Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0

dây quấn trên thanh nam châm vĩnh cửu. Hình 5-9 Cảm biến tốc độ bánh xe trước 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. 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. 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; Khi đạt vận tốc 24km/h thì hệ thống kiểm tra tín hiệu tốc độ của 4 bánh xe. 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. 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 à 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) à 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 à 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: Pφ1 = 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 = 1467,4j + 929,35.j2 (6.16) Mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu sau Mφ2: Mφ2 = .(1,4 -.0,76).0,397626 Mφ2 = 1711,97.j - 929,35.j2 (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 λ 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% φx 0 0,61 0,72 0,715 0,68 0,64 0,62 0,6 0,585 0,57 0,53 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 λ 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% φx 0 0,61 0,72 0,715 0,68 0,64 0,62 0,6 0,585 0,57 0,53 Mφ1(N.m) 0 1240,9 1538,3 1524,3 1427,5 1319,8 1267 1215 1176,5 1138,4 1038,7 Mφ2(N.m) 0 698,5 750,8 748,9 734,4 715 704,2 692,6 693,5 673,8 646,3 Từ 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 = m.q..p.R.dR.R =.m.q.p .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 = mP (6.18) Trong đó : m -hệ số ma sát. m = 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 = m.. 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 λ 0% 5% 10% 15% 20% 25% Mpt(N.m) 0 895 1448 1658 1735 1749 p(N/m2) 0 7,5.106 12,07.106 13,8.106 14,4.106 14,6.106 Khi 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 λ 25% 30% 27,5% Mpt(N.m) 1749 1519,5 1114 p(N/m2) 14,6.106 12,7.106 9,3.106 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 λ 27,5% 22,5% Mpt(N.m) 1114 1114 p(N/m2) 9,3.106 9,3.106 Ở 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 λ 22,5% 10% 15% Mpt(N.m) 1114 1233 1658 p(N/m2) 9,3.106 10,3.106 13,8.106 Giai 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 = m.q..p.R.dR.R =.m.q.p .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 = mPs (6.21) Trong đó: m -hệ số ma sát . m = 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 = m.. 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 λ 0% 5% 10% 15% 20% 25% Mps(N.m) 0 427 755 827 854 862,5 p’(N/m2) 0 3,7.106 6,6.106 7,2.106 7,4.106 7,5.106 Khi 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 λ 25% 30% 27,5% Mps(N.m) 862,5 745 637,5 p’(N/m2) 7,5.106 6,5.106 5,5.106 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 λ 27,5% 15% Mps(N.m) 637,5 637,5 p’(N/m2) 5,5.106 5,5.106 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 λ 15% 10% 15% Mps(N.m) 637,5 700 827 p’(N/m2) 5,5106 6,1.106 7,2.106 Giai 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 = 1467,4j + 929,35.j2 Từ (6.20) ta có: Mpt = 1,2.10-4.p p= =12228333,33.+7744583.j2 ( 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 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 p 130,3.104 275,5.104 436,5.104 613. 104 805.104 1012,5.104 1235,5. 104 1473. 104 Từ (6.17) ta có :Mp2 = 1711,97j -929,35.j2 Từ (6.23) ta có: Mps = 1,115.10-4.pP= =15353991,034+83349771758.j2 (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 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 p 145.104 273,7.104 385,6.104 480,8. 104 559,3104 621,2.104 666,4.104 694,9. 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: Dpmax: Ðộ chênh lệch áp suất giữa hai khoang. Dpmax= 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. t1 t2 tpmin t V J Jpmax V0 V1 V2 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 = j.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 = = Þ 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 [s] Thời gian phanh thực tế là: tp = t1 + t2 + tpmin = 0,3 + 0,7 + 0,6668 tp = 1,6668 [s] 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 Ñ9. -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. Mã Các kiểu nháy Chẩn đoán Phạm vi hư hỏng 11 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 điện 12 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 bơm 14 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 xe 41 Điện ắc quy không bình thường (16 V) - Ắc quy - Bộ tiết chế 51 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 hành Luôn 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 Mã Các kiểu nháy Chẩn đoán Phạm vi hư hỏng Sáng Tắt Tất cả các cảm biến tốc độ và rôto cảm biến đều bình thường 71 Điện áp của tín hiệu cảm biến tốc độ phía trước bên phải thấp - Cảm biến tốc độ trước phải. - Lắp đặt cảm biến 72 Điện áp của tín hiệu cảm biến tốc độ phía trước bên trái thấp - Cảm biến tốc độ trước bên trái. - Lắp đặt cảm biến 73 Điện áp của tín hiệu cảm biến tốc độ phía sau bên phải thấp. - Cảm biến tốc độ sau bên phải. - Lắp đặt cảm biến 74 Điện áp của tín hiệu cảm biến tốc độ phía sau bên trái. - Cảm biến tốc độ trước sau bên trái. - Lắp đặt cảm biến 75 Thay đổi không bình thường của tín hiệu cảm biến tốc độ phía trước bên phải - Rôto cảm biến tốc độ phía trước bên phải 76 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] [6] [7] braking system. MỤC LỤC Trang