CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ 1. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI VÀ CẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG PHANH 1. Công dụng Hệ thống phanh dùng để: - Giảm tốc độ của ô tô máy kéo cho đến 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 thế ô tô máy kéo mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năng suất vận chuyển.
Hệ thống phanh trên ô tô gồm các bộ phận chính: cơ cấu phanh, dẫn động phanh. Ngày nay trên cơ sở các bộ phận kể trên, hệ thống phanh còn được bố trí thêm các thiết bị nâng cao hiệu quả phanh. Cơ cấu phanh: được bố trí ở gần bánh xe, thực hiện chức năng của các cơ cấu ma sát nhằm tạo ra mô men hãm trên các bánh xe của ô tô khi phanh. Dẫn động phanh: bao gồm các bộ phận liên kết từ cơ cấu điều khiển (bàn đạp phanh, cần kéo phanh) tới các chi tiết điều khiển sự hoạt động của cơ cấu phanh.
Dẫn động phanh dùng để truyền và khuếch đại lực điều khiển từ cơ cấu điều khiển phanh đến các chi tiết điều khiển hoạt động của cơ cấu phanh. Yêu cầu Hệ thống phanh trên ô tô cần đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau: - Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe, nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất, khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm. 4 Downloaded by SAU DO (saudinh3@gmail.com) lOMoARcPSD|39270902 - Điều khiển nhẹ nhàng và thuận lợi: lực tác dụng lên bàn đạp hay cần kéo điều khiển phù hợp với khả năng thực hiện liên tục của con người. - Đảm bảo sự ổn định của ô tô và phanh êm dịu trong mọi trường hợp.
- Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao, đảm bảo mối tương quan giữa lực bàn đạp với sự phanh của ô tô trong quá trình thực hiện phanh. - Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt, duy trì ổn định hệ số ma sát trong cơ cấu phanh trong mọi điều kiện sử dụng. - Hạn chế tối đa hiện tượng trượt lết bánh xe khi phanh với các cường độ lực bàn đạp khác nhau. - Có khả năng giữ ô tô đứng yên trong thời gian dài, kể cả trên nền đường dốc.
- Đảm bảo độ tin cậy của hệ thống trong khi thực hiện phanh trong mọi trường hợp sử dụng, kể cả khi một phần dẫn động điều khiển có hư hỏng. Phân loại hệ thống phanh a. Theo đặc điểm điều khiển - Phanh chính (phanh chân), dùng để giảm tốc độ khi xe chuyển động, hoặc dừng hẳn xe. - Phanh phụ (phanh tay), dùng để đỗ xe khi người lái rời khỏi buồng lái và dùng làm phanh dự phòng.
- Phanh bổ trợ (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ), dùng để tiêu hao bớt một phần động năng của ôtô khi cần tiến hành phanh lâu dài (phanh trên dốc dài, …). Theo kết cấu của cơ cấu phanh - Cơ cấu phanh tang trống. - Cơ cấu phanh dải. Theo dẫn động phanh 5 Downloaded by SAU DO (saudinh3@gmail.com) lOMoARcPSD|39270902 - Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí.
- Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực. - Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén. - Hệ thống phanh dẫn động liên hợp: cơ khí, thủy lực, khí nén, … - Hệ thống phanh dẫn động có trợ lực. Theo mức độ hoàn thiện của hệ thống phanh Hệ thống phanh được hoàn thiện theo hướng nâng cao chất lượng điều khiển ôtô khi phanh, do vậy trang bị thêm các bộ điều chỉnh lực phanh: - Bộ điều chỉnh lực phanh (bộ điều hòa lực phanh).
- Bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh có ABS). Trên hệ thống phanh có ABS còn có thể bố trí các liên hợp điều chỉnh: hạn chế trượt quay, ổn định động học ô tô… nhằm hoàn thiện khả năng cơ động, ổn định của ô tô khi không điều khiển phanh. Cấu tạo chung của hệ thống phanh Hình 1. Cấu tạo chung hệ thống phanh Hệ thống phanh trên ô tô gồm có các bộ phận chính: cơ cấu phanh, dẫn động phanh.
Ngày nay trên cơ sở các bộ phận kể trên, hệ thống phanh còn được bố trí thêm các thiết bị nâng cao hiệu quả phanh. 6 Downloaded by SAU DO (saudinh3@gmail.com) lOMoARcPSD|39270902 - Cơ cấu phanh: được bố trí ở gần bánh xe, thực hiện chức năng của các cơ cấu ma sát nhằm tạo ra mômen hãm trên các bánh xe của ô tô khi phanh. - Dẫn động phanh: bao gồm các bộ phận liên kết từ cơ cấu điều khiển (bàn đạp phanh, cần kéo phanh) tới các chi tiết điều khiển sự hoạt động của cơ cấu phanh. Dẫn động phanh dùng để truyền và khuếch đại lực điều khiển từ cơ cấu điều khiển phanh đến các chi tiết điều khiển hoạt động của cơ cấu phanh.
7 Downloaded by SAU DO (saudinh3@gmail.com) lOMoARcPSD|39270902 CHƯƠNG 2. SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TOYOTA VIOS 2017 2. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TOYOTA VIOS 2017 Hình 2. Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Vios 2017 1- Các cảm biến tốc độ 2- Đường dầu 3- Xilanh phanh chính 4- Bầu trợ lực chân không 5- Công tắc đèn phanh 6- Bàn đạp phanh 7- Cơ cấu phanh sau 8- Bảng táp lô 9- Cơ cấu phanh trước 2.
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA VIOS 2017 2. Cấu tạo của ABS Cấu tạo của hệ thống ABS gồm các phần tử sau: + Cảm biến tốc độ bánh xe: đo tốc độ bánh xe của mỗi bánh trong 4 bánh xe, có 4 cảm biến tốc độ bánh xe. + Bộ điều khiển ABS : điều khiển hoạt động của bộ chấp hành ABS theo các tín hiệu nhận được từ cảm biến tốc độ bánh xe và các công tắc áp suất. 8 Downloaded by SAU DO (saudinh3@gmail.com) lOMoARcPSD|39270902 + Bộ chấp hành ABS: bộ chấp hành ABS cấp hay ngắt áp suất dầu từ xi lanh phanh chính và trợ lực phanh đến mỗi xi lanh phanh bánh xe theo tín hiệu điều khiển từ ABS – ECU để điều khiển tốc độ bánh xe.
Nguyên lý làm việc 2. Khi không phanh Khi không phanh, không có lực tác dụng lên bàn đạp phanh nhưng cảm biến tốc độ luôn đo tốc độ bánh xe và gửi về khối điều khiển ECU khi xe hoạt động. Khi phanh phanh thường(ABS không hoạt động) 1 2 4 3 5 13 6 14 15 ECU 9 7 8 10 12 11 Hình 2. Khi phanh bình thường Khi người lái đạp phanh, rà phanh mà lực phanh chưa đủ lớn để xảy ra hiện tượng trượt bánh xe quá giới hạn cho phép, dầu phanh với áp suất cao sẽ đi từ tổng phanh đến lỗ nạp thường mở của van nạp để đi vào và sau đó đi ra mà không hề bị cản trở bởi bất kỳ một chi tiết nào trong bộ chấp hành ABS.
Dầu phanh sẽ được đi đến các xilanh bánh xe hoàn toàn giống với hoạt động của phanh thường không có ABS. 9 Downloaded by SAU DO (saudinh3@gmail.com) lOMoARcPSD|39270902 Khi phanh các xilanh bánh xe sẽ ép các má phanh vào đĩa phanh hay đĩa phanh tạo ra lực ma sát phanh làm giảm tốc độ của bánh xe và của xe. Ở chế độ này bộ điều khiển ECU không gửi tín hiệu đến bộ chấp hành ABS, mặc dù cảm biến tốc độ vẫn luôn hoạt động và gửi tín hiệu đến ECU. Khi phanh khẩn cấp (ABS làm việc) Khi người lái tác dụng lên bàn đạp phanh đủ lớn sẽ gây nên hiện tượng trượt.
Khi hệ số trượt vượt quá giới hạn quy định (10 30%) thì ABS sẽ bắt đầu làm việc và chế độ làm việc của ABS gồm các giai đoạn sau: a. Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất: Khi phát hiện thấy sự giảm nhanh tốc độ của bánh xe từ tín hiệu của cảm biến tốc độ gửi đến, bộ điều khiển ECU sẽ xác định xem bánh xe nào bị trượt quá giới hạn quy định. Sau đó, bộ điều khiển ECU sẽ gữi tín hiệu đến bộ chấp hành hay là cụm thuỷ lực, kích hoạt các rơle điện từ của van nạp hoạt động để đóng van nạp (13) lại, cắt đường thông giữa xilanh chính và xilanh bánh xe. Như vậy áp suất trong xilanh bánh xe sẽ không đổi ngay cả khi người lái tiếp tục tăng lực đạp.
Sơ đồ làm việc của hệ thống trong giai đoạn này như trên hình 2. 10 Downloaded by SAU DO (saudinh3@gmail.com) lOMoARcPSD|39270902 1 2 4 3 5 13 6 15 14 ECU 9 7 8 10 11 12 Hình 2. Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất 1- Tổng phanh 2- Ống dẫn dầu 3- Van điện 4- Cuộn dây 5- Van điện 6- Bơm dầu 7- Van điện 8- Bình chứa dầu 9- Cơ cấu phanh 10- Cảm biến tốc độ 11- Roto cảm biến 12- Nguồn điện 13- Van nạp 14- Van xả 15- Khối ECU 11 Downloaded by SAU DO (saudinh3@gmail. Giai đoạn giảm áp suất: 1 2 4 3 5 13 6 15 14 ECU 9 7 8 10 12 11 Hình 2.
Giai đoạn giảm áp 1- Tổng phanh 2- Ống dẫn dầu 3- Van điện 4- Cuộn dây 5- Van điện 6- Bơm dầu 7- Van điện 8- Bình chứa dầu 9-Cơ cấu phanh 10-Cảm biến tốc độ 11-Roto cảm biến 12- Nguồn điện 13-Van nạp 14-Van 15-Khối ECU Nếu đã cho đóng van nạp mà bộ điều khiển nhận thấy bánh xe vẫn có khả năng bị hãm cứng (gia tốc chậm dần quá lớn), thì nó tiếp tục truyền tín hiệu điều khiển đến rơle van điện từ của van xả (14) để mở van này ra, để cho chất lỏng từ xilanh bánh xe đi vào bộ tích năng (8) và thoát về vùng có áp suất thấp của hệ thống, nhờ đó áp suất trong hệ thống được giảm bớt (hình 2. 12 Downloaded by SAU DO (saudinh3@gmail. Giai đoạn tăng áp suất: Khi tốc độ bánh xe tăng lên (do áp suất dòng phanh giảm), khi đó cần tăng áp suất trong xilanh để tạo lực phanh lớn, khối điều khiển điện tử ECU ngắt dòng điện cung cấp cho cuộn dây của các van điện từ, làm cho van nạp mở ra và đóng van xả lại, bánh xe lại giảm tốc độ (hình 2. Giai đoạn tăng áp 1- Tổng phanh 2- Ống dẫn dầu 3- Van điện 4- Cuộn dây 5- Van điện 6- Bơm dầu 7- Van điện 8- Bình chứa dầu 9- Cơ cấu phanh 10- Cảm biến tốc độ 11- Roto cảm biến 12- Nguồn điện 13- Van nạp 14- Van xả 15- Khối ECU.