Đang tải...

Cơ bản Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh abs trên xe toyota corolla altis 2.0

Thảo luận trong 'Khung gầm' bắt đầu bởi hinhsu89, 19/3/14.

Thành viên đang xem bài viết (Users: 0, Guests: 0)

  1. hinhsu89
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    20/11/13
    Số km:
    280
    Được đổ xăng:
    152
    Mã lực:
    76
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    2,287 lít xăng
    LỜI NÓI ĐẦU
    Trong những năm gần đây, do nhu cầu xã hội ngày càng phát triển, kéo theo mọi hoạt động trong đời sống xã hội đều phát triển theo xu hướng hiện đại hóa nên đòi hỏi phải có những phương tiện hiện đại phục vụ cho con người. Do đó song song với sự phát triển của mọi ngành nghề thì công nghệ ôtô cũng có sự thay đổi khá lớn. Nhu cầu của con người dần dần được đáp ứng về các mặt tiện nghi, kinh tế, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, … trong đó vấn đề an toàn được đặt lên hang đầu. Ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật đã đạt được, các nhà sản xuất bắt tay vào nghiên cứu, chế tạo hệ thống phanh ABS với những tính năng ưu việt: chống bó cứng bánh xe khi phanh, ổn định hướng, … nhằm hạn chế những tai nạn đáng tiếc có thể xảy ra.
    Từ vấn đề đó, với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn, em quyết định thực hiện đề tài: “KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0".
    Trong thời gian thực hiện đề tài do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Em rất mong sự giúp đỡ, ý kiến đóng góp của quý thầy cô cùng tất cả các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
    Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hoàng Việt cùng các thầy cô giáo trong bộ môn cùng các bạn đã giúp em hoàn thành đồ án này.

    Đà nẵng, ngày..........tháng.........năm 2010
    Sinh viên thực hiện
    PHAN TRỌNG TUẤN






    1. Mục đích, ý nghĩa đề tài.
    Hiện nay ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và vận chuyển hàng hoá cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiện giao 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, cho nên mật độ ô tô lưu thông trên đường ngày càng cao dẫn đến tai nạn giao thông ngày càng nhiều. Do đó để đảm bảo tính an toàn vấn đề tai nạn giao thông là một trong những hướng giải quyết cần thiết nhất, luôn được quan tâm của các nhà thiết kế và chế tạo ôtô mà hệ thống phanh đóng vai trò rất quan trọng.
    Phanh sử dụng ABS là một trong hai công nghệ bổ sung cho hệ thống phanh hữu dụng nhất của ngành công nghiệp ôtô thời gian gần đây. Vai trò chủ yếu của ABS là giúp tài xế duy trì khả năng kiểm soát xe trong những tình huống phanh gấp, giữ cho các bánh xe không bị hãm cứng hoàn toàn khi phanh ngặt. Nó góp phần giảm 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 về thiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ.
    Ðối với sinh viên ngành cơ khí giao thông việc khảo sát, thiết kế, nghiên cứu về hệ thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn. Ðó là lý do em chọn đề tài “KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNH PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0”. 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. Từ đó tạo tiền đề cho việc thiết kế, cải tiến hệ thống phanh nhằm tăng hiệu quả phanh, tăng tính ổn định hướng và tính dẫn hướng khi phanh, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an toàn chuyển động và tăng hiệu quả chuyển động của ô tô.
    Hệ thống phanh xe TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 là hệ thống phanh dẫn động thủy lực sử dụng ABS, hiện nay đang sử dụng rộng rải cho các đời xe hiện nay.




    2. Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống phanh trên xe ô tô.
    2.1. Công dụng.
    Hệ thống phanh dùng để:
    - Giảm tốc độ của ô tô máy kéo cho dến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần thiết nào đó.
    - Ngoài ra hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại chỗ trên các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang.
    Với công dụng như vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng:
    - Nó đảm bảo cho ô tô máy kéo chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc.
    - Nhờ đó ô tô máy kéo mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năng suất vận chuyển của xe máy.
    2.2. Yêu cầu.
    Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:
    - Làm việc bền vững, tin cậy.
    - Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp nguy hiểm.
    - Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an toàn cho hành khách và hàng hóa.
    - Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn chế.
    - Đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ôtô máy kéo khi phanh.
    - Không có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi quay vòng.
    - Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn dịnh trong mọi điều kiện sử dụng.
    - Có khả năng thoát nhiệt tốt.
    - Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển nhỏ.
    Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp, hệ thống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh:
    - Phanh làm việc: phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ở mọi chế độ chuyển động, thường được điều khiển bằng bàn đạp nên còn được gọi là phanh chân.
    - Phanh dự trữ: dùng phanh ô tô máy kéo khi phanh chính hỏng.
    - Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ. Dùng để giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc. Phanh này thường được điều khiển bằng tay đòn nên còn được gọi là phanh tay.
    - Phanh chậm dần: trên các ô tô máy kéo tải trọng lớn (như: xe tải, trọng lượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn; xe khách, trọng lượng lớn hơn 5 tấn) hoặc làm việc ở vùng đồi núi, thường xuyên phải chuyển động xuống các dốc dài, còn phải có loại phanh thứ tư là phanh chậm dần, dùng để:
    + Phanh liên tục, giữ cho tốc độ ô tô máy kéo không tăng quá giới hạn cho phép khi xuống dốc.
    + Để giảm dần tốc độ ô tô máy kéo trước khi dừng hẳn.
    Các loại phanh trên có thể có các bộ phận chung và kiêm nhiệm chức năng của nhau nhưng chúng phải có ít nhất là hai bộ phận là điều khiển và dẫn động độc lập.
    Ngoài ra còn để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh chính còn được phân thành các dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn làm việc bình thường.
    Để có hiệu quả phanh cao:
    - Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn.
    - Phân phối mômen phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh. Muốn vậy lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên chúng.
    - Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực hay dùng dẫn động khí nén hoặc bơm thủy lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng lớn.
    Để đánh giá hiệu quả phanh người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính: gia tốc chậm dần và quãng đường phanh.Ngoài ra cũng có thể sử dụng các chỉ tiêu khác, như: lực phanh hay thời gian phanh.
    Các chỉ tiêu quy định về hiệu quả phanh cho phép do từng quốc gia hay từng hiệp hội qui định riêng dựa vào nhiều yếu tố, như: nguồn gốc và chủng loại các ô tô đang lưu hành, điều kiện đường xá, trình độ tổ chức kiểm tra kỹ thuật, các trang thiết bị kiểm tra…
    Khi phanh bằng phanh dữ trữ hoặc bằng các hệ thống khác thực hiện chức năng của nó, gia tốc chậm dần cần phải đạt 3m/s2 đối với ô tô khách và 2,8m/s2 đối với ô tô tải.
    Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu quả phanh được đánh giá bằng tổng lực phanh thực tế mà các cơ cấu phanh của nó tạo ra. Khi thử (theo cả hai chiều: đầu xe hướng xuống dốc và ngược lại) phanh dừng phải giữ được ô tô máy kéo chở đầy tải và động cơ tách khỏi hệ thống truyền lực, đứng yên trên mặt dốc có độ nghiêng không nhỏ hơn 25%.
    Hệ thống phanh chậm dần phải đảm bảo cho ô tô máy kéo khi chuyển động xuống các dốc dài 6km, độ dốc 7%, tốc độ không vượt quá 30±2 km/h, mà không cần sử dụng các hệ thống phanh khác. Khi phanh bằng phanh này, gia tốc chậm dần của ô tô máy kéo thường đạt khoảng 0,6÷2,0 m/s2.
    Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái được cảm giác, điều khiển được đúng cường độ phanh, dẫn động phanh cần phải có cơ cấu đảm bảo quan hệ tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh tạo ra ở bánh xe. Đồng thời không có hiện tượng tự siết khi phanh.
    Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển cảu ô tô máy kéo khi phanh, sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các điều kiện sau:
    -Lực phanh trên các bánh xe phải và trái của cùng một cầu phải bằng nhau. Sai lệch cho phép không được vượt quá 15% lực phanh lớn nhất.
    -Không xảy ra hiện tượng khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh. Vì: các bánh xe trước trượt sẽ làm cho ô tô máy kéo bị trượt ngang; các bánh xe sau trượt có thể làm ô tô máy kéo mất tính điều khiển, quay đầu xe. Ngoài ra các bánh xe bị trượt còn gây mòn lốp, giảm hiệu quả phanh do giảm hệ số bám.
    Để đảm bảo yêu cầu này, trên ô tô máy kéo hiện đại người ta sử dụng các bộ điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking System-ABS).
    2.3. Phân loại hệ thống phanh.
    - Theo vị trí bố trí cơ cấu phanh, phanh chia ra các loại: phanh bánh xe và phanh truyền lực.
    - Theo dạng bộ phận tiến hành phanh (phần tử ma sát), phanh chia ra: phanh guốc, phanh đĩa và phanh dải.
    - Theo loại dẫn động, phân chia ra: phanh cơ khí, phanh thủy lực, phanh khí nén, phanh điện từ và phanh liên hợp (kết hợp các loại khác nhau).









    Hình 2-1 Sơ đồ các loại phanh chính
    a-Phanh trống-guốc; b-Phanh đĩa; c- Phanh dải.













    3. Cơ sở lý thuyết về hệ thống phanh trang bị ABS.
    3.1. Chức năng nhiệm vụ và nguyên lý làm việc.
    3.1.1. Chức năng nhiệm vụ.
    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 và tránh quay xe khi phanh).
    - Hoặc hãm cứng các bánh xe trước >> trước (để đảm bảo điều kiện ổn định).
    Tuy nhiên quá trình phanh như vậy vẫn chưa phải là có hiệu quả cao và an toàn nhất, vì:

    Ở đây: Va - Tốc độ chuyển động tịnh tiến của ôtô.
    - Tốc độ góc của bánh xe.
    - Bán kính lăn của bánh xe.
    - Còn ôtô, khi phanh với tốc độ 180km/h trên đường khô, bề mặt lốp có thể bị mòn vẹt đi một lớp dày tới 6mm.
    - Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn, còn mất khả năng tiếp nhận lực ngang, và không thể thực hiện quay vòng khi phanh trên đoạn đường cong hoặc đổi hướng để tránh 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 3-1 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 còn giảm mòn và nâng cao tuổi thọ cho lốp, cần tiến hành quá trình phanh ở giới hạn bắt đầu hãm các bánh xe, nghĩa là đảm bảo sao cho các bánh xe trong quá trình phanh không bị trượt lê hoàn toàn mà chỉ trượt cục bộ trong giới hạn λ=( 15÷30)%. Đó chính là chức năng 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 ngặt, cần phải điều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh sao cho độ trượt của bánh xe với mặt đường thay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị tối ưu. Các hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh có thể sử dụng các nguyên lý điều chỉnh khác như:
    - Theo gia tốc chậm dần của bánh xe được phanh.
    - Theo độ trượt cho trước.
    - Theo tỷ số vận tốc góc của bánh xe và gia tốc chậm dần của nó.
    Như vậy hệ thống chống hãm cứng bánh xe là một trong các hệ thống an toàn chủ động của một ôtô hiện đại. Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm nhờ điều khiển quá trình phanh một cách tối ưu.
    Các hệ thống chống hãm cứng bánh xe đã đuợc nghiên cứu nhiều ở Đức ngay từ những năm đầu thế kỷ XX. Tiếng Đức lúc đó gọi là AntiBlockier System và viết tắt là A.B.S, sau này tiếng Anh gọi là Antilock Braking System cũng viết tắt là A.B.S hay ABS.

    Hình 3-2 Quá trình phanh có và không có ABS trên đoạn đường cong
    3.1.2. Nguyên lý làm việc.
    Hệ thống chống hãm cứng bánh xe (ABS) thực chất là một bộ điều chỉnh lực phanh có mạch liên hệ ngược. Sơ đồ khối điển hình của một ABS có dạng như trên hình vẽ 3-3 dưới đây, gồm:
    - Bộ phận cảm biến 1, bộ phận điều khiển 2, bộ phận chấp hành hay cơ cấu thực hiện 3 và nguồn năng lượng 4.
    - Bộ phận cảm biến 1 có nhiệm vụ phản ánh sự thay đổi của các thông số được chọn để điều khiển (thường là tốc độ góc hay gia tốc chậm dần của bánh xe hoặc giá trị độ trượt) và truyền tín hiệu đến bộ điều khiển 2. Bộ phận 2 sẽ xử lý tín hiệu và truyền lệnh đến cơ cấu thực hiện 3 để tiến hành giảm hoặc tăng áp suất trong dẫn động phanh.
    - Chất lỏng được truyền từ xylanh chính (hay tổng van khí nén) 5 qua 3 đến các xylanh bánh xe (hay bầu phanh) 6 để ép guốc phanh và thực hiện quá trình phanh.

    Hình 3-3 Sơ đồ tổng quát của một hệ thống chống hãm cứng bánh xe
    1- Cảm biến tốc độ; 2- Bộ phận điều khiển; 3- Cơ cấu thực hiện; 4- Nguồn năng lượng; 5- Xylanh chính hoặc tổng van khí nén; 6- Xylanh bánh xe hoặc bầu phanh.
    Để hiểu được nguyên lý làm việc của hệ thống chống hãm cứng bánh xe, ta khảo sát quá trình phanh xe như trên hình 3.4.

    Hình 3-4 Các lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh
    Nếu bỏ qua mômen cản lăn rất nhỏ và để đơn giản coi Zbx = const, thì phương trình cân bằng mô men tác dụng lên bánh xe đối với trục quay của nó khi phanh, có dạng:

    Ở đây: Mp¬ - Mô men phanh tạo nên bởi cơ cấu phanh.
    Mφ - Mô men bám của bánh xe với đường.
    Jb - Mô men quán tính của bánh xe.
    - Tốc độ góc của bánh xe.
    Từ đó ta có gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh:


    Hình 3-5 Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS
    Sự thay đổi Mp, Mφ, và εb theo độ trượt được thể hiện trên hình 3-5.
    - Đoạn O - 1 – 2 biểu diễn quá trình tăng Mp khi đạp phanh. Hiệu (Mp - Mφ) tỷ lệ với gia tốc chậm dần εb của bánh xe. Hiệu trên tăng nhiều khi đường M¬φ đi qua điểm cực đại. Do đó sau thời điểm này, gia tốc εb bắt đầu tăng nhanh. Sự tăng đột ngột của gia tốc εb chứng tỏ bánh xe sắp bị hãm cứng và được sử dụng làm tín hiệu vào thứ nhất để điều khiển làm giảm áp suất trong dòng dẫn động. Do có độ chậm tác dụng nhất định nào đó (phụ thuộc vào tính chất hệ thống), sự giảm áp suất thực tế bắt đầu từ điểm 2.
    - Do Mp giảm, εb giảm theo và bằng không ở điểm 3 (khi Mp - Mφ). Vào thời điểm tương ứng với điểm 4 – mô men phanh có giá trị cực tiểu không đổi.
    - Trên đoạn từ điểm 3 đến điểm 6, mô men phanh nhỏ hơn mô men bám, nên xảy ra sự tăng tốc bánh xe. Sự tăng gia tốc góc bánh xe được sử dụng làm tín hiệu vào thứ hai để điều khiển tăng áp suất trong hệ thống phanh (điểm 5).
    - Khi tốc độ góc bánh xe tăng lên, độ trượt giảm và bởi vậy φ và Mφ cũng tăng lên.
    - Tiếp theo, chu trình lặp lại. Như vậy, trong quá trình điều khiển, bánh xe lúc thì tăng tốc lúc thì giảm tốc và buộc Mφ phải thay đổi theo chu trình kín 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 1, giữ cho độ trượt của bánh xe dao động trong giới hạn λ1 ÷ λ2 (hình 3-5), đảm bảo cho hệ số bám có giá trị gần với cực đại nhất.
    Trên hình 3-6 là đồ thị biểu diễn quá trình thay đổi áp suất trong dẫn động và gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh có ABS theo thời gian.

    Hình 3-6 Sự thay đổi áp suất trong dẫn động (a) và gia tốc chậm dần của bánh xe (b) khi phanh có ABS
    Hình 3-6 a cho thấy, quá trình phanh với ABS nói chung có 3 giai đoạn (3pha): tăng áp suất(1-->2), giảm áp suất (2-->4) và duy trì (giữ) áp suất (4-->5). ABS làm việc với 3 giai đoạn như vậy gọi là ABS 3 pha. Một số ABS có thể không có pha duy trì áp suất- gọi là ABS 2 pha.
    Với các hệ thống chống hãm cứng bánh xe hiện nay, hệ số trượt thay đổi trong khoảng λ1 ÷ λ2 = (15 ÷ 30)%. Tần số thay đổi áp suất trong dẫn động khí nén khoảng (3 ÷ 8) Hz còn trong dẫn động thủy lực đến 20Hz.
    Để thấy rõ vai trò của ABS có thể tham khảo số liệu trong bảng 1.1 nhận được khi thử nghiệm xe du lịch trong hai trường hợp có và không có ABS và đồ thị quá trình phanh trên hình 3-7; 3-8.
    Bảng 3-1 Kết quả thí nghiệm khi phanh ôtô du lịch có trang bị ABS
    (Mỗi bánh xe có một cảm biến và điều khiển riêng)
    Loại đườngTốc độ bắt đầu phanh V(m/s)Quảng đường phanh Sp(m)Mức tăng hiệu quả phanh (%)Có ABSKhông ABSĐường bêtông khô
    Đường bêtông ướt13,88
    13,8810,6
    18,713,1
    23,719,1
    21,1Đường bêtông khô
    Đường bêtông ướt27,77
    27,7741,1
    62,550,0
    100,017,8
    37,5


    Hình 3-7 Quá trình phanh điển hình trên mặt đường trơn không có ABS


    Hình 3-8 Quá trình phanh điển hình của ôtô có trang bị ABS
    3.2. Phân loại ABS.
    Mặc dù có chung một nguyên lý làm việc, nhưng các ABS có thể được thiết kế theo nhiều sơ đồ kết cấu và biện pháp điều chỉnh áp suất khác nhau. Hệ thống ABS được phân loại theo các phương pháp sau:
    - Theo phương pháp điều khiển, ABS có thể chia thành hai nhóm lớn: điều khiển bằng cơ khí và điều khiển điện tử.
    Hình 3-9 dưới đây là sơ đồ phân loại hệ thống ABS đã được các hãng trên thế giới chế tạo:



    Hình 3-9 Sơ đồ phân loại hệ thống ABS

    Hình 3-10 Các phương pháp điều chỉnh áp suất phanh
    a- Dùng bơm hồi dầu; b- Xả dầu về đường hồi; c-Dùng piston đối áp
    1- Bơm dầu; 2- Bình tích năng; 3- Xi lanh chính; 4- Van nạp; 5- Van xả;
    6- Cơ cấu phanh; 7- Đường hồi dầu; 8- Van điện từ chính.
    - Theo thành phần kết cấu, các ABS điều khiển điện tử chia ra:
    •Loại dùng kết hợp với xi lanh chính của hệ thống phanh cổ điển (còn gọi là loại không tích hợp).
    •Loại bán tích hợp.
    •Loại tích hơp.
    - Theo phương pháp điều chỉnh (giảm) áp suất, chia ra:
    •Dùng bình tích năng và bơm hồi dầu.
    •Dùng van xả dầu về bình chứa.
    •Dùng piston đối áp.
    - Ngoài ra các ABS còn có thể phân loại theo số lượng cảm biến và số dòng dẫn động điều khiển riêng rẽ.
    3.3. Một số sơ đồ điển hình.
    Sau đây sẽ giới thiệu một số sơ đồ ABS phổ biến dùng với dẫn động thủy lực, điều khiển bằng điện tử.
    ABS 1 kênh – RWAL (Rear Wheel Antilock) hay RABS ( Rear Antilock Braking System) là những hệ thống chống hãm cứng hai bánh sau, điều khiển áp suất dòng dẫn động đi đến đồng thời cả hai phanh bánh sau, nó chỉ là những hệ thống đơn giản được thiết kế cho các loại xe thể thao, xe tải nặng, vì các loại xe này rất dễ bị hãm cứng bánh sau khi phanh trong trường hợp non hoặc không tải.

    Hình 3-11 Sơ đồ ABS 1 kênh 1 cảm biến
    1- Cảm biến tốc độ; 2- Xy lanh chính; 3- Khối thủy lực; 4- Cơ cấu cung cấp năng lượng; 5- Bơm cao áp; 6- Rơle điện ; 7- Xy lanh bánh xe.
    Sơ đồ hình 3-11 sử dụng một cảm biến tốc độ bánh xe với vòng răng cảm biến đặt trên bánh răng vành chậu của bộ vi sai cầu sau. Sơ đồ này hai bánh sau được điều khiển chung theo modun chọn thấp (select low mode), tức là bánh xe nào có khả năng bám thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cả cầu sau.



    Hình 3-12 Sơ đồ ABS 3 kênh 3 cảm biến
    Sơ đồ hình 3-12 sử dụng hai cảm biến tốc độ bánh xe đặt ở các bánh xe cầu trước và một cảm biến tốc độ bánh xe với vòng răng cảm biến đặt trên bánh răng vành chậu của bộ vi sai cầu sau.

    Hình 3-13 Sơ đồ ABS 3 kênh 4 cảm biến
    Trên hình 3-13 là sơ đồ ABS 3 kênh có 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe và 4 van điều khiển. Phương án này hai bánh trước được điều khiển độc lập, hai bánh sau được điều khiển chung theo modul thấp (select low mode), tức là bánh xe nào có khả năng bám thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cả cầu sau. Phương án này sẽ loại bỏ được mô men quay vòng cưỡng bức trên cầu sau tính ổn định tăng nhưng hiệu quả phanh giảm bớt. Hầu hết các xe có bánh sau chủ động và nhiều xe bánh trước chủ động sử dụng ABS 3 kênh.
    ABS 4 kênh điều khiển phanh 4 bánh xe một cách riêng biệt. Đây là hệ thống hoàn chỉnh nhưng đắt tiền nhất và yêu cầu mỗi bánh xe phải có một cảm biến tốc độ riêng.


    Hình 3-14 Sơ đồ ABS 4 kênh 4 cảm biến
    Trên hình 3-14 là sơ đồ ABS 4 kênh có 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe và 4 van điều khiển độc lập (sử dụng phổ biến cho xe động cơ đặt trước bánh trước chủ động).Với phương án này các bánh xe đều được tự động điều chỉnh lực phanh sao cho luôn nằm trong vùng có khả năng bám cực đại nên hiệu quả phanh là lớn nhất. Tuy nhiên khi phanh trên đường có hệ số bám trái và phải không đều thì mô men quay vòng cưỡng bức lớn tính ổn định giảm.














    4. Giới thiệu tổng quan về xe TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0.
    - Corolla Altis 2.0 là một trong ba mẫu sedan chủ lực của hảng Toyota: Camry, Altis, Vios.
    - Toyota Corolla Altis 2.0 mang phong cách thiết kế của dòng Corolla thế hệ thứ 10, được sản xuất vào năm 2008. Corolla Altis 2.0 được trang bị động cơ xăng 3ZR-FE, dung tích 2 lít, đi kèm với hộp số tự động 4 cấp và ứng dụng nhiều công nghệ mới nên tăng cường cho xe khả năng vận hành mạnh mẽ những lúc cần bức phá tốc độ, và vẫn đảm bảo độ êm dịu tiện nghi cho người ngồi trên xe.
    - Thiết kế nội và ngoại thất mới của xe mang phong cách thể thao trẻ trung với nhiều điểm nhấn sang trọng và cao cấp hơn. Bên cạnh đó xe được trang bị nhiều hệ thống an toàn và tiện nghi: hệ thống túi khí, hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS nên xe Toyota Corolla Alits 2.0 là một trong những mẫu xe hiện đang được ưa chuộng trên thế giới.
    - Dưới đây là một số hình ảnh giới thiệu xe Toyota Corolla Altis 2.0. Hình 4-1 là sơ đồ tổng thể chung của xe và hình 4-2 là hình ảnh thực tế của xe.




    Hình 4-1 Sơ đồ tổng thể xe Toyota Corolla Altis

    Hình 4-3 Hình ảnh tổng thể xe
    4.1. Các thông số kỹ thuật chính.
    Dưới đây là bảng các thông số kỹ thuật chính của xe Toyota Corolla Altis 2.0.
    Bảng 4-1 Các thông số kỹ thuật chính của Toyota Corolla Altis 2.0
    TTThông sốKý hiệuĐơn vịGiá trị01Kích thước bao xeLa× Ba× Hamm4540 ×1760 ×146502Kích thước cơ sởL × Bmm2600 × 152003Vết lốp : Trước /sauS1/S2mm1520/152004Công thức bánh xe4x205Số người chởNgười0406Trọng lượng không tải/đầy tảiGo/GaKg1240/130007Khoảng sáng gầm xemm15008- Kiểu động cơ
    - Dung tích
    - Công suất cực đại/số vòng quayCc
    Hp/rpm3ZR-FE
    1987
    139/5600
    09Vận tốc cực đại VmaxKm/h21010Cỡ lốpInch205/ 55 R16- So với các dòng Corolla trước thì Corolla Altis 2.0 mới được trang bị thêm rất nhiều tính năng nổi bật, tiện nghi hơn, an tòan hơn rất nhiều. Và dưới đây là bảng giới thiệu các hệ thống trang bị của xe Toyota Corolla Altis 2.0.
    Bảng 4-2 Bảng giới thiệu các trang thiết bị hệ thống của xe
    Toyota Corolla Altis 2.0
    TTTên hệ thốngGiới thiệu01Hộp số4 số tự động02Hệ thống treoTrước
    Sau- Độc lập, kiểu Mc Pherson
    - Phụ thuộc với dầm cầu xoắn chữ H03Hệ thống phanhTrước
    Sau- Dĩa thông gió 15”
    - Dĩa 15”04Hệ thống đènTrước
    Sau- Halogen
    - LED05Hệ thống âm thanhAM/ FM/ MP3/ WMA06Hệ thống điều hòa nhiệt độChỉnh tay07Hệ thống phanh trang bị ABS và EBDCó08Hệ thống chống trộmCó09Khung hấp thụ xung lựcCó
    4.2. Một số hệ thống chính.
    4.2.1. Hộp số tự động.
    - Trên hệ thống truyền lực của xe được trang bị hộp số tự động. Cho phép xe hoạt động tối ưu nhất theo điều kiện đường xá và tốc độ động cơ, với bốn số tự động. Hình 4-3 dưới đây mô tả cấu tạo chung của hộp số tự động trên xe Toyota Corolla Altis 2.0.
    - 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 và thường xuyên chuyển số.
    + Chuyển số một cách tự động và êm dịu tại các tốc độ thích hợp với chế độ lái xe.
    + Tránh cho động cơ và dòng dẫn động khỏi bị quá tải, do nó nối chúng bằng thủy lực (qua biến mô) tốt hơn so với nối chúng bằng cơ khí.

    Hình 4-3 Cấu tạo hộp số tự động
    1- Bộ truyền hành tinh; 2- Bộ truyền động cuối cùng; 3- Bộ biến mô.
    - Hộp số tự động gồm các bộ phận chính sau:
    + Bộ biến mô
    + Bộ bánh răng hành tinh
    + Bộ điều khiển thuỷ lực
    + Bộ truyền động bánh răng cuối cùng
    + Các thanh điều khiển
    - Hệ dẫn động : 1 cầu.
    - Số tốc độ : 4 số
    4.2.2. Hệ thống treo.
    Hệ thống gầm bệ của Toyota Corolla Altis 2.0 vẫn thừa kế từ thế hệ trước, đó là hệ thống treo trước kiểu Macpherson hệ thống treo sau kiểu thanh xoắn.
    - Hệ thống treo trước: là hệ thống treo độc lập kiểu Mac Pherson
    + Giảm chấn trước: kết cấu mới gọn nhẹ do chỉ nối với thân xe bằng một điểm.
    + Giảm chấn điều khí thấp áp N2 ,van điều khiển dầu giảm chấn tuyến tính nhiều lớp cho tính ổn định lái cao.
    + Với một loạt ưu điểm là tăng độ võng tĩnh và động của hệ thống treo, tăng độ êm dịu chuyển động. Giảm được hiện tượng dao động các bánh xe dẫn hướng do hiệu ứng momen con quay; tăng được khả năng bám đường, do đó tăng được tính điều khiển và ổn định của xe.
    + Hình 4-5 dưới đây là hình ảnh hệ thống treo trước độc lập kiểu Mac Pherson.

    Hình 4-5 Bộ phận dẫn hướng loại một đòn của hệ thống treo độc lập kiểu Macpherson
    - Hệ thống treo sau: là hệ thống treo phụ thuộc với dầm cầu xoắn chữ H. Hình 4-6 dưới đây hệ thống treo sau phụ thuộc kiểu dầm xoắn chữ H.

    Hình 4-6 Hệ thống treo phụ thuộc kiểu dầm xoắn chữ H.
    4.2.3. Hệ thống lái.
    - Hệ thống lái trên xe Toyota Corolla Altis là loại bánh răng, thanh răng có trợ lực thuỷ lực.
    - Tay lái có thể điều chỉnh theo 4 hướng: gật gù và xa gần làm tăng sự thoải mái cho người lái.
    4.2.4. Hệ thống phanh.
    - Hệ thống phanh trước và sau của xe Toyota Corolla Altis 2.0 đều là phanh đĩa điều khiển bằng thủy lực có trợ lực chân không và có trang bị hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS.
    - Hệ thống phanh chính (phanh chân): Phanh trước và phanh sau là phanh đĩa điều khiển bằng thuỷ lực trợ lực chân không, có sử dụng hệ thống chống hãm cứng ABS.
    - Phanh dừng (phanh tay): phanh cơ khí tác dụng lên bánh sau.
    - Dầu phanh: DOT 3 hoặc DOT 4.





    5. Hệ thống phanh trên xe TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0.
    5.1. Sơ đồ và nguyên lý làm việc.
    5.1.1. Sơ dồ cấu tạo.
    Dưới đây là sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis. [6]

    Hình 5-1 Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis
    1,2 - Cảm biến tốc độ bánh xe trước; 3- Cảm biến tốc độ bánh xe sau; 4- ECU và Rơle; 5- Xy lanh chính.
    5.1.2. Nguyên lý làm việc.
    Trên hình 5-2 là sơ đồ nguyên lý của hệ thống phanh ABS (tài liệu tham khảo [6]). Chu trình điều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh khi ABS làm việc có 3 giai đoạn chính: tăng áp suất, duy trì áp suất; giảm áp suất.

    Hình 5-2 Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh ABS
    1, 3, 8, 10- Van điện từ 3 vị trí; 2- Xy lanh bánh xe trước bên trái; 4- Xy lanh bánh xe sau bên phải; 5- Bầu tích năng; 6- Mô tơ bơm; 7- Xy lanh bánh xe sau bên trái;
    9- Xylanh bánh xe trước bên phải; 11- Van phân phối; 12- Xy lanh chính.
     Giại đoạn tăng áp suất, (phanh bình thường):
    - Trong giai đoạn này hệ thống phanh làm việc như một hệ thống phanh bình thường không có ABS.
    - Giai đoạn này còn gọi là giai đọan tạo áp suất. Người lái hoàn toàn điều khiển áp suất cung cấp cho các xi lanh bánh xe và các thiết bị liên quan khác.
    - Sơ đồ làm việc của hệ thống như trên hình 5-3: Người lái tác dụng lên bàn đạp phanh ép dầu từ xi lanh chính đi qua cửa “A” (đang mở) rồi qua cửa “C” đến xy lanh bánh xe (cửa “B” đóng), ép má phanh vào đĩa phanh để thực hiện quá trình phanh. Van một chiều (7) (thường đóng) ngăn không cho dầu đi đến bơm. Áp suất trong dẫn động tỷ lệ với lực đạp. Khi người lái nhả phanh, dầu đi từ xy lanh bánh xe qua cửa “C” rồi qua cửa “A“ và van một chiều (6) hồi về xy lanh chính.

    Hình 5-3 Giai đọan tăng áp suất
    1- Bộ tích năng; 2- Xy lanh bánh xe; 3- Cảm biến tốc độ bánh xe; 4- Lò xo hồi vị; 5- Cuộn Solenoid; 6,7,8- Van một chiều; 9- Xy lanh chính; 10- Bơm cao áp.

     Giai đoạn giảm áp suất:
    Khi một bánh xe gần bị bó cứng, ECU gửi dòng điện 5A đến cuộn solenoid của van điện, làm sinh ra một lực từ mạnh. Van điện 3 vị trí chuyển động lên phía trên để đóng cửa “A” và mở cửa “B” cho chất lỏng từ xi lanh bánh xe đi vào bộ tích năng (1) thoát về vùng áp suất thấp của hệ thống, do vậy áp suất trong dẫn động phanh được giảm xuống (hình 5-4), tránh cho các bánh xe khỏi bị hãm cứng.
    Cùng lúc đó, môtơ bơm hoạt động nhờ tín hiệu từ ECU, dầu phanh được hồi trả về xy lanh phanh chính từ bình chứa. Mặt khác van một chiều 6 và cửa “A” đóng ngăn không cho dầu phanh từ xy lanh chính vào van điện 3 vị trí. Kết quả là áp suất dầu bên trong xy lanh bánh xe giảm, ngăn không cho bánh xe bị bó cứng.

    Hình 5-4 Giai đoạn giảm áp suất
    1- Bộ tích năng; 2- Xy lanh bánh xe; 3- Cảm biến tốc độ bánh xe; 4- Lò xo hồi vị; 5- Cuộn Solenoid; 6,7,8- Van một chiều; 9- Xy lanh chính; 10- Bơm cao áp.
     Giai đọan giữ áp suất:
    Sơ đồ làm việc của giai đọan này như trên hình 5-5 : Khi áp suất bên trong xy lanh bánh xe giảm hay tăng, cảm biến tốc độ gửi tín hiệu báo rằng tốc độ bánh xe đạt đến giá trị mong muốn, ECU cấp dòng điện 2A đến cuộn dây của van điện để giữ áp suất trong xy lanh bánh xe không đổi.
    Khi dòng điện cung cấp cho cuộn Solenoid giảm từ 5A (ở chế độ giảm áp) xuống 2A (ở chế độ giữ) thì lực từ phát ra trong cuộn Solenoid cũng giảm xuống, lúc này dưới tác dụng của lực lò xo viên bi bị ép chặt trên đế van làm cho cửa “A” và cửa “B” đóng lại. Các van một chiều (6) và (7) chịu tác dụng của áp suất do lực đạp phanh cũng đóng lại. Nhờ đó mà áp suất trong dẫn động phanh được giữ không đổi mặc dù người lái vẫn tiếp tục đạp phanh.

    Hình 5-5 Giai đoạn giữ áp suất
    1- Bộ tích năng; 2- Xy lanh bánh xe; 3- Cảm biến tốc độ bánh xe; 4- Lò xo hồi vị; 5- Cuộn Solenoid; 6,7,8- Van một chiều; 9- Xy lanh chính; 10- Bơm cao áp.
    Khi cần tăng áp suất trong xy lanh bánh xe để tạo lực phanh lớn, ECU ngắt dòng điện cấp cho van điện. Vì vậy cửa “A” của van điện 3 vị trí mở, và cửa “B” đóng. Nó cho phép dầu trong xy lanh phanh chính chảy qua cửa “C” trong van điện 3 vị trí đến xy lanh bánh xe. Mức độ tăng áp suất dầu được điều khiển nhờ lặp lại các chế độ “tăng áp” và “giữ áp”.

    Hình 5-6 Giai đoạn tăng áp suất tiếp theo
    1- Bộ tích năng; 2- Xy lanh bánh xe; 3- Cảm biến tốc độ bánh xe; 4- Lò xo hồi vị; 5- Cuộn Solenoid; 6,7,8- Van một chiều; 9- Xy lanh chính; 10- Bơm cao áp.
    Trong quá trình ABS làm việc, thông qua công tắc cảm biến hành trình của bàn đạp phanh, bộ điều khiển điện tử cũng đồng thời truyền tín hiệu kích hoạt cụm bơm môtơ (10) làm việc để bù lại lượng dầu xả về bình chứa, để giữ hành trình bàn đạp không bị tăng lên.
    Chu trình cứ thế lặp đi lặp lại giữ cho bánh xe được phanh ở giới hạn trượt cục bộ tối ưu mà không bị hãm cứng hoàn toàn.
    5.2. Kết cấu và các bộ phận chính.
    5.2.1. Cơ cấu phanh.
    Hệ thống phanh xe Toyota Corolla Altis gồm:
    - Hệ thống phanh chính (phanh chân): Phanh trước và phanh sau là phanh đĩa điều khiển bằng thuỷ lực trợ lực chân không, có sử dụng hệ thống chống hãm cứng ABS.
    - Phanh dừng (phanh tay): phanh cơ khí tác dụng lên bánh sau.
    - Dầu phanh: DOT 3 hoặc DOT 4.
    - 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 hay đồng 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 và giảm ma sát, bề mặt làm việc của xi lanh được mạ một lớp crôm. Khi xi lanh được chế tạo bằng hợp kim nhôm, cần thiết phải giảm nhiệt độ đốt nóng dầu phanh. Một trong các biện pháp để giảm nhiệt độ của dầu phanh là giảm diện tích tiếp xúc giữa piston với 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.
    - Hình 5-7 dưới đây là sơ đồ kết cấu phanh dĩa sử dụng trên xe.



    Hình 5-7 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tùy động sử dụng trên xe
    1- Má kẹp và xy lanh; 2- Chốt dẫn hướng; 3- Đĩa phanh; 4- Piston; 5- Vòng làm kín; 6- Vòng chắn bụi; 7,8- Guốc và má phanh; 9- Lò xo để giảm rung guốc phanh trên má kẹp.


    Dưới đây là một số ưu, nhược điểm của cơ cấu phanh đĩa:
    Qua phân tích nguyên lý làm việc và đặc điểm kết cấu, ta thấy phanh đĩa có một loạt các ưu điểm so với cơ cấu phanh trống - guốc như sau:
    - Có khả năng làm việc với khe hở nhỏ 0,05  0,15 mm nên rất nhạy, giảm được thời gian chậm tác dụng và cho phép tăng tỷ số truyền dẫn động.
    - Áp suất phân bố đều trên bề mặt má phanh, do đó má phanh mòn đều.
    - Bảo dưỡng đơn giản do không phải điều chỉnh khe hở.
    - Lực ép tác dụng theo chiều trục và tự cân bằng nên cho phép tăng giá trị của chúng để đạt hiệu quả phanh cần thiết mà không bị giới hạn bởi điều kiện biến dạng của kết cấu. Vì thế phanh đĩa có kích thước nhỏ gọn và dễ bố trí trong bánh xe.
    - Hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay và ổn định hơn.
    - Điều kiện làm mát tốt hơn.
    Tuy vậy, phanh đĩa còn một số nhược điểm hạn chế sự sử dụng của nó là:
    - Nhạy cảm với bụi bẩn và khó làm kín.
    - Các đĩa phanh loại hở dễ bị oxy hóa, bị bẩn làm các má phanh mòn nhanh.
    - Áp suất làm việc cao nên các má phanh dễ bị nứt, xước.
    - Thường phải sử dụng các bộ trợ lực chân không để tăng lực dẫn động, nên khi động cơ không làm việc, hiệu quả dẫn động phanh thấp và khó sử dụng chúng để kết hợp làm phanh dừng.
    5.2.2. Xy lanh chính.
    Là loại xy lanh kép được thiết kế sao cho nếu một mạch dầu bị hỏng thì mạch dầu khác vẫn tiếp tục làm việc nhằm cung cấp một lượng dầu tối thiểu để phanh xe. Đây là một 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 5-8 dưới là hình giới thiệu kết cấu xy lanh chính được sử dụng trên hệ thống phanh chính của xe Toyota Corolla Altis 2.0.

    Hình 5-8 Kết cấu xy lanh chính
    1,5- Piston; 2,3,4- Nút cao su làm kín; 6- Lỗ cung cấp dầu; 7- Lỗ bù dầu; 8,9- Lò xo hồi vị.
    5.2.3. Các cảm biến.
    Là 4 cảm biến riêng biệt cho từng bánh xe, nhận và truyền tín hiệu tốc độ của bánh xe về cho khối điều khển điện tử ECU.
    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 truyền lực nào đó.
    - Stato: Là một cuộn dây quấn trên thanh nam châm vĩnh cửu.
    Hình 5-9 Cảm biến tốc độ bánh xe trước
    1- Nam châm vĩnh cửu; 2- Cuộn dây điện; 3- Rôto cảm biến; 4- Rôto cảm biến;
    5 - Cảm biến tốc độ.



    Hình 5-10 Cảm biến tốc độ bánh xe sau
    1- Nam châm vĩnh cửu; 2- Cuộn dây điện; 3- Cảm biến tốc độ; 4- Cảm biến tốc độ; 5- Rôto cảm biến
    Bộ cảm biến làm việc như sau (hình 5-11):
    - Khi mỗi răng của vòng răng đi ngang qua nam châm thì từ thông qua cuộn dây sẽ tăng lên và ngược lại, khi răng đã đi qua thì từ thông sẽ giảm đi. Sự thay đổi từ thông này sẽ tạo ra một suất điện động thay đổi trong cuộn dây và truyền tín hiệu này đến bộ điều khiển điện tử.
    - Bộ điều khiển điện tử sử dụng tín hiệu là tần số của điện áp này như một đại lượng đo tốc độ bánh xe. Bộ điều khiển điện tử kiểm tra tần số truyền về của tất cả các cảm biến và kích hoạt hệ thống điều khiển chống hãm cứng nếu một hoặc một số cảm biến cho biết bánh xe có khả năng bị hãm cứng.
    - Tần số và độ lớn của tín hiệu tỷ lệ thuận với tốc độ bánh xe. Khi tốc độ của bánh xe tăng lên thì tần số và độ lớn của tín hiệu cũng thay đổi theo và ngược lại.


    Hình 5-11 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ bánh xe
    1- Rôto cảm biến; 2- Cuộn dậy; 3- Nam châm vĩnh cửu.
    5.2.4. Khối điều khiển điện tử ECU.
    ECU là não bộ, trung tâm điều khiển của hệ thống, gồm hai bộ vi xử lý và các mạch khác cần thiết cho hoạt động của nó.
    ECU nhận biết được tốc độ quay của bánh xe, cũng như tốc độ chuyển động tịnh tiến của xe nhờ tín hiệu truyền về từ các cảm biến tốc độ bánh xe. Trong khi phanh sự giảm tốc độ xe tùy theo lực đạp phanh, tốc độ xe lúc phanh, và điều kiện mặt đường. ECU giám sát điều kiện trượt giữa bánh xe và mặt đường nhờ bộ kiểm tra sự thay đổi tốc độ bánh xe trong khi phanh. Nó xử lý và phát tín hiệu điều khiển cho khối thuỷ lực cung cấp những giá trị áp suất tốt nhất trong xi lanh bánh xe để điều chỉnh tốc độ bánh xe, duy trì lực phanh lớn nhất từ 10 ÷ 30% tỷ lệ trượt.
    Ngoài ra ECU còn thực hiện chức năng tự kiểm tra và cho ngừng chức năng ABS nếu phát hiện hệ thống có trục trặc (như: Thiếu dầu, không đủ áp suất trợ lực hoặc mất tín hiệu từ các cảm biến tốc độ, …) lúc đó hệ thống điều khiển điện tử ngưng hoạt động nó cho phép hệ thống phanh tiếp tục làm việc như một hệ thống phanh bình thường, không có ABS. Những trục trặc trong hệ thống sẽ được cảnh báo bằng đèn ABS trên bảng điều khiển. Việc xác định chính xác vị trí và tình trạng hư hỏng sẽ được tiến hành thông qua mã chẩn đoán theo tần suất và thời gian thể hiện ở đèn cảnh báo. Các tín hiệu vào đến bộ vi xử lý được xử lý một cách độc lập. Chỉ khi nào kết quả có tính đồng nhất thì ECU mới điều khiển khối thủy lực - điện tử. Nếu các tín hiệu vào không đồng nhất – chẳn hạn khi hệ thống khóa cứng bánh xe bị lỗi thì các cầu chì và phanh đảm bảo hoạt động theo phanh bình thường. Đồng thời, đèn cảnh báo trên táp-lô sẽ sáng lên để báo cho người lái biết.
    Các tín hiệu truyền về từ các cảm biến tốc độ đến ECU được chuyển đổi thành tín hiệu sóng vuông bằng bộ khuyếch đại trên đường vào.
    Tần số của các tín hiệu này cung cấp phù hợp với giá trị tốc độ, sự gia tốc hoặc sự giảm tốc của mỗi bánh xe đến ECU. Khi người lái xe tác dụng lên bàn đạp phanh, các bánh xe có thể giảm tốc đến giá trị khác nhau: Bằng việc so sánh tốc độ mỗi bánh xe với tốc độ tham khảo (reference speed) hệ thống có thể luôn luôn kiểm tra độ trượt của mỗi bánh xe.
    Nếu lực phanh là nguyên nhân làm một bánh xe trượt đối với bánh xe khác, ECU điều khiển van điện từ của khối thủy lực – điện tử làm giảm lực phanh trên bánh trượt. Hệ thống ABS can thiệp bằng việc tính toán ngưỡng giảm tốc, gia tốc và trượt của các bánh xe. Ngay khi mối liên hệ ngưỡng gia tốc/giảm tốc và trượt vượt quá giới hạn, ECU điều khiển các van điện từ của khối thủy lực – điện tử bằng cách điều chỉnh áp suất phanh theo 3 giai đoạn là gia tăng, duy trì và giảm áp suất. ECU điều khiển các giai đoạn khác nhau ứng với cung cấp xung cường độ điện thế khác nhau đến các van điện từ.
    Trong điều kiện giảm lực phanh và phân chia mômen không đúng (trượt- aquaplaning), ECU nhận biết nhờ các cảm biến số vòng quay trên mỗi bánh xe với điều kiện bất thường, như sự truyền động và bánh xe chủ động có khuynh hướng quay ở tốc độ khác nhau.
    ECU được trang bị mạch an toàn hệ thống kiểm soát có hiệu lực khi khởi động và vận hành.
    Mạch an toàn hoạt động theo nguyên tắc tự kiểm tra.
    1. Khi bật khóa, hệ thống kiểm tra ECU, van điều khiển điện từ và sự kết nối của các cảm biến: Nếu kết quả OK, đèn cảnh báo ABS sáng lên trên bảng tap-lô và tắt đi sau 4 giây.
    2. Sau khi khởi động động cơ, hệ thống chạy van điện từ và bơm hồi để kiểm tra ngay sau khi đạt tốc độ ứng với 6 km/h;
    3. Khi đạt vận tốc 24km/h thì hệ thống kiểm tra tín hiệu tốc độ của 4 bánh xe.
    4. Khi di chuyển, hệ thống thường xuyên kiểm tra vận tốc chu vi (peripheral speed) của các bánh xe so với tốc độ tham khảo (reference speed), các điều kiện bộ nhớ và điều khiển hoạt động của hai rơle.
    5. Khi di chuyển, hệ thống thường xuyên kiểm tra điện áp bình ắc quy.
    5.2.5. Khối điều khiển điện tử.
    Khối điều khiển điện tử là một cụm độc lập không thể sửa chữa, bao gồm 2 bộ vi xử lý và các mạch khác cần thiết cho hoạt động của nó. Hình 5-12 dưới đây là hình ảnh giới thiệu khối điều khiển điện tử của ABS.

    Hình 5-12 Khối điều khiển điện tử của ABS
    Nó có nhiệm vụ:
    - Theo dõi tốc độ quay của mỗi bánh xe khi phanh thông qua tín hiệu thu nhận được từ các cảm biến tốc độ. Nếu thấy bánh xe nào đó có xu hướng bị hãm cứng, thì nó sẽ kích hoạt ABS làm việc và cung cấp một điện áp 12V cho các van điện tử tương ứng lắp đặt trong khối thủy lực. Nhờ đó khối điều khiển điện tử có thể hiệu chỉnh được áp suất trong dẫn động, để tránh cho các bánh xe khỏi bị hãm cứng.
    - Theo dõi sự làm việc của bản thân nó (Self – Test). Nếu có sự cố xảy ra thì nó sẽ tự động đưa hệ thống chuyển sang chế độ phanh bình thường như khi không có ABS.
    Hệ thống đảm bảo an toàn và tự kiểm tra làm việc nhờ 2 bộ vi xử lý lắp đặt trong nó theo nguyên lý:
    - Khi 2 bộ vi xử lý nhận được cùng một thông tin như nhau, thì sau khi xuwrlys chúng phải tạo ra các tín hiệu bên trong và bên ngoài giống nhau.
    - Các bộ vi xử lý liên tục so sánh các tín hiệu này. Nếu phát hiện thấy có sự sai lệch  khối điều khiển điện tử sẽ cho ngừng hoạt động của ABS để đảm bảo cho hệ thống phanh làm việc như một hệ thống phanh làm việc chuẩn.
    Trên hình 5-13 là lược đồ đơn giản minh họa cấu tạo và hoạt động bên trong của khối điều khiển điện tử.

    Hình 5-13 Lược đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của khối điều khiển điện tử
    1- Tín hiệu vào từ cảm biến tốc độ; 2,3- Các bộ vi xử lý; 4- Khối logic; 5- Tín hiệu ra bên trong; 6- Tín hiệu ra bên ngoài; 7,8- Các bộ so sánh; 9- Transitor điều khiển; 10- Mạch hồi tiếp; 11- Van điện tử; 12- Cảm biến tốc độ.
    - Tín hiệu vào (1) từ các bộ cảm biến tốc độ bánh xe được đồng thời truyền đến các bộ vi xử lý (2) và (3).
    - Các bộ vi xử lý, xử lý các thông tin vào trong khối logic (4) và phát ra các tín hiệu bên trong (5) (như tốc độ bánh xe) và tín hiệu bên ngoài (6)  điều khiển các van điện tử.
    - Các tín hiệu bên trong (5) của cả hai khối logic (4) đi vào hai bộ so sánh khác nhau (7) và (8) (mỗi bộ so sánh nằm trong một bộ vi xử lý để so sánh. Nếu kết quả nhận được không giống nhau thì khối điều khiển điện tử sẽ ngừng hoạt động.
    - Tín hiệu bên ngoài (6) của bộ vi xử lý (2) được truyền trực tiếp đến bộ so sánh (7), còn đến bộ so sánh (8) – thông qua các transitors điều khiển van (9) và mạch hồi tiếp (10).
    - Nếu các tín hiệu bên ngoài (6) của bộ vi xử lý (3) được truyền trực tiếp đến hai bộ so sánh (7) và (8).
    - Nếu các tín hiệu bên ngoài không phù hợp  khối điều khiển điện tử cũng sẽ cho ngưng hoạt động của ABS.
    Chú ý:
    - Khi khối điều khiển điện tử phát hiện thấy có trục trặc trong hệ thống ABS thì nó sẽ cho bật sáng đèn báo trục trặc “ANTI-LOCK” màu hổ phách trên bảng điều khiển.
    - Khối điều khiển điện tử liên tục theo dõi không chỉ hoạt động bên trong của bản thân nó, mà còn theo dõi sự hoạt động của các bộ phận khác của ABS. Nó liên tục truyền các xung thử ngắn đến các van điện tử để kiểm tra trục trặc trong hệ thống điện.
    - Mọi trục trặc của ABS (như: thiếu dầu, không đủ áp suất trợ lực hoặc mất tín hiệu của các cảm biến tốc độ …) đều làm cho hệ thống điều khiển điện tử ngưng hoạt động của ABS và chuyển sang chế độ làm việc ở chế độ bình thường.
    - Nếu bộ cảm biến tốc độ hư hỏng, tạo ra các tín hiệu vượt ra ngoài giới hạn quy định, hoặc đọ nhiễu tín hiệu lớn (do sóng vô tuyến) thì bộ điều khiển điện tử có thể cho ngưng hoặc không có chức năng ABS.
    5.2.6. Khối thuỷ lực- điện tử (Electric-hydraulic Unit).
    Gồm có 2 hai phần gắn liền nhau: Khối điện tử và khối thủy lực-điện tử
    - ECU điều khiển khối thủy lực-điện tử theo các tín hiệu truyền về từ các cảm biến và được so với các bản đồ mà chương trình đã được nạp sẵn trong bộ nhớ của nó. Khối thủy lực được nối đến xy lanh chính và các chi tiết hệ thống phanh ABS bằng các ống dẫn chính của hệ thống phanh. Như vậy, khối thủy lực điện tử có nhiệm vụ điều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh theo tín hiệu điều khiển của ECU, tránh cho các bánh xe khỏi bị hãm cứng khi phanh.
    - Hệ thống bơm hồi dầu gồm có rơle và mô tơ bơm, hoạt động nhờ tín hiệu từ ECU bơm dầu đến pittông xy lanh chính để bù lại lượng dầu xả về bình chứa khi ABS làm việc.



    5.2.7. Bộ phân phối lực phanh điện tử (EBD).
    Khi xe được trang bị ABS có nghĩa là chức năng EBD cũng có sẵn. Chức năng này thay thế van điều tải trọng (LAV) được dùng thay trong các hệ thống phanh thường.
    Chức năng EBD là phần mềm được đưa thêm vào chương trình ABS truyền thống. Không đòi hỏi thêm bộ phận nào.
    Chức năng EBD cho phép kiểm soát nhạy hơn các bánh xe sau. Điều này cũng có thể có hiệu quả trong khi phanh ở trạng thái bình thường không có kiểm soát ABS.
    Ngược lại với LAV, với kiểm soát EBD lực phanh được quyết định bởi sự trượt bánh xe chứ không phải do áp lực phanh hay tải trọng xe.
    Phân phối lực phanh điện tử cho phép giảm áp lực phanh cho phanh của bánh sau phụ thuộc vào sự trượt của bánh xe này. Điều này cải thiện tình trạng ổn định khi lái so với hệ thống truyền động.
    Việc giảm áp lực phanh cho các bánh sau được quy định bởi cách thức của các pha giữ áp lực nào đó. Sự bó cứng các bánh xe sau được ngăn ngừa với sự trợ giúp của việc điều chỉnh điện tử đặc biệt.
    Động cơ bơm không chạy khi EBD hoạt động.Tuy nhiên, nếu bánh xe có liên quan vẫn có khuynh hướng bị bó cứng thì kiểm soát ABS được khởi động và mô-tơ bơm hoạt động.
    Trong khi kiểm soát EBD hoạt động thì mạch dầu phanh sau được kích hoạt cùng nhau.
    Đèn cảnh báo của hệ thống phanh EBD sẽ sáng lên trong trường hợp có sự cố hệ thống EBD. Kiểm soát EBD không được còn tác dụng.
    Kiểm soát EBD bị hỏng không có nghĩa là chức năng EBD cũng bị hỏng.
    5.2.8. Trợ lực phanh.
    Trợ lực phanh được dùng là loại trợ lực chân không. Nó là bộ phận rất quan trọng, giúp người lái giảm lực đạp lên bàn đạp mà hiệu quả phanh vẫn cao. Trong bầu trợ lực có các piston và van dùng để điều khiển sự làm việc của hệ thống trợ lực và đảm bảo sự tỉ lệ giữa lực đạp và lực phanh. Hình 5-14 dưới đây là hình ảnh giới thiệu kết cấu bầu trợ lực chân không sử dụng trên xe Toyota Corolla Altis 2.0.


    Hình 5-14 Bầu trợ lực
    1- Màng; 2- Van không khí; 3- Van chân không; 4- Cần đẩy; 5- Phần tử lọc;
    6- Thân van; 7- Vòng cao su; 8- Vỏ.
    Nguyên lý làm việc của bộ trợ lực chân không:
    - Bầu trợ lực chân không có hai khoang A và B được phân cách bởi piston 1 (hoặc màng). Van chân không 3, 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 2, 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 7 là cơ cấu tỷ lệ: Làm nhiệm vụ đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạp và lực phanh.
    - Khoang B của bầu trợ lực luôn luôn được nối với đường nạp động cơ qua van một chiều, vì thế thường xuyên có áp suất chân không.
    - Khi nhả phanh: van chân không 3 mở, do đó khoang A sẽ thông với khoang B qua van này và có cùng áp suất chân không.
    - Khi phanh: người lái tác dụng lên bàn đạp đẩy cần 4 dịch chuyển sang phải làm van chân không 3 đóng lại cắt đường thông hai khoang A và B, còn van không khí 2mở ra cho không khí qua phần tử lọc 5 đi vào khoang A. Ðộ chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và B sẽ tạo nên một áp lực tác dụng lên piston (màng) của bầu trợ lực và qua đó tạo nên một lực phụ hỗ trợ cùng người lái tác dụng lên các piston trong xylanh chính, ép dầu theo các ống dẫn (dòng 1 và 2) đi đến các xylanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh. Khi lực tác dụng lên piston 1 tăng thì biến dạng của vòng cao su 7 cũng tăng theo làm cho piston hơi dịch về phía trước so với cần 4, làm cho van không khí 2 đóng lại, giữ cho độ chênh áp không đổi, tức là lực trợ lực không đổi. Muốn tăng lực phanh, người lái phải tiếp tục đạp mạnh hơn, cần 4 lại dịch chuyển sang phải làm van không khí 2 mở ra cho không khí đi thêm vào khoang A. Ðộ chênh áp tăng lên, vòng cao su 7 biến dạng nhiều hơn làm piston hơi dịch về phía trước so với cần 4, làm cho van không khí 2 đóng lại đảm bảo cho độ chênh áp hay lực trợ lực không đổi và tỷ lệ với lực đạp. Khi lực phanh đạt cực đại thì van không khí mở ra hoàn toàn và độ chênh áp hay lực trợ lực cũng đạt giá trị cực đại.
    - Bộ trợ lực chân không có hiệu quả thấp, nên thường được sử dụng trên các ô tô du lịch và tải nhỏ.



















    6. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0
    6.1. Các thông số dùng để tính toán.
    Khi xe đầy tải:
    - Trọng lượng toàn bộ : Ga = 1675 [kg] = 16750 [N]
    - Phân bố cầu trước : G1 = 900 [kg] = 9000 [N]
    - Phân bố cầu sau : G2 = 775 [kg] = 7750 [N]
    - Chiều dài cơ sở : Lo = 2600 [mm]
    - Chiều rộng cơ sở : S = 1520 [mm]
    6.2. Mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu trước và cầu sau.
    Tải trọng phân bố lên cầu trước và cầu sau: m1, m2.
    m1 =
    m2 =
    Trong đó: m1, m2 - Hệ số phân bố tải trọng.
    G1, G2 - Trọng lượng phân bố lên cầu trước và sau.
    Ga - Trọng lượng không tải của xe.
    a, b - Tọa độ trọng tâm theo chiều dọc.
    Theo sơ đồ trên hình 6.1 ta quy ước chiều dương là chiều ngược chiều kim đồng hồ.
    Lấy mô men tại điểm O1 ta có:
    G2.a – Z2.L0 = 0 Z2 = (6.1)
    Mặt khác Z2 = G2 m2 = = = =
    a = m2.L0 = (6.2)
    Thay số vào ta được: a = (mm) = 1,4 (m)
    Từ sơ đồ hình 6-1 ta thấy:
    a + b = L0
    b = L0 – a = 2600 – 1400= 1200 (mm)
    Từ sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh như hình 6-1 ta viết được phương trình cân bằng mô men như sau:
    + Đối với cầu trước:
    Z2.L0 – Ga.a + Pj.hg = 0 (6.3)
    + Đối với cầu sau:
    Z1.L0 – Ga.b + Pj.hg = 0 (6.4)
    Mặt khác ta có: Pj = Jp.ma = Jp. (6.5)
    Trong đó: Pj – Lực quán tính.
    ma – Khối lượng của ôtô.
    g – Gia tốc trọng trường.
    Thay (6.5) vào (6.3) và (6.4) ta được:
    Z1 = (6.6)
    Z2 = (6.7)
    + Lực bám của mỗi bánh xe ở cầu trước với mặt đường:
    Pφ1 = φ. (6.8)
    + Lực bám của mỗi bánh xe ở cầu sau với mặt đường:
    Pφ2 = φ. (6.9)
    Trong đó: φ là hệ số bám giữa lốp và mặt đường.
    Thay (6.6) vào (6.8) ta được lực bám của mỗi bánh xe ở cầu trước với mặt đường là:
    P¬φ1 = φ. = φ. (6.10)
    Thay (6.7) vào (6.9) ta được lực bám của mỗi bánh xe ở cầu sau với mặt đường là:
    Pφ2 = φ. = φ. (6.11)


    Hình 6-1 Sơ đồ lực tác dụng lên ôtô khi phanh
    Mômen bám của mỗi bánh xe ở cầu trước:
    (6 - 12)
    (6 - 13)
    Mômen bám của mỗi bánh xe ở cầu sau:
    (6 - 14)
    (6 - 15)
    Trong đó:
    Mφ1 - Mômen bám của mỗi bánh xe ở cầu trước.
    Pφ1 - Lực bám của mỗi bánh xe ở cầu trước với mặt đường.
    Mφ2 - Mômen bám của mỗi bánh xe ở cầu sau.
    Pφ2 - Lực bám của mỗi bánh xe ở cầu sau với mặt đường.
    Z1 - Phản lực của mặt đường tác dụng lên cầu trước.
    Z2 - Phản lực của mặt đường tác dụng lên cầu sau.
    rbx - Bán kính làm việc của bánh xe.
    Theo tài liệu [1] ta có:
    rbx = λ.r0 [mm].
    r0: Bán kính thiết kế của bánh xe.
    r0 = B + .25,4 [mm].
    Với:
    d - Đường kính của vành bánh xe được tính theo đơn vị Anh (inch).
    B - Bề rộng của lốp được tính theo đơn vị (mm)
    Ta có kí hiệu lốp: 205/55R16.
    λ - Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp.
    Theo [1] đối với xe du lịch ta chọn lốp có áp suất thấp λ = 0.93 ÷ 0.935.
    Chọn λ = 0,93
    Do vậy: rbx = (B+ .25,4).λ
    rbx = (205 + .25,4).0,93 = 397,626 [mm].
    hg - Tọa độ trọng tâm theo chiều cao. Theo tài liệu [2] ta có:
    hg = 0,5.S với S = 1520 [mm].
    Vậy: hg = 0,5.1520 = 760 [mm].
    Thay các giá trị vào các công thức (6.13) và (6.15) ta được:
    Mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu trước Mφ1:
    Mφ1 = .(1,2 + .0,76).0,397626
    Mφ1 = 1467,4 + 929,35.2 (6.16)
    Mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu sau Mφ2:
    Mφ2 = .(1,4 - .0,76).0,397626
    Mφ2 = 1711,97. - 929,35.2 (6.17)
    Từ hai phương trình (6.16) và (6.17) ta thấy mô men bám của các bánh xe ở cầu trước và cầu sau là một hàm số bậc hai theo hệ số bám φ.
    Theo tài liệu [4] ta có quan hệ giữa hệ số bám φ và độ trượt λ theo đồ thị:

    Hình 6-2 Sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy theo độ
    trượt tương đối λ của bánh xe
    Để lập được mối quan hệ giữa mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu trước và cầu sau theo độ trượt λ, dựa vào đồ thị giả sử các giá trị của hệ số bám dọc φx theo độ trượt tương đối λ như trong bảng 6.1.
    Bảng 6-1 Quan hệ giữa hệ số bám dọc φx và độ trượt λ
    λ0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%φx00,610,720,7150,680,640,620,60,5850,570,53
    Ứng với các giá trị của φx ta xác định được mô men bám Mφ trên các cầu như trong bảng 6-2, và đồ thị biểu diễn quan hệ giữa mô men bám Mφ và độ trượt λ khi phanh như hình 6-3.



    Bảng 6-2 Quan hệ giữa mô men bám Mφ và độ trượt λ
    λ0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%φx00,610,720,7150,680,640,620,60,5850,570,53Mφ1(N.m)01240,91538,31524,31427,51319,8126712151176,51138,41038,7Mφ2(N.m)0698,5750,8748,9734,4715704,2692,6693,5673,8646,3Từ đó ta xây dựng được đồ thị dưới hình 6.3.

    Hình 6-3 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu trước và cầu sau theo độ trượt λ
    6.3. Xác định mô men phanh do các cơ cấu phanh sinh ra.
    6.3.1. Đối với cơ cấu phanh trước.
    Giả sử rằng có lực P tác dụng lên vòng ma sát với bán kính trong là R1 và bán kính ngoài là R2 . lúc đó áp suất trên vòng ma sát sẽ là :
    q =
    Góc ôm α =30o nên áp suất làm việc thực tế của má phanh là
    q =

    Từ hình 6-4 dưới ta có. Trên vòng ma sát ta xét một vòng phần tử nằm cách tâm O bán kính R với chiều dày dR. Mômen lực ma sát tác dụng trên vòng phần tử đó là
    dMms = .q. ..R.dR.R = ..q. .R2.dR

    Hình 6-4 Sơ đồ để tính toán bán kính trung bình của đĩa ma sát
    Mômen các lực ma sát tác dụng trên toàn vòng ma sát là :
    Cuối cùng ta có mô men phanh mà cơ cấu phanh trước có thể sinh ra là :
    Mpt = P (6.18)
    Trong đó :
     -hệ số ma sát.  = 0,35 .
    R1-bán kính trong của đĩa ma sát. R1 = 0,075 [m]
    R2-bán kính ngoài của đĩa ma sát. R2 = 0,143 [m]
    P -lực ép lên đĩa má phanh [N]
    Xác định lực ép lên đĩa má phanh:
    P = (6.19)
    Với : i - số lượng xi lanh, i = 1.
    d - đường kính xi lanh bánh xe, d = 62 [mm ] .
    p - áp suất dầu, [N/m2].
    Vậy mô men phanh mà cơ cấu phanh trước có thể sinh ra là:
    Mpt = . .
    Mpt = 0,35. p.1.
    Mpt = 1.2.10-4.p (6.20)
    Từ phương trình (6.20) ta thấy Mpt tỷ lệ bậc nhất với áp suất dầu làm việc trong hệ thống. Để các bánh xe không bị hãm cứng khi phanh thì mô men phanh ở mỗi cơ cấu phanh luôn thay đổi tùy thuộc vào sự thay đổi áp suất trong dòng dẫn động theo chu trình đóng mở các cửa van của van điện từ được điều khiển từ ECU.
    Trong khi phanh mô men phanh thay đổi tương ứng với độ trượt λ. Giả sử các giá trị mô men ở các giai đoạn tăng áp suất, giảm áp suất, giữ áp suất, và tăng áp suất tiếp theo tương ứng với độ trượt λ như trong bảng 6-3, 6-4, 6-5, và được biểu diễn trên đồ thị ở hình 6-5.
    Bảng 6-3 Quan hệ giữa mô men phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn tăng áp suất
    λ0%5%10%15%20%25%Mpt(N.m)08951448165817351749p(N/m2)07,5.10612,07.10613,8.10614,4.10614,6.106Khi đạp phanh áp suất tăng lên đến giá trị p1=14,4.106 (N/m2), thì ECU điều khiển giảm áp suất, do có độ chậm tác dụng của hệ thống giả sử thời gian chậm tác dụng là 0.5s, áp suất vẫn còn tăng đến giá trị p2=14,6.106 (N/m2) mới thật sự giảm xuống. Giai đoạn tăng áp suất được biễu diễn bằng đoạn O-1-2 trên đồ thị hình 6.5.
    Bảng 6-4 Quan hệ giữa mô men phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn
    giảm áp suất
    λ25%30%27,5%Mpt(N.m)17491519,51114p(N/m2)14,6.10612,7.1069,3.106 Áp suất giảm từ giá trị p2=14,6.106 đến giá trị cực tiểu không đổi p4= 9,3.106. Giai đoạn này được biểu diễn bằng đoạn 2-3-4 trên đồ thị hình 6-5.
    Bảng 6-5 Quan hệ giữa mô men phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn
    giữ áp suất
    λ27,5%22,5%Mpt(N.m)11141114p(N/m2)9,3.1069,3.106Ở giai đoạn này áp suất được giữ không đổi, được biểu diễn bằng đoạn 4-5 trên đồ thị hình 6.5.
    Bảng 6-6 Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn tăng áp suất tiếp theo
    λ22,5%10%15%Mpt(N.m)111412331658p(N/m2)9,3.10610,3.10613,8.106Giai đoạn tăng áp suất tiếp theo được biểu diễn bằng đoạn 5-6-1 trên đồ thị hình 6-5.
    Trên hình 6-5 là đồ thị biểu diễn quan hệ giữa mô men phanh và mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu trước theo độ trượt λ khi phanh.

    Hình 6-5 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa mô men phanh và mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu trước theo độ trượt λ khi phanh

    6.3.2. Đối với cơ cấu phanh sau.
    Tương tự như cơ cấu phanh trước:
    Giả sử rằng có lực P tác dụng lên vòng ma sát với bán kính trong là R1 và bán kính ngoài là R2, lúc đó áp suất trên vòng ma sát sẽ là:
    q =
    Góc ôm α =25o nên áp suất làm việc thưc tế của má phanh là
    q =
    Trên vòng ma sát ta xét một vòng phần tử nằm cách tâm O bán kính R với chiều dày dR. Mômen lực ma sát tác dụng trên vòng phần tử đó là:
    dMms = .q. ..R.dR.R = ..q. .R2.dR

    Hình 6-6 Sơ đồ để tính toán bán kính trung bình của đĩa ma sát
    Mômen các lực ma sát tác dụng trên toàn vòng ma sát là:

    Cuối cùng ta có mô men phanh mà cơ cấu phanh sau có thể sinh ra là:
    Mpt = Ps (6.21)
    Trong đó:
     -hệ số ma sát .  = 0,35.
    R1-bán kính trong của đĩa ma sát. R1 = 0,08 [m]
    R2-bán kính ngoài của đĩa ma sát. R2 = 0,14 [m]
    Ps -lực ép lên đĩa má phanh [N]
    Xác định lực ép lên đĩa má phanh:
    Ps = (6.22)
    Với: i - số lượng xi lanh, i = 1.
    d’ - đường kính xi lanh bánh xe sau, d’ = 60 [mm ] .
    p’ - áp suất dầu trong xy lanh bánh xe sau. [N/m2]
    Vậy mô men phanh mà cơ cấu phanh sau có thể sinh ra là:
    Mps = . .
    Mps = 0,35. p.1.
    Mps = 1,115.10-4.p’ (6.23)
    Giả sử các giá trị mô men ở các giai đoạn tăng áp suất, giảm áp suất, giữ áp suất, và tăng áp suất tiếp theo tương ứng với độ trượt λ như trong bảng 6-7, 6-8, 6-9, 6-10 và được biểu diễn trên đồ thị ở hình 6-7.
    Bảng 6-7 Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh sau Mps với độ trượt λ ở giai đoạn tăng áp suất

    λ0%5%10%15%20%25%Mps(N.m)0427755827854862,5p’(N/m2)03,7.1066,6.1067,2.1067,4.1067,5.106Khi đạp phanh áp suất tăng lên đến giá trị p’1=7,4.106(N/m2) thì ECU điều khiển giảm áp suất, do có độ chậm tác dụng của hệ thống nên áp suất vẫn còn tăng đến giá trị p’2=7,5.106 (N/m2) mới thật sự giảm xuống. Giai đoạn tăng áp suất được biễu diễn bằng đoạn O’-1’-2’ trên đồ thị hình 6-7.


    Bảng 6-8 Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh sau với độ trượt λ ở giai đoạn giảm áp suất
    λ25%30%27,5%Mps(N.m)862,5745637,5p’(N/m2)7,5.1066,5.1065,5.106 Áp suất giảm từ giá trị p’2=7,5.106 đến giá trị cực tiểu không đổi p’4= 5,5.106, thì ECU điều khiển tăng áp suất. Giai đoạn này được biểu diễn bằng đoạn 2’-3’-4’ trên đồ thị hình 6-7.
    Bảng 6-9 Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh sau với độ trượt λ ở giai đoạn giữ áp suất
    λ27,5%15%Mps(N.m)637,5637,5p’(N/m2)5,5.1065,5.106 Ở giai đoạn này áp suất được giữ không đổi, được biểu diễn bằng đoạn 4’-5’ trên đồ thị hình 6-7.
    Bảng 6-10 Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh sau Mps với độ trượt λ ở giai đoạn tăng áp suất tiếp theo
    λ15%10%15%Mps(N.m)637,5700827p’(N/m2)5,51066,1.1067,2.106Giai đoạn tăng áp suất tiếp theo được biểu diễn bằng đoạn 5’-6’-1’ trên đồ thị hình 6-7.
    Trên hình 6-7 là đồ thị biểu diễn quan hệ giữa mô men phanh và mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu sau theo độ trượt λ khi phanh.


    Hình 6-7 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa mô men phanh và mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu sau theo độ trượt λ khi phanh
    Qua hai đồ biểu diễn mối quan hệ giữa mô men phanh và mô men bám của các bánh xe ở cầu trước và cầu sau theo độ trượt λ ta thấy: Khi phanh bánh xe lúc thì tăng tốc lúc thì giảm tốc buộc mômen phanh thay đổi theo chu trình kín, giữ cho độ trượt của bánh xe dao động trong giới hạn λ = (10÷30)%, đảm bảo cho hệ số bám có giá trị gần với cực đại nhất, do đó hiệu quả phanh đạt tối ưu nhất.
    6.3.3. Quan hệ áp suất phanh trước và sau.
    Từ (6.16) ta có :Mp1 = 1467,4 + 929,35.2
    Từ (6.20) ta có: Mpt = 1,2.10-4.p p =
    =12228333,33. +7744583.2 ( 6.24)
    Từ hai phương trình (6.24) áp suất của các bánh xe ở cầu trước là một hàm số bậc hai theo hệ số bám φ.
    Từ đó ta bảng số liệu về sự thay đổi áp suất theo hệ số bám

    0.10.20.30.40.50.60.70.8p
    130,3.104275,5.104436,5.104613. 104805.1041012,5.1041235,5. 1041473. 104
    Từ (6.17) ta có :Mp2 = 1711,97 -929,35.2
    Từ (6.23) ta có: Mps = 1,115.10-4.p P =
    =15353991,034 +83349771758.2 (6.25)
    Từ hai phương trình (6.25) áp suất của các bánh xe ở cầu sau là một hàm số bậc hai theo hệ số bám φ.
    Từ đó ta bảng số liệu về sự thay đổi áp suất theo hệ số bám

    0.10.20.30.40.50.60.70.8p
    145.104273,7.104385,6.104480,8. 104559,3104621,2.104666,4.104694,9. 104

    Hình 6-8 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa áp suất phanh trước và sau theo lực bám
    6.4. Lực tác dụng lên bàn đạp phanh.
    Ðể tạo ra áp suất dầu trong xilanh công tác dẫn động phanh dầu xe Toyota Corolla Altis 2.0 sử dụng xilanh chính kép dùng trợ lực chân không. Kết cấu đã được giới thiệu ở phần trước.
    Lực bàn đạp phanh khi không có trợ lực:
    Ta có phương trình cân bằng lực bàn đạp:
    Pbđ .idđ. ηdđ = π (6.26)
    Trong đó:
    - Pbđ - Lực bàn đạp phanh
    - Tỷ số truyền dẫn động bàn đạp phanh idđ
    - idđ = 3,8
    - ηdđ - Hiệu suất dẫn động
    - ηdđ = 0.8
    - pd - Áp suất dầu trong hệ thống
    pd = 12,07.106 [N/m2]
    - dc - Ðường kính xilanh chính
    dc = 30 [mm]
    Từ (6.26) ta suy ra:
    Pbđ = (6.27)
    Pbđ =
    = 2805 [N]
    Lực bàn đạp phanh khi có trợ lực:
    Lực do bầu trợ lực chân không sinh ra:
    Ptl = (6.28)
    Trong đó:
    pmax: Ðộ chênh lệch áp suất giữa hai khoang.
    pmax= 265 [mmHg] = 35329,8 [N/m2¬]
    Sp(m): Diện tích hiệu dụng của màng của bầu trợ lực
    N dm: Đường kính màng, dm= 300 [mm]
    Sp(m) =
    =
    =0,07 [m2]
    Thay số vào ta được:
    Ptl = =2052,355 [N]
    Lực đạp phanh khi có trợ lực:
    Pbtl = Pbđ- Ptl
    = 2805– 2473 = 332 [N]
    Theo [2], [Pbđl] < 500[N]
    Từ các khảo sát trên ta nhận thấy khi bộ trợ làm việc tốt thì lực đạp phanh chỉ cần nhỏ, giúp người lái đỡ mất sức trong việc điều khiển phương tiện mà hiệu quả phanh lại cao hơn so với khi bộ trợ lực không làm việc.
    Trong trường hợp bộ trợ lực không làm việc thì hiệu quả phanh sẽ không cao vì sức khỏe của người bình thường không đạt được lực đạp phanh tối đa như trên.
    6.5. Tính toán các chỉ tiêu phanh.
    Giản đồ phanh nhận được bằng thực nghiệm và qua giản đồ phanh có thể phân tích và thấy được bản chất của quá trình phanh.








    Hình 6-9 Giản đồ phanh

    Trong đó:
    t1: là thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh tức là từ lúc người lái tác dụng vào bàn đạp phanh cho đến khi má phanh ép sát vào đĩa phanh. Thời gian này đối với phanh dầu là t1 = 0,3s.
    t2: thời gian tăng lực phanh hoặc tăng gia tốc chậm dần. Thời gian này đối với phanh dầu t2 = (0,5 - 1)s. Ta chọn t2 = 0,7 s.
    tpmin: thời gian phanh hoàn toàn ứng với lực phanh cực đại.Trong thời gian này lực phanh hoặc gia tốc chậm dần không đổi.
    6.5.1. Gia tốc chậm dần khi phanh.
    Gia tốc chậm dần khi phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng phanh ôtô. Ta có:
    jpmax = (6.29)
    Trong đó: - hệ số tính đến ảnh hưởng các trọng khối quay của ôtô. Theo tài liệu [1] ta chọn ~1.
    Thay các số liệu vào (6.28) ta được:
    jpmax = .g = 0,8.9,81/1 = 7,848 [m/s2]
    6.5.2. Thời gian phanh.
    Thời gian phanh cũng là một trong các chỉ tiêu để đánh giá chất lượng phanh. Thời gian phanh càng nhỏ thì chất lượng phanh càng tốt. Ðể xác định thời gian phanh ta có.
    jpmax = =
     dt =
    Tích phân trong giới hạn từ thời điểm ứng với vận tốc phanh ban đầu v1 tới thời điểm ứng với vận tốc v2 ở cuối quá trình phanh:
    tpmin = =
    Khi phanh ôtô đến lúc dừng hẳn thì v2 = 0. Do đó:
    tpmin = (6.30)
    Trong đó:
    v1 - Vận tốc của ôtô ứng với thời điểm bắt đầu phanh.
    Mặt khác ta có:
    dv = j.dt

    v1 - vo =
    (6.31)
    vo= 30[km/h] = 8,33 [m/s]
    Thay các số liệu vào ta được:
    v1 =
    v1 = 5,2332 [m/s]
    Thay các số liệu vào (6.31) ta được:
    tpmin =
    tpmin = 0,6668
    Thời gian phanh thực tế là:
    tp = t1 + t2 + tpmin = 0,3 + 0,7 + 0,6668
    tp = 1,6668
    6.5.3. Quãng đường phanh.
    Quãng đường phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượng phanh của ôtô. Cũng vì vậy mà trong tính năng kỹ thuật của ôtô, các nhà chế tạo thường cho biết quãng đường phanh của ôtô ứng với vận tốc bắt đầu phanh đã định.
    Quãng đường phanh ứng với vận tốc từ vo đến v1.
    Ta có:


    Tích phân hai vế ta được:

    s1 - so =
    s1 = so + vo.t2 -
    s1 = vo.t1 + vo.t2 - (6.32)
    Thay các số liệu vào ta được:
    s1 = 8,33.0,3 + 8,33.0,7 -
    s1 = 5,365 [m]
    Quãng đường phanh ứng với vận tốc từ v1 đến thời điểm ứng với vận tốc cuối quá trình phanh: v2 = 0.
    Tương tự như quãng đường phanh ứng với vận tốc vo đến v1 ta được:
    s2 =
    s2 =
    s2 = 1,744 [m]
    Quãng đường phanh thực tế là:
    sp = s1 + s2
    sp = 5,365 + 1,744
    sp = 7,109 [m]
    So với bảng tiêu chuẩn về hiệu phanh cho phép ôtô lưu hành trên đường (Bộ GTVT Việt Nam qui định 1995) đối với xe du lịch có số chỗ ngồi nhỏ hơn 8 thì quãng đường phanh không lớn hơn 7,2[m], [2].
    Từ những kết quả trên ta nhận thấy quãng đường phanh của xe Toyota Corolla Altis 2.0 là 7,109[m] nằm trong giới hạn cho phép nên đảm bảo được những chỉ tiêu đối với xe du lịch.
    Như vậy các tiêu chuẩn để đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh chính đều thoả mản tiêu chuẩn đối với xe du lịch với số chỗ ngồi < 8 người. Tuy nhiên để nâng hiệu quả phanh cao hơn nữa trên xe Toyota Corolla Altis 2.0 còn trang bị bộ điều chỉnh lực phanh điện tử (EDB) và hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS. Với hệ thống này lực phanh cung cấp cho các bánh xe luôn đạt tối ưu bất kể điều kiện tải trọng của xe và tình trạng mặt đường và làm giảm lực đạp phanh cần thiết đặc biệt khi xe có tải nặng hay chạy trên đường có hệ số ma sát cao.
















    7. Các hư hỏng và biện pháp khắc phục hệ thống phanh trên xe Toyota Corolla Altis 2.0.
    Hệ thống phanh trên xe giữ vai trò rất quan trọng. Nó dùng để giảm tốc độ chuyển động, dừng và giữ xe ở trạng thái đứng yên. Vì vậy bất kỳ một hư hỏng nào cũng làm mất an toàn và có thể gây ra tai nạn khi xe vận hành. Trong quá trình sử dụng ôtô hệ thống phanh có thể phát sinh những hư hỏng như: phanh không ăn, phanh ăn không đều, phanh nhả kém hoặc bị kẹt.
    Phanh không ăn thì không giảm được được tốc độ ôtô kịp thời trong những điều kiện bình thường trong tình huống phức tạp thì sẽ là nguyên nhân gây ra tai nạn.
    Nguyên nhân phanh không ăn có thể là do ở phần dẫn động thủy lực không kín để không khí lọt vào hoặc trong hệ thống thiếu dầu, bộ phận điều chỉnh của cơ cấu truyền động và cơ cấu phanh bị hỏng. Ngoài ra còn do má phanh và đĩa phanh bị mòn hoặc dính dầu.
    Có thể phát hiện các mối nối bị hở căn cứ vào sự rò chảy của dầu ở phần truyền động thủy lực. Nếu trong phần dẫn động thủy lực có không khí lọt vào thì khi đạp phanh không thấy sức cản rõ rệt. Vì khi đạp phanh áp suất không truyền vào dầu do còn không khí lọt vào hệ thống thì bị nén, áp suất của nó truyền vào cơ cấu ép không đủ ép má phanh vào đĩa phanh.
    Ðể khắc phục hiện tượng này ta phải tiến hành xả không khí ra khỏi hệ thống truyền động thủy lực. Tuy nhiên cần kiểm tra dầu ở xy lanh phanh chính nếu cần thì đổ thêm dầu vào. Khi thay dầu ở hệ thống truyền động thủy lực phải tháo rời rửa và thổi sạch xilanh phanh chính, các xilanh bánh xe và các ống dẫn đầu. Ðổ dầu mới vào hệ thống tiến hành trình tự như khi xả không khí. Dầu có thể lọt vào má phanh và tang trống qua vòng chắn dầu bị hỏng. Vòng chắn dầu hỏng phải thay mới dùng xăng rửa sạch má phanh và đĩa phanh các tấm đệm của má phanh thì dùng dũa hoặc bàn chải sắt đánh sạch. Nếu má phanh bị mòn thì thay mới chú ý đặt đinh tán sao cho đầu đinh thấp hơn bề mặt của má phanh theo yêu cầu.
    Phanh không ăn đều giữa các má phanh có thể do sự điều chỉnh cơ cấu truyền động hoặc cơ cấu phanh bị hỏng các ống dẫn bị tắc các chi tiết dẫn động bị kẹt. Ðể khắc phục ta cần có sự điều chỉnh cơ cấu truyền động bôi trơn các chi tiết và thông ống dẫn.
    Phanh bó là do bị kẹt nguyên nhân có thể là lò xo hồi vị guốc phanh bị gẫy má phanh bị dính cứng với đĩa phanh, vòng làm kín bị nở piston bị kẹt trong các xylanh bánh xe.
    Khi phanh phải tăng lực đạp lên bàn đạp thì đó là dấu hiệu chủ yếu về hư hỏng của bộ trợ lực.
    Những hư hỏng chính của bộ trợ lực chân không:
    - Ống dẫn từ buồng chân không tới bộ trợ lực bị hỏng.
    - Van không khí không hoạt động
    - Bình lọc bộ trợ lực bị tắc.
    - Ngoài ra, bộ trợ lực làm việc không tốt nếu điều chỉnh chạy ralăngti không đúng.
    7.1. Những công việc bảo dưỡng cần thiết.
    - Hàng ngày cần phải kiểm tra trình trạng và độ kín khít các ống dẫn,kiểm tra hành trình tự do và hành trình làm việc của bàn đạp phanh nếu cần thiết phải điều chỉnh. Kiểm tra cơ cấu truyền động và hiệu lực của phanh tay xả cặn bẩn khỏi các bầu lọc khí.
    - Kiểm tra sự hoạt động của xilanh chính.
    - Kiểm tra mức dầu ở bầu chứa của xy lanh chính. Kiểm tra và nếu cần thì điều chỉnh khe hở giữa đĩa phanh và má phanh.
    - Cũng có thể kiểm tra hiệu lực của phanh khi ôtô chuyển động. Trong trường hợp này cần tăng tốc độ của ôtô lên tới 30 (km/h) và đạp phanh hãm ôtô để kiểm tra.
    - Phanh tay được coi là tốt nếu ôtô dừng trên đường dốc 16% mà không bị trôi.
    7.2. Sửa chữa hư hỏng một số chi tiết, bộ phận chính.
    Các công việc sửa chữa, bảo dưỡng phanh bao gồm:
    - Châm thêm dầu phanh.
    - Làm sạch hệ thống thủy lực.
    - Tách khí khỏi hệ thống thủy lực.
    - Sửa chữa hoặc thay thế xylanh chính hay các xilanh bánh xe.
    - Thay má phanh.
    - Sửa chữa hoặc thay thế bộ phận trợ lực phanh.
    - Ngoài ra còn có: Sửa chữa hoặc thay thế đường ống dầu phanh công tắc hoặc các van.
    - Thay thế má phanh:
    - Cốt má phanh: Bề mặt cốt sắt để tán má phanh nếu bị vênh quá 0,4 (mm) thì phải sữa chữa lổ để lắp đệm lệch tâm không được mòn quá (0,1-0,12)mm các đầu đinh tán phải chắc chắn không lỏng má phanh không nứt và cào xướt mặt đầu của các đinh tán phải cao hơn má phanh ít nhất là 2,5 (mm).
    - Khe hở giữa má phanh và đĩa phanh điều chỉnh theo yêu cầu đầu trên má phanh trước và sau là 0,25 [mm] đầu dưới má phanh trước và sau là 0,12 [mm] khe hở giữa trục quay má phanh với vòng đồng lệch tâm cho phép là: (0,06 – 0,15) [mm] lớn nhất là 0,25[mm]. Cùng một cầu xe má phanh hai bên bánh trái và bánh phải đồng chất không được dùng loại khác nhau má phanh cũ có dính dầu phải dùng xăng hoặc dầu hỏa để rửa không được dùng madút hoặc xút.
    - Thay thế má phanh đĩa lau chùi bụi và tra dầu mỡ moayơ kiểm tra các vòng phốt xem có rò dầu không ….việc sửa chửa bảo dưỡng phanh đĩa đơn giản hơn phanh trống guốc.
    - Xilanh chính và xylanh bánh xe thường có những hư hỏng như: Bề mặt xylanh bị cào xước, xylanh bị côn, méo các lò xo hồi vị bị gẫy mất đàn hồi, các vòng làm kín bị nở, các răng ốc nối các ống dẫn dầu bị tua.
    -Theo yêu cầu thì bề mặt xilanh phải nhẵn bóng không có vết rỗ xước sâu quá 0,5[mm]. Ðường kính xy lanh không được côn méo quá 0,05[mm] so với đường kính tiêu chuẩn, các lò xo hồi vị phải đủ tiêu chuẩn về lực đàn hồi.
    - Ðối với những hư hỏng trên thì phải tiến hành sửa chữa hoặc thay mới chứ không thể điều chỉnh được. Các vòng làm kín, lò xo hồi vị nếu kiểm tra không đạt yêu cầu thì nên thay mới. Các piston, xylanh bị côn hoặc méo thì phải tiến hành gia công trở lại. Chú ý khi gia công khe hở giữa xilanh và piston không được vượt quá giá trị cho phép tối đa là (0,030 – 0,250) mm độ côn và méo của xy lanh bánh xe sau khi gia công cho phép tối đa là 0,5 [mm] độ bóng phải đạt 9.
    -Ðối với bầu trợ lực cần phải kiểm tra piston màng nếu có hiện tượng rạng rách thì phải thay thế để đảm bảo hiệu quả phanh.
    7.3. Kiểm tra hệ thống ABS.
    - 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 dự phòng, nếu hư hỏng xảy ra trong ABS, ABS ECU dừng hoạt động của ABS ngay lập tức và chuyển sang hệ thống phanh thông thường.
    - Do ABS có chức năng tự chuẩn 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 hư hỏng.
    - Nếu hư hỏng xảy ra trong hệ thống phanh, đèn báo ABS sẽ không sang 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.
    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 hư hỏng 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 bộ chấp hành. Việc đó bình thường.
    ● Rung động và tiếng ồn làm việc từ thân xe và chân phanh sinh ra khi ABS hoạt động tuy nhiên nó báo rằng ABS hoạt động bình thường.
    7.4. Kiểm tra hệ thống chuẩn đoán.
    * Chức năng kiểm tra ban đầu:
    Kiểm tra tiếng động làm việc của bộ chấp hành.
    a) Nổ máy và lái xe với tốc độ lớn hơn 6 km/h.
    b) Kiểm tra xem có nghe thấy tiếng động làm việc của bộ chấp hành không.
    Lưu ý: ABS ECU tiến hành kiểm tra ban đầu mổi khi nổ máy và tốc độ ban đầu vượt qua 6 km/h. Nó cũng kiểm tra chức năng của van điện 3 vị trí và bơm điện trong bộ chấp hành. Tuy nhiên, nếu đạp phanh, kiểm tra ban đầu sẽ không được thực hiện nhưng nó xẽ bắt đầu khi nhả chân phanh.
    Nếu không có tiếng động làm việc, chắc chắn rằng bộ chấp hành đã được kết nối. Nếu không có gì trục trặc, kiểm tra bộ chấp hành.
    * Chức năng chẩn đoán:
    - Đọc mã chẩn đoán :
    1. Kiểm tra điện áp quy:Kiểm tra điện áp ác quy khoảng 12 V.
    2. Kiểm tra đèn báo bật sáng:
    a) Bật khoá điện.
    b) Kiểm tra rằng đèn ABS bật sáng trong 3 giây, nếu không kiểm tra và sửa chữa hay thay thế cầu chì, bóng đèn báo hay dây điện.
    3. Đọc mã chẩn đoán:
    a) Bật khoá điện ON
    b) Rút giắc sửa chữa.
    c) Dùng SST, nối chân Tc và E1 của giắc kiểm tra.
    d) Nếu hệ thống hoạt động bình thường (không có hư hỏng), đèn báo sẽ nháy 0,5 giây 1 lần.
    e) Trong trường hợp có hư hỏng, sau 4 giây đèn báo bắt đầu nháy. Đêm số lần nháy --> Xem mã chẩn đoán (số lần nháy đầu tiên sẽ bằng chử số dầu của mã chẩn đoán hai số. Sau khi tạm dừng 0,5 giây đèn lại nháy tiếp. Số lần nháy ở lần thứ hai sẽ bằng chử số sau của mã chẩn đoán. Nếu có hai mã chẩn đoán hay nhiều hơn, sẽ có khoảng dừng 2,5 giây giữa hai mã và việc phát mã lại lặp lại từ đầu sau 4 giây tạm dừng. Các mã sẽ phát thứ tự tăng dần từ mã nhỏ nhất đến mã lớn nhất).
    f) Sửa chửa hệ thống.
    g) Sau khi sửa chửa chi tiết bị hỏng, xoá mã chẩn đoán trong ECU.
    h) Tháo SST ra khỏi cực Tc và E1 của giắc kiểm tra.
    i) Nối giắc sửa chửa.
    j) Bật khoá diện ON. Kiểm tra rằng đèn ABS tắc sau khi sáng trong 3 giây.
    - Xóa mã chẩn đoán:
    Bật khoá điện ON.
    a) Dùng SST, nối chân Tc với E1 của giắc kiểm tra.
    b) Kiểm tra rằng đèn báo ABS tắc.
    c) Xoá mã chẩn đoán chứa trong ECU bằng cách đạp phanh 8 lần hay nhiều hơn trong vòng 3 giây.
    d) Kiểm tra rằng đèn báo chỉ mã bình thường.
    e) Tháo SST ra khỏi cực Tc và E1 của giắc kiểm tra.
    Bảng 7-1 Mã chẩn đoán.
    MãCác kiểu nháyChẩn đoánPhạm vi hư hỏng11
    Hở mạch trong mạch rơ le van điện.- Mạch bên trong của bộ chấp hành.
    - Rơle điều khiển.
    -Dây điện và giắc nối của mạch rơle van điện12
    Chập mạch trong rơ le van điện 13
    Hở mạch trong mạch rơ le môtơ bơm.- Mạch bên trong của bộ chấp hành.
    - Rơle điều khiển.
    -Dây điện và giắc nối của mạch rơle môtơ bơm14
    Chập mạch trong mạch rơ le môtơ bơm.21
    Hở mạch hay ngắn mạch van điện của bánh xe trước phải.

    - Van điện bộ chấp hành.
    - Dây điện và giắc nối của mạch van điện bộ chấp hành.22
    Hở mạch hay ngắn mạch van điện của bánh xe trước trái.23
    Hở mạch hay ngắn mạch van điện của bánh xe sau phải.24
    Hở mạch hay ngắn mạch van điện của bánh xe sau trái.31
    Cảm biến tốc độ bánh xe trước phải bị hỏng.




    - Cảm biến tốc độ bánh xe.
    - Rôto cảm biến tốc độ bánh xe
    - Dây điện, giắc nối của cảm biến tốc độ bánh xe

    32
    Cảm biến tốc độ bánh xe trước trái bị hỏng.33
    Cảm biến tốc độ bánh xe sau phải bị hỏng.34
    Cảm biến tốc độ bánh xe sau trái bị hỏng.35
    Hở mạch cảm biến tốc độ bánh xe sau phải hay trước trái.36
    Hở mạch cảm biến tốc độ bánh xe sau trái hay trước phải.37
    Hỏng cả hai rôto cảm biến tốc độ- Rôto cảm biến tốc độ bánh xe41

    Điện ắc quy không bình thường (<9,5 V hay >16 V)- Ắc quy
    - Bộ tiết chế51

    Môtơ bơm của bộ chấp hành bị kẹt hay hở mạch môtơ bơm của bộ chấp hành .- Môtơ bơm, ắc quy và rơle
    - Dây điện ,giắc nối và bulông tiếp mát hay mạch môtơ bơm của bộ chấp hànhLuôn bật

    ABS ECU hỏng- ECU* Chức năng kiểm tra cảm biến:
    Chức năng kiểm tra cảm biến tốc độ:
    1. Kiểm tra điện áp ắc quy: Kiểm tra rằng điện áp ắc quy khoảng 12 V.
    2. Kiểm tra đèn báo ABS.
    a) Bật khoá điện ON.
    b) Kiểm tra rằng đèn báo ABS sáng trong vòng 3 giây. Nếu không, kiểm tra và sửa chửa hay thay cầu chì, bóng đèn hay dây điện.
    c) Kiểm tra rằng đèn ABS tắt.
    d) Tắt khoá điện.
    e) Dùng SST, nối chân E1 với chân Tc và Ts của giắc kiểm tra.
    f) Kéo phanh tay và nổ máy.
    g) Kiểm tra rằng đèn ABS nháy trong khoảng 4 lần /giây
    3. Kiểm tra mức tín hiệu cảm biến.
    - Lái xe chạy thẳng ở tốc độ 4-6 km/h và kiểm tra xem đèn ABS có bật sáng sau khi ngừng 1 giây không.
    - Nếu đèn sáng nhưng không nháy khi tốc độ xe không nằm trong khoảng tiêu chuẩn, dừng xe và đọc mã chẩn đoán, sau đó sửa các chi tiết hỏng.
    - Nếu đèn bật sáng trng khi tốc độ xe từ 4 -6 km/h, việc kiểm tra đã hoàn thành. Khi tốc độ xe vượt quá 6 km/h, đèn ABS nháy lại. Ở trạng thái này cảm biến tốc độ tốt.
    4. Kiểm tra sự thay đổi tín hiệu cảm biến ở tốc độ thấp.
    - Lái xe chạy thẳng với tốc độ 45-55 km/h và kiểm tra xem đèn ABS có sáng sau khi tạm ngừng 1 giây không.
    - Nếu đèn báo bật sáng mà không nháy khi tốc độ xe nằm ngoài khoảng tiêu chuẩn. Dừng xe và đọc mã chẩn đoán. Sau đó sửa các chi tiết hỏng.
    - Nếu đèn báo bật sáng mà không nháy khi tốc độ xe nằm trong khoảng tiêu chuẩn, việc kiểm tra đã hoàn thành. Khi tốc độ xe nằm trong dải tiêu chuẩn, đèn ABS lại nháy. Ở trạng thái này rôto cảm biến tốc độ tốt.
    5. Kiểm tra sự thay đổi tín hiệu cảm biến ở tốc độ cao.
    Kiểm tra như trên ở tốc độ khoảng 110 đến 130 km/h.
    6. Đọc mã chẩn đoán.
    - Dừng xe, đèn báo sẽ bắt đầu nháy.
    - Đếm số lần nháy (Xem mã chẩn đoán).
    7. Sửa các chi tiết hỏng: Sửa hay thay thế các chi tiết bị hỏng.
    8. Đưa hệ thống về trạng thái bình thường.
    - Tắt khoá điện OFF.
    - Tháo SST ra khỏi cực E1, Tc và Ts của giác kiểm tra.




    Bảng 7-2 Mã chẩn đoán
    MãCác kiểu nháyChẩn đoánPhạm vi hư hỏngSáng
    Tắt
    Tất cả các cảm biến tốc độ và rôto cảm biến đều bình thường71

    Điện áp của tín hiệu cảm biến tốc độ phía trước bên phải thấp- Cảm biến tốc độ trước phải.
    - Lắp đặt cảm biến72


    Điện áp của tín hiệu cảm biến tốc độ phía trước bên trái thấp- Cảm biến tốc độ trước bên trái.
    - Lắp đặt cảm biến73

    Điện áp của tín hiệu cảm biến tốc độ phía sau bên phải thấp.- Cảm biến tốc độ sau bên phải.
    - Lắp đặt cảm biến74

    Điện áp của tín hiệu cảm biến tốc độ phía sau bên trái.- Cảm biến tốc độ trước sau bên trái.
    - Lắp đặt cảm biến75

    Thay đổi không bình thường của tín hiệu cảm biến tốc độ phía trước bên phải- Rôto cảm biến tốc độ phía trước bên phải76

    Thay đổi không bình thường của tín hiệu cảm biến tốc độ phía trước bên trái.- Rôto cảm biến tốc độ phía trước bên trái.77

    Thay đổi không bình thường của tín hiệu cảm biến tốc độ phía sau bên trái.- Rôto cảm biến tốc độ phía sau bên trái.78


    Thay đổi không bình thường của tín hiệu cảm biến tốc độ phía sau bên phải.- Rôto cảm biến tốc độ phía sau bên phải.
    7.5. Kiểm tra bộ phận chấp hành.
    1. Kiểm tra điện áp ắc quy: Điện áp ắc quy khoảng 12 V.
    2. Tháo vỏ bộ chấp hành.
    3. Tháo các giắc nối: Tháo 4 giắc nối ra khỏ bộ chấp hành và rơ le điều khiển.
    4. Nối thiết bị kiểm tra bộ chấp hành (SST) vào bộ chấp hành:
    a) Nối thiết bị kiểm tra bộ chấp hành (SST) vào rơ le điều khiển bộ chấp hành và dây điện phía thân xe qua bộ dây điện phụ.
    b) Nối dây đỏ của thiết bị kiểm tra với cực dương ắc quy và dây đen với cực âm. Nối dây đen của bộ dây điện phụ vào cực âm ắc quy hay mát thân xe.
    5. Kiểm tra sự hoạt động của bộ chấp hành:
    a) Nổ máy và cho chay với tốc dộ không tải.
    b) Bật công tắc lựa chọn của thiết bị kiểm tra đến vị trí “FRONT RH”.
    c) Nhấn và giữ công tắc môtơ trong vài dây.
    d) Đạp phanh và giữ nó đên khi hoàn thành bước (g).
    e) Nhấn công tắc POWER và kiểm tra rằng bàn đạp phanh không đi xuống, (Không nên giữ công tắc lâu hơn 10 giây).
    f) Nhả công tắc POWER và kiểm tra rằng bàn đạp phanh đi xuống.
    g) Nhấn và giữ công tắc motor trong vài giây sau đó kiểm tra rằng chân phanh đã về vị trí cũ.
    h) Nhã chân phanh.
    i) Nhấn và giữ công tắc motor trong vài giây.
    j) Đạp phanh và giữ nó trong khoảng 10 giây. Khi đang giữ chân phanh, ấn công tắc motor trong vài giây. Kiểm tra rằng chân phanh không bị rung.
    6. Kiểm tra các bánh xe khác.
    a) Xoay công tắc lựa chọn đến vị trí “FRONT LH”.
    b) Lặp lại từ bước (c) đến bước (f) của mục trên.
    c) Kiểm tra các bánh sau với công tắc lựa chọn ở vị trí “REAR RH” và “REAR LH”, theo quy trình tương tự .
    7. Nhấn công tắc Mô tơ: Nhấn và giữ công tắc motor trong vài giây.
    8. Tháo thiết bị kiểm tra (SST) ra khỏi bộ chấp hành: Tháo phiếu A (SST) và ngắt thiết bị kiểm tra (SST) và bộ dây điện phụ (SST) ra khỏi bộ chấp hành, rơle điều kiển và dây điện phía thân xe.
    9. Nối giắc cắm bộ chấp hành: Nối 4 giắc vào bộ chấp hành và rơle điều khiển.
    10. Lắp các giắc nối: Lắp các giắc nối lên giá đỡ bộ chấp hành.
    11. Lắp vỏ bộ chấp hành.
    12. Xóa mã chẩn đoán.
    7.6. Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe.
    1.Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe.
    a) Tháo giắc cảm biến tốc độ.
    b) Đo điện trở giữa các điện cực.
    - Điện trở: 0,8 ÷ 1,3 k (cảm biến tốc độ bánh trước)
    - Điện trở: 1,1 ÷ 1.7 k (cảm biến tốc độ bánh sau)
    - Nếu điện trở không như tiêu chuẩn, thay cảm biến.
    c) Không có sự thông mạch giữa mỗi chân của cảm biến và thân cảm biến. Nếu có thay cảm biến.
    d) Nối lại các giắc cảm biến tốc độ.
    2. Kiểm tra lại sự lắp các cảm biến.
    a) Chắc chắn rằng bu lông lắp cảm biến được xiết đúng.
    b) Phải không có khe hở giữa cảm biến và giá đở cầu.
    3. Quan sát phần răng cưa của Rô to cảm biến.
    a) Tháo cụm moayơ (sau) hay bán trục (trước).
    b) Kiểm tra các răng của rôto cảm biến xem có bị nứt, vặn hay mất răng.
    c) Lắp cụm moayơ (sau) hay bán trục (trước).

















    8. Kết luận.
    - Qua việc phân tích nguyên lý và tính toán phanh ABS ta thấy quá trình phanh của các xe có trang bị ABS đạt hiệu quả tối ưu, có nhiều ưu điểm hơn hẳn so với các xe không trang bị ABS, nó đảm bảo đồng thời hiệu quả phanh và tính ổn định cao, ngoài ra còn giảm mài mòn và nâng cao tuổi thọ cho lốp.
    - Hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS (Anti-lock Braking System) ngày càng trở nên phổ biến. Nó là hệ thống an toàn chủ động của ôtô, góp phần giảm thiểu tai nạn nguy hiểm có thể xảy ra khi vận hành vì nó điều khiển quá trình phanh một cách tối ưu.
    - Tìm hiểu hệ thống phanh ABS của xe con cho phép người sử dụng, bảo dưỡng, sửa chữa, tư vấn và kiểm định làm việc một cách tối ưu nhằm nâng cao hiệu quả làm việc của hệ thống này.



















    TÀI LIỆU THAM KHẢO
    [1] Nguyễn Hữu Cẩn - Dư Quốc Thịnh - Phạm Minh Thái - Nguyễn Văn Tài - Lê Thị Vàng. “Lý thuyết ôtô máy kéo”. NXB khoa học và kỹ thuật - Hà Nội; 1998.
    [2] Nguyễn Hoàng Việt. “Kết cấu và tính toán ôtô”. Tài liệu lưu hành nội bộ khoa Cơ Khí Giao Thông; Đại Học Đà Nẵng; Đà Nẵng 1998.
    [3] Nguyễn Hữu Cẩn - Phan Ðình Kiên. “Thiết kế và tính toán ôtô máy kéo” NXB Ðại học và trung học chuyên nghiệp - Hà Nội; 1985.
    [4] Nguyễn Hoàng Việt. “Bộ điều chỉnh lực phanh -hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS”. Tài liệu lưu hành nội bộ của khoa cơ khí Giao Thông; Ðại Học Ðà Nẵng; Ðà Nẵng 2003.
    [5] http://www.TOYOTA.com.
    [6] http://www.autoshop101.com.
    [7] http://www.antilock braking system.













    MỤC LỤC Trang
    LỜI NÓI ĐẦU 1
    1. Mục đích, ý nghĩa đề tài. 2
    2. Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống phanh trên xe ô tô. 3
    2.1. Công dụng. 3
    2.2. Yêu cầu. 3
    2.3. Phân loại hệ thống phanh. 5
    3. Cơ sở lý thuyết về hệ thống phanh trang bị ABS. 7
    3.1. Chức năng nhiệm vụ và nguyên lý làm việc. 7
    3.2. Phân loại ABS. 13
    3.3. Một số sơ đồ điển hình. 16
    4. Giới thiệu tổng quan về xe Toyota Corolla Altis 2.0. 19
    4.1. Các thông số kỹ thuật chính. 20
    4.2. Một số hệ thống chính. 21
    5. Hệ thống phanh trên xe Toyota Corolla Altis 2.0. 25
    5.1. Sơ đồ và nguyên lý làm việc. 25
    5.2. Kết cấu và các bộ phận chính. 29
    6. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0 43
    6.1. Các thông số dùng để tính toán. 43
    6.2. Mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu trước và cầu sau. 43
    6.3. Xác định mô men phanh do các cơ cấu phanh sinh ra. 48
    6.4. Lực tác dụng lên bàn đạp phanh. 50
    6.5. Tính toán các chỉ tiêu phanh. 50
    7. Các hư hỏng và biện pháp khắc phục hệ thống phanh trên xe Toyota Corolla Altis 2.0. 50
    7.1. Những công việc bảo dưỡng cần thiết. 50
    7.2. Sửa chữa hư hỏng một số chi tiết, bộ phận chính. 50
    7.3. Kiểm tra hệ thống ABS. 50
    7.4. Kiểm tra hệ thống chuẩn đoán. 50
    7.5. Kiểm tra bộ phận chấp hành. 50
    7.6. Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe. 50
    8. Kết luận. 50
    TÀI LIỆU THAM KHẢO 50
     

Chia sẻ trang này