NGHIÊN cứu, lập TRÌNH KIỂM TRA, CHẨN đoán và bảo DƯỠNG hệ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE MAZDA 3

NGHIÊN CỨU, LẬP TRÌNH KIỂM TRA, CHẨN ĐOÁN VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE MAZDA 3 là một đồ án tuyệt vời giúp cho người học hiểu hơn về công nghệ ô tô và giúp đỡ cho sinh viên học và điển về hệ thông xe và công nghệ bảo dưỡng hợp lý

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

1.1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG PHANH ABS2 1.1.1 Mục đích ,ý nghĩa đề tài 2

1.1.2 Lịch sử phát triển của phanh 2

1.1.3.Chức năng nhiệm vụ của hệ thống phanh 4

1.2 TỔNG QUAN CHUNG CỦA PHANH 5

1.2.1.Công dụng hệ thống phanh 5

1.2.2 Phân loại hệ thống phanh ABS theo kiểu điều khiển 9

Chương 2 NGHIÊN CỨU CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE MAZDA 3 16

2.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MAZDA 3 16

2.1.1 Hộp số tự động 18

2.1.2 Hệ thống treo 18

2.1.3 Hệ thống lái 19

2.1.4 Hệ thống phanh 19

2.2 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS DÙNG TRÊN XE MAZDA 3 20

2.2.1 Sơ đồ cấu tạo 20

2.2.2 Cơ cấu phanh 20

2.2.3 Xy lanh chính 21

2.2.4 Các cảm biến 22

2.2.4.1.Cảm biến tốc gia tốc bánh xe 22

2.2.4.2.Cảm biến giảm tốc 23

2.2.5 ECU ( Engine Control Unit), ABS ( Antilock Brake System) 24

2.2.5.1.Chức năng của hộp điều khiển ABS (ECU): 24

2.2.5.2 Cấu tạo của ECU 25

2.2.5.3.Quá trình điều khiển chống hãm cứng bánh xe khi phanh của ECU 26

2.2.6 Bộ phận chấp hành 26

2.2.6.1 Van điện từ 27

2.2.6.2 Mô tơ điện và bơm dầu 27

2.2.6.3 Bình tích áp 27

2.2.7 Trợ lực phanh 28

2.2.8.Hệ thống kiểm soát ổn định DSC ( Dynamic Stability Control) 30 2.3.NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE

2.3.1 Khi phanh bình thường (ABS không hoạt động) 30

2.3.2 Khi phanh gấp (ABS hoạt động) 31

Chương 3 QUY TRÌNH KIỂM TRA,CHẨN ĐOÁN VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE MAZDA 3 35

3.1 QUY TRÌNH KIỂM TRA HỆ THỐNG ABS TRÊN XE MAZDA 3 35

3.1.1.Kiểm tra sơ bộ trên xe 35

3.1.2 Kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Mazda 36

3.2 CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ABS TRÊN XE MAZDA 3 43

3.2.1 Quy trình đọc DTC 43

3.2.2 Quy trình xoá DTC 44

3.2.3 Quy trình theo dõi và ghi lại dữ liệu PID 44

3.2.4 Quy trình hoạt động của chế độ lệnh 45

3.2.5 Mã chẩn đoán hư hỏng (DTC) 45

3.2.6 Quy trình chẩn đoán một số mã lỗi 49

3.3 QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG ABS TRÊN XE MAZDA 3 58

3.3.1.Quy trình bảo dưỡng hàng ngày 58

3.3.2.Quy trình bảo dưỡng các bộ phận chính 58

Chương 4: TÍNH TOÁN VÀ KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH 61

4.1 XÁC ĐỊNH MOMEN PHANH YÊU CẦU 61

4.1.1 Ðối với cơ cấu phanh trước 64

4.1.2 Ðối với cơ cấu phanh sau 65

4.2 XÁC ĐỊNH MOMEN PHANH MÀ CÁC CƠ CẤU PHANH CÓ THỂ SINH RA 66

4.2.1 Đối với cơ cấu phanh trước 66

4.2.2 Đối với cơ cấu phanh sau 67

4.3 XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH PHANH 69

4.5 HÀNH TRÌNH BÀN ĐẠP 71

4.6 TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU PHANH 72

4.6.1 Gia tốc chậm dần khi phanh 73

4.6.2 Thời gian phanh 73

4.6.3 Quãng đường phanh 75

KẾT LUẬN 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay cùng với sự phát triển của xã hội thì phương tiện giao thông cũng pháttriển không ngừng trong đó ôtô là một phương tiện phổ biến Do nhu cầu cấp thiết củangười tiêu dùng, nghành công nghiệp ôtô đã cho ra đời rất nhiều loại ôtô với các tínhnăng và công dụng khác nhau Cũng từ những đòi hỏi của người tiêu dùng về vận tốccủa ôtô phải lớn và độ an toàn phải cao Nhà sản xuất phải nghiên cứu về hệ thốngphanh nhiều hơn nhằm đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng vì vậy hệ thống phanh chốngtrượt lết đựơc ra đời là một trong những giải pháp cho vấn đề an toàn

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, điện tử và tin học đã giúpnghành công nghiệp ôtô thiết kế chế tạo thành công các hệ thống phanh chống trượt lếtvới độ chính xác cao, an toàn, hiệu quả, nhỏ gọn…vì vậy mà tính ổn định của ôtô vàhiệu quả của ôtô cao hơn nhiều so với hệ thông phanh thường

Với mục đính củng cố và mở rộng kiến thức chuyên môn, đồng thời làm quen vớicông tác nghiên cứu khoa học góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng phanh trên ôtô Em

đựơc giao thực hiện luận văn tốt nghiệp với đề tài:“Nghiên cứu, lập quy trình kiểm tra, chẩn đoán và bảo dưỡng hệ thống phanh ABS trên xe Mazda 3.”.Với sự

hướng dẫn tận tình của thầy Lê Văn Tụy và các thầy trong khoa Cơ khí giao thông đãgiúp em hoàn thành đề tài theo đúng tiến độ

Trong thời gian thực hiện đề tài do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nêntrong quá trình thực hiện không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định Em rất mong sựgiúp đỡ, ý kiến đóng góp của quý thầy cô cùng tất cả các bạn để đề tài được hoàn thiệnhơn

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Văn Tụy cùng các thầy trong khoa vàcác bạn đã giúp em hoàn thành đồ án này

Đà Nẵng , ngày 10 tháng 5 năm 2016.

Sinh viên thực hiện.

Vũ Văn Ngọc

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ

1.1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG PHANH ABS

1.1.1 Mục đích ,ý nghĩa đề tài

Hiện nay ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và vậnchuyển hàng hoá cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiệngiao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển Ở nước ta, số người sử dụng ô

tô ngày càng nhiều cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, giao thông vận tải, chonên mật độ ô tô lưu thông trên đường ngày càng cao dẫn đến tai nạn giao thông ngàycàng nhiều Do đó để đảm bảo tính an toàn vấn đề tai nạn giao thông là một trongnhững hướng giải quyết cần thiết nhất, luôn được quan tâm của các nhà thiết kế và chếtạo ô tô mà hệ thống phanh đóng vai trò rất quan trọng

Phanh sử dụng ABS là một trong những nghành công nghệ bổ sung cho hệ thốngphanh hữu dụng nhất của ngành công nghiệp ôtô thời gian gần đây Vai trò chủ yếucủa ABS là giúp tài xế duy trì khả năng kiểm soát xe trong những tình huống phanhgấp, giữ cho các bánh xe không bị hãm cứng hoàn toàn khi phanh ngặt Nó góp phầngiảm thiểu các tai nạn nguy hiểm nhờ điểu khiển quá trình phanh một cách tối ưu.Cũng vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn vềthiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ

Ðối với sinh viên ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô việc tìm hiểu, nghiên cứu về

hệ thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn Ðó là lý do em chọn đề tài: “Nghiên cứu lập quy trình trình kiểm tra,chẩn đoán bảo dưỡng hệ thống phanh ABS trên

xe MAZDA 3 ” Ðể giải quyết vấn đề này thì trước hết ta cần phải hiểu rõ về nguyên

lý hoạt động, kết cấu các chi tiết, bộ phận trong hệ thống phanh

1.1.2 Lịch sử phát triển của phanh

ABS được sử dụng lần đầu tiên trên các máy bay thương mại vào năm 1949,chống hiện tượng trượt ra khỏi đường băng khi máy bay hạ cánh Tuy nhiên, kết cấucủa ABS lúc đó còn cồng kềnh, hoạt động không tin cậy và không tác động đủ nhanhtrong mọi tình huống Trong quá trình phát triển, ABS đã được cải tiến từ loại cơkhí 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) rađời, giúp hệ thống ABS lần đầu tiên được lắp trên ôtô vào năm 1969 Sau đó, hệ thốngABS đã được nhiều công ty sản xuất ôtô nghiên cứu và đưa vào ứng dụng từ nhữngnăm 1970s Công ty Toyota sử dụng lần đầu tiên cho các xe tại Nhật từ năm 1971, đây

là hệ thống ABS 1 kênh điều khiển đồng thời hai bánh sau Nhưng phải đến thập niên1980s hệ thống này mới được pháttriển mạnh nhờ hệ thống điều khiển kỹ thuật số, vi

xử lý (digital microprocessors/microcontrollers) thay cho các hệ thống điều khiểntương tự (analog) đơn giản trước đó

Lúc đầu hệ thống ABS chỉ được lắp trên các xe du lịch cao cấp, đắt tiền, đượctrang bị theo yêu cầu và theo thị trường Dần dần hệ thống này được đưa vào sử dụngrộng rãi hơn, đến nay ABS gần như đã trở thành tiêu chuẩn bắt buộc cho tất cả các loại

xe tải, một số xe du lịch và cho phần lớn các loại xe hoạt động ở những vùng có đườngbăng, tuyết dễ trơn trượt Hệ thống ABS không chỉ được thiết kế trên các hệ thốngphanh thủy lực, mà còn ứng dụng rộng rãi trên các hệ thống phanh khí nén của các xetải và xe khách lớn Nhằm nâng cao tính ổn định và tính an toàn của xe trong mọi chế

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

Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống kiểm soát lực kéo - Traction control (hayASR) làm giảm bớt công suất động cơ và phanh các bánh xe để chống hiện tượng cácbánh xe bị trượt lăn tại chỗ khi xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, bởi điều này làmtổn hao vô ích một phần công suất của động cơ và mất tính ổn định chuyển động củaôtô

Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống phân phối lực phanh bằng điện tử EBD(Electronic Brake force Distribution) nhằm phân phối áp suất dầu phanh đến các bánh

xe phù hợp với các chế độ tải trọng và chế độ chạy của xe

Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp BAS (Brake AssistSystem) làm tăng thêm lực phanh ở các bánh xe để có quãng đường phanh là ngắnnhất trong trường hợp phanh khẩn cấp Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống ổn địnhôtô bằng điện tử (ESP), không chỉ có tác dụng trong khi dừng xe, mà còn can thiệp

vào cả quá trình tăng tốc và chuyển động quay vòng của ôtô, giúp nâng cao hiệu suấtchuyển động của ô tô trong mọi trường hợp.

Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc và hỗ trợ rất lớn của kỹ thuật điện tử, củangành điều khiển tự động và các phần mềm tính toán, lập trình cực mạnh đã cho phépnghiên cứu và đưa vào ứng dụng các phương pháp điều khiển mới trong ABS như điềukhiển mờ, điều khiển thông minh, tối ưu hóa quá trình điều khiển ABS

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

1.1.3.Chức năng nhiệm vụ của hệ thống phanh.

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

- Hoặc hãm cứng đồng thời các bánh xe (để sử dụng triệt để trọng lượng bám vàtránh quay xe khi phanh)

- Hoặc hãm cứng các bánh xe trước (để đảm bảo điều kiện ổn định)

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

)%

30 15 (

% 100

r - Bán kính lăn của bánh xe

- Còn ôtô, khi phanh với tốc độ 180km/h trên đường khô, bề mặt lốp có thể bịmòn đi một lớp dày tới 6mm

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

ra những tai nạn nguy hiểm khi phanh

Hình 1-1 Sự thay đổi hệ số bám dọc và ngang theo độ trượt tương đối của bánh xe

Vì thế để đảm bảo đồng thời hiệu quả phanh và tính ổn định cao Ngoài ra còngiảm mòn và nâng cao tuổi thọ cho lốp, cần tiến hành quá trình phanh ở giới hạn bắtđầu hãm các bánh xe, nghĩa là đảm bảo sao cho các bánh xe trong quá trình phanhkhông bị trượt lết hoàn toàn mà chỉ trượt cục bộ trong giới hạn λ=(15÷30)% Đó chính

là chức năng và nhiệm vụ của hệ thống chống hãm cứng bánh xe

Để giữ cho các bánh xe không bị hãm cứng hoàn toàn khi phanh, cần phải điềuchỉnh áp suất trong dẫn động phanh sao cho độ trượt của bánh xe với mặt đường thayđổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị tối ưu Các hệ thống chống hãm cứng bánh xe khiphanh có thể sử dụng các nguyên lý điều chỉnh khác như:

- Theo gia tốc chậm dần của bánh xe được phanh

- Theo độ trượt cho trước

- Theo tỷ số vận tốc góc của bánh xe và gia tốc chậm dần của nó

Như vậy hệ thống chống hãm cứng bánh xe là một trong các hệ thống an toàn chủđộng của một ôtô hiện đại Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm nhờ điềukhiển quá trình phanh một cách tối ưu

1.2 TỔNG QUAN CHUNG CỦA PHANH

1.2.1.Công dụng hệ thống phanh

Dựa trên các chỉ tiêu đánh giá chất lượng quá trình phanh, ta sẽ thấy các ưu điểm

và hiệu quả của hệ thống phanh chống hãm cứng so với hệ thống phanh thường

Tính ổn định khi phanh

Tính ổn định phanh của ô tô được hiểu là khi phanh ô tô không bị lệch hướng(trượt ngang), trượt lết hoặc bị lật, đảm bảo tính điều khiển lái và chuyển động an toàncủa ô tô Điều này đặc biệt khi ô tô chạy trên đường trơn với tốc độ cao Ô tô mất tính

ổn định khi phanh rất nguy hiểm vì không kiểm soát được hướng chuyển động của ô

tô Tính ổn định của ô tô khi phanh được phân tích ở hai trường hợp: tính ổn địnhhướng và tính ổn định quay vòng của ô tô khi phanh

Tính ổn định hướng của ô tô khi phanh được hiểu là khả năng ô tô giữ được quỹđạo chuyển động như ý muốn ban đầu của người lái trong quá trình phanh

Trong thực tế, cuối quá trình phanh thì trục dọc của ô tô có thể bị lệch đi một góc

β ( hình 1-2) so với hướng chuyển động ban đầu (trục X) Sở dĩ như vậy là do tổng cáclực phanh sinh ra ở các bánh xe bên phải (Pp.ph) khác với tổng các lực phanh sinh ra ởbánh xe bên trái (Pp.tr) và tạo thành momen quay vòng Mq quanh trục thẳng đứng Z điqua trọng tâm A của ô tô Khi ô tô bị lệch đi một góc β quá mức qui định sẽ ảnh hưởngđến an toàn chuyển động của đường

Hình 1-2 Sự lệch hướng của ô tô khi phanh.

Vì mômen quay vòng Mq lớn hơn nhiều so với mômen do các phản lực từ mặtđường tác dụng lên các bánh xe theo phương ngang Ry1 va Ry2 sinh ra, nên có thể bỏqua Ry1 va Ry2 Cơ sở lý thuyết ô tô cũng đã xây dựng được biểu thức xác định giá trịgóc lệch :

2 1

Hay:   2

1

B P P

z

tr p ph p

B - Chiều rộng cơ sở của ô tô

Góc lệch β là một hệ thông số đặc trưng cho tính ổn định của ô tô khi phanh, βcàng nhỏ, tính ổn định của ô tô khi phanh càng cao (Theo Tiêu chuẩn số 22-TCVN224-2000) của Bộ Giao thông vận tải Việt Nam thì góc lệch cực đại (βmax) cho phépkhi phanh không vượt quá 80 hoặc khi phanh thì ô tô không vượt ra ngoài hành lang cóchiều rộng 3,5m) Các biểu thức (1.1), (1.2) cho thấy (β) tỷ lệ nghịch với bình phươngcủa hệ số bám (φ).)

Như vậy, cũng giống như phần đánh giá tính hiệu quả phanh, hệ số càng ổn địnhkhi phanh

Với giá trị hệ số bám ngang (φ).y)được duy trì trong mức cao khi hệ thống ABSlàm việc sẽ đến độ lệch (β) có giá trị nhỏ hơn, tức tính ổn định cao hơn khi phanhthường và bị hãm cứng

Trong trường hợp phanh khi ô tô đang quay vòng sẽ xuất hiện một lực ngang Y.Khi phanh ở trạng thái bánh xe bị hãm cứng và trượt dọc hoàn toàn, do khả năng bámngang kém hay không còn nữa làm cho bánh xe bị trượt ngang Khi đó ngoài góc lái(²), bán kính quay vòng còn bị ảnh hưởng bởi các góc lệch hướng (β1) và (β2) khácnhau ở các cầu trước và cầu sau do hiện tượng trượt khác nhau ở các bánh xe ở cáccầu, dẫn đến hiệntượng quay vòng thiếu, quay vòng thừa làm mất tính ổn định quayvòng của ô tô Khi ABS hoạt động sẽ duy trì (φ).y) ở giá trị cao sẽ hạn chế được hiệntượng này

Tóm lại, khi có trang bị hệ thống ABS sẽ đạt được các tiêu chí sau:

Lợi về hiệu quả phanh (lực phanh lớn hơn do hệ số bám (φ).x)luôn ở phạm vi lâncận giá trị (φ).xmax))

Lợi về tính ổn định ngang do (φ).y) còn đủ lớn giúp cho ô tô ổn định ngang

Tính hiệu quả khi phanh

Trong các chỉ tiêu đánh giá tính hiệu quả phanh, thì chỉ tiêu quãng đường phanh

tô xử lý tình huống hợp lý nhất Trong các cơ sở lý thuyết về hệ thống phanh của ô tô

đã xây dựng được biểu thức xác định quãng đường phanh nhỏ nhất như sau:

min

2

2 2

2 1

1

2 1

2

v v g

vdv g g

vdv g

V

V V

S - Quãng đường phanh nhỏ nhất [m];

v1 - Vận tốc của ô tô ứng với thời điểm bắt đầu phanh [m/s];

v2 - Vận tốc của ô tô ở cuối quá trình phanh [m/s];

 - Hệ số tính đến ảnh hưởng các trọng khối quay của ô tô;

(1.4)

Từ hai biểu thức trên ta thấy giá trị quãng đường nhỏ nhất (Smin) ngoài sự phụthuộc vào các yếu tố như hệ số tính đến ảnh hưởng các trọng khối quay của ô tô (δ),),vận tốc của ô tô lúc bắt dầu phanh (v1), còn phụ thuộc vào giá trị hệ số bám (φ).x) Xéttrường hợp khi phanh đối với hệ thống phanh thường và hệ thống phanh chống hãmcứng có cùng vận tốc bắt đầu phanh (v1), để đạt tính hiệu quả phanh cao, tức (Smin) cógiá trị tối ưu thì cần phải giảm hệ số (δ),), đồng thời phải duy trì hệ số bám (φ).) ở mức độcao

Để giảm hệ số δ), thì khi phanh cần phải cắt ly hợp để giảm ảnh hưởng của cáckhối lượng quay Trong trường hợp này δ), = (1,021,04)1

Nhờ hoạt động của hệ thống phanh ABS duy trì độ trượt của bánh xe khi phanhnằm trong vùng giới hạn hẹp quanh giá trị (λ0), để có giá trị (φ).xmin), trong khi ở hệthống phanh thường khi phanh gấp thì hệ số bám (φ).x) giảm rất nhanh theo độ trượt Do

đó khi hệ thống phanh ABS hoạt động sẽ cho quang đường phanh ngắn hơn là hệthống phanh thường Bảng 1-3 so sánh cho thấy hiệu quả phanh của hệ thống phanhchống hãm cứng so với hệ thống phanh thường

B ng 1-1 So sánh hi u qu phanh c a h th ng phanh ch ng hãm c ngệu quả phanh của hệ thống phanh chống hãm cứng ủa hệ thống phanh chống hãm cứng ệu quả phanh của hệ thống phanh chống hãm cứng ống phanh chống hãm cứng ống phanh chống hãm cứng ứng

v i h th ng phanh thới hệ thống phanh thường ệu quả phanh của hệ thống phanh chống hãm cứng ống phanh chống hãm cứng ường.ng

Loại đường

Tốc độ bắtđầu phanh(v,m/s)

Quãng đường phanh (Sp,m)

Lợi vềhiệu quảnhanh (%)

Có hệ thống chốnghãm cứng bánh xe

Không hệ thốngchống hãm cứngbánh xe

Qua thực nghiệm, người ta thấy rằng khi có trang bị hệ thống ABS:

- Đường nhựa khô: hiệu quả phanh đạt khoảng 120% (tăng 20% so với không cóABS)

- Đường đóng băng: hiệu quả phanh đạt khoảng 150% (tăng 50% so với không cóABS)

1.2.2 Phân loại hệ thống phanh ABS theo kiểu điều khiển.

ABS được điều khiển theo các phương pháp sau:

a Điều khiển theo ngưỡng trượt

- Điều khiển theo ngưỡng trượt thấp (slow mode): ECU chọn thời điểm bắt đầu bịhãmcứng của bánh xe có khả năng bám thấp, để điều khiển áp suất phanh chung cho

cả cầu xe Lúc này, lực phanh ở các bánh xe là bằng nhau, bằng chính giá trị lực phanhcực đại của bánh xe có hệ số bám thấp Bánh xe bên phần đường có hệ số bám cao vẫncòn nằm trong vùng ổn định của đường đặc tính trượt và lực phanh chưa đạt cực đại

Vì vậy, cách này cho tính ổn định cao, nhưng hiệu quả phanh thấp vì lực phanh nhỏ

- Điều khiển theo ngưỡng trượt cao (high mode): ECU chọn thời điểm bánh xe cókhả năng bám cao bị hãm cứng để điều khiển chung cho cả cầu xe Trước đó, bánh xe

ở phần đường có hệ số bám thấp đã bị hãm cứng khi phanh Cách này cho hiệu quảphanh cao vì tận dụng hết khả năng bám của các bánh xe, nhưng tính ổn định kém

b Điều khiển độc lập hay phụ thuộc

- Trong loại điều khiển độc lập, bánh xe nào đạt tới ngưỡng trượt, tức bắt đầu có

xu hướng bị bó cứng thì điều khiển riêng bánh đó

- Trong loại điều khiển phụ thuộc, ABS điều khiển áp suất phanh chung cho haibánh xe trên một cầu hay cả xe theo một tín hiệu chung, có thể theo ngưỡng trượt thấphay ngưỡng trượt cao

c Điều khiển theo kênh

- Loại 1 kênh: Hai bánh sau được điều khiển chung (có ở ABS thế hệ đầu, chỉtrang bị ABS cho hai bánh sau vì dễ bị hãm cứng hơn hai bánh trước khi phanh)

- Loại 2 kênh: Một kênh điều khiển chung cho hai bánh xe trước, một kênh điềukhiển chung cho hai bánh xe sau Hoặc một kênh điều khiển cho hai bánh chéo nhau

- Loại 3 kênh: Hai kênh điều khiển độc lập cho hai bánh trước, kênh còn lại điềukhiển chung cho hai bánh sau

- Loại 4 kênh: Bốn kênh điều khiển riêng rẽ cho 4 bánh

Hiện nay loại ABS điều khiển theo 3 và 4 kênh được sử dụng rộng rãi

1.2.2.1 Nguyên lý bố trí hệ thống điều khiển của phanh ABS.

Việc bố trí sơ đồ điều khiển của ABS phải thỏa mãn đồng thời hai yếu tố:

- Tận dụng được khả năng bám cực đại giữa bánh xe với mặt đường trong quátrình phanh, nhờ vậy làm tăng hiêu quả phanh tức là làm giảm quãng đường phanh

- Duy trì khả năng bám ngang trong vùng có giá trị đủ lớn nhờ vậy làm tăng tính

ổn định chuyển động (driving stability) và ổn định quay vòng (steering stability) của

xe khi phanh (xét theo quan điểm về độ trượt)

Kết quả phân tích lý thuyết và thực nghiệm cho thấy: đối với ABS, hiệu quảphanh và ổn định khi phanh phụ thuộc chủ yếu vào việc lựa chọn sơ đồ phân phối cácmạch điều khiển và mức độ độc lập hay phụ thuộc của việc điều khiển lực phanh tạicác bánh xe Sự thỏa mãn đồng thời hai chỉ tiêu hiệu quả phanh và tính ổn định phanhcủa xe là khá phức tạp, tùy theo phạm vi và điều kiện sử dụng mà chọn các phương ánđiều khiển khác nhau

- Phương án 1: ABS có 4 kênh với các bánh xe được điều khiển độc lập

Hình 1-3 ABS có 4 kênh với các bánh xe được điều khiển độc lập.

1: Bánh xe chủ động 2: Xilanh chính 2 buồng độc lập 3: Cảm biến tốc độ bánh xe 4:

Bánh xe bị động 5: Van điều chỉnh điện từ 6: Cầu chủ độngABS có 4 cảm biến bố trí ở bốn bánh xe và 4 van điều khiển độc lập, sử dụngcho hệ thống phanh bố trí dạng mạch thường ( một mạch dẫn động cho hai bánh xe cầutrước, một mạch đẫn động cho hai bánh xe cầu sau) Với phương án này, các bánh xeđều được tự động hiệu chỉnh lực phanh sao cho luôn nằm trong vùng có khả năng bámcực đại nên hiệu quả phanh là lớn nhất Tuy nhiên khi phanh trên đường có hệ số bámtrái và phải không đều thì momen xoay xe sẽ rất lớn và khó có thể duy trì ổn địnhhướng bằng cách hiệu chỉnh tay lái Ổn định khi quay vòng cũng giảm nhiều Vì vậyvới phương án này cần phải bố trí thêm cảm biến gia tốc ngang để kịp thời hiệu chỉnhlực phanh ở các bánh xe để tăng cường tính ổn định chuyển động và ổn định quayvòng khi phanh

- Phương án 2: ABS có 4 kênh điều khiển và mạch phanh bố trí chéo.

Hình 1-4 ABS có 4 kênh kiểu điều khiển và mạch phanh bố trí chéo

1: Cảm biến tốc độ 2: Van điều chỉnh điện từ 3: Chân phanh

4: xilanh phanh chính 5: bánh xe

Sử dụng cho hệ thống phanh có dạng bố trí mạch chéo (một buồng của xy lanhchính phân bố cho một bánh trước và một bánh sau chéo nhau) ABS có 4 cảm biến bốtrí ở các bánh xe và 4 van điều khiển Trong trường hợp này, 2 bánh trước được điềukhiển độc lập, 2 bánh sau được điều khiển chung theo ngưỡng trượt thấp, tức là bánh

xe nào có khả năng bám thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cả cầu sau.Phương án này sẽ loại bỏ được momen quay vòng trên cầu sau, tính ổn định tăngnhưng hiệu quả phanh giảm bớt

- Phương án 3: ABS có 3 kênh điều khiển.

Hình 1-5 ABS có 3 kênh điều khiển.

- Đối với những xe có chiều dài cơ sở lớn và momen quán tính đối với trục đứng

đi qua trọng tâm xe cao tức là có nhiều khả năng cản trở độ lệch hướng khi phanh, thìchỉ cần sử dụng một van điều khiển chung cho cầu trước và một cảm biến tốc độ đặttại vi sai Lực phanh trên hai bánh xe cầu trước sẽ bằng nhau và được điều chỉnh theongưỡng trượt thấp Hệ thống như vậy cho tính ổn định phanh rất cao nhưng hiệu quảphanh lại thấp

- Đối với những xe có chiều dài cơ sở nhỏ và momen quán tính thấp thì để tănghiệu quả phanh mà vẫn đảm bảo tính ổn định, người ta để cho hai bánh trước đượcđiều khiển độc lập Tuy nhiên phải sử dụng bộ phận làm chậm sự gia tăng momenxoay xe Hệ thống khi đó sử dụng 4 cảm biến tốc độ đặt tại 4 bánh xe

- Các phương án 4, 5, 6

Đều là loại có hai kênh điều khiển Trong đó:

- Phương án 4:Ttương tự như phương án 3 Suất phanh được điều chỉnh theo

ngưỡng của bánh xe bám tốt hơn Điều này tuy làm tăng hiệu quả phanh nhưng tính ổnđịnh lại kém hơn do momen xoay xe khá lớn

Hình 1-6 ABS có 2 kênh điều khiển.

1: Cảm biến tốc độ bánh xe 2: Van điều chỉnh điện từ 3: Chân phanh

4: xilanh phanh chính 5: bánh xe 6: Cầu chủ động

- Phương án 5: Trên mỗi cầu chỉ có một cảm biến đặt tại 2 bánh xe chéo nhau

để điều khiển áp suất phanh chung cho cả cầu Cầu trước được điều khiển theo ngưỡngtrượt cao, còn cầu sau được điều khiển theo ngưỡng trượt thấp

Hình 1-7 ABS có 2 kênh điều khiển.

1: Chân phanh 2: Van điều chỉnh điện từ 3: Cảm biến tốc độ bánh xe

4: xilanh phanh chính 5: bánh xe

- Phương án 6: Sử dụng cho loại mạch chéo Với hai cảm biến tốc độ đặt tại

cầu sau, áp suất phanh trên các bánh xe chéo nhau sẽ bằng nhau Ngoài ra các bánhxecầu sau được điều khiển chung theo ngưỡng trượt thấp Hệ thống này tạo độ ổn địnhcao nhưng hiệu quả phanh sẽ thấp

Hình 1-8 ABS có 2 kênh điều khiển.

1: Van điều chỉnh điện từ 2: Cảm biến tốc độ bánh xe3: Chân phanh 4: xilanh phanh chính 5: bánh xe

Quá trình phanh khi quay vòng cũng chịu ảnh hưởng của việc bố trí các phương

án điều khiển ABS: Nếu việc điều khiển phanh trên tất cả các bánh xe độc lập thì khiquay vòng lực phanh trên các bánh xe ngoài sẽ lớn hơn do tải trọng trên chúng tăng lênkhi quay vòng Điều này tạo ra momen xoay xe trên mỗi cầu và làm tăng tính quay

vòng Nếu độ trượt của cầu trước và cầu sau không như nhau trong quá trình phanh(do kết quả của việc chọn ngưỡng trượt thấp hay cao trên mỗi cầu, hoặc do phân bố tảitrọng trên cầu khi phanh) sẽ tạo ra sự trượt ngang không đồng đều trên mỗi cầu Nếucầu trước trượt ngang nhiều hơn sẽ làm tăng tính quay vòng thiếu, ngược lại khi cầusau trượt ngang nhiều hơn sẽ làm tăng tính

Ưu khuyết điểm của hệ thống ABS

Ưu điểm

- Có tính an toàn cao, ổn định lái, ổn định hướng

- Xe chạy trên đường trơn trượt có thể ổn định trong khi phanh

- Quãng đường phanh ngắn

- Mang tính hiện đại

Khuyết điểm

- Kết cấu phức tạp, khó bảo quản, sửa chữa, lắp ráp

- Các bộ phận thay thế phải đúng loại theo nhà chế tạo

- Đòi hỏi người thợ phải có tay nghề cao, kinh nghiệm

Chương 2 NGHIÊN CỨU CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC

HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE MAZDA 3

2.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MAZDA 3

Mặc dù Mazda3 đã xuất hiện tại thị trường Việt Nam 6 năm, nhưng nó vẫn cósức hấp dẫn với người yêu xe Người tiêu dùng sẽ cảm thấy hài lòng hơn khi các đơn

vị nhập khẩu tiếp tục đưa về phiên bản mới Mazda 3

Hình 2-1: xe Mazda 3Điểm đáng chú ý nhất ở xe Mazda 3 phiên bản 2012 là mũi xe thiết kế mới,mang hình mặt cười Mũi xe được thiết kế để “lùa” không khí tốt hơn, giảm lực cản.Nhìn chung, thiết kế mới này ở Mazda gây được thiện cảm cho khách hàng, dù là bảnhatchback hay sedan

Hai bên cản trước phảng phất phong cách thiết kế của mẫu xe thể thao MazdaRX-8, và bên hông xe có thêm đường gờ chạy dọc Kích thước xe Mazda 3 thế hệ mớichỉ có một chút thay đổi dài hơn xe đời 2009 khoảng 76mm nên không gian nội thất vàkhoang chứa đồ không được cải thiện nhiều

Hình 2-2: Sơ đồ tổng thể chung

Cabin được thiết kế lại của Mazda 3 phiên bản 2012 giúp duy trì và nâng uy tíncho Mazda Thay vì ấn tượng về sự xoàng xĩnh, bình dân như nhiều mẫu xe khác cùngloại, nội thất Mazda 3 mang nét thanh lịch, sử dụng các vật liệu có hình thức tạo cảmgiác đắt tiền và có các nút bấm thường thấy ở dòng xe cao cấp.

Mẫu Mazda 3 mà Autonet giới thiệu là phiên bản hatchback sử dụng động cơMZR 1.6L công suất 104 mã lực, mômen xoắn 147Nm, trang bị hộp số tự động 4 cấpActivematic, được giữ nguyên từ thế hệ cũ Tuy nhiên phiên bản 2.0L và 2.5L, Mazda

đã trang bị tiêu chuẩn hộp số bán tự động 5 cấp Ở phiên bản 1.6L, khả năng tăng tốccủa xe tốt Phong cách lái thể thao được truyền tải qua sự cảm nhận trên vô lăng

Bảng đồng hồ dạng ống lớn, đi kèm phía trước là một màn hình hiển thị thôngtin vận hành, tuy nhiên nó có vẻ trông khá khiêm tốn Bề mặt táp lô và ghế ngồi củaMazda 3 mang đến cảm giác của vật liệu chế tạo đắt tiền Hàng ghế trước tạo chongười ngồi cảm giác rộng rãi và thoải mái hơn trước mà vẫn không mất đi tính bao bọcchắc chắn đã từng có trên phiên bản 2009

Dù sao, Mazda 3 vẫn có một vài nhược điểm chưa được khắc phục như kết cấukhung gầm cứng khiến phản ứng của thân xe quá mẫn cảm với những tác động độtngột của chiếc xe, hệ thống treo sau vẫn chưa thực sự hài hoà với tính chống đỡ củathân xe nên đôi lúc tạo cảm giác lắc lư cho người ngồi bên trong Dưới đây là bảng cácthông số kỹ thuật chính của xe Mazda 3

Kích thước bao xe La×Ba×Ha Mm 4580 x 1755 x 1470

2.1.1 Hộp số tự động

- Trên hệ thống truyền lực của xe 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 tự động Dướiđây mô tả cấu tạo chung của hộp số tự động trên xe Mazda 3

- Ưu điểm của hộp số tự động so với hộp số thường

+ Làm giảm mệt mỏi cho lái xe bằng cách loại bỏ các thao tác cắt ly hợp vàthường xuyên chuyển số

+ Chuyển số một cách tự động và êm dịu tại các tốc độ thích hợp với chế độ láixe

+ Tránh cho động cơ và dòng dẫn động khỏi bị quá tải, do nó nối chúng bằngthủy lực (qua biến mô) tốt hơn so với nối chúng bằng cơ khí

- 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

+ 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 xe dẫn hướng do hiệuứng momen con quay; tăng được khả năng bám đường, do đó tăng được tính điềukhiển và ổn định của xe

- Hệ thống treo sau: là hệ thống treo phụ thuộc với dầm cầu xoắn chữ H Hình 2-3dưới đây hệ thống treo sau phụ thuộc kiểu dầm xoắn chữ H.

2.1.3 Hệ thống lái

- Hệ thống lái trên xe Mazda 3 là loại bánh răng, thanh răng có trợ lực điện

- Tay lái trợ lực điện của Mazda khá nhẹ nhàng, đều và dễ xoay xở với tài xế nữ

2.1.4 Hệ thống phanh

- Hệ thống phanh trước và hệ thống phanh sau của xe Mazda 3 đều là phanh đĩađiều khiển bằng thủy lực có trợ lực chân không và hệ thống phanh có trang bị hệ thốngchống hãm cứng bánh xe ABS

- Hệ thống phanh chính (phanh chân): có trang bị hệ thống chống bó cứng phanhABS, hệ thống chống ổn định DSC

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

- Dầu phanh: DOT 3

2.2 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS DÙNG TRÊN XE MAZDA 3

2.2.1 Sơ đồ cấu tạo

11 7

12

10 9 8 6

7,11- Đường dẫn dầu phanh trước và phanh sau; 8 - Bộ thuỷ lực và máy tính;

9 - Đường dây dẫn tín hiệu; 10 - Đèn báo ABS; 13 - Xi lanh bánh xe

2.2.2 Cơ cấu phanh

Hệ thống phanh xe Mazda 3 gồm:

- Hệ thống phanh chính (phanh chân): Phanh trước và phanh sau là phanh đĩađiều khiển bằng thuỷ lực trợ lực chân không, có sử dụng hệ thống chống hãm cứngABS

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

- Dầu phanh: DOT 3

- Đĩa phanh: thường được chế tạo bằng gang Đĩa đặc có chiều dày 8  13 mm.Đĩa xẻ rãnh thông gió dày 16  25 mm Đĩa ghép có thể có lớp lõi bằng nhôm hayđồng còn lớp mặt ma sát - bằng gang xám

- Má kẹp: được đúc bằng gang rèn

- Các xi lanh thủy lực: được đúc bằng hợp kim nhôm Để tăng tính chống mòn vàgiảm ma sát, bề mặt làm việc của xi lanh được mạ một lớp crôm Khi xi lanh được chếtạo bằng hợp kim nhôm, cần thiết phải giảm nhiệt độ đốt nóng dầu phanh Một trongcác biện pháp để giảm nhiệt độ của dầu phanh là giảm diện tích tiếp xúc giữa pistonvới guốc phanh hoặc sử dụng các piston bằng vật liệu phi kim

- Các thân má phanh: chỗ mà piston ép lên được chế tạo bằng thép lá

- Tấm ma sát: của má phanh loại đĩa quay hở thường có diện tích bề mặt khoảng

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

2.2.3 Xy lanh chính

Là loại xy lanh kép được thiết kế sao cho nếu một mạch dầu bị hỏng thì mạch dầukhác vẫn tiếp tục làm việc nhằm cung cấp một lượng dầu tối thiểu để phanh xe Đây làmột trong những thiết bị an toàn nhất của xe

- Ở vị trí chưa làm việc, các piston bị đẩy về vị trí ban đầu bởi các lò xo hồi vị,các khoang phía trước piston được nối thông với bình chứa qua lỗ cung cấp dầu (6)

-Khi phanh piston bị đẩy sang trái ép dầu phía trước piston đi đến xy lanh bánh

xe

-Khi nhả phanh đột ngột dầu phía sau piston chui qua lỗ bù, bù vào khoảng không

gian phía trước đầu piston

Hình 2.4 Kết cấu của xylanh chính.

1-Vòng chặn; 2- Vòng làm kín; 3- Chốt tỳ; 4- Thân xylanh; 5- Lỗ dầu ra;6- Đầu nối ống;7- Lỗ thông; 8- Lỗ bù; 9- Piston ; 10- Vòng làm kín; 11- Lò xo hồi vị

2.2.4 Các cảm biến

2.2.4.1.Cảm biến tốc gia tốc bánh xe

Các cảm biến tốc độ bánh xe có nhiệm vụ nhận biết tốc độ góc của các bánh xe vàgửi tín hiệu về ABS ECU dưới dạng các xung điện áp xoay chiều

Cảm biến tốc độ bánh xe thực chất là một máy phát điện cỡ nhỏ Cấu tạo của nó gồm:

- Rô to: Có dạng vòng răng, được dẫn động quay từ trục bánh xe hay trục truyềnlực nào đó

- Stato: Là một cuộn dây quấn trên thanh nam châm vĩnh cửu

Hình 2-5 Cảm biến tốc độ bánh xe trước1- Nam châm vĩnh cửu; 2- Cuộn dây điện; 3- Rôto cảm biến;

Hình 2-6 Cảm biến tốc độ bánh xe sau1- Nam châm vĩnh cửu; 2- Cuộn dây điện; 3- Cảm biến tốc độ;

Tùy theo cách điều khiển khác nhau, các cảm biến tốc độ bánh xe thường được gắn

ở mỗi bánh xe để đo riêng rẽ từng bánh hoặc được gắn ở vỏ bọc của cầu chủ động Đotốc độ trung bình của hai bánh xe dựa vào tốc độ của bánh răng vành chậu Ở bánh xe,cảm biến tốc độ được gắn cố định trên các bán trục của

các bánh xe, vành răng cảm biến được gắn trên đầu ngoài của bán trục, hay trên cụmmoay ơ bánh xe, đối diện và cách cảm biến tốc độ một khe hở nhỏ, gọi là khe hở từ

- Khi bánh xe quay, vành răng quay theo, khe hở giữa đầu lõi từ và vành răng thay đổi,

từ thông biến thiên làm xuất hiện trong cuộn dây một sức điện động xoay chiều dạnghình sin có biên độ và tần số thay đổi tỷ lệ độ góc của bánh xe Tín hiệu này liên tụcđược gửi về ECU Tùy theo cấu tạo của cảm biến, vành răng và khe hở giữa chúng,các xung điện áo tạo ra có thể nhỏ dưới 100 mV ở tốc độ rất thấp của xe, hoặc caohơn 100V ở tốc độ cao

- Khe hở không khí giữa lõi từ và đỉnh răng của vành răng cảm biến chỉ khoảng 1mm

và độ sai lệch phải nằm trong giới hạn cho phép Hệ thống ABS sẽ không làm việc tốtnếu khe hở nằm ngoài giá trị tiêu chuẩn

2.2.4.2.Cảm biến giảm tốc

Việc sử dụng cảm biến giảm tốc cho phép ABS đo trực tiếp sự giảm tốc của bánh

xe trong quá trình phanh.Vì vậy cho phép nó biết rõ hơntrạng thái của mặt đường do đómức độ chính xác khi phanh được cải thiện để tránh cho các bánh xe không bị bó cứng Cảm biến giảm tốc còn được gọi là cảm biến “G”

Khi mức độ giảm tốc của ô tô thay đổi ,đĩa xẻ rãnh lắc theo chiều dọc ô tô tươngứng với mức độ giảm tốc.Các rãnh trên đĩa cắt hay cho ánh sáng từ đèn LED đến phototransistor,làm photo transistor đóng mở,báo tín hiệu về ECU,ECU nhận những tín hiệu này

để xác định chính xác tình hình mặt đường và thực hiện các điều chỉnh thích hợp.Tín hiệunày cũng được dùng để ECU điều khiển chế độ làm chậm sự tăng momen xoay ô tô.Sửdụng hai cặp đèn LED và photo transistor sẽ tạo sự đóng và mở các photo transistor,chiamức độ giảm tốc thành 4 mức

* Cảm biến gia tốc ngang

Cảm biến này giúp tăng khả năng xử lý của ô tô khi phanh trong lúc đang quay vòngvòng các bánh xe có xu hướng nhấc lên khỏi mặt đất do lực ly tâm và các yếu tố góc đặtbánh xe

Ngược lại các bánh xe bên ngoài bị tì mạnh xuống mặt đường,đặc biệt là các bánh xephía trước bên ngoài.Vì vậy các bánh xe phía trong có xu hướng bị bó cứng dễ dàng hơncác bánh xe ở phía ngoài.Cảm biến gia tốc ngang có nhiệm vụ xác định gia tốc ngang của ô

tô khi quay vòng và gửi tín hiệu về ECU

Trong trường hợp này ,một cảm biến kiểu phototransistor giống như cảm biến giảmtốc được gắn theo trục ngang của ô tô hay một cảm biến kiểu bán dẫn được sử dụng để đogia tốc ngang Ngoài ra,cảm biến kiểu bán dẫn cũng được sử dụng để đo sự giảm tốc do nó

có thể đo được cả gia tốc ngang và gia tốc dọc có tác dụng làm chậm lại quá trình tăngmomen xoay ô tô.Trong quá trình quay

2.2.5 ECU ( Engine Control Unit), ABS ( Antilock Brake System)

2.2.5.1.Chức năng của hộp điều khiển ABS (ECU):

- Nhận biết thông tin về tốc độ các bánh xe,từ đó tính toán ra tốc độ bánh xe,và sự tăng giảm tốc độ của nó,xác định tốc độ xe,tốc độ chuẩn của bánh xe và ngưỡng

trượt,để nhận biết nguy cơ bị hãm cứng của bánh xe

- Cung cấp tín hiệu điều khiển tới bộ chấp hành

- Thực hiện chế độ kiểm tra,chẩn đoán lưu giữ mã code hư hỏng và chế độ an toàn

+Chức năng kiểm tra ban đầu:

ECU điều khiển các van điện từ và các môtơ bơm theo trình tự để kiểm tra hệ thống điện của ABS.Chức năng này hoạt động mỗi khi bật khóa điện sang vị trí “ON”

và xe đang chạy ở tốc độ 6 km/h,với đèn phanh tăt “OFF”.Nó chỉ hoạt động một lần sau mỗi khi khóa điện bật “ON”

Nếu có một sự cố xảy ra ở bất cứ một chỗ nào trong các hệ thống tín hiệu,đèn báo của ABS trong đồng hồ táp lô sẽ sáng lên,và báo cho người lái rằng một sự cố đã xảy ra.Đồng thời,các DTC(các mã chẩn đoán hư hỏng) được lưu giữ trong bộ nhớ

+Chức năng an toàn:

Nếu ECU điều khiển trượt phát hiện một sự cố trong hệ tín hiệu hoặc trong rơle,dòng điện chạy đến bộ chấp hành tư ECU bị ngắt.Do đó,hệ thống phanh hoạt động mặc dù ABS không hoạt động,nhờ vậy đảm bảo được các chức năng phanh bình thường

2.2.5.2 Cấu tạo của ECU

Chức năng của hộp điều khiển ABS (ECU):

- Nhận biết thông tin về tốc độ góc các bánh xe, từ đó tính toán ra tốc độ bánh xe và

sự tăng giảm tốc của nó, xác định tốc độ xe, tốc độ chuẩn của bánh xe và ngưỡngtrượt để nhận biết nguy cơ bị hãm cứng của bánh xe

- Cung cấp tín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành thủy lực

- Thực hiện chế độ kiểm tra, chẩn đoán, lưu giữ mã code hư hỏng và chế độ antoàn

Cấu tạo của ECU là một tổ hợp các vi xử lý, được chia thành 4 cụm chính đảmnhận các vai trò khác nhau

Trong phần này các tín hiệu được cung cấp đến bỡi các cảm biến tốc độ bánh

xe sẽ được biến đổi thành dạng thích hợp để sử dụng cho phần logic điều khiển

Để ngăn ngừa sự trục trặc khi đo tốc độ các bánh xe, sự giảm tốc của xe,…

có thể phát sinh trong quá trình thiết kế và vận hành của xe, thì các tín hiệu vào đượclọc trước khi sử dụng Các tín hiệu được xử lý xong được chuyển qua phần logic điềukhiển

b Phần logic điều khiển

Dựa trên các tín hiệu vào, phần logic tiến hành tính toán để xác

định các thông số cơ bản như gia tốc của bánh xe, tốc độ chuẩn, ngưỡng trượt, gia tốcngang

Các tín hiệu ra từ phần logic điều khiển các van điện từ trong bộ

chấp hành thủy lực, làm thay đổi áp suất dầu cung cấp đến các cơ cấu phanh theo cácchế độ tăng, giữ và giảm áp suất

c Bộ phận an toàn

Một mạch an toàn ghi nhận những trục trặc của các tín hiệu trong

hệ thống cũng như của bên ngoài có liên quan Nó cũng can thiệp liên tục vào trongquá trình điều khiển của hệ thống Khi có một lỗi được phát hiện thì hệ thống ABSđược ngắt và được báo cho người lái thông qua đèn báo ABS được bật sáng

Mạch an toàn liên tục giám sát điện áp bình accu Nếu điện áp

nhỏ dưới mức qui định (dưới 9 hoặc10V) thì hệ thống ABS được ngắt cho đến khi điện

áp đạt trở lại trong phạm vi qui định, lúc đó hệ thống lại được đặt trong tình trạng sẵnsàng hoạt động

Mạch an toàn cũng kết hợp một chu trình kiểm tra được gọi là

BITE (Built In Test Equipment) Chu trình này kiểm tra khi xe bắt đầu chạy với tốc độ

từ 5 đến 8 km/h, mục tiêu kiểm tra trong giai đoạn này là các tín hiệu điện áp từ cáccảm biến tốc độ bánh xe

d Bộ chẩn đoán và lưu giữ mã lỗi

Để giúp cho việc kiểm tra và sửa chữa được nhanh chóng và

chính xác, ECU sẽ tiến hành kiểm tra ban đầu và trong quá trình xe chạy của hệ thốngABS, ghi và lưu lại các lỗi hư hỏng trong bộ nhớ dưới dạng các mã lỗi hư hỏng Một

số mã lỗi có thể tự xóa khi đã khắc phục xong lỗi hư hỏng, nhưng cũng có những mãlỗi không tự xóa được kể cả khi tháo cực bình accu Trong trường hợp này, sau khi sửachữa xong phải tiến hành xóa mã lỗi hư hỏng theo qui trình của nhà chế tạo

2.2.5.3.Quá trình điều khiển chống hãm cứng bánh xe khi phanh của ECU

-ECU liên tục nhận được các tín hiệu tốc độ của 4 cảm biến tốc độ,và ước tínhtốc độ của xe bằng cách tính toán tốc độ và sự giảm tốc ở mỗi bánh xe.Khi đạp bànđạp phanh,áp suất thủy lực trong mỗi xi lanh ở bánh xe bắt đầu tăng lên và tốc độ củabánh xe bắt đầu giảm xuống.Nếu bất kỳ bánh xe nào dường như sắp bị bó cứng, ECU

sẽ giảm áp suất thủy lực trong xi lanh của bánh xe đó

-ECU điều khiển các van điện trong bộ chấp hành thủy lực đóng mở các cửavan ,thực hiện các chu kỳ tăng,giữ và giảm áp suất ở các xi lanh làm việc các bánhxe,giữ cho bánh xe không bị bó cứng bằng các tín hiệu điện

2.2.6 Bộ phận chấp hành

Bộ chấp hành thủy lực có chức năng cung cấp một áp suất dầu tối ưu đến các xilanh phanh bánh xe theo sự điều khiển của ABS ECU, tránh hiện tượng bị bó cứngbánh xe khi phanh

15

ECU

4

6 5

1

12

8 7

2

3 13

14

10 11

9

Hình 2-7: Sơ đồ bộ chấp hành thủy lực.

1 - Tổng phanh; 2 - Ống dẫn dầu; 3 - Van điện; 4 - Cuộn dây; 5 - Van điện;

6 - Bơm dầu; 7 - Van điện; 8 - Bình chứa dầu; 9 - Cơ cấu phanh;

10 - Cảm biến tốc độ; 11 - Roto cảm biến; 12 - Nguồn điện; 13 - Van nạp;

14 - Van xả; 15 - Khối ECUCấu tạo của một bộ chấp hành thủy lực gồm có các bộ phận chính sau: các vanđiện từ, motor điện dẫn động bơm dầu, bơm dầu và bình tích áp

2.2.6.1 Van điện từ

Van điện từ trong bộ chấp hành có hai loại: loại 2 vị trí và 3 vị trí

Cấu tạo chung của một van điện từ gồm có một cuộn dây điện, lõi van,

các cửa van và van một chiều Van điện từ có chức năng đóng mở các cửa van theo sự điều khiển của ECU để điều chỉnh áp suất dầu đến các xylanh bánh xe

2.2.6.2 Mô tơ điện và bơm dầu

Một bơm dầu kiểu piston được dẫn động bởi một mô tơ điện, có chức năngđưa ngược dầu từ bình tích áp về xy lanh chính trong các chế độ giảm và giữ áp.Bơm được chia ra hai buồng làm việc độc lập thông qua hai piston trái và phải đượcđiều khiển bằng cam lệch tâm Các van một chiều chỉ cho dòng dầu đi từ bơm về xy lanhchính

có động cơ xăng cao tốc

144

Hình 2-8: Dẫn động phanh thuỷ lực trợ lực chân không

1 - Ðường ống dẫn dầu phanh đến xylanh bánh xe; 2 - Piston xylanh chính;

3 - Xi lanh chính; 4 - Ðường nạp động cơ; 5 - Van chân không; 6 - Lọc không khí;

7 - Bàn đạp; 8 - Cần đẩy; 9 - Van không khí; 10 - Vòng cao su của cơ cấu tỷ lệ;

11 - Màng ( hoặc piston ) trợ lực; 12 - Bầu trợ lực chân không;

13 - Bình chứa dầu phanh; 14 - Xi lanh bánh xe và xi lanh bánh xe sau;

15 - Van một chiều; 16 - Máy nén khí.

Nguyên lý làm việc :

Bầu trợ lực chân không 12 có hai khoang A và B được phân cách bởi piston 11 (hoặc màng) Van chân không , làm nhiệm vụ : Nối thông hai khoang A và B khi nhả phanh và cắt đường thông giữa chúng khi đạp phanh Van không khí 9, làm nhiệm vụ :cắt đường thông của khoang A với khí quyển khi nhả phanh và mở đường thông của khoang A khi đạp phanh Vòng cao su 10 là cơ cấu tỷ lệ : Làm nhiệm vụ đảm bảo sự

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

3, ép dầu theo các ống dẫn (dòng 1 và 2) đi đến các xylanh bánh xe để thực hiện quátrình phanh Khi lực tác dụng lên piston 11 tăng thì biến dạng của vòng cao su 10 cũngtăng theo làm cho piston hơi dịch về phía trước so với cần 8, làm cho van không khí 9đóng lại, giữ cho độ chênh áp không đổi, tức là lực trợ lực không đổi Muốn tăng lựcphanh, người lái phải tiếp tục đạp mạnh hơn, cần 8 lại dịch chuyển sang phải làm vankhông khí 9 mở ra cho không khí đi thêm vào khoang A Ðộ chênh áp tăng lên, vòngcao su 10 biến dạng nhiều hơn làm piston hơi dịch về phía trước so với cần 8, làm chovan không khí 9 đóng lại đảm bảo cho độ chênh áp hay lực trợ lực không đổi và tỷ lệ vớilực đạp Khi lực phanh đạt cực đại thì van không khí mở ra hoàn toàn và độ chênh áphay lực trợ lực cũng đạt giá trị cực đại

Bộ trợ lực chân không có hiệu quả trợ lực thấp, nên thường được sử dụngtrên các ô tô du lịch và tải nhỏ

2.2.8.Hệ thống kiểm soát ổn định DSC ( Dynamic Stability Control)

Hình 2-9: Sơ đồ hệ thống kiểm soát ổn định DSC

1: Nguồn 2: Khóa 3: Cảm biến tốc độ bánh xe 4: Đèn báo hệ thống phanh

5: Đèn báo ABS 6:Bơm cao áp

Hệ thống DSC giúp cân bằng phân bố trọng lượng xe trên giảm sóc hợp lý khi

xe cua đi đường trơn trượt, khi xe phanh gấp

2.3.NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE MAZDA 3

Nguyên lý làm việc

2.3.1 Khi phanh bình thường (ABS không hoạt động)

Khi người lái đạp phanh, rà phanh mà lực phanh chưa đủ lớn để xảy

ra hiện tượng trượt bánh xe quá giới hạn cho phép, dầu phanh với áp suất cao sẽ đi từtổng phanh đến lỗ nạp thường mở của van nạp để đi vào và sau đó đi ra khỏi cụm thủylực mà không hề bị cản trở bởi bất kỳ một chi tiết nào trong cụm thủy lực

Dầu phanh sẽ được đi đến các xilanh bánh xe hoàn toàn giống với hoạt độngcủa phanh thường không có ABS

Khi phanh các xilanh bánh xe sẽ ép các má phanh vào đĩa phanh tạo ra lực masát phanh làm giảm tốc độ của bánh xe và của xe Ở chế độ này bộ điều khiển ECUkhông gửi tín hiệu đến bộ chấp hành cụm thủy lực, mặc dù cảm biến tốc độ vẫn luônhoạt động và gửi tín hiệu đến ECU.

15

ECU

4

6 5

1

12

8 7

Hình 2-10:Chế độ phanh bình thường (ABS không hoạt động).

1 - Tổng phanh; 2 - Ống dẫn dầu; 3 - Van điện; 4 - Cuộn dây; 5 - Van điện;

6 - Bơm dầu; 7 - Van điện; 8 - Bình chứa dầu; 9 - Cơ cấu phanh;

10 - Cảm biến tốc độ; 11 - Roto cảm biến; 12 - Nguồn điện; 13 - Van nạp;

14 - Van xả; 15 - Khối ECU

2.3.2 Khi phanh gấp (ABS hoạt động)

Khi người lái tác dụng lên bàn đạp phanh để phanh khẩn cấp thì các bánh xe có xuhướng xuất hiện sự trượt giữa lốp với mặt đường thì ABS sẽ bắt đầu làm việc Khi hệ

số trượt vượt đạt giới hạn khoảng (1030%) thì hệ số bám đạt giá trị cực đại và hệthống ABS bắt đầu phát huy tác dụng với các giai đoạn

* Chế độ giữ áp

Khi áp suất trong xy lanh bánh xe giảm hay tăng, cảm biến tốc độ gởi tín hiệubáo rằng tốc độ bánh xe đạt đến giá trị mong muốn, ECU cấp dòng điện (2A) đến cuộndây của van điện để giữ áp suất trong xy lanh bánh xe không đổi

14

12

8 7

3

11 9

Hình 2-11: Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất

1 - Tổng phanh; 2 - Ống dẫn dầu; 3 - Van điện; 4 - Cuộn dây; 5 - Van điện;

6 - Bơm dầu; 7 - Van điện; 8 - Bình chứa dầu; 9 - Cơ cấu phanh;

10 - Cảm biến tốc độ; 11 - Roto cảm biến; 12 - Nguồn điện; 13 - Van nạp;

14 - Van xả; 15 - Khối ECU

Bộ điều khiển ECU sẽ gữi tín hiệu đến bộ chấp hành (hay còn gọi là cụm thuỷlực), kích hoạt các rơle điện từ của van nạp hoạt động để đóng van nạp (13) lại > cắtđường thông giữa xylanh chính và xylanh bánh xe Như vậy áp suất trong xilanh bánh

xe sẽ không đổi ngay cả khi người lái tiếp tục tăng lực đạp Sơ đồ làm việc của hệthống trong giai đoạn này như trên (hình 2-11)

* Chế độ giảm áp

Nếu đã cho đóng van nạp mà bộ điều khiển nhận thấy bánh xe vẫn có khả năng

bị hãm cứng (gia tốc chậm dần quá lớn), thì nó tiếp tục truyền tín hiệu điều khiển đếnrơle van điện từ của van xả (14) để mở van này ra, để cho chất lỏng từ xilanh bánh xe

đi vào bộ tích năng (8) và thoát về vùng có áp suất thấp của hệ thống > nhờ đó ápsuất trong hệ thống được giảm bớt (hình 2.12)

11 9

1

5 4

2

13 3

Hình 2-12: Giai đoạn giảm áp

1 Tổng phanh 2 Ống dẫn dầu 3.Van điện

4 Cuộn dây 5 Van điện 6 Bơm dầu

7 Van điện 8 Bình chứa dầu 9 Cơ cấu phanh

10 Cảm biến tốc độ 11 Roto cảm biến 12 Nguồn điện

* Chế độ tăng áp

Khi tốc độ bánh xe tăng lên (do áp suất dòng phanh giảm), khi đó cần tăng áp suất trong xilanh để tạo lực phanh lớn, khối điều khiển điện tử ECU ngắt dòng điện cung cấp cho cuộn dây của các van điện từ, làm cho van nạp mở ra và đóng van van xả lại > bánh xe lại giảm tốc độ (hình 2.13).Chu trình giữ áp, giảm áp và tăng áp cứ thế được lặp đi lặp lại, giữ cho xe được phanh ở giới hạn trượt cục bộ tối ưu mà không bị hãm cứng hoàn toàn

13 3

14

9

10

11

Hình 2-13: Giai đoạn tăng áp

1 - Tổng phanh; 2 - Ống dẫn dầu; 3 - Van điện; 4 - Cuộn dây; 5 - Van điện;

6 - Bơm dầu; 7 - Van điện; 8 - Bình chứa dầu; 9 - Cơ cấu phanh;

10 - Cảm biến tốc độ; 11 - Roto cảm biến; 12 - Nguồn điện; 13 - Van nạp;

14 - Van xả; 15 - Khối ECU

Quá trình này được lập đi lập lại nhiều lần cho đến khi các bánh xe không còn bịtrượt Chu kỳ hoạt động của các van nạp và xả có thể thay đổi theo độ bám của bánh

xe Đối với mặt đường khô ráo các van chỉ hoạt động 1 hoặc 2lần/giây Tuy nhiên đốivới mặt đường đóng băng, trơn trượt chu kỳ có thể lên đến 12lần/giây

Như vậy, khi hệ thống ABS làm việc, bánh xe sẽ có hiện tượng nhấp nhả khiphanh và có sự rung động nhẹ của xe, đồng thời ở bàn đạp phanh có sự rung động dodầu phanh hồi về từ bơm dầu Đây là các trạng thái bình thường khi ABS làm việc.

Chương 3 QUY TRÌNH KIỂM TRA,CHẨN ĐOÁN VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE MAZDA 3

3.1 QUY TRÌNH KIỂM TRA HỆ THỐNG ABS TRÊN XE MAZDA 3

3.1.1.Kiểm tra sơ bộ trên xe

- Trước khi sửa chữa ABS, đầu tiên phải xác định xem hư hỏng là trong ABS hay

là trong hệ thống phanh Về cơ bản, do hệ thống ABS được trang bị chức năng dựphòng, nếu hư hỏng xảy ra trong ABS, ABS ECU dừng hoạt động của ABS ngay lậptức và chuyển sang hệ thống phanh thông thường

- Do ABS có chức năng tự chẩn đoán, đèn báo ABS bật sáng để báo cho người lái

biết khi có hư hỏng xảy ra Nên sử dụng giắc sữa chửa để xác định nguồn gốc của hưhỏng

- Nếu hư hỏng xảy ra trong hệ thống phanh, đèn báo ABS sẽ sáng liên tục nên

tiến hành những thao tác kiểm tra như sau:

Lực phanh không đủ.

- Kiểm tra dầu phanh rò rỉ từ các đường ống hay lọt khí

- Kiểm tra xem độ rơ chân phanh có quá lớn không

- Kiểm tra chiều dày má phanh và xem có dầu hay mở dính trên má phanh không

- Kiểm tra trợ lực phanh xem có hư hỏng không

- Kiểm tra xy lanh phanh chính xem có hư hỏng không

Chỉ có một phanh hoạt động hay bó phanh.

- Kiểm tra má phanh mòn không đều hay tiếp xúc không đều

- Kiểm tra xem xy lanh phanh chính có hỏng không

- Kiểm tra sự điều chỉnh hay hồi vị kém của phanh tay

- Kiểm tra xem van điều hòa lực phanh có hỏng không

- Kiểm tra xem xylanh bánh xe có hỏng không

Chân phanh rung (khi ABS không hoạt động).

- Kiểm tra độ rơ đĩa phanh

- Kiểm tra độ rơ moayơ bánh xe.

Kiểm tra khác.

- Kiểm tra góc đặt bánh xe

- Kiểm tra các hư hỏng trong hệ thống treo

- Kiểm tra lớp mòn không đều

- Kiểm tra sự rơ lỏng của các thanh dẫn động lái

Trước tiên tiến hành các bước kiểm tra trên Chỉ sau khi chắc chắn rằng hưhỏng không xảy ra ở các hệ thống đó thì mới kiểm tra ABS

Khi kiểm tra ABS cần chú ý những hiện tượng đặc biệt ở xe ABS Mặc dù không phải

là hỏng nhưng những hiện tượng đặc biệt sau có thể xảy ra ở xe có ABS

- Trong quá trình kiểm tra ban đầu, một tiếng động làm việc có thể phát ra từ bộchấp hành Việc đó bình thường

- Rung động và tiếng ồn làm việc từ thân xe và chân phanh sinh ra khi ABS hoạtđộng tuy nhiên nó báo rằng ABS hoạt động bình thường

3.1.2 Kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Mazda

Sửa Gợi ý sửa đảo phanh

Mô tả

Mối quan tâm rung phanh có 3 đặc điểm sau:

Rung tay lái

a Tay lái rung theo hướng xoay vòng Đặc điểm này là đáng chú ý nhất khi áp dụng

phanh ở tốc độ xe của 100-140 km / h {62,2-86,9 mph}.

Rung bàn đạp phanh •

a Khi đạp bàn đạp phanh, lực dao động cố gắng để đẩy má phanh lại Các lực đượcchuyển đến, bàn đạp phanh

b Sau đây là những nguyên nhân chính có thể có của rung phanh:

Do một chế độ quá mức (từ bên này sang bên dao động) của tấm đĩa, độ dày của tấmđĩa là không đồng đều

a Nếu chế là hơn 0,05 mm {0,002} ở ở vị trí 10 mm {0,39 in} ở từ mép tấm đĩa,

không đồng đều trên các tấm đĩa bởi vì tiếp xúc má tấm không đều

b Nếu chê độ là nhỏ hơn 0,05 mm {0,002} mòn không đều không xảy ra

Tấm đĩa bị biến dạng do nhiệt

a Lặp lại phanh gấp có thể tăng nhiệt độ ở một số phần của tấm đĩa xấp xỉ 1.000 ° C {1,832 F}.

Điều này dẫn đến một tấm đĩa bị biến dạng

Do ăn mòn, độ dày và hệ số ma sát của sự thay đổi tấm đĩa

a Nếu chiếc xe được đậu trong điều kiện ẩm ướt trong một thời gian dài, ăn mòn xảy

ra trên bề mặt ma sát của tấm đĩa

b Độ dày ăn mòn không đều và đôi khi xuất hiện như một mô hình sóng, làm thay đổi

ma sát hệ số và gây ra một lực phản ứng

Thủ tục kiểm tra và sửa chữa

Kiểm tra sự thay đổi độ dày

1 Lau chùi bề mặt ma sát đĩa phanh

2 Đo các điểm được chỉ ra trong hình minh họa sử dụng một căn lá