tính toán thiết kế hệ thống phanh xe hyundai creta 2016

- Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định chuyển động củaôtô - Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiểnkhông lớn - Dẫn động phanh có độ

1.1 Công dụng, yêu cầu và phân loại hệ thống phanh 3

1.1.1 Công dụng 3

1.1.2 Yêu cầu 3

1.1.3 Phân loại 3

1.2 Cấu tạo chung của hệ thống phanh 4

1.2.1 Cơ cấu phanh 4

1.2.2 Cơ cấu phanh dừng 9

1.2.3 Dẫn động phanh 9

1.2.4 Bộ cường hóa lực phanh 14

1.2.5 Bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS 16

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG PHANH XE HYUNDAI CRETA 2016 19

2.1 Giới thiệu về xe Hyundai Creta 19

2.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc chung hệ thống phanh trên xe 21

2.2.1 Đặc điểm cấu tạo của hệ thống phanh: 21

2.2.2 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc 22

2.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các phần tử trong hệ thống phanh 23

2.3.1 Cơ cấu phanh: 23

2.3.2 Xilanh phanh chính: 24

2.3.3 Bộ trợ lực phanh: 25

2.3.4 Hệ thống ABS, EBD 28

2.3.5 Đồng hồ táp lô: 37

2.3.6 Công tắc đèn phanh: 37

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH XE HYNDAI CRETA 2016 38

3.1.Thiết kế tính toán cơ cấu phanh 38

3.1.1 Xác định mô men phanh cần thiết tại các bánh xe 38

3.1.2 Tính toán cơ cấu phanh đĩa 39

3.1 3 Xác định các kích thước má phanh 39

3.2 Tính toán dẫn động phanh 40

3.2.2 Đường kính xi lanh chính 41

3.2.3 Hành trình làm việc của pít tông xi lanh bánh xe 43

3.2.4 Xác định hành trình pít tông xi lanh lực 43

3.3 Tính toán thiết kế bộ trợ lực phanh 44

3.3.1 Hệ số cường hóa của trợ lực 45

3.3.2 Xác định kích thước màng cường hoá 46

3.3.3 Tính toán các lò xo 47

3.4 Thiết kế tính toán bộ điều hòa lực phanh dạng pít tông vi sai 53

3.4.1 Xây dựng đồ thị quan hệ áp suất 53

3.4.2 Chọn đường đặc tính điều chỉnh 55

3.4,3 Xác định hệ số bám  đạt hiệu quả phanh cao nhất (TN ): 56

3.4.4 Xác định hệ số Kđ 57

3.4.5 Chọn và xác định thông số kết cấu 57

3.4.6 Kiểm tra lai đường kính D của piston vi sai: 58

3.4.9 Kiểm tra đặc tính điều chỉnh của bộ điều hoà áp lực phanh: 59

CHƯƠNG 4:BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE HYUNDAI CRETA 2016 60

4.1 Chẩn đoán và phương pháp chẩn đoán cơ cấu phanh trong hệ thống phanh 60

4.1.1 Chẩn đoán cơ cấu phanh 60

4.1.2 Các phương pháp kiểm tra và bảo dưỡng cơ cấu phanh 60

4.2 Sửa chữa các hư hỏng thường gặp của hệ thống phanh 73

4.3 Những lưu ý khi sử dụng hệ thống phanh 76

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH1.1 Công dụng, yêu cầu và phân loại hệ thống phanh

Hệ thống phanh trên ôtô cần đảm bảo các yêu cầu sau:

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

- Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định chuyển động củaôtô

- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiểnkhông lớn

- Dẫn động phanh có độ nhạy cao

- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ đểđảm bảo sử dụng hết trọng lượng bám của xe khi phanh ở các cường độ khác nhau

- Không có hiện tượng tự xiết phanh

- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt

- Có hệ số ma sát giữa trống phanh và má phanh cao nhất có thể và ổn định trongđiều kiện sử dụng

- Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp với lực phanh trên bánh xe

- Có khả năng phanh khi ôtô dừng trong thời gian dài

1.1.3 Phân loại

1.1.3.1 Theo công dụng

Theo chức năng hệ thống phanh được chia thành các loại sau:

- Hệ thống phanh chính (phanh chân)

- Hệ thống phanh phụ

- Hệ thống phanh dừng (phanh tay)

1.1.3.2 Theo kết cấu cơ cấu phanh.

Theo kết cấu của cơ cấu phanh hệ thống phanh được chia thành hai loại sau:

- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc

- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa

- Hệ thống phanh dẫn động có cường hóa

1.1.3.4 Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh

Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệthống phanh với bộ điều hoà lực phanh

1.1.3.5 Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh

Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống phanhvới bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh ABS)

1.2 Cấu tạo chung của hệ thống phanh.

hệ thống phanh bao gồm hai phần chính:

- Cơ cấu phanh:

Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômen hãm trên bánh xe khiphanh trên ôtô

- Dẫn động phanh:

Dẫn động phanh dùng để truyền và khuyếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanhđến cơ cấu phanh Tuỳ theo dạng dẫn động: cơ khí, thuỷ lực, khí nén hay kết hợp màtrong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau Ví dụ nếu là dẫn động cơkhí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và các thanh, đòn cơ khí Nếu là dẫn động thuỷlực thì dẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh chính (tổng phanh), xi lanh công tác (xilanh bánh xe) và các ống dẫn

1.2.1 Cơ cấu phanh

1.2.1.1 Cơ cấu phanh tang trống

Ðây là loại cơ cấu phanh được sử dụng phỗ biến nhất Cấu tạo gồm :

Trống phanh : Là một trống quay hình trụ gắn với moay ơ bánh xe.

Các guốc phanh : Trên bề mặt gắn các tấm ma sát (còn gọi là má phanh)

Cơ cấu ép : Khi phanh, cơ cấu ép do người lái điều khiển thông qua dẫn động, sẽ épcác bề mặt ma sát của guốc phanh tỳ chặt vào mặt trong của trống phanh, tạo ra lực masát phanh bánh xe lại

Các sơ đồ và chỉ tiêu đánh giá

Hình 1.1: Các cơ cấu phanh thông dụng và sơ đồ lực tác dụng

a Ép bằng cam b Ép bằng xylanh thủy lực

c Hai xylanh ép, guốc phanh một bậc tự do

d Hai xilanh ép, guốc phanh hai bậc tự do e Cơ cấu phanh guốc cường hoá

Có rất nhiều sơ đồ để kết nối các phần tử của cơ cấu phanh Các sơ đồ này khácnhau ở chỗ:

Dạng và số lượng cơ cấu ép

Số bậc tự do của các guốc phanh

Ðặc điểm tác dụng tương hỗ giữa guốc với trống, giữa guốc với cơ cấu ép và do vậykhác nhau ở :

Hiệu quả làm việc

Ðặc điểm mài mòn các bề mặt ma sát của guốc

Mức độ phức tạp của kết cấu

Hiện nay, đối với hệ thống phanh làm việc, được sử dụng thông dụng nhất là các

sơ đồ trên hình 1.1a và hình 1.1b Tức là sơ đồ với loại guốc phanh một bậc tự do, quayquanh hai điểm cố định đặt cùng phía và một cơ cấu ép Sau đó đến các sơ đồ trên hình

1 1c và 1 1d

Ðể đánh giá, so sánh các sơ đồ khác nhau, ngoài các chỉ tiêu chung, người ta sửdụng ba chỉ tiêu riêng đặc trưng cho chất lượng của cơ cấu phanh là : Tính thuận nghịch(đảo chiều), tính cân bằng và hệ số hiệu quả

Cơ cấu phanh có tính thuận nghịch là cơ cấu phanh mà giá trị mômen phanh do nótạo ra không phụ thuộc vào chiều quay của trống, tức là chiều chuyển động của ôtô máykéo

Cơ cấu phanh có tính cân bằng tốt là cơ cấu phanh khi làm việc, các lực từ guốcphanh tác dụng lên trống phanh tự cân bằng, không gây tải trọng phụ tác dụng lên cụm ổtrục bánh xe

Hệ số hiệu quả là một đại lượng bằng tỷ số giữa mômen phanh tạo ra và tích củalực dẫn động nhân với bán kính trống phanh (hay còn gọi một cách quy ước là mômencủa lực dẫn động)

Sơ đồ lực tác dụng lên guốc phanh trên hình 1.1 là sơ đồ biểu diễn đã được đơn giảnhóa nhờ các giả thiết sau :

Các má phanh được bố trí đối xứng với đường kính ngang của cơ cấu

Hợp lực của các lực pháp tuyến (N) và của các lực ma sát (fN) đặt ở giữa vòng cungcủa má phanh trên bán kính rt

Xét sơ đồ hình 1 1a

Cơ cấu ép bằng cơ khí, dạng cam đối xứng

Guốc phanh một bậc tự do, điểm quay của guốc ở cùng phía

Vì thế độ dịch chuyển của các guốc luôn luôn bằng nhau Và bởi vậy áp lực tácdụng lên các guốc và mômen phanh do chúng tạo ra có giá trị như nhau :

N1 = N2 = N và Mp1 = Mp2 = Mp

Do hiện tượng tự siết nên khi N1 = N2 thì P1< P2, vì lực ma sát tác dụng lên guốctrước hỗ trợ cho lực ép guốc phanh vào trống phanh và hỗ trợ cho lực dẫn động, còn lực

ma sát tác dụng lên guốc phía sau có xu hướng làm giảm lực ép

Cơ cấu phanh có tính thuận nghịch

Cơ cấu phanh có tính cân bằng

Hệ số hiệu quả : Khq = (Mp/(P1+P2).rt = 100%

Phạm vi sử dụng : Thường được sử dụng với dẫn động khí nén nên thích hợp chocác ôtô tải và khách cỡ trung bình và lớn

Xét sơ đồ hình 1.1b

Cơ cấu ép bằng xylanh thủy lực

Guốc phanh một bậc tự do, hai điểm quay cố định nằm cùng phía

Lực dẫn động của hai guốc bằng nhau : P1 = P2 = P Tuy vậy do hiện tượng tự siếtnên áp lực N1 > N2 và Mp1 > Mp2 Cũng do N1 > N2 nên áp suất trên bề mặt má phanh củaguốc trước lớn hơn guốc sau, làm cho các guốc mòn không đều Ðể khắc phục hiện tượng

đó, ở một số kết cấu đôi khi người ta làm má phanh của guốc tự siết dài hơn hoặc dùngxylanh ép có đường kính làm việc khác nhau : Phía trước tự siết có đường kính nhỏ hơn

Cơ cấu phanh có tính thuận nghịch

Cơ cấu phanh không có tính cân bằng

Hệ số hiệu quả : Cơ cấu phanh dùng cơ cấu ép thủy lực có hệ số hiệu quả là Khq =116%-122% khi có cùng kích thước chính và hệ số ma sát giữa má phanh và trốngphanh : f = 0,30-0,33

Phạm vi sử dụng : Thường sử dụng trên các ôtô tải cỡ nhỏ và vừa hoặc các bánh saucủa ôtô du lịch

Xét sơ đồ hình 1.1c

Ðể tăng hiệu quả phanh theo chiều tiến của xe, người ta dùng cơ cấu phanh với haixylanh làm việc riêng rẽ

Cơ cấu ép cho hai xylanh thủy lực

Guốc phanh một bậc tự do, hai điểm quay cố định nằm hai phía, sao cho khi xechạy tiến thì cả hai guốc đều tự siết

Cơ cấu phanh không có tính thuận nghịch, mômen sinh ra theo chiều tiến lớn hơnchiều lùi

Hệ số hiệu quả : Trong trường hợp này hiệu quả phanh có thể tăng được

(1,6 -1,8) lần so với cách bố trí bình thường Tuy nhiên khi xe chạy lùi hiệu quảphanh sẽ thấp

Phạm vi sử dụng : Thường được sử dụng ở cầu trước các ôtô du lịch và tải nhỏ, kếthợp với kiểu bình thường đặt ở các bánh sau, cho phép dễ nhàng nhận được quan hệ phânphối lực phanh cần thiết Ppt > Pps trong khi nhiều chi tiết của các phanh trước và sau cócùng kích thước

Ðể nhận được hiệu quả phanh cao cả khi chuyển động tiến và lùi, người ta dùng cơcấu phanh loại bơi như trên hình 1.1d

Xét sơ đồ hình 1 1.d

Cơ cấu ép gồm hai xylanh làm việc tác dụng đồng thời lên đầu trên và dưới của cácguốc phanh

Guốc phanh hai bậc tự do, không có điểm quay cố định

Với kết cấu như vậy cả hai guốc phanh đều tự siết dù cho trống phanh quay theochiều nào Tuy nhiên nó có nhược điểm là kết cấu phức tạp

Cơ cấu phanh có tính thuận nghịch

Cơ cấu phanh có tính cân bằng

Hiệu quả phanh : Khq = (1,6 - 1,2) lần theo cả hai chiều

Ngoài bốn cơ cấu phanh này, để nâng cao hiệu quả phanh cao hơn nữa, người ta còndùng các cơ cấu phanh tự cường hóa (hình 1.1.e) Tức là các cơ cấu phanh mà kết cấu của

nó cho phép lợi dụng lực ma sát giữa một má phanh và trống phanh để cường hóa, tănglực ép và tăng hiệu quả phanh cho má kia

Các cơ cấu phanh tự cường hóa mặc dù có hiệu quả phanh cao, hệ số hiệu quả cóthể đạt đến 360% so với cơ cấu phanh bình thường dùng cam ép Nhưng mômen phanhkém ổn định, kết cấu phức tạp, tính cân bằng kém và làm việc không êm nên ít được sửdụng

1.2.1.2 Cơ cấu phanh đĩa

Cơ cấu phanh loại đĩa thường được sử dụng trên ôtô du lịch

Phanh đĩa có các loại : Kín, hở, một đĩa, nhiều đĩa, loại vỏ quay, đĩa quay và vòng

Áp suất phân bố đều trên bề mặt má phanh, do đó má phanh mòn đều và ít phải điềuchỉnh.

Bảo dưỡng đơn giản do không phải điều chỉnh khe hở

Phanh đĩa còn có một số nhược điểm hạn chế sự sử dụng của nó là :

Nhạy cảm với bụi bẩn và khó làm kín

Áp suất làm việc cao nên các má phanh dễ bị nứt xước

1.2.2 Cơ cấu phanh dừng.

Ðể đảm bảo an toàn khi chuyển động, trên ô tô ngoài hệ thống phanh chính (phanhchân ) đặt ở các bánh xe, ô tô còn được trang bị thêm hệ thống phanh dừng để hãm ô tôkhi đỗ tại chỗ, dừng hẳn hoặc đứng yên trên dốc nghiêng mà không bị trôi tự do, đồngthời hổ trợ cho hệ thống phanh chính khi thật cần thiết

Cơ cấu phanh dừng có thể dùng theo kiểu tang trống, đĩa hoặc dãi

Hệ thống phanh dừng có thể làm riêng rẽ, cơ cấu phanh lúc đó được đặt trên trục

ra của hộp số với ô tô có một cầu chủ động hoặc hộp số phụ ở ô tô có nhiều cầu chủ động

và dẫn động phanh là loại cơ khí Loại phanh dừng này còn là phanh truyền lực vì cơ cấuphanh nằm ngay trên hệ thống truyền lực Phanh truyền lực có thể là loại phanh đĩa hoặcphanh dãi

Trên một số ô tô du lịch và vận tải có khi cơ cấu phanh của hệ thống phanh dừnglàm chung với cơ cấu phanh của hệ thống phanh chính Lúc đó cơ cấu phanh được đặt ởbánh xe, còn truyền động của phanh dừng được làm riêng rẽ và thường là loại cơ khí, trênmột số xe thì có thêm trợ lực

1.2.3 Dẫn động phanh.

1.2.3.1 Dẫn động phanh chính bằng cơ khí

Dẫn đông phanh cơ khí gồm hê thống các thanh, các đòn bẩy và dây cáp Dẫn đôngphanh cơ khí ít dùng để điều khiển nhiều cơ cấu phanh vì nó khó đảm bảo phanh đồngthời tất cả các bánh xe, vì đô cứng vững của các thanh dẫn đông phanh không như nhau,khó đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiết giữa các cơ cấu phanh Do những đặc điểmtrên nên dẫn đông cơ khí không sử dụng cho hê thống phanh chính mà sử dụng ở hêthống phanh dừng Các chi tiết của cơ cấu phanh dừng (hình 2.2)

b c

Hình 1.2a Cơ cấu phanh dừngĐòn quay môt đầu được liên kết bản lề với phía trên của môt guốc phanh, đầu dướiliên kết với cáp dẫn đông Thanh nối liên kết môt đầu với đòn quay môt đầu với guốcphanh còn lại.Khi điều khiển phanh tay thông qua hê thống dẫn đông, cáp kéo một đầucủa đòn quay quay quanh liên kết bản lề với phía trên của guốc phanh bên trái Thôngqua thanh nối mà lực kéo ở đầu dây cáp sẽ chuyển thành lực đẩy từ chốt bản lề của đònquay vào guốc phanh bên trái và lực đẩy từ thanh kéo vào điểm tựa của nó trên guốcphanh bên phải Do đó hai guốc phanh đuợc bung ra ôm sát trống phanh thực hiên phanhbánh xe

Để điều khiển cơ cấu phanh hoạt động cũng cần phải có hê thống dẫn động Hêthống dẫn động của cơ cấu phanh dừng loại này thông thuờng bao gồm: một cần kéohoặc tay kéo (hình 5.a và 5.b); các dây cáp và các đòn trung gian (5.c)

1.2.3.2 Dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực

a Sơ đồ cấu tạo.

Hình 1.3: sơ đồ cấu tạo phanh dừng

Hình 1.4 Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực

1 Bàn đạp phanh 2 Xilanh chính 3 Đường ống dẫn

4 Xilanh công tác 5 Guốc phanh 6 Lò xo kéo 7 Trống phanh

Khi người lái thôi không tác dụng lực vào bàn đạp phanh, lò xo hồi vị 6 sẽ kéo haiguốc phanh 5 về vị trí ban đầu, hai piston bị ép vào và ép dầu trong hệ thống trở lại vàoxilanh chính 2

c Ưu diểm của hệ thống phanh.

- Các bánh xe được phanh đồng thời với sự phân bố lực phanh giữa các bánh xehoặc giữa các guốc phanh theo yêu cầu

- Hiệu suất cao

- Độ nhạy tốt, kết cấu đơn giản

- Có khả năng dùng trên nhiều loại xe mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh

d Nhược điểm của hệ thống phanh.

- Khi có chỗ nào bị hư hỏng thì cả hệ thống phanh đều không làm việc được.

- Hiệu suất truyền động giảm ở điều kiện nhiệt độ thấp

1.2.3.3 Dẫn động phanh chính bằng khí nén

a Sơ đồ cấu tạo.

Hình 1.5 Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén

1 Máy nén khí 2 Bình lắng dầu và nước 3 Bình chứa khí nén

4 Van phân phối 5, 6 Bầu phanh 7 Bàn đạp phanh

11 Trống phanh

b Nguyên lý làm việc.

Máy nén khí 1 được dẫn động bởi động cơ sẽ bơm khí nén qua bình lắng nước vàdầu 2 đến bình chứa khí nén 3 Áp suất của khí nén trong bình chứa xác định theo áp kế 8đặt trong buồng lái Khi cần phanh người lái tác dụng vào bàn đạp phanh 7, bàn đạp sẽdẫn động đòn van phân phối 4 đến các bầu phanh 5 và 6 Màng của bầu phanh sẽ bị ép vàdẫn động cam phanh 9 quay, do đó các má phanh 10 được ép vào trống phanh 11 để tiếnhành quá trình phanh

c Ưu điểm của hệ thống phanh.

- Điều khiển nhẹ nhàng, kết cấu đơn giản, tạo được lực phanh lớn

- Có khả năng cơ khí hoá quá trình điều khiển và có thể sử dụng không khí nén chocác bộ phận làm việc khác như: hệ thống treo loại khí, …

- Trong trường hợp xe kéo rơmooc, thì dẫn động phanh bằng khí nén đảm bảo chế

độ phanh rơmooc khác ô tô kéo, do đó phanh đoàn xe được ổn định, khi rơmooc bị táchkhỏi ô tô kéo thì rơmooc sẽ bị phanh một cách tự động

d Khuyết điểm của hệ thống phanh.

- Chế độ làm việc của hệ thống phụ thuộc vào chế độ làm việc của động cơ đốttrong

- Độ nhạy kém

- Kết cấu cồng kềnh do có nhiều cụm có kích thước lớn

- Giá thành cao

1.2.3.4 Dẫn động phanh chính bằng thủy khí kết hợp

Thường là sự kết hợp giữa hệ thống phanh thuỷ lực và hệ thống phanh khí nén Đó

là sự kết hợp những ưu điểm của hai hệ thống phanh, và khắc phục những nhược điểmcủa hai hệ thống phanh

a Sơ đồ cấu tạo.

Hình 1.6 Hệ thống phanh dẫn động liên hợp

1 Máy nén khí 2 Bình lọc 3 Bình chứa khí nén

4 Xilanh chính 5 Đường ống dẫn 6 Xilanh công tác

7 Má phanh 8 Trống phanh 9 Bàn đạp phanh

b Nguyên lý làm việc.

Máy nén khí 1 bơm khí nén qua bình lọc 2 sẽ cung cấp khí nén đến bình chứa 3.Khi tác dụng lên bàn đạp phanh 9, van sẽ mở để khí nén từ bình chứa 3 đến xilanh lựcsinh lực ép trên piston của xilanh chính 4, dầu dưới áp lực cao sẽ truyền qua đường ống

dẫn 5 đến các xilanh công tác 6 do đó sẽ dẫn động các guốc phanh 7 và thực hiện quátrình phanh

c Ưu điểm của hệ thống.

- Phần thuỷ lực:

+ Kích thước nhỏ gọn

+ Trọng lượng nhỏ

+ Độ nhậy của hệ thống cao

+ Phanh đồng thời các bánh xe

- Phần khí nén:

+ Điều khiển phanh nhẹ nhàng

+ Đảm bảo khả năng tuỳ động và khả năng điềukhiển phanh rơmooc

d Nhược điểm của hệ thống.

- Cấu tạo phức tạp

- Giá thành cao

- Khối lượng công việc chăm sóc bảo dưỡng nhiều

- Toàn bộ hệ thống ngừng làm việc khi hệ thống khí nén hỏng

- Khi ở nhiệt độ thấp thì phần truyền động thủy lực làm việc với hiệu suất thấp

1.2.4 Bộ cường hóa lực phanh.

Để giảm lực bàn đạp cho người lái trên hệ thống phanh xe lắp thêm bộ trợlực.Có rất nhiều loại trợ lực,sau đây là một số loại trợ lực:

Tận dụng được độ chênh áp giữa khí trời và đường ống nạp khi động cơ làm việc

mà không ảnh hưởng đến công suất của động cơ, vẫn đảm bảo được trọng tải chuyên chở

và tốc độ khi ôtô chuyển động Ngược lại khi phanh có tác dụng làm cho công suất củađộng cơ có giảm vì hệ số nạp giảm, tốc độ của ôtô lúc đó sẽ chậm lại một ít làm cho hiệuquả phanh cao Bảo đảm được quan hệ tỷ giữa lực bàn đạp và với lực phanh So vớiphương án dùng trợ lực phanh bằng khí nén, thì kết cấu bộ cường hoá chân không đơngiản hơn nhiều, kích thước gọn nhẹ,dễ chế tạo, giá thành rẻ, dễ bố trí trên xe.

Nhược điểm:

Độ chân không khi thiết kế lấy là 0,5 KG/cm2, áp suất khí trời là 1 KG/cm2, do

đó độ chênh áp giữa hai buồng của bộ cường hoá không lớn Muốn có lực cường hoá lớnthì phải tăng tiết diện của màng, do đó kích thước của bộ cường hoá tăng lên Phương ánnày chỉ thích hợp với phanh dầu loại loại xe du lịch, xe vận tải, xe khách có tải trọng nhỏ

và trung bình

*Cường hoá chân không kết hợp với thuỷ lực

Ưu điểm: Tận dụng được độ chênh áp giữa khí trời và đường ống nạp Bảo đảm

được quan hệ tỷ giữa lực bàn đạp và với lực phanh

Nhược điểm: Kết cấu phức tạp , phải cần thêm xilanh thuỷ lực

* Cường hoá bằng năng lượng điện từ

Ưu điểm: Có thể thiết kế đồng hoá cho nhiều loại xe chỉ cần thay đổi phần lập trình Nhược điểm: Giá thành cao.

Từ những phân tích ưu nhược điểm đã nói ở trên nhận thấy , phương án trợ lựccường hoá bằng chân không là phương án có tính kinh tế hơn hẳn vì những lí do sau :

- Bộ trợ lực chân không mà phương án đưa ra có kết cấu đơn giản nhất , khôngphức tạp như trợ lực khí nén với quá nhiều các cụm chi tiết như van phanh , máy nénkhí , bì hợp thuỷ lực Điều này cho phép hạ giá thành sản xuất và tạo thuận lợi cho việcbảo dưỡng sửa chữa

- Với lực bàn đạp nhỏ ta hoàn toàn có thể thiết kế được một bộ trợ lực có kíchthước nhỏ ,từ đó có thể có nhiều phương án bố trí

- Do sử dụng độ chênh áp giữa khí trời và đường ống nạp khi động cơ làm việcnên không ảnh hưởng đến công suất của động cơ , khác với trợ lực khí nén phải tríchcông suất động cơ để dẫn động máy nén khí nên gây tổn hao công suất động cơ Hơn nữaviệc sử dụng độ chất không còn làm tăng hiệu quả phanh vì khi phanh sẽ làm hệ số nạp giảm

do đó công suất của động cơ có giảm , lúc đó tốc độ của ôtô sẽ chậm lại một ít

Kết luận chung:

Xe cần thiết kế hệ thống phanh là xe du lịch 4 chỗ có tốc độ cao nên chọn dẫn động

trên ôtô Với cầu trước và cầu sau chọn cơ cấu phanh đĩa loại có giá đỡ xy lanh di động vìloại này có ưu điểm:

- Chất lỏng chỉ đưa vào một xy lanh, bởi vậy tăng diện tích cho không khí luồnvào làm mát cho đĩa phanh và má phanh tránh được hiện tương “sôi dầu” khi cần phanhliên tục

- Kết cấu đơn giản hơn loại phanh đĩa có giá cố định, tạo điều kiện hạ giá thànhcủa cụm chi tiết cơ cấu phanh

Để tính toán hệ thống phanh cho xe con ta tiến hành theo các bước là:

-tính cơ cấu phanh bao gồm:tính toán đĩa phanh,tấm ma sát,đường kính xi lanh côngtác…

-Tính toán dẫn động phanh:tính xi lanh chính,hành trình bàn đạp,trợ lực…

1.2.5 Bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS.

Các bộ điều chỉnh lực phanh, bằng cách điều chỉnh sự phân phối áp suất trong dẫnđộng phanh các bánh xe trước 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 >> 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 toànnhất, vì:

λ= V a−ω b r b

V a 100 %=(15÷30 )%

Ở đây: Va - Tốc độ chuyển động tịnh tiến của ôtô

ω b - Tốc độ góc của bánh xe.

r b - Bán kính lăn của bánh xe.

- Còn ôtô, khi phanh với tốc độ 180km/h trên đường khô, bề mặt lốp có thể bị mònvẹt 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 ranhững tai nạn nguy hiểm khi phanh

Hình 1.7: 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 trượt

lê 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 ngặt, cần phải điềuchỉnh áp suất trong dẫn động phanh sao cho độ trượt của bánh xe với mặt đường thay đổitrong 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

Các hệ thống chống hãm cứng bánh xe đã đuợc nghiên cứu nhiều ở Đức ngay từ

những năm đầu thế kỷ XX Tiếng Đức lúc đó gọi là AntiBlockier System và viết tắt là A.B.S, sau này tiếng Anh gọi là Antilock Braking System cũng viết tắt là A.B.S hay ABS.

Hình 1.8 Quá trình phanh có và không có ABS trên đoạn đường cong

CHƯƠNG 2:

PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG PHANH

XE HYUNDAI CRETA 20162.1 Giới thiệu về xe Hyundai Creta

Bảng các thông số kỹ thuật của xe:

Kích thước và khối lượng

Tọa độ trọng tâm xe:

Phân bố khối lượng khi đầy

16 van DOHC sản sinh công suất cực đại 122 mã lực tại 6.300 vòng/phút và momen xoắnđạt cực đại 154 Nm tại 4850 vòng/phút Trong khi đó, động cơ diesel U2 1.6 CRD-i cũngvới 5 xy lanh thẳng hàng, 16 van DOHC có khả năng phun nhiên liệu trực tiếp CRD-i,

tăng áp điều khiển biến thiên VGT, cho công suất cực đại 128 mã lực tại 4.000 vòng/phút

và momen xoắn tối đa đạt tới 265 Nm tại 1.900 – 2.750 vòng/phút

Hình 2.2: Hình ảnh phía trước xe Hyundai CretaHyundai Creta được trang bị rất nhiều công nghệ an toàn hiệu quả của một chiếcSUV thời thượng Kết cấu dạng tổ ong được áp dụng cho thân xe, giúp gia tăng độ vữngchắc, ổn định và an toàn Hệ thống khung xe kim loại mới ứng dụng công nghệ luyện kimđộc quyền của Hyundai, giúp gia tăng độ bền của khung xe lên hơn 20%, giảm thiểu cáctác động ngoại lực đồng thời tăng thêm độ bền trong quá trình sử dụng Hệ thống khung

vỏ này giúp Creta có thể hấp thụ mọi xung động khi xảy ra va chạm, đảm bảo an toàn tối

đa cho hành khách ngồi trên xe

Các hệ thống an toàn khác đều đạt mức tối ưu và hoạt động cực kỳ hiệu quả:

Hệ thống an toàn tối ưu cho phanh xe như công nghệ chống bó cứng phanh ABS

Hệ thống hỗ trợ lực phanh BA; kỹ thuật trang bị phanh cũng được cải tiến để kéodài thời gian sử dụng an toàn và hạn chế rủi ro hỏng hóc

Kỹ thuật cân bằng điện tử ESC giúp xe luôn cân bằng ở mọi tư thế và địa hình dichuyển

Công nghệ hỗ trợ khởi hành ngang dốc HAC hỗ trợ vận hành liên tục ngay cả khigặp vật cản khi đang leo dốc

Hệ thống giảm xóc cũng được tối ưu hóa hoạt động để luôn đạt được sự an toàncần thiết nhất

Hệ thống treo MDPS (Motor driven power-steering) tiên tiến, giúp tay lái êm ái,

ổn định, phản ứng nhanh và chính xác ở những dải tốc độ khác nhau

2.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc chung hệ thống phanh trên xe

2.2.1 Đặc điểm cấu tạo của hệ thống phanh:

- Cơ cấu phanh trước: là kiểu phanh đĩa có càng phanh di động, đĩa phanh thông gió giúplàm mát tốt trong quá trình hoạt động

- Cơ cấu phanh sau: kiểu phanh đĩa có càng phanh di động, đĩa phanh là đĩa đặc

- Phanh dừng kiểu phanh đĩa tích hợp trên 2 bánh sau, điều khiển và dẫn động bằng cơkhí

- Trợ lực phanh sử dụng bầu trợ lực kiểu chân không có kết cấu nhỏ ngọn hỗ trợ phanhđạt hiệu quả trợ lực cao

- Trang bị ABS trên 4 bánh

- Trang bị hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD

Sự tích hợp của các hệ thống trên đã tạo ra một hệ thống phanh tối ưu nâng cao tínhnăng an toàn chủ động của xe

2.2.2 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc

1 Sơ đồ cấu tạo:

Mạch thuỷ lực trên xe ABS được bố trí dạng mạch đường chéo

Hình 2.3: Sơ đồ bố trí hệ thống phanh dạng tổng quát1-Bàn đạp phanh; 2-Trợ lực phanh; 3-Xilanh phanh chính; 4-Bộ cảm biến tốc độ; 5,10-Cụm cơ cấu phanh; 6-Bộ chấp hành ABS; 7-ECU điều khiển trượt; 8-Giắc chẩn đoánDLC; 9-Đèn báo trên bảng táp lô

2 Nguyên lý làm việc:

- Khi đạp phanh dầu áp suất cao trong xilanh phanh chính (3) được khuếch đại bởi trợ lực

sẽ được truyền đến các xilanh bánh xe và thực hiện quá trình phanh

- Nếu có 1 trong các bánh xe có dấu hiệu tốc độ giảm hơn so với các bánh khác (sắp bócứng) tín hiệu này được ECU (7) xử lý và ECU điều khiển bộ chấp hành phanh (6) (cácvan điện 2 vị trí) làm việc để giảm áp suất dầu trong xilanh bánh xe đó để nó không bị bócứng

- Nếu có hư hỏng trong hệ thống ABS thì đèn báo ABS trên bảng táp lô (9) sáng lên vàcông việc kiểm tra phải được tiến hành thông qua giắc (8) bằng máy chẩn đoán

2.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các phần tử trong hệ thống phanh

2.3.1 Cơ cấu phanh:

1 Cấu tạo:

Trên xe Creta cơ cấu phanh trước và sau đều là cơ cấu phanh đĩa và thuộc kiểucàng phanh di động Điều khác biệt cơ bản của 2 cơ cấu phanh trước và sau chỉ là thông

số đĩa phanh, kiểu đĩa phanh

Hình 2.4: Cấu tạo cơ cấu phanh trước và sau1-Miếng đệm; 2-Má phanh đĩa; 3-Càng phanh; 4-Đĩa phanh; 5-Piston phanh; 6-Chốt dịchchuyển; 7-Bulông ngàm phanh

Do cả phanh trước và phanh sau đều sử dụng cơ cấu là phanh đĩa nên ta sẽ chọn trìnhbày khai thác về cơ cấu phanh trước Phanh trước với cơ cấu là phanh đĩa và thuộc kiểucàng phanh di động Cơ cấu phanh trước vẫn sử dụng piston với piston kích thước to hơnpiston ở cơ cấu sau và 2 má phanh thì kích thước to hơn so với cơ cấu phanh sau và đượcliên kết với trục láp Khi bảo dưỡng cơ cấu phanh trước thì khi tháo ra sẽ đơn giản hơnmột chút so với cơ cấu sau khi không cần phải tháo ốc 12 của dây phanh tay

2 Nguyên lý làm việc:

Quá trình làm việc của cơ cấu phanh trước và sau là như nhau và được trình bày dướiđây:

- Khi đạp phanh: Dòng dầu có áp suất cao được truyền từ xilanh phanh chính tới xilanh

bánh xe, dưới áp suất của dầu làm piston dịch chuyển về phía trước theo hướng tác dụngcảu dầu làm cúp pen piston cao su bị biến dạng, piston tiếp tục tiến đến khi đẩy má phanh

áơ sát vào đĩa phanh Trong lúc đó do càng phanh (calip) là không cố định trên giá đỡ màdưới tác dụng của dòng dầu trong xilanh đẩy nó chuyển động ngược chiều với piston nhờtrục trượt làm má phanh còn lại lắp trên càng phanh cũng tiến vào áp sát vào đĩa phanh

áp suất dầu vẫn tăng và các má phanh bị đẩy tiếp xúc vào đĩa phanh lực ma sát giữa máphanh và đĩa phanh sẽ giúp giảm tốc độ của xe và dừng xe (đĩa phanh lắp trên may ơ)

- Khi thôi đạp phanh: Do dòng dầu hồi về bình chứa và xilanh phanh chính nên lực tác

dụng lên piston và càng phanh giảm dần và quá trình chuyển động của piston và càngphanh ngược chiều khi đạp phanh Lúc này đĩa phanh lại được tự do, cúp pen piston cũngtrả về vị trí ban đầu và kết thúc quá trình phanh

* Khi không đạp phanh: Cúp pen của piston số 1 và số 3 nằm giữa cửa vào và cửa bù làmcho xilanh và bình dầu thông nhau Piston số 2 bị lực của lò xo hồi vị số 2 đẩy sang phải,nhưng không thể chuyển động hơn nữa do có bu lông hãm.

* Khi đạp phanh: Piston số 1 dịch sang trái, cúp pen của nó bịt kín cửa hồi như vậy bịtđường thông nhau giữa xilanh và bình chứa Nếu piston bị đẩy tiếp, nó làm tăng áp suất dầu trong xilanh, áp suất này tác dụng lên xilanh bánh sau Do cũng có một áp suất dầunhư thế tác dụng lên piston số 2, piston số 2 hoạt động giống hệt như piston số 1 và tácdụng lên các xilanh bánh trước

* Khi nhả bàn đạp phanh: Các piston bị áp suất dầu và lực lò xo hồi vị đẩy về vị trí banđầu Tuy nhiên do dầu không chảy từ xilanh bánh xe về ngay lập tức, nên áp suất dầutrong xilanh chính giảm nhanh trong một thời gian ngắn (tạo thành độ chân không) Kếtquả là dầu trong bình chứa sẽ chảy vào xilanh qua cửa vào, qua rất nhiều khe trên đỉnhpiston và qua chu vi của cúp pen Sau khi piston trở về vị trí ban đầu thì dầu từ xilanhbánh xe dần dần trở về bình chứa qua xilanh chính và các cửa bù Các cửa bù cũng điềuhoà sự thay đổi thể tích dầu trong xilanh do nhiệt độ thay đổi Vì vậy nó tránh cho áp suấtdầu không bị tăng trong xilanh khi không đạp phanh

b) Khi hoạt động không bình thường (có sự cố trong hệ thống):

* Rò rỉ dầu phía sau xilanh phanh chính: Khi đạp phanh, piston số 1 dịch sang trái tuynhiên không sinh ra áp suất dầu ở phía sau của xilanh Vì vậy piston số 1 nén lò xo hồi vị

để tiếp xúc với piston số 2 để đẩy piston số 2 sang trái Piston số 2 làm tăng áp suất dầuphía trước xilanh, vì vậy làm hai phanh nối với phía trước bên phải và phía sau bên tráihoạt động

* Rò rỉ dầu phía trước xilanh chính: Do áp suất dầu không sinh ra ở phía trước xilanh,pisotn số 2 bị đẩy sang trái đến khi nó chạm vào thành xilanh Khi piston số 1 bị đẩy tiếpsang trái, áp suất dầu phía sau xilanh tăng cho phép 2 phanh nối với phía trước bên trái vàphía sau bên phải hoạt động

2.3.3 Bộ trợ lực phanh:

1 Khái quát:

Bộ trợ lực phanh là một cơ cấu sử dụng độ chênh lệch giữa chân không của động

đạp để điều khiển các phanh Bộ trợ lực phanh sử dụng chân không được tạo ra từ đườngống nạp của động cơ.

Hình 2.6: Bộ trợ lực chân không1-ống nối; 2-Thân trước; 3-Màng trợ lực; 4-Thân sau; 5-Lò xo hồi vị; 6-Van chân không;7-Bulông M8; 8-Phớt thân van; 9-Màng chắn bụi; 10,13-Lò xo hồi vị; 11-Lọc khí; 12-Cần đẩy; 14-Van điều khiển; 15-Van không khí; 16-Chốt chặn van;17-Piston; A-Buồng

áp suất không đổi; B-Buồng áp suất thay đổi; E-lỗ thông với khí trời;

K-Lỗ thông giữa A và B

3 Nguyên lý làm việc:

- Khi không tác động phanh: Van không khí được nối với cần điều khiển van và bị lò xophản hồi của van không khí kéo về bên phải Van điều chỉnh bị lò xo đẩy sang bên tráitiếp xúc với van không khí Do đó, không khí bên ngoài đi qua lưới lọc bị chặn lại khôngvào được buồng áp suất biến đổi Trong điều kiện này van chân không của thân van bịtách khỏi van điều chỉnh tạo ra một lối thông giữa buồng A và lỗ B Vì luôn luôn có chân

không trong buồng áp suất không đổi nên cũng có chân không trong buồng áp suất biếnđổi vào thời điểm này Vì vậy lò xo màng ngăn đẩy piston sang bên phải.

- Khi đạp phanh: Khi bàn đạp phanh, cần điều khiển van đẩy không khí làm nó dịchchuyển sang bên trái

Lò xo van điều chỉnh cũng đẩy van không khí dịch chuyển sang bên trái cho đến khi

nó tiếp xúc với van chân không Chuyển động này bịt kín lối thông giữa buồng A và B.Khi van không khí tiếp tục dịch chuyển sang bên trái, nó càng rời xa van điều chỉnh, làmcho không khí bên ngoài lọt vào buồng áp suất biến đổi qua lỗ E (sau khi qua lưới lọckhông khí)

Độ chênh áp suất giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất biến đổi làm chopiston dịch chuyển sang bên trái, làm cho đĩa phản lực đẩy cần đẩy bộ trợ lực về bên trái

và làm tăng lực phanh

- Trạng thái giữ phanh

Nếu đạp bàn phanh nửa chừng, cần điều khiển van và van không khí ngừng dịchchuyển nhưng piston vẫn tiếp tục di chuyển sang bên trái do độ chênh áp suất Lò xo vanđiều khiển làm cho van này vẫn tiếp xúc với van chân không, nhưng nó dịch chuyển theopiston

Vì van điều khiển dịch chuyển sang bên trái và tiếp xúc với van không khí, không khíbên ngoài bị chặn không vào được buồng áp suất biến đổi nên áp suất trong buồng biếnđổi vẫn ổn định Do đó, có một độ chênh áp suất không thay đổi giữa buồng áp suấtkhông đổi và buồng áp suất biến đổi Vì vậy, piston ngừng dịch chuyển và duy trì lựcphanh này

- Trợ lực tối đa: Nếu bàn đạp phanh xuống hết mức,van không khí sẽ dịch chuyển hoàntoàn ra khỏi van điều khiển, buồng áp suất thay đổi được nạp đầy không khí từ bên ngoài,

và độ chênh áp giữa buồng áp suất thay đổi và buồng áp suất không đổi là lớn nhất Điềunày tạo ra tác dụng cường hoá lớn nhất lên piston Sau đó dù có thêm lực tác dụng lênbàn đạp phanh, tác dụng cường hoá lên piston vẫn giữ nguyên, và lực bổ sung chỉ tácdụng lên cần đẩy bộ trợ lực và truyền đến xilanh chính

- Khi không có chân không: Nếu vì lý do nào đó, chân không không tác động vào bộtrợ lực phanh, sẽ không có sự chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất không đổi và buồng

áp suất thay đổi (vì cả hai sẽ được nạp đầy không khí từ bên ngoài) Khi bộ trợ lực phanh

ở vị trí “off” (ngắt), piston được lò xo màng ngăn đẩy về bên phải

Tuy nhiên, khi đạp bàn đạp phanh, cần điều khiển van tiến về bên trái và đẩy vankhông khí, đĩa phản hồi và cần đẩy bộ trợ lực Điều này làm cho piston của xilanh chínhtác động lực phanh lên phanh Đồng thời van không khí đẩy vào chốt chặn van lắp trongthân van Do đó, các phanh vẫn duy trì hoạt động kể cả khi không có chân không tácđộng vào bộ trợ lực phanh Tuy nhiên, vì bộ trợ lực phanh không làm việc nên sẽ cảmthấy bàn đạp phanh “nặng”

2.3.4 Hệ thống ABS, EBD

1 Sơ đồ bố trí các phần tử của hệ thống ABS:

Hình 2.7: Sơ đồ bố trí ABS trên xe1-Cảm biến tốc độ; 2-Cảm biến bàn đạp phanh; 3-Bộ chấp hành; 4-ECU điều khiển trượt;5-Giắc chẩn đoán; 6-Đèn báo ABS, báo phanh

- 4 cảm biến tốc độ bánh xe có tác dụng đo tốc độ bánh xe của mỗi bánh

- Cảm biến giảm áp: Đo sự tăng tốc hay giảm tốc của ô tô theo phương dọc xe

- Bộ điều khiển ABS và trợ lực thuỷ lực: Điều khiển sự hoạt động của ABS và trợ lựcthuỷ lực theo tín hiệu nhận được từ cảm biến tốc độ bánh xe, cảm biến giảm tốc và cáccông tắc áp suất

- Bộ chấp hành ABS cấp hay ngắt áp suất dầu từ xilanh phanh chính và trợ lực phanh đếncác xilanh bánh xe theo tín hiệu điều khiển từ ABS-ECU để điều khiển tốc độ bánh xe

- Bộ chấp hành của ABS-ECU trên xe Creta sử dụng loại van điện 2 vị trí với số lượng là

8 van (4 van giữ áp và 4 van giảm áp)

- Ngoài ra hệ thống còn bao gồm các đèn báo ABS

2 Bộ điều khiển ABS

a Vị trí ECU điều khiển trượt trong mạng liên kết thông tin CAN trên xe:

- Trên xe Creta sử dụng và phát triển mạng thông tin phức hợp MPX (MultiplexCommunication System) với chuẩn đường truyền dữ liệu là CAN (Communication AreaNetwork)

- Hệ thống MPX là một phương pháp thông tin liên lạc, nó truyền và nhận hai hay nhiều

dữ liệu sử dụng một đường truyền Trong mạng thông tin này các ECU được kết nối vớinhau bằng một đường truyền tín hiệu đơn (đường truyền) và dữ liệu hay tin nhắn đượctruyền giữa các ECU qua đường truyền này

- CAN là chuẩn truyền dữ liệu nối tiếp được tiêu chuẩn hoá quốc tế bởi ISO (được pháttriển lần đầu tiên bởi BOSH năm 1986) Kết nối của CAN là kết nối kiểu Bus, CAN baogồm một số giắc đấu dây (I/C) tạo thành hai đường bus chính có mạch đầu cuối, vàđường bus nhánh nối các ECU và cảm biến trên xe Ngoài ra còn có mạng F-CAN ( FullCommunication Area Network) là loại chuẩn truyền rộng hơn

- ECU điều khiển trượt và các cảm biến tốc độ cũng nằm trong hệ thống trên Dưới đây là

sơ đồ của hệ thống MPX trên xe

Hình 2.8: Sơ đồ mạch điều khiển ABS-ECU

- Thực tế trên xe Creta thì bộ điều khiển ABS-ECU (ECU điều khiển trượt) bao gồm điềukhiển tích hợp nhiều hệ thống như EBD do đó nó có cấu tạo hết sức phức tạp Nó baogồm rất nhiều các phần vi xử lý mã hoá tín hiệu đầu vào, xử lý trung gian và xử lý tínhiệu hoạt động của bộ chấp hành

b Nguyên lý làm việc:

H?p c?u ch?/rõ le dý?i n?p ð?y máy H?p c?u ch?/rõ le dý?i

Màu tr?ng Màu tr?ng Màu tr?ng

Màu ð?

S? 2 (50 A) S? 1 (100 A)

S? 3 (30 A)

S? 12 (15 A) S? 3 (30 A) H1

C2 C1

D8 Màu xanh lá cây

Màu xanh nh?t

S? 4 (7,5 A) Màu xám

Màu tr?ng Màu ð?

Màu xanh lá cây nh?t Màu xanh lá cây

19 28 27 1

B? k?t n?i d? li?u

Màu ðen

6 14 7 16 4

Màu xanh lá cây nh?t Màu xanh lá cây

Màu xanh lá cây nhat Màu tr?ng Màu ð?

A40 A36 A37 ECM-PCM

Màu xanh nh?t H?p MICU

C?m bi?n bánh

Màu xám

Màu tr?ng Màu ð?

16

8 9

B? ði?u ch?nh 5V

Các xolenoiit

Tr?ng Ð?

CAN-L CAN-H 1 17

Xanh nh?t

Tr?ng Ð?

Xanh lá cây H?ng vàng Xám Xanh lá cây nh?t Xanh lá cây

Ðen Ðen

10

12

2 3

18 14 5 6 15 25 24

Tr?ng Ð?

Xanh lá cây H?ng Vàng Ð?

Xanh lá cây nh?t Xám

Phía trý?c bên trái Trong Ngoài Trong Ngoài Trong Ngoài Trong Ngoài

Phía trý?c bên ph?i

Phía sau bên trái

Phía sau bên ph?i

M

Công t?c v? trí bàn ð?p phanh Ðóng : bàn ð?p phanh ðý?c nh?n 1

IG1

FSR+B MR+B

B? ði?u khi?n ði?u bi?n ABS

VCC

Ðèn báo h? th?ng phanh

F14

Hình 2.9: Sơ đồ hệ thống điện-điện tử điều khiển của ABS

- Trên cơ sở tín hiệu từ các cảm biến tốc độ bánh xe, ABS-ECU biết được tốc độ góc củacác bánh xe cũng như tốc độ xe Trong khi phanh mặc dù tốc độ góc của bánh xe giảm,mức độ giảm tốc sẽ thay đổi phụ thuộc vào cả tốc độ bánh xe và tình trạng mặt đường.Kết quả là ABS-ECU sẽ đánh giá được mức độ trượt của bánh xe với mặt đường và điềukhiển bộ chấp hành ABS để cung cấp dầu tối ưu đến các xilanh phanh bánh xe nhằm điềukhiển tốc độ tốt nhất các bánh xe

- ABS-ECU cũng bao gồm các chức năng như: Chức năng kiểm tra ban đầu, chức năngchẩn đoán, chức năng kiểm tra cảm biến tốc độ và chức năng dự phòng

* Chức năng điều khiển tốc độ bánh xe

Trong khi phanh nếu có bất kỳ bánh xe nào sắp bị bó cứng (áp suất dầu trong xilanhphanh bánh xe quá cao) ECU sẽ gửi tín hiệu đến bộ chấp hành để điều chỉnh áp suất thuỷlực theo các giai đoạn sau:

- Giai đoạn A: ECU đặt các van điện 2 vị trí vào chế độ giảm áp theo mức giảm tốc củabánh xe như vậy sẽ làm giảm áp suất dầu trong các bánh xe Sau khi áp suất giảm xuốngECU chuyển các van điện tư sang chế độ giữ để theo dõi sự thay đổi tốc độ của các bánh

xe Nếu ECU cho rằng cần tiếp tục giảm áp suất dầu thì nó sẽ tiếp tục giảm áp suất này

Hình 2.10: Điều khiển tốc độ bánh xe

- Giai đoạn B: Khi áp suất dầu bên trong xilanh bánh xe giảm (giai đoạn A), áp suất dầutác động vào bánh xe này giảm xuống Điều này làm cho bánh ECU điều khiển trượt đặtcác van điện từ vào chế độ giảm áp suất theo mức giảm tốc độc của các bánh xe, như vậy

sẽ giảm áp suất thuỷ lực trong xilanh của bánh xe Sau khi áp suất hạ xuống, ECU chuyểncác van điện từ sang chế độ “giữ” để theo dõi sự thay đổi tốc độ của bánh xe Nếu ECUcho rằng cần tiếp tục giảm áp suất thuỷ lực, nó sẽ lại giảm áp suất này, tác động vào bánh

xe này sẽ trở nên quá thấp Để tránh điều này, ECU liên tục đặt các van điện 2 vị trí lầnlượt vào chế độ “tăng áp suất” và chế độ “giữ áp suất” để bánh xe sắp bị khoá cứng sẽ hồiphục tốc độ

- Giai đoạn C: Khi áp suất dầu trong xilanh của bánh xe được ECU tăng từ từ (giai đoạnB) bánh xe lại có xu hướng bị bó cứng Do đó, ECU lại chuyển các van điện 2 vị trí vềchế độ “giảm áp suất” để giảm áp suất trong xilanh của bánh xe này

- Giai đoạn D: Vì áp suất thuỷ lực trong xilanh của bánh xe này lại giảm (giai đoạn C),ECU lại bắt đầu tăng áp suất như trong khoảng B

* Chức năng điều khiển rơ le

- Điều khiển rơ le van điện: ECU bật rơ le van điện khi thoả mãn tất cả các điều kiện+ Khoá điện bật

+ Chức năng kiểm tra ban đầu (nó hoạt động ngay lập tức khi khoá điện bật) đã hoàn

+ Không tìm thấy hư hỏng trong quá trình chẩn đoán

ECU sẽ tắt rơ le van điện nếu một trong các điều kiện trên không được thoã mãn

- Điều kiện rơ le bơm: ECU bật rơ le mô tơ khi tất cả các điều kiện sau được thoả mãn(nếu không được thoả mãn nó sẽ tắt)

+ ABS đang hoạt động hay chức năng kiểm tra ban đầu được thực hiện

+ Rơ le van điện bật

* Chức năng kiểm tra ban đầu

ABS-ECU kích hoạt van điện và mô tơ bơm theo thứ tự để kiểm tra hệ thống điện củaABS Chức năng này hoạt động khi tốc độ xe lớn hơn 6km/h với đèn phanh tắt (nó chỉhoạt động một lần sau mỗi lần bật khoá điện)

* Chức năng chẩn đoán

Nếu hư hỏng xảy ra trong bất kỳ hệ thống tín hiệu nào, đèn báo ABS trên bảng đồng

hồ sẽ bật sáng để lái xe biết hư hỏng đã xảy ra, ABS-ECU cũng sẽ lưu mã chẩn đoán củatất cả những hư hỏng Các mã này sẽ bị xoá khi tháo dây ác quy

* Chức năng kiểm tra cảm biến

- Kiểm tra điện áp ra của tất cả các cảm biến

- Kiểm tra sự giao động điện áp ra của tất cả các cảm biến

* Chức năng dự phòng

Nếu xảy ra hư hỏng trong hệ thống truyền tín hiệu đến ECU, dòng điện từ ECU đến

bộ chấp hành bị ngắt Kết quả là hệ thống phanh hoạt động giống như khi hệ thống ABSkhông hoạt động do đó vẫn đảm bảo được chức năng phanh bình thường

3 Cảm biến tốc độ bánh xe:

a Cấu tạo :

Bao gồm 1 rô to cảm biến và một bộ cảm

- Rô to cảm biến của xe Creta được chế tạo từ thép ít các bon và được từ hoá vào ca của ổ

bi may ơ với 98 cực từ

- Bộ cảm bao gồm một nam châm vĩnh cửu, một lõi từ và một cuộn dây cuộn ngoài lõi từ

- Rô to cảm biến và đầu bộ cảm đặt cách nhau một khoảng nhỏ từ 0,4-0,6 mm

b Nguyên lý hoạt động:

Khi bánh xe quay, rô to quay theo tạo ra từ trường biến đổi trong cuộn dây làm xuất hiệnmột suất điện động cảm ứng xoay chiều dạng hình sin Tín hiệu dạng xung này sẽ đượcgửi về ABS-ECU tần số và biên độ của tín hiệu phụ thuộc vào tốc độ bánh xe.

- Bao gồm 8 van điện 2 vị trí trong đó có 4 van giữ áp và 4 van giảm áp

- Van điện 1 chiều: bao gồm 4 van; Bơm dầu 2 chiếc và Bình dầu 2 bình

Hình 2.13: Sơ đồ bộ chấp hành ABSvan giữ áp (mở bình thường); van giảm áp (đóng bình thường)

b Nguyên lý hoạt động:

* Quá trình phanh bình thường

Trong quá trình phanh bình thường thì hệ thống ABS không hoạt động và ABS-ECUkhông gửi dòng điện đến cuộn dây của các van và mô tơ bơm không hoạt động Do đóđầu van 2 vị trí bị ấn xuống mở cửa van giữ áp và đóng cửa van giảm áp và làm các van ở

vị trí như hình vẽ dưới

Khi đạp phanh, dầu từ xilanh phanh chính sẽ qua van giữ áp đi vào xilanh phanh bánh

xe và thực hiện quá trình phanh bình thường

Khi nhả phanh thì dầu từ xilanh phanh bánh xe sẽ về qua van giữ áp để trở về xilanhphanh chính

*Khi thực hiện chế độ phanh gấp (hệ thống ABS sẽ hoạt động) Nếu có bất kỳ một bánh

xe nào xuất hiện tình trạng sắp bó cứng thì ABS-ECU sẽ gửi tín hiệu điều khiển áp suấtdầu phanh tác dụng lên xilanh bánh xe đó để giảm áp để tránh tình trạng bó cứng xảy ra Thông thường quá trình điều khiển áp suất dầu phanh qua 3 giai đoạn là:

- Giai đoạn giảm áp:

Khi một bánh xe sắp bị bó cứng, trên cơ sở tín hiệu nhận được từ cảm biến tốc độ bánh

xe ABS-ECU sẽ gửi điện (5V) đến các cuộn dây của các van điện làm sinh ra một lực từmạnh thắng được lực đàn hồi các lò xo van Kết quả là van giữ áp đóng lại và van giảm

áp mở khi đó dầu từ xilanh bánh xe sẽ trở về bình dầu Cùng lúc đó thì mô tơ bơm hoạtđộng nhơ tín hiệu từ ECU, dầu phanh được trả về xilanh phanh chính và bình tích năng

- Giai đoạn giữ áp:

Khi áp suất trong xilanh bánh xe giảm hay tăng cảm biến tốc độ bánh xe sẽ gửi tín hiệuđến ABS-ECU Nếu tốc độ bánh xe ở tốc độ mong muốn thì ABS-ECU sẽ cấp dòng điện(5V) đến van điện giữ áp tiếp tục đóng và cắt dòng điện của van giảm áp khi đó lò xo hồi

vị sẽ đóng van lại, tức là khi đó cả van giữ áp và van giảm áp đều đóng lại Kết quả là ápsuất dầu trong xilanh bánh xe được giữ ổn định

- Giai đoạn tăng áp:

Khi áp suất trong xilanh một bánh xe giảm làm tốc độ quay của nó tăng lên, xuất hiện sựchênh lệch tốc độ của bánh xe đó (nhanh hơn) so với các bánh khác thì tín hiệu từ cảmbiến tốc độ bánh xe sẽ được gửi về ABS-ECU ABS-ECU sẽ ngắt dòng điện đến van giữ

áp khi đó cả van giữ áp và van giảm áp đều có điện áp là 0V Kết quả là van giữ áp mở vàvan giảm áp đóng lại đều nhờ lực hồi vị của lò xo, dầu từ xilanh phanh chính đi vàoxilanh phanh bánh xe qua van giữ áp Cùng lúc đó thì mô tơ bơm vẫn hoạt động từ tínhiệu điều khiển của ABS-ECU cấp dầu từ bình chứa bổ sung vào xilanh bánh xe qua vangiữ áp làm tăng áp suất của xilanh bánh xe

*Bảng tổng hợp trạng thái làm việc:

Chế độ Van giữ áp Van giảm áp Dầu phanh

Tăng áp lực mở đóng Dầu xilanh chủ được bơm ra bộ

ngàm phanhGiữ nguyên áp lực đóng đóng Dầu bộ ngàm phanh được giữ bằng

van hút và van xảGiảm áp lực đóng mở - Dầu bộ ngàm phanh chảy qua van

xả tới bình chứa-Mô tơ bơm dầu bình chứa quabuồng giảm chấn đến xilanh chủ

5 Hệ thống EBD (Electronical Brake force Distribution)

Trên thực tế trong xe Creta thì hệ thống EBD được điều khiển cùng trong bộ điềukhiển ABS (tức là kết hợp ABS và EBD)

a Sơ đồ tổng quan điều khiển của hệ thống:

Hình 2.14: Sơ đồ điều khiển hệ thống EBDDLC3 - ( Data link connector ): 1 loại chuẩn giắc cắm

b Nguyên lý làm việc:

EBD trong ABS dùng để thực hiện việc phân phối lực phanh giữa bánh trước và sautheo điều kiện xe chạy Ngoài ra trong khi quay vòng nó cũng điều khiển lực phanh cácbánh bên phải và bên trái giúp duy trì ổn định của xe

* Phân phối lực phanh của các bánh trước/sau:

Nếu tác động của các phanh trong khi xe đang chạy thẳng, bộ chuyển tải trọng sẽgiảm tải trọng tác động lên các bánh sau

ECU xác định điều kiện này bằng các tín hiệu từ các cảm biến tốc độ và điều khiển bộchấp hành ABS để điều chỉnh tối ưu sự phân phối lực phanh đến các bánh xe

Chẳng hạn như, mức tải trọng tác động lên các bánh xe trong khi phanh sẽ thay đổituỳ theo xe có mang tải hay không Mức tải trọng tác động lên các bánh sau cũng thay đổitheo mức giảm tốc Như vậy sự phân phối lực phanh đến bánh sau được điểu chỉnh tối ưu

để sử dụng có hiệu quả lực phanh của các bánh sau theo những điều kiện này

Hình 2.15: Sơ đồ phân phối EDB có tính đến phân bố tải trọng

* Phân phối lực phanh giữa các bánh 2 bên khi quay vòng

Nếu tác động các phanh trong khi xe đang quay vòng, tải trọng tác động vào cácbánh bên trong sẽ tăng lên ECU xác định điều kiện này bằng các tín hiệu từ các cảm ứngtốc độ và điều khiển bộ chấp hành để điều chỉnh tối ưu sự phân phối lực phanh tới bánh

CHƯƠNG 3:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH XE HYNDAI

CRETA 20163.1.Thiết kế tính toán cơ cấu phanh

3.1.1 Xác định mô men phanh cần thiết tại các bánh xe

Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thì mô men phanh tính toán cầnsinh ra ở mỗi bánh xe cơ cấu phanh ở cầu trước là:

m 1 , m 2: Hệ số phân bố lại trọng lượng khi phanh ở cầu trước và cầu sau.