanh được gắn vào guốc phanh bằng một trong hai cách, dán keohoặc tán rivê

Mâm phanh: Được thiết kế, chế tạo để gắn cụm phanh, mâm phanh được gắn bằngbulong vào trục bánh sau hoặc khớp lái ở cầu trước, trên mâm phanh cũng có các lỗ,vấu lồi để gắn xilanh thủy lực, lò xo giữ guốc phanh và cáp phanh tay

Lò xo phanh: Cụm phanh tang trống thông thường sử dụng hai lò xo, một bộ kéoguốc phanh về vị trí nhả phanh, một bộ dùng để giữ guốc phanh tựa vào mâm phanh.Các lò xo gắn thêm thường được dùng để vận hành cơ cấu tự điều chỉnh và chốnh trạngthái chùng lỏng của hệ thống phanh tay

Bộ điều chỉnh guốc phanh: Các guốc phanh phải được điều chỉnh theo chu kỳ đểgiữ cho má phanh phải tương đối sát với bề mặt trống phanh Nếu khe hở giữa máphanh và bề mặt trống phanh quá lớn khiến chân phanh phải ấn một đoạn dài phanhmới có tác dụng gây nguy hiểm.Có thời gian khe hở má phanh được điều chỉnh bằngtay.Ở loại phanh trợ động, bộ điều chỉnh là một cụm bằng ren

Trống phanh: Có hình dáng như cái thùng được gắn vào trục bánh xe hoặc mặtbích của moayơ, ở ngay bên trong bánh xe và cùng quay với bánh xe Trống phanh có

bề mặt cứng chịu đượng mài mòn, có độ bền vật liệu tốt để không bị biến dạng và hoạtđộng như một bộ phận tiêu nhiệt

Hình 3.4 : sơ đồ kết cấu phanh tang trống.

3.3.2 Xy lanh phanh 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

Hình 3.5: Kết cấu xy lanh chính.

1,5- Piston; 2,3,4- Nút cao su làm kín; 6- Lỗ cung cấp dầu; 7- Lỗ bù dầu; 8,9- Lò xo

hồi vị.

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 khônggian phía trước đầu piston

1- Piston; 2- Van chân không; 3-Van không khí;

4- Vòng cao su; 5- Cần đẩy; 6- Phần tử lọc; 7- 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 (hoặc màng) Van chân không 2, làm nhiệm vụ: Nối thông hai khoang A và B khi nhả phanh

và cắt đường thông giữa chúng khi đạp phanh Van không khí 3, làm nhiệm vụ: cắt đường thông của khoang A với khí quyển khi nhả phanh và mở đường thông của

khoang A khi đạp phanh Vòng cao su 4 là cơ cấu tỷ lệ: Làm nhiệm vụ đảm bảo sự tỷ

đó tạo nên một lực phụ hỗ trợ cùng người lái tác dụng lên các piston trong xylanh chính,

ép dầu theo các ống dẫn (dòng 1 và 2) đi đến các xylanh bánh xe để thực hiện quá trìnhphanh Khi lực tác dụng lên piston 1 tăng thì biến dạng của vòng cao su 4 cũng tăng theolàm cho piston hơi dịch về phía trước so với cần 5, làm cho van không khí 3 đóng lại,giữ cho độ chênh áp không đổi, tức là lực trợ lực không đổi Muốn tăng lực phanh, ngườilái phải tiếp tục đạp mạnh hơn, cần 5 lại dịch chuyển sang phải làm van không khí 3 mở

ra cho không khí đi thêm vào khoang A Ðộ chênh áp tăng lên, vòng cao su 4 biến dạngnhiều hơn làm piston hơi dịch về phía trước so với cần 5, làm cho van không khí 3 đónglại đảm bảo cho độ chênh áp hay lực trợ lực không đổi và tỷ lệ với lực đạp Khi lựcphanh đạt cực đại thì van không khí mở ra hoàn toàn và độ chênh áp hay lực trợ lực cũngđạt giá trị cực đại

Bộ trợ lực chân không có hiệu quả thấp, nên thường được sử dụng trên các ô tô dulịch và tải nhỏ

đo tốc độ trung bình của hai bánh xe dựa vào tốc độ của bánh răng vành chậu Ở bánh

xe, cảm biến tốc độ được gắn cố định trên các giá đỡ của các bánh xe, vành răng cảmbiến được gắn trên đầu ngoài của bán trục hay trên cụm moay ơ bánh xe, đối diện vàcách cảm biến tốc độ một khe hở nhất định gọi là khe hở từ

Cảm biến tốc độ bánh xe có hai loại : Cảm biến điện từ và cảm biến HALL Trong

đó loại cảm biến điện từ được sử dụng phổ biến hơn

Hình 3.8: Cảm biến tốc độ bánh xe loại điện từ.

 Nguyên lý hoạt động

Khi bánh xe quay, vành răng quay theo, khe hở A giữa hai đầu lõi từ và vành răngthay đổi, từ thông biến thiên làm xuất hiện trong cuộn dây một sức điện động xoaychiều dạng hình sin có biên độ và tần số thay đổi tỉ lệ theo tốc độ góc của bánh xe

(hình 3.9) Tín hiệu này liên tục được gửi về ECU Tuỳ 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 thấp, hoặc cao hơn 100mV ở tốc độ cao

Khe hở không khí giữa lõi từ và đỉnh răng của vành răng cảm biến chỉ khoảng1mm và độ sai lệch phải nằm trong giới hạn cho phép Cơ cấu ABS sẽ không làm việctốt nếu khe hở nằm ngoài giá trị tiêu chuẩn

Hình 3.9:Tín hiệu điện áp ở cảm biến tốc độ bánh xe.

 Vị trí tương quan giữa cảm biến và rotor cảm biến

 Lắp đặt theo vị trí hướng vào tâm rotor: thường thấy trên các cảm biến tốc độcác bánh xe phía trước.

Hình 3.10: Trục cảm biến vuông góc trục rotor cảm biến

 Lắp đặt theo vị trí song song trục rotor cảm biến

Hình 3.11: Trục cảm biến song song trục rotor cảm biến

Kiểu lắp đặt này thường thấy trên các cảm biến tốc độ bánh xe phía sau

3.3.4.2 Cảm biến giảm tốc.

Hình 3.12: Các chế độ hoạt động của cảm biến giảm tốc.

Trên một số xe ngoài cảm biên tốc độ bánh xe còn được trang bị thêm một cảmbiến giảm tốc cho phép ECU xác định chính xác hơn sự giảm tốc của xe trong quá trìnhphanh Kết quả là, mức độ đáp ứng của ABS được cải thiện tốt hơn Nó thường được

sử dụng nhiều trên xe 4WD bởi vì nếu một trong các bánh xe bị hãm cứng thì các bánh

xe khác cũng có xu hướng bị hãm cứng theo, do tất cả các bánh được nối với cơ cấutruyền lực nên có tốc độ ảnh hưởng lẫn nhau Cảm biến giảm tốc còn gọi là cảm biến

“G”

Hình 3.13: Vị trí và cấu tạo cảm biến giảm tốc