Kỹ Thuật Hệ Thống Phanh Trên Xe Lexus LX 570 2016

Hệ thống phanh đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo an toàn cho người lái và hành khách. 62 trang · Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải · 2023.

• Tác giả: Phan Phước Quốc
• Người hướng dẫn: TS. Trần Văn Lợi
• Trường học: Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải
• Chuyên ngành: Cơ khí ô tô
• Đề tài: Kỹ Thuật Hệ Thống Phanh Trên Xe Lexus LX 570 2016
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Tp Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH
• 1.1. Tổng quan hệ thống phanh
• 1.2. Hệ thống phanh đỗ xe
• 1.3. Hệ thống phanh
• 1.4. Dẫn động phanh
• 1.5. Bộ điều khiển phanh
• 1.6. Tổng quan về xe Lexus 570
• 1.7. Thông số kỹ thuật xe Lexus 570
• 1.8. Giới thiệu khung gầm, nội thất, ngoại thất
• 1.9. Cấu trúc khung gầm
• 1.10. Cấu tạo thân vỏ
• 1.11. Nội thất, ngoại thất
• 1.12. Nội dung đề tài
• 1.13. Nhiệm vụ cần hoàn chỉnh
• 2. CHƯƠNG 2: KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH
• 2.1. Kết cấu phanh đỗ xe Lexus
• 2.2. Kết cấu hệ thống phanh
• 2.3. Hệ thống điều khiển dẫn động
• 2.4. ABS - Hệ thống chống bó cứng phanh
• 2.5. EBD - Hệ thống phân phối lực phanh điện tử
• 2.6. Hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp
• 2.7. A-TRAC - Hệ thống kiểm soát lực kéo chủ động
• 2.8. VSC - Hệ thống cân bằng điện tử
• 2.9. Hill-start Assist Control - Hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc
• 3. CHƯƠNG 3: KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG PHANH XE LEXUS LX 570 2016
• 3.1. Mô phỏng hệ thống phanh trên phần mềm solidword
• 3.2. Quy định về bảo dưỡng sửa chữa hệ thống phanh
• 3.3. Quy trình bảo dưỡng
• 3.4. Sửa chữa một số hư hỏng hệ thống phanh
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Hệ Thống Phanh Lexus LX 570 2016 Giới Thiệu

Hệ thống phanh đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo an toàn cho người lái và hành khách. Trên xe Lexus LX 570 2016, hệ thống phanh được thiết kế để đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn cao nhất. Từ những hệ thống phanh sơ khai sử dụng trên xe ngựa kéo, đến những công nghệ phanh hiện đại như ABS, EBD, và BA, hệ thống phanh đã trải qua một quá trình phát triển đáng kể. Mục tiêu chính của hệ thống phanh là giảm tốc độ hoặc dừng xe một cách an toàn và hiệu quả. Hệ thống phanh đỗ xe (phanh tay) cũng là một phần quan trọng, đảm bảo xe không bị trôi khi đỗ trên địa hình dốc. Bài viết này sẽ đi sâu vào các thành phần và chức năng của hệ thống phanh trên xe Lexus LX 570 2016, từ cấu tạo cơ bản đến các công nghệ tiên tiến.

1.1. Lịch Sử Phát Triển Hệ Thống Phanh Từ Sơ Khai Đến Hiện Đại

Hệ thống phanh ban đầu chỉ là một cơ cấu đơn giản để làm chậm bánh xe. William Lanchester phát minh ra phanh đĩa năm 1902. Tuy nhiên, mãi đến cuối thế kỷ 20, phanh đĩa mới được ứng dụng rộng rãi. Sự ra đời của hệ thống ABS (Anti-lock Braking System) vào những năm 1970 đánh dấu một bước tiến lớn trong công nghệ phanh. Ngày nay, hệ thống phanh không chỉ dừng lại ở việc giảm tốc độ, mà còn tích hợp nhiều tính năng an toàn như TCS (Traction Control System), EBD (Electronic Brakeforce Distribution), và BSA (Brake Assist System).

1.2. Chức Năng Và Tầm Quan Trọng Của Hệ Thống Phanh LX 570

Hệ thống phanh không chỉ đơn thuần là một bộ phận của xe, mà còn là yếu tố quyết định đến sự an toàn của người lái và hành khách. Chức năng chính là giảm tốc độ hoặc dừng xe một cách an toàn và hiệu quả trong mọi điều kiện. Trên xe Lexus LX 570 2016, hệ thống phanh được thiết kế để đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn cao nhất. Hệ thống phanh đỗ xe (phanh tay) cũng là một phần quan trọng, đảm bảo xe không bị trôi khi đỗ trên địa hình dốc.

II. Tìm Hiểu Cấu Tạo Chi Tiết Hệ Thống Phanh Lexus LX 570

Hệ thống phanh trên Lexus LX 570 2016 bao gồm nhiều thành phần quan trọng. Cơ cấu phanh chính bao gồm phanh đĩa và phanh guốc (tang trống). Phanh đĩa bao gồm đĩa thép, giá đỡ (caliper), và má phanh. Phanh guốc bao gồm má phanh, xylanh phanh bánh xe, và trống phanh. Hệ thống dẫn động phanh thường sử dụng thủy lực, kết hợp với bộ trợ lực phanh chân không để giảm mệt mỏi cho người lái. Ngoài ra, hệ thống điều khiển phanh tích hợp các công nghệ như ABS, TRC, EBD, và BA để tăng cường an toàn và hiệu quả phanh.

2.1. Phanh Đĩa vs. Phanh Tang Trống Ưu Và Nhược Điểm Trên LX 570

Phanh đĩa có ưu điểm về khả năng giải nhiệt tốt và hiệu quả phanh cao hơn sau thời gian dài sử dụng. Tuy nhiên, phanh tang trống có ưu điểm là tránh được bùn đất và bụi bẩn bám vào bề mặt má phanh và trống phanh. Cơ cấu phanh tang trống thường được bố trí trên các dòng xe có trọng tải lớn. Trên Lexus LX 570, phanh đĩa thường được sử dụng ở bánh trước, trong khi bánh sau có thể sử dụng phanh đĩa hoặc tang trống.

2.2. Dẫn Động Phanh Thủy Lực Nguyên Lý Hoạt Động LX 570 2016

Hệ thống phanh dẫn động thủy lực hoạt động dựa trên định luật Pascal. Khi người lái đạp phanh, piston sẽ di chuyển, làm cho má phanh ép sát vào đĩa phanh để thực hiện quá trình phanh. Hệ thống này thường đi kèm với bộ trợ lực phanh chân không để giảm sự mệt mỏi cho người lái và đảm bảo hiệu quả phanh luôn ổn định. Dẫn động phanh thủy lực là loại dẫn động phanh phổ biến nhất hiện nay.

III. Công Nghệ An Toàn Hỗ Trợ Phanh Trên Lexus LX 570 2016

Lexus LX 570 2016 được trang bị nhiều công nghệ an toàn hỗ trợ phanh tiên tiến. Hệ thống ABS (Anti-lock Braking System) ngăn ngừa việc bánh xe bị hãm cứng khi phanh gấp. Hệ thống TRC (Traction Control System) giúp xe ổn định khi tăng tốc trên đường trơn trượt. Hệ thống EBD (Electronic Brakeforce Distribution) phân phối lực phanh giữa bánh trước và bánh sau theo điều kiện xe chạy. Hệ thống BA (Brake Assist System) nâng cao độ an toàn bằng cách tạo xung lực tối đa trên bàn đạp phanh trong những khoảnh khắc khẩn cấp. Các công nghệ này phối hợp với nhau để đảm bảo an toàn tối đa cho người lái và hành khách.

3.1. ABS EBD BA Phân Tích Chức Năng Và Tác Động Đến An Toàn

ABS ngăn chặn bánh xe bị khóa khi phanh gấp, giúp người lái duy trì khả năng kiểm soát hướng đi. EBD phân phối lực phanh tối ưu giữa các bánh xe, tùy thuộc vào tải trọng và điều kiện đường xá. BA tăng cường lực phanh khi phát hiện tình huống phanh khẩn cấp. Cả ba hệ thống này đều đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu nguy cơ tai nạn.

3.2. Hệ Thống Kiểm Soát Lực Kéo TRC Giúp Ổn Định Xe Khi Tăng Tốc

Hệ thống TRC tự động hoạt động khi phát hiện sự trượt ở các bánh xe chủ động, từ đó tác dụng lực phanh lên các bánh xe này và giảm công suất động cơ. Điều này giúp xe không còn bị trượt và duy trì quỹ đạo mong muốn. TRC đặc biệt hữu ích khi tăng tốc trên đường trơn trượt hoặc khi vào cua.

IV. Hướng Dẫn Bảo Dưỡng Hệ Thống Phanh Lexus LX 570 2016

Bảo dưỡng định kỳ hệ thống phanh là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả hoạt động. Các công việc bảo dưỡng bao gồm kiểm tra và thay thế má phanh, kiểm tra và thay dầu phanh, kiểm tra đĩa phanh và tang trống, và kiểm tra các đường ống dẫn dầu phanh. Việc phát hiện và khắc phục sớm các hư hỏng nhỏ có thể giúp ngăn ngừa các sự cố lớn hơn và kéo dài tuổi thọ của hệ thống phanh. Ngoài ra, việc sử dụng phụ tùng chính hãng cũng là một yếu tố quan trọng để đảm bảo chất lượng và độ tin cậy của hệ thống phanh.

4.1. Quy Trình Kiểm Tra Và Thay Thế Má Phanh Dầu Phanh Định Kỳ

Má phanh cần được kiểm tra định kỳ và thay thế khi độ dày đạt đến giới hạn cho phép. Dầu phanh cần được thay thế sau một khoảng thời gian nhất định để đảm bảo tính năng hoạt động tốt. Việc kiểm tra và thay thế định kỳ giúp duy trì hiệu quả phanh và đảm bảo an toàn.

4.2. Các Dấu Hiệu Cảnh Báo Hư Hỏng Hệ Thống Phanh Cần Lưu Ý

Các dấu hiệu cảnh báo hư hỏng hệ thống phanh bao gồm tiếng kêu lạ khi phanh, bàn đạp phanh bị rung hoặc lún sâu, và hiệu quả phanh giảm sút. Khi phát hiện bất kỳ dấu hiệu nào, cần đưa xe đến trung tâm bảo dưỡng để kiểm tra và sửa chữa kịp thời.

V. Sửa Chữa Các Hư Hỏng Thường Gặp Phanh Lexus LX 570

Một số hư hỏng thường gặp trên hệ thống phanh bao gồm má phanh bị mòn, đĩa phanh bị cong vênh, xylanh phanh bị rò rỉ, và hệ thống ABS bị lỗi. Việc sửa chữa cần được thực hiện bởi các kỹ thuật viên có kinh nghiệm và sử dụng các công cụ chuyên dụng. Thay thế phụ tùng chính hãng là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng và độ tin cậy của hệ thống phanh. Ngoài ra, việc kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ có thể giúp ngăn ngừa các hư hỏng và kéo dài tuổi thọ của hệ thống phanh.

5.1. Hướng Dẫn Tự Kiểm Tra Và Khắc Phục Một Số Lỗi Đơn Giản

Người dùng có thể tự kiểm tra một số lỗi đơn giản như mức dầu phanh, độ mòn của má phanh (nếu có thể quan sát được), và tình trạng rò rỉ dầu. Tuy nhiên, các lỗi phức tạp hơn cần được kiểm tra và sửa chữa bởi kỹ thuật viên chuyên nghiệp.

5.2. Khi Nào Cần Mang Xe Đến Gara Để Kiểm Tra Chuyên Sâu Hệ Thống Phanh

Khi phát hiện các dấu hiệu như tiếng kêu lạ, rung lắc, hiệu quả phanh giảm sút, hoặc có đèn cảnh báo trên bảng điều khiển, cần mang xe đến gara để kiểm tra chuyên sâu. Các kỹ thuật viên sẽ sử dụng các công cụ chẩn đoán để xác định nguyên nhân và đưa ra phương án sửa chữa phù hợp.

VI. Kết Luận Tầm Quan Trọng Hệ Thống Phanh Lexus LX 570

Hệ thống phanh là một trong những bộ phận quan trọng nhất của xe Lexus LX 570 2016, đảm bảo an toàn cho người lái và hành khách. Việc hiểu rõ cấu tạo, chức năng, và quy trình bảo dưỡng hệ thống phanh là rất quan trọng để duy trì hiệu quả hoạt động và kéo dài tuổi thọ. Việc bảo dưỡng định kỳ và sửa chữa kịp thời các hư hỏng có thể giúp ngăn ngừa các sự cố lớn hơn và đảm bảo an toàn trên mọi hành trình.

6.1. Tổng Kết Những Điểm Quan Trọng Về Hệ Thống Phanh LX 570

Hệ thống phanh LX 570 là một hệ thống phức tạp với nhiều thành phần và công nghệ tiên tiến. Việc bảo dưỡng và sửa chữa đúng cách là rất quan trọng để đảm bảo an toàn.

6.2. Xu Hướng Phát Triển Của Công Nghệ Phanh Trong Tương Lai

Công nghệ phanh đang ngày càng phát triển với sự ra đời của các hệ thống phanh điện tử, phanh tự động, và phanh tái sinh năng lượng. Các công nghệ này hứa hẹn sẽ mang lại hiệu quả phanh cao hơn, an toàn hơn, và thân thiện với môi trường hơn.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong hệ thống giao thông đường bộ tại Việt Nam, ô tô là phương tiện giữ vai trò chủ đạo trong vận chuyển hành khách và hàng hóa. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp chế tạo ô tô không ngừng cải tiến nhằm đáp ứng các tiêu chuẩn ngày càng khắt khe về tính tiện nghi, tốc độ và đặc biệt là độ an toàn chuyển động. Trong kết cấu tổng thể của xe ô tô, hệ thống phanh là cụm chức năng đóng vai trò quyết định trong việc giảm tốc độ, dừng xe và giữ xe đứng yên an toàn trên đường dốc, hạn chế tối đa nguy cơ tai nạn trong quá trình vận hành. Đề tài tốt nghiệp "Khai thác kỹ thuật hệ thống phanh trên xe Lexus LX 570 2016" được sinh viên Phan Phước Quốc thực hiện nhằm nghiên cứu chuyên sâu về kết cấu cơ khí, nguyên lý hoạt động của các hệ thống an toàn chủ động tích hợp, cùng quy trình kiểm tra, bảo dưỡng và chẩn đoán hư hỏng trên dòng xe SUV cao cấp này.

Nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu cụ thể của đề tài bao gồm:

1. Nghiên cứu tổng quan về lịch sử phát triển của hệ thống phanh ô tô và tổng quan cấu trúc, thông số kỹ thuật của xe Lexus LX 570 đời 2016.
2. Phân tích chi tiết kết cấu và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh chính, phanh đỗ, cơ cấu bàn đạp, cụm trợ lực thủy lực, bộ tích áp và cụm van điều khiển điện tử.
3. Làm rõ nguyên lý vận hành của các hệ thống điều khiển phanh an toàn chủ động tích hợp trên xe: hệ thống chống bó cứng phanh đa địa hình (Multi-terrain ABS), phân phối lực phanh điện tử (EBD), hỗ trợ phanh khẩn cấp (BA), kiểm soát lực kéo chủ động (A-TRAC), cân bằng điện tử (VSC), hỗ trợ khởi hành ngang dốc (Hill-start Assist Control) và hệ thống kiểm soát vượt địa hình (CRAWL Control).
4. Xây dựng mô hình 3D các chi tiết của cụm cơ cấu phanh trước bằng phần mềm SolidWorks.
5. Khai thác quy trình kỹ thuật về bảo dưỡng định kỳ, chẩn đoán triệu chứng hư hỏng, tra cứu mã lỗi chẩn đoán (DTC) và quy trình kiểm tra, sửa chữa, thay thế các chi tiết của hệ thống phanh theo tiêu chuẩn kỹ thuật.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là hệ thống phanh trên xe Lexus LX 570 phiên bản 2016. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào không gian kết cấu cơ khí - thủy lực - điện tử của hệ thống phanh trên xe, cùng các quy định, quy trình bảo dưỡng, sửa chữa theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất Toyota/Lexus và các quy định kỹ thuật hiện hành của Bộ Giao thông Vận tải Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết của đề tài dựa trên nguyên lý thủy lực học (định luật Pascal về sự truyền áp suất chất lỏng trong bình kín), lý thuyết ma sát và động lực học quá trình phanh ô tô. Về mặt điều khiển điện tử, nghiên cứu dựa trên các thuật toán tối ưu hóa lực bám giữa bánh xe với mặt đường và ổn định quỹ đạo chuyển động thông qua việc điều biến áp suất dầu phanh độc lập tại từng bánh xe.

Các cơ sở pháp lý và tiêu chuẩn kỹ thuật được áp dụng bao gồm:

• Quy định của Nhà nước Việt Nam về chẩn đoán, bảo dưỡng và sửa chữa ô tô theo Thông tư số 53/2014/TT-BGTVT của Bộ Giao thông Vận tải (thay thế Thông tư số 992/2003/TT-BGTVT).
• Quy định bảo dưỡng định kỳ và tiêu chuẩn sửa chữa của nhà sản xuất Toyota/Lexus dành cho xe Lexus LX 570 2016.
• Tiêu chuẩn dầu phanh chất lượng cao theo tiêu chuẩn SAE J1703 hoặc tiêu chuẩn an toàn xe cơ giới liên bang Hoa Kỳ FMVSS No. 116 DOT3.

Phương pháp nghiên cứu thực tế bao gồm:

• Phương pháp phân tích, tổng hợp tài liệu chuyên ngành: Thu thập, dịch thuật và hệ thống hóa các sơ đồ nguyên lý, tài liệu hướng dẫn bảo dưỡng và cẩm nang sửa chữa chính hãng của dòng xe Lexus LX 570.
• Phương pháp mô hình hóa hình học kỹ thuật: Ứng dụng phần mềm SolidWorks (môi trường Part và Assembly) để dựng hình 3D các chi tiết cơ khí của cụm cơ cấu phanh trước.
• Phương pháp phân tích logic chẩn đoán kỹ thuật: Phân tích cây chẩn đoán triệu chứng hư hỏng, kết hợp quét mã lỗi điện tử (DTC) và hướng dẫn sử dụng chức năng kiểm tra kích hoạt (Active Test) bằng máy chẩn đoán chuyên dụng.

Nguồn dữ liệu của đề tài được trích xuất từ tài liệu kỹ thuật chính thống của dòng xe Lexus LX 570 2016 do tập đoàn Toyota Motor ban hành, kết hợp cùng các giáo trình và quy chuẩn kỹ thuật chuyên ngành Cơ khí Ô tô thuộc Trường Đại học Giao thông Vận tải.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan hệ thống phanh

Chương 1 trình bày lịch sử tiến hóa của hệ thống phanh từ cơ cấu phanh gỗ trên xe ngựa kéo đến phanh đĩa do William Lanchester phát minh năm 1902, ứng dụng rộng rãi từ năm 1949 và sự ra đời của hệ thống ABS vào thập niên 1970. Tác giả phân loại hệ thống phanh đỗ (phanh cơ khí kiểu cần gạt, kiểu thanh kéo, phanh dẫn động điện từ) và cơ cấu phanh chính (phanh đĩa và phanh tang trống). Đồng thời, chương này phân tích các ưu - nhược điểm của từng loại cơ cấu: phanh đĩa giải nhiệt tốt, chống mất phanh hiệu quả; phanh tang trống có khả năng che chắn bụi bẩn nhưng tản nhiệt kém và dễ kẹt mạt sắt.

Tiếp đó, tác giả giới thiệu tổng thể dòng xe Lexus LX 570 2016 với khung gầm sử dụng thép cường độ cao và siêu cao (độ bền gấp 1,3 lần thép thông thường tại các trụ và thanh rocker), thân vỏ tăng cường cowl để gia tăng độ cứng xoắn. Động cơ xe là loại V8 5.7L 32 van DOHC, kết hợp hộp số tự động/ECVT và hệ dẫn động 4 bánh toàn thời gian với vi sai chống trượt Torsen.

Thông số kỹ thuật	Giá trị
Chiều dài tổng thể	5080 mm
Chiều rộng tổng thể	1980 mm
Chiều cao tổng thể	1865 mm
Chiều dài cơ sở	2850 mm
Trọng lượng xe	2210 kg
Đường kính vành bánh xe	21 inch
Động cơ	V8 5.7L, 32 van DOHC
Công suất cực đại	367 kW tại 5600 vòng/phút (367 mã lực)
Mô-men xoắn cực đại	530 Nm tại 3200 vòng/phút
Khả năng tăng tốc 0–100 km/h	7,7 giây
Thời gian chạy 0–400 m	14,3 giây
Tốc độ tối đa	250 km/h (có điều chỉnh)

Chương 2: Kết cấu hệ thống phanh

Chương 2 đi sâu vào cấu tạo chi tiết các cụm tổng thành phanh trên xe Lexus LX 570 2016:

• Cơ cấu phanh đỗ: Sử dụng loại phanh tang trống kết hợp trong lòng đĩa phanh bánh sau (drum-in-hat), giúp tối ưu hóa không gian lắp ráp. Hệ thống dẫn động bằng cáp cơ khí nối từ cần phanh tay đến cơ cấu đòn bẩy làm bung guốc phanh ép vào tang trống.
• Cơ cấu phanh chính: Trang bị phanh đĩa trên cả 4 bánh. Cụm phanh trước sử dụng kẹp phanh (caliper) kiểu piston kép bố trí hai bên đĩa phanh; cụm phanh sau sử dụng kẹp phanh piston đơn kết hợp cơ cấu phanh đỗ tang trống bên trong. Má phanh làm từ vật liệu chịu nhiệt cao (đồng thau hoặc gốm).
• Bộ trợ lực thủy lực và tạo áp suất: Khác với bầu trợ lực chân không truyền thống, xe sử dụng cụm trợ lực phanh thủy lực nhỏ gọn đồng trục với xi lanh chính. Hệ thống gồm bơm piston dẫn động bởi mô tơ điện, bộ tích áp nạp khí nitơ áp suất cao có ống kim loại kín khí, bình chứa dầu, các cảm biến áp suất xi lanh chính và cảm biến áp suất bộ tích áp.
• Bộ chấp hành điều khiển phanh điện tử: Bao gồm ECU điều khiển trượt, 4 van điện từ chuyển mạch (gồm 2 van SMCF, SREA ở đường dẫn phanh trước; 1 van SREC ở đường dẫn phanh sau; 1 van STR ở đường cấp dầu từ bình tích áp) và 8 van điện từ điều khiển (mỗi bánh xe gồm 1 van giữ áp và 1 van giảm áp) để thực hiện 3 chế độ: tăng áp, giữ áp và giảm áp.

Hệ thống điều khiển	Chức năng hoạt động chính
Multi-terrain ABS	Chống bó cứng bánh xe; tự động nhận diện bề mặt địa hình (cát, bùn, sỏi) thông qua công suất động cơ, độ gia tốc và tốc độ bánh xe để chọn tỷ lệ trượt tối ưu.
EBD	Phân bổ lực phanh hợp lý giữa cầu trước/sau theo tải trọng và điều khiển lực phanh bánh bên trái/phải khi quay vòng để ổn định thân xe.
Brake Assist (BA)	Cung cấp lực phanh bổ trợ cực đại khi ECU phát hiện thao tác đạp phanh gấp dựa trên tín hiệu từ cảm biến áp suất xi lanh chính.
A-TRAC	Phanh bánh xe bị trượt trên đường gồ ghề/tuyết và phân phối mô-men sang các bánh còn lại, tạo hiệu ứng vi sai trượt giới hạn (LSD).
VSC	Kiểm soát công suất động cơ và lực phanh từng bánh riêng biệt nhằm ngăn chặn hiện tượng trượt ngang bánh trước (văng đầu) hoặc bánh sau (văng đuôi) khi vào cua.
Hill-start Assist	Tự động giữ áp suất phanh trên 4 bánh tối đa khoảng 5 giây khi khởi hành ngang dốc nhằm chống trôi lùi xe khi chuyển chân phanh sang chân ga.
CRAWL Control	Tự động điều chỉnh mô-men động cơ và áp suất phanh 4 bánh để duy trì tốc độ thấp ổn định khi vượt địa hình hiểm trở mà không cần người lái đạp ga hay phanh.

Chương 3: Khai thác kỹ thuật hệ thống phanh xe Lexus LX 570 2016

Chương 3 tập trung vào khía cạnh thực hành kỹ thuật, mô phỏng và chẩn đoán bảo dưỡng:

• Mô phỏng 3D trên SolidWorks: Tác giả tiến hành thiết kế và dựng mô hình không gian 3D (môi trường Part) cho các chi tiết cụ thể: bộ giữ má phanh, piston phanh, đĩa phanh, kẹp phanh, pad giữ má phanh, chốt giữ phanh, ống dẫn dầu phanh, má phanh và mô hình lắp ráp cụm cơ cấu phanh trước.
• Quy trình và cấp bảo dưỡng kỹ thuật: Thực hiện theo Thông tư 53/2014/TT-BGTVT và quy chuẩn Toyota, phân cấp thành 4 cấp định kỳ theo số km:
  • Cấp nhỏ (sau 8.000 km): Xả khí, kiểm tra vệ sinh má phanh, đĩa phanh, kiểm tra dầu phanh, đèn báo phanh, phanh tay.
  • Cấp trung bình (sau 10.000 km): Kiểm tra hành trình tự do bàn đạp phanh và khả năng hoạt động tổng thể.
  • Cấp trung bình lớn (sau 20.000 km): Kiểm tra đường ống phanh dẫn dầu, kiểm tra hiện tượng tắc nghẽn.
  • Cấp lớn (sau 40.000 km): Kiểm tra tháo rã cụm đĩa phanh và piston xi lanh phanh.
• Quy trình thay dầu và xả khí: Sử dụng dầu phanh tiêu chuẩn SAE J1703 hoặc FMVSS No. 116 DOT3; châm dầu vào bình chứa giữa mức Max và Min; tiến hành đạp nhồi bàn đạp phanh và nới lỏng ốc xả khí để đẩy toàn bộ bọt khí và dầu cũ ra ngoài cho đến khi dầu mới xuất hiện thì siết chặt ốc xả.
• Chẩn đoán hư hỏng theo triệu chứng và mã lỗi:

Hiện tượng hư hỏng	Khu vực nghi ngờ và biện pháp xử lý
Hệ thống ABS, BA, EBD mất tác dụng	Kiểm tra mã DTC; kiểm tra mạch cảm biến tốc độ trước/sau; kiểm tra nguồn IG; kiểm tra chức năng Active Test bằng máy chẩn đoán; kiểm tra rò rỉ thủy lực; thay thế ECU điều khiển trượt nếu cần.
Đèn cảnh báo ABS hoặc BRAKE sáng liên tục	Kiểm tra mạch đèn cảnh báo; kiểm tra bộ chấp hành phanh (ECU điều khiển trượt).
Lệch phanh	Má phanh dính dầu mỡ; má phanh nứt hoặc biến dạng.
Đạp mạnh phanh nhưng hiệu quả kém	Rò rỉ dầu phanh; có bọt khí trong hệ thống; má phanh bị chai cứng; rò rỉ áp suất trợ lực; má phanh nứt hoặc biến dạng.
Tiếng ồn phát ra từ cơ cấu phanh	Má phanh nứt hoặc chai cứng; bu lông lắp xi lanh hoặc bu lông đỡ càng phanh bị lỏng.
Hiện tượng bó phanh	Hành trình tự do bàn đạp phanh quá nhỏ; điều chỉnh khe hở guốc phanh đỗ sai; rò rỉ áp suất hệ thống trợ lực.

Mã lỗi DTC	Vị trí chẩn đoán chi tiết
C0200/31	Mạch cảm biến tốc độ bánh xe phía trước bên phải (RH)
C0205/32	Mạch cảm biến tốc độ bánh xe phía trước bên trái (LH)
C0210/33	Mạch cảm biến tốc độ bánh xe phía sau bên phải (RH)
C0215/34	Mạch cảm biến tốc độ bánh xe phía sau bên trái (LH)
C1239/39	Có vật thể lạ bám trên đầu cảm biến tốc độ phía sau bên trái (LH)
C1243/43	Cảm biến gia tốc bị trục trặc
C1244/44	Hở mạch hoặc ngắn mạch trong mạch cảm biến giảm tốc
C1245/45	Sự cố tín hiệu đầu ra của cảm biến gia tốc

• Tiêu chuẩn kiểm tra và giới hạn mòn đĩa phanh:

Hạng mục kiểm tra	Phanh trước	Phanh sau
Độ dày tiêu chuẩn	28 mm	10 mm
Độ dày tối thiểu cho phép	25 mm	8,5 mm
Độ đảo tối đa cho phép	0,05 mm	0,15 mm

• Quy trình 17 bước tháo lắp và kiểm tra má phanh: Trình bày chi tiết từ khâu chuẩn bị dụng cụ, cài đặt hệ thống về chế độ dịch vụ (Service Mode đối với phanh sau), tháo cáp phanh đỗ, xoay và ép piston phanh bằng công cụ chuyên dùng, kiểm tra cảm biến mòn má phanh (loại cơ học phát ra tiếng kêu hoặc loại tiếp điểm điện tử báo đèn táp-lô), vệ sinh bề mặt má phanh bằng giấy nhám theo hình số 8 và dung dịch tẩy rửa chuyên dụng, kiểm tra mức dầu phanh và ghi nhận vào phiếu kiểm tra (checksheet).

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã tổng hợp và chuẩn hóa toàn bộ cơ sở kỹ thuật về hệ thống phanh trên dòng xe Lexus LX 570 2016 với các kết quả cụ thể:

• Làm rõ cấu trúc của hệ thống phanh tích hợp trợ lực thủy lực cao áp và mạng lưới 12 van điện từ điều biến áp suất, giải thích chi tiết nguyên lý làm việc của các tính năng an toàn cao cấp (Multi-terrain ABS, EBD, BA, A-TRAC, VSC, HAC, CRAWL).
• Dựng thành công mô hình hình học 3D của 8 chi tiết cơ khí và cụm lắp ráp phanh đĩa trước trên phần mềm SolidWorks.
• Thiết lập bảng dữ liệu tiêu chuẩn kỹ thuật về độ dày (trước: 28/25 mm; sau: 10/8,5 mm) và độ đảo giới hạn (trước: 0,05 mm; sau: 0,15 mm) phục vụ việc đánh giá khả năng tái sử dụng hoặc thay thế đĩa phanh.
• Hệ thống hóa bảng tra cứu 8 mã lỗi DTC tiêu biểu liên quan đến cảm biến tốc độ, cảm biến gia tốc và bảng hướng dẫn chẩn đoán 6 nhóm triệu chứng hư hỏng thường gặp.
• Xây dựng quy trình bảo dưỡng 4 cấp theo số km (8.000 – 10.000 – 20.000 – 40.000 km) và quy trình 17 bước kiểm tra, thay thế má phanh chuẩn kỹ thuật.

Đóng góp của đề tài thể hiện ở việc cung cấp một bộ tài liệu khai thác kỹ thuật có hệ thống, kết hợp giữa lý thuyết kết cấu và thực hành sửa chữa đối với dòng xe Lexus LX 570 2016, đáp ứng yêu cầu tài liệu tham khảo chuyên ngành cơ khí ô tô tại Việt Nam.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài:

• Nghiên cứu tập trung vào một model xe cụ thể (Lexus LX 570 2016), chưa mở rộng so sánh với các hệ thống phanh trên các dòng xe cùng phân khúc.
• Việc ứng dụng phần mềm SolidWorks mới dừng lại ở mức độ dựng hình 3D hình học (Part/Assembly), chưa thực hiện mô phỏng phân tích phần tử hữu hạn (FEA) về ứng suất cơ nhiệt của đĩa phanh khi phanh ngặt hoặc mô phỏng dòng thủy lực (CFD).
• Các dữ liệu chẩn đoán và quy trình bảo dưỡng được xây dựng dựa trên cẩm nang sửa chữa của nhà sản xuất, chưa có điều kiện kiểm chứng thực nghiệm đo đạc lực phanh trên bệ thử chuyên dụng (Roller Brake Tester).

Hướng nghiên cứu tiếp:

• Ứng dụng các mô-đun mô phỏng động lực học và mô phỏng nhiệt trên SolidWorks Simulation hoặc ANSYS để đánh giá sự phân bố nhiệt độ và độ biến dạng của đĩa phanh khi rà phanh liên tục trên đèo dốc.
• Nghiên cứu sâu về giao thức truyền thông mạng CAN bus kết nối giữa ECU điều khiển trượt với các ECU điều khiển động cơ và hộp số trên xe Lexus.

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho:

• Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Cơ khí Ô tô, Công nghệ Ô tô thực hiện đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp về hệ thống phanh và hệ thống điều khiển an toàn chủ động trên ô tô.
• Giảng viên chuyên ngành sử dụng làm tư liệu giảng dạy thực hành chẩn đoán, bảo dưỡng hệ thống phanh hiện đại.
• Kỹ thuật viên tại các trung tâm dịch vụ, garage sửa chữa ô tô tra cứu quy trình thay dầu xả khí, bảng tra mã lỗi DTC và các thông số kỹ thuật giới hạn mòn đĩa phanh của dòng xe Lexus LX 570 2016.

Các nội dung có giá trị tham khảo cao nhất gồm: Bảng phân cấp bảo dưỡng định kỳ 4 cấp theo số km; Sơ đồ điều khiển áp suất thủy lực của ABS đa địa hình; Bảng thông số độ dày và độ đảo đĩa phanh; Quy trình 17 bước thay thế má phanh có cơ cấu phanh đỗ điện tử.

Câu hỏi thường gặp

1. Cơ cấu kẹp phanh (caliper) ở bánh trước và bánh sau của xe Lexus LX 570 2016 có điểm gì khác nhau?
Cụm phanh trước sử dụng kẹp phanh loại piston kép (gồm 2 piston đặt đối xứng ở hai bên đĩa phanh), trong khi cụm phanh sau sử dụng kẹp phanh loại piston đơn (1 piston đặt ở một bên đĩa phanh) kết hợp với cơ cấu phanh đỗ tang trống đặt bên trong lòng đĩa.

2. Cụm điều khiển phanh thủy lực trên xe Lexus LX 570 2016 sử dụng bao nhiêu van điện từ?
Hệ thống sử dụng tổng cộng 12 van điện từ điều khiển bởi ECU trượt, bao gồm: 4 van điện từ chuyển mạch (2 van SMCF và SREA cho phanh trước, 1 van SREC cho phanh sau, 1 van STR nối đường dầu bình tích áp) và 8 van điện từ điều khiển (mỗi bánh xe gồm 1 van giữ áp và 1 van giảm áp).

3. Giới hạn độ dày và độ đảo cho phép của đĩa phanh trước và sau xe Lexus LX 570 2016 là bao nhiêu?
Đối với đĩa phanh trước: độ dày tiêu chuẩn 28 mm, độ dày tối thiểu cho phép 25 mm, độ đảo tối đa 0,05 mm. Đối với đĩa phanh sau: độ dày tiêu chuẩn 10 mm, độ dày tối thiểu cho phép 8,5 mm, độ đảo tối đa 0,15 mm.

4. Khi máy quét chẩn đoán báo mã lỗi C0200/31 và C1239/39 thì hệ thống phanh đang gặp sự cố gì?
Mã lỗi C0200/31 chỉ thị sự cố tại mạch cảm biến tốc độ bánh xe phía trước bên phải (RH); mã lỗi C1239/39 cảnh báo có vật thể lạ bám trên đầu cảm biến tốc độ bánh xe phía sau bên trái (LH).

5. Lịch bảo dưỡng định kỳ hệ thống phanh xe Lexus LX 570 được phân chia theo các cấp số km như thế nào?
Hệ thống được bảo dưỡng theo 4 cấp: Cấp nhỏ (sau 8.000 km - xả khí, vệ sinh má/đĩa phanh, kiểm tra dầu phanh, đèn báo, phanh tay); Cấp trung bình (sau 10.000 km - kiểm tra hành trình tự do bàn đạp và hoạt động hệ thống); Cấp trung bình lớn (sau 20.000 km - kiểm tra đường ống và tắc nghẽn phanh); Cấp lớn (sau 40.000 km - kiểm tra cụm đĩa phanh và piston).

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Phan Phước Quốc đã phân tích toàn diện kết cấu cơ khí, nguyên lý thủy lực và mạng lưới điều khiển điện tử của hệ thống phanh trên xe Lexus LX 570 2016. Nghiên cứu đã mô hình hóa 3D thành công các chi tiết cụm phanh trước trên phần mềm SolidWorks, đồng thời thiết lập hệ thống dữ liệu kỹ thuật chuẩn xác về thông số đĩa phanh, mã lỗi DTC và quy trình bảo dưỡng 4 cấp định kỳ. Đây là tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo thực tiễn cao cho sinh viên ngành Cơ khí Ô tô cũng như đội ngũ kỹ thuật viên trong công tác chẩn đoán và sửa chữa ô tô cao cấp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH 1. Tổng quan hệ thống phanh Hệ thống phanh đầu tiên được sử dụng trên những xe ngựa kéo. Loại xe này có tốc độ nhanh nhưng ngựa lại không thể tự mình dừng chiếc xe này lại. Cơ cấu phanh đầu tiên làm chậm tốc độ bánh xe bằng một cần kéo bằng tay.

Một khối gỗ nhỏ đôi khi được bọc da sẽ tiếp xúc trực tiếp với vành bánh xe để làm giảm tốc độ. Tuy nhiên trong điều kiện thời tiết ẩm ướt thì cơ cấu phanh này không hiệu quả. Sau đó vào đầu thế kỉ 20 xe hơi phát triển và có tốc độ vượt qua 100 km/h vì thế yêu cầu sự ra đời của hệ thống phanh hiệu quả hơn. Phanh đĩa được phát minh lần đầu tiên vào năm 1902 bởi một người Anh tên là William Lanchester.

Tuy nhiên mãi đến cuối thế kỉ 20 phanh đĩa mới được áp dụng thực tế. Vấn đề chính nằm ở tiếng kêu lớn khi đĩa phanh ma sát với má phanh bằng đồng. Vì lý do này và một vài nguyên nhân khác mà hệ thống phanh này chưa được sử dụng rộng rãi vào thời gian này. Phanh đĩa được sử dụng rộng rãi từ những năm 1949, sử dụng kẹp phanh (Caliper) thủy lực và má phanh tạo từ vật liệu ma sát cao.

Vào những năm 1970 hệ thống phanh ABS ra đời với sự xuất hiện của bộ điều khiển thủy lực và cảm biến tốc độ bánh xe. Hệ thống phanh giờ đây hoạt động hiệu quả và chính xác hơn. Ngoài ra còn có các hệ thống an toàn như TCS, EBD, BSA,…giúp cho việc phanh xe trở nên an toàn và chính xác hơn. Hệ thống phanh đỗ xe Còn được gọi là phanh dừng, hoặc phanh khẩn cấp là cần gạt gần cột lái.

Phanh tay có thể ở những vị trí khác nhau nhưng chỉ được sử dụng khi dừng khẩn cấp hoặc khi xe ở trạng thái đứng yên. Phanh tay hoạt động thông qua pít- tông trong calip hoặc trên phanh guốc chuyên dụng bên trong roto phía sau. Vì nằm ở bánh sau nên phanh dừng có khả năng giảm tốc rất kém và có khả năng làm quay xe. Phanh tay có 3 loại : Phanh tay cơ khí, dẫn động cơ khí và phanh tay điện từ.1 Mô phỏng phanh tay 1, Lớp ma sát của guốc phanh ; 2, Cáp phanh đỗ ; 3, Cần phanh đỗ - Lớp ma sát của phanh : Lớp ma sát guốc phanh là vật liệu ma sát được gắn vào mặt ngoài của guốc phanh.

- Cáp phanh đỗ : Cáp phanh đỗ nối bàn đạp phanh hoặc tay phanh với phanh đỗ. - Cần phanh đỗ : Một đòn bẩy ở bên trong phanh tang trống làm bung guốc phanh ra ngoài; đầu dài được nối với cáp phanh đỗ; phía đối diện nối với guốc phanh và đẩy lên thanh tác dụng lên guốc phanh khác. Nguyên lý hoạt động: Phanh tay cơ khí gồm sợi dây cáp kết nối với 2 bánh sau. Khi người lái kéo phanh,dây cáp tác dụng vào đòn quay biến lực kéo thành lực ép guốc phanh vào tang trống, hạn chế chuyển động quay của bánh xe giúp xe dừng lại.

Nếu bánh sau sử dụng phanh đĩa, phanh tay cơ khí sẽ tận dụng cơ cấu này để dừng xe. Khi nhả phanh, người lái bấm nút ở đầu phanh tay và đẩy cần phanh trở về vị trí cũ.2 Kết cấu phanh đĩa kết hợp phanh tang tống 3 Hình 1.3 Phanh đĩa kết hợp phanh tang tống Phanh tay cơ khí chia ra làm 2 loại: Loại cần (Chủ yếu sử dụng ở xe du lịch và xe thương mại (loại phổ biến nhất hiện nay); Loại thanh kéo (Dùng ở một số xe thương mại) Hình 1.