Tính cấp thiết của đề tài
Vận tải hàng hóa bằng đường bộ hiện nay là hình thức phổ biến nhất tại Việt Nam, đóng góp quan trọng vào việc lưu thông hàng hóa và dịch vụ, thúc đẩy giao thương Dịch vụ vận chuyển hàng hóa là mắt xích thiết yếu trong chuỗi cung ứng logistics, góp phần vào sự phát triển kinh tế xã hội Đặc biệt, các đoàn xe sơ mi rơ-mooc (SMRM) có khả năng vận chuyển hàng hóa lớn với chi phí thấp, ít tiêu hao nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường Tuy nhiên, kích thước lớn và tốc độ cao của xe khiến nhiều người lo ngại về an toàn giao thông, đặc biệt là khi xảy ra các vụ tai nạn nghiêm trọng do mất phanh Do đó, chúng tôi đã chọn đề tài "Tìm hiểu hệ thống phanh đoàn xe sơ mi rơ-mooc" cho đồ án tốt nghiệp nhằm nghiên cứu vấn đề này.
Mục tiêu đề tài
- Nghiên cứu khái quát về cấu tạo, công dụng và nguyên lý hoạt động của các hệ thống phanh khí nén trên đoàn xe SMRM.
- Giới thiệu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống ABS trên xe đầu kéo.
- Giới thiệu về hệ thống phanh khí nén có ABS trên một dòng xe cụ thể.
- Giới thiệu về phương pháp chẩn đoán, bảo dưỡng và sửa chữa các hư hỏng trên hệ thống phanh khí nén và hệ thống ABS trên đoàn xe SMRM.
Giới hạn đề tài
- Chưa làm rõ được nguyên lý làm việc của ECU lên ABS.
Đề tài nghiên cứu lý thuyết của chúng em tập trung vào khảo sát thực tế tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, nhằm phục vụ cho đồ án tốt nghiệp.
Phần B: HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN CƠ BẢN TRÊN ĐOÀN XE SMRM
NHỮNG CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN CƠ BẢN
Máy nén và bộ điều áp
Máy nén khí được phân loại dựa trên số lượng xy-lanh, tương tự như xy-lanh trong động cơ Số lượng xy-lanh càng nhiều, hiệu suất nạp của máy nén càng cao.
Dưới đây là một số mẫu máy nén khí do hãng Bendix sản xuất.
B) Cấu tạo và công dụng ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Máy nén khí là nguồn năng lượng chính cho hệ thống phanh khí nén, thường được dẫn động bởi động cơ xe Nó cung cấp áp suất khí nén cần thiết cho hoạt động của hệ thống phanh Máy nén khí thường được làm mát và bôi trơn thông qua hệ thống làm mát và bôi trơn của động cơ, mặc dù một số máy nén tự bôi trơn cần được kiểm tra định kỳ Chúng hút không khí đã được lọc từ bên ngoài hoặc từ bộ tăng áp của động cơ và nén khí đến áp suất yêu cầu Để đảm bảo hiệu suất, hệ thống phanh cần duy trì nguồn cung cấp khí nén trong khoảng áp suất tối đa và tối thiểu đã được định trước.
Máy nén thông thường hoạt động liên tục khi được dẫn động bởi động cơ qua bánh răng hoặc đai Khi áp suất trong bình chứa đạt 80–135 PSI, hệ thống cân bằng và máy nén chuyển sang chế độ “không tải” Bộ điều áp điều chỉnh áp suất tối đa và tối thiểu, và khi áp suất đạt 105-135 PSI, máy nén sẽ hoạt động ở chế độ “không tải” Trong chế độ này, khí nén được đưa tới piston không tải, giữ cho van nạp mở, cho phép không khí lưu thông giữa hai xy lanh mà không bị nén Khi áp suất giảm xuống dưới 80 PSI, van nạp sẽ đóng lại và máy nén trở lại chế độ “có tải” Trong quá trình hoạt động “không tải”, máy nén tự giải nhiệt, nếu không thực hiện được, cần kiểm tra và sửa chữa do có thể bị nghẹt bầu lọc hoặc trượt đai.
Để đảm bảo hiệu quả hoạt động của máy nén, việc giữ cho không khí đầu vào luôn sạch là rất quan trọng Đầu tiên, không khí sẽ được lọc qua bầu lọc để loại bỏ bụi bẩn, nhưng cần thường xuyên vệ sinh bầu lọc Tuy nhiên, việc sử dụng bầu lọc có thể hạn chế lưu lượng khí vào máy nén, ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị.
Một số loại xe có lỗ nạp của máy nén được kết nối với cổ góp đường ống nạp, cho phép lấy không khí đã được lọc từ bộ lọc của động cơ.
Máy nén loại piston hoạt động cùng nguyên tắc với kỳ nạp và kỳ nén của động cơ:
Trong quá trình kỳ nạp, piston di chuyển xuống tạo ra chân không trong xy lanh, dẫn đến việc van nạp mở ra Khi van nạp mở, không khí sẽ được hút vào xy lanh qua van nạp.
Kỳ nén là quá trình mà piston di chuyển lên trên, nén không khí trong xy lanh Khi áp suất không khí tăng lên, khí nén không thể thoát trở lại van nạp vì van nạp đã đóng Khi piston gần hoàn thành hành trình, không khí có áp suất sẽ nâng van thoát, cho phép không khí đi vào đường thoát và hướng đến bình chứa.
A) Cấu tạo và công dụng
Hệ thống cung cấp khí hoạt động hiệu quả với cơ cấu “không tải”, tự động điều chỉnh áp suất trong giới hạn cho phép Máy nén hoạt động liên tục khi động cơ quay, nhưng được điều khiển bởi bộ điều áp, kích hoạt hệ thống “không tải” để dừng hoặc bắt đầu quá trình nén khí khi áp suất trong bình chứa đạt giá trị tối đa hoặc tối thiểu.
Bộ điều áp có chức năng điều chỉnh áp suất trong khoảng cho phép từ 80 đến 135 PSI, thông qua việc kiểm soát thời điểm hoạt động của máy nén.
Hình 2.5 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
B) Nguyên lý hoạt động Áp suất bình chứa đi vào bộ điều áp qua lỗ bình chứa, tác động lên piston và van nạp/xả Khi áp suất khí tăng lên, piston và van di chuyển đi lên nén lò xo giới hạn áp suất. Khi áp suất bình chứa đạt giới hạn lớn nhất của máy nén thì bộ điều áp bắt đầu chế độ ngắt. Chốt xả đè lên van xả/nạp, đóng đường xả và mở đường nạp Sau đó khí bình chứa chạy xung quanh van nạp thông qua đường ống trong piston ra ngoài lỗ không tải đi tới cơ cấu không tải của máy nén Khí cũng chạy xung quanh piston, piston có đường kính lớn hơn ở phần đầu, kết quả là lực thêm vào từ đường kính trên sẽ làm cho van nạp mở lớn nhất
Khi áp suất trong bình chứa giảm xuống mức tối thiểu, bộ điều áp sẽ kích hoạt Lực tác động từ áp suất khí trên piston giảm, khiến lò xo giới hạn áp suất co lại Lúc này, van nạp sẽ đóng lại trong khi van xả mở ra, cho phép khí từ đường không tải thoát ngược trở lại piston qua chốt xả và ra ngoài qua lỗ xả.
Bình chứa và van xả
Bình chứa khí nén là thiết bị dự trữ khí, kích thước và số lượng phụ thuộc vào bầu phanh và cấu trúc phanh tay Hầu hết các xe đều có từ hai bình chứa trở lên, giúp tăng thể tích không khí dự trữ Bình chứa đầu tiên sau máy nén được gọi là bình cung cấp hoặc bình ướt, trong khi các bình khác được phân loại là bình sơ cấp, thứ cấp hoặc bình khô.
Khi khí bị nén, nó nóng lên và sau đó được làm mát trong bình chứa, dẫn đến hiện tượng ngưng tụ Sự ngưng tụ này xảy ra khi hơi nước hòa trộn với không khí bị nén Nếu dầu rò rỉ qua xec-măng của máy nén và kết hợp với hơi ẩm, sẽ tạo ra cặn dầu tích lũy ở đáy bình chứa Nếu không được xử lý, cặn dầu này, bao gồm nước và dầu, có thể xâm nhập vào hệ thống phanh, gây hại cho van và các bộ phận khác.
Bình chứa được trang bị van xả nhằm loại bỏ hơi ẩm và cặn dầu tích lũy trong hệ thống Để giảm thiểu lượng nước tích tụ, cần thực hiện việc xả tất cả các bình chứa mỗi ngày.
Trong các tình trạng làm việc khắc nghiệt, bình chứa cần được xả hai hoặc nhiều lần mỗi ngày Để xả bình chứa trên xe kéo, bắt đầu với bình ướt và đảm bảo thải sạch toàn bộ hơi ẩm bằng cách để khí mang áp suất thoát ra ngoài hoàn toàn.
Van an toàn là thiết bị quan trọng giúp bảo vệ bình chứa khỏi tình trạng vượt áp và nổ khi bộ điều áp gặp sự cố Van này hoạt động dựa trên một viên bi gắn lò xo, cho phép không khí thoát ra khi áp suất trong bình quá cao Thông thường, van an toàn sẽ mở ra khi áp suất đạt khoảng 150 PSI, cho phép không khí áp suất cao thoát ra ngoài Khi áp suất giảm xuống khoảng 135 PSI, lò xo sẽ đẩy viên bi trở lại vị trí ban đầu, ngăn không cho không khí thoát ra Cần lưu ý rằng không phải tất cả các van an toàn đều có tính năng giảm áp bằng tay.
Nếu van an toàn phải giảm áp, máy nén và bộ điều khiển cần được điều chỉnh, kiểm tra và sửa chữa.
Van phân phối
A) Cấu tạo và công dụng
Hình 2.9Hình 2.8 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Van phân phối là thiết bị cung cấp khí để điều khiển hệ thống phanh Hành trình của bàn đạp phanh quyết định áp suất khí trong các đường ống, tuy nhiên, áp suất tối đa không được vượt quá áp suất của bình chứa Khi bàn đạp phanh được nhả, hoạt động phanh sẽ bị ngắt.
Khi người lái chỉ nhấn một nửa hành trình bàn đạp phanh, hệ thống phanh sẽ tự động duy trì áp suất khí mà không cần điều chỉnh thêm từ người lái.
Khi nhả bàn đạp phanh, khí trong hệ thống sẽ thoát ra ngoài qua lỗ xả của van phân phối Bàn đạp phanh khí nén hoạt động như một lò xo, mang lại cảm giác khác biệt so với bàn đạp phanh dầu.
B) Nguyên lý hoạt động Đạp phanh
Khi đạp bàn đạp phanh, lực sẽ được truyền từ bàn đạp xuống con đội, qua lò xo chia lực bằng cao su, tới piston Piston di chuyển khiến thân piston, đồng thời là bệ xả, đóng lại Khi bệ xả đóng, van nạp sẽ di chuyển ra khỏi bệ, cho phép áp suất từ bình chứa đi vào van nạp và phân phối đến các bầu phanh, cung cấp lực phanh cho các bánh xe.
Khi áp suất trong lỗ trống bên dưới piston và áp suất phân phối đến cơ cấu phanh cân bằng với lực lò xo trên đỉnh piston, piston sẽ di chuyển và van nạp sẽ đóng lại, ngăn dòng khí từ van để đạt vị trí cân bằng Khi áp suất khí bên dưới piston cân bằng với lực từ bàn đạp, piston sẽ được ấn tối đa, trong khi van nạp vẫn mở và áp suất từ bình chứa sẽ được đưa đến bầu phanh.
Khi nhả bàn đạp phanh, lực cơ cấu không còn tác động lên đỉnh piston Áp suất dưới piston tăng lên, làm nâng piston và mở van xả Khí nén dưới piston và trong đường phân phối được xả qua lỗ xả.
Bầu phanh và đòn xoay
Bầu phanh là khoang chứa được ngăn cách bởi màng cao su, nơi khí nén tác động làm căng màng và tạo lực lên cần đẩy, khiến đòn quay hoạt động Hiệu quả của bầu phanh phụ thuộc vào áp suất khí nén và kích thước màng; nếu màng bị thủng, khí thoát ra sẽ giảm hiệu suất phanh Khi màng bị bể hoàn toàn, phanh sẽ mất tác dụng Đối với xe tải, bầu phanh trước nhỏ hơn bầu sau do trục trước chịu tải ít hơn Đòn quay điều chỉnh độ hở khi kết nối thanh đẩy và trực cam S, độ hở này xuất hiện khi má phanh mòn Nếu không điều chỉnh đúng, hiệu quả phanh sẽ giảm và thời gian trễ tăng lên, dẫn đến độ hở lớn hơn cho đến khi màng chạm vào thành bên, làm phanh không còn hiệu quả Hiện nay có hai loại đòn xoay: đòn xoay điều chỉnh bằng tay và đòn xoay tự động.
Khi đạp phanh, khí nén được cung cấp vào đường khí, tác động lên màng ép lò xo và đẩy thanh đẩy, chuyển động thẳng này được biến đổi thành chuyển động quay của trục phanh và cam S Lực phanh mạnh hay yếu phụ thuộc vào áp suất khí nén và kích thước màng phanh Khi nhả phanh, khí nén được thải ra ngoài, lò xo hồi vị trong bầu phanh sẽ kéo thanh về vị trí nhả phanh.
Cơ cấu phanh
Hình trên là loại cơ cấu phanh thông dụng dùng trên trục sau xe tải và trục rơ-moóc.
Cơ cấu trục trước có bầu phanh và đòn xoay nằm trên mâm phanh (hoạt động của hệ thống lái).
Phần kim loại của má phanh được gắn chặt vào guốc phanh và đóng vai trò quan trọng trong chất lượng phanh Để đảm bảo hiệu suất tốt, má phanh cần được phủ một lớp bảo vệ, giúp chịu được nhiệt độ cao mà không làm giảm tính năng hoạt động.
Mất hoặc giảm hiệu quả phanh xảy ra khi trống phanh giãn nở xa má phanh, và hiện tượng này cũng xảy ra khi má phanh bị quá nhiệt Khi thực hiện phanh, cam S chịu tác động từ đòn xoay qua trục cam, tạo ra lực ép để guốc phanh ép chặt vào trống phanh, đảm bảo hiệu suất phanh tối ưu.
Bầu lọc
Bầu lọc được lắp giữa máy nén và bình ướt nhằm loại bỏ hơi ẩm khỏi khí nén Máy nén có thể kết hợp với bộ sấy hút ẩm và lọc dầu hoặc được thiết kế với vách ngăn để tách hơi ẩm khỏi không khí Cả hai loại bầu lọc đều sử dụng khí nén để làm sạch và đẩy chất bẩn tích tụ ở lõi bộ sấy Van lọc có dây nhiệt giúp ngăn chặn việc đóng băng hơi nước trong khí nén ở những khu vực có khí hậu lạnh, vì vậy cần kiểm tra đường dây kết nối với bộ làm nóng để đảm bảo không bị lỏng.
Van một chiều
ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Van một chiều là một thiết bị có cấu tạo dạng đai ốc với ren ở giữa, có đầu vào và đầu ra ở hai bên Bên trong đai ốc, có một lò xo hồi vị và một viên bi tràn, viên bi này được ép vào bệ đai ốc để chặn đầu vào.
Van một chiều được lắp đặt giữa bình chứa và máy nén nhằm ngăn chặn dòng khí chảy ngược từ hệ thống về máy nén, cho phép khí chỉ chảy theo một hướng Van có cấu tạo bằng lò xo, khi áp suất tại đầu vào vượt qua lực của lò xo, bi sẽ được nâng lên và khí nén sẽ đi qua van tới lỗ xả Khi áp suất đầu ra lớn hơn áp suất đầu vào (bao gồm cả áp suất của lò xo), van một chiều sẽ đóng lại, ngăn không cho không khí chảy ngược từ bình chứa về máy nén.
Đồng hồ áp suất, đồng hồ áp lực phanh
2.8.1 Đồng hồ áp suất bình chứa
Trên các xe sử dụng hệ thống phanh khí nén, đồng hồ áp suất bình chứa được đặt trong bảng tap-lô của buồng lái, có nhiệm vụ hiển thị áp suất khí nén ở bình chứa sơ cấp, thứ cấp hoặc khô Bình ướt thường không có đồng hồ đo áp suất Áp suất hoạt động bình thường của hệ thống dao động từ 80 đến 135 PSI, và đồng hồ sẽ phản ánh những thay đổi bất thường trong áp suất khí nén.
2.8.2 Đồng hồ áp lực phanh
Ngoài đồng hồ đo áp suất bình chứa, còn có đồng hồ áp lực phanh được lắp trên tap-lô, giúp hiển thị áp suất khí nén khi người lái đạp phanh Đồng hồ này có thể được sử dụng để kiểm tra áp suất của cả phanh tay và phanh chân.
Dụng cụ cảnh báo áp suất
Tất cả xe trang bị hệ thống phanh khí nén cần có thiết bị cảnh báo cho lái xe khi áp suất khí nén giảm đến mức nguy hiểm Thiết bị này phải bao gồm hai hệ thống cảnh báo, cả bằng thị giác và thính giác, thường là đèn cảnh báo màu đỏ hoặc còi.
Khi hệ thống hoạt động lâu ngày, khe hở dầu xuất hiện dẫn đến giảm áp suất Điều này kích hoạt công tắc báo áp suất thấp, làm sáng đèn cảnh báo trên tap-lô hoặc phát ra tiếng còi khi áp suất xuống gần 55 PSI Nhiều xe cũng được trang bị cả đèn và còi để cảnh báo người lái.
Hình 2.16 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
HỆ THỐNG PHANH TAY
CÔNG DỤNG
Phanh tay là một phần quan trọng trên xe trang bị phanh khí nén, đảm bảo an toàn khi dừng xe Trong hệ thống phanh chân, áp suất khí được sử dụng để cung cấp phanh và lò xo giúp trả lại Ngược lại, phanh tay hoạt động dựa trên áp suất lò xo và được hỗ trợ bởi áp suất khí để trả lại Bầu phanh tay kết nối với bầu phanh chân và sử dụng cùng một thanh nối, do đó, hiệu quả của phanh tay phụ thuộc vào sự điều chỉnh của phanh chân.
CÁC CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG PHANH TAY…
3.2.1 Van điều khiển phanh tay
Van điều khiển phanh tay là loại van ON/OFF, kéo đẩy, nằm trên bảng tap-lô, cho phép người lái dễ dàng điều khiển phanh tay ngay trong buồng lái Van này hoạt động như một bộ phận nhận biết áp suất và sẽ tự động điều chỉnh theo yêu cầu.
20 – 30 PSI Cũng vậy, việc kéo nút sẽ cung cấp phanh tay.
Van điều khiển nhận áp suất từ bình chứa khi nút được ấn, sau đó dẫn khí tới bầu phanh tay qua van xả nhanh hoặc van rờ-le Khi nút được ấn xuống, van sẽ xả đường phân phối, cho phép khí thoát khỏi bầu phanh, giúp xe hoạt động bình thường Nếu áp suất toàn bộ hệ thống giảm xuống dưới 20 – 30 PSI, van sẽ tự động chuyển sang chế độ ngắt, xả khí khỏi bầu phanh và thực hiện phanh tay.
Hình 3.2 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Việc này sẽ xảy ra khi người lái xe kéo nút kéo- đẩy hoặc áp suất toàn bộ hệ thống rơi xuống dưới 20 –
Khi áp suất đạt 30 PSI và nút ở chế độ ngắt, vòng đệm lỗ xả sẽ di chuyển lên, tạo điều kiện cho lỗ xả thông với khí trời Áp suất khí từ đường phân phối sẽ thoát ra ngoài, trong khi bạc chữ O của piston di chuyển lên theo đúng đường áp suất cấp.
3.2.2 Cụm chi tiết của cơ cấu phanh tay
Khí được cung cấp đến bầu phanh tay, tác động lên màng ép lò xo, giúp kéo đòn xoay về vị trí nhả Màng phanh thường và thanh đẩy không bị ảnh hưởng bởi phanh khí nén nhờ có màng ngăn ở giữa.
Khí được cung cấp cho bầu phanh tay và bầu phanh thường, giúp ép thanh đẩy và lò xo hướng ra, từ đó kích hoạt cơ cấu phanh thực hiện quá trình phanh hiệu quả.
Khí xả từ hai bầu phanh tạo áp lực lên lò xo phanh tay, khiến màng phanh tay và màng phanh thường hoạt động Quá trình này tác động lên thanh đẩy, đưa đòn xoay và cơ cấu phanh vào vị trí phanh.
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHANH TAY
Phanh tay (12) được kết nối với bầu phanh của trục sau trên xe có cấu trúc đơn, trong khi van điều khiển (27) nằm trong khoang lái Đường cung cấp khí từ bình chứa dẫn đến van điều khiển, cho phép áp suất khí từ bình chạy tới bầu phanh tay khi van được mở, giúp nhả phanh tay Khi van điều khiển đóng, áp suất khí sẽ ngừng cung cấp và áp suất còn lại trong bầu phanh tay sẽ được xả ra ngoài, cho phép lò xo giãn ra và thực hiện quá trình phanh.
Trước khi đạp phanh chân, cần phải nhả phanh tay để tránh gây hư hỏng cho hệ thống phanh Việc đạp phanh chân khi phanh tay đang hoạt động có thể tạo ra lực tổng hợp từ cả hai hệ thống phanh, dẫn đến nguy cơ phá hủy phanh tay hoặc làm cho phanh không hoạt động hiệu quả.
Hình 3.4 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
HỆ THỐNG PHANH KHÍ TRÊN RƠ-MOOC
GIỚI THIỆU
Hệ thống phanh của xe tải và xe kéo là chủ đề chính mà chúng ta đang thảo luận Khi rơ mooc được kết nối với xe tải hoặc xe kéo, phanh của rơ mooc phải hoạt động thông qua hệ thống phanh của xe tải hoặc xe kéo Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ đề cập đến các kết cấu truyền động của các phương tiện có kết nối, được gọi là xe kéo.
HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN KÉP
GIỚI THIỆU CHUNG
Ngày nay, nhiều xe tải trang bị hệ thống phanh khí nén kép, được phát triển để đảm bảo phanh tay an toàn khi hệ thống phanh mất khí Hệ thống này đáp ứng nhu cầu về một giải pháp phanh hiệu quả khi một trong hai hệ thống gặp sự cố Thực chất, đây là hai hệ thống phanh kết hợp thành một, với bình chứa lớn hơn, mang lại độ an toàn cao hơn Mặc dù có vẻ phức tạp, nhưng nếu hiểu rõ hệ thống phanh khí nén cơ bản và tách biệt các chức năng của hệ thống phanh kép, chúng ta sẽ thấy rằng nó thực sự đơn giản.
Hệ thống phanh đôi, như tên gọi, bao gồm hai mạch phanh khí nén trong cùng một hệ thống Có nhiều phương pháp để chia hệ thống thành hai phần; trên xe hai trục, một mạch hoạt động ở trục sau và mạch còn lại ở trục trước Nếu một mạch bị mất phanh, mạch còn lại sẽ tiếp tục hoạt động, đảm bảo an toàn cho xe.
CÁC CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN KÉP
5.2.1 Tổng phanh kép (bàn đạp phanh đôi)
A) Công dụng và cấu tạo ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Bàn đạp phanh hoạt động như một rờ-le hơi, bao gồm hai đường hơi thường trực, hai đường hơi điều khiển và một lỗ xả.
Tổng phanh kép là một hệ thống phanh mạch đơn được sử dụng để điều khiển phanh loại đơn Khi bàn đạp phanh được dịch chuyển, nó sẽ kiểm soát việc cung cấp hoặc nhả áp suất phanh tới cơ cấu chấp hành, từ đó thực hiện việc cung cấp hoặc nhả phanh.
Khi tác động lên bàn đạp phanh, lực được truyền đến piston và lò xo bằng cao su Sự di chuyển của piston khiến thân piston chạm vào van, đóng lỗ xả Khi lỗ xả được đóng lại, van nạp di chuyển khỏi bệ van, tạo áp suất khí Áp suất này sau đó chạy đến van nạp, đi qua lỗ phân phối và đến cơ cấu phanh, hoàn thành quá trình phanh.
Khi áp suất khí dưới piston và áp suất khí đến cơ cấu phanh bằng với lực cơ học trên đỉnh piston, piston sẽ nâng lên và van nạp đóng lại, ngắt dòng khí từ đường cung cấp Lỗ xả vẫn đóng, ngăn không cho khí thoát ra Khi lực phanh vượt quá giới hạn áp suất trung bình, van sẽ đạt chế độ cân bằng khi áp suất dưới piston bằng với lực tác động của chân người lái lên bàn đạp Cuối cùng, khi piston đi xuống hết hành trình, van nạp vẫn mở và áp suất trong bình chứa sẽ được đưa đến cơ cấu phanh.
Khi nhả phanh, lực cơ học tác động lên đỉnh piston, làm tăng áp suất khí bên dưới piston Lúc này, van nạp sẽ đóng lại, trong khi lỗ thoát trên van mở, cho phép khí bên dưới piston và trong đường phân phối được xả qua lỗ xả.
A) Công dụng và cấu tạo
Hình 5.3 Van điều biến được dùng kết hợp với hệ thống phanh khí nén kép và hệ thống phanh tay, có 4 chức năng sau:
1 Giới hạn áp suất ngắt đến phanh tay. ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
2 Thực hiện việc xả nhanh áp suất khí từ lỗ vào của phanh tay mà có chức năng thực hiện nhanh phanh tay.
3 Điều chỉnh việc thực hiện phanh tay, khi hệ thống phanh xảy ra sự cố.
4 Ngăn việc kết hợp lực lò xo và lực phanh.
Nạp phanh tay sử dụng áp suất khí để điều khiển hoạt động của phanh tay Áp suất khí được dẫn vào van qua lỗ cung cấp, đi qua van kiểm tra hai chiều và van nạp mở, sau đó đến piston cân bằng và ra lỗ phân phối đến phanh tay Khi áp suất khí trong phần phanh tay giảm, nếu áp suất khí trên piston cân bằng đủ lớn hơn lực của lò xo, piston cân bằng sẽ di chuyển, làm lò xo đóng van nạp và ngắt áp suất khí từ bình chứa đến van điều khiển.
Thực hiện phanh thông thường
Khi thực hiện phanh thông thường bằng tổng phanh kép, khí từ mạch sơ cấp được đưa đến bề mặt thấp hơn của piston điều khiển qua lỗ cân bằng, trong khi khí từ mạch thứ cấp đi đến phần đỉnh của piston qua lỗ điều khiển Do áp suất khí giữa hai mạch không đồng nhất, piston điều khiển sẽ không có sự dịch chuyển nhẹ.
Thực hiện phanh với việc mất khí ở mạch sơ cấp
Khi đạp phanh và xảy ra mất khí ở mạch sơ cấp, áp suất khí đến piston điều khiển sẽ giảm, dẫn đến việc áp suất từ mạch thứ cấp ở phần trên của piston đẩy piston xuống, mở van xả và đưa khí trong lò xo phanh tay về vị trí xả Sự chênh lệch áp suất giữa mạch sơ cấp và thứ cấp điều khiển lượng khí xả từ lò xo phanh tay, giúp lực phanh tổng trên trục sau được phân bổ đều cho cả hai phanh của các trục khác.
Thực hiện phanh với việc mất khí ở mạch thứ cấp
Khi đạp phanh, việc mất khí ở mạch thứ cấp sẽ dẫn đến giảm hoặc không có khí đến đỉnh piston điều khiển, nhưng piston vẫn sẽ không di chuyển Điều này đảm bảo rằng phanh ở trục sau vẫn an toàn nhờ vào mạch sơ cấp cung cấp phanh cho trục sau, trong khi phanh tay sẽ không được kích hoạt.
Khi van điều khiển đậu được đặt ở vị trí "đậu", áp suất từ van điều biến và áp suất khí của phanh tay được xả ra Van kiểm tra đơn giúp tăng tốc quá trình xả khí từ phanh ra ngoài không khí Khi áp suất giảm xuống đủ mức, piston cân bằng sẽ mở van nạp, từ đó van nạp mở ra làm cho đường ống trong van điều biến rộng hơn, đảm bảo việc xả nhanh chóng và cân bằng áp suất khí trong phanh tay.
CƠ SỞ CHUNG CỦA HỆ THỐNG.ABS
Đặc tính trượt của bánh xe
Khi xe di chuyển với tốc độ ổn định, tốc độ của xe và bánh xe là tương đương, nghĩa là không có hiện tượng trượt Tuy nhiên, khi người lái đạp phanh để giảm tốc, tốc độ của bánh xe sẽ giảm dần và không thể bằng tốc độ của thân xe do quán tính, dẫn đến khả năng xảy ra trượt nhẹ giữa lốp xe và mặt đường.
Sự khác nhau giữa tốc độ thân xe và tốc độ bánh xe được biểu diễn bằng một hệ số gọi là “hệ số trượt”.
Hệ số trượt 0% biểu thị tình trạng bánh xe quay trơn tru mà không gặp phải lực cản, trong khi hệ số trượt 100% cho thấy bánh xe đã bị bó cứng hoàn toàn, dẫn đến việc lốp xe trượt trên mặt đường.
Khi tốc độ bánh xe và tốc độ xe chênh lệch quá lớn, hiện tượng trượt giữa lốp và mặt đường sẽ xảy ra Điều này tạo ra ma sát, có thể hoạt động như một lực phanh, giúp giảm tốc độ của xe.
Lực phanh không tỉ lệ thuận với hệ số trượt, mà đạt cực đại khi hệ số này nằm trong khoảng 10-30% Khi hệ số trượt vượt quá 30%, lực phanh sẽ giảm dần Do đó, để đảm bảo lực phanh tối ưu, cần duy trì hệ số trượt trong khoảng 10-30%.
Để đảm bảo tính ổn định dẫn hướng, cần duy trì lực quay vòng ở mức cao Hệ thống ABS được thiết kế để tối ưu hóa phanh bằng cách tận dụng hệ số trượt 10-30%, không phụ thuộc vào điều kiện đường xá, đồng thời giữ lực quay vòng ở mức cao nhất có thể.
Muốn nâng cao hiệu quả và ổn định của ô tô khi phanh, phải đảm bảo được và = trong suốt quá trình phanh Vì nếu < và
Khi phanh, quãng đường phanh sẽ tăng lên nếu các bánh xe cầu trước bị hãm cứng, dẫn đến việc xe mất tính dẫn hướng và không thể điều khiển được.
> thì các bánh xe cầu sau bị hãm cứng và trượt lết trên đường, lúc này chỉ cần một
Hiện tượng nguy hiểm nêu trên thường gặp ở hệ thống phanh thường cổ điển khi phanh gấp hoặc phanh trên đường trơn có hệ số bám nhỏ
Hiện nay, với sự gia tăng vận tốc của ô tô, yêu cầu về hệ thống phanh trên xe đời mới trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết Để khắc phục nhược điểm của hệ thống phanh truyền thống, ô tô hiện đại đã được trang bị hệ thống phanh chống hãm cứng ABS (Antilock Braking System), giúp tăng cường an toàn khi lái xe.
Hệ thống phanh ABS có nhiệm vụ điều chỉnh liên tục áp suất trong dẫn động phanh, giúp lực phanh ở các bánh xe luôn gần bằng lực bám, ngăn chặn hiện tượng hãm cứng Nhờ đó, độ trượt giữa bánh xe và mặt đường được duy trì trong giới hạn hẹp, đảm bảo hiệu quả phanh tối ưu và giữ cho tính dẫn hướng cũng như tính ổn định tốt khi phanh.
Từ đồ thị trên hình 6.1 cho chúng ta thấy:
Hệ số bám một mặt chịu ảnh hưởng bởi loại đường và tình trạng của mặt đường Bên cạnh đó, độ trượt của bánh xe khi phanh cũng là yếu tố quan trọng quyết định hệ số này.
Hệ số bám dọc khi phanh được định nghĩa:
Khi lực phanh bằng 0, tức là chưa phanh, độ trượt p bắt đầu tăng lên khi phanh được áp dụng Đặc biệt, khi độ trượt nằm trong khoảng 0,15 đến 0,25, giá trị p = 0,2 được coi là độ trượt tối ưu Thực nghiệm cho thấy, giá trị này có thể thay đổi tùy thuộc vào từng loại xe Trong hệ thống phanh thông thường, khi gặp tình huống nguy hiểm, người lái thường đạp mạnh lên bàn đạp phanh, làm áp suất trong dẫn động phanh tăng cao Điều này dẫn đến việc các bánh xe bị hãm cứng và trượt hoàn toàn với p = 1, làm giảm lực phanh gần một nửa Khi p = 1, khả năng bám ngang của các bánh xe cũng bị mất, khiến xe dễ dàng bị trượt ngang chỉ với một lực nhỏ tác động.
Để đạt hiệu quả phanh cao nhất, cần điều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh nhằm giữ cho độ trượt của bánh xe với mặt đường nằm trong giới hạn hẹp Điều này giúp các bánh xe không bị trượt ngang, đảm bảo tính dẫn hướng và độ ổn định của xe khi phanh Các hệ thống chống hãm cứng bánh xe có thể áp dụng nhiều nguyên lý điều chỉnh khác nhau để duy trì hiệu quả phanh.
- Theo gia tốc góc chậm dần của bánh xe được phanh ( )
- Theo giá trị độ trượt cho trước (p)
- Theo giá trị của tỷ số vận tốc góc của bánh xe với gia tốc góc chậm dần của nó.
Mục tiêu của cơ cấu ABS
Cơ cấu phanh ABS được thiết kế để duy trì độ trượt của bánh xe trong quá trình phanh trong giới hạn hẹp, nhằm tối ưu hóa khả năng bám đường và đạt hiệu quả phanh cao nhất Điều này không chỉ giúp lực phanh đạt cực đại mà còn cải thiện tính ổn định và khả năng dẫn hướng của xe Bằng cách kiểm soát áp suất trong hệ thống phanh, ABS ngăn chặn hiện tượng hãm cứng, đảm bảo quãng đường phanh được rút ngắn và tăng cường tính an toàn khi lái xe.
Cơ cấu chống hãm cứng được thiết kế trên cơ sở cơ cấu phanh thường và trang bị các cụm bộ phận chính sau:
Cảm biến trên xe có vai trò quan trọng trong việc phát tín hiệu về tình trạng của các bộ phận, đặc biệt là tình trạng của bánh xe khi đang phanh Các loại cảm biến như cảm biến vận tốc góc, cảm biến áp suất và cảm biến gia tốc giúp theo dõi và đảm bảo an toàn cho quá trình vận hành của xe.
Bộ điều khiển ECU là thiết bị điện tử chịu trách nhiệm xử lý thông tin và phát lệnh cho việc nhả phanh hoặc phanh bánh xe.
Bộ chấp hành là thiết bị thực hiện các lệnh từ bộ điều khiển, có thể được phân loại thành các loại thủy lực, khí hoặc hỗn hợp thủy khí.
Hệ thống chống hãm cứng bánh xe hiện nay hoạt động dựa trên nguyên lý điều chỉnh áp suất phanh theo gia tốc góc chậm dần của bánh xe, với cảm biến vận tốc góc được lắp đặt tại bánh xe Biến thiên của vận tốc góc theo thời gian cho phép xác định giá trị gia tốc góc Bài viết sẽ phân tích cách thức hoạt động của hệ thống này khi phanh, dựa trên nguyên lý điều chỉnh theo gia tốc góc chậm dần.
Hình 6.3 minh họa sự thay đổi của một số thông số trong hệ thống phanh và chuyển động của bánh xe khi được trang bị hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh.
Khi tác động lên bàn đạp phanh, áp suất trong hệ thống phanh tăng lên, dẫn đến mômen phanh tăng và gia tốc góc chậm dần của bánh xe cũng gia tăng, làm tăng độ trượt của bánh Sau khi vượt qua điểm cực đại, gia tốc góc chậm dần của bánh xe sẽ tăng đột ngột, cho thấy bánh xe có xu hướng bị hãm cứng Giai đoạn này, được gọi là pha I (pha bắt đầu phanh hay pha tăng áp suất trong hệ thống phanh), tương ứng với các đường cong 0-1 trong hình 6.3 a, b và c, có bộ chống hãm cứng bánh xe.
Bộ điều khiển của hệ thống chống hãm cứng bánh xe ghi nhận gia tốc góc tại điểm 1 đạt giá trị tới hạn và ra lệnh giảm áp suất trong dẫn động Quá trình giảm áp suất bắt đầu với độ trễ nhất định do đặc tính của hệ thống Diễn biến từ điểm 1 đến điểm 2 được gọi là pha.
Trong pha giảm áp suất trong dẫn động phanh (pha II), gia tốc góc của bánh xe giảm dần và tiến gần đến giá trị 0 Tại thời điểm này, bộ điều khiển ghi lại giá trị gia tốc góc và ra lệnh cho bộ thực hiện ổn định áp suất Khi đó, bánh xe sẽ tăng tốc trong chuyển động tương đối, làm giảm độ trượt và tăng hệ số bám dọc (đoạn 2-3) Giai đoạn này được gọi là pha III (pha giữ áp suất ổn định), tại đây bám dọc đạt giá trị cực đại Gia tốc góc chậm dần cực đại này được chọn làm thời điểm phát lệnh để tăng áp suất trong dẫn động phanh, đánh dấu sự khởi đầu của pha I trong chu kỳ làm việc mới của hệ thống chống hãm cứng bánh xe Hệ thống điều khiển moment phanh theo chu kỳ khép kín 1-2-3-1, giúp bánh xe hoạt động gần hệ số bám dọc cực đại và bám ngang cũng ở mức cao Trong trường hợp bánh xe bị hãm cứng, các thông số sẽ diễn biến theo đường đứt nét trong hình 6.3a.
Thành phần của hệ thống ABS
Hệ thống ABS xây dựng trên ba bộ phận chính: ECU, bộ chấp hành, cảm biến theo tốc độ bánh xe.
ECU là trung tâm của hệ thống ABS, với bộ vi xử lý thực hiện các phép tính quan trọng để xác định vận tốc bánh xe và dự đoán thời điểm trượt Sau khi xử lý thông tin, ECU sẽ gửi tín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành để đảm bảo hiệu suất phanh tối ưu.
Bộ chấp hành là phần quan trọng trong hệ thống phanh, hoạt động dựa trên tín hiệu từ ECU để điều chỉnh áp suất phanh ở các bánh xe Nó thực hiện chức năng này bằng cách kích hoạt các van điện từ, giúp tăng, giữ hoặc giảm áp suất phanh một cách hiệu quả.
Các cảm biến được kết nối với ECU nhằm cung cấp thông tin về vận tốc của các bánh xe cũng như sự tăng giảm tốc độ của chúng.
Quá trình hoạt động của hệ thống phanh ABS
Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh chống hãm cứng ABS
Khi bắt đầu phanh, bánh xe giảm tốc độ và khi gần bó cứng, cảm biến gửi tín hiệu về ECU ECU điều khiển van chấp hành để giảm áp suất, đóng cổng cung cấp khí và mở cổng xả, cho phép khí nén thoát ra, giảm áp suất trong bầu phanh Điều này dẫn đến lực phanh không tăng, bánh xe có xu hướng lăn nhanh hơn Cảm biến tiếp tục gửi tín hiệu về ECU, điều khiển van chấp hành mở đường khí nén vào bầu phanh, giữ áp suất ổn định Quá trình này lặp lại liên tục, giúp bánh xe phanh hiệu quả mà không bị bó cứng, với chu kỳ khoảng 1/10 giây, tạo ra độ chính xác và tần suất cao hơn so với việc phanh của người lái xe có kinh nghiệm.
HỆ THỐNG PHANH ABS KHÍ NÉN TRÊN XE ĐẦU KÉO…
Các bộ phận chính trong hệ thống phanh ABS khí nén
2.1.1 Cảm biến tốc độ bánh xe
Trên các xe hiện đại, hệ thống phanh ABS được trang bị nhiều cảm biến khác nhau để nâng cao hiệu quả phanh Trong đó, cảm biến tốc độ bánh xe đóng vai trò quan trọng và không thể thiếu, giúp cải thiện chất lượng quá trình phanh.
Cảm biến tốc độ bánh xe đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện sự thay đổi tốc độ của bánh xe Nó gửi tín hiệu đến ECU, giúp ECU nhận diện và xử lý thông tin để điều khiển các bộ phận chống hãm cứng bánh xe hiệu quả.
Vành răng là một loại vòng có răng cưa, thường được thiết kế với 100 răng, tuy nhiên, số lượng răng trên vành răng có thể thay đổi tùy thuộc vào thiết kế của từng nhà sản xuất.
Cảm biến: gồm một cuộn dây và nam châm vĩnh cửu, tạo ra xung khi vành răng quay.
ECU nhận xung để xác định vận tốc và sự tăng/giảm tốc của bánh xe Tần số xung sẽ giảm nếu khoảng cách giữa bộ cảm biến và vành răng vượt quá giá trị yêu cầu của nhà sản xuất.
Bộ cảm biến tốc độ bánh xe bao gồm cả cảm biến và vành răng, hoặc chúng có thể được lắp đặt riêng biệt trên các bộ phận khác nhau Thông thường, vành răng được gắn tại trung tâm bánh xe, trong khi cảm biến được đặt gần vành răng để đảm bảo hiệu suất hoạt động chính xác.
Khi bánh xe quay, vòng răng cũng quay với tốc độ tương đương Các răng trên vòng răng cắt qua từ trường của châm, dẫn đến sự thay đổi từ trường trong các cuộn dây Kết quả là từ thông qua các cuộn dây biến đổi, tạo ra dòng điện tự cảm trong cuộn dây.
Điện áp xoay chiều xuất hiện ở hai đầu cuộn dây khi bánh xe quay, với độ lớn và tần số dao động thay đổi theo tốc độ quay Sự biến đổi này giúp ECU nhận diện tốc độ bánh xe một cách chính xác.
Hộp điều khiển điện tử ECU (Electronic Control Unit) đóng vai trò quan trọng trong hệ thống ABS, với các chức năng như nhận diện tốc độ bánh xe, thực hiện kiểm tra và chẩn đoán, lưu trữ mã lỗi hư hỏng, cũng như đảm bảo chế độ an toàn cho phương tiện.
Nhận diện thông tin về tốc độ góc của bánh xe là bước đầu tiên để tính toán tốc độ và gia tốc góc của bánh xe Những thông số này sẽ được so sánh với các ngưỡng định sẵn nhằm xác định thời điểm bánh xe có nguy cơ bị khóa Dựa trên kết quả này, tín hiệu điều khiển sẽ được gửi đến van chấp hành ABS để ngăn chặn hiện tượng khóa bánh Bộ điều khiển sẽ thực hiện các tác vụ theo thuật toán điều khiển đã được lập trình sẵn.
Khí nén đi qua van chấp hành trước khi vào bầu phanh để đảm bảo lực phanh phù hợp ECU theo dõi tốc độ bánh xe và xác định thời điểm thay đổi áp suất phanh Khi cần thiết, cả hai van điện từ trong van chấp hành ABS không hoạt động, đưa hệ thống trở lại trạng thái cung cấp như hệ thống phanh thông thường ECU điều khiển các van điện từ trong bộ chấp hành ABS, thực hiện việc đóng mở cửa van, thực hiện các chu kỳ tăng áp, giảm áp và giữ áp ở bầu phanh làm việc trên các bánh xe, ngăn chặn tình trạng khóa bánh xe.
Khi áp suất khí nén trong bầu phanh tăng và tốc độ bánh xe giảm, nếu một bánh xe có nguy cơ bị bó cứng, ECU sẽ điều chỉnh giảm áp suất khí nén ở bánh xe đó.
Trường hợp van bộ chấp hành ABS không hoạt động
Trong quá trình phanh thông thường, hai van điện từ trong van chấp hành ABS không hoạt động, cho phép khí nén từ cổng cung cấp khí đi thẳng vào bầu phanh mà không bị giải phóng Bộ phận kiểm soát màng cấp khí mở ra, mở đường tới cổng phân phối Đồng thời, khí nén tác động lên van điện từ điều khiển khí xả, giữ cho van màng ngăn khí xả đóng lại nhờ áp lực kết hợp với lực lò xo, ngăn khí nén từ cổng phân phối tới cổng xả.
Hệ thống ABS giữ cho áp suất phanh ổn định cho đến khi bánh xe có dấu hiệu bị khóa Khi điều này xảy ra, ECU sẽ kích hoạt một hoặc cả hai van điện từ để điều chỉnh áp suất.
Khi phanh được thả, nguồn cung cấp khí nén ngừng hoạt động, dẫn đến giảm áp suất khí tại cổng cung cấp Hiện tượng này làm đảo ngược luồng không khí qua van, giảm áp suất trong bầu phanh Ngoài ra, khí nén cũng có thể được xả ra từ cổng xả của van chấp hành ABS trong quá trình phanh.
Trường hợp van ABS hoạt động ở trạng thái tăng áp
Trong trường hợp van chấp hành ABS hoạt động ở pha tăng áp, trạng thái của van điện từ và đường đi của khí nén trong van tương tự như khi van chấp hành ABS không hoạt động Không có dòng điện điều khiển cho các van cấp khí và xả khí, dẫn đến hoạt động của các van điện từ và đường đi của khí nén giống như hình 2.14 khi van không hoạt động.
Trường hợp van ABS hoạt động ở trạng thái giảm áp
Khi ECU xác định rằng một bánh xe sẽ khóa, lần đầu tiên nó sẽ kích hoạt cả
SƠ ĐỒ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE
1 Máy nén 8 Van phanh tay rơ-mooc 15 Cụm van chấp hành ABS trước
2 Van điều áp 9 Cảm biến tốc độ 16 Van xả nhanh
3 Bầu lọc 10 Bầu phanh trước 17 Đồng hồ áp lực phanh
4 Bình khí ướt 11 Bầu phanh giữa 18 Van phanh tay
5 Bình sơ cấp 12 Bầu phanh sau 19 Van bảo vệ đầu kéo
6 Bình thứ cấp 13 Van rơ-le đầu kéo 20 ECU ABS
CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG ABS KHÍ NÉN TRÊN XE ĐẦU KÉO INTERNATIONAL
Máy nén khí hoạt động nhờ vào truyền động đai từ trục khủy của động cơ Khi độ chân không trong xy-lanh được tạo ra, không khí sẽ được hút vào máy nén khí Sau đó, không khí này được nén lại đến áp suất cao và được dẫn đến bình chứa qua ống dẫn.
Bầu lọc là bộ phận quan trọng nằm giữa máy nén và bình chứa, có chức năng lọc và làm khô hơi nước trong khí nén Việc loại bỏ hơi nước là cần thiết để tránh tắc nghẽn đường ống dẫn và bảo vệ các chi tiết kim loại khỏi hư hại.
Cảm biến bánh xe từ và cuộn dây tạo ra sức điện động xoay chiều với tần số thay đổi theo tốc độ quay của bánh xe Tín hiệu này được gửi về ECU dưới dạng xung, giúp xác định tốc độ quay của bánh xe theo thời gian.
1.3.7 Van rờ-le xả nhanh
1.3.8 Van rơ-le đầu kéo
Bộ điều khiển trung tâm bao gồm các thành phần chính như bộ tiếp nhận thông tin và chuyển đổi tín hiệu vào, bộ vi xử lý hoạt động theo chương trình đã được định sẵn, cùng với bộ tín hiệu ra và các đầu nối.
Bộ vi xử lý, hay còn gọi là bộ điều khiển trung tâm, có cấu trúc bao gồm mạch trạng thái chờ làm việc và nhận tín hiệu vào từ các cảm biến Nó thực hiện việc tính toán và xử lý dữ liệu theo chương trình đã được định sẵn, từ đó phát ra tín hiệu điều khiển Các tín hiệu ra này được gửi đến các thiết bị chấp hành thông qua van điện từ, giúp điều khiển việc tự động đóng mở các dòng khí cho bầu phanh.
Van chấp hành ABS nhận tín hiệu từ ECU để điều khiển việc phân phối khí vào bầu phanh Qua các trạng thái như tăng áp, giữ áp và giảm áp, van giúp ngăn chặn hiện tượng khóa bánh, từ đó nâng cao tính an toàn cho người lái.
Van chấp hành ABS trước:
Van chấp hành ABS sau:
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG TRÊN XE
Khi động cơ hoạt động, máy nén bắt đầu nén khí, và khí nén này được đưa vào bình chứa Do khí nén lấy từ môi trường bên ngoài có chứa hơi nước, nên trước khi vào bình chứa, khí nén phải đi qua bầu lọc và bộ làm khô để loại bỏ hơi nước Sau khi được làm khô, khí nén sẽ được chuyển vào bình chứa Từ bình chứa, khí nén được dẫn đến van phân phối, sau đó một đường dẫn tiếp tục tới bầu phanh trước và một đường dẫn khác tới van rờ le rồi đến bầu phanh Trước khi vào bầu phanh, khí nén sẽ đi qua bộ chấp hành ABS, bộ này điều khiển khí vào bầu phanh thông qua tín hiệu từ ECU Đồng thời, một đường ống lớn hơn sẽ dẫn khí nén từ bình chứa tới van rờ le.
Khi đạp phanh, van phân phối mở cho khí nén đi đến các bầu phanh, làm giảm tốc độ bánh xe qua cơ cấu phanh Tuy nhiên, hệ thống khí nén có độ trễ, đặc biệt là với xe dài Để khắc phục điều này, van rơ-le được lắp ở cầusau, cho phép một phần khí nén được cung cấp trực tiếp từ bình chứa tới bầu phanh sau Trong quá trình phanh, cảm biến theo dõi tốc độ bánh xe và gửi thông tin đến ECU Tại ECU, các tín hiệu từ cảm biến được xử lý để nhận biết tốc độ bánh xe, khí nén được xả qua van phân phối và van xả nhanh nhằm giảm thiểu độ trễ.
Chương 2: BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA, TRIỆU CHỨNG HƯ HỎNG VÀ
BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH
Các bước kiểm tra cơ cấu phanh: Đảm bảo xe đã an toàn và bánh xe bị khóa
Để thực hiện quy trình an toàn, trước tiên tắt động cơ và chuyển số về số thấp nhất hoặc số đậu xe, sau đó nhả phanh tay Tiếp theo, hãy vạch một đường phấn tại vị trí tiếp xúc của thanh đầy với bầu phanh, đảm bảo rằng góc giữa đòn xoay và thanh đẩy là 90 độ.
Nếu không cần phải điều chỉnh phanh.
Khi phanh được điều chỉnh, hiệu quả phanh sẽ giảm xuống bởi 3 nguyên nhân:
Thời gian trễ trong hệ thống phanh tăng lên do khí được thêm vào, cần được lấp đầy để tạo ra áp suất Điều này dẫn đến việc thể tích bầu phanh tăng lên, làm tăng hành trình của thanh đẩy.
- Góc giữa cánh tay đòn xoay và thanh đẩy lớn hơn 90 độ, kết quả là làm giảm lực giữa má phanh và trống phanh
Hiệu quả của bầu phanh sẽ bị giảm nghiêm trọng nếu hành trình của thanh đẩy vượt quá 75% hành trình thiết kế Đối với bầu phanh loại 30, có diện tích màng tác dụng 30 inch^2 và hành trình thiết kế là 5/2 inch, phanh cần được điều chỉnh nhỏ hơn 3/2 inch Khi áp suất làm việc đạt 100 PSI, bầu phanh sẽ tạo ra lực hiệu quả.
3000 lb tại hành trình 3/2 inch nhưng chỉ tạo ra lực 2500 lb khi hành trình là 9/4 inch.
Nhớ rằng, khi bầu phanh tiếp xúc với thành của bầu phanh, lực giảm về 0.
Các nguyên nhân ảnh hưởng đến quá trình phanh:
- Van có áp suất nhả phanh lớn hơn bình thường
- Trục cam hoặc chốt guốc phanh bị kẹt
- Chất bẩn quá nhiều trong bình chứa.
- Má phanh bị ôxy hóa
Các nguyên nhân ảnh hưởng đến hành trình phanh và lực phanh:
- Lực tác dụng lên thanh đẩy chỉ hiệu quả khi hành trình của thanh đẩy nằm trong khoảng 2 inch, lực thanh đẩy giảm rất nhanh
- Hãy cẩn thận kiểm tra khe hở.
- Nếu bạn ở vị trí là người lái, hãy đảm bảo xe bạn đã an toàn, phanh đã điều chỉnh thích hợp.
Phanh không hoạt động thường không phải do hư hỏng bất ngờ trong hệ thống, mà chủ yếu là do điều chỉnh phanh không đúng cách Thường thì vấn đề này xảy ra ở một hoặc vài bánh xe.
Khi xe hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt và phải phanh thường xuyên, trống phanh có thể bị giãn nở do nhiệt, dẫn đến sự thay đổi kích thước và độ dày của trống Hiện tượng giãn nở này sẽ làm tăng toàn bộ hành trình của thanh đẩy.
Người lái nên được đào tạo về điều chỉnh phanh để có thể tự kiểm tra thực tế
1.2 Các bước điều chỉnh phanh cam S với đòn xoay
- Đảm bảo hệ thống đủ áp suất.
- Dùng chìa khóa thích hợp tháo thiết bị khóa trong (nếu được trang bị) từ ốc điều chỉnh của đòn xoay.
Vặn đai ốc điều chỉnh cho đến khi má phanh tiếp xúc với trống và không thể xoay được nữa Kiểm tra bằng mắt xem má phanh có chạm vào trống phanh hay không Kéo hoặc đẩy đòn xoay để đảm bảo không có chuyển động hoặc hành trình tự do Nếu có hành trình tự do, điều này cho thấy bạn đã điều chỉnh ốc sai nhiều.
- Khi vặn ốc điều chỉnh trên đòn xoay, cam S nên xoay cùng chiều như đã được đạp phanh
- Quay ngược ốc điều chỉnh khoảng 1/4 đến 1/2 vòng và đảm bảo thiết bị khóa vào khớp trở lại
Kiểm tra hành trình đòn xoay là rất quan trọng; hành trình này nên nằm trong khoảng từ 1/2 đến 3/4 inch khi kéo cơ cấu, hoặc phải tuân thủ giới hạn cho phép của nhà sản xuất.
Khi khách hàng kiểm tra hệ thống phanh, cần yêu cầu điều chỉnh phanh cam S bằng đòn xoay tay một cách hợp lý Thiết bị cần thiết để thực hiện điều chỉnh phanh đúng phải được cung cấp bởi nhà sản xuất.
2 QUY TRÌNH KIỂM TRA TRONG HÃNG:
Việc kiểm tra thực tế sẽ được thực hiện bằng hệ thống đo lường hệ mét hoặc inch, tùy vào thiết bị được dùng
2.1.1 Kiểm tra xe ở chế độ an toàn
- Khóa bánh xe, xe nên ở trên đường bằng.
- Kiểm tra van an toàn của máy nén
- Kiểm tra đại dẫn động và pully về mòn, gẫy, trượt, độ dày.
- Xả tất cả các bình chứa (đầu tiên là bình chứa ướt) Khi đã xả hết, phải đóng van xả lại
- Kiểm tra bầu phanh, đường khí và đòn xoay về những hư hỏng và mòn.
2.1.2 Kiểm tra máy nén và dụng cụ cảnh báo
- Khởi động động cơ và chạy ở chế độ không tải để nâng áp suất khí.
- Dụng cụ cảnh báo phải hoạt động ở 55 PSI hoặc cao hơn
- Đảm bảo áp suất bình chứa từ 50 – 90 PSI trong vòng 3 phút để thấy rằng liệu bộ điều áp có đưa máy nén về chế độ không tải.
Tiếp tục đạp bàn đạp phanh cho đến khi dụng cụ cảnh báo hoạt động, thường xảy ra khi áp suất xuống dưới 55 PSI Khi áp suất bình chứa giảm xuống dưới 20 PSI, cần thực hiện phanh tay để đảm bảo an toàn.
- Nâng áp suất bình chứa ở chế độ không tải nhanh
- Khi áp suất đạt 90 PSI sẽ nhả phanh tay Tiếp tục nâng áp suất nằm trong giới hạn 115 tới 135 PSI.
- Thực hiện quá trình phanh bằng tổng phanh và giữ van, quan sát đồng hồ bình chứa.
Để kiểm tra áp suất hệ thống, hãy đọc đồng hồ áp suất và xem liệu áp suất có giảm xuống dưới 30 PSI trong vòng 1 phút hay không Nhẹ nhàng gõ vào đồng hồ để đảm bảo rằng kim đồng hồ không bị kẹt Để có kết quả chính xác về lực phanh, nên giữ đồng hồ trong ít nhất 2 phút.
- Lắng nghe xem có sự rò rỉ khí hay không
- Đảm bảo xe được an toàn và các bánh xe đã được khóa Chứng tỏ hệ thống đủ áp lực phanh.
- Tắt động cơ, đưa hộp số về số thấp nhất hoặc đậu.
- Vạch một vạch phấn ở phần thanh đẩy đi vào bầu phanh
Thực hiện phanh tay và đo khoảng cách từ bầu phanh đến vạch phấn, đảm bảo khe hở (hành trình đẩy) nằm trong khoảng 3 đến 4 inch và góc giữa đòn xoay với thanh đẩy là 90 độ Nếu không đạt yêu cầu, hệ thống phanh cần được bảo dưỡng kịp thời.
- Đảm bảo xe được an toàn và bánh xe được khóa chặt, nhả phanh tay
- Đảm bảo áp suất bình chứa được cung cấp đầy đủ.
- Dùng khóa để vặn dụng cụ khóa bên trong từ ốc điều chỉnh của đòn xoay.
- Vặn ốc điều chỉnh cho đến khi má phanh chạm vào trống phanh Nếu có thể, kiểm tra bằng mắt xem má phanh có chạm vào trống phanh chưa
- Khi vặn ốc điều chỉnh trên đòn xoay, cam S cũng sẽ quay cùng chiều khi đạp
- Trả ngược ốc điều chỉnh 1/4 tới 1/2 vòng Kiểm tra hành trình tự do nằm trong khoảng 1/2 tới 3/4 inch hoặc trong giới hạn của nhà sản xuất.
2.2.1 Kiểm tra xe ở chế độ an toàn
- Thực hiện phanh tay đầu kéo và rơ-mooc.
- Khóa bánh xe, xe nên ở đường phẳng
- Kiểm tra an toàn máy nén.
- Kiểm tra độ mòn, gẫy, trượt, độ dày của đai dẫn động và puly
- Xả hoàn toàn bình chứa trên đầu kéo và rơ-mooc
- Kiểm tra bầu phanh, đường khí, đòn xoay để xem xét độ an toàn và khe hở
- Đảm bảo khớp nối được nối đúng
2.2.2 Kiểm tra máy nén và dụng cụ cảnh báo
- Khởi động động cơ và chạy không tài nhanh để nâng áp suất bình chứa
- Dụng cụ cảnh báo phải hoạt động ở 55 PSI hoặc cao hơn
- Đảm bảo áp suất bình chứa từ 50 – 90 Psi trong vòng 3 phút
Nhả phanh tay ở áp suất 90 PSI hoặc cao hơn để tránh sự kết hợp với áp suất phanh và nạp hệ thống rơ-mooc bằng cách mở van cung cấp rơ-mooc Để đảm bảo phanh tay đã nhả, hãy đạp và nhả phanh rơ-mooc, đồng thời kiểm tra van đường điều khiển và đường cung cấp.
Tiếp tục nâng áp suất bình chứa và kiểm tra chức năng của bộ điều áp để đảm bảo máy nén chuyển sang chế độ không tải khi áp suất đạt từ 115 đến 135 PS.
Đạp bàn đạp phanh cho đến khi áp suất giảm xuống dưới 80 PSI, sau đó ngừng đạp phanh để kiểm tra xem bộ điều áp có đưa máy nén về chế độ không tải hay không.
Tiếp tục nhấn bàn đạp phanh, hệ thống cảnh báo sẽ kích hoạt khi áp suất giảm xuống 55 PSI hoặc thấp hơn, trong khi van cung cấp rơ-mooc sẽ tự động đóng lại khi áp suất đạt 20 PSI hoặc thấp hơn.
- Nâng áp suất bình chứa ở chế độ không tải nhanh lên 115 và 135 PSI Tại 90
PSI, nạp hệ thống bằng van cung cấp rơ-mooc.
- Thực hiện phanh tay rơ-mooc.
2.2.3 Kiểm tra hệ thống khẩn cấp đầu kéo và rơ-mooc
- Tháo khớp nối đường cung cấp
- Phanh rơ-mooc cần cung cấp lập tức.
- Không nên có khí thoát khỏi khớp nối rơ-mooc.
- Khí từ đầu kéo cần.
- Xả khí ra không dưới 20 PSI và dừng lại.
- Gắn lại đường cung cấp và nạp đầu kéo Năng lại áp suất nếu cần
2.2.4 Kiểm tra bảo vệ đầu kéo
- Tháo khớp nối đường điều khiển. tục thoát khỏi đường điều khiển Cho đến khi áp suất trong bình giảm tới dưới