Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô hiện đại gắn liền với sự gia tăng nhanh chóng về mật độ lưu thông và vận tốc di chuyển của phương tiện, đặt ra yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn giao thông đường bộ. Trong các nguyên nhân gây ra tai nạn giao thông, các sự cố liên quan đến sự mất an toàn của hệ thống phanh chiếm tỷ lệ đáng kể. Trong những tình huống phanh khẩn cấp, hiện tượng các bánh xe bị hãm cứng (bó cứng hoàn toàn) thường làm mất tính ổn định hướng, mất khả năng dẫn hướng của xe và kéo dài quãng đường phanh, đặc biệt trên các bề mặt đường trơn trượt. Hệ thống chống bó cứng phanh ABS (Anti-lock Brake System) là giải pháp công nghệ hỗ trợ quan trọng, cho phép kiểm soát và tối ưu hóa quá trình phanh bằng cách duy trì độ trượt của bánh xe trong vùng bám tối ưu.

Đồ án tốt nghiệp đại học chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô với đề tài "Nghiên cứu hệ thống phanh ABS và phục hồi mô hình hệ thống phanh ABS" được nhóm tác giả Hoàng Thanh Đạt và Phạm Quốc Phi thực hiện (dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Lê Châu Thành tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng) nhằm giải quyết các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

  • Về mục tiêu kiến thức và kỹ năng:

    1. Nắm vững cấu tạo chi tiết và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS trên xe tham chiếu Toyota Camry 3.0 (bao gồm cơ cấu phanh đĩa, dẫn động phanh thủy lực trợ lực chân không, xi lanh chính kép và cụm điều khiển điện tử ABS-ECU).
    2. Xây dựng chương trình tính toán động lực học phanh và thiết lập các đồ thị đặc tính làm việc của hệ thống phanh ABS.
    3. Lập quy trình kiểm tra, sửa chữa và chẩn đoán hệ thống phanh ABS, làm cơ sở kỹ thuật để phục hồi mô hình phục vụ công tác đào tạo thực hành.
    4. Rèn luyện kỹ năng xử lý dữ liệu, mô hình hóa và tính toán kỹ thuật thông qua các công cụ như AutoCAD, Excel và MathCad.

  • Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

    • Đối tượng nghiên cứu: Cấu tạo, nguyên lý làm việc, mô hình toán học động lực học phanh, đồ thị đặc tính và quy trình kiểm tra, sửa chữa hệ thống phanh ABS trang bị trên xe Toyota Camry 3.0.
    • Phạm vi tài liệu: Khai thác hệ thống giáo trình chuyên ngành kỹ thuật ô tô, các bài giảng cơ khí ô tô, tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành và tài liệu hướng dẫn kỹ thuật - đào tạo chính hãng từ Toyota.
    • Không gian và thời gian: Đồ án được triển khai và hoàn thiện tại Xưởng Cơ khí Ô tô, Khoa Cơ khí, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng vào tháng 08 năm 2021.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và mô hình tính toán

Nghiên cứu dựa trên nền tảng lý thuyết động lực học ô tô và cơ học tiếp xúc giữa lốp xe với mặt đường trong quá trình phanh. Trọng tâm của lý thuyết điều khiển ABS là việc kiểm soát độ trượt tương đối $\lambda$ của bánh xe:

$$\lambda = \frac{V_a - \omega_b \cdot r_b}{V_a} \times 100%$$

Trong đó $V_a$ là vận tốc tịnh tiến của ô tô, $\omega_b$ là vận tốc góc của bánh xe và $r_b$ là bán kính làm việc của bánh xe. Đặc tính tiếp xúc lốp - mặt đường được biểu diễn qua sự biến thiên của hệ số bám dọc $\varphi_x$ và hệ số bám ngang $\varphi_y$ theo độ trượt $\lambda$. Hệ số bám dọc $\varphi_x$ đạt giá trị cực đại khi độ trượt nằm trong vùng $\lambda = 10% \div 30%$, trong khi hệ số bám ngang $\varphi_y$ suy giảm nghiêm trọng khi bánh xe bị bó cứng hoàn toàn ($\lambda = 100%$).

Mô hình tính toán động lực học phanh bao gồm:

  • Phương trình xác định tọa độ trọng tâm ô tô ($a, b, h_g$) và sự phân bố lại tải trọng pháp tuyến lên các cầu ($Z_1, Z_2$) dưới tác dụng của lực quán tính khi phanh.
  • Phương trình cân bằng mô men bám ($M_{\varphi1}, M_{\varphi2}$) và mô men phanh sinh ra tại các cơ cấu phanh ($M_{p1}, M_{p2}$) qua từng pha điều khiển áp suất thủy lực.
  • Phương trình vi phân chuyển động quay của bánh xe nhằm xác định gia tốc chậm dần góc ($\varepsilon$) và các chỉ tiêu chất lượng phanh: gia tốc chậm dần cực đại ($j_{p\max}$), thời gian phanh ($t_{p\min}$) và quãng đường phanh ($S_{p\min}$).
  • Đánh giá chất lượng phanh dựa trên đối chiếu với Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia do Bộ Giao thông Vận tải quy định (Thông tư 09/2011/BGTVT).

Phương pháp nghiên cứu

Đồ án kết hợp các phương pháp nghiên cứu kỹ thuật chuyên ngành:

  1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết và giải tích: Thu thập, phân tích tài liệu kỹ thuật của dòng xe Toyota Camry 3.0; thiết lập hệ phương trình giải tích động lực học phanh và lập bảng dữ liệu biến thiên các thông số thông qua phần mềm tính toán.
  2. Phương pháp mô hình hóa và thiết kế kỹ thuật: Sử dụng phần mềm AutoCAD để xây dựng các bản vẽ sơ đồ hệ thống phanh, sơ đồ mạch điện điều khiển ABS và các sơ đồ nguyên lý thủy lực.
  3. Phương pháp thực nghiệm và kiểm chuẩn thực tế: Khảo sát kết cấu vật lý trên mô hình thực hành tại xưởng, tiến hành các bước kiểm tra, chẩn đoán pan bệnh, đo đạc và đưa ra quy trình phục hồi các cụm chi tiết cơ - điện - thủy lực.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống phanh trên xe tham chiếu Toyota Camry 3.0 là hệ thống phanh dẫn động thủy lực hai dòng độc lập trợ lực chân không, tích hợp cụm chống bó cứng phanh ABS cùng các hệ thống bổ trợ gồm phân phối lực phanh điện tử (EBD) và hỗ trợ lực phanh khẩn cấp (BA).

                                   [Bộ chấp hành thủy lực]
                             (Van điện từ 3 vị trí, Bơm hồi dầu, Bình tích áp)
                                   [Cơ cấu phanh đĩa 4 bánh]

Thông số kỹ thuật của xe tham chiếu và cơ cấu phanh

Hạng mục / Cụm chi tiết Thông số kỹ thuật chi tiết Giá trị / Đặc điểm
Thông số chung xe Camry 3.0 Trọng lượng bản thân / Toàn bộ 1505 kg / 2010 kg
Phân bố tải trọng tĩnh (Trước / Sau) 1043 kg / 967 kg
Chiều dài cơ sở ($L$) / Chiều rộng cơ sở ($B$) 2720 mm / 1810 mm
Động cơ / Dung tích công tác V6 (1MZ-FE), VVT-i / 2995 cm³
Công suất cực đại 156,8 kW tại 5600 vòng/phút
Ký hiệu lốp / Bán kính làm việc ($r_{bx}$) 205/65R15 / 367,8 mm
Cụm xi lanh chính Kiểu loại Xi lanh chính kép bằng gang mài bóng
Đường kính xi lanh ($d_c$) 23,8 mm (piston hợp kim nhôm)
Cơ cấu phanh trước Kiểu đĩa phanh Đĩa xẻ rãnh thông gió bằng gang
Kích thước đĩa (Đường kính ngoài $\times$ Chiều dày) 300 mm $\times$ 24 mm
Bề dày má phanh / Đường kính xi lanh con ($d$) 10 mm / 60,3 mm (má kẹp tùy động)
Cơ cấu phanh sau Kiểu đĩa phanh Đĩa đặc
Kích thước đĩa (Đường kính ngoài $\times$ Chiều dày) 260 mm $\times$ 10 mm
Bề dày má phanh / Đường kính xi lanh con ($d'$) 10 mm / 50 mm
Bộ trợ lực chân không Cấu tạo 3 khoang (A, B, C) sử dụng cơ cấu đệm tỷ lệ cao su

Nguyên lý điều khiển chu trình thủy lực của ABS-ECU

Bộ chấp hành thủy lực điều chỉnh áp suất dầu đến từng xi lanh bánh xe thông qua van điện từ 3 vị trí theo 3 trạng thái:

  • Chế độ Giảm áp: Khi cảm biến tốc độ báo bánh xe có xu hướng bị bó cứng, ABS-ECU cấp dòng điện cường độ cao ($5\text{ A}$) đến cuộn dây van điện từ. Lực từ nâng van lên vị trí trên cùng, đóng cửa nạp A và mở cửa hồi B. Dầu phanh từ xi lanh bánh xe chảy qua cửa C về bình tích áp, đồng thời mô tơ bơm hồi dầu hoạt động đẩy dầu ngược về xi lanh chính. Áp suất tại xi lanh bánh xe giảm xuống, giúp bánh xe lấy lại tốc độ quay.
  • Chế độ Giữ áp: Khi tốc độ bánh xe phục hồi đến ngưỡng quy định, ABS-ECU giảm dòng điện xuống mức trung gian ($2\text{ A}$). Lực từ giảm làm van di chuyển về vị trí giữa, đóng cả cửa nạp A và cửa hồi B. Đường dầu bị cô lập, duy trì áp suất không đổi trong xi lanh bánh xe.
  • Chế độ Tăng áp: Khi cần tăng lực phanh, ABS-ECU ngắt hoàn toàn dòng điện ($0\text{ A}$). Lò xo hồi vị đẩy van xuống vị trí thấp nhất, mở cửa A và đóng cửa B. Dầu cao áp từ xi lanh chính chảy thẳng qua van vào xi lanh bánh xe, tái lập quá trình tăng lực phanh.

Quy trình kỹ thuật kiểm tra và phục hồi mô hình

Triển khai phục hồi mô hình hệ thống phanh ABS bao gồm quy trình chẩn đoán 5 pan bệnh hư hỏng điển hình:

  1. Hiện tượng lệch phanh: Kiểm tra áp suất lốp, độ mòn không đều của má phanh, độ bôi trơn chốt trượt má kẹp và sự rò rỉ tại từng đường ống nhánh.
  2. Hiện tượng bó phanh: Kiểm tra hành trình tự do bàn đạp phanh, sự tắc nghẽn lỗ bù dầu tại xi lanh chính và độ hồi vị của piston xi lanh bánh xe.
  3. Hiện tượng chân phanh hẫng hoặc thấp: Kiểm tra rò rỉ dầu ngoài hệ thống, hiện tượng lọt khí trong đường ống thủy lực và tiến hành quy trình xả khí chuẩn.
  4. Tiếng ồn bất thường từ hệ thống phanh: Kiểm tra mức độ mòn của đĩa phanh và má phanh, kiểm tra độ rơ của bạc dẫn hướng và siết chặt các bu lông giá đỡ.
  5. Phanh đạp nặng nhưng hiệu quả phanh thấp: Kiểm tra độ chân không từ cổ nạp động cơ dẫn về bầu trợ lực, kiểm tra độ kín khít của màng trợ lực và van một chiều.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 trình bày mục đích, ý nghĩa của việc nghiên cứu hệ thống phanh và ứng dụng công nghệ ABS trong việc nâng cao độ an toàn chuyển động của ô tô. Nội dung chương phân loại toàn diện hệ thống phanh theo các tiêu chí:

  • Theo cơ cấu phanh: phanh trống guốc, phanh đĩa (phanh đĩa đặc, đĩa xẻ rãnh thông gió), phanh dải.
  • Theo hệ thống dẫn động: cơ khí, thủy lực (dẫn động một dòng, dẫn động hai dòng độc lập), khí nén, điện từ và dẫn động liên hợp thủy - khí.
  • Theo dạng trợ lực: trợ lực chân không, trợ lực khí nén, dẫn động trực tiếp và dẫn động thủy lực trợ lực dùng bơm kèm bình tích năng.
  • Theo chức năng vận hành: phanh chính (phanh chân), phanh dự trữ, phanh dừng (phanh tay) và phanh chậm dần.

Tác giả giới thiệu tổng quan dòng xe tham chiếu Toyota Camry 3.0 với đầy đủ các thông số kích thước, hệ thống động lực và các tính năng an toàn chủ động (ABS, EBD, BA). Phần cuối chương mô tả chi tiết sơ đồ bố trí tổng thể của hệ thống phanh thủy lực kết hợp khối điều khiển điện tử ABS trên xe.

Chương 2: Nghiên cứu lý thuyết về hệ thống phanh trên xe Toyota Camry 3.0

Chương 2 tập trung vào tính toán động lực học giải tích hệ thống phanh của xe Toyota Camry 3.0:

  1. Xác định tọa độ trọng tâm xe: Tọa độ trọng tâm tĩnh được xác định với khoảng cách từ trọng tâm đến tâm cầu trước $a = 1308,6\text{ mm}$, khoảng cách đến tâm cầu sau $b = 1411,4\text{ mm}$, chiều cao trọng tâm $h_g = 0,5 \cdot B = 905\text{ mm}$.
  2. Xác định quan hệ giữa hệ số bám $\varphi_x$ và mô men bám $M_\varphi$ theo độ trượt $\lambda$: Thiết lập bảng số liệu và đồ thị đặc tính bám. Tại vị trí cực đại $\lambda = 20%$, hệ số bám dọc $\varphi_x = 0,718$, mô men bám cực đại của mỗi bánh xe cầu trước đạt $M_{\varphi1} = 1261,22\text{ N}\cdot\text{m}$ và cầu sau đạt $M_{\varphi2} = 1261,22\text{ N}\cdot\text{m}$.
Độ trượt $\lambda$ (%) Hệ số bám $\varphi_x$ Mô men bám $M_{\varphi1}$ (N·m) Mô men phanh trước $M_{p1}$ (N·m) Áp suất dầu trước $p_1$ (N/m²)
0% 0,00 0,00 0,00 0,00
5% 0,61 1230,48 2152,78 $4,31 \times 10^6$
10% 0,718 1261,22 3312,29 $6,62 \times 10^6$
15% 0,713 1261,04 3872,41 $7,74 \times 10^6$
20% 0,68 1256,82 4070,29 $8,14 \times 10^6$
25% 0,64 1244,67 4084,72 $8,17 \times 10^6$
  1. Mô men phanh qua các giai đoạn điều áp:
    • Cầu trước: Giai đoạn tăng áp đạt áp suất đỉnh $p_1 = 8,14 \times 10^6\text{ N/m}^2$ ($M_{p1} = 4070,29\text{ N}\cdot\text{m}$), trễ tác dụng đạt cực trị $p_2 = 8,17 \times 10^6\text{ N/m}^2$ tại $\lambda = 0,25$; giai đoạn giảm áp suất hạ xuống mức cực tiểu $p_4 = 5,8 \times 10^6\text{ N/m}^2$ ($M_{p1} = 2918,00\text{ N}\cdot\text{m}$); giai đoạn giữ áp duy trì ở $5,8 \times 10^6\text{ N/m}^2$; giai đoạn tăng áp tiếp theo đưa áp suất lên $7,74 \times 10^6\text{ N/m}^2$.
    • Cầu sau: Giai đoạn tăng áp đạt $p_2 = 6,93 \times 10^6\text{ N/m}^2$ ($M_{p2} = 1386,14\text{ N}\cdot\text{m}$); giai đoạn giảm áp hạ về $p_4 = 5,45 \times 10^6\text{ N/m}^2$ ($M_{p2} = 1090,88\text{ N}\cdot\text{m}$).
  2. Gia tốc góc chậm dần của bánh xe ($\varepsilon$): Giá trị gia tốc góc chậm dần của bánh xe trước $\varepsilon_1$ và bánh xe sau $\varepsilon_2$ đạt đỉnh xấp xỉ $156,53\text{ rad/s}^2$ tại ngưỡng độ trượt $\lambda = 0,15$, sau đó giảm dần về $0$ khi bánh xe được điều khiển chuyển sang chu trình xả/giữ áp, giữ độ trượt ổn định trong dải $\lambda = 10% \div 30%$.
  3. Tính toán các chỉ tiêu chất lượng phanh: Với vận tốc ban đầu $V_1 = 50\text{ km/h}$ ($13,89\text{ m/s}$), hệ số bám $\varphi = 0,8$ và hệ số khối lượng quay $\delta_i \approx 1$:
    • Gia tốc chậm dần cực đại: $j_{p\max} = \frac{\varphi \cdot g}{\delta_i} = 0,8 \times 9,81 = 7,85\text{ m/s}^2$.
    • Thời gian phanh hoàn toàn: $t_{p\min} = \frac{V_1}{j_{p\max}} = \frac{13,89}{7,85} = 1,7699\text{ s}$.
    • Quãng đường phanh cực tiểu: $S_{p\min} = \frac{V_1^2}{2 \cdot j_{p\max}} = \frac{13,89^2}{2 \times 7,85} = 12,29\text{ m}$.

Chương 3: Nghiên cứu phục hồi hệ thống phanh ABS

Chương 3 trình bày chi tiết về kết cấu thực tế, nguyên lý cấu tạo của từng cụm chi tiết và quy trình công nghệ phục hồi mô hình:

  • Mô hình và sơ đồ mạch điện ABS: Sơ đồ bố trí các cụm cảm biến tốc độ bánh xe loại điện từ, khối chấp hành thủy lực và sơ đồ khối điều khiển ECU với các cổng nhận tín hiệu và điều khiển đầu ra.
  • Cấu tạo chi tiết các cụm tổng thành:
    • Bộ trợ lực chân không: Phân tích nguyên lý làm việc của buồng sinh lực chia 3 khoang (A, B, C), van chân không, van không khí và cơ cấu tỷ lệ cao su đảm bảo quan hệ tỷ lệ thuận giữa lực đạp bàn đạp và áp suất phanh.
    • Xi lanh chính kép ($d_c = 23,8\text{ mm}$): Phân tích hoạt động ở trạng thái bình thường và trạng thái sự cố khi bị rò rỉ dầu ở nhánh trước hoặc nhánh sau nhằm duy trì áp lực phanh tối thiểu.
    • Cơ cấu phanh trước và sau: Kết cấu má kẹp tùy động, đĩa phanh thông gió phía trước ($300 \times 24\text{ mm}$, xi lanh $60,3\text{ mm}$) và đĩa đặc phía sau ($260 \times 10\text{ mm}$, xi lanh $50\text{ mm}$).
  • Quy trình kiểm tra, bảo dưỡng và chẩn đoán: Hướng dẫn chi tiết các thao tác kỹ thuật gồm kiểm tra điều chỉnh bàn đạp phanh, kiểm tra độ kín của bầu trợ lực chân không, đo độ dày má phanh, kỹ thuật xả khí hệ thống thủy lực và các thuật toán chẩn đoán hư hỏng trên hệ thống điều khiển ABS.

Kết quả và đóng góp

Kết quả tính toán và đối chiếu tiêu chuẩn

Nghiên cứu đã hoàn thành toàn bộ hệ thống số liệu tính toán động lực học cho hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Camry 3.0. Kết quả tính toán các chỉ tiêu chất lượng phanh ở vận tốc phanh tiêu chuẩn $V = 50\text{ km/h}$ được tổng hợp và đối chiếu với tiêu chuẩn quy định tại bảng sau:

Chỉ tiêu kỹ thuật phanh Giá trị tính toán lý thuyết Quy chuẩn kỹ thuật (09/2011/BGTVT) Đánh giá mức độ đáp ứng
Gia tốc chậm dần cực đại ($j_{p\max}$) $7,85\text{ m/s}^2$ $\ge 5,8\text{ m/s}^2$ Đạt yêu cầu kỹ thuật
Thời gian phanh hoàn toàn ($t_{p\min}$) $1,7699\text{ s}$ - Đảm bảo phản ứng nhanh
Quãng đường phanh ($S_{p\min}$) $12,29\text{ m}$ $\le 19,0\text{ m}$ (đối với xe con $< 8$ chỗ) Thấp hơn nhiều so với giới hạn cho phép
Dải điều khiển độ trượt ($\lambda$) $10% \div 30%$ Vùng bám cực đại của lốp Duy trì tối ưu tính ổn định lái

Đóng góp kỹ thuật của đề tài

  1. Xây dựng hoàn chỉnh mô hình giải tích mô tả chu trình biến thiên áp suất dầu, mô men phanh và gia tốc góc của bánh xe qua 3 chế độ (Tăng áp - Giữ áp - Giảm áp), chứng minh cơ sở lý thuyết giúp xe trang bị ABS rút ngắn quãng đường phanh và giữ vững tính ổn định hướng lái.
  2. Cung cấp bộ thông số kết cấu chuẩn xác của cụm xi lanh chính kép, bộ trợ lực chân không và cơ cấu phanh đĩa trước/sau trên dòng xe Toyota Camry 3.0.
  3. Thiết lập tài liệu hướng dẫn kỹ thuật bao gồm sơ đồ mạch điện, quy trình kiểm tra các pan bệnh thường gặp và phương pháp xả khí, phục vụ trực tiếp cho việc phục hồi và vận hành mô hình thực tập hệ thống phanh ABS tại xưởng thực hành của nhà trường.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:

    • Các tính toán lý thuyết về quan hệ bám và độ trượt được khảo sát trên điều kiện bề mặt đường đồng nhất với hệ số bám cố định ($\varphi = 0,8$), chưa bao quát hết các điều kiện vận hành phức tạp như mặt đường có hệ số bám không đều ở hai bên vệt bánh xe (mặt đường $\mu$-split).
    • Đồ án tập trung nghiên cứu trên nền tảng hệ thống phanh ABS thủy lực của xe Toyota Camry 3.0 thế hệ tham chiếu, chưa đi sâu vào việc can thiệp hoặc lập trình lại thuật toán trong chip vi điều khiển của ABS-ECU.

  • Hướng nghiên cứu tiếp:

    • Mở rộng mô hình tính toán mô phỏng quá trình phanh trên các dạng địa hình phức tạp, đường mấp mô hoặc khi xe thực hiện phanh đồng thời kết hợp đánh lái quay vòng.
    • Tích hợp và nghiên cứu mở rộng các hệ thống điều khiển an toàn chủ động liên quan như hệ thống cân bằng điện tử (ESP/VSC) và hệ thống kiểm soát lực kéo (TCS) trên cơ sở mô hình phục hồi.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích cho sinh viên, giảng viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, Kỹ thuật Cơ khí Động lực và các kỹ thuật viên sửa chữa ô tô:

  • Tham khảo về tính toán thiết kế: Chương 2 cung cấp phương pháp luận và các bước tính toán động lực học phanh chi tiết, phương pháp xác định mô men bám, mô men phanh và đồ thị đặc tính trượt, rất hữu ích cho các đồ án môn học Thiết kế Ô tô và Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Ô tô.
  • Tham khảo về kết cấu và thực hành xưởng: Chương 3 cung cấp bản vẽ kết cấu chi tiết, nguyên lý phân phối dòng dầu của van điện từ 3 vị trí, sơ đồ mạch điện và cẩm nang quy trình chẩn đoán sửa chữa hệ thống ABS, phục vụ trực tiếp cho việc học tập học phần Thực hành Chẩn đoán và Bảo dưỡng Hệ thống Gầm Ô tô.

Câu hỏi thường gặp

1. Quãng đường phanh tính toán của xe Toyota Camry 3.0 ở vận tốc 50 km/h là bao nhiêu và có đáp ứng tiêu chuẩn an toàn không?
Theo kết quả tính toán động lực học ở vận tốc $50\text{ km/h}$ ($13,89\text{ m/s}$) với hệ số bám $\varphi = 0,8$, quãng đường phanh cực tiểu của xe là $12,29\text{ m}$. Kết quả này đáp ứng tốt tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia theo quy định của Bộ Giao thông Vận tải (Thông tư 09/2011/BGTVT quy định quãng đường phanh cho xe con dưới 8 chỗ ở vận tốc $50\text{ km/h}$ không được vượt quá $19\text{ m}$).

2. Khối điều khiển ABS-ECU điều khiển dòng điện đến cuộn dây van điện từ như thế nào trong từng chế độ làm việc?
ABS-ECU điều khiển van điện từ 3 vị trí theo 3 mức dòng điện:

  • Chế độ Giảm áp: Cấp dòng điện cường độ $5\text{ A}$ để mở cửa hồi dầu về bình chứa.
  • Chế độ Giữ áp: Cấp dòng điện cường độ $2\text{ A}$ để đóng kín cả cửa nạp và cửa hồi.
  • Chế độ Tăng áp: Ngắt hoàn toàn dòng điện ($0\text{ A}$) để mở cửa nạp cho dầu cao áp đi vào xi lanh bánh xe.

3. Cơ chế hoạt động của cụm xi lanh chính kép khi xảy ra sự cố rò rỉ dầu ở một trong hai nhánh phanh như thế nào?
Nếu xảy ra rò rỉ ở nhánh sau, piston số 1 sẽ di chuyển nén lò xo hồi vị chạm vào piston số 2 và đẩy piston số 2 sang trái để tạo áp suất cho nhánh phanh trước hoạt động. Ngược lại, nếu rò rỉ ở nhánh trước, piston số 2 bị đẩy chạm hẳn vào đáy xi lanh, áp suất dầu tiếp tục được tạo ra ở khoang sau khi đạp phanh tiếp, đảm bảo hai bánh xe nhánh sau vẫn phanh bình thường.

4. Kích thước và kết cấu đĩa phanh trước và sau trên xe Toyota Camry 3.0 khác nhau như thế nào?
Cơ cấu phanh trước sử dụng loại đĩa xẻ rãnh thông gió bằng gang có đường kính ngoài $\times$ bề dày là $300 \times 24\text{ mm}$, xi lanh bánh xe có đường kính lớn $60,3\text{ mm}$. Cơ cấu phanh sau sử dụng đĩa đặc có kích thước $260 \times 10\text{ mm}$ với đường kính xi lanh bánh xe là $50\text{ mm}$.

5. Độ trượt của bánh xe được hệ thống ABS khống chế trong khoảng nào và có tác dụng gì?
Hệ thống ABS điều khiển áp suất dầu theo chu trình khép kín nhằm giữ cho độ trượt tương đối của bánh xe dao động trong giới hạn tối ưu $\lambda = 10% \div 30%$. Dải độ trượt này đảm bảo hệ số bám dọc $\varphi_x$ đạt giá trị gần cực đại giúp rút ngắn quãng đường phanh, đồng thời duy trì hệ số bám ngang $\varphi_y$ ở mức cao giúp xe không bị trượt lết và giữ vững khả năng dẫn hướng.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu hệ thống phanh ABS và phục hồi mô hình hệ thống phanh ABS" đã hoàn thành việc phân tích cấu tạo, nguyên lý vận hành và tính toán động lực học hệ thống phanh trên dòng xe tham chiếu Toyota Camry 3.0. Kết quả tính toán giải tích xác nhận xe trang bị hệ thống ABS đạt hiệu quả phanh tối ưu với quãng đường phanh $12,29\text{ m}$ tại vận tốc $50\text{ km/h}$, đáp ứng nghiêm ngặt tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật 09/2011/BGTVT. Đề tài đã xây dựng thành công quy trình công nghệ kiểm tra, sửa chữa và chẩn đoán pan bệnh, làm cơ sở kỹ thuật trực tiếp để phục hồi mô hình thực hành phục vụ công tác đào tạo chuyên ngành Kỹ thuật Ô tô. Toàn bộ nội dung đồ án kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết tính toán động lực học với ứng dụng kỹ thuật thực nghiệm trong bảo dưỡng và sửa chữa ô tô.