Đồ án Cơ điện tử 2 - Tính toán, thiết kế hệ thống phanh trên xe Honda Civic 2016

ệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô đến một tốc độ nào đó hoặc dừng hẳn ô tô lại, hệ thống phanh còn phải đảm bảo giữ cho ô tô ở trạng thái đứng yên khi không dịch chuyển hay đỗ xe trên nhiều địa hình khác nhau. 3.1. Công dụng, yêu cầu của hệ thống phanh 3.1.1. Công dụng hệ thống phanh Hệ thống phanh còn đảm bảo cho ô tô chuyển động an toàn ở tốc độ cao nâng cao năng suất vận chuyển. 3.1.2. Yêu cầu của hệ thống phanh Hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng của xe ô tô đảm nhận chức năng an toàn chủ động, cần đảm bảo các yêu cầu sau đây: Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trường hợp. Hoạt động êm dịu nhẹ nhàng để giảm cường độ lao động của người lái. Có độ nhậy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm. Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo nguyên tắc sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với mọi cường độ. Không có hiện tượng tự xiết. Thoát nhiệt tốt. Có hệ số ma sát m cao và ổn định. Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và lực phanh sinh ra ở cơ cấu phanh. Có độ tin cậy, độ bền và tuổi thọ cao. 3.2. Cấu tạo chung, nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh 3.2.1. Cấu tạo chung 1- Bố trí hệ thống phanh a) Bố trí trên xe Hình 2.1: Sơ đồ bố trí hệ thống phanh trên xe Honda Civic 1. Bàn đạp phanh; 2. Trợ lực phanh; 3. Xi lanh phanh chính; 4,9. Cơ cấu phanh;5,8. Cảm biến tốc độ; 6. Bộ chấp hành và ECU điều khiển trượt; 7. ECU động cơ b) Sơ đồ bố trí dạng tổng quát Mạch thuỷ lực trên xe ABS được bố trí dạng mạch đường chéo. Dưới đây là sơ đồ mạch thủy lực ABS trên xe Honda Civic: Hình 2.2: Sơ đồ bố trí hệ thống phanh dạng tổng quát 1.Bàn đạp phanh; 2. Trợ lực phanh; 3. Xi lanh phanh chính; 4. Rô to cảm biến và cảm biến tốc độ; 5,10. Cụm cơ cấu phanh; 6. Bộ chấp hành ABS 7. ECU điều khiển trượt; 8. Giắc chẩn đoán DLC3; 9. Đèn báo trên bảng táp lô 3.2.2. Nguyên lý làm việc chung - Khi đạp phanh dầu áp suất cao trong xi lanh phanh chính (3) được khuếch đại bởi trợ lực sẽ được truyền đến các xi lanh bánh xe và thực hiện quá trình phanh. - Nếu có 1 trong các bánh xe có dấu hiệu tốc độ giảm hơn so với các bánh khác (sắp bó cứng) tín hiệu này được ECU (7) xử lý và ECU điều khiển bộ chấp hành phanh 6 (các van điện 2 vị trí) làm việc để giảm áp suất dầu trong xi lanh bánh xe đó để nó không bị bó cứng. - Nếu có hư hỏng trong hệ thống ABS thì đèn báo ABS trên bảng táp lô (9) sáng lên và công việc kiểm tra phải được tiến hành thông qua giắc 8 bàng máy chẩn đoán. * Những đặc điểm kết cấu của hệ thống phanh - Cơ cấu phanh: Là kiểu phanh đĩa có calip cố định, đĩa phanh thông gió giúp làm mát tốt trong quá trình hoạt động. - Phanh dừng kiểu tang trống tích hợp trên 2 bánh sau, điều khiển và dẫn động bằng cơ khí. - Trợ lực phanh sử dụng bầu trợ lực kiểu chân không buồng kép có kết cấu nhỏ gọn nhưng đạt hiệu quả trợ lực cao. - Trang bị ABS trên 4 bánh. - Trang bị hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD. * Sự tích hợp của các hệ thống trên đã tạo ra một hệ thống phanh tối ưu nâng cao tính nang an toàn chủ động của xe. 3.2.3. Hệ thống phanh công tác 3.2.3.1. Cơ cấu phanh đĩa Hình 2.3: Sơ đồ chung một cơ cấu phanh đĩa * Các bộ phận của cơ cấu pha nh đĩa bao gồm: - Một đĩa phanh được lắp với moayơ của bánh xe và quay cùng bánh xe. - Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xi lanh bánh xe. - Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động bởi các piston của các xi lanh bánh xe. Loại giá đỡ cố định: Trên giá đỡ bố trí hai xi lanh bánh xe ở hai phía của đĩa phanh. Trong các xi lanh có piston, một đầu của nó luôn tì vào các má phanh. Một đường dầu từ xi lanh chính dẫn đến cả hai xi lanh bánh xe. * Đĩa phanh sử dụng trên xe Honda Civic là loại đĩa hút gió (làm mát) * Cơ cấu phanh đĩa sử dụng trên xe Honda Civic là loại có giá đỡ cố định: Hình 2.4: Kết cấu cơ cấu phanh dạng đĩa Loại giá đỡ cố định: Trên giá đỡ bố trí hai xi lanh bánh xe ở hai phía của đĩa phanh. Trong các xi lanh có piston, một đầu của nó luôn tì vào các má phanh. Một đường dầu từ xi lanh chính dẫn đến cả hai xi lanh bánh xe. * Đĩa phanh sử dụng trên xe Honda Civic là loại đĩa hút gió (làm mát) 2.2.3.2. Dẫn động phanh thuỷ lực Hình 2.5: Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực. 1.Bàn đạp phanh; 2.Trợ lực phanh:3. Xi lanh phanh chính; 4. Càng phanh đĩa; 5.Má phanh đĩa; 6. Đĩa phanh; 7. Phanh trống;8.Máphanhguốc;9.Guốcphanh. a. Nguyên lý làm việc: Khi đạp phanh người lái tác dụng lực vào bàn đạp phanh, lực này được truyền qua cần đẩy và được khuếch đại lên bởi bầu trợ lực (2) tới xi lanh phanh chính (3) làm áp suất thuỷ lực của dầu trong (3) tăng lên, áp suất này được truyền tới các xi lanh phanh bánh và tác dụng vào pít tông đẩy má phanh (guốc phanh) tác dụng vào đĩa phanh (trống phanh) làm giảm tốc độ và dừng xe. b. Ưu, nhược điểm của hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực * Ưu điểm: - Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh theo yêu cầu. - Hiệu suất cao, độ nhạy tốt. - Kết cấu đơn giản, được sử dụng rộng rãi trên các loại ôtô. * Nhược điểm: - Không thể cho tỷ số truyền lớn vì tỷ lệ với lực bàn đạp. - Có hư hỏng thì hệ thống làm việc kém hiệu quả. - Hiệu suất có thể thấp khi ở nhiệt độ môi trường thấp * Phạm vi sử dụng: Phanh dầu đa số bố trí trên xe con, xe tải nhỏ và trung bình. c. Dẫn động thuỷ lực hai dòng Dẫn động hai dòng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính có hai đường dầu độc lập dẫn đến các bánh xe của ôtô. Để có hai đầu ra độc lập người ta có thể sử dụng một xi lanh chính đơn kết hợp với một bộ chia dòng hoặc sử dụng xi lanh chính kép. Hiện nay dẫn động hai dòng được dùng nhiều do nó có những ưu điểm hơn hẳn loại dẫn động một dòng. *Sơ đồ hệ thống dẫn động thủy lực hai dòng: Hình 2.6: Hệ thống dẫn động thuỷ lực 2 dòng 2.2.3.3. Trợ lực chân không a. Cấu tạo: Hình 2.7: Sơ đồ bộ trợ lực chân không 1. Piston xilanh chính; 2. Vòi chân không; 3. Màng chân không; 4. Van chân không; 5. Van khí ; 6. Van điều khiển; 7. Lọc khí; 8. Thanh đẩy; 9. Bàn đạp Bộ cường hoá chân không sử dụng ngay độ chân không ở đường ống nạp của động cơ, đưa độ chân không này vào khoang A của bộ cường hóa, còn khoang B khi phanh được thông với khí trời. b. Nguyên lý làm việc: Khi không phanh cần đẩy 8 dịch chuyển sang phải kéo van khí 5 và van điều khiển 6 sang phải, van khí tì sát van điều khiển đóng đường thông với khí trời, lúc này buồng A thông với buồng B qua hai cửa E và F và thông với đường ống nạp. Không có sự chênh lệch áp suất ở 2 buồng A, B, bầu cường hoá không làm việc. Khi phanh dưới tác dụng của lực bàn đạp, cần đẩy 8 dịch chuyển sang trái đẩy các van khí 5 và van điều khiển 6 sang trái. Van điều khiển tì sát van chân không thì dừng lại còn van khí tiếp tục di chuyển tách rời van khí. Lúc đó đường thông giữa cửa E và F được đóng lại và mở đường khí trời thông với lỗ F, khi đó áp suất của buồng B bằng áp suất khí trời, còn áp suất buồng A bằng áp suất đường ống nạp ( = 0,5 KG/cm2). Do đó giữa buồng A và buồng B có sự chênháp suất (= 0,5 KG/cm2). Do sự chênh lệch áp suất này mà màng cường hoá dịch chuyển sang trái tác dụng lên piston 1 một lực cùng chiều với lực bàn đạp của người lái và ép dầu tới các xi lanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh. Nếu giữ chân phanh thì cần đẩy 8 và van khí 5 sẽ dừng lại còn piston 1 tiếp tục di chuyển sang trái do chênh áp. Van điều khiển 6 vẫn tiếp xúc với van chân không 4 nhờ lò xo nhưng di chuyển cùng piston 1, đường thông giữa lỗ E, F vẫn bị bịt kín. Do van điều khiển 6 tiếp xúc với van khí 5 nên không khí bị ngăn không cho vào buồng B. Vì thế piston không dịch 1 chuyển nữa và giữ nguyên lực phanh hiện tại. Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo kéo đòn bàn đạp phanh về vị trí ban đầu, lúc đó van 5 bên phải được mở ra thông giữa buồng A và buồng B qua cửa E và F, khi đó hệ thống phanh ở trạng thái không làm việc. c. Ưu, nhược điểm: - Tận dụng được độ chênh áp giữa khí trời và đường ống nạp khi động cơ làm việc mà không ảnh hưởng đến công suất của động cơ, vẫn đảm bảo được trọng tải chuyên chở và tốc độ khi ôtô chuyển động. Ngược lại khi phanh có tác dụng làm cho công suất của động cơ có giảm vì hệ số nạp giảm, tốc độ của ôtô lúc đó sẽ chậm lại một ít làm cho hiệu quả phanh cao. Bảo đảm được quan hệ tỷ giữa lực bàn đạp và với lực phanh. So với phương án dùng trợ lực phanh bằng khí nén, thì kết cấu bộ cường hoá chân không đơn giản hơn nhiều, kích thước gọn nhẹ, dễ chế tạo, giá thành rẻ, dễ bố trí trên xe. - Độ chân không khi thiết kế lấy là 0,5 KG/cm2, áp suất khí trời là 1 KG/cm2, do đó độ chênh áp giữa hai buồng của bộ cường hoá không lớn. Muốn có lực cường hoá lớn thì phải tăng tiết diện của màng, do đó kích thước của bộ cường hoá tăng lên. - Phương án này chỉ thích hợp với phanh dầu loại loại xe du lịch, xe vận tải, xe khách có tảo trọng nhỏ và trung bình. 2.2.3.4. Hệ thống phanh có ABS, EB Quá trình giảm tốc trên xe hơi ngày càng an toàn hơn trong các tình huống khẩn cấp, nhờ sự trợ giúp của công nghệ như chống bó cứng bánh xe, phân bổ lực phanh và hỗ trợ phanh gấp. Trong đó mỗi công nghệ lại đảm nhiệm từng yếu tố như bộ chống bó cứng bánh xe ABS giúp tài xế giữ được hướng lái, hệ thống phân bổ phanh điện tử EBD kiểm soát cân bằng còn BA giảm thiểu quãng đường phanh a. Hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS * Công dụng ABS: ABS điều khiển áp suất dầu tác dụng lên các xi lanh bánh xe để ngăn không cho bánh xe bị bó cứng (trượt lết) khi phanh trên đường trơn hay khi phanh gấp. Nó cũng đảm bảo tính ổn định dẫn hướng trong quá trình phanh, nên xe không bị mất lái. * Sơ đồ cấu tạo chung hệ thống ABS: - Bố trí trên xe tuỳ theo từng xe mà có những cách bố trí khác nhau tuy nhiên về cơ bản thì cấu tạo và hoạt động là giống nhau. - Một số bộ phận chính của hệ thống phanh ABS: Bộ điều khiển ABS ECU, bộ chấp hành phanh ABS, van điều khiển, các cảm biến tốc độ góc bánh xe Hình 2.8: Sơ đồ làm việc của hệ thống ABS. 1. ECU ABS; 2. Bộ chấp hành phanh; 3. Cảm biến tốc độ bánh xe;4. Rô to cảm biến +) Nguyên lý làm việc chung của ABS: - Cảm biến tốc độ góc của bánh xe luôn hoạt động và luôn gửi tín hiệu về ABS ECU. ABS ECU theo dõi tình trạng các bánh xe và sự thay đổi tốc độ bánh xe từ tốc độ góc của bánh xe. - Khi phanh gấp ABS ECU điều khiển các bộ chấp hành để cung cấp áp suất tối ưu cho mỗi xi lanh phanh . Cụm điều khiển thuỷ lực hệ thống phanh hoạt động theo mệnh lệnh từ ECU, tăng giảm hay giữ nguyên áp suất dầu khi cần để đảm bảo hệ số trượt tốt nhất (10-30%) do đó tránh được bó cứng bánh xe. b. Hệ thống Phân phối lực phanh điện tử EBD (electric brake force distribution) EBD để thực hiện việc phân phối lực phanh giữa bánh trước và sau theo điều kiện xe chạy. Ngoài ra trong khi quay vòng nó cũng điều khiển lực phanh các bánh bên phải và bên trái giúp duy trì ổn định của xe. + Phân phối lực phanh của các bánh trước/sau: Nếu tác động của các phanh trong khi xe đang chạy tiến thẳng, bộ chuyển tải trọng sẽ giảm tải trọng tác động lên các bánh sau. ECU xác định điều kiện này bằng các tín hiệu từ các cảm biến tốc độ và điều khiển bộ chấp hành ABS để điều chỉnh tối ưu sự phân phối lực phanh đến các bánh xe. + Phân phố lực phanh giữa các bánh 2 bên khi quay vòng Nếu tác động các phanh trong khi xe đang quay vòng, tải trọng tác động vào các bánh bên trong sẽ tăng lên ECU xác định điều kiện này bằng các tín hiệu từ các cảm biến tốc độ và điều khiển bộ chấp hành để điều chỉnh tối ưu sự phân phối lực phanh tới bánh xe bên trong. 3.2.4. Hệ thống phanh dừng 3.2.4.1. Dẫn động phanh dừng - Dẫn động phanh dừng tác động lên trục thứ cấp hộp số: Hình 2.9: Cơ cấu phanh bố trí ởđầu ra hộp số 1. Tay phanh; 2. Thân của cơ cấu ép; 3. cần ép ; 4. Guốc phanh; 5.Con đội; 6. Trống phanh; 7.Vít điều chỉnh; 8.Đĩa cố định; 9. Đai ốc điều chỉnh của cần dẫn động; 10. Cần trung gian;11. Cần dẫn động. 3.2.4.2. Nguyên lý hoạt động của dẫn động phanh cơ khí: Nguyên lý cơ bản cho loại trên đó là sự truyền động nhờ các cơ cấu cơ khí như tay đòn, dây cáplực tác động từ tay hoặc chân người lái xe sẽ được truyền tới cơ cấu phanh thông qua đòn kéo, hoặc đòn kéo kết hợp dây cáp ..vàthôngthường các đòn kéo đều có quan hệ hình học với nhau theo nguyên tác tăng dần tỷ số truyền. * Ưu nhược điểm: - Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản giá thành rẻ. - Nhược điểm: Lực phanh nhỏ hiệu suất truyền lực không cao. 3.3. Kết cấu của cơ cấu phanh 3.3.1. Cấu tạo Trên xe Honda Civic cơ cấu phanh trước và sau đều là cơ cấu phanh đĩa và thuộc kiểu calíp di động điều khác biệt cơ bản của 2 cơ cấu phanh trước và sau chỉ là thống số đĩa phanh, kiểu đĩa phanh và đặc biệt là trên phanh sau của xe thì đĩa phanh có trống phanh tức là vừa trống vừa đĩa (trống cho phanh đỗ, đĩa cho phanh chính). Hình 2.10: Cấu tạo cơ cấu phanh trước và sau 1. Càng phanh; 2. Má phanh đĩa; 3. Đĩa phanh; 4. Pít tông phanh bánh xe; 5. Dầu phanh; 6. Cúp ben cao su. 3.3.2. Nguyên lý làm việc Quá trình làm việc của 2 cơ cấu phanh trước và sau là như nhau và được trình bày dưới đây: - Khi đạp phanh: Dòng dầu có áp suất cao được truyền từ xi lanh phanh chính tới xi lanh phanh bánh xe, dưới áp suất của dầu làm pít tông dịch chuyển về phía trước theo hướng tác dụng của dầu làm cúp ben pít tông cao su bị biến dạng, pít tông tiếp tục tiến đến khi đẩy má phanh áp sát vào đĩa phanh. Trong lúc đó do càng phanh (calíp) là không cố định trên giá đỡ mà dưới tác dụng của dòng dầu trong xi lanh đẩy nó chuyển động ngược chiều với pít tông nhờ trục trượt làm má phanh còn lại lắp trên càng phanh cũng tiến vào áp sát vào đĩa phanh. Áp suất dầu vẫn tăng và các má phanh bị đẩy tiếp xúc vào đĩa phanh lực ma sát giữa má phanh và đĩa phanh sẽ giúp giảm tốc độ của xe và dừng xe (đĩa phanh lắp trên maoy ơ). - Khi thôi đạp phanh: Do dòng dầu hồi về bình chứa và xi lanh phanh chính nên lực tác dụng lên pít tông và càng phanh giảm dần và quá trình chuyển động của pít tông và càng phanh ngược chiều khi đạp phanh. Lúc này đĩa phanh lại được tự do, cúp ben pít tông cũng trả về vị trí ban đầu và kết thúc quá trình phanh. 3.4. Kết cấu dẫn động phanh 3.4.1. Cấu tạo Hình 2.11: Cấu tạo xi lanh phanh chính 3.4.2. Nguyên lý làm việc 3.4.2.1.Khi hoạt động bình thường * Khi không đạp phanh: Cupben của pisiton số 1 và số 2 nằm giữa cửa vào và cửa bù làm cho xi lanh và bình dầu thông nhau. Piston số 2 bị lực của lò xo hồi vị số 2 đẩy sang phải, nhưng không thể chuyển động hơn nữa do có bu lông hãm. Hình 2.12: Xi lanh phanh chính khi không đạp phanh * Khi đạp phanh: piston số 1 dịch sang trái, cupben của nó bịt kín cửa hồi như vậy bịt đường thông giữa xi lanh và bình chứa. Nếu piston bị đẩy tiếp nó làm tăng áp suất dầu trong xi lanh. Áp suất này tác dụng lên xi lanh bánh sau. Do cũng có một áp suất dầu như thế tác dụng lên piston số 2, piston số 2 hoạt động giống hệt như piston số 1 và tác dụng lên các xi lanh bánh trước. Hình 2.13: Xi lanh phanh chính khi đạp phanh * Khi nhả bàn đạp phanh: Các piston bị áp suất dầu và lực lò xo hồi vị đẩy về vị trí ban đầu. Tuy nhiên do dầu không chảy từ xi lanh bánh xe về ngay lập tức, nên áp suất dầu trong xi lanh chính giảm nhanh trong một thời gian ngắn (tạo thành độ chân không). Kết quả là dầu trong bình chứa sẽ chảy vào xi lanh qua cửa vào, qua rất nhiều khe trên đỉnh piston và qua chu vi của cupben. Sau khi piston trở về vị trí ban đầu thì dầu từ xi lanh bánh xe dần dần trở về bình chứa qua xi lanh chính và các cửa bù. Các cửa bù cũng điều hòa sự thay đổi thể tích dầu trong xi lanh do nhiệt độ thay đổi. Vì vậy nó tránh cho áp suất dầu không bị tăng trong xi lanh khi không đạp phanh. Hình 2.14: Xi lanh phanh chính khi nhả phanh 3.4.2.2. Khi hoạt động không bình thường (có sự cố trong hệ thống) * Rò dầu phía sau xi lanh phanh chính. Khi đạp phanh piston số 1 dịch sang trái tuy nhiên không sinh ra áp suất dầu ở phía sau của xi lanh. Vì vậy piston số 1 nén lò xo hồi vị để tiếp xúc với piston số 2 để đẩy piston số 2 sang trái. Piston số 2 làm tăng áp suất dầu phía trước xi lanh, vì vậy làm hai phanh nối với phía trước xilanh hoạt động. * Hình ảnh xi lanh phanh chính rò rỉ sau Hình 2.15: Xi lanh phanh chính khi bị rò rỉ sau * Rò rỉ dầu phía trước xi lanh chính. Do áp suất dầu không sinh ra ở phía trước xi lanh, piston số 2 bị đẩy sang trái đến khi nó chạm vào thành xi lanh. Khi piston số 1 bị đẩy tiếp sang trái, áp suất dầu phía sau xi lanh tăng cho phép 2 phanh nối với phía sau xi lanh hoạt động. Hình 2.16: Xi lanh phanh chính khi bị rò rỉ phía trước 3.5. Kết cấu bộ trợ lực phanh 3.5.1. Cấu tạo bộ trợ lực chân không Hình 2.17: Cấu tạo bầu trợ lực 1. Pít tông số2; 2. Piston số 1; 3. Van chân không; 4. van điều khiển; 5. lò xo hồi vị van khí; 6. Lọc khí; 7. Cần điều khiển từ bê đan phanh; 8. Thân hãm van; 1 2 3 4 5 6 7 8 Cửa A Cửa B B Buồng áp suất thay đổi Buồng áp suất không đổi 3.5.2. Nguyên lý hoạt động của trợ lực phanh 3.5.2.1. Khi không đạp phanh Khi không đạp phanh thì không có lực tác dụng lên cần điều khiển van. Vì vậy van khí và cần điều khiển van bị đẩy sang phải nhờ sức căng của lò xo hồi vị van khí và chúng dừng lại khi van khí chạm vào tấm chặn van. Lúc này, do van khí đẩy van điều khiển sang phải cửa thông với khí quyển qua lọc khí vào trợ lực bị đóng. Mặt khác van chân không và van điều khiển không tiếp xúc với nhau nên cửa (A) được thông với cửa (B) nên không có sự chênh áp giữa các buồng ở cả hai phía của piston. 3.5.2.2. Khi đạp phanh Khi đạp phanh cần điều khiển phanh và van khí cùng bị đẩy sang trái. Vì vậy van điều khiển và van chân không tiếp xúc với nhau bịt đường thông giữa cửa (A) của buồng áp suất không đổi và cửa (B) của buồng áp suất thay đổi. Tiếp đó, van khí sẽ tách ra khỏi van điều khiển và không khí từ lọc khí qua cửa (B) vào buồng áp suất thay đổi. Nó sinh ra sự chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi làm piston dịch sang bên trái. Lực tác dụng lên piston sinh ra bởi sự chênh lệch được truyền tới đĩa phản lực qua thân van rồi tới cần đẩy trợ lực trở thành lực đầu ra của trợ lực. * Bầu trợ lực phanh: Hình 2.18: Bầu trợ lực phanh trạng thái đạp phanh 3.5.2.3. Khi trợ lực đạt cực đại Nếu bàn đạp đạp hết hành trình thì van khí sẽ tách hoàn toàn khỏi van điều khiển. Trong điều kiện này buồng áp suất thay đổi sẽ được điền đầy không khí và sự chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất thay đổi và buồng áp suất không đổi sẽ đạt cực đại vì vậy tạo ra trợ lực lớn nhất lên piston. Ngay cả khi tác dụng thêm lực lên bàn đạp phanh thì mức độ trợ lực tác dụng lên piston cũng không đổi và lực tác dụng thêm này sẽ được truyền đến xi lanh phanh chính thông qua cần đẩy. 3.5.2.4. Khi nhả phanh Khi nhả phanh thì cần điều khiển van và van khí bị đẩy sang phải nhờ lò xo hồi van khí và phản lực từ xi lanh phanh chính. Nó làm cho van khí tiếp xúc với van điều khiển, đóng đường thông giữa khí trời với buồng áp suất thay đổi, cùng lúc đó van khí cũng nén lò xo van điều khiển lại vì vậy van điều khiển bị tách ra khỏi van chân không làm thông cửa A và cửa B. Điều này cho phép không khí từ buồng áp suất thay đổi chạy sang buồng áp suất không đổi làm triệt tiêu sự chênh lệch áp suất giữa hai buồng. Piston bị đẩy lại sang phải nhờ lò xo màng và trợ lực trở về trạng thái không hoạt động. 3.5.2.5 Khi không có chân không Nếu vì một lí do nào đó mà chân không không tác dụng lên trợ lực phanh thì sẽ không có sự chênh áp giữa buồng áp suất thay đổi và buồng áp suất không đổi (cả 2 buồng được điền đầy không khí). Khi trợ lực phanh ở trạng thái không hoạt động thì piston bị đẩy sang trái nhờ lò xo màng. Tuy nhiên khi đạp phanh thì cần điều khiển van bị đẩy sang trái và đẩy vào van khí, đĩa phản lực và cần đẩy trợ lực. Vì vậy lực từ bàn đạp phanh được truyền tới piston của xi lanh phanh chính để tạo ra lực đạp phanh. Cùng lúc đó van khí đẩy vào tấm chặn van (được lắp trong thân van). Vì vậy piston cũng thắng được sức cản của lò xo màng để dịch sang trái. Như vậy phanh vẫn có tác dụng ngay cả khi không có chân không tác dụng lên trợ lực phanh. Tuy nhiên do trợ lực phanh không hoạt động nên cảm thấy chân phanh nặng. 3.6. Cảm biến 3.6.1. Giới thiệu chung về cảm biến Cảm biến tốc độ bánh xe trước và sau bao gồm một nam châm vĩnh cữu, cuộn dây và lõi từ.Vị trí lắp cảm biến tốc độ hay rôto cảm biến cũng như số lượng răng của rôto cảm biến thay đổi theo kiểu xe. 3.6.2. Cấu tạo cảm biến tốc độ 1. Khi bánh xe quay, hai đầu cuộn dây xuất hiện một điện áp xoay chiều, điện áp này thay đổi theo tốc độ quay của bánh xe cả về độ lớn và tần số dao động, nhờ sự thay này mà ECU nhận biết được tốc độ của xe. Vậy thì ECU nhận biết bằng cách nào: chuyển đổi tín hiệu điện xoay chiều thành tín hiệu xung vuông thông qua bộ phận chuyển đổi A/D để chip vi xử lí có thể hiểu hay ECU có counter đếm xung, và gửi tín hiệu số xung đến chip vi xử lý. 2. Dải điện áp tối đa mà cảm biến có thể sinh ra là bao nhiêu. Vành ngoài của các rôto có các răng, khi xe chuyển động các bánh xe dẫn động rôto quay, sinh ra một điện áp xoay chiều có tần số tỷ lệ với tốc độ quay của rôto. Điện áp AC này báo cho ABS ECU biết tốc độ bánh xe. 3.7. Cơ cấu chấp hành Bộ chấp hành thủy lực có chức năng cung cấp một áp suất dầu tối ưu đến khi các xylanh phanh bánh xe theo sự điều khiển của ABS ECU, tránh hiện tượng bị bó cứng bánh xe khi phanh. Cấu tạo của một bộ chấp hành thủy lực gồm có các bộ phận chính sau: các van điện từ, motor điện dẫn động bơm dầu, bơm dầu và bình tích áp. Van điện từ: Van điện từ trong bộ chấp hành có hai loại, loại 2 vị trí và 3 vị trí. Cấu tạo chung của một van điện gồm có một cuộn dây điện, lõi van, các cửa van và van một chiều. Van điện từ có chức năng đóng mở các cửa van theo sự điều khiển của ECU để điều chỉnh áp suất dầu đến các xylanh bánh xe. Motor điện và bơm dầu: Một bơm dầu kiểu piston được dẫn động bỡi một motor điện, có chức năng đưa ngược dầu từ bình tích áp về xylanh chính trong các chế độ giảm và giữ áp. Bơm được chia ra làm hai buồng làm việc độc lập thông qua hai piston trái và phải được điều khiển bằng cam lệch tâm. Các van một chiều chỉ cho dòng dầu đi từ bơm về xylanh chính. Bình tích áp: Chứa dầu hồi về từ xylanh phanh bánh xe, nhất thời làm giảm áp suất dầu ở xylanh phanh bánh xe. Chúng ta có thể phân loại ABS (Van điện 2 vị trí có van điều khiển lưu lượng, Van điện 2 vị trí có van điều khiển tăng áp, Van điện 3 vị trí có van cơ khí, Van điện 3 vị trí) cũng như nhận biết ABS hoạt động có bao nhiêu kênh điều khiển dựa vào đường dầu vào và đường dầu ra. 3.8. ECU ABS 3.8.1. ECU là gì trong ô tô? ECU là viết tắt của cụm từ Electronic Control Unit nghĩa là bộ điều khiển điện tử, hay ngôn ngữ riêng của người thợ còn gọi nó là “Hộp đen”, nó như một máy tính (computer) hay “Bộ não” để điều khiển sự hoạt động của hệ thống. “Bộ não” này điều khiển chi phối tất cả mọi hoạt động của động cơ thông qua việc tiếp nhận dữ liệu các cảm biến trên động cơ hoặc ô tô, sau đó được truyền về ECU xử lý tín hiệu và đưa ra “mệnh lệnh” buộc các cơ cấu chấp hành phải thực hiện như việc điều khiển nhiên liệu, góc đánh lửa, góc phối cam, ga tự động, lực phanh ở mỗi bánh Ban đầu ECU được sử dụng để điều khiển động cơ, về sau ECU được sử dụng rất nhiều trên ô tô để điều khiển cho nhiều hệ thống khác trên xe đảm bảo sự hoạt động chính xác, hiệu quả, tăng sự tiện nghi và sự an toàn của chiếc xe, những chiếc xe ô tô đời mới có thể lên tới cả trăm hộp ECU. 3.8.2. Cấu tạo ECU cấu thành từ 3 bộ phận chính: bộ nhớ trong ECU, bộ vi xử lý (bộ não của ECU) và đường truyền – BUS. Chi tiết từng bộ phận như sau: 3.8.2.1.Bộ nhớ trong ECU: Bộ phận này được chia làm 4 thành viên đảm nhiệm chức năng riêng biệt: RAM, ROM, PROM, KAM ROM (Read Only Memory): Dùng trữ thông tin thường trực. Bộ nhớ này chỉ đọc thông tin đã được lập trình sẵn, chứ không thể ghi vào được. Do đó, ROM chính là nơi cung cấp thông tin cho bộ vi xử lý. RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên, dùng để lưu trữ thông tin mới được ghi trong bộ nhớ và xác định bởi vi xử lý. RAM có thể đọc và ghi các số liệu theo địa chỉ bất kỳ. PROM (Programmable Read Only Memory): Cấu trúc cơ bản giống như ROM nhưng cho phép lập trình (nạp dữ liệu) ở nơi sử dụng chứ không phải nơi sản xuất như ROM. PROM cho phép sữa đổi chương trình điều khiển theo những đòi hỏi khác nhau. KAM (Keep Alive Memory): KAM dùng để lưu trữ những thông tin mới (những thông tin tạm thời) cung cấp đến bộ vi xử lý. KAM vẫn duy trì bộ nhớ cho dù động cơ ngưng hoạt động hoặc tắt công tắc máy. Tuy nhiên, nếu tháo nguồn cung cấp từ acquy đến máy tính thì bộ nhớ KAM sẽ bị mất. 3.8.2.2. Bộ vi xử lý(Microprocessor): Đây là bộ não của ECU. Microprocessor có chức năng tính toán và đưa ra quyết định sau khi tiếp nhận thông tin từ cảm biến. Từ việc tiếp nhận thông tin tín hiệu ở các cảm biến trên động cơ thông qua các bộ nhớ trong ECU, tín hiệu lập tức gửi đến Bộ vi xử lý, lúc này nó có chức năng tính toán và đưa ra mệnh lệnh cho bộ phận chấp hành thích hợp. Có thể nói, đây là bộ phận quan trọng nhất của ECU 3.8.2.3. Đường truyền – BUS: Dùng để chuyển các lệnh và số liệu trong ECU. BUS dùng để truyền chuyển các lệnh và số liệ