ĐỒ án tốt NGHIỆP Nghiên cứu hệ thống phanh ABS trên xe VIOS 2007

Chương 1: Tổng quan về hệ thống phanh ABS trên xe ô tô Vios 2007 Chương 2: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc hệ thống phanh ABS trên xe ô tô Vios 2007 Chương 3: Đặc điểm kết cấu của hệ thống phanh ABS trên xe ô tô Vios 2007 Chương 4: Quy trình thay dầu phanh của hệ thống phanh ABS trên xe ô tô Vios 2007

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Họ và tên sinh viên: … Lớp: …

Khoá: … Khoa: Công nghệ Ô tô

Giáo viên hướng dẫn: ThS …

NỘI DUNG

Nghiên cứu hệ thống phanh ABS trên xe VIOS 2007

PHẦN THUYẾT MINH

- MỞ ĐẦU

- Chương 1: Tổng quan về hệ thống phanh ABS trên xe ô tô Vios 2007

- Chương 2: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc hệ thống phanh ABS

trên xe ô tô Vios 2007

- Chương 3: Đặc điểm kết cấu của hệ thống phanh ABS trên xe ô tô Vios

2007

- Chương 4: Quy trình thay dầu phanh của hệ thống phanh ABS trên xe ô

tô Vios 2007

Tác giả xin cam đoan những kết quả trong đồ án là do bản thân thực hiện

dưới sự hướng dẫn của thầy giáo ThS … Ngoài tài liệu tham khảo đã liệt kê,

các số liệu tính toán và kết quả nghiên cứu là trung thực và chưa được ai công

bố trong bất cứ công trình nghiên cứu nào khác

Hà Nội, ngày tháng năm 2018

Sinh viên thực hiện

…, người đã trực tiếp hướng dẫn tận tình, chu đáo, luôn động viên khích lệ vàtạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho em trong suốt thời gian thực hiện khóaluận.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Công nghệ kỹ thuật Ô

tô đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ em trong quá trình học tập và hoànthành khóa luận tốt nghiệp này

Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè người thân trong gia đình luôntạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập.Trong suốt quá trình làm khóa luận, em đã cố gắng nỗ lực hết sức mình

để hoàn thành bản khóa luận này Tuy nhiên do kiến thức còn hạn hẹp, thờigian có hạn và nguồn tài liệu còn hạn chế nên bản khóa luận của em khôngtránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô để bảnkhóa luận của em được hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin kính chúc các thầy cô luôn mạnh khỏe, hạnh phúc vàthành công trong công việc cũng như trong cuộc sống

Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, ngày tháng năm 2018

Sinh viên thực hiện

Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý các loại phanh 5

Hình 1.2 Quá trình phanh có và không có ABS trên đoạn đường cong 6

Hình 1.3 Sơ đồ biểu diễn hệ số trượt trên các loại đường 8

Hình 1.4 Sơ đồ phân loại hệ thống ABS 10

Hình 1.5 Các phương pháp điều chỉnh áp suất phanh 11

Hình 1.6 Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe 12

Hình 1.7 Các lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh 13

Hình 1.8 Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS 14

Hình 1.9 Sự thay đổi áp suất trong dẫn động (a) và gia tốc chậm dần của bánh xe (b) khi phanh có ABS 15

Hình 1.10 Quá trình phanh điển hình trên mặt đường trơn không có ABS 16

Hình 1.11 Quá trình phanh điển hình của ôtô có trang bị ABS 17

Hình 1.12 Sơ đồ ABS 1 kênh 1 cảm biến 17

Hình 1.13 Sơ đồ ABS 3 kênh 3 cảm biến 18

Hình 1.14 Sơ đồ ABS 3 kênh 4 cảm biến 19

Hình 1.15 Sơ đồ ABS 4 kênh 4 cảm biến 19

Hình 1.16 Sơ đồ tổng thể xe TOYOTA VIOS 22

Hình 1.17: Kết cấu ly hợp 23

Hình 1.18: Mặt cắt của biến mô thủy lực hộp số tự động 25

Hình 1.19 Bộ phận dẫn hướng loại một đòn của hệ thống treo độc lập 26

Hình 1.20 Hệ thống treo phụ thuộc kiểu dầm xoắn chữ H –Eta beam 27

Hình 1.21 Sơ đồ cường hoá lái 28

Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS 29

Hình 2.2 Khi phanh bình thường 30

Hình 2.3 Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất 32

Hình 2.4 Giai đoạn giảm áp 33

Hình 2.5 Giai đoạn tăng áp 34

Hình 2.6: Dẫn động phanh thủy lực 35

Hình 2.9: Sơ đồ dẫn động kiểu 2 dòng chéo, kết hợp trợ lực 37

Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý bộ trợ lực chân không 39

Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lý bộ trợ lực chân không kết hợp thủy lực 40

Hình 2.12: Sơ đồ nguyên lý bộ trợ lực chân không đông trục 42

Hình 3.1: Kết cấu đĩa phanh có xẻ rãnh thông gió 46

Hình 3.2: Cơ cấu phanh trước 47

Hình 3.3: Biến dạng đàn hồi của vòng làm kín 48

Hình 3.4: Kết cấu xy lanh chính 50

Hình 3.5: Cảm biến tốc độ bánh xe trước 51

Hình 3.6 : Cảm biến tốc độ bánh xe sau 52

Hình 3.7: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ bánh xe 53

Hình3.8: Bầu trợ lực 57

Bảng 1-2 Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe TOYOTA VIOS 20 Bảng 1-3 : Thông số kỹ thuật 22

LỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS 1

TRÊN XE TOYOTA VIOS 1

1.1.Sơ lược hệ thống phanh trang bị ABS 1

1.1.1.Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống phanh 1

1.1.1.1.Công dụng 1

1.1.1.2.Yêu cầu của hệ thống phanh 1

1.1.1.3 Phân loại 4

1.2.Chức năng nhiệm vụ, phân loại và sơ đồ, nguyên lý làm việc 5

1.2.1.Chức năng nhiệm vụ, phân loại ABS 5

1.2.1.1.Chức năng nhiệm vụ 5

1.2.1.2.Phân Loại 9

1.2.2.Sơ đồ và nguyên lý làm việc, một số sơ đồ điển hình 12

1.2.2.1.Sơ đồ và nguyên lý làm việc 12

1.3.Giới thiệu tổng quan về xe Toyota Vios 20

1.3.1.Giới thiệu về động cơ 22

1.3.2.Hệ thống truyền lực 23

1.3.2.1.Ly hợp.……… 23

1.3.2.2.Hộp số……… 24

1.3.3 Hệ thống treo 26

1.3.4 Hệ thống lái 27

1.3.5 Hệ thống điều hòa không khí 28

CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA VIOS 29

2.1.Sơ đồ cấu tạo của hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Vios 29

2.2.Nguyên lý làm việc của hệ thông phanh ABS trên xe Toyota Vios 30

2.2.1.Khi không phanh 30

2.2.2.Khi phanh ABS chưa làm việc 30

2.2.3.1.Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất 31

2.2.3.2.Giai đoạn giảm áp suất: 33

2.2.3.3.Giai đoạn tăng áp suất: 33

CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE Ô TÔ TOYOA VIOS 46

3.1.Đặc điểm và kết cấu các bộ phận chính 46

3.1.1.Cơ cấu phanh 46

3.1.1.1.Cơ cấu phanh trước 46

3.1.1.2Cơ cấu phanh sau 49

3.1.2.Xy lanh chính 49

3.1.3.Các cảm biến 51

3.1.4.Khối điều khiển điện tử ECU 53

3.1.5.Khối thuỷ lực- điện tử (Electric-hydraulic Unit) 55

3.1.6.Bộ phân phối lực phanh điện tử (EBD) 55

3.1.7.Trợ lực phanh 57

CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH THAY DẦU PHANH CỦA HỆ THÔNG PHANH ABS TRÊN XE Ô TÔ VIOS 2007 59

4.1.Những công việc bảo dưỡng cần thiết: 60

4.2.Những điều cần biết về dầu phanh: 61

4.3.Cách thay dầu: 61

4.4.Khi sử dụng dầu phanh cần chú ý: 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

KẾT LUẬN 65

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

ổn định hướng,… Nhằm hạn chế những tai nạn đáng tiếc xảy ra trong quá trình vận hành xe

Từ đó, với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn tận tình của giáo viên, em quyết định thực hiện đề tài: “ KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA VIOS 2007 ’’

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

cả các bạn để đề tài có thể hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin trân thành cảm ơn thầy … cùng các thầy cô giáo, các bạn đã giúp em hoàn thành đồ án này

Hà Nội, Ngày Tháng NămSinh viên thực hiện

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS

TRÊN XE TOYOTA VIOS

1.1 Sơ lược hệ thống phanh trang bị ABS

1.1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống phanh

1.1.1.1 Công dụng

Hệ thống phanh dùng để:

- Giảm tốc độ của ô tô máy kéo cho dến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc

độ cần thiết nào đó

- Ngoài ra hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ô tô máy kéo đứngyên tại chỗ trên các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang

Với công dụng như vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quantrọng Nó đảm bảo cho ô tô máy kéo chuyển động an toàn ở mọi chế độ làmviệc Nhờ thế ô tô mới có thể phát huy hết khả năng, nâng cao tốc độ và khảnăng vận chuyển

1.1.1.2 Yêu cầu của hệ thống phanh

Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:

- Làm việc bền vững, tin cậy

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

- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và

an toàn cho hành khách và hàng hóa

- Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian khônghạn chế

- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển khi phanh

- Không có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳngđứng và khi quay vòng

- Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn dịnh trong mọiđiều kiện sử dụng

- Có khả năng thoát nhiệt tốt.

- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lực tác dụng lên bàn đạp hay đònđiều khiển nhỏ

- Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trườnghợp, hệ thống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loạiphanh:

- Phanh làm việc: phanh này là phanh chính, được sử dụng thườngxuyên ở mọi chế độ chuyển động, thường được điều khiển bằng bàn đạp nêncòn được gọi là phanh chân

- Phanh dự trữ: dùng phanh ô tô máy kéo khi phanh chính hỏng

- Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ Dùng để giữ cho ô tô máy kéođứng yên tại chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc Phanh này thườngđược điều khiển bằng tay đòn nên còn được gọi là phanh tay

- Phanh chậm dần: trên các ô tô máy kéo tải trọng lớn (như: xe tải,trọng lượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn; xe khách, trọng lượng lớn hơn 5 tấn) hoặclàm việc ở vùng đồi núi, thường xuyên phải chuyển động xuống các dốc dài,còn phải có loại phanh thứ tư là phanh chậm dần, dùng để:

+ Phanh liên tục, giữ cho tốc độ ô tô máy kéo không tăng quá giớihạn cho phép khi xuống dốc

+ Để giảm dần tốc độ ô tô máy kéo trước khi dừng hẳn

Các loại phanh trên có thể có các bộ phận chung và kiêm nhiệm chứcnăng của nhau nhưng chúng phải có ít nhất là hai bộ phận là điều khiển vàdẫn động độc lập

Ngoài ra còn để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh chính còn đượcphân thành các dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòngcòn lại vẫn làm việc bình thường

Để có hiệu quả phanh cao:

- Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn

- Phân phối mômen phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụngđược toàn bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh Muốn vậy lực phanh trên cácbánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lênchúng.

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

Để đánh giá hiệu quả phanh người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính: giatốc chậm dần và quãng đường phanh.Ngoài ra cũng có thể sử dụng các chỉtiêu khác, như: lực phanh hay thời gian phanh

Các chỉ tiêu quy định về hiệu quả phanh cho phép do từng quốc gia haytừng hiệp hội qui định riêng dựa vào nhiều yếu tố, như: nguồn gốc và chủngloại các ô tô đang lưu hành, điều kiện đường xá, trình độ tổ chức kiểm tra kỹthuật, các trang thiết bị kiểm tra…

Khi phanh bằng phanh dữ trữ hoặc bằng các hệ thống khác thực hiện

2,8m/s2 đối với ô tô tải

Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu quả phanh được đánh giá bằng tổnglực phanh thực tế mà các cơ cấu phanh của nó tạo ra Khi thử (theo cả haichiều: đầu xe hướng xuống dốc và ngược lại) phanh dừng phải giữ được ô tômáy kéo chở đầy tải và động cơ tách khỏi hệ thống truyền lực, đứng yên trênmặt dốc có độ nghiêng không nhỏ hơn 25%

Hệ thống phanh chậm dần phải đảm bảo cho ô tô máy kéo khi chuyểnđộng xuống các dốc dài 6km, độ dốc 7%, tốc độ không vượt quá 30±2 km/h,

mà không cần sử dụng các hệ thống phanh khác Khi phanh bằng phanh này,

Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái được cảm giác, điềukhiển được đúng cường độ phanh, dẫn động phanh cần phải có cơ cấu đảm

bảo quan hệ tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp hoặc đòn điều khiển vớilực phanh tạo ra ở bánh xe Đồng thời không có hiện tượng tự siết khi phanh

Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển cảu ô tô máy kéo khi phanh, sựphân bố lực phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn cácđiều kiện sau:

-Lực phanh trên các bánh xe phải và trái của cùng một cầu phải bằngnhau Sai lệch cho phép không được vượt quá 15% lực phanh lớn nhất

-Không xảy ra hiện tượng khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh Vì:các bánh xe trước trượt sẽ làm cho ô tô máy kéo bị trượt ngang; các bánh xesau trượt có thể làm ô tô máy kéo mất tính điều khiển, quay đầu xe Ngoài racác bánh xe bị trượt còn gây mòn lốp, giảm hiệu quả phanh do giảm hệ sốbám

Để đảm bảo yêu cầu này, trên ô tô máy kéo hiện đại người ta sử dụng các bộ

điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (AntilockBraking System-ABS)

Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý các loại phanha-Phanh trống-guốc; b-Phanh đĩa; c- Phanh dải

1.2 Chức năng nhiệm vụ, phân loại và sơ đồ, nguyên lý làm việc

1.2.1 Chức năng nhiệm vụ, phân loại ABS

1.2.1.1 Chức năng nhiệm vụ

ABS thực ra là công nghệ điện tử thay thế cho phương pháp phanh hiệuquả nhất (đặc biệt trên mặt đường trơn trượt) là đạp - nhả pê-đan liên tục, cảmnhận dấu hiệu rê bánh để xử lý Do việc thực hiện kỹ thuật này không đơngiản mà các chuyên gia ôtô ở hãng Bosch, Đức, đã nghiên cứu, chế tạo cơ cấuABS bao gồm các cảm biến lắp trên bánh xe (ghi nhận tình trạng hoạt động);

bộ xử lý điện tử CPU và thiết bị điều áp (đảm nhiệm thay đổi áp suất trongpiston phanh)

Trong trường hợp phanh gấp, nếu CPU nhận thấy một hay nhiều bánh cótốc độ quay chậm hơn mức quy định nào đó so với các bánh còn lại, thôngqua bơm và van thủy lực, ABS tự động giảm áp suất tác động lên đĩa (quátrình nhả), giúp bánh 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, hệthống sẽ thực hiện động tác ép - nhả má phanh trên phanh đĩa khoảng 15 lầnmỗi giây, thay vì tác động một lần cực mạnh khiến bánh có thể bị "chết" nhưtrên các xe không có ABS

Các bộ điều chỉnh lực phanh, bằng cách điều chỉnh sự phân phối áp suất trongdẫn động phanh các bánh xe trước và sau, cĩ thể đảm bảo:

- Hoặc hãm cứng đồng thời các bánh xe (để sử dụng triệt để trọnglượng bám và tránh quay xe khi phanh)

KHÄNG CỌ ABS

CỌ ABS

Hình 1.2 Quá trình phanh cĩ và khơng cĩ ABS trên đoạn đường cong

- 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 cĩ hiệu quả cao và

Vì vậy mục tiêu của hệ thống phanh ABS là giữ cho bánh xe trong quá

thời tính ổn định và tính dẫn hướng của xe là tốt nhất (φy đạt giá trị cao), thỏamãn các yêu cầu cơ bản của hệ thống phanh là rút ngắn quảng đường phanh,cải thiện tính ổn định và khả năng điều khiển lái của xe trong khi phanh

Quảng đường phanh: Trong tính tốn động lực học quá trình phanh, quảngđường phanh x được xác định theo phương trình sau:

2 2

p

V V F M

Trong đó:

X: là quảng đường phanh

M: là khối lượng của xe

V0: là vận tốc ban đầu khi bắt đầu phanh

Vf: là vận tốc cuối cùng

cực đại thì quảng đường phanh là ngắn nhất (xem các nhân tố khác giữnguyên giá trị) Theo hình 1.3, nếu giữ cho quá trình phanh xảy ra ỏ vùng lân

nhất

Tính ổn định chuyển động và tính ổn định hướng: Duy trì khả năng bámngang trong vùng có giá trị đủ lớn nhờ vậy làm tăng tính ổn định chuyển động

và ổn định quay vòng khi phanh “xét theo quan điểm về độ trượt” Tuy nhiên

do sự khác biệt thường xuyên của tải trọng và hệ số bám trên các bánh xe vàcác bánh xe được điều khiển một cách độc lập với cùng một ngưỡng gia tốcnên lực phanh trên các bánh xe sẽ khác nhau Sự khác biệt lực phanh trên cácbánh xe trái phải sẽ tạo ra mô men quay vòng cưỡng bức quanh trục thẳngđứng (trục thẳng đứng đi qua trọng tâm xe nếu tổng lực phanh của các bánh

xe bên trái khác tổng lực phanh của các bánh xe bên phải) Mô men quayvòng cưỡng bức sẽ làm lệch hướng chuyển động của xe khi phanh, làm giảm

ổn định chuyển động Đối với xe du lịch mô men quán tính của khối lượngnhỏ, vận tốc đâm xe lớn có thể gây nguy hiểm khi phanh Ngoài ra trạng tháitrượt của các bánh xe ở các cầu khác nhau cũng làm thay đổi đặc tính quayvòng của xe khi phanh, nếu độ trượt của bánh xe cầu trước lớn hơn cầu saudẫn đến góc lệch hướng trước lớn hơn góc lệch hướng sau thì xe có xu hướngquay vòng thiếu, nếu độ trượt của bánh xe sau lớn hơn bánh xe trước thì xe có

xu hướng quay vòng thừa.

0 20 40 60 80 100

Lực quay

Bê tông khô

Lực quay

Nhựa asphalt ướt Tuyết

Lực quay vòng Lực phanh

Dung sai trượt ABS

Hình 1.3 Sơ đồ biểu diễn hệ số trượt trín câc loại đường

Tỉ số trượt: Tỉ số khâc biệt giữa tốc độ xe vă tốc độ bânh xe

Mối quan hệ giữa lực phanh vă tỉ số trượt được biểu diễn bởi đồ thị Bằng

đồ thị ta có thể dễ dăng hiểu được mối liín hệ giữa lực phanh vă hệ số trượt.Lực phanh không nhất thiết cđn đối với tỷ số trượt Vì vậy để đảm bảo lựcphanh lớn nhất thì tỷ số trượt nằm trong vùng dung sai trượt ABS

Từ những kết quả phđn tích lý thuyết vă thực nghiệm cho thấy rằng đối vớiABS thì hiệu quả phanh vă ổn định phanh phụ thuộc chủ yếu văo việc lựachọn sơ đồ phđn phối câc mạch điều khiển vă mức độ độc lập hay phụ thuộccủa việc điều khiển lực phanh tại câc bânh xe Sự thỏa mên đồng thời hai chỉtiíu hiệu quả phanh vă ổn định khi phanh lă khâ phức tạp vă lă vấn đề đê văđang nghiín cứu của câc nhă chuyín môn

Các hệ thống hãm cứng bánh xe khi phanh có thể sử dụng nguyên lý điềuchỉnh sau đây:

- Theo gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh

- Theo giá trị độ trượt cho trước

- Theo giá trị của tỷ số vận tốc góc của bánh xe với gia tốc chậm dầncủa nó

Ở các loại đường nhựa khô, hệ số bám dọc vẫn tương đối cao Tuy nhiên

xe mất tính ổn định hướng khi phanh Vì vậy trang bị ABS trên xe sẽ vẫn rấtcần thiết để đảm bảo hiệu quả phanh tốt nhất Qua thực nghiệm người ta thấyrằng khi có trang bị hệ thống ABS:

● Đường nhựa khô: hiệu quả phanh đạt khoảng 115% (tăng 15% so vớikhông có ABS)

● Đường đóng băng: hiệu quả phanh đạt khoảng 150% (tăng 50% so vớikhông có ABS)

Tóm lại khi có trang bị hệ thống ABS:

- Lợi về hiệu quả phanh (lực phanh lớn hơn do hệ số bám luôn ở phạm vi giátrị φmax )

1.2.1.2 Phân Loại

Mặc dù có chung một nguyên lý làm việc, nhưng các ABS có thể được thiết

kế theo nhiều sơ đồ kết cấu và biện pháp điều chỉnh áp suất khác nhau Hệthống ABS được phân loại theo các phương pháp sau:

- Theo phương pháp điều khiển, ABS có thể chia thành hai nhóm lớn: điềukhiển bằng cơ khí và điều khiển điện tử

Hình 1.4 dưới đây là sơ đồ phân loại hệ thống ABS đã được các hãng trênthế giới chế tạo:

ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN C O KHÍ

NỮA-TÍCH HỢP TÍCH HỢP KÔNG TÍCH HỢP

4 Cảm biến

Hổn hợp Các cụm môtơ bơm cao áp và bộ tích năng

Xi lanh chính cổ điển

Piston đối áp Bơm hồi dầu Van xả dầu về bình chứa

Có bộ khếch đại thuỷ lực

Không có trợ lực có bộ phân phối cao áp Có trợ lực chân không

HONDA

BOSCH 3

GIRLING SCS

BENDIX ADDONIX

BOSCH 2S

BOSCH 2E

Hình 1.4 Sơ đồ phđn loại hệ thống ABS

5 3 1

7 1

5 2 1

a)

Hình 1.5 Các phương pháp điều chỉnh áp suất phanh

a- Dùng bơm hồi dầu; b- Xả dầu về đường hồi; c-Dùng piston đối áp1- Bơm dầu; 2- Bình tích năng; 3- Xi lanh chính; 4- Van nạp; 5- Vanxả; 6- Cơ cấu phanh; 7- Đường hồi dầu; 8- Van điện từ chính

- Theo thành phần kết cấu, các ABS điều khiển điện tử chia ra:

•Loại dùng kết hợp với xi lanh chính của hệ thống phanh cổ điển (còngọi là loại không tích hợp)

•Loại bán tích hợp

•Loại tích hơp

- Theo phương pháp điều chỉnh (giảm) áp suất, chia ra:

•Dùng bình tích năng và bơm hồi dầu

•Dùng van xả dầu về bình chứa

•Dùng piston đối áp

- Ngoài ra các ABS còn có thể phân loại theo số lượng cảm biến và số dòng

dẫn động điều khiển riêng rẽ.

1.2.2 Sơ đồ và nguyên lý làm việc, một số sơ đồ điển hình

1.2.2.1.Sơ đồ và 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 dạngnhư trên hình 1.6 gồm:

5

4 3 2 1 6

Hình 1.6 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- Nguồnnăng lượng; 5- Xilanh chính hoặc tổng van khí nén; 6- Xilanh bánh xe

hoặc bầu phanh

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

- Bộ phận cảm biến 1 có nhiệm vụ phản ánh sự thay đổi của các thông sốđược chọn để điều khiển (thường là tốc độ góc hay gia tốc chậm dần của bánh

xe hoặc giá trị độ trượt) và truyền tín hiệu đến bộ phận điều khiển 2 Bộ phận

2 sẽ xử lý tín hiệu và truyền đến cơ cấu thực hiện 3 để tiến hành giảm hoặctăng áp suất trong dẫn động phanh

- Chất lỏng được truyền từ xi lanh chính (hay tổng van khí nén) 5 qua 3 đếncác xi lanh bánh xe (hay bầu phanh) 6 để ép các guốc phanh và thực hiện quátrình phanh

Để hiểu được nguyên lý làm việc của hệ thống chống hãm cứng bánh xe, takhảo sát quá trình phanh xe như trên hình 1.7

Hình 1.7 Các lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh.

phương trình cân bằng mô men tác dụng lên bánh xe đối với trục quay của nókhi phanh, có dạng:

0 )

d

d J M

Jb - Mô men quán tính của bánh xe

b - Tốc độ góc của bánh xe

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

b

p t

b b

J

M M d

Hình 1.8 Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS.

Sự thay đổi Mp, Mφ, và εb theo độ trượt được thể hiện trên hình 1.8

dụng làm tín hiệu vào thứ nhất để điều khiển làm giảm áp suất trong dòng dẫnđộng Do có độ chậm tác dụng nhất định nào đó (phụ thuộc vào tính chất hệthống), sự giảm áp suất thực tế bắt đầu từ điểm 2

điểm tương ứng với điểm 4 – mô men phanh có giá trị cực tiểu không đổi

- Trên đoạn từ điểm 3 đến điểm 6, mô men phanh nhỏ hơn mô men bám, nênxảy ra sự tăng tốc bánh xe Sự tăng gia tốc góc bánh xe được sử dụng làm tínhiệu vào thứ hai để điều khiển tăng áp suất trong hệ thống phanh (điểm 5)

lên

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

(hình 1.9), đảm bảo cho hệ số bám có giá trị gần với cực đại nhất

Trên hình 1.9 là đồ thị biểu diễn quá trình thay đổi áp suất trong dẫnđộng và gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh có ABS theo thời gian.

Hình 1.9 Sự thay đổi áp suất trong dẫn động (a) và gia tốc chậm dần của bánh

xe (b) khi phanh có ABS

Hình 1.9a cho thấy, quá trình phanh với ABS nói chung có 3 giai đoạn(3pha): tăng áp suất(1 >2), giảm áp suất (2 >4) và duy trì (giữ) áp suất (4

>5) ABS làm việc với 3 giai đoạn như vậy gọi là ABS 3 pha Một số ABS cóthể không có pha duy trì áp suất- gọi là ABS 2 pha

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

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

Để thấy rõ vai trò của ABS có thể tham khảo số liệu trong bảng 1.1 nhậnđược khi thử nghiệm xe du lịch trong hai trường hợp có và không có ABS và

đồ thị quá trình phanh trên hình 1.10; 1.11

Bảng 1-1 Kết quả thí nghiệm khi phanh ôtô du lịch có trang bị ABS.(m i bánh xe có m t c m bi n v i u khi n riêng)ỗi bánh xe có một cảm biến và điều khiển riêng) ột cảm biến và điều khiển riêng) ảm biến và điều khiển riêng) ến và điều khiển riêng) à điều khiển riêng) ều khiển riêng) ển riêng)

Loại đường

Tốc độ bắtđầu phanhV(m/s)

hiệu quảphanh (%)

10,618,7

13,123,7

19,121,1

41,162,5

50,0100,0

17,837,5

Hình 1.10 Quá trình phanh điển hình trên mặt đường trơn không có ABS

Hình 1.11 Quá trình phanh điển hình của ôtô có trang bị ABS.

1.2.2.2 Một số sơ đồ điển hình

Sau đây sẽ giới thiệu một số sơ đồ ABS phổ biến dùng với dẫn động thủy lực,điều khiển bằng điện tử

ABS 1 kênh – RWAL (Rear Wheel Antilock) hay RABS ( Rear AntilockBraking System) là những hệ thống chống hãm cứng hai bánh sau, điều khiển

áp suất dòng dẫn động đi đến đồng thời cả hai phanh bánh sau, nó chỉ lànhững hệ thống đơn giản được thiết kế cho các loại xe thể thao, xe tải nặng, vìcác loại xe này rất dễ bị hãm cứng bánh sau khi phanh trong trường hợp nonhoặc không tải

6 5

7

ECU

Hình 1.12 Sơ đồ ABS 1 kênh 1 cảm biến

1- Cảm biến tốc độ; 2- Xy lanh chính; 3- Khối thủy lực; 4- Cơ cấu cungcấp năng lượng; 5- Bơm cao áp; 6- Rơle điện ; 7- Xy lanh bánh xe

Sơ đồ hình 1.12 sử dụng một cảm biến tốc độ bánh xe với vòng răng cảmbiến đặt trên bánh răng vành chậu của bộ vi sai cầu sau (tài liệu tham khảo[6]) Sơ đồ này hai bánh sau được điều khiển chung theo modun chọn thấp(select low mode), tức là bánh xe nào có khả năng bám thấp sẽ quyết định áplực phanh chung cho cả cầu sau.

Hình 1.13 Sơ đồ ABS 3 kênh 3 cảm biến

Sơ đồ hình 1.13 sử dụng hai cảm biến tốc độ bánh xe đặt ở các bánh xe cầutrước và một cảm biến tốc độ bánh xe với vòng răng cảm biến đặt trên bánhrăng vành chậu của bộ vi sai cầu sau (tài liệu tham khảo [4])

Hình 1.14 Sơ đồ ABS 3 kênh 4 cảm biến.

Trên hình 1.14 là sơ đồ ABS 3 kênh có 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe và

4 van điều khiển (tài liệu tham khảo [4]) Phương án này hai bánh trước đượcđiều khiển độc lập, hai bánh sau được điều khiển chung theo modul thấp(select low mode), tức là bánh xe nào có khả năng bám thấp sẽ quyết định áplực phanh chung cho cả cầu sau Phương án này sẽ loại bỏ được mô men quayvòng cưỡng bức trên cầu sau tính ổn định tăng nhưng hiệu quả phanh giảmbớt Hầu hết các xe có bánh sau chủ động và nhiều xe bánh trước chủ động sửdụng ABS 3 kênh

ABS 4 kênh điều khiển phanh 4 bánh xe một cách riêng biệt Đây là hệ thống hoàn chỉnh nhưng đắt tiền nhất và yêu cầu mỗi bánh xe phải có một cảm biến tốc độ riêng

Hình 1.15 Sơ đồ ABS 4 kênh 4 cảm biến

Trên hình 1.15 là sơ đồ ABS 4 kênh có 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe và

4 van điều khiển độc lập (sử dụng phổ biến cho xe động cơ đặt trước bánhtrước chủ động) Với phương án này các bánh xe đều được tự động điều chỉnhlực phanh sao cho luôn nằm trong vùng có khả năng bám cực đại nên hiệu

quả phanh là lớn nhất Tuy nhiên khi phanh trên đường có hệ số bám trái vàphải không đều thì mô men quay vòng cưỡng bức lớn tính ổn định giảm

1.3.Giới thiệu tổng quan về xe Toyota Vios

Bảng 1-2 Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe TOYOTA VIOS

1055-1110

FM/AM,CD player,MP3,WMA ,6 loa

25 Chất liệu ghế Da

Trượt và ngảChỉnh độ cao mặt ghế (Ghế người lái)

Sơ đồ tổng thể:

VIOS

2550

Hình 1.16 Sơ đồ tổng thể xe TOYOTA VIOS

1.3.1 Giới thiệu về động cơ

Động cơ ô tô TOYOTA VIOS có những đặc điểm kết cấu và nhữngthông số kỹ thuật như sau:

Loại động cơ: INZ-FE 4 xi lanh thẳng hàng,1.5lít hệ thống cam kép 16 van DOHC:

-Chức năng duy tùy động cơ ở trạng thái hoạt động không cần giữchìa

khóa ở vị trí start

-ECU động cơ tích hợp chức năng điều khiển hộp số ECT

-Hệ thống thông tin đa chiều tốc độ cao ứng dụng cho việc trao đổithông

tin giữa ECU động cơ và ECU ở các khu vực khác

1.3.2 Hệ thống truyền lực

1.3.2.1.Ly hợp.

 4.5 56.8

11

4 2

22 20 18 16 14 12

5

Hình 1.17: Kết cấu ly hợp1-Vỏ ly hợp, 2-Bánh đà, 3-Tấm ma sát, 4-Xương đĩa ly hợp, 5-Đĩa bị động, 6-

Lò xo giảm chấn, 7 -Đòn mở, 8- Lò xo nón, 9- Vòng đẹm,10-Bu lông điều chỉnh đòn mở, 11-Vú mỡ, 12-Trục chủ bị động, 13-Trục động, 14-Vòng răng,15-Đinh tán, 16-Lò xo ép, 17-Ổ bi tỳ, 18-Vành trượt đỡ ổ bi tỳ, 19-Đai ốc điều chỉnh khe hở, 20-Cần đẩy, 21-Vòng đẹm, 22-Nạng mở

Ly hợp là phần cơ cấu có nhiệm vụ cắt và nối dòng truyền lực từ động cơđến các bánh xe chủ động của ôtô theo yêu cầu của việc điều khiển.Sự cầnthiết của ly hợp trên ôtô là do những lý do sau:

-Khi khởi hành ôtô thay đổi từ trạng thái đứng yên sang chuyển động vớimột quán tính rất lớn.Vì thế động cơ không đủ sức kéo ôtô chuyển động ngay

mà phải có ly hợp thực hiện quá trình tăng tốc từ từ

-Khi chuyển số,tốc độ ôtô sẽ thay đổi tương ứng và tỷ số truyền được gài

và có độ chênh lệch tốc độ góc lớn giữa các phần chủ động và bị động củahộp số Nếu không có ly hợp tách động cơ ra khỏi hệ truyền lực thì quá trìnhchuyển số rất khó khăn,gây tải trọng động và va đập mạnh

-Khi phanh để giảm tải trọng động tác dụng lên hệ thống truyền lực cũngnhư ôtô dừng lại nhanh,cũng cần có ly hợp để cắt dòng công suất từ động cơtruyền đến bánh xe

-Trong quá trình làm việc của ôtô,ly hợp càng cần thiết để đảm bảo choôtô có thể chuyển động với vận tốc rất nhỏ và động cơ không bị chết máy khiquá tải

-Nhờ sự trượt của mình ly hợp còn là cơ cấu an toàn,tránh cho hệ thốngtruyền lực khỏi những tải trọng động lớn có thể xuất hiện trong vận hành

1.3.2.2 Hộp số.

Trên hệ thống truyền lực 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 tựđộng

Hình 1.18: Mặt cắt của biến mô thủy lực hộp số tự động

1-Bánh phản ứng ;2-Bánh bơm; 3-Bánh tua bin ;4-Khoá ly hợp ;5-Trục chủđộng ;6-Khớp một chiều

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

Hệ dẫn động: 1 cầu

Số tốc độ: 4 số

1.3.3 Hệ thống treo

-Hệ thống treo trước: độc lập thanh giằng Mc pherson

+ Giảm chấn trước:kết cấu mới gọn nhẹ do chỉ nối với thân xe bằngmột điểm

tính nhiều lớp cho tính ổn định lái cao

+ Với một loạt ưu điểm là tăng độ võng tĩnh và động của hệ thống treo,tăng độ êm dịu chuyển động Giảm được hiện tượng dao động các bánh xedẫn hướng do hiệu ứng momen con quay; tăng được khả năng bám đường, do

đó tăng được tính điều khiển và ổn định của xe

Hình 1.19 Bộ phận dẫn hướng loại một đòn của hệ thống treo độc lập

1-Giảm chấn, 2-Dầm cầu,3-thanh ổn định

-Hệ thống treo sau: phụ thuộc với dầm cầu xoắn chữ H –Eta beam (không cóthanh ổn định)

Hình 1.20 Hệ thống treo phụ thuộc kiểu dầm xoắn chữ H –Eta beam

1-Giảm chấn, 2-Dầm cầu, Phần tử đàn hồi

1.3.4 Hệ thống lái.

-Hệ thống lái dung trục vít bánh vít và bộ trợ lực là động cơ điện trên trục lái.-Tính kinh tế nhiêu liệu cao do động cơ không phải dẫn động bơm trợ lực láinhư trước

-Dễ bảo dưỡng và sửa chữa do có ít cơ cấu cơ học

-EMPS ECU sẽ phát hiện lực xoay của thanh xoắn nhờ cảm biến momen,qua

đó sẽ điều chỉnh dòng điện tới mô tơ điện một chiều

-Không dùng trợ lực khi động cơ dừng

Hình 1.21 Sơ đồ cường hoá lái1-Cơ cấu lái, 2- Động cơ điện, 3-Trục lái

1.3.5 Hệ thống điều hòa không khí

Là loại điều hoà không tư động

-Sưởi ấm: Công suất 4000 (W)

Lưu lượng khí 280(m3/h)

Công suất tiêu hao 200(W)

-Làm mát: Công suất 4550 (W)

Lưu lượng khí 460(m3/h)

Công suất tiêu hao 230(W)

-Giàn ngưng nhiều luồng,có hai tầng ngưng tụ khí ga có hiệu quả trao đổinhiệt cao

-Máy nén loại cánh xiên gọn nhẹ và vận hành êm

-Dùng loại ga:R134a,lượng ga nạp lại: 330 - 390g