Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô LỜI NĨI ĐẦU Mục đích ý nghĩa đề tài Hiện ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng hành khách vận chuyển hàng hoá cho ngành kinh tế quốc dân, đồng thời trở thành phương tiện giao thông tư nhân nước có kinh tế phát triển Ở nước ta, số người sử dụng ô tô ngày nhiều với tăng trưởng kinh tế, giao thông vận tải, mật độ ô tô lưu thông đường ngày cao dẫn đến tai nạn giao thơng ngày nhiều Do để đảm bảo tính an tồn vấn đề tai nạn giao thơng hướng giải cần thiết nhất, quan tâm nhà thiết kế chế tạo tơ mà hệ thống phanh đóng vai trị quan trọng Phanh sử dụng ABS nghành công nghệ bổ sung cho hệ thống phanh hữu dụng ngành công nghiệp ôtô thời gian gần Vai trò chủ yếu ABS giúp tài xế trì khả kiểm sốt xe tình phanh gấp, giữ cho bánh xe khơng bị hãm cứng hồn tồn phanh ngặt Nó góp phần giảm thiểu tai nạn nguy hiểm nhờ điểu khiển trình phanh cách tối ưu Trong đồ án em “Tìm hiểu hệ thống phanh ABS xe ơtơ Lập quy trình bảo đưỡng mơ hinh phanh ABS phịng thí nghiệm tơ ”, để hiểu rõ công dụng cấu tạo, nguyên lý hoạt động hệ thống từ tìm cách sử dụng tốt nhất, hệ thống ABS biết đến Việt Nam Mục đích nghiên cứu - Củng cố nâng cao kiến thức chuyên môn hệ thống phanh ABS ô tô - Nghiên cứu nhằm giúp cho học sinh, sinh viên dễ dàng hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động hệ thống phanh ABS ô tô Đối tượng nghiên cứu - Hệ thống phanh ABS ô tơ - Mơ hình hệ thống phanh ABS phịng thí nghiệm tơ Nhiệm vụ nghiên cứu - Cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thông phanh ABS tơ - Lập quy trình bảo dưỡng mơ hình hệ thống phanh ABS phịng thí nghiệm ô tô Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu từ tài liệu, giáo trình dùng làm phương tiện giảng dạy cho sinh viên - Quy mô nghiên cứu đề tài sở khai thác trang thiết bị có nhà trường khai thác bên để hoàn thành đề tài - Không gian nghiên cứu: Trong trường ĐH Sao Đỏ gara ôtô GVHD: Phạm Văn Thắng SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô - Thời gian nghiên cứu: tháng - Nội dung nghiên cứu: “ Tìm hiểu hệ thống phanh ABS xe ơtơ Lập quy trình bảo đưỡng mơ hinh phanh ABS phịng thí nghiệm tơ Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu từ nguồn tài liệu sách, giáo trình, giảng, vẽ, sách tạp chí, nguồn tài liệu từ internet- Nghiên cứu từ thực tiễn - Nghiên cứu từ thực nghiệm - Tham khảo ý kiến giảng viên Áp dụng phương pháp nghiên cứu: Quan sát, tư duy, kiểm tra, thực nghiệm Cùng với giúp đỡ thầy hướng dẫn Phạm Văn Thắng khoa CNKT Ô TÔ Mặc dù đồ án không tránh khỏi thiếu sót chưa thể hồn chỉnh Mong thầy bạn góp để đồ án hồn thiện tốt Em xin chân thành cảm ơn ! Hải Dương.Ngày….Tháng….Năm 2014 Sinh viên thực Nguyễn Hữu Đại GVHD: Phạm Văn Thắng SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN Ô TÔ 1.1 Giới thiệu phanh ABS 1.1.1 Lịch sử ABS Phanh ABS giới thiệu lần vào năm 1960 máy bay thương mại Điểm bất lợi máy tính thập niên 60 lớn cồng kềnh Năm 1969 hệ thống ABS lần lắp ôtô Năm 1970 hệ thống ABS nhiều công ty sản xuất ôtô nghiên cứu vàđưa vào ứng dụng năm 1971 Công ty Toyota sử dụng lần chocác xe Nhật hệ thống ABS kênh điều khiển đồng thời hai bánh sau Năm 1980 hệ thống phát triển mạnh nhờ hệ thống điều khiển kỹ thuật số, vi xử lý (digital microprocessors/ microcontrollers) thay cho hệ thống điều khiển tương tự (analog) đơn giản trước Ngày nay, với hỗ trợ lớn kỹ thuật điện tử cho phép nghiên cứu đưa vào ứng dụng phương pháp điều khiển ABS điều khiển mờ, điều khiển thơng minh, tối ưu hóa trình điều khiển ABS Lúc đầu hệ thống ABS lắp xe du lịch cao cấp, đắt tiền, trang bị theo yêu cầu riêng Hiện nay, hệ thống ABS giữ vai trò quan trọng thiếu hệ thống phanh đại, trở thành tiêu chuẩn bắt buộc phần lớn nước giới Ngoài hệ thống ABS thiết kế kết hợp vớinhiều hệ thống khác: + Hệ thống kiểm soát lực kéo - Traction control + Hệ thống phân phối lực phanh điện tử + Hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp + Hệ thống ổn định ôtô điện tử 1.1.2 Khái niệm Hệ thống phanh (Brake System) cấu an tồn chủ động ơtơ, dùng để giảm tốc độ hay dừng đỗ ôtô trường hợp cần thiết Nó cụm đóng vai trị quan trọng việc điều khiển ơtơ đường Chất lượng hệ thống phanh ôtô đánh giá thông quatính hiệu phanh (quãng đường phanh, thời gian phanh lực phanh),đồng thời đảm bảo tính ổn định chuyển động ơtơ phanh Khi ôtô phanh gấp hay phanh loại đường trơn, đường đóng băng, tuyết dễ xảy tượng sớm bị hãm cứng bánh xe (hiện tượng bánh xe bị trượt lết đường phanh) Khi đó,quãng đường phanh dài (hiệu phanh thấp đi) đồng thời dẫn đến tình trạng tính ổn định hướng khả điều khiển ôtô Nếu bánh xe trước sớm bị bó cứng xe khơng thể chuyển hướng theo điều khiển tài xế Nếu bánh sau bị bó cứng khác hệ số bám bánh trái bánh phải với mặt đường làm cho đuôi xe bị lạng,xe bị trượt ngang Trong trường hợp xe phanh quay vòng: tượng trượt ngang bánh xe dễ dẫn đến tượng quay vòng thiếu hay quay vịng thừa làm tính ổn định xe GVHD: Phạm Văn Thắng SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô Để giải vấn đề nêu trên, phần lớn ô tô trang bị hệ thống chống hãm cứng bánh xe phanh, gọi hệ thống “Antilock Braking System” - ABS Hệ thống chống tượng bị hãm cứng bánh xe cách điều khiển thay đổi áp suất dầu tác dụng lên cấu phanh bánh xe để ngăn không cho chúng bị hãm cứng phanh đường trơn hay phanh gấp, đảm bảo tính hiệu tính ổn định ơtơ q trình phanh Loại đường Tốc độ quãng đường phanh Sp, m bắt đầu phanh Có ABS Khơng có ABS Đường bê tơng khô Đường bê tông ướt Đường bê tông khô Đường bê tông ướt 13,88 13,88 27,77 27,77 10,6 18,7 41,1 62,5 13,1 23,7 50,0 100,0 19,1 21,1 17,8 37,5 Bảng 1.1 So sánh hệ thống phanh khơng có ABS hệ thống phanh có ABS 1.1.3 Mục tiêu cấu ABS Mục tiêu cấu phanh ABS giữ cho bánh xe q trình phanh có độ trượt thay đổi giới hạn hẹp quanh giá trị λ0 để tận dụng hết khả bám , khiđó hiệu phanh cao nhất, đồng thời tính ổn địnhvà tính dẫn hướng bánh xe tốt nhất, thỏa mãn yêu cầucủa cấu phanh rút ngắn quãng đường phanh, cải thiện tính ổn định khả dẫnhướng xe phanh.Để giữ cho bánh xe không bị hãm cứng đảm bảo hiệu phanh cao, cấuphanh chống hãm cứng điểu khiển áp suất dẫn động phanh cho độ trượt bánh xe với mặt đường quanh giá trị λ0 giới hạn hẹp Cơ cấu chống hãm cứng thiết kế sở cấu phanh thường trang bị cụm phận sau - Cụm tín hiệu vào : Có nhiệm vụ nhận biết tình trạng bánh xe phanh Tùy theo lựa chọn nguyên lý điều chỉnh dùng cảm biến đo vận tốc góc bánh xe, cảm biến áp suất dẫn động phanh, cảm biếm giảm tốc ô tô cảm biếm khác - Bộ điều khiển (ECU): Nhận xử lý thơng tin từ cụm tín hiệu vào để điều khiển chấp hành thủy lực cung cấp áp suất dầu tính tốn tối ưu cho xylanh phanh bánh xe - Cụm van điều khiển: chấp hành thủy lực hoạt động theo lệnh từ điều khiển làm tăng, giảm hay giữ nguyên áp suất dầu cần để đảm bảo hệ số trượt dao động khoảng tốt nhất, tránh hãm cứng bánh xe - Các cấu chống hãm cứng bánh xe: thường sử dụng nguyên lý điều chỉnh áp suất dẫn động phanh theo gia tốc chậm dần bánh xe phanh GVHD: Phạm Văn Thắng SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô 1.2 Nhiệm vụ, yêu cầu phân loại 1.2.1 Nhiệm vụ Các điều chỉnh lực phanh, cách điều chỉnh phân phối áp suất dẫn động phanh bánh xe trước sau, đảm bảo: - Hoặc hãm cứng đồng thời bánh xe (để sử dụng triệt để trọng lượng bám tránh quay xe phanh) - Hoặc hãm cứng bánh xe trước (để đảm bảo điều kiện ổn định) Tuy nhiên trình phanh chưa phải có hiệu cao an tồn nhất, vì: V − ω b rb λ= a 100% = (15 ÷ 30)% Va Ở đây:Va - Tốc độ chuyển động tịnh tiến ơtơ ωb - Tốc độ góc bánh xe rb - Bán kính lăn bánh xe Hình 1.1: Sự thay đổi hệ số bám dọc ngang theo độ trượt tương đối bánh xe - Cịn ơtơ, phanh với tốc độ 180km/h đường khơ, bề mặt lốp bị mịn vẹt lớp dày tới 6mm.- Các bánh xe bị trượt dọc hồn tồn, cịn khả tiếp nhận lực ngang, khơng thể thực quay vịng phanh đoạn đường cong đổi hướng để tránh chướng ngại vật, đặc biệt mặt đường có hệ số bám thấp Do dễ gây tai nạn nguy hiểm phanh Vì để đảm bảo đồng thời hiệu phanh tính ổn định cao Ngồi cịn giảm mịn nâng cao tuổi thọ cho lốp, cần tiến hành trình phanh giới hạn bắt đầu hãm bánh xe, nghĩa đảm bảo cho bánh xe trình phanh khơng bị trượt lết hồn tồn mà trượt cục giới hạn λ=(15÷30)% Đó chức nhiệm vụ hệ thống chống hãm cứng bánh xe Để giữ cho bánh xe không bị hãm cứng hoàn toàn phanh ngặt, cần phải điều chỉnh áp suất dẫn động phanh cho độ trượt bánh xe với mặt đường thay đổi giới hạn hẹp quanh giá trị tối ưu Các hệ thống chống hãm cứng bánh xe phanh sử dụng nguyên lý điều chỉnh khác như: GVHD: Phạm Văn Thắng SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô Theo gia tốc chậm dần bánh xe phanh - Theo độ trượt cho trước - Theo tỷ số vận tốc góc bánh xe gia tốc chậm dần Như hệ thống chống hãm cứng bánh xe hệ thống an toàn chủ động ơtơ đại Nó góp phần giảm thiểu tai nạn nguy hiểm nhờ điều khiển trình phanh cách tối ưu 1.2.2 Yêu cầu Hệ thống phanh cần đảm bảo yêu cầu sau: Làm việc bền vững, tin cậy Có hiệu phanh cao phanh đột ngột với cường độ lớn trường hợp nguy hiểm Phanh êm dịu trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi an toàn cho hành khách hàng hóa - Giữ cho tô đứng yên cần thiết, thời gian không hạn chế - Đảm bảo tính ổn định điều khiển ơtơ phanh - Khơng có tượng tự phanh bánh xe dịch chuyển thẳng đứng quay vòng - Hệ số ma sát má phanh với trống phanh cao ổn dịnh điều kiện sử dụng Có khả nhiệt tốt - Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển nhỏ - Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an tồn chuyển động trường hợp, hệ thống phanh ô tô phải có tối thiểu ba loại phanh: - Phanh làm việc: phanh phanh chính, sử dụng thường xuyên chế độ chuyển động, thường điều khiển bàn đạp nên gọi phanh chân - Phanh dự trữ: dùng phanh tơ phanh hỏng - Phanh dừng: Còn gọi phanh phụ Dùng để giữ cho ô tô đứng yên chỗ dừng xe không làm việc Phanh thường điều khiển tay đòn nên gọi phanh tay - Phanh chậm dần: ô tô tải trọng lớn (như: xe tải, trọng lượng toàn lớn 12 tấn; xe khách, trọng lượng lớn tấn) làm việc vùng đồi núi, thường xuyên phải chuyển động xuống dốc dài, cịn phải có loại phanh thứ tư phanh chậm dần, dùng để: + Phanh liên tục, giữ cho tốc độ ô tô không tăng giới hạn cho phép xuống dốc + Để giảm dần tốc độ ô tô trước dừng hẳn GVHD: Phạm Văn Thắng SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô Các loại phanh có phận chung kiêm nhiệm chức chúng phải có hai phận điều khiển dẫn động độc lập Ngồi cịn để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh cịn phân thành dòng độc lập để dịng bị hỏng dịng cịn lại làm việc bình thường Để có hiệu phanh cao: Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn Phân phối mômen phanh bánh xe phải đảm bảo tận dụng toàn trọng lượng bám để tạo lực phanh Muốn lực phanh bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến mặt đường tác dụng lên chúng Trong trường hợp cần thiết, sử dụng trợ lực hay dùng dẫn động khí nén bơm thủy lực để tăng hiệu phanh xe có trọng lượng lớn Để trình phanh êm dịu để người lái cảm giác, điều khiển cường độ phanh, dẫn động phanh cần phải có cấu đảm bảo quan hệ tỷ lệ thuận lực tác dụng lên bàn đạp đòn điều khiển với lực phanh tạo bánh xe Đồng thời tượng tự xiết phanh Để đảm bảo tính ổn định điều khiển tơ phanh, phân bố lực phanh bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn điều kiện sau: - Lực phanh bánh xe phải trái cầu phải Sai lệch cho phép không vượt 15% lực phanh lớn - Khơng xảy tượng khóa cứng, trượt bánh xe phanh Vì: bánh xe trước trượt làm cho ô tô bị trượt ngang; bánh xe sau trượt làm tơ tính điều khiển, quay đầu xe Ngồi bánh xe bị trượt gây mòn lốp, giảm hiệu phanh giảm hệ số bám Để đảm bảo yêu cầu này, ô tô đại người ta sử dụng điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking System-ABS) 1.2.3 Phân loại - Phân loại theo chất tạo áp suất phanh: Phanh khí, phanh thủy lực a) Điều khiển theo ngưỡng trượt - Điều khiển theo ngưỡng trượt thấp(slow mode): Khi bánh xe trái phải chạy phần đường có hệ số bám khác ECU chọn thời điểm bắt đầu bị hãm cứng bánh xe có khả bám thấp để điều khiển áp suất phanh chung cho cầu xe Lúc này, lực phanh bánh xe nhau, giá trị lực phanh cực đại củabánh xe có hệ số bám thấp Bánh xe bên phần đường có hệ số bám cao nằm vùng ổn định đường đặc tính trượt lực phanh chưa đạtcực đại Phương pháp cho tính ổn định cao, hiệu phanh thấp lực phanh nhỏ GVHD: Phạm Văn Thắng SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô - Điều khiển theo ngưỡng trượt cao(high mode): ECU chọn thời điểm bánh xe có khả bám cao bị hãm cứng để điều khiển chung cho cầu xe Trước đó, bánh xe phần đường có hệ số bám thấp bị hãm cứng phanh Phương pháp cho hiệu phanh cao tận dụnghết khả bám bánh xe, tính ổn định b) Điều khiển độc lập hay phụ thuộc - Điều khiển độc lập: bánh xe đạt tới ngưỡng trượt (bắt đầu có xu hướng bị bó cứng) điều khiển riêng bánh - Điều khiển phụ thuộc: ABS điều khiển áp suất phanh chung cho hai bánh xe cầu hay xe theo tín hiệu chung,có thể theo ngưỡng trượt thấp hay ngưỡng trượt cao c) Điều khiển theo kênh - Loại kênh: Hai bánh sau điều khiển chung (ở hệ đầu, trang bị ABS cho hai bánh sau dễ bị hãm cứng hai bánh trước phanh) - Loại kênh: Một kênh điều khiển chung cho hai bánh xe trước, kênh điều khiển chung cho hai bánh xe sau Hoặc kênhđiều khiển cho hai bánh chéo - Loại kênh: Hai kênh điều khiển độc lập cho hai bánh trước, kênh lại điều khiển chung cho hai bánh sau - Loại kênh: Bốn kênh điều khiển riêng rẽ cho bánh Hiện loại ABS điều khiển theo kênh sử dụng rộng rãi GVHD: Phạm Văn Thắng SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG PHANH ABS 2.1 Cấu tạo nguyên lí làm việc phanh ABS 2.1.1 Cấu tạo ABS viết tắt cụm từ “Anti-lock Brake System” Ban đầu, có tên tiếng Đức “Antiblockiersystem” nhà sản xuất thiết bị phụ trợ Bosch nghiên cứu chế tạo ABS mắt Mỹ năm cuối thập niên 1970 coi thiết bị an tồn có khả giảm đáng kể số vụ tai nạn giao thông Các thử nghiệm điều kiện có kiểm sốt cho thấy ABS hiệu cần thiết cho xe thời điểm Cấu tạo hệ thống phanh ABS hiểu theo sơ đồ : Hình 2.1: Cấu tạo hệ thống phanh GVHD: Phạm Văn Thắng SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ơtơ Hình 2.2: Sơ đồ bố trí phận HT phanh ABS Các thiết bị chống bó cứng phanh ABS đại gồm máy tính (CPU), cảm biến tốc độ bánh, bơm van thủy lực Trong trường hợp phanh gấp, CPU nhận thấy hay nhiều bánh có tốc độ quay chậm mức quy định so với bánh cịn lại, thơng qua bơm van thủy lực, ABS tự động giảm áp suất tác động lên đĩa (q trình nhả), giúp bánh xe khơng bị chết cứng (hay cịn gọi “bó”) ABS sử dụng đoạn đường trơn trượt hay phanh gấp, lái xe dẫm mạnh lên chân phanh làm cho phanh bị bó lại Nếu xe khơng có ABS, đạp phanh nhiều lần để tránh phanh xe bị bó lại Nếu xe có hệ thống ABS, phải giữ nguyên chân phanh với lực không đổi hệ thống ABS tự hoạt động Khi phanh bị bó đoạn đường trơn trượt phanh gấp, lái xe lái xe xoay theo quán tính Hệ thống ABS ngăn cho bánh xe khơng bị bó lại giữ cho xe ln đường thẳng Nếu xe lắp đặt ABS bốn bánh, lái xe đồng thời giữ lực tay lái tránh tối đa va chạm - ECU điều khiển trượt: Bộ phận xác định mức trượt bánh xe mặt đường dựa vào tín hiệu từ cảm biến, điều khiển chấp hành phanh Gần đây, số kiểu xe có ECU điều khiển trượt lắp chấp hành phanh - Bộ chấp hành phanh: Bộ chấp hành phanh điều khiển áp suất thuỷ lực xilanh bánh xe tín hiệu ECU điều khiển trượt - Cảm biến tốc độ: Cảm biến tốc độ phát tốc độ bánh xe truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt Ngồi ra, táp lơ điều khiển cịn có: - Đèn báo táp-lơ: Đèn báo ABS, ECU phát thấy trục trặc ABS hệ thống hỗ trợ phanh, đèn bật sáng để báo cho người lái Đèn báo hệ thống phanh, đèn sáng lên đồng thời với đèn báo ABS, báo cho người lái biết có trục trặc hệ thống ABS EBD - Công tắc đèn phanh: Công tắc phát bàn đạp phanh đạp xuống truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt ABS sử dụng tín hiệu công tắc GVHD: Phạm Văn Thắng 10SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô Mặt khác, cửa A đóng ngăn khơng cho dầu phanh từ xilanh vào van điện vị trí van chiều số 1, số Kết áp suất dầu bên xy lanh bánh xe giảm, ngăn không cho bánh xe bị hãm cứng, mức độ giảm áp suất dầu điều chỉnh cách lặp lại chế độ “ giảm áp” “giữ áp” - Chế độ “giữ áp” (hình vẽ): Khi áp suất xy lanh bánh xe giảm hay tăng, cảm biến tốc độ gởi tín hiệu báo tốcđộ bánh xe đạt đến giá trị mong muốn, ECU cấp dòng điện (2A) đến cuộn dây van điện để giữ áp suất xy lanh bánh xe khơng đổi Hình 4.8: Pha giữ áp Khi dòng điện cấp cho cuộn dây van điện bị giảmtừ 5A (ở chế độ giảm áp) xuống 2A (ở chế độ giữ áp) lực từ sinh cuộn dây giảm Van điện vị trí dịch chuyển xuống vị trí nhờ lực lò xo hồi vị làm cửa A cửa B đóng Lúc bơm dầu cịn làm việc - Chế độ“tăng áp” (hình vẽ): Khi cần tăng áp suất xi lanh bánh xe để tạo lực phanh lớn, ECU ngắt dịng điện, khơng cấp cho cuộn dây van điện Vì cửa A van điện vị trí mở cửa B đóng Nó cho phép dầu xy lanh phanh chảy qua cửa C van điện vị trí đến xi lanh bánh xe, mức độ tăng áp suất dầu điều khiển chế độ “tăng” “giữ áp” Như vậy, hệ thống ABS làm việc, bánh xe có tượng nhấp nhả phanh có rung động nhẹ xe, đồng thời bàn đạp phanh có rung động dầu phanh hồi từ bơm dầu Đây trạng thái bình thường ABS làm việc GVHD: Phạm Văn Thắng 56SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ơtơ Hình 4.9: Pha tăng áp Tham khảo: Van điện vị trí sử dụng nhiều xe trước đây, ngày kiểu van điện hai vị trí sử dụng phổ biến 4.4.3 Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng phương pháp kiểm tra sửa chữa chấp hành a) Hiện tượng - nguyên nhân hư hỏng - Hiện tượng: Đèn báo ABS sáng không lý Nguyên nhân: + Rơ le van điện bị hở hay ngắn mạch + Rơ le bơm bị hở hay ngắn mạch + Van điện từ bị hỏng + Bơm chấp hành bị hỏng b) Phương pháp kiểm tra – sửa chữa + Kiểm tra: - Kiểm tra cuộn dây rơ le, bơm đồng hồvạn - Kiểm tra thiết bị, đèn báo cảnh báo ABS + Sửa chữa: - Làm phận chấp hành - Thay 4.4.4 Bảo dưỡng chấp hành a) Quy trình tháo lắp, bảo dưỡng - sửa chữa chấp hành - Tháo xe xuống - Tháo rời phận, chi tiết chấp hành GVHD: Phạm Văn Thắng 57SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô - Làm sạch, kiểm tra, sửa chữa hư hỏng - Lắp chi tiết, phận chấp hành - Lắp lên xe 4.5 Bảo dưỡng ECU hệ thống ABS 4.5.1 Chức hộp điều khiển ABS (ECU-ABS) - Nhận biết thơng tin tốc độ góc bánh xe, từđó tính tốn tốc độ bánh xe tăng giảm tốc nó, xác định tốc độxe, tốc độ chuẩn bánh xe ngưỡng trượt để nhận biết nguy bị hãm cứng bánh xe - Cung cấp tín hiệu điều khiển đến chấp hành thủy lực - Thực chế độ kiểm tra, chẩn đoán, lưu giữ mã code hư hỏng chế độ an toàn 4.5.2 Cấu tạo hoạt động 4.5.2.1 Cấu tạo - Là tổ hợp vi xử lý, chia thành cụm đảm nhận vai trị khác (hình vẽ): - Phần xử lý tín hiệu; - Phần logic; - Bộ phận an toàn; - Bộ chẩn đốn lưu giữ mã lỗi Hình 4.10: Các chức điều khiển ECU Cảm biến tốc độ bánh xe Xy lanh phanh bánh xe Áp suất dầu phanh GVHD: Phạm Văn Thắng 58SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ơtơ a) Phần xử lý tín hiệu Trong phần tín hiệu cung cấp đến bỡi cảm biến tốc độ bánh xe biến đổi thành dạng thích hợp để sửdụng cho phần logic điều khiển Để ngăn ngừa trục trặc đo tốc độ bánh xe, giảm tốc xe phát sinh q trình thiết kế vận hành xe, tín hiệu vào lọc trước sử dụng Các tín hiệu xử lý xong chuyển qua phần logic điều khiển b) Phần logic điều khiển Dựa tín hiệu vào, phần logic tiến hành tính tốn để xác định thông số gia tốc bánh xe, tốc độ chuẩn, ngưỡng trượt, gia tốc ngang Các tín hiệu từ phần logic điều khiển van điện từ chấp hành thủy lực, làm thay đổi áp suất dầu cung cấp đến cáccơ cấu phanh theo chế độ tăng, giữ giảm áp suất c) Bộ phận an toàn Một mạch an toàn ghi nhận trục trặc tín hiệu hệ thống bên ngồi có liên quan Nó can thiệp liên tục vào trình điều khiển hệ thống Khi có lỗi phát hệ thống ABS ngắt báo cho người lái thôngqua đèn báo ABS bật 59ang Mạch an tồn liên tục giám sát điện áp bình accu Nếu điện áp nhỏ mức qui định (dưới hoặc10V) hệ thống ABS ngắt điện áp đạt trở lại phạm vi qui định, lúc hệ thốnglại đặt tình trạng sẵn 59ang hoạt động Mạch an toàn kết hợp chu trình kiểm tra gọi BITE (Built In Test Equipment) Chu trình kiểm tra xe bắt đầu chạy với tốc độ từ đến km/h, mục tiêu kiểm tra giai đoạn nàylà tín hiệu điện áp từ cảm biến tốc độ bánh xe d) Bộ chẩn đoán lưu giữ mã lỗi Để giúp cho việc kiểm tra sửa chữa nhanh chóng xác, ECU tiến hành kiểm tra ban đầu trình xe chạy hệ thống ABS, ghi lưu lại lỗi hư hỏng nhớ dạng mã lỗi hư hỏng Một số mã lỗi tự xóa khắc phục xong lỗi hư hỏng, có mã lỗi khơng tự xóa kể tháo cực bình accu Trong trường hợp này, sau sửa chữa xong phải tiến hành xóa mã lỗi hư hỏng theo qui trình nhà chế tạo Ví dụ: sơ đồ mạch điện ABS xe Toyota Celica ( Hình 4.9 ) GVHD: Phạm Văn Thắng 59SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô Hình 4.11: Sơ đồ mạch điện ABS (xe Toyota Celica) 4.5.2.2 Hoạt động Quá trình điều khiển chống hãm cứng bánh xe phanh: ECU điều khiển van điện chấp hành thủylực đóng mở cửa van, thực chu kỳ tăng, giữ giảm áp suấtở xylanh làm việc bánh xe, giữ cho bánh xe khơng bị bó cứng tín hiệu điện Có hai phương pháp điều khiển: Điều khiển cường độ dòng điện cấp đến van điện, phương pháp sử dụng van điện vị trí (3 trạng thái đóng mở van điện) Phần lớn điều khiển mức cườngđộ dòng điện: 0,2 5A tương ứng với chế độ tăng, giữ giảm áp suất Điều khiển điện áp 12 V cấp đến van điện, phương pháp sử dụng van điện vị trí Mặc dù tín hiệu đến van điện khác loại xe, việc điều khiển tốc độ bánh xe Các giai đoạn điều khiển thể hình vẽ GVHD: Phạm Văn Thắng 60SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ơtơ Hình 4.12: Điều khiển chống hãm cứng bánh xe phanh Khi phanh, áp suất dầu xylanh bánh xe tăng lên tốc độ xe giảm xuống Nếu có bánh xe bị bó cứng, ECU điều khiển giảm áp suất dầu bánh xe Giai đoạn A: ECU điều khiển van điện chế độ giảmáp, giảm áp suất dầu xy lanh bánh xe Sau ECU chuyển van điện sang chế độ giữ áp để theo dõi thay đổi tốc độ bánh xe, thấy cần giảm thêm áp suất dầu điều khiển giảm áp tiếp Giai đoạn B: Tuy nhiên giảm áp suất dầu, lực phanh tác dụng lên bánh xe lại nhỏ đi, không đủ hãm xe dừng lại Nên ECU liên tục điều khiển van điện chuyển sang chế độ tăng áp giữ áp Giai đoạn C: Khi áp suất dầu tăng từ từ làm bánh xe có xu hướng lại bị bó cứng, van điện điềukhiển sang chế độ giảm áp Giai đoạn D: Do áp suất xy lanh bánh xe lại giảm (giai đoạn C), ECU lại bắt đầu điều khiển tăng áp giai đoạn B.Chu kỳ lặp lại xe dừng hẳn 4.6 Bảo dưỡng hộp điều khiển Bảo dưỡng bên hộp điều khiển ABS Nhận dạng phận, hệ thống ABS kết hợp với hệ thống khác GVHD: Phạm Văn Thắng 61SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu tìm hiểu đề tài “ Tìm hiểu hệ thống phanh ABS xe ơtơ Lập quy trình bảo đưỡng mơ hình phanh ABS phịng thí nghiệm tơ” rút số kết luận sau: Ngày hệ thống phanh trang bị ôtô phong phú đa dạng tùy theo chủng loại ôtô khác mà hệ thống phanh trang bị khác Nhưng cho dù loại phanh địi hỏi phải đáp ứng u cầu chất lượng trình phanh bao gồm: Thời gian phanh phải nhỏ, Quãng đường phanh phải ngắn, Gia tốc chậm dần phanh phải lớn tính ổn định, tính dẫn hướng ơtơ phải bảo đảm trình phanh Hơn vận tốc chuyển động ngày cao việc sâu nghiên cứu để hồn thiện tính phanh nhằm đảm bảo hiệu tính an tồn chuyển động ô tô ngày cấp thiết hệ thống phanh chống hãm cứngbánh xe ABS đời giải pháp cho vấn đền nêu Nguyên lý điều chỉnh ABS dựa vào mối quan hệ độ trượt hệ số bám bánh xe với mặt đường trình phanh.Thực chất ABS điều chỉnh áp dẫn động phanh đén bánh xe để đảm bảo bánh xe khơng bị bó cứng, đồng thời trì độ trượt phạm vi đảm bảo có hệ số bám đủ lớn phanh ô tô tình thực tế cho thấy với hệ thống phanh trang bị hệ thống ABS có hiệu phanh cao hơn, tính ổn định tính dẫn hướng đảm bảo tốt Với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật, điện tử tin học dã tạo điều kiện cho nghành công nghiệp ô tô thiết ké, chế tạo thành công hệthống ABS với tính độ xác độ tin cậy ngày cao Hiện ABS dùng nhiều loại ô tô nước phát triển thành tiêu chuẩn Ở nước ta nay, số lượng ô tô hầu hết nhập từ nước có cơng nghiệp tơ phát triển như: Mỹ, Nhật, Hàn Quốc…Nên việc sâu tìm hiểu nghiên cứu hệ thống ABS nói riêng việc khai thác kỹ thuật sử dụng ô tơ nói chung quan trọng Chính việc đào tạo cập nhập kỹ thuật cho kỹ sư khí tơ vấn đề cáp thiết Trong nghành công nghiệp ôtô nước điều có tiêu chất lượng riêng Điều phụ thuộc vào điều kiện kinh tế điều kiện sử dụng.Vì nước ta cục đăng kiểm ô tô phải có đề tiêu chất lượng riêng phù hợp với điều kiện đất nước GVHD: Phạm Văn Thắng 62SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hệ thống điều khiển điện tử ô tô Trường đại học đỏ [2] TS Hồng Đình Long (2006), Giáo trình kỹ thuật sửu chữa ơtơ, [3] Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên (1987), Tính tốn thiết kế ơtơ máy kéo, Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội [4] Nguyễn Hữu Cẩn, năm 2009, Lý thuyết ô tô máy kéo, [5] Trên mạng internet GVHD: Phạm Văn Thắng 63SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ơtơ MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu 1.1 Giới thiệu phanh ABS 1.1.1 Lịch sử ABS 1.1.2 Khái niệm 1.1.3 Mục tiêu cấu ABS 1.2 Nhiệm vụ, yêu cầu phân loại 1.2.1 Nhiệm vụ 1.2.2 Yêu cầu 1.2.3 Phân loại 2.1 Cấu tạo nguyên lí làm việc phanh ABS 2.1.1 Cấu tạo 2.1.2 Nguyên lý làm việc chống hãm cứng phanh ABS 11 2.1.3 Các trạng thái làm việc ABS 14 2.2 Các sở lý thuyết q trình phanh tơ 15 2.2.1 Các tiêu đánh giá hiệu phanh 15 2.2.2 Các tiêu đánh giá tính ổn định phanh .19 2.3 Các phận hệ thống phanh ABS .22 2.3.1 Cụm điều khiển điện tử 23 2.3.2 Các hệ thống cảm biến ô tô 25 2.3.2.1 Cảm biến tốc độ bánh xe 25 2.3.2.2 Cảm biến gia tốc 27 2.3.2.3 Cảm biến trọng lực (G) 29 2.3.2.4 Bộ điều khiển thủy lực HCU .31 2.3.2.5 Van điện 32 2.3.2.6 Bơm điện ABS 35 2.4 Các phương án bố trí hệ thống điều khiển ABS .36 2.5 Ưu khuyết điểm hệ thống phanh ABS .40 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA CHẨN ĐOÁN CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG ABS BẰNG MÃ ÁNH SÁNG 42 3.1 Kiểm tra hệ thống chẩn đoán 42 1.1 Chức kiểm tra ban đầu .42 GVHD: Phạm Văn Thắng 64SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ơtơ 3.1.2 Chức chẩn đốn 42 3.1.3 Chức kiểm tra cảm biến tốc độ 46 3.2 Kiểm tra độ chấp hành ABS 48 3.3 Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe 50 CHƯƠNG 4: LẬP QUI TRÌNH BẢO DƯỠNG MƠ HÌNH PHANH ABS TẠI PHỊNG THÍ NGHIỆM Ơ TƠ .51 4.2 Bảo dưỡng cảm biến hệ thống ABS 51 4.2.1 Cảm biến tốc độ .51 4.2.1.1 Nhiệm vụ 51 4.2.1.2 Cấu tạo 51 4.4 Bảo dưỡng chấp hành ABS 52 4.4.1 Chức 52 4.4.2 Cấu tạo – hoạt động 53 4.4.2.1 Hoạt động 53 4.4.2.2 Sơ đồ hoạt động chấp hành thủy lực loại van điện vị trí 53 4.4.4 Bảo dưỡng chấp hành 57 4.5.1 Chức hộp điều khiển ABS (ECU-ABS) .58 4.5.2 Cấu tạo hoạt động .58 4.5.2.1 Cấu tạo 58 4.5.2.2 Hoạt động 60 4.6 Bảo dưỡng hộp điều khiển 61 KẾT LUẬN .62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 GVHD: Phạm Văn Thắng 65SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành cơng nghệ kỹ thuật ơtơ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sự thay đổi hệ số bám dọc ngang theo độ trượt tương đối bánh xe Error: Reference source not found Hình 2.1: Cấu tạo hệ thống phanh Error: Reference source not found Hình 2.2: Sơ đồ bố trí phận HT phanh ABS .Error: Reference source not found Hình 2.3: Đồ thị lực phanh Error: Reference source not found Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh ABS .Error: Reference source not found Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh ABS .Error: Reference source not found Hình 2.6: Đồ thị thay đổi quãng đường phanh nhỏ theo tốc độ bắt đầu phanh v1 hệ số bám Error: Reference source not found Hình 2.7: Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô phanh mà bị quay ngang Error: Reference source not found Hình 2.8: Sơ đồcấu tạo hệ thốnh phanh ABS .Error: Reference source not found Hình 2.9: Lựơc đồ khối khối điều khiển ABS với tín hiệu đầu .Error: Reference source not found vào, đầu Error: Reference source not found Hình 2.11: Cấu tạo cảm biến gia tốc bánh xe Error: Reference source not found Hình 2.12: Trục cảm biến vng góc trục vòng bánh xe Error: Reference source not found Hình 2.13: Đầu cảm biến đối diện với niềng .Error: Reference source not found Hình 2.14: Niềng nằm bên hơng cảm biếnError: Reference source not found Hình 2.15: Nguyên lý làm việc cảm biến tốc độ Error: Reference source not found Hình 2.16: Dạng xung điện áp hai đầu cuộn dây cảm biến tốc độ Error: Reference source not found Hình 2.17 : Cấu tạo cảm biến gia tốc chậm dần xe TOYOTA .Error: Reference source not found Hình 2.18 : Vị trí tương ứng đèn LED Photo transistor .Error: Reference source not found Hình 2.19: Sơ đồ đấu dây cảm biến gia tốc Error: Reference source not found Hình 2.20: Vị trí cảm biến trọng lực .Error: Reference source not found GVHD: Phạm Văn Thắng 66SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ơtơ Hình 2.21: Đặc điểm cấu tạo cảm biến trọng lực(G) .Error: Reference source not found Hình 2.22: Nguyên lí làm việc cảm biến gia tốc trọng lực G .Error: Reference source not found Hình 2.23: Sơ Đồ đấu dây cảm biến trọng lực Error: Reference source not found Hình 2.24: Bộ điều khiển thuỷ lực(HCU) Error: Reference source not found Hình 2.26: Sơ đồ đấu dây van điện ba vị trí .Error: Reference source not found Hình 2.25: Mối quan hệ yếu tố hệ thống ABS Error: Reference source not found Hình 2.27: Vị trí tăng áp lực phanh van điện hai vị trí Error: Reference source not found Hình 2.28: Vị trí giảm áp lực phanh van điện hai vị trí .Error: Reference source not found Hình 2.29: Bơm điện Error: Reference source not found Hình 2.30: Mạch điện điều khiển bơm Error: Reference source not found Hình 2.31: Các phương án điều khiển ABS Error: Reference source not found Hình 2.32: Sơ đồ hệ thống phanh ABS điều khiển bánh sau Error: Reference source not found Hình 2.33: Sơ đồ hệ thống phanh ABS điều khiển tất bánh Error: Reference source not found Hình 2.34: Sơ đồ hệ thống phanh ABS van điện vị trí .Error: Reference source not found Hình 2.35: Sơ đồ hệ thống phanh ABS van vị trí Error: Reference source not found Hình 3.1: Rút chốt ngắn mạch Error: Reference source not found Hình 3.2: Nối chân TC E1 giắc kiểm traError: Reference source not found Hình 3.3: Dải tín hiệu mã chẩn đốn Error: Reference source not found Hình 3.4: Sơ đồ nháy mã 11 mã 23 hình vẽ Error: Reference source not found Hình 3.5: Nối chân TC E1 giắc kiểm traError: Reference source not found Hình 3.6: Đạp phanh Error: Reference source not found Hình 3.7: Dải tín hiệu mã chẩn đốn Error: Reference source not found GVHD: Phạm Văn Thắng 67SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô Hình 3.8 : Nối chân E1 với TC TS giắc kiểm tra .Error: Reference source not found Hình 3.9: Dải tín hiệu mã chẩn đốn Error: Reference source not found Hình 4.2: Cảm biến tốc độ động Error: Reference source not found Hình 4.4: Cấu tạo chấp hành Error: Reference source not found Hình 4.5: Sơ đồ chấp hành thủy lực Error: Reference source not found Hình 4.6: Chế độ phanh bình thường(ABS khơng hoạt động) Error: Reference source not found Hình 4.7: Pha giảm áp Error: Reference source not found Hình 4.8: Pha giữ áp Error: Reference source not found Hình 4.9: Pha tăng áp Error: Reference source not found Hình 4.10: Các chức điều khiển ECUError: Reference source not found Hình 4.11: Sơ đồ mạch điện ABS (xe Toyota Celica) Error: Reference source not found Hình 4.12: Điều khiển chống hãm cứng bánh xe phanh .Error: Reference source not found GVHD: Phạm Văn Thắng 68SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Bảng mã cố hệ thống chẩn đoán áp dụng cho xe Error: Reference source not found Bảng 3.2: Các mã chẩn đoán cảm biến tốc độ .Error: Reference source not found GVHD: Phạm Văn Thắng 69SVTH: Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SAO ĐỎ Ngành cơng nghệ kỹ thuật ơtơ CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM BẢN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Tên đề tài: Tìm hiểu hệ thống phanh ABS xe ơtơ Lập quy trình bảo đưỡng mơ hinh phanh ABS phịng thí nghiệm tơ Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Đại Lớp: 03ĐHLTƠTƠ Chun ngành: Cơng nghệ kỹ thuật ô tô Giảng viên hướng dẫn: ThS Phạm Văn Thắng Đơn vị công tác: Khoa CNKT ô tô – Đại học Sao Đỏ NỘI DUNG NHẬN XÉT - Tinh thần thái độ sinh viên suốt trình làm đồ án: ………………………………………………………………………………… … ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………………… ………… - Bố cục trình bày đồ án: ………………………………………………………………………………… … ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………………… ………… - Kết đạt được: ………………………………………………………………………………… … ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………… ……………………………………………………………………………………… ………… - Đánh giá chung kết luận GVHD: Phạm Văn Thắng 70SVTH: Nguyễn Hữu Đại ... nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ? ?tô - Thời gian nghiên cứu: tháng - Nội dung nghiên cứu: “ Tìm hiểu hệ thống phanh ABS xe ơtơ Lập quy trình bảo đưỡng mơ hinh phanh ABS phịng thí nghiệm tơ Phương... Nguyễn Hữu Đại Đồ án tốt nghiệp Ngành công nghệ kỹ thuật ? ?tô CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN Ô TÔ 1.1 Giới thiệu phanh ABS 1.1.1 Lịch sử ABS Phanh ABS giới thiệu lần vào năm 1960 máy... kềnh Năm 1969 hệ thống ABS lần lắp ? ?tô Năm 1970 hệ thống ABS nhiều công ty sản xuất ? ?tô nghiên cứu vàđưa vào ứng dụng năm 1971 Công ty Toyota sử dụng lần chocác xe Nhật hệ thống ABS kênh điều