Khai thác kỹ thuật hệ thống phanh khí nén có ABS trên xe tài huyndai HD270

Công nghiệp ô tô là ngành công nghiệp tạo nhiều việc làm và giá trị vật chất lớn cho xã hội. Hiện nay trong nước đã có nhiều công ty sản xuất, lắp ráp ô tô để phục vụ nhu cầu trong nước và xuất khẩu. Việc tiếp cận khoa học công nghệ cao là vấn đề cấp thiết,giúp Việt Nam có thể sản xuất được ô tô hiện đại, đạt các tiêu chuẩn quốc tế và cạnh tranh tốt về chất lượng và giá thành với các sản phẩm ô tô trên thế giới. Hệ thống phanh là hệ thống an toàn chủ động quan trọng trên ô tô. Vận tốc và tải trọng của xe tải ngày càng cao nên yêu cầu hệ thống phanh phải có hiệu quả càng cao. Bên cạnh đó cần phải tăng tính năng ổn định hướng chuyển động cho xe khi phanh, đặc biệt là khi phanh gấp. Hiệu quả phanh và ổn định hướng chuyển động của ô tô khi phanh phụ thuộc nhiều yếu tố, trong đó điều khiển quá trình phanh là yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất. Trên các xe ô tô tải tải trọng trung bình và lớn sử dụng hệ thống phanh khí nén có độ trễ cao, phân bố trọng lượng trên các cầu xe thay đổi lớn theo điều kiện chở tải nên hiệu quả phanh bị ảnh hưởng rất lớn. Hệ thống chống bó cứng bánh xe khi phanh (Anti lock Braking System) là một hệ thống quan trọng, nhằm tăng tính ổn định hướng chuyển động và hiệu quả phanh. Trên thế giới, các hãng sản xuất lớn đã nghiên cứu rất sâu về hệ thống ABS, cóthực nghiệm kiểm chứng và đã ứng dụng thương mại vào hầu hết các loại xe. Đề tài: “Khai thác kỹ thuật hệ thống phanh khí nén có ABS trên xe tài Huyndai HD270”. Giúp chúng ta tìm hiều các thành phần cấu tạo nên hệ thống cũng như tìm hiều cách thức nguyên lý hoạt động của hệ thống .Sự an toàn và hiệu quả của hệ thống trên xe Đến nay em đã hoàn thành bài luận văn của mình. Do thời gian nghiên cứu và trình độ bản thân còn hạn chế nên bài viết khó tránh khỏi những sai sót, khuyết điểm. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn để nội dung nghiên cứu vấn đề này được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầygiáo hướng dẫn với sự tận tình của thầy BÙI HẢI TRIỀU và các thầy cô giáo trong khoa cơ khí đã truyền đạt những kiến thức rất bổ ích trong thời gian em học tại trường và trực tiếp hướng dẫn em hoàn thiện bài khóa luận này.

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH 1

MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Tổng quan hệ thống phanh cho ô tô 4

1.1.1 Công dụng của hệ thống phanh trên ô tô 4

1.1.2 Phân loại các loại phanh 4

1.1.3 Yêu cầu đối với phanh ô tô 5

1.1.4 Cấu tạo chung của phanh công tác 6

1.2 Tổng quan hệ thống phanh ABS (Anti-lock Braking System) 21

1.2.1 Đặt vấn đề 21

1.2.2 Lịch sử phát triển của hệ thống ABS 22

1.2.3 Mục đích xây dựng hệ thống 22

1.2.4 Yêu cầu của hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS) 23

1.2.5 Phạm vi điều khiển của hệ thống abs 23

1 2.6 Đặc tính lý tưởng 24

1.2.7 Chu trình điều chỉnh của abs 25

1.2.8 Tín hiệu điều khiển abs 28

1.2.9 Quá trình điều khiển của abs 28

1.2.10 Các phương án bố trí hệ thống điều khiển của abs 30

1.2.11 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các cụm chi tiết và hệ thống abs 33

1.2.11.1 Cảm biến tốc độ bánh xe 33

1.2.11.2 Cảm biến giảm tốc 35

1.2.11.3 Cảm biến gia tốc ngang 36

1.3 Tổng quan hệ thống phanh khí nén có ABS 43

1.3.1 Cấu tạo của hệ thống ABS phanh khí nén 43

1.3.2 Các thành phần của hệ thống ABS phanh khí nén 43

1.3.3 Các thành phần của hệ thống phanh khí nén 45

CHƯƠNG II :HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ABS CỦA XE TẢI HUYN HD 270 55

2.1 Kết cấu, hoạt động của hệ thống 55

2.1.1 Giới thiệu xe huyndai HD270 55

2.1.2 Các thành phần kết cấu của hệ thống phanh 56

2.1.3 Hoạt động điều khiển ABS 61

2.1.4 Xác định vận tốc góc và gia tốc góc bánh xe 64

2.2 Tính toán một số thông số cơ bản 65

2.2.1 Xác định momem phanh mà cơ cấu phanh sinh ra 65

CHƯƠNG III : CHẨN ĐOÁN VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN CÓ ABS 72

3.1 Chẩn đoán hệ thống ABS 72

3.1.1 Kiểm tra cảm biến tốc độ 72

3.1.2 Kiểm tra van chấp hành ABS 72

3.1.3 Thay thế van chấp hành ABS 72

3.1.4 Xóa bộ nhớ 73

3.2.1 Khí nén không vào hoặc vào chậm các bình chứa khí 73

3.2.2 Các van của máy nén khí bị hở 73

3.2.3 Bầu phanh không kín 74

3.2.4 Phanh yếu 74

KẾT LUẬN 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN 79

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN 80

DANH MỤC HÌNH Ả

Hình 1 1 Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía 11

Hình 1 2 : Cơ cấu phanh có điểm đặt riêng rẽ 12

Hình 1 3 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm 12

Hình 1 4 Cơ cấu phanh guốc loại bơi 13

Hình 1 5 Cơ cấu phanh guốc loại tự cuờng hoá 14

Hình 1.6 Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa 15

Hình 1 7 Dẫn động phanh kiểu thủy lực 16

Hình 1 8 Sơ đồ dẫn động một dòng 17

Hình 1 9 Sơ đồ hài dòng kết hợp 17

Hình 1 10 Sơ đồ dẫn động kiểu hai dòng chéo, kết hợp trợ lực 18

Hình 1 11 Sơ đồ nguyên lý bộ trợ lực chân không 19

Hình 1 12 Sơ đồ nguyên lý bộ trợ lực chân không kết hợp thuỷ lực.20 Hình 1 13 Sơ đồ nguyên lý bộ trợ lực chân không đồng trục 21

Hình 1 14 Cấu tạo chung của dẫn động phanh khí nén 22

Hình 1 15 Sơ đồ hệ thống dẫn động phanh một dòng 23

Hình 1 16 Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động hai dòng.24 Hình 1 17 Phạm vi điều khiển của hệ thống abs 27

Hình 1 18 phạm vi điều khiển của abs theo góc trượt bánh xe 28

Hình 1 19 Đặc tính trượt lý tưởng 28

Hình 1 20 quá trình phanh cơ bản theo đặc tính trượt lý tưởng 29

Hình 1 21 Chu trình điều khiển kín của abs 29

Hình 1 22 sơ đồ trạng thái không gian biểu diễn hoạt động của 30

Hình 1 23 vòng lặp hoạt động của abs 31

Hình 1 24 Quá trình điều khiển của abs 33

Hình 1 25 các phương án điều khiển của abs 35

Hình 1 26 sơ đồ cấu tạo một hệ thống abs trên xe 36

Hình 1 27 sơ đồ khối các cụm chức năng của abs 37

Hình 1 28 Sơ đồ điều khiển của hệ thống abs 37

Hình 1 29 Cảm biến tốc độ bánh xe loại điện từ 38

Hình 1 30 Tín hiệu điện áp ở tốc độ bánh xe 38

Hình 1 31 cấu tạo tốc độ bánh xe loại nam châm quay 39

Hình 1.32 Vị trí và cấu tạo cảm biến giảm tốc 39

Hình 1 33 Các chế độ hoạt động của cảm biến giảm tốc 40

Hình 1 34 Cảm biến gia tốc ngang 41

Hình 1 35 Các chức năng điều khiển của ecu 41

Hình 1 36 Bộ phận chấp hành thủy lực 43

Hình 1 37 Sơ đồ bộ chấp hành thuỷ lực 43

Hình 1 38 Chế độ phanh bình thường ( abs không hoạt động ) 44

Hình 1 39 Chế độ giảm áp 45

Hình 1 40 Chế độ giữ áp 45

Hình 1 41 chế độ tăng áp 46

Hình 1 42 Sơ đồ hệ thống phanh khí nén và abs 47

Hình 1 43 Van Châp Hành abs 47

Hình 1 44 Chế độ không tăng áp 48

Hình 1 45 Chế độ giảm áp của van 48

Hình 1 46 Chế độ giữ áp của van 49

Hình 1 47 Tổng van phân phối khí nén xe HD270 50

Hình 1 48 Cấu tạo của buồng phanh 1 tầng xe HD270 51

Hình 1 49 Kết cấu của bầu phanh 2 tầng xe HD270 52

Hình 1 50 Máy nén khí xe HD270 53

Hình 1 51 Van cấp và xả nhanh 55

Hình 1 52 Bộ điều chỉnh lực phanh 56

YHình 2 1 Hình tổng thể xe huyndai HD270 60

Hình 2 2 Sơ đồ hệ thống phanh abs khí nén của xe hd 270 61

Hình 2 3 Cấu tạo cảm biến tốc độ 62

Hình 2 4 Vị trí lắp đặt van ABS 63

Hình 2 5 Trang thái van ABS không hoạt động và ở pha tăng áp 63

Hình 2 6 Van ABS ở pha giảm áp 64

Hình 2 7 Van ABS ở trạng thái giữ áp 65

Hình 2 8 Sơ đồ hoạt động của ECU 65

Hình 2 9 Bảng ngưỡng điều khiển abs 67

Hình 2 10 Lưu đồ thuật toán điều khiển abs theo gia tốc bánh xe .68 Hình 2 11 Sơ đồ tính 71

MỞ ĐẦU

Công nghiệp ô tô là ngành công nghiệp tạo nhiều việc làm và giá trị vật chất lớn cho xã hội Hiện nay trong nước đã có nhiều công ty sảnxuất, lắp ráp ô tô để phục vụ nhu cầu trong nước và xuất khẩu Việc tiếp cận khoa học công nghệ cao là vấn đề cấp thiết,giúp Việt Nam có thể sản xuất được ô tô hiện đại, đạt các tiêu chuẩn quốc tế và cạnh tranh tốt về chất lượng và giá thành với các sản phẩm ô tô trên thế giới

Hệ thống phanh là hệ thống an toàn chủ động quan trọng trên ô

tô Vận tốc và tải trọng của xe tải ngày càng cao nên yêu cầu hệ thốngphanh phải có hiệu quả càng cao Bên cạnh đó cần phải tăng tính năng

ổn định hướng chuyển động cho xe khi phanh, đặc biệt là khi phanh gấp Hiệu quả phanh và ổn định hướng chuyển động của ô tô khi phanhphụ thuộc nhiều yếu tố, trong đó điều khiển quá trình phanh là yếu tố

có ảnh hưởng lớn nhất

Trên các xe ô tô tải tải trọng trung bình và lớn sử dụng hệ thống phanh khí nén có độ trễ cao, phân bố trọng lượng trên các cầu xe thay đổi lớn theo điều kiện chở tải nên hiệu quả phanh bị ảnh hưởng rất lớn

Hệ thống chống bó cứng bánh xe khi phanh (Anti lock Braking System)

là một hệ thống quan trọng, nhằm tăng tính ổn định hướng chuyển động và hiệu quả phanh

Trên thế giới, các hãng sản xuất lớn đã nghiên cứu rất sâu về hệ thống ABS, có

thực nghiệm kiểm chứng và đã ứng dụng thương mại vào hầu hết các loại xe

Đề tài: “Khai thác kỹ thuật hệ thống phanh khí nén có ABS trên xe tài Huyndai HD270” Giúp chúng ta tìm hiều các thành phần cấu tạo nên

hệ thống cũng như tìm hiều cách thức nguyên lý hoạt động của hệ thống Sự an toàn và hiệu quả của hệ thống trên xe

Đến nay em đã hoàn thành bài luận văn của mình Do thời gian nghiên cứu và trình độ bản thân còn hạn chế nên bài viết khó tránh khỏi những sai sót, khuyết điểm Em rất mong nhận được sự đóng góp

ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn để nội dung nghiên cứu vấn đề này được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn thầygiáo hướng dẫn với sự tận tình củathầy BÙI HẢI TRIỀU và các thầy cô giáo trong khoa cơ khí đã truyền đạt những kiến thức rất bổ ích trong thời gian em học tại trường và trựctiếp hướng dẫn em hoàn thiện bài khóa luận này

Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viênthực hiện

Nguyễn Văn Dũng

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan hệ thống phanh cho ô tô

1.1.1 Công dụng của hệ thống phanh trên ô tô

+Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của xe tới vận tốc chuyển động nào đó, dừng hẳn hoặc giữ xe đỗ ở một vị trí nhất định

+Đối với ôtô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi vì nó bảo đảm cho ôtô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao được năng suất vận chuyển

+Hệ thống phanh gồm có cơ cấu phanh để hãm trực tiếp tốc độ góc của các bánh xe hoặc một trục nào đấy của hệ thống truyền lực

và truyền động phanh để dẫn động cơ cấu phanh

Trên ôtô sự phanh xe được tiến hành bằng cách tạo ma sát giữa phần quay và phần đứng yên của các cụm liên kết với bánh xe: giữa tang trống với má phanh hoặc đĩa phanh với má phanh Quá trình ma sát trong các cơ cấu phanh dẫn tới mài mòn và nung nóng các chi tiết

ma sát, nếu không xác định kịp thời và tiến hành hiệu chính thì có thể dẫn tới làm giảm hiệu quả phanh

Hư hỏng trong hệ thống phanh thường kèm theo hậu quả nghiêm trọng, làm mất tính an toàn chuyển động của ôtô Các hư hỏng rất đa dạng và phụ thuộc vào kết cấu hệ thống phanh.

1.1.2 Phân loại các loại phanh

Có nhiều cách phân loại hệ thống phanh

a Theo công dụng

+ Hệ thống phanh chính (phanh

chân)

+ Hệ thống phanh dừng (phanh tay)

+ Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực

hoặc điện từ)

b Theo kết cấu của cơ cấu phanh

+ Hệ thống phanh với cơ cấu phanh

+ Hệ thống phanh dẫn động có cường hóa

d 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:

Hệ thống phanh với bộ điều hòa lực phanh.

e 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 phanh với bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống ABS)

1.1.3 Yêu cầu đối với phanh ô tô

Hệ thống phanh cần bảo đảm các yêu cầu sau:

+ Quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm Muốn có quãng đường ngắn nhất thì phải đảm bảo gia tốc chậm dần cực đại

+ Phanh êm dịu trong bất kì mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ôtô khi phanh

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

+ Dẫn động phanh có độ nhạy

cao;

+ Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với bất kì cường độ nào;

+ Không có hiện tượng tự xiết khi

phanh

+ Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt

+ Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực

+ Có độ tin cậy, độ bền và tuổi thọ cao.

1.1.4 Cấu tạo chung của phanh công tác

Hệ thống phanh trên ôtô gồm có phanh chính (thường gọi là phanhchân) và hệ thống phanh phụ (thường gọi là phanh tay) Sở dĩ phải làm

cả phanh chính và phanh phụ là để đảm bảo an toàn khi ôtô chuyển động Phanh chính và phanh phụ có thể có cơ cấu phanh và dẫn động phanh hoàn toàn riêng rẽ hoặc có thể có chung cơ cấu phanh (đặt ở bánh xe) nhưng dẫn động hoàn toàn riêng rẽ

Hệ thống phanh công tác bao gồm: Cơ cấu phanh và dẫn động phanh (có thể

phanh có trợ lực hoặc phanh không có trợ

lực)

* Cơ cấu phanh:

Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômen hãm trên bánh xe khi phanh ôtô Cơ cấu phanh thường dùng loại phanh tang trống phanh guốc) và phanh đĩa Trong đó phanh tang trống

thường được dùng cho xe có trọng tải vừa và lớn, còn phanh đĩa

thường được dùng cho xe con

bé, do đó lực trên bàn đạp cũng nhỏ Ngoài ra phanh dầu thường gọn gàng hơn phanh khí vì nó không có các bầu chứa khí kích thước lớn và

độ nhạy khi phanh tốt, cho nên bố trí nó dễ dàng và sử dụng thích hợp

với các ôtô kể trên Phanh khí thường sử dụng trên ôtô vận tải trung bình và lớn Ngoài ra các loại ôtô vận tải trung bình và lớn còn dùng dẫn động phanh thuỷ khí Dùng dẫn động nhanh này ta có thể kết hợp

ưu điểm của phanh khí và phanh dầu là lực bàn đạp phanh nhỏ, độ nhạy tốt, tạo ra mômen phanh lớn

Tùy theo dạng dẫn động: cơ khí, thủy lực, khí nén, hay kết hợp thủy – khí, mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau Ví dụ: Dẫn động cơ khí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và các thanh, đòn cơ khí Nếu là đẫn động thủy lực thì dẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh chính (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn

1.1.4.1 Cơ cấu phanh tang trống

a Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ, về một phía, các lực dẫn động bằng nhau

Hình 1 1 Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một

phía

1 Chụp cao su chắn bụi 2.Xi lanh 3 Lo xo 4 Mâm phanh 5.Guốc

phanh

6 Má phanh

Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía có lực dẫn động bằng nhau được hiện trên hình 1.1 Trong đó guốc phanh sử

dụng xi lanh thủy lực để ép guốc phanh vào trống phanh

Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này là hai chốt cố định có bốtrí bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ởphía dưới, khe hở phía trên được điều chỉnh bằng cam lệch tâm

+Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ bảo dưỡng

sửa chữa

+Nhược điểm: Má phanh trước chúi đựng ma sát nhiều hơn má phanh sau (vì vậy khi chế tạo phải chế tạo má phanh trước dài hơn máphanh sau) Phạm vi sử dụng: Thường được sử dụng nhiều cho xe có tảitrọng vừa và nhỏ

b Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía và các guốc phanh có dịch chuyển góc như nhau

Hình 1 2 : Cơ cấu phanh có điểm đặt riêng rẽ

Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía có dịch

chuyển góc bằng nhau được thể hiện trên hình 1.2 Trong đó guốc phanh sử dụng loại cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này là hai chốt cố định có bố trí bạc

lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dưới, khe hở phía trên được điều chỉnh bằng cam ép

+Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ bảo dưỡng

sửa chữa

+Nhược điểm: Kích thước lớn, giá thành cao

Phạm vi sử dụng: Thường được sử dụng nhiều cho xe có tải trọng

vừa và lớn

c Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về hai phía và lực dẫn động bằng nhau

Hình 1 3 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm

1 Ống nối 2.Vịt xả khí; 3 Xi lanh bánh xe; 4 Má phanh; 5 Phớt làm

kín;

6 Pittông; 7 Lò xo guốc phanh; 8 Tấm

Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về hai phía và lực dẫn động bằng nhau được thể hiện trên hình 1.3 Trên mâm phanh cùng

bố trí hai chốt guốc phanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng với nhau

Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh Một phía của pittông luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ

lò xo guốc phanh Khe hở phía trên giữa má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp trong

pittông của xi lanh bánh xe và có một số loại xe được điều chỉnh khe

hở giữa trống phanh và guốc phanh bằng cam lệch tâm Cơ cấu phanhloại này thường có dẫn động bằng thủy lực

Ưu điểm: Hiệu quả phanh khi ô tô chuyển động tiến tăng hơn Nhược điểm: Kết cấu khá phức tạp, bảo dưỡng sửa chữa khó Phạm vi

sử dụng: Thường được bố trí ở cầu trước của ô tô du lịch và ô tô

tải nhỏ

d Cơ cấu phanh guốc loại bơi

Hình 1 4 Cơ cấu phanh guốc loại bơi

Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn ( hình 1.4.a );

loại hai mặt tựa tác dụng kép ( hình 1.4.)

+ Loại hai mặt tựa tác dụng đơn: ở loại này một đầu của guốc phanh được tựa trên mặt tựa đi trượt trên phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa đi trượt của pittông Cơ cấu phanh loại này thường

được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ

+ Loại hai mặt tựa tác dụng kép: Ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có hai pittông và cả hai đầu của mỗi guốc đều tựa trên hai mặt tựa đi trượt của hai pittông, Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ

Ưu điểm: Lực phanh của hai guốc trước và sau bằng nhau Nhược điểm:kết cấu phức tạp, khó chế tạo Phạm vi sử dụng: thường được sử dụng cho xe tải vừa

e Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hóa

Cơ cấu phanh guốc tự cường hóa có nghĩa là khi phanh bánh xe thìguốc phanh thứ nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai

Có hai loại cơ cấu phanh tự cường hóa:

+cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn (hình 1.5.a).

+ cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép (hình 1.5.b)

- Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn:

Hình 1 5 Cơ cấu phanh guốc loại tự cuờng hoá

Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn có hai đầu của hai guốc phanh đ ược liên kết với nhau qua hai mặt tựa đi trượt của một cơ cấu điều chỉnh di động Hai đầu còn lại của hai guốc phanh thì một được tựa vào mặt tựa đi trượt trên vỏ xi lanh bánh xe còn một thì tựa vào mặt tựa đi trượt của pittông xi lanh bánh xe Cơ cấu điều chỉnh dùng đểđiều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh của cả hai guốc

phanh Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ô tô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình

- Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép:

Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép có hai đầu của hai guốc phanh được tựa trên hai mặt tựa đi trượt của hai pittông trong một xi lanh bánh xe Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh

xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình

Ưu điểm: Lực phanh của hai guốc trước và sau bằng nhau Nhược

điểm: kết cấu phức tạp, khó chế tạo Phạm vi sử dụng: thường được sử dụng cho xe tải vừa

1.1.4.2 Cơ cấu phanh đĩa

a Cơ cấu phanh đĩa có giá (calips) cố định

- Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:

+ Một đĩa phanh được lắp với mayơ của bánh xe và quay cùng bánh xe;

+ Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xi lanh bánh xe;

+ Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động bởi các pittông của các xi lanh bánh xe;

a Loại giá đỡ cố định b Loại giá đỡ di động

Hình 1.6 Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa

- Loại giá đỡ cố định : Loại này, giá đỡ được bắt cố định trên dầm cầu Trên giá đỡ bố trí hai xi lanh bánh xe ở hai đĩa của đĩa phanh Trong các xi lanh có pittông, mà một đầu của nó luôn tì vào các má phanh Một đường dầu từ xi lanh chính được dẫn đến cả hai xi lanh bánh xe

b Cơ cấu phanh đĩa có giá (calips) di động

- Loại giá đỡ di động: Ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trên một số chốt bắt cố định trên dầm

cầu.Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trí một xi lanh bánh xe với một pittông tì vào một má phanh Má phanh ở phía đối diện được gá trực tiếp lên giá đỡ

c Ưu nhược điểm của phanh đĩa

Ưu điểm: áp suất trên bề mặt ma sát của má phanh giảm và phân

bố đều, má phanh ít mòn và mòn đều, ít phải điều chỉnh điều kiện làm mát tốt, mô men phanh khi xe tiến cũng như xe lùi đều như nhau, lực chiều trục tác dụng lên đĩa là cân bằng, có khả năng làm việc với khe

hở bé nên giảm được thời gian tác dụng phanh

Nhược điểm: Khó giữ được sạch trên bề mặt ma

sát

Phạm vi sử dụng: Thường được sử dụng cho xe du

lịch nhỏ

1.1.4.3 Dẫn động phanh

A, Dẫn động nhanh chính kiểu cơ khí

Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí có ưu điểm kết cấu đơn giản nhưng không tạo được mô men phanh lớn do hạn chế lực điều

khiển của người lái, vì vậy ít được sử dụng

B, Dẫn động phanh kiểu thủy lực

Ở phanh dầu lực tác dụng từ bàn đạp lên cơ cấu phanh qua chất lỏng (chất lỏng được coi như không đàn hồi khi ép)

Hình 1 7 Dẫn động phanh kiểu thủy lực

Sự làm việc của phanh dầu dựa trên nguyên lý của thủy lực

tĩnh học Nếu tác dụng lên bàn đạp phanh thì áp suất truyền đến các

xi lanh làm việc sẽ như nhau Lực trên các má phanh phụ thuộc vào đường kính pittông ở các xi lanh làm việc Muốn có mômen phanh ở các bánh xe trước khác bánh xe sau chỉ cần làm đường kính pittông của các xi lanh làm việc khác nhau

Đặc điểm quan trọng của hệ thống phanh dầu là các bánh xe được phanh cùng một lúc vì áp suất trong đường ống chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả các má phanh ép sát vào trống phanh không phụ thuộc vào đường kính xi lanh làm việc và khe hở giữa trống phanh và má phanh - Ưu nhược điểm của hệ thống phanh dẫn động thủy lực

Ưu điểm:

+ Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa cácbánh xe hoặc giữa các má phanh theo yêu cầu

+ Hiệu suất cao

+ Độ nhạy tốt, kết cấu đơn

giản

+ Có khả năng ứng dụng đa dạng trên nhiều loại ôtô khác nhau khi chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh

Nhược điểm:

+Tỷ số truyền của dẫn động không lớn nên không thể tăng lực

điều khiển lên cơ cấu phanh;

+ Hiệu suất truyền động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp

Trong hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực tùy theo sơ đồ mạch dẫn động người ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng

* Dẫn động phanh một dòng không có trợ lực chân không:

1 Xi lanh công tác bánh xe trước 2 Bàn đạp phanh 3 Xi lanh chinh

một dòng.

4 Xi lanh công tác bánh xe sau.

Hình 1 8 Sơ đồ dẫn động một dòng

+ Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, rẻ tiền, dễ sửa chữa.

+ Nhược điểm: Khi bị dò rỉ một chỗ nào đó thì toàn bộ hệ

thống phanh mất hiệu lực, nên độ an toàn không cao

Đây là sơ đồ dẫn động kiểu hai dòng, xi lanh chính hai buồng

+ Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, rẻ tiền, lắp thêm vào hệ thống bộ

trợ lực phanh để giảm nhẹ lực bàn đạp phanh khi điều khiển, tăng độ

an toàn cho hệ thống phanh

+ Nhược điểm: khi hư hỏng một dòng thì hiệu quả phanh giảm

đáng kể

*Dẫn động hai dòng chéo, kết hợp trợ lực: (Hình 1.10)

1 Xi lanh công tác bánh xe trước 2 Xi lanh chính hai dòng 3 Trợ lực chân không 4 Bàn đạp phanh 5 Xi lanh công tác bánh xe sau.

Hình 1 10 Sơ đồ dẫn động kiểu hai dòng chéo, kết hợp trợ lực

Đây là sơ đồ dẫn động kiểu hai dòng, xy lanh chính hai buồng, dẫn

động chéo

+ Ưu điểm: Chất lượng phanh đảm bảo tốt cả khi đi trên đường

có hệ số bám dọc ở hai vết bánh xe khác nhau nhiều, đồng thời nâng cao chất lượng điều khiển ôtô

+ Nhược điểm: Nếu hỏng một dòng, khi phanh ở tốc độ cao thì

không đảm bảo tính ổn định hướng của ôtô khi phanh ôtô đang chạy trong một hành lang nhất định trên đường Vì khi ôtô xuất xưởng(chế tạo hoặc sửa chữa) phải đảm bảo lực phanh ở các bánh xe (hay là mô men phanh ở các cơ cấu phanh) trên cùng một trục là như nhau Độ

chênh lệch tối đa giữa các lực phanh ở các bánh xe trên cùng một trụckhông được vượt quá 15% so với giá trị lực phanh cực đại ở các bánh

xe của trục này

* Trợ lực chân không

Đặc điểm của bộ trợ lực bằng chân không là sử dụng ngay độ chân không ở trong họng hát của động cơ, đường chân không vào mộtkhoang của bộ cường hoá còn khoang còn lại được thông với khí trời Khi tác dụng một lực cần thiết vào bàn đạp nhờ sự dẫn động tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa phía trước và phía sau màng đẩy của bộ trợ lực từ đó tạo ra lực đẩy thông qua dẫn động tác dụng lên piston của xi lanh chính để thực hiện quá trình phanh Phương án này có những ưu nhược điểm sau:

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 ô tô chuyển động

Độ chân không khi thiết kế lấy là 0.5 (KG/cm), áp suất khí trời là 1 (KG/cm), do độ chênh áp giữa hai ngăn của bộ trợ lực không lớn nên

muốn có lực trợ lực lớn thì phải tăng tiết diện của màng do đó kích thước của bộ trợ lực tăng lên, vì vậy phương án này chỉ thích hợp với phanh dầu xe du lịch và xe vận tải hành khách có trọng tải nhỏ và trung bình

+ Sơ đồ trợ lực chân không

1 Bàn đạp 2 Thanh đẩy 3 Piston xi lanh chính 4 Piston xi lanh

lực 5 Van không khí 6 Ụ tỳ 7 Lò xo 8 Thanh đẩy piston 9 Lò

xo

Hình 1 11 Sơ đồ nguyên lý bộ trợ lực chân không.

Khi không phanh dưới tác dụng của lò xo hồi vị 9 đầu trên của bàn đạp dịchchuyển sang trái để mở cửa van bên phải và đóng cửa van 5 bên trái, lúc nàybuồng A thông với buồng B qua hai cửa E và F thông với đường ống nạp

Khi phanh dưới tác dụng của lực bàn đạp đầu trên của đòn bàn đạp dịch chuyển sang phải, đầu dưới dịch chuyển sang trái tác dụng lên thanh đẩy piston xi lanh chính đồng thời đầu tiên của đòn bàn đạpkéo thanh đẩy số 8 sang phải lúc này van bên trái thông với khí trời

mở ra còn van 5 bên phải thông giữa cửa E và F được đóng lại Khi đó

áp suất của buồng A bằng áp suất khí trời còn áp suất của buồng B bằng áp suất của đường ống nạp, do đó giữa buồng A và buồng B có

sự chênh lệch áp suất nên piston 4 dịch chuyển sang phải tác dụng

lên đầu đòn 2 một lực cùng chiều với lực bàn đạp của người lái và đẩy

piston 3 của xi lanh chính, sang trái nén dầu tăng áp suất dẫn động đến các xi lanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh

Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo 9 kéo đòn bàn đạp về vị trí ban đầu,lúc đó van 5 bên trái (van không khí) đóng lại để đóng cửa van thông buồng A với khí trời đồng thời vạn 5 bên phải được mở ra thông giữa

buồng A và buồng B qua cửa E và F khi đó hệ thống phanh ở trạng tháikhông làm việc

+ Bộ trợ lực bằng chân không kết hợp

thuỷ lực.

1 Xy lanh chính; 2 Ông nạp động cơ; 3 Van một chiều; 4 Pistôn; 5 Xy lanh lực 6 Bộ lọc; 7 Van không khí; 8 Van chân không; 9 Màng cao su;10.Piston phản hồi; 11 Pis tôn trợ lực; 12 Van một chiều; 13 Xy lanh

cường hoá; 15 Xy lanh bánh xe.

Khi phanh van 7 đóng lại dưới tác dụng của lò xo màng 9 nối ép

cứng với piston 10 bị ép về phía dưới, van chân không 8 mở làm cho buồng III thông với buồng II nên không có sự chênh lệch áp suất giữa

hai buồng

Khi đạp phanh người lái tác dụng một lực vào bàn đạp thông qua

hệ thống đòn đẩy piston xi lanh chính di chuyển, áp suất phía sau

piston tăng lên khoảng 5KG/cm” qua đường ống dẫn dầu lên xi lanh của bộ trợ lực, áp suất này tác dụng lên piston 11 của bộ trợ lực và tácdụng lên piston phản hồi 10 đẩy piston phản hồi 10 đi lên thắng lực lò

xo đẩy màng 9 đóng kín van 8, mở van 7 lúc này không khí qua lọc số

Hình 1 12 Sơ đồ nguyên lý bộ trợ lực chân không

kết hợp thuỷ lực.

6 vào buồng I qua van 7 vào buồng II và II, còn buồng III là áp suất

chân không ở cổ hút động cơ, do sự chênh lệch áp suất giữa IIa và buồng III piston màng 4 dịch chuyển sang phải qua thanh đẩy, đẩy piston của bộ trợ lực 11 chuyển động sang phải tạo ra áp suất cao ở sau piston và được dẫn đến các xi lanh làm việc ở các bánh xe tiến hành đẩy má phanh ra tiếp xúc với trống phanh để hãm bánh xe lại Khi người lái giữ bàn đạp phanh ở một vị trí nào đó lúc này ở các bánh xe có lực cản nhưng vẫn lăn, piston của bộ trợ lực đi thêm một ít nữa rồi dừng lại, thể tích ở trước piston tăng lên một chút, áp suất giảm xuống một ít, nên piston phản hồi 10 mang theo van màng 9

dịch chuyển xuống dưới van 8 vẫn đóng và vận không khí 7 được đóng

lại , như vậy lực giữ bàn đạp phanh cân bằng với lực cản ở bánh xe Khi người lái lại tiếp tục đạp bàn đạp phanh, lực bàn đạp tăng lên,

sự mất cân bằng lại diễn ra, áp suất ở xi lanh bộ trợ lực tăng lên lại tácdụng lên piston phản hồi 10 nâng van màng 9 đi lên, van không khí 7

mở ra và phanh tiếp tục làm việc như ở phần trên đã trình bày ( khi đạp phanh)

Khi nhả bàn đạp phanh lò xo ở bàn đạp kéo bàn đạp về vị trí ban

đầu, lò xo côn bộ trợ lực đẩy piston bộ trợ lực về chỗ cũ, van màng 9 cùng piston phản hồi 10 trở về vị trí ban đầu, van chân không 8 mở ra,

van không khí 7 đóng lại lúc này áp suất ở buồng II và buồng III bằng nhau và bằng áp suất chân không = 0,5KG/cm”, ở bánh xe lò xo kéo

má phanh về vị trí ban đầu tách khỏi trống phanh

+ Bộ trợ lực bằng chân không loại đồng

trục

1 Xy lanh phanh chính; 2 Van một chiều; 3 Vỏ xy lanh lực; 4 Lò xo hồi vị 5 Pistôn cường hoá; 6 Chụp cao su; 7 Bộ lọc khí; 8 Thanh đẩy;

9 Van cao su; 10 Piston; 11 Đệm cao su; 12 Thanh đẩy

Hình 1 13 Sơ đồ nguyên lý bộ trợ lực chân không đồng trục.

Khi chưa phanh thì piston 5 nằm ở tận cùng bên phải, thanh đẩy 8của bàn đạp và piston 10 ( được nối ghép với thanh đẩy 8 ) cũng được đẩy về phía bên phải Lúc đó gờ của pistôn 10 sẽ ép chặt vào van cao

su 9 làm cho không khí bên ngoài

không xâm nhập vào buồng của xy lanh lực Cùng lúc đó van cao su 9 rời khỏi gờ vòng tròn trên moay ơ của piston 5, nhờ vậy buồng A và B được thông với nhau qua rãnh ở moay ơ của piston 5 Nếu động cơ làm việc thì ở hai buồng sẽ có độ chân không như nhau, lò xo 4 có tác dụng đẩy piston về vị trí tận cùng bên phải

Khi tác dụng một lực lên bàn đạp phanh thanh đẩy 8 của bàn đạp

sẽ dịch chuyển pistôn 10, piston này sẽ rời khỏi van cao su 9 làm cho buồng B thông với không khí, đồng thời van cao su 9 vẫn tỳ vào gờ vòng tròn của moay ơ piston 5 làm cho buồng B thông với chân không

Do có áp suất khác nhau ở buồng A và B nên sẽ có lực tác dụng lên piston 5 Lực này kết hợp với lực do bàn đạp gây lên sẽ truyền đến

thanh đẩy 12 của xy lanh chính, nghĩa là lực tác dụng lên piston của

xy lanh chính đã được cường hoá

Khi lực tác dụng lên bàn đạp phanh được giữ nguyên không thay đổi thì van cao su 9 sẽ ngăn cách ( không cho thông ) buồng B với không khí, nghĩa là trong trường hợp này van cao su 9 vừa bị ép vào

gờ vòng tròn của moay ơ piston 5 vừa bị ép vào gờ của piston nhỏ 10 Như vậy giữ nguyên lực không thay đổi lên bàn đạp phanh, áp suất ở trong buồng B không thay đổi, tính chất tuỳ động được bảo đảm nhờ đệm cao su phản ứng 11

C, Dẫn động nhanh chính bằng khí nén

1 Máy nén khí 2 Bầu lọc khí 3 Bộ điều chỉnh áp suất 4 Đồng hồ áp suất 5 Bàn đạp phanh 6 Bàn đạp phanh 7 Bình chứa khí 8 Van phân phối 9 Bầu phanh 10 Cam phanh 11 Lò xo cơ cấu phanh 12 Guốc

phanh.

Hình 1 14 Cấu tạo chung của dẫn động phanh khí nén

Phanh khi sử dụng năng lượng của khí nén để tiến hành phanh, người lái không cần mất nhiều lực để điều khiển nhanh mà chỉ cần thắng lực lò xo ở van phân phối để điều khiển việc cung cấp khí nén hoặc làm thoát khí ở các bộ phận làm việc Phanh khí sử dụng năng lượng của khí nén để tiến hành phanh, người lái không cần mất nhiều lực để điều khiển nhanh mà chỉ cần thắng lực lò xo ở van phân phối đểđiều khiển việc cung cấp khí nén hoặc làm thoát khí ở các bộ phận làm việc

Máy nén khí, van áp suất và các bình chứa khí: là bộ phận cung

cấp nguồn khí nén có áp suất cao ( 6-7 KG/cm2) để hệ thống phanh

hoạt động;

Van phân phối: là cơ cấu phân phối khí nén từ các bình chứa khí đến các bầu phanh để tạo lực tác dụng lên cam ép thực hiện nhanh cácbánh xe;

lên cam ép để thực hiện quá trình phanh

Ưu điểm: của hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén là lực tác

dụng lên bàn đạp rất bé Trong dẫn động nhanh bằng khí nén lực điều khiển trên bàn đạp chủ yếu dùng để điều khiển van phân phối còn lực tác dụng lên cơ cấu phanh do áp suất khí nén tác dụng lên bầu phanh thực hiện

Nhược điểm: của hệ thống phanh khí nén là số lượng các cụm

khá nhiều, kích thước lớn và giá thành cao, độ nhậy kém, nghĩa là thời gian hệ thống phanh bắt đầu làm việc kể từ khi người lái bắt đầu tác dụng khá lớn do không khí bị nén khi chịu lực Phạm vi sử dụng:

Thường sử dụng rộng rãi cho xe có trọng tải vừa và lớn

D, Dẫn động nhanh bằng khí nén - thủy lực

kết hợp

a Dẫn động phanh một dòng

Dẫn động thủy lực: có hai xi lanh chính dẫn hai dòng dầu đến các xi lanh bánh

xe phía trước và phía sau;

Dẫn động khí nén: bao gồm từ máy nén khí, bình chứa khí, van phân phối khí và các xi lanh khí nén

Đây là dẫn động khí nén – thuỷ lực kết hợp hai dòng nên van phânphối khí là loại van kép, có hai xi lanh chính và hai xi lanh khí Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén – thuỷ lực phối hợp cả ưu điểm của phanh khí và phanh dầu cụ thể là lực tác dụng lên bàn đạp bé, độ nhạy cao, hiệu suất lớn và có thể sử dụng cơ cấu phanh nhiều loại khác nhau

Phanh khí nén – thuỷ lực có những nhược điểm ở phần truyền động thủy lực là: ở nhiệt độ thấp hiệu suất giảm, chăm sóc kĩ thuật phức tạp như khi kiểm tra mức dầu và thoát không khí khỏi truyền động Dẫn động một dòng tuy kết cấu đơn giản nhưng độ tin cậy không cao Vì một lý do nào đó, bất kì một đường ống dẫn khí hoặc dẫn dầu nào đến các van phanh và xi lanh bánh xe Bị rò rỉ khí dầu trong hệ thống bị mất áp suất khi đó hiệu quả phanh ở tất cả các bánh

xe bằng không Phạm vi sử dụng: Thường được sử dụng cho xe có trọng tải trung bình

b Dẫn động phanh hai dòng

Hình 1 15 Sơ đồ hệ thống dẫn động phanh một dòng

1 Van điều khiển ; 2 Cơ cấu phanh; 3 Bình dầu;4 Bình khí nén; 5 Xi

lanh khí; 6 Máy nén khí; 7 Xi lanh thuỷ

Hình 1 16 Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn

động hai dòng

Hệ thống phanh khí nén - thuỷ lực gồm có máy nén khí dẫn động bằng động cơ ôtô, bình chứa khí nén, van điều khiển, xi lanh lực, van điều khiển và xi lanh phanh chính (ba bộ phận này kết hợp thành một cụm), các loại đường ống dẫn, cụm cơ cấu phanh

Nguyên lý hoạt động: máy nén khí cung cấp khí nén đến bình chứa khí Khi có tác dụng từ bàn đạp của người lái van phân phối sẽ

mở đường khí nén từ bình chứa tới van điều khiển Tại đây khi van điều khiển nhận được dòng khí nén điều khiển này sẽ mở thông của đểmột dòng khí nén lớn từ bình chứa khí nén tới sẽ sinh lực ép lên

pittông của xi lanh chính Dầu dưới áp lực cao sẽ truyền qua các ống dẫn dầu tới ép các píttông xi lanh phanh do đó sẽ dẫn động các guốc phanh và thực hiện các quá trình phanh

Ngoài ra, cũng nhằm mục đích giảm tổn thất và tăng độ nhậy cho

hệ thống khí nén thuỷ lực kết hợp thì các cụm của hệ thống được bố trí theo nguyên tắc:

Phần dẫn động khí nén kể từ xi lanh khí nén phải gần với van điềukhiển nhằm mục đích giảm tổn thất và giảm thời gian chậm tác dụng của khí nén Còn từ xi lanh chính đến các xi lanh bánh xe có thể bố trí

xa vì dầu không chịu nén nên ít ảnh h ưởng tới thời gian chậm tác dụng

Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén – thuỷ lực phối hợp cả

ưu điểm của phanh khí và phanh dầu cụ thể là lực tác dụng lên bàn đạp bé, độ nhạy cao, hiệu suất lớn và có thể sử dụng cơ cấu phanh nhiều loại khác nhau Phanh khí nén – thuỷ lực có những nhược điểm ở phần truyền động thủy lực là: ở nhiệt độ thấp hiệu suất giảm, chăm sóc kĩ thuật phức tạp như khi kiểm tra mức dầu và thoát không khí khỏitruyền động

1.2 Tổng quan hệ thống phanh ABS (Anti-lock Braking System)

1.2.1 Đặt vấn đề.

Các chính sách ưu tiên phát triển ngành công nghiệp ôtô của nước

ta đã bước đầu nội địa hóa các chi tiết, các cụm chi tiết và các hệ

thống trên ôtô tuy nhiên, để có thể nội địa hoá một phần hay hoàn toàn ôtô trong tương lai cần phải có những đầu tư nghiên cứu một cách

kỹ lưỡng hơn, cả về lý thuyết cũng như ứng dụng thực tế trên thực tế hiện nay, một số chi tiết trên ôtô đã được nội địa hoá nhưng phần lớn các chi tiết không quan trọng và chủ yếu là làm theo mẫu đặt hàng Một vấn đề lớn và quan trọng cần phải giải quyết đối với hoạt động của

hệ thống phanh, đó là khi ô tô phanh gấp hay phanh trên các loại

đường có hệ số bám  thấp như đường trơn, đường đóng băng, tuyết thì dễ xảy ra hiện tượng sớm bị hãm cứng bánh xe, tức là hiện tượng bánh xe bị trượt lết trên đường khi phanh khi đó quãng đường phanh

sẽ kéo 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 ô tô nếu cácbánh xe trước bị bó cứng thì làm cho xe không thể chuyển hướng theo

sự điều khiển của người lái được, còn nếu các bánh sau bị bó cứng, do

sự khác nhau về hệ số bám giữa bánh trái và bánh phải với mặt đường nên 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 các bánh xe dễdẫn đến các hiện tượng quay vòng thiếu hay quay vòng thừa làm mất

ổn định khi xe quay vòng Để giải quyết bài toán về vấn đề hiệu quả vàtính ổn định khi phanh này, phần lớn các ô tô hiện nay đều được trang

bị hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh, gọi là hệ thống lock braking system" và thường được viết tắt là hệ thống abs hệ

"anti-thống hoạt động chống hiện tượng bị hãm cứng của bánh xe bằng cáchđiều khiển thay đổi áp suất dầu tác dụng lên cơ cấu phanh ở các bánh

xe để ngăn không cho nó bị hãm cứng khi phanh trên đường trơn hay khi phanh gấp, đảm bảo hiệu quả và tính ổn định của ô tô 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, trở thành tiêu chuẩn an toàn bắt buộc ở phần lớn các nước trên thế giới tại thị trường việt nam, cùng với một lượng lớn các xe nhập cũ đã qua sử dụng, một số loại xe được lắp ráp trong nước cũng đã trang bị hệ thống này ngoài ra, các nhà quản lý kỹ thuật và các chuyên gia đầu ngành cũng đề xuất đến vấn đề ban hành các tiêu chuẩn quy định về việc sử dụng ô tô có trang

bị hệ thống abs với các mốc thời gian cụ thể Để sử dụng và khai thác

có hiệu quả tất cả các tính năng ưu việt của hệ thống abs nói riêng và của ô tô nói chung, việc nghiên cứu và nắm vững hệ thống này là cần thiết hệ thống abs đã được một số trường đại học, cao đẳng chuyên ngành, các trung tâm đào tạo nghề đưa vào nghiên cứu và giảng dạy trong nhiều năm qua nhưng còn gặp không ít khó khăn như tài liệu tham khảo về hệ thống abs thiếu tính hệ thống, các mô hình, thiết bị

về hệ thống abs

1.2.2 Lịch sử phát triển của hệ thống ABS.

Hệ thống abs được sử dụng lần đầu tiên trên các máy bay thương mại vào năm 1949 nhằm chống hiện tượng trượt ra khỏi đường băng khi máy bay hạ cánh với các công nghệ thời đó, kết cấu của hệ thống abs còn cồng kềnh, hoạt động không tin cậy và không tác động đủ nhanh trong mọi tình huống trong quá trình phát triển, abs đã được cảitiến từ loại cơ khí sang 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, hệ thống abs lần đầu tiên được lắp trên ô tô

vào những năm 1969 sau đó, hệ thống abs đã được nhiều công ty sảnsuất ô tô nghiên cứu và đưa vào ứng dụng từ những năm 1970 trở đi

công ty toyota sử dụng lần đầu tiên cho các xe tại nhật từ năm 1971, đây là hệ thống abs có 1 kênh điều khiển đồng thời hai bánh sau

nhưng phải đến thập niên 1980s hệ thống này mới được phát

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

Lúc đầu hệ thống abs chỉ được lắp trên các xe du lịch cao cấp, đắt tiền, được trang bị theo yêu cầu và theo thị trường dần dần hệ thống này được đưa vào sử dụng rộng rãi hơn, abs gần như đã trở thành tiêu chuẩn bắt buộc cho tất cả các loại xe du lịch và cho phần lớn các loại

xe hoạt động ở những vùng có đường băng, tuyết dễ trơn trượt ngày nay, hệ thống abs không chỉ được thiết kế trên các hệ thống phanh thuỷ lực, mà còn ứng dụng rộng rãi trên các hệ thống phanh khí nén của các xe tải và xe khách lớn

Nhằm nâng cao tính ổn định và tính an toàn của xe trong mọi chế

độ hoạt động như khi xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, khi đi vào đường vòng với tốc độ cao, khi phanh trong những trường hợp khẩn cấp…hệ thống abs còn được thiết kế kết hợp với nhiều hệ thống khác trên xe

Các công ty như bosch, aisin, denso, bendix là những công ty đi đầu trong việc nghiên cứu, cải tiến, chế tạo các hệ thống abs và cung cấp cho các công ty sản xuất ô tô trên toàn thế giới

1.2.3 Mục đích xây dựng hệ thống

Từ nhiệm vụ chính được đặt ra của đề tài là chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS kết nối được với máy vi tính, mô hình chế tạo phải có phương án thiết kế khả thi và chế tạo nên sản phẩm hoàn chỉnh là một

mô hình hệ thống abs dựa trên các thiết bị của một hệ thống abs trên

xe mô hình phải hoạt động tốt, thể hiện rõ chức năng làm việc của hệ thống abs và phục vụ tốt cho công tác học và nghiên cứu cho các đối tượng là sinh viên, học sinh chuyên ngành cơ khí ô tô của các trường đại học, cao đẳng, trung học chuyên nghiệp

1.2.4 Yêu cầu của hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS).

Một hệ thống abs hoạt động tối ưu, đáp ứng nhu cầu nâng cao chất lượng phanh của ô tô phải thoả mãn đồng thời các yêu cầu sau:

An toàn liên quan đến động lực học của hệ thống phanh và chuyểnđộng

Hệ thống phải làm việc ổn định và có khả năng thích ứng cao, điềukhiển trong suốt dải tốc độ của xe và ở bất kỳ loại đường nào

Khai thác một cách tối ưu khả năng phanh của các bánh xe trên đường, do đó giữ tính ổn định điều khiển và giảm quãng đường phanh.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 an toàn

1.2.5 Phạm vi điều khiển của hệ thống abs.

Mục tiêu của hệ thống abs là giữ cho bánh xe trong quá trình

phanh có độ trượt thay 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

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD :PGS.TS BÙI HẢI TRIỀU

số bám khác nhau phạm vi điều khiển của hệ thống abs ứng với từng điều kiện cụ thể là khác nhau

Hình 1 18 Phạm vi điều khiển của abs theo góc trượt bánh xe

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 2.2 thể hiện mối quan hệ giữa hệ số bám dọc x và hệ số bám ngang y với độ trượt  ứng với góc trượt  = 20 và  =

100

1 2.6 Đặc tính lý tưởng

Hình 1.19 biểu diễn đường đặc tính lý tưởng khi phanh trong vùng

ổn định (a) hệ số bám dọc tăng tuyến tính và đạt giá trị cực đại xmax tại

0 trong vùng không ổn định (b), hệ số bám dọc vẫn được duy trì với giá trị cực đại, nhờ vậy sẽ tận dụng được hết khả năng bám giữa bánh

xe và mặt đường để được lực phanh tối ưu đây là cơ sở để thiết kế hoạt động của hệ thống abs

(-a) - gia tốc bánh xe.

(-a max ) - gia tốc lớn nhất của bánh xe khi phanh.

M p - mô men phanh.

M r - mô men bám

M rmax - mô men bám cực đại

Trên hình 1.20 thể hiện mối quan hệ giữa mô men phanh MB (mô men phanh do cơ cấu phanh tạo ra) và mô men bám của bánh xe mr

(là mô men tác động ngược của mặt đường đối với bánh xe) với thời gian t (hình trên), cũng như sự giảm tốc của bánh xe ( -a) với thời gian

t

1.2.7 Chu trình điều chỉnh của abs

1- bộ chấp hành thuỷ lực; 2- xy lanh phanh chính.

3- xy lanh làm việc 4- bộ điều khiển

(ecu)

5- cảm biến tốc độ bánh xe

Hình 1 20 Quá trình phanh cơ bản theo đặc tính trượt lý tưởng.

Hình 1 21 Chu trình điều khiển kín của abs

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,…)

Quá trình điều khiển của hệ thống abs được thực hiện theo một chu trình kín như hình 1.21 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 áp suất 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 tác động được thực hiện bởi bộ chấp hành, thay đổi áp suất dầu cấp 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 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,…)

Quá trình điều khiển của abs được trình bày dưới dạng sơ đồ trạng thái không gian như hình 1.22 thay cho cách biểu diễn sơ đồ khối dạng các khâu p-i-d giải thích các chế độ hoạt động của một hệ thống abs đơn giản

dừng tác động abs giảm áp chậm giảm áp nhanh

giữ hay tăng, giảm áp

giảm áp phanh

thường

Hình 1 22 Sơ đồ trạng thái không gian biểu

Khi phanh chậm, sự giảm tốc của xe thay đổi chậm và nhỏ thì hoạtđộng của hệ thống phanh là bình thường, hệ thống abs không can thiệp khi phanh gấp hay phanh trên đường trơn, gia tốc chậm dần của bánh xe tăng nhanh, có hiện tượng bị hãm cứng ở các bánh xe, thì abs

sẽ đưa ra tín hiệu điều khiển giảm áp suất phanh để chống lại sự hãm cứng các bánh xe sau đó áp suất phanh sẽ được điều khiển ở các chế

độ giữ áp hoặc tăng áp/giảm áp, thực hiện chế độ tăng áp chậm hay tăng áp nhanh để duy trì độ trượt khi phanh nằm trong khoảng tối ưu chu kỳ giảm áp - giữ áp - tăng áp được điều khiển lặp lại phụ thuộc vàotình trạng trượt của bánh xe, kết quả là giữ cho tốc độ bánh xe có dạngnhư hình 2.8 và sau đó kết thúc trở về trạng thái bình thường tuỳ vào điều kiện của bề mặt đường, số chu kỳ điều khiển sẽ dao động từ 4

10 lần trong vòng một giây abs đạt được tốc độ điều khiển nhanh này nhờ những tín hiệu điện tử và khả năng đáp ứng, xử lý nhanh của các bộ vi xử lý trong ecu

Lưu đồ thuật toán chỉ sự hoạt động của hệ thống abs theo một vòng lặp kín như sơ đồ hình 1.23 sau khi kiểm tra và kích hoạt các giữ liệu của hệ thống, hệ thống vi xử lý bắt đầu điều khiển hoạt động của

hệ thống theo một vòng lặp, tiến trình tính toán tốc độ bánh xe, tốc độ

xe, kiểm tra tình trạng, khả năng đáp ứng của bộ điều khiển và hệ thống, chọn chế độ làm việc có hay không có sự can thiệp của abs khi abs hoạt động sẽ tiến hành phân tích diễn biến của quá trình phanh thông qua các tín hiệu vào, xác định cách ứng xử và tiến hành điều khiển các bộ phận chấp hành làm việc theo một chu trình vòng lặp kín

1.2.8 Tín hiệu điều khiển abs.

Việc lựa chọn các tín hiệu điều khiển thích hợp là nhân tố chính trong việc quyết định tính hiệu quả của quá trình điều khiển abs trên tất cả các xe hiện nay đều sử dụng các cảm biến tốc độ bánh xe để tạo

ra tín hiệu điều khiển chính và cơ bản nhất cho việc điều khiển quá trình hoạt động của hệ thống abs sử dụng những tín hiệu này, hộp

điều khiển (ecu) sẽ tính ra được tốc độ của mỗi bánh xe, sự giảm tốc

và tăng tốc của nó, tính được tốc độ chuẩn của bánh xe, tốc độ xe và

độ trượt khi phanh Sự thay đổi gia tốc của bánh xe là một tín hiệu chính, đóng vai trò quan trọng nhất trong quá trình điều khiển của abs.ecu sẽ tính toán và xác định các giá trị giới hạn của sự giảm tốc (-a) và tăng tốc (+a) cho phép của xe để điều khiển các chế độ hoạt động của các van điện trong bộ chấp hành

Hình 1 23 Vòng lặp hoạt động của abs