Đề tài Khảo sát hệ thống phanh chống hãm cứng bánh xe anti-Lock braking system (abs) trên xe toyota vios

1. Tổng quan 4

1.1. Mục đích, ý nghĩa đề tài: 4

1.2. Sơ lược hệ thống phanh trang bị ABS. 4

1.2.1.Công dụng,yêu cầu hệ thống phanh. 4

1.2.1.1. Công dụng. 4

1.2.1.2. Yêu cầu. 6

1.2.1.3.Phân loại hệ thống phanh. 7

1.2.2.Chức năng nhiệm vụ ABS ,phân loại ABS. 7

1.2.2.1.Chức năng nhiệm vụ ABS: 7

1.2.2.2.Phân loại ABS . 11

1.2.3.Sơ đồ nguyên lý làm việc, một số sơ đồ điển hình. 14

1.2.3.1.Sơ đồ nguyên lý làm việc . 14

1.2.3.2.Một số sơ đồ điển hình . 18

1.3.Giới thiệu tổng quan về xe TOYOTA VIOS . 20

1.3.1.Giới thiệu về động cơ . 22

1.3.2.Hệ thống truyền lực. 22

1.3.2.1.Ly hợp. 22

1.3.2.2.Hộp số. 24

1.3.3.Hệ thống treo . 25

1.3.4.Hệ thống lái. 26

1.3.5.Hệ thống điều hòa không khí . 26

2.Hệ thống phanh trên xe TOYOTA VIOS. 26

2.1.Sơ đồ và nguyên lý làm việc hệ thống phanh trên xe TOYOTA VIOS. 26

2.1.1.Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS. 26

2.1.2.Nguyên lý làm việc. 27

2.1.2.1.Khi không phanh. 27

2.1.2.2.Khi phanh ABS chưa làm việc. 27

2.1.2.3.Khi phanh ABS làm việc 28

2.2.Kết cấu và bộ phận chính. 30

2.2.1.Cơ cấu phanh. 30

2.2.1.1.Cơ cấu phanh trước. 30

2.2.1.2.Cơ cấu phanh sau. 34

2.2.2.Xy lanh chính. 34

2.2.3.Các cảm biến. 35

2.2.4. Khối điều khiển điện tử ECU. 36

2.2.5. Khối thuỷ lực- điện tử (Electric-hydraulic Unit). 38

2.2.6. Bộ phân phối lực phanh điện tử (EBD). 38

2.2.7. Trợ lực phanh. 39

3.Tính toán và kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe TOYOTA VIOS. 41

3.1.Momen phanh ở cầu trước và cầu sau. 42

3.2. Xác định mô men phanh do các cơ cấu phanh sinh ra. 46

3.2.1. Đối với cơ cấu phanh trước. 46

3.2.2. Đối với cơ cấu phanh sau. 50

3.2.3.Quan hệ áp suất phanh trước và phanh sau. 53

3.3. Lực tác dụng lên bàn đạp phanh. 54

3.4. Tính toán các chỉ tiêu phanh. 56

3.4.1. Gia tốc chậm dần khi phanh. 56

3.4.2. Thời gian phanh. 57

3.4.3. Quãng đường phanh. 58

4. Các hư hỏng và biện pháp khắc phục hệ thống phanh chính TOYOTA VIOS. 60

4.1. Những công việc bảo dưỡng cần thiết. 61

4.2. Sửa chữa hư hỏng một số chi tiết, bộ phận chính. 62

4.3.Kiểm tra hệ thống ABS. 63

4.4.Kiểm tra hệ thống chuẩn đoán. 64

4.5. Kiểm tra bộ phận chấp hành. 65

4.6. Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe. 66

5. Kết luận. 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO. 74

 

doc74 trang | Chia sẻ: lethao | Lượt xem: 5856 | Lượt tải: 2download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Khảo sát hệ thống phanh chống hãm cứng bánh xe anti-Lock braking system (abs) trên xe toyota vios, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1. Tổng quan 4 1.1. Mục đích, ý nghĩa đề tài: 4 1.2. Sơ lược hệ thống phanh trang bị ABS. 4 1.2.1.Công dụng,yêu cầu hệ thống phanh. 4 1.2.1.1. Công dụng. 4 1.2.1.2. Yêu cầu. 6 1.2.1.3.Phân loại hệ thống phanh. 7 1.2.2.Chức năng nhiệm vụ ABS ,phân loại ABS. 7 1.2.2.1.Chức năng nhiệm vụ ABS: 7 1.2.2.2.Phân loại ABS . 11 1.2.3.Sơ đồ nguyên lý làm việc, một số sơ đồ điển hình. 14 1.2.3.1.Sơ đồ nguyên lý làm việc . 14 1.2.3.2.Một số sơ đồ điển hình . 18 1.3.Giới thiệu tổng quan về xe TOYOTA VIOS . 20 1.3.1.Giới thiệu về động cơ . 22 1.3.2.Hệ thống truyền lực. 22 1.3.2.1.Ly hợp. 22 1.3.2.2.Hộp số. 24 1.3.3.Hệ thống treo . 25 1.3.4.Hệ thống lái. 26 1.3.5.Hệ thống điều hòa không khí . 26 2.Hệ thống phanh trên xe TOYOTA VIOS. 26 2.1.Sơ đồ và nguyên lý làm việc hệ thống phanh trên xe TOYOTA VIOS. 26 2.1.1.Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS. 26 2.1.2.Nguyên lý làm việc. 27 2.1.2.1.Khi không phanh. 27 2.1.2.2.Khi phanh ABS chưa làm việc. 27 2.1.2.3.Khi phanh ABS làm việc 28 2.2.Kết cấu và bộ phận chính. 30 2.2.1.Cơ cấu phanh. 30 2.2.1.1.Cơ cấu phanh trước. 30 2.2.1.2.Cơ cấu phanh sau. 34 2.2.2.Xy lanh chính. 34 2.2.3.Các cảm biến. 35 2.2.4. Khối điều khiển điện tử ECU. 36 2.2.5. Khối thuỷ lực- điện tử (Electric-hydraulic Unit). 38 2.2.6. Bộ phân phối lực phanh điện tử (EBD). 38 2.2.7. Trợ lực phanh. 39 3.Tính toán và kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe TOYOTA VIOS. 41 3.1.Momen phanh ở cầu trước và cầu sau. 42 3.2. Xác định mô men phanh do các cơ cấu phanh sinh ra. 46 3.2.1. Đối với cơ cấu phanh trước. 46 3.2.2. Đối với cơ cấu phanh sau. 50 3.2.3.Quan hệ áp suất phanh trước và phanh sau. 53 3.3. Lực tác dụng lên bàn đạp phanh. 54 3.4. Tính toán các chỉ tiêu phanh. 56 3.4.1. Gia tốc chậm dần khi phanh. 56 3.4.2. Thời gian phanh. 57 3.4.3. Quãng đường phanh. 58 4. Các hư hỏng và biện pháp khắc phục hệ thống phanh chính TOYOTA VIOS. 60 4.1. Những công việc bảo dưỡng cần thiết. 61 4.2. Sửa chữa hư hỏng một số chi tiết, bộ phận chính. 62 4.3.Kiểm tra hệ thống ABS. 63 4.4.Kiểm tra hệ thống chuẩn đoán. 64 4.5. Kiểm tra bộ phận chấp hành. 65 4.6. Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe. 66 5. Kết luận. 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 74 LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, do nhu cầu xã hội ngày càng phát triển, kéo theo mọi hoạt động trong đời sống xã hội đều phát triển theo xu hướng hiện đại hóa nên đòi hỏi phải có những phương tiện hiện đại phục vụ cho con người. Do đó song song với sự phát triển của mọi ngành nghề thì công nghệ ôtô cũng có sự thay đổi khá lớn. Nhu cầu của con người dần dần được đáp ứng về các mặt tiện nghi, kinh tế, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, … trong đó vấn đề an toàn được đặt lên hang đầu. Ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật đã đạt được, các nhà sản xuất bắt tay vào nghiên cứu, chế tạo hệ thống phanh ABS với những tính năng ưu việt: chống bó cứng bánh xe khi phanh, ổn định hướng, … nhằm hạn chế những tai nạn đáng tiếc có thể xảy ra. Từ vấn đề đó, với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn, em quyết định thực hiện đề tài: “KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANH CHỐNG HÃM CỨNG BÁNH XE ANTI-LOCK BRAKING SYSTEM (ABS) TRÊN XE TOYOTA VIOS”. Trong thời gian thực hiện đề tài do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Em rất mong sự giúp đỡ, ý kiến đóng góp của quý thầy cô cùng tất cả các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Việt Hải cùng các thầy cô giáo trong bộ môn cùng các bạn đã giúp em hoàn thành đồ án này. Đà nẵng, ngày 29 tháng 05 năm 2009. Sinh viên thực hiện PHAN THƯỜNG ĐẠT 1. Tổng quan. 1.1. Mục đích, ý nghĩa đề tài. Hiện nay ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và vận chuyển hàng hoá cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiện giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển. Ở nước ta, số người sử dụng ô tô ngày càng nhiều cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, mật độ ô tô lưu thông trên đường ngày càng cao dẫn đến tai nạn giao thông ngày càng nhiều.Do đó để đảm bảo tính an toàn vấn đề tai nạn giao thông là một trong những hướng giải quyết cần thiết nhất,luôn được quan tâm của các nhà thiết kế và chế tạo ôtô mà hệ thống phanh đóng vai trò rất quan trọng. Phanh sử dụng ABS là một trong hai công nghệ bổ sung cho hệ thống phanh hữu dụng nhất của ngành công nghiệp ôtô thời gian gần đây. Vai trò chủ yếu của ABS là giúp tài xế duy trì khả năng kiểm soát xe trong những tình huống phanh gấp. Cũng vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ. Ðối với sinh viên ngành cơ khí giao thông việc khảo sát, thiết kế, nghiên cứu về hệ thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn. Ðó là lý do em chọn đề tài “KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TOYOTA VIOS”.Ðể giải quyết vấn đề này thì trước hết ta cần phải hiểu rõ về nguyên lý hoạt động, kết cấu các chi tiết, bộ phận trong hệ thống phanh. Từ đó tạo tiền đề cho việc thiết kế, cải tiến hệ thống phanh nhằm tăng hiệu quả phanh, tăng tính ổn định hướng và tính dẫn hướng khi phanh, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an toàn chuyển động và tăng hiệu quả chuyển động của ô tô. Hệ thống phanh xe TOYOTA VIOS là hệ thống phanh dẫn động thủy lực sử dụng ABS,hiện nay đang sử dụng rộng rải cho các đời xe hiện nay. 1.2. Sơ lược hệ thống phanh trang bị ABS. 1.2.1.Công dụng,yêu cầu hệ thống phanh. 1.2.1.1. Công dụng: Hệ thống phanh dùng để: - Giảm tốc độ của ô tô máy kéo cho dến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần thiết nào đó. - Ngoài ra hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại chỗ trên các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang. Với công dụng như vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng. Nó đảm bảo cho ô tô máy kéo chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc. Nhờ thế ô tô máy kéo mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năng suất vận chuyển. 1.2.1.2. Yêu cầu: 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 hóa. - 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 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 dịnh trong mọi điều kiện sử dụng. - Có khả năng thoát 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 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: - Phanh làm việc: phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ở mọi chế độ chuyển động, thường được điều khiển bằng bàn đạp nên còn được gọi là phanh chân. - Phanh dự trữ: dùng phanh ô tô máy kéo khi phanh chính hỏng. - Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ. Dùng để giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc. Phanh này thường được điều khiển bằng tay đòn nên còn được gọi là phanh tay. - 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, trọng lượng lớn hơn 5 tấn) hoặc làm việc ở vùng đồi núi, thường xuyên phải chuyển động xuống các dốc dài, còn phải có loại phanh thứ tư là phanh chậm dần, dùng để: + Phanh liên tục, giữ cho tốc độ ô tô máy kéo không tăng quá giới hạn cho phép khi xuống dốc. + Để giảm dần tốc độ 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 là điều khiển và dẫn động độc lập. Ngoài ra còn 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 mômen 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 mặt 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 thủy lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng lớn. Để đánh giá hiệu quả phanh người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính: gia tốc chậm dần và quãng đường phanh.Ngoài ra cũng có thể sử dụng các chỉ tiêu khác, như: lực phanh hay thời gian phanh. Các chỉ tiêu quy định về hiệu quả phanh cho phép do từng quốc gia hay từng hiệp hội qui định riêng dựa vào nhiều yếu tố, như: nguồn gốc và chủng loại các ô tô đang lưu hành, điều kiện đường xá, trình độ tổ chức kiểm tra kỹ thuật, các trang thiết bị kiểm tra… Khi phanh bằng phanh dữ trữ hoặc bằng các hệ thống khác thực hiện chức năng của nó, gia tốc chậm dần cần phải đạt 3m/s2 đối với ô tô khách và 2,8m/s2 đối với ô tô tải. Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu quả phanh được đánh giá bằng tổng lực phanh thực tế mà các cơ cấu phanh của nó tạo ra. Khi thử (theo cả hai chiều: đầu xe hướng xuống dốc và ngược lại) phanh dừng phải giữ được ô tô máy kéo chở đầy tải và động cơ tách khỏi hệ thống truyền lực, đứng yên trên mặt dốc có độ nghiêng không nhỏ hơn 25%. Hệ thống phanh chậm dần phải đảm bảo cho ô tô máy kéo khi chuyển động xuống các dốc dài 6km, độ dốc 7%, tốc độ không vượt quá 30±2 km/h, mà không cần sử dụng các hệ thống phanh khác. Khi phanh bằng phanh này, gia tốc chậm dần của ô tô máy kéo thường đạt khoảng 0,6÷2,0 m/s2. Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái được cảm giác, điều khiển được đúng cường độ phanh, dẫn động phanh cần phải có cơ cấu đảm bảo quan hệ tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh tạo ra ở bánh xe. Đồng thời không có hiện tượng tự siết khi phanh. Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển cảu ô tô máy kéo khi phanh, sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các điều kiện sau: -Lực phanh trên các bánh xe phải và trái của cùng một cầu phải bằng nhau. Sai lệch cho phép không được vượt quá 15% lực phanh lớn nhất. -Không xảy ra hiện tượng khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh. Vì: các bánh xe trước trượt sẽ làm cho ô tô máy kéo bị trượt ngang; các bánh xe sau trượt có thể làm ô tô máy kéo mất tính điều khiển, quay đầu xe. Ngoài ra các bánh xe bị trượt còn gây mòn lốp, giảm hiệu quả phanh do giảm hệ số bám. Để đảm bảo yêu cầu này, trên ô tô máy kéo hiện đại người ta sử dụng các bộ điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking System-ABS). 1.2.1.3.Phân loại hệ thống phanh. - Theo vị trí bố trí cơ cấu phanh, phanh chia ra các loại: phanh bánh xe và phanh truyền lực. - Theo dạng bộ phận tiến hành phanh (phần tử ma sát), phanh chia ra: phanh guốc, phanh đĩa và phanh dải. - Theo loại dẫn động, phân chia ra: phanh cơ khí, phanh thủy lực, phanh khí nén, phanh điện từ và phanh liên hợp (kết hợp các loại khác nhau). Hình 1-1 Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính a-Phanh trống-guốc; b-Phanh đĩa; c- Phanh dải. 1.2.2.Chức năng nhiệm vụ ABS ,phân loại ABS 1.2.2.1.Chức năng nhiệm vụ ABS. ABS thực ra là công nghệ điện tử thay thế cho phương pháp phanh hiệu quả nhất (đặc biệt trên mặt đường trơn trượt) là đạp - nhả pê-đan liên tục, cảm nhận dấu hiệu rê bánh để xử lý. Do việc thực hiện kỹ thuật này không đơn giản mà các chuyên gia ôtô ở hãng Bosch, Đức, đã nghiên cứu, chế tạo cơ cấu ABS bao gồm các cảm biến lắp trên bánh xe (ghi nhận tình trạng hoạt động); bộ xử lý điện tử CPU và thiết bị điều áp (đảm nhiệm thay đổi áp suất trong piston phanh). Trong trường hợp phanh gấp, nếu CPU nhận thấy một hay nhiều bánh có tốc độ quay chậm hơn mức quy định nào đó so với các bánh còn lại, thông qua bơm và van thủy lực, ABS tự động giảm áp suất tác động lên đĩa (quá trình nhả), giúp bánh xe không bị hãm cứng (hay còn gọi là "bó"). Tương tự, nếu một trong các bánh quay quá nhanh, máy tính cũng tự động tác động lực trở lại, đảm bảo quá trình hãm. Để thực hiện được điều này, hệ thống sẽ thực hiện động tác ép - nhả má phanh trên phanh đĩa khoảng 15 lần mỗi giây, thay vì tác động một lần cực mạnh khiến bánh có thể bị "chết" như trên các xe không có ABS. Các bộ điều chỉnh lực phanh, bằng cách điều chỉnh sự phân phối áp suất trong dẫn động phanh các bánh xe trước và sau, có thể đảm bảo: - Hoặc hãm cứng đồng thời các bánh xe (để sử dụng triệt để trọng lượng bám và tránh quay xe khi phanh).  Hình 1-2 Quá trình phanh có và không có ABS trên đoạn đường cong. - Hoặc hãm cứng các bánh xe trước (để đảm bảo điều kiện ổn định). Tuy nhiên quá trình phanh như vậy vẫn chưa phải là có hiệu quả cao và an toàn nhất vì: - Khi phanh ngặt, các bánh xe vẫn có thể bị hãm cứng và trượt dọc. Các bánh xe trượt lết trên đường sẽ gây mòn lốp và giảm hệ số bám. - Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn, còn mất khả năng tiếp tục nhận lực ngang và không thể thực hiên quay vòng khi phanh trên đoạn đường cong hoặc đổi hướng để tránh chướng ngại vật (hình 1.2), đặc biệt là trên các mặt đường có hệ số bám thấp. Do đó dễ gây ra những tai nạn khi phanh. Vì vậy mục tiêu của hệ thống phanh ABS là giữ cho bánh xe trong quá trình phanh có độ trượt thay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị λ0, khi đó hiệu quả phanh cao nhất (lực phanh đạt giá trị cực đại do giá trị φmax) đồng thời tính ổn định và tính dẫn hướng của xe là tốt nhất (φy đạt giá trị cao), thỏa mãn các yêu cầu cơ bản của hệ thống phanh là rút ngắn quảng đường phanh, cải thiện tính ổn định và khả năng điều khiển lái của xe trong khi phanh. Quảng đường phanh: Trong tính toán động lực học quá trình phanh, quảng đường phanh x được xác định theo phương trình sau: x =  Trong đó: X: là quảng đường phanh. M: là khối lượng của xe. V0: là vận tốc ban đầu khi bắt đầu phanh. Vf: là vận tốc cuối cùng. Ta thấy quãng đường phanh đến khi xe dừng hẳn (Vf = 0) phụ thuộc vào vận tốc ban đầu (V0), khối lượng M của xe và lực phanh Fp. Khi lực phanh đạt cực đại thì quảng đường phanh là ngắn nhất (xem các nhân tố khác giữ nguyên giá trị). Theo hình 1.3, nếu giữ cho quá trình phanh xảy ra ỏ vùng lân cận λ0 thì sẽ đạt được lực phanh cực đại, khi đó quảng đường phanh là ngắn nhất. Tính ổn định chuyển động và tính ổn định hướng: Duy trì khả năng bám ngang trong vùng có giá trị đủ lớn nhờ vậy làm tăng tính ổn định chuyển động và ổn định quay vòng khi phanh “xét theo quan điểm về độ trượt”. Tuy nhiên do sự khác biệt thường xuyên của tải trọng và hệ số bám trên các bánh xe và các bánh xe được điều khiển một cách độc lập với cùng một ngưỡng gia tốc nên lực phanh trên các bánh xe sẽ khác nhau. Sự khác biệt lực phanh trên các bánh xe trái phải sẽ tạo ra mô men quay vòng cưỡng bức quanh trục thẳng đứng (trục thẳng đứng đi qua trọng tâm xe nếu tổng lực phanh của các bánh xe bên trái khác tổng lực phanh của các bánh xe bên phải). Mô men quay vòng cưỡng bức sẽ làm lệch hướng chuyển động của xe khi phanh, làm giảm ổn định chuyển động. Đối với xe du lịch mô men quán tính của khối lượng nhỏ, vận tốc đâm xe lớn có thể gây nguy hiểm khi phanh. Ngoài ra trạng thái trượt của các bánh xe ở các cầu khác nhau cũng làm thay đổi đặc tính quay vòng của xe khi phanh, nếu độ trượt của bánh xe cầu trước lớn hơn cầu sau dẫn đến góc lệch hướng trước lớn hơn góc lệch hướng sau thì xe có xu hướng quay vòng thiếu, nếu độ trượt của bánh xe sau lớn hơn bánh xe trước thì xe có xu hướng quay vòng thừa.  Hình 1-3 Sơ đồ biểu diễn hệ số trượt trên các loại đường. Tỉ số trượt: Tỉ số khác biệt giữa tốc độ xe và tốc độ bánh xe. Tỉ số trượt = (tốc độ xe – tốc độ bánh xe).100%/tốc độ xe Tỉ số trượt 0% là trạng thái bánh xe quay tự do không có lực cản. Tỉ số trượt 100% là trạng thái trong đó bánh xe bị bó cứng hoàn toàn và trượt trên mặt đường. Mối quan hệ giữa lực phanh và tỉ số trượt được biểu diễn bởi đồ thị. Bằng đồ thị ta có thể dễ dàng hiểu được mối liên hệ giữa lực phanh và hệ số trượt. Lực phanh không nhất thiết cân đối với tỷ số trượt. Vì vậy để đảm bảo lực phanh lớn nhất thì tỷ số trượt nằm trong vùng dung sai trượt ABS. Từ những kết quả phân tích lý thuyết và thực nghiệm cho thấy rằng đối với ABS thì hiệu quả phanh và ổn định phanh phụ thuộc chủ yếu vào việc lựa chọn sơ đồ phân phối các mạch điều khiển và mức độ độc lập hay phụ thuộc của việc điều khiển lực phanh tại các bánh xe. Sự thỏa mãn đồng thời hai chỉ tiêu hiệu quả phanh và ổn định khi phanh là khá phức tạp và là vấn đề đã và đang nghiên cứu của các nhà chuyên môn. Các hệ thống hãm cứng bánh xe khi phanh có thể sử dụng nguyên lý điều chỉnh sau đây: Theo gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh. Theo giá trị độ trượt cho trước. Theo giá trị của tỷ số vận tốc góc của bánh xe với gia tốc chậm dần của nó. Ở các loại đường nhựa khô, hệ số bám dọc vẫn tương đối cao. Tuy nhiên hệ số bám ngang φy nhỏ, do đó không đảm bảo được lực bám ngang, làm cho xe mất tính ổn định hướng khi phanh. Vì vậy trang bị ABS trên xe sẽ vẫn rất cần thiết để đảm bảo hiệu quả phanh tốt nhất. Qua thực nghiệm người ta thấy rằng khi có trang bị hệ thống ABS: ● Đường nhựa khô: hiệu quả phanh đạt khoảng 115% (tăng 15% so với không có ABS). ● Đường đóng băng: hiệu quả phanh đạt khoảng 150% (tăng 50% so với không có ABS). Tóm lại khi có trang bị hệ thống ABS: - Lợi về hiệu quả phanh (lực phanh lớn hơn do hệ số bám luôn ở phạm vi giá trị φmax ). - Lợi về tính ổn định ngang do φy còn đủ lớn giúp cho xe ổn định ngang. 1.2.2.2.Phân loại ABS Mặc dù có chung một nguyên lý làm việc, nhưng các ABS có thể được thiết kế theo nhiều sơ đồ kết cấu và biện pháp điều chỉnh áp suất khác nhau. Hệ thống ABS được phân loại theo các phương pháp sau: - Theo phương pháp điều khiển, ABS có thể chia thành hai nhóm lớn: điều khiển bằng cơ khí và điều khiển điện tử. Hình 1.4 dưới đây là sơ đồ phân loại hệ thống ABS đã được các hãng trên thế giới chế tạo:  Hình 1.4 Sơ đồ phân loại hệ thống ABS.  Hình 1.5 Các phương pháp điều chỉnh áp suất phanh. Dùng bơm hồi dầu; b- Xả dầu về đường hồi; c-Dùng piston đối áp 1- Bơm dầu; 2- Bình tích năng; 3- Xi lanh chính; 4- Van nạp; 5- Van xả; 6- Cơ cấu phanh; 7- Đường hồi dầu; 8- Van điện từ chính. - Theo thành phần kết cấu, các ABS điều khiển điện tử chia ra: •Loại dùng kết hợp với xi lanh chính của hệ thống phanh cổ điển (còn gọi là loại không tích hợp). •Loại bán tích hợp. •Loại tích hơp. - Theo phương pháp điều chỉnh (giảm) áp suất, chia ra: •Dùng bình tích năng và bơm hồi dầu. •Dùng van xả dầu về bình chứa. •Dùng piston đối áp. - Ngoài ra các ABS còn có thể phân loại theo số lượng cảm biến và số dòng dẫn động điều khiển riêng rẽ. 1.2.3.Sơ đồ nguyên lý làm việc, một số sơ đồ điển hình. 1.2.3.1.Sơ đồ nguyên lý làm việc Hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS thực chất là một bộ điều chỉnh lực phanh có mạch liên hệ ngược. Sơ đồ khối điển hình của một ABS có dạng như trên hình 1.6 gồm:  Hình 1.6 Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe. Cảm biến tốc độ; 2- Bộ phận điều khiển; 3- Cơ cấu thực hiện; 4- Nguồn năng lượng; 5- Xilanh chính hoặc tổng van khí nén; 6- Xilanh bánh xe hoặc bầu phanh. - Bộ phận cảm biến 1, bộ phận điều khiển 2, bộ phận chấp hành hay cơ cấu thực hiện 3 và nguồn năng lượng 4. - Bộ phận cảm biến 1 có nhiệm vụ phản ánh sự thay đổi của các thông số được chọn để điều khiển (thường là tốc độ góc hay gia tốc chậm dần của bánh xe hoặc giá trị độ trượt) và truyền tín hiệu đến bộ phận điều khiển 2. Bộ phận 2 sẽ xử lý tín hiệu và truyền đến cơ cấu thực hiện 3 để tiến hành giảm hoặc tăng áp suất trong dẫn động phanh. - Chất lỏng được truyền từ xi lanh chính (hay tổng van khí nén) 5 qua 3 đến các xi lanh bánh xe (hay bầu phanh) 6 để ép các guốc phanh và thực hiện quá trình phanh. Để hiểu được nguyên lý làm việc của hệ thống chống hãm cứng bánh xe, ta khảo sát quá trình phanh xe như trên hình 1.7.  Hình 1.7 Các lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh. Nếu bỏ qua mômen cản lăn rất nhỏ và để đơn giản coi Zbx = const, thì phương trình cân bằng mô men tác dụng lên bánh xe đối với trục quay của nó khi phanh, có dạng:  Ở đây:Mp - Mô men phanh tạo nên bởi cơ cấu phanh. Mφ - Mô men bám của bánh xe với đường. Jb - Mô men quán tính của bánh xe.  - Tốc độ góc của bánh xe. Từ đó ta có gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh:   Hình 1.8 Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS. Sự thay đổi Mp, Mφ, và εb theo độ trượt được thể hiện trên hình 1.8 - Đoạn O - 1 – 2 biểu diễn quá trình tăng Mp khi đạp phanh. Hiệu (Mp - Mφ) tỷ lệ với gia tốc chậm dần εb của bánh xe. Hiệu trên tăng nhiều khi đường Mφ đi qua điểm cực đại. Do đó sau thời điểm này, gia tốc εb bắt đầu tăng nhanh. Sự tăng đột ngột của gia tốc εb chứng tỏ bánh xe sắp bị hãm cứng và được sử dụng làm tín hiệu vào thứ nhất để điều khiển làm giảm áp suất trong dòng dẫn động. Do có độ chậm tác dụng nhất định nào đó (phụ thuộc vào tính chất hệ thống), sự giảm áp suất thực tế bắt đầu từ điểm 2. - Do Mp giảm, εb giảm theo và bằng không ở điểm 3 (khi Mp - Mφ). Vào thời điểm tương ứng với điểm 4 – mô men phanh có giá trị cực tiểu không đổi. - Trên đoạn từ điểm 3 đến điểm 6, mô men phanh nhỏ hơn mô men bám, nên xảy ra sự tăng tốc bánh xe. Sự tăng gia tốc góc bánh xe được sử dụng làm tín hiệu vào thứ hai để điều khiển tăng áp suất trong hệ thống phanh (điểm 5). - Khi tốc độ góc bánh xe tăng lên, độ trượt giảm và bởi vậy φ và Mφ cũng tăng lên. - Tiếp theo, chu trình lặp lại. Như vậy, trong quá trình điều khiển, bánh xe lúc thì tăng tốc lúc thì giảm tốc và buộc Mφ phải thay đổi theo chu trình kín 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 1, giữ cho độ trượt của bánh xe dao động trong giới hạn λ1 ÷ λ2 (hình 1.9), đảm bảo cho hệ số bám có giá trị gần với cực đại nhất. Trên hình 1.9 là đồ thị biểu diễn quá trình thay đổi áp suất trong dẫn động và gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh có ABS theo thời gian.  Hình 1.9 Sự thay đổi áp suất trong dẫn động (a) và gia tốc chậm dần của bánh xe (b) khi phanh có ABS. Hình 1.9a cho thấy, quá trình phanh với ABS nói chung có 3 giai đoạn (3pha): tăng áp suất(1-->2), giảm áp suất (2-->4) và duy trì (giữ) áp suất (4-->5). ABS làm việc với 3 giai đoạn như vậy gọi là ABS 3 pha. Một số ABS có thể không có pha duy trì áp suất- gọi là ABS 2 pha. Với các hệ thống chống hãm cứng bánh xe hiện nay, hệ số trượt thay đổi trong khoảng λ1 ÷ λ2 = (15 ÷ 30)%. Tần số thay đổi áp suất trong dẫn động khí nén khoảng (3 ÷ 8) Hz còn trong dẫn động thủy lực đến 20Hz. Để thấy rõ vai trò của ABS có thể tham khảo số liệu trong bảng 1.1 nhận được khi thử nghiệm xe du lịch trong hai trường hợp có và không có ABS và đồ thị quá trình phanh trên hình 1.10; 1.11. Bảng 1-1 Kết quả thí nghiệm khi phanh ôtô du lịch có trang bị ABS. (mỗi bánh xe có một cảm biến và điều khiển riêng) Loại đường  Tốc độ bắt đầu phanh V(m/s)  Quảng đường phanh Sp(m)  Mức tăng hiệu quả phanh (%)     Có ABS  Không ABS    Đường bêtông khô Đường bêtông ướt  13,88 13,88  10,6 18,7  13,1 23,7  19,1 21,1   Đường bêtông khô Đường bêtông ướt  27,77 27,77  41,1 62,5  50,0 100,0  17,8 37,5    Hình 1.10 Quá trình phanh điển hình trên mặt đường trơn không có ABS.  Hình 1.11 Quá trình phanh điển hình của ôtô có trang bị ABS. 1.2.3.2.Một số sơ đồ điển hình Sau đây sẽ giới thiệu một số sơ đồ ABS phổ biến dùng với dẫn động thủy lực, điều khiển bằng điện tử. ABS 1 kênh – RWAL (Rear Wheel Antilock) hay RABS ( Rear Antilock Braking System) là những hệ thống chống hãm cứng hai bánh sau, điều khiển áp suất dòng dẫn động đi đến đồng thời cả hai phanh bánh sau, nó chỉ là những hệ thống đơn giản được thiết kế cho các loại xe thể thao, xe tải nặng, vì các loại xe này rất dễ bị hãm cứng bánh sau khi phanh trong trường hợp non hoặc không tải.  Hình 1.12 Sơ đồ ABS 1 kênh 1 cảm biến. 1- Cảm biến tốc độ; 2- Xy lanh chính; 3- Khối thủy lực; 4- Cơ cấu cung cấp năng lượng; 5- Bơm cao áp; 6- Rơle điện ; 7- Xy lanh bánh xe.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docKhảo sát hệ thống phanh chống hãm cứng bánh xe anti-lock braking system (abs) trên xe toyota vios.doc
  • dwg1so do tong the xe.dwg
  • dwg2 bang ve âc so do dan dong phanh.dwg
  • dwg3 Các so do co cau phanh dia.dwg
  • dwg4 So do dan dong phanh xe TOYOTA.dwg
  • dwg5,6 Bau tro luc và cam bien.dwg
  • bak5,6 Bau tro luc và cam bien.bak
  • dwg7 so do ngyen lý.dwg
  • dwg8 Do thi dac tinh phanh.dwg
  • dwg9 Ket câu phanh dia xe.dwg
  • bak9 Ket câu phanh dia xe.bak
  • pptDẠT.ppt