Tải bản đầy đủ

Đề tài hệ THỐNG PHANH ABS

KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT LÝ TỰ TRỌNG TP HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐỘNG LỰC
----------------------------------------------------

ĐỀ TÀI
HỆ THỐNG PHANH ABS
✪ SINH VIÊN THỰC HIỆN :
♫ NGUYỄN TRUNG THANH
♫ NGUYỄN ĐỨC THIỆN
✪ CỐ VẤN HỌC TẬP :
✥ THẦY TRIỆU PHÚ NGUYÊN
✪ LỚP: 14CĐ-Ô2

Trang 1


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG

LỜI NÓI ĐẦU..............................................................................................................3
Chương I. Cơ sở lý thuyết và nghiên cứu.....................................................................4

2.1.Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh.............................................................7
2.2. Các chỉ tiêu đánh giá tính ổn định khi phanh...............................................12
3.1. Các trạng thái làm việc của ABS.................................................................18
3.1.1. Trạng thái phanh thường...................................................................................18
3.1.3. Trạng thái giữ áp lực phanh..............................................................................19
3.1.4. Trạng thái tăng áp lực phanh.............................................................................19
3.2. Ưu khuyết điểm của hệ thống phanh ABS ..................................................20
Chương II. Kết cấu và quá trình làm việc của hệ thống phanh ABS..........................21
1.Sơ đồ chung của hệ thống phanh ABS.................................................................21
Các bộ phận cơ bản của hệ thống phanh ABS....................................................21
1.2. Hệ thống các cảm biến.................................................................................25
1.2.1. Cảm biến tốc độ bánhxe....................................................................................25
1.2.2. Vị trí các cảm biến tốc độ trên bánh xe.............................................................26
1.3. Cảm biến gia tốc..........................................................................................29
1.3.2 Cảm biến trọng lực (G) ....................................................................................31
1.4 Bộ điều khiển thủy lực ................................................................................33
1.4.1 Bộ điều khiển thuỷ lực thực hiện nhiệm vụ chống trượt lê...............................33
1.5. Bơm điện ABS ............................................................................................39
1.6. Nguyên tắc bố trí chung các hệ thống chống hãm cứng trên ô tô................41
Các phương án bố trí của hệ thống ABS.............................................................43
3.Những hư hỏng thường gặp và phương pháp xác định hư hỏng..........................47
3.1Những kiểm tra cần thiết, trước khi kiểm tra sửa chữa ABS.........................47
3.2. Những lưu ý khi sửa chữa hệ thống phanh ABS và những hư hỏng thường
gặp và cách khắc phục........................................................................................48
3.2.1. Những lưu ý trong kiểm tra sữa chữa hệ thông phanh ABS.............................48
3.2.2. Các sự cố thường gặp cho hệ thống phanh ABS...............................................50
3.2.2.1.Các sự cố về điện............................................................................................51
3.2.2.2. Các sự cố về cơ khí của cảm biến tốc độ.......................................................51
3.2.2.3. Bảng hư hỏng và cách khắc phục...................................................................52
3.3.Kiểm tra hoạt động của hệ thống ABS thông qua đèn báo...........................54
3.4 Sửa chữa sự cố của ABS và sự tự chẩn đoán................................................58
3.5. Cách kiểm tra về điện hệ thống ABS bằng hộp đầu nối..............................60
....................................................................................................................................63

Trang 2


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG

LỜI NÓI ĐẦU

Sản xuất ô tô trên thế giới ngày nay tăng vượt bậc, ô tô trở thành
phương tiện quan trọng về hành khách và hàng hóa cho các ngành kinh tế quốc dân,
Trang 3


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG
đồng thời trở thành phương tiện tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển. ngay ở
nước ta số ô tô tư nhân cùng phát triển cùng với sự tăng trưởng kinh tế, mật độ xe
trên đường ngày càng tăng.
Mỹ và Nhật là hai nước sản xuất ô tô nhiều nhất thế giới hàng năm mỗi nước
sản xuất khoảng 12 đến 13 triệu chiếc.
Do mật độ ô tô trên đường ngày càng tăng và tốc độ chuyển động ngày càng
cao cho lên vấn đề tai nạn giao thông trên đường là vấn đề cấp thiết hàng đầu luôn
phải quan tâm. ở nước ta chỉ trong hai năm 1998 đến 2000 mỗi năm có 20.000 vụ tai
nạn giao thông làm 7100 người chết và 30772 người bị thương. Năm 2002 xẩy ra
27420 vụ tai nạn giao thông, làm 12998 người bị chết và hơn 30.000 người bị
thương. Đến năm 2006 có 42000 vụ tai nạn giao thông làm hơn 20.000 người chết.
Nó không những gây thiệt hại lớn về người mà còn gây thiệt hại lớn về tài sản của
nhà nước và của công dân. Một trong những nguyên nhân đó là do con người gây ra
( như lái xe say riệu, mệt mỏi, buồn ngủ....). Do hư hỏng máy móc trục trặc về kỹ
thuật và đương xá qúa xấu.
Trong nguyên nhân hư hỏng máy móc trục trặc kỹ thuật thì tỉ lệ tai nạn giao
thông do hệ thống phanh là 52.2 % đến 74.4%. Từ số liệu trên thấy rằng tai nạn do hệ
thống phanh chiếm tỉ lệ lớn nhất vì thế mà hiện nay hệ thống phanh càng được cải
tiến, tiêu chuẩn về thiết kế, chế tạo và sử dụng nghiêm ngặt và chặt chẽ nhằm tăng
hiệu quả phanh tính ổn định hướng, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo
an toàn chuyển động của ô tô.
Trong những cải tiến đó thì có hệ thống phanh trang bị ABS. No còn được gọi
là hệ thống phanh chống bó cứng bánh là một trong những hệ thống phanh có ưu
điển vượt trội nhất hiện nay. Nó đảm bảo cho người và phương tiện trên các loại
đường làm cho người lái chủ động được tốc độ.

Chương I. Cơ sở lý thuyết và nghiên cứu.
Trang 4


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG
1. Yêu cầu cơ bản đối với hệ thống phanh ô tô.
Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:
- Làm việc bền vững, tin cậy.
- Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường
hợp nguy hiểm.
- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an toàn
cho hành khách và hàng hoá.
- Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn chế.
- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô máy kéo khi phanh.
- Không có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và
khi quay vòng.
- Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn định trong mọi điều
kiện sử dụng.
- Có khả năng thoát nhiệt tốt.
- Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đòn
điều khiển nhỏ.
- Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp, hệ
thống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh là:
Phanh làm việc: Phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ở tất
cả mọi chế độ chuyển động, thường được điều khiển bằng bàn đạp nên còn gọi là
phanh chân.
Phanh dự trữ: Dùng để phanh ô tô máy kéo trong trường hợp phanh chính
hỏng.
Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ, dùng để giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại
chổ khi dừng xe hoặc khi không làm việc. Phanh này thường được điều khiển bằng
tay đòn nên gọi là phanh tay.

Ngoài ra còn có phanh chậm dần: Trên các ô tô máy kéo tải trọng lớn (như xe
tải, trọng lượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn, xe khách- lớn hơn 5 tấn) hoặc làm việc ở
Trang 5


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG
vùng đồi núi,thường xuyên phải chuyển động lên xuống các dốc dài còn phải có loại
phanh thứ tư là phanh chậm dần, dùng để.
Phanh liên tục, giữ cho tốc độ của ô tô máy kéo không tăng quá giới hạn cho
phép khi xuống dốc.
Để giảm dần tốc độ của ô tô máy kéo trước khi dừng hẳn.
Các loại phanh trên có thể có các bộ phận chung và kiêm nhiệm chức năng của
nhau. Nhưng chúng phải có ít nhất là hai bộ phận điều khiển và dẫn động độc lập.
Ngoài ra, để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh chính còn được phân thành
các dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn làm việc
bình thường.
Để có hiệu quả phanh cao:
- Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn.
- Phân phối mô men phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn
bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh. Muốn vậy, lực phanh trên các bánh xe phải tỷ
lệ thuận với phản lực pháp tuyến của đường tác dụng lên chúng.
- Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực hay dùng dẫn động
khí nén hoặc bơm thuỷ lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe cói trọng lượng
toàn bộ lớn.
2. Các cơ sở lý thuyết của quá trình phanh ô tô.
Tính năng phanh hay chất lượng quá trình phanh được định lượng thông qua 2 nhóm
chỉ tiêu : Hiệu quả phanh và Tính ổn định khi phanh.
Hiệu quả phanh đánh giá mức độ giảm tốc độ của ôtô khi người lái tác động lên cơ
cấu điều khiển phanh trong trường hợp phanh khẩn cấp.
Tính ổn định khi phanh đánh giá khả năng duy trì quỹ đạo của ôtô theo ý muốn của
người lái trong quá trình phanh.

Trang 6


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG
2.1.Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh.

gia tốc chậm dần lớn nhất jmax , quảng đường phanh nhỏ nhất Smin và lực phanh hoặc
lực phanh riêng. Để đánh giá hiệu quả phanh có thể dung một trong những chỉ tiêu
sau: thời gian phanh nhỏ nhất tmin ,
a) Thời gian phanh
Thời gian phanh là một trong những chỉ tiêu để đánh giá chất lượng phanh.
Thời gian phanh càng nhỏ thì chất lượng phanh càng tốt.
Trong trường hợp tổng quát ta có :

dv
jp

dt =
tp =

v2

dv
∫j
v1 p

Trong trường hợp phanh khẩn cấp :

dt =
t p. min =

dv
j p. max

=

δj
⋅ dv
ϕ⋅g

δj
δj
.
dv
=
⋅ ( v1 − v2 )
∫v ϕ.g
ϕ⋅g
2
v1

(2.1)

Khi ô tô phanh đến lúc dừng hẳn thì v2= 0, do dó:

tmin =

v1.δ j
ϕ .g

(2.2 )

trong đó :
v1 - vận tốc của xe tại thời điểm bắt đầu phanh,
v2 - vận tốc của xe tại thời điểm kết thúc phanh.

Trang 7


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG
Công thức (2.2) cho thấy, thời gian phanh sẽ dài khi vận tốc bắt đầu phanh lớn,
thời gian phanh sẽ ngắn khi hệ số bám lớn. Thời gian phanh trong trường hợp ly hợp
vẫn đóng (δj > 1) thì thời gian phanh sẽ dài hơn so với trường hợp mở ly hợp.
b ) Gia tốc chậm dần phanh :
Gia tốc chậm dần đều khi phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh
giá chất lượng phanh và là đại lượng đặc trưng cho mức độ giảm tốc độ của ôtô trong
quá trình phanh. Khi phân tích các lực tác dụng lên ôtô, có thể viết phương trình cân
bằng lực kéo khi phanh ôtô như sau:

Pj = Pp ± Pf + Pω + Pη ± Pi

( 2.3 )

Trong đó: Pj : Lực quán tính sinh ra khi phanh ôtô.
Pp: Lực phanh sinh ra ở các bánh xe.
Pf: Lực cản lăn.
Pω: Lực cản không khí.
Pi: Lực cản lên dốc.
Pη: Lực để thắng tiêu hao cho ma sát cơ khí.
Thực nghiệm chứng tỏ rằng các lực cản lại chuyển động của ôtô có giá trị rất bé
so với lực phanh. Vì thế có thể bỏ qua các lực cản Pf ; Pω ; Pη và khi phanh trên
đường nằm ngang có phương trình:
Pj = P p
Khi đó lực phanh lớn nhất Pp max sinh ra tại bánh xe được xác định theo biểu
thức :

Pp max = Pj max
Theo điều kiện bám nên ta có : Pp max ≤ Pϕ ≤ Gϕ

Trang 8

nên ta có:


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG

ϕ .G =

δ j .G
. j p max
g

( 2.4 )

Trong đó:
δj

: Hệ số tính đến ảnh hưởng của các trọng khối quay của ôtô.

jpmax: Gia tốc chậm dần khi phanh.
g: Gia tốc trọng trường.
Từ biểu thức (2.4) có thể xác định gia tốc chậm dần cực đại khi phanh:

j p max =

ϕ.G
δj

(2.5)

Nhận xét: Để tăng gia tốc chậm dần khi phanh cần phải giảm hệ số

δj

. Vì

vậy khi phanh đột ngột người lái cần tắt ly hợp để tách động cơ ra khỏi hệ thống
truyền lực lức đó δj sẽ giảm còn jpmax tăng. Gia tốc chậm dần cực đại khi phanh còn
phụ thuộc vào hệ số bám ϕ của lốp với mặt đường (mà giá trị của hệ số bám lớn nhất
ϕmax = 0,75 ÷ 0,8 trên đường nhựa tốt)

c ) Quãng đường phanh :
Quãng đường phanh (Sp) là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượng
phanh của ôtô. Vì vậy trong tớnh năng kỹ thuật của ô tô, các nhà chế tạo cho biết
quãng đường phanh của ô tô ứng với vận tốc bắt đầu phanh đã định. So với các chỉ
tiêu khác thì quãng đường phanh là chỉ tiêu mà người lái xe có thể nhận thức được
một cách trực quan, dễ dàng tạo điều kiện cho người lái xe xử lý tốt trong khi phanh
ôtô trên đường.
Để xác định quãng đường phanh nhỏ nhất, có thể sử dụng biểu thức sau:

j p. max =

dv ϕ ⋅ g
=
dt
δj

Rồi nhân cả 2 vế phương trình trên với dSp ta có :

Trang 9


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG

dv
ϕ⋅g
⋅ dS p =
⋅ dS p
dt
δj
hay

v ⋅ dv =
S p. min =

ϕ⋅g
⋅ dS p
δj

δj
δj
2
2

v

dv
=

(
v

v
)
1
2
∫v ϕ ⋅ g
2ϕ ⋅ g
1

v2

Khi phanh ôtô đến dừng hẳn thì v2 = 0, ta có:

S p. min =

δj
⋅ v12
2ϕ ⋅ g

(2.6 )

Từ biểu thức trên ta thấy quãng đường phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào:
- Vận tốc chuyển động của ôtô lúc bắt đầu phanh v1.
- Hệ số bám ϕ .
- Hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng quay δj .
Muốn giảm quãng đường phanh thì ta cần phải giảm δi. Vì vậy nếu người lái
cắt ly hợp trước khi phanh thì quãng đường phanh sẽ ngắn hơn. Ta thấy ở biểu thức
trên Smin phụ thuộc vào hệ số bám, mà hệ số bám phụ thuộc vào tải trọng tác dụng
lên bánh xe.
Do vậy Smin phụ thuộc vào trọng lượng toàn bộ của ôtô G.
Ta có đồ thị thể hiện sự thay đổi của quãng đường phanh nhỏ nhất theo vận tốc
bắt đầu phanh v1 và theo giá trị hệ số bám như sau:

Trang 10


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG
S

p

[ m

]

1 2 0

8 0

4 0

0
5 ,5

1 1 ,1

1 6 ,6

2 2 ,2 v

1

[m /s ]

H. 2.1. Đồ thị chỉ sự thay đổi quãng đường phanh nhỏ nhất theo tốc độ bắt đầu
phanh v1 và hệ số bám
Từ đồ thị thấy rằng: Ở vận tốc bắt đầu phanh v1 càng cao thì quãng đường
phanh S càng lớn vì quãng đường phanh phụ thuộc bậc 2 vào v1 và hệ số bám càng
cao thì quãng đường phanh S càng giảm.
d) Lực phanh và lực phanh riêng:
Lực phanh và lực phanh riêng cũng là chỉ tiêu để đánh giá chất lượng phanh.
Chỉ tiêu này được dùng thuận lợi nhất là khi thử phanh ôtô trên bệ thử. Lực phanh
sinh ra ở bánh xe được xác định theo biểu thức sau:

Pp =

Mp

r

( 2.7 )

b

Trang 11


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG
Trong đó: Pp là lực phanh của ôtô.
Mp là mô men của các cơ cấu phanh
Và rb là bán kính làm việc trung bình của bánh xe.
Lực phanh riêng P là lực phanh được tính trên một đơn vị trọng lượng toàn bộ
G của ôtô:

P=

Pp
G

(2.8 )

Lực phanh riêng P lớn nhất khi lực phanh Pp cực đại :

P. max =

Pp max ϕ ⋅ G
=

G
G

( 2.9 )

Khi đánh giá chất lượng phanh của ôtô có thể sử dụng một trong bốn chỉ tiêu
trên. Trong đó quãng đường phanh là đặc trưng nhất, vì nó cho phép người lái hình
dung được vị trí xe sẽ dừng trước một chướng ngại vật mà họ phải xử lý để tránh
khỏi xẩy ra tai nạn khi người lái phanh ở một vị trí nào đấy. Do đó chỉ tiêu này
thường dùng để đánh giá hiệu quả tác động của phanh. Lực phanh và lực phanh riêng
thuận lợi khi đánh giá chất lượng phanh trên bệ thử.
2.2. Các chỉ tiêu đánh giá tính ổn định khi phanh

Tính ổn định phanh là khả năng đảm bảo quỹ đạo chuyển động của ôtô theo ý
muốn của người lái trong quá trính phanh. Tính ổn định khi phanh được đánh giá
bằng 2 chỉ tiêu: Góc quay khi phanh (βp) và hành lang phanh (Bp).
1) Góc quay khi phanh (βp)

Trang 12


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG
Trong quá trình phanh ôtô thì trục dọc của ôtô bị nghiêng đi một góc β nào
đấy so với hướng của quỹ đạo đang chuyển động. Đó là do tổng các lực phanh sinh
ra ở các bánh xe bên phải khác với tổng các lực phanh sinh ra ở các bánh xe bên trái
và tạo thành mômen quay vũng Mq quanh trục thẳng đứng Z đi qua trọng tâm A
của ôtô .

H. 2.2. Sơ đồ lực tác dụng lên ôtô khi phanh mà bị quay ngang
Khi phanh mà ôtô bị quay đi một góc quá mức quy định sẽ ảnh hưởng đến an
toàn chuyển động trên đường. Vậy tính ổn đinh khi phanh là khả năng ôtô giữ được
quỹ đạo chuyển động như ý muốn của người lái trong quá trình phanh.
Giả sử ôtô chuyển động theo hướng trục X nhưng sau khi phanh ôtô bị lệch đi
một góc β. Trong khi phanh thì ở các bánh xe bên phải có các lực phanh Fp.ph1 ở trục
trước và Fp.ph2 ở trục sau, còn các bánh xe bên trái có các lực phanh Fp.tr1 ở trục trước
và Fp.tr2 ở trục sau.
Tổng các lực phanh ở các bánh xe bên phải là:
Fp.ph = Fp.ph1 + Fp.ph2

Trang 13

(2.10)


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG

Tổng các lực phanh ở các bánh xe bên trái là :
Fp.tr = Fp.tr1 + Fp.tr2

(2.11)

Giả sử rằng tổng các lực phanh bên phải Fp.ph lớn hơn tổng các lực phanh bên
trái Fp tr thì ôtô quay vòng theo chiều mũi tên như hình vẽ quanh trọng tâm A của ôtô.
mômen quay vòng Mq được xác định theo biểu thức:

M q = Fp. ph

B
B
− Fp.tr = ( Fp. ph − Fp.tr ).
2
2

(2.12 )

Do có sự ma sát giữa bánh xe và mặt đường cho nên khi xuất hiện mômen
quay vòng Mq thì các bánh xe ở trục trước sẽ có phản lực Ry1 tác dụng từ mặt đường
theo phương ngang và ở các bánh xe sau sẽ có phản lực Ry2 tác dụng.
Phương trình chuyển động của ôtô đối với trọng tâm A được viết
dưới dạng sau :

I Z .β = M q − R y1.a − R y 2 .b

( 2.13 )

Vì ôtô bị xoay đi một góc β tức là mômen quay vòng lớn hơn rất nhiều so với
các mômen khác do các lực Ry1 và Ry2 sinh ra, để đơn giản bớt ta có thể viết lại như
sau:

I Z .β = M q

hoặc β =

Mq
IZ

( 2.14 )

Với: Iz – mômen quán tính của ôtô quanh trục Z đi qua trọng tâm A
lấy tích phân hai lần phương trình (2.14) ta được :

β=

Mq
2I Z

t2 +C

Với: t- thời gian phanh
Trang 14

( 2.15 )


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG
Để tìm giá trị của C ta sử dụng điều kiện ban đầu khi t=0 thì β=0 và đưa vào
phương trình ( 2.15) ta có C=0. Từ đó rút ra được biểu thức cuối cùng để xác định
góc lệch β do mômen quay vòng gây nên. Mà mômen này là do sự chênh lệch lực
phanh bên phải và bên trái gây nên:

β=

Mq
2I Z

t2

(2.16)

Qua biểu thức trên ta thấy β tỷ lệ thuận với Mq, với bình phương thời gian
phanh t và tỷ lệ nghịch với mômen quán tính Iz của ôtô quanh trục Z đi qua trọng
tâm của nó. Theo yêu cầu của nhà chế tạo thì khi ôtô xuất xưởng thì phải bảo đảm
lực phanh ở các bánh xe trên cùng một trục là như nhau và độ chênh lệch lực phanh ở
các bánh xe trên cùng một trục không vượt quá 15% so với giá trị lực phanh cực đại
ở các bánh xe ở trục này.
Giả sử rằng các bánh xe ở phía bên phải có lực phanh lớn nhất Fp.ph max theo
điều kiện bám giữa bánh xe với mặt đường, thì lực phanh thấp nhất giữa các bánh xe
ở phía bên trái cho phép là:
Fp.tr.min=0.85.Fp.ph max

(2.17)

Lúc này mômen cực đại Mq.max được xác đinh như sau:

M q max = ( F p. ph. max − Fp.tr . min )

B
2

Hay:

M q max = ( F p. ph. max − 0,85.Fp. ph. max )

Từ đó ta có :

M q. max = 0,075..B.Fp. max

Trang 15

B
2
( 2.18 )


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG
Lấy giá trị Mq.max từ biểu thức (2.18) thay vào biểu thức (2.16) ta tìm được góc
lệch cực đại βmax:

β max

0,075.B.F ' p. max 2
=
t
2.I Z

( 2.19 )

Ở biểu thức (2.19) thành phần F′p.max cần phải hiểu là lực phanh cực đại ở một phía
(có thể bên trái hay bên phải) tuỳ theo điều kiện bám.
Lực phanh cực đại:

F ' p. max =

G
ϕ max
2

( 2.20 )

Thay giá trị của biểu thức (2.19) vào (2.20) cuối cùng ta biểu thức xác định

βmax sau đây:

β max

B.G.t 2
= 0,019
ϕ max
IZ

( 2.21

Góc lệch cực đại βmax cho phép khi phanh không vượt quá 8° hoặc khi phanh
thì ôtô không vượt ra ngoài hành lang có chiều rộng 3,5m.

3. Quá trình hoạt động hệ thống phanh ABS.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh chống hãm cứng ABS

Trang 16


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG

H. 4. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS
Khi bắt đầu phanh, bánh xe quay với tốc độ giảm dần, khi bánh xe đạt tới
giá trị gần bó cứng tín hiệu của các cảm biến gửi về bộ điều khiển trung tâm (ECU).
ECU tiếp nhận và lựa chọn chế độ đưa ra tín hiệu điều khiển van điều chỉnh áp suất
các đường dầu từ xilanh chính đến xilanh bánh xe do vậy lực phanh ở cơ cấu phanh
không tăng được nửa, bánh xe lại có xu hướng lăn với tốc độ cao lên, tín hiệu từ cảm
biến lại đưa về bộ điều khiển trung tâm, bộ điều khiển điều khiển van điều chỉnh mở
đường dầu tăng thêm áp suất dẫn ra xylanh bánh xe thực hiện tăng lực phanh gây ra
do cơ cấu phanh. Nhờ đó bánh xe lại bị phanh và giảm tốc độ quay tới khi gần bị bó
cứng, quá trình xảy ra được lặp lại theo chu kỳ liên tục cho tới khi bánh xe dừng hẳn.
Một chu kỳ thực hiện khoảng 1/10 s, nhờ các bộ tích áp suất thấp, cao, van một chiều
và bơm dầu độ chậm trễ tác động chỉ nhỏ hơn 1/1000s, do vậy ABS làm việc rất
hiệu quả tránh được bó cứng bánh xe. Quá trình này coi như là hành động nhấp
phanh liên tục của người lái xe khi phanh, nhưng mức độ chuẩn xác và tần số lớn
hơn rất nhiều so với người lái xe có kinh nghiệm.

Trang 17


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG

H. 4.1. Sơ đồ mối quan hệ các yếu tố trong hệ thống phanh ABS
3.1. Các trạng thái làm việc của ABS.
ABS trong hệ thống phanh thuỷ lực là một bộ tự điều chỉnh áp suất dầu đưa
vào xilanh bánh xe sao cho phù hợp với chế độ lăn bánh của bánh xe nhằm hạn chế
hoàn toàn khả năng trượt lết của bánh xe khi phanh.Van điện là một trong những bộ
phận quan trọng thực hiện các trạng thái phanh một cách tốt nhất. Tuỳ theo loại van
điện sử dụng trong hệ thống phanh mà hệ thống ABS làm việc với nhiều trạng thái
khác nhau.

3.1.1. Trạng thái phanh thường
Lúc này ECU chưa cung cấp điện để điều khiển van điện nên đường dầu tới
(cổng A) mở, đường dầu về (cổng B) đóng ,áp lực dầu được truyền từ xilanh chính
tới
xilanh bánh xe. Tuy vậy ECU vẫn luôn tiếp nhận thông tin từ các cảm biến rồi so
sánh với các ngưỡng giá trị có sẵn trong bộ nhớ của ECU do nhà chế tạo định sẵn.
Lực phanh tăng hoặc giảm do sự tác động của người tài xế và bánh xe chưa có khả
năng bị hãm cứng.
3.1.2. Trạng thái giảm áp lực phanh:

Trang 18


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG
Các tín hiệu từ hệ thống các cảm biên gởi đến ECU tiếp nhận, tính toán, so
sánh biết được bánh xe có khả năng bị hãm cứng và quyết định chống hãm cứng
bánh xe đó bằng cách đưa dòng điện khoảng 5A nhằm tạo ra lực từ mạnh ở cuộn dây
để đóng đường dầu tới (cổng A), mở đường dầu về (cổngB) do vậy mà áp lực dầu
không đến xilanh bánh xe nữa mà từ xilanh bánh xe trở về bình tích trữ làm cho áp
lực phanh giảm bánh xe không bị bó cứng nữa. Nếu áp lực phanh vẫn còn lớn để làm
bó cứng bánh xe thì ECU sẽ điều khiển bơm ABS bơm dầu từ bình tích trữ về xilanh
chính, áp lực phanh giảm nhanh và bánh xe không còn khả năng bị bó cứng nữa.

3.1.3. Trạng thái giữ áp lực phanh
Áp lực phanh tăng hoặc giảm ở xilanh bánh xe khi ECU nhận thấy giá trị phù
hợp, thì ECU gửi dòng điện tới cuộn dây khoảng 2A vừa đủ để đóng đường tới
(cổng A) và đóng đường về (cổng B) làm cho áp lực phanh không đổi ở xilanh bánh
xe. Lúc này ECU tiếp tục điều khiển bơm ABS làm việc để trả dầu từ bình tích năng
làm tăng áp lực phanh ở xilanh chính chuẩn bị cho quá trình tăng áp tiếp theo nếu cần
thiết.

3.1.4. Trạng thái tăng áp lực phanh
Khi áp lực phanh cần được tăng thì ECU ngừng cung cấp dòng điện cho cuộn
dây của van điều khiển, van mở đường dầu tới (cổng A) và đóng đường dầu về (cổng
B), dầu đi từ xilanh chính tới xilanh bánh xe. Đồng thời ECU điều khiển cho bơm
ABS hoạt động bơm dầu về xilanh chính của bánh xe nhằm làm tăng áp lực phanh.
Thực ra trạng thái tăng áp lực phanh cũng chính là trạng thái phanh thường.

Nhận xét: Trạng thái làm việc của hệ thống phanh ABS thay đổi liên tục theo
tình trạng của ôtô và mặt đường.

Trang 19


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG
3.2. Ưu khuyết điểm của hệ thống phanh ABS

Tốc độ bánh xe và tốc độ xe gần như nhau, khi tốc độ bánh xe trở về không
cũng là lúc xe dừng lại coi như bánh xe không bị bó cứng và trượt trên mặt đường
nửa. Khi phanh đột ngột, áp lực phanh cực đại nếu bánh xe nào giảm tốc độ quá
nhanh thì áp lực dầu sẽ được giảm xuống để bánh xe không bị hãm cứng , sau đó thì
bánh xe tăng tốc trở lại do lực phanh giảm. ABS lại tác động làm tăng và giữ áp lực
dầu sao cho tốc độ bánh xe và tốc độ xe tương ứng với nhau cho đến lúc dừng hẳn.
Sự tăng và giảm áp lực xảy ra trong phạm vi nhỏ và tần số không lớn lắm nên
tốc độ xe hầu như giảm đều, còn tốc độ bánh xe tăng giảm khi áp lực điều khiển thay
đổi.
1) Ưu Điểm:
- Mang tính hiện đại
- Quóng đường phanh ngắn
- Có tính an toàn cao, ổn định lái, ổn định hướng
- Xe chạy trên đường trơn trượt có thể ổn định trong khi phanh…
2) Khuyết Điểm:
- Kết cấu phứt tạp, khú bảo quản, sửa chữa ,lắp ráp
- Các bộ phận thay thế phải đúng loại theo nhà chế tạo
- Đòi hỏi người thợ phải có tay nghề cao, kinh nghiệm

Trang 20


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG

Chương II. Kết cấu và quá trình làm việc của hệ thống phanh
ABS.
1.Sơ đồ chung của hệ thống phanh ABS.
Các bộ phận cơ bản của hệ thống phanh ABS.

Hệ thống ABS ngày nay bố trí trên xe rất đa dạng, mỗi hãng xe đều có cách
thiết kế riêng. Chính vì vậy mà mỗi loại xe có cách bố trí và cấu tạo hệ thống ABS
cũng rất khác nhau. Các cụm chính của hệ thống phanh ABS gồm có: Bàn đạp
phanh, bộ cường hoá lực phanh, xilanh chính, cơ cấu phanh ở bánh xe… Đó là các
cụm giống như hệ thống phanh chung. Ngoài ra còn có thêm:
- Cụm điều khiển điện tử (ECU: electronic control unit): Được xem như một
bộ não của hệ thống ABS. Tiếp nhận thông tin từ hệ thống các cảm biến tức là xác
định được tốc độ của bánh xe hoặc gia tốc chậm dần khi phanh, do các cảm biến gởi
đến từ đó xử lý thông tin và gửi tín hiệu đến bộ điều khiển thuỷ lực (HCU).
- Cụm điều khiển thuỷ lực (HCU: hydraulic control unit ) nhận tín hiệu từ
ECU gửi đến, HCU đóng mở mạch dầu để tăng, giảm hay giữ áp lực phanh đến các
bánh xe cho phù hợp nhằm thực hiện chức năng chống hãm cứng.
- Hệ thống các cảm biến (sensor): nhận tín hiệu gửi về ECU, từ đó ECU có
thông tin để điều khiển quá trình chống hãm cứng. Thông thường trên xe có trang bị
một số loại cảm biến sau:
Cảm biến tốc độ bánh xe (wheel speed sensor).
Cảm biến gia tốc khi phanh (acceleration sensor ).
Cảm biến trọng lực G (force sensor).
Cảm biến hành trình pedal phanh (brake pedal travel switch).
Cảm biến mức dầu ( fuild level switch ).
Thông thường chỉ cần cảm biến tốc độ bánh xe là đủ nhưng để tăng tính ưu việt
của hệ thống phanh một số xe còn trang bị thêm cảm biến gia tốc (acceleration
sensor) hay cảm biến trọng lực G (force sensor)

Trang 21


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG

.

H. 3.1.Sơ đồ cấu tạo của hệ thốnh phanh ABS
1. Cảm biến tốc độ bánh xe ; 2. Bộ điều khiển thuỷ lực; 3. Bộ điều khiển trung tâm;
4. Xilanh chính ; 5. Đèn báo
Trong ABS còn có nguồn năng lượng bổ sung như bình dự trữ dầu thấp áp,
bơm dầu, các van an toàn…
1.1.2. Cụm điều khiển điện tử.
Cụm điều khiển được xem như “bộ não“ của hệ thống phanh ABS tự động
điều chỉnh với độ chính xác cao. Nhiệm vụ của ECU nhận biết tình trạng làm việc
của của xe từ các cảm biến cung cấp căn cứ vào đó mà tính toán khả năng hãm cứng
của bánh xe khi phanh. Từ các thông số tính toán được, ECU so sánh với các thông
số có sẵn do nhà chế tạo định trước ở bên trong ECU. Sau cùng ECU quyết định tính
năng làm việc của cả hệ thống.

Trang 22


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG
Đặc điểm cấu tạo rất phứt tạp, mỗi hãng luôn có một đặc trưng riêng và còn
tuỳ thuộc vào từng loại xe.

Nguyên lý hoạt động của ECU:
Khi có tín hiệu phanh, tín hiệu tốc độ bánh xe, đối với một số xe còn có thêm
tín hiệu gia tốc hay tín hiệu trọng lực … Từ hệ thống các cảm biến gửi đến thì ECU
nhận được bởi mạch điện nhận tín hiệu các tín hiệu này đuợc chuyển sang khối điều
khiển để tiến hành tính toán khả năng hãm cứng của bánh xe và tiến hành so sánh với
các giá trị có trong ngưỡng bộ nhớ ECU. Sau đó quyết định của cụm vi xử lí chính
được đưa tới mạch xuất tín hiệu và được khuyếch đại để đưa tới các bộ phận thi hành
chức năng chống hãm cứng theo sơ đồ sau:

Tín hiệu đầu vào

Rơ le ABS

Cảm biến tốc độ
bánh trước, bên
phải
Cảm biến tốc độ
bánh sau, bên phải
Cảm biến tốc độ
bánh trước, bên
trỏi

Tín hiệu đầu ra

Bộ truyền
động thuỷ lưc
Khối
điều
khiể
nAB
S

Đèn báo ABS

Cảm biến tốc độ
bánh sau, bên trái
Tín hiệu ra
đến
bộ tự kiểm tra

Công tắc đèn stop

H.3.2.Lựơc đồ khối của khối điều khiển ABS với các tín hiệu đầu vào, đầu ra.
Trang 23


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG
Tất cả các quá trình làm việc ở trên, được kiểm tra theo dõi bởi bộ vi xử lý. Bộ
phận vi xử lý tiếp nhận các tín hiệu của quá trình nhập, tính toán cũng như xuất tín
hiệu, nên kiểm tra quá trình đó một cách chính xác. Nếu có sai sót bộ phận này sẽ
xuất tín hiệu để báo. Ngoài ra: bộ kiểm tra vi xử lý còn có các chức năng tự kiểm tra,
kiểm tra lúc bắt đầu nhận tín hiệu và chẩn đoán các bộ phận hư hỏng của toàn bộ hệ
thống ABS.
Trong ECU còn có bộ ổn định điện áp. Điện áp từ bình đến ECU
được ổn định, do đó ECU làm việc ổn định và tăng độ chính xác trong quá trình điều
khiển.
Đặc biệt các bộ phận vi xử lý trong ECU có mối liên hệ rất chặt chẽ
chính vì vậy mà ECU làm việc rất chính xác và hiệu quả.
Theo sơ đồ của mạch điều khiển chống hãm cứng thì sau khi mở công tắc điện,
ECU được cung cấp điện và tiến hành một số chức năng kiểm tra ban đầu cho hệ
thống ABS. Nếu có sai sót thì hệ thống ABS không hoạt động và ngược lại. ECU tiến
hành tính toán, kiểm tra khả năng hãm cứng của bánh xe.
Qua kết quả nhận được ECU tiến hành lựa chọn:
- Nếu phanh thường thì bánh xe không có khả năng chống hãm cứng nên hệ
thống chống hãm cứng bị ngắt.
- Nếu bánh xe có khả năng bị hãm cứng bộ vi xử lý chính tiến hành phân tích
so sánh với các ngưỡng giá trị cài sẵn trong bộ nhớ của ECU rồi đưa ra quyết định và
chuyển đến bộ phận phân tích, bộ phận phân tích đưa tín hiệu đến các bộ phận thi
hành chức năng chống hãm cứng như van điện và bơm ABS để thực hiện chức năng
chống hãm cứng.
Chu trình trên được lặp đi lặp lại liên tục cho đến khi tín hiệu gửi đến từ các
cảm biến cho biết tình trạng của bánh xe không còn có khả năng chống hãm cứng thì
ECU ngắt tín hiệu cung cấp. Cả hệ thống chống hãm cứng trở trạng thái bình thường
không hãm cứng.

Trang 24


KHOA ĐỘNG LỰC-CĐKT LÝ TỰ TRỌNG
Với sự trang bị của hệ thống phanh ABS thì hiệu quả phanh, tính ổn định khi
phanh được nâng cao. Tuy nhiên tránh lắp lẫn ECU của các loại xe với nhau, điều đó
giảm độ chính xác của ECU.
1.2. Hệ thống các cảm biến.

1.2.1. Cảm biến tốc độ bánhxe.
Như ta đó biết trên ôtô hiện đại ngày nay một số xe có hê thống phanh ABS
được trang bị nhiều cảm biến với chức năng khác nhau nhằm tăng thêm chất lượng
của quá trình phanh nhưng cảm biến tốc độ bánh xe là không thể thiếu trong hệ thống
phanh ABS.
Cảm biến tốc độ bánh xe có nhiệm vụ nhận biết sự thay đổi của tốc độ bánh xe
và gửi tín hiệu về ECU, từ đó ECU nhận biết, xử lý thông tin và điều khiển các bộ
phận chống hãm cứng bánh xe.

Trang 25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×