MỤC LỤC
MỤC LỤC.. 1
LỜI NÓI ĐẦU.. 1
Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG XE TOYOTA PRADO.. 3
1.1. Giới thiệu chung về xe TOYOTA PRADO.. 3
1.2. Đặc tính các cụm hệ thống chính của xe TOYOTA PRADO. 5
1.2.1. Động cơ. 5
1.2.2. Hệ thống truyền lực. 5
1.2.3. Hệ thống điều khiển. 6
1.2.4. Hệ thống vận hành. 7
1.2.5. Hệ thống điện. 7
1.3. Nhu cầu sử dụng. 8
1.4. Khai thác sử dụng có hiệu quả. 9
Chương 2. PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH TOYOTA PRADO.. 10
2.1. Hệ thống phanh chính. 10
2.1.1. Cấu tạo, nguyên lý làm việc hệ thống phanh chính. 10
2.1.2. Xylanh phanh chính. 11
2.1.3. Trợ lực chân không. 14
2.1.4. Cơ cấu phanh. 19
2.2. Hệ thống phanh dừng. 21
2.2.1. Cấu tạo phanh dừng. 21
2.2.2. Hoạt động của phanh dừng. 22
2.3. Hệ thống ABS. 22
2.3.1. Giới thiệu chung về hệ thống phanh ABS. 22
2.3.2 Phân loại hệ thống phanh ABS. 24
2.2.3. Kết cấu và nguyên lý làm việc của các bộ phận trong hệ thống ABS. 29
CHƯƠNG 3. KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG CHẤT LƯỢNG PHANH.. 40
3.1. Khảo sát động lực học quá trình phanh. 40
3.1.1. Phương trình động lực học khi phanh. 40
3.1.2. Động lực học quá trình phanh xe. 42
3.1.3. Sử dụng trọng lượng bám khi phanh. 44
3.1.4. Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh. 47
3.1.5. Xây dựng đặc tính sử dụng trọng lượng bám phanh xe Toyota Prado. 49
3.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng phanh. 53
3.2.1. Các thông số chung về xe. 53
3.2.2. Thông số về hệ thống phanh. 57
3.2.3. Thông số về điều kiện đường. 59
3.2.4. Thông số về sử dụng. 62
Chương 4. KHAI THÁC, CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG PHANH TOYOTA PRADO.. 65
4.1. Mục đích, yêu cầu. 65
4.1.1. Mục đích. 65
4.1.2. Yêu cầu. 65
4.2. Kiểm tra điều chỉnh tình trạng kỹ thuật hệ thống phanh. 65
4.2.1. Kiểm tra và điều chỉnh bàn đạp phanh. 65
4.2.2. Kiểm tra và điều chỉnh cơ cấu phanh. 66
4.3. Kiểm tra, chuẩn đoán hệ thống ABS. 68
4.3.1. Kiểm tra ban đầu. 68
4.3.2. Chẩn đoán. 68
4.3.3. Kiểm tra bộ chấp hành thủy lực. 72
4.3.4. Kiểm tra, tháo, lắp cảm biến. 76
KẾT LUẬN.. 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 83
LỜI NÓI ĐẦU
Hệ thống phanh là hệ thống an toàn chủ động, rất quan trọng của Ôtô và cũng là một trong những thiết bị có tần số hoạt động vào loại cao nhất trên xe. Nó đảm bảo cho ô tô chuyển động an toàn ở tốc độ cao, cho phép lái xe điều chỉnh được tốc độ chuyển động, giảm tốc, dừng đỗ và giúp xe đứng yên trên các mặt đường dốc. Do vậy việc hiểu và khai thác hệ thống phanh đúng cách là yêu cầu không thể thiếu của người khai thác, sử dụng xe. Hệ thống phanh phải được kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa thường xuyên để duy trì trạng thái kỹ thuật đảm bảo cho xe hoạt động tốt và an toàn.
Hiện nay trong quân đội Việt Nam đang sử dụng nhiều loại phương tiện phục vụ cho mục địch quân sự đặc biệt là các loại xe du lịch hiện đại dùng cho công tác chỉ huy. Nhiệm vụ chính của các xe này là phục vụ công tác của chỉ huy các cấp, chủ yếu là đưa đón sỹ quan chỉ huy đi công tác. Trước nhu cầu khai thác và sử dụng xe chỉ huy du lịch là rất lớn nhưng tài liệu sử dụng, nghiên cứu, trình độ khai thác và sử dụng của các lái xe và thợ sửa chữa trọng quân đội đang còn hạn chế đặc biệt về các cơ cấu điều khiển bằng điện tử, như hệ thống phanh ABS của xe chỉ huy du lịch xe TOYOTA PRADO.
Việc khái thác có hiệu quả các hệ thống trên xe chỉ huy du lịch TOYOTA PRADO đặc biệt là khai thác hệ thống phanh đáp ứng nhu cầu về an toàn, kinh tế đảm bảo thực hiện các nhiệm vụ của đơn vị.
Do đó đề tài: “Khai thác hệ thống phanh xe chỉ huy du lịch TOYOTA PRADO” rất có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Vì vậy tôi đã quyết định chọn đề tài này làm đồ án tốt nghiệp.
Nội dung đồ án bao gồm:
Chương 1: Giới thiệu chung xe TOYOTA PRADO
Chương 2: Phân thích kết cấu hệ thống phanh TOYOTA PRADO
Chương 3: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng phanh
Chương 4: Khai thác, chẩn đoán hệ thống phanh TOYOTA PRADO
Qua thời gian học tập, nghiên cứu với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo: TS. ................ và các thầy trong khoa Ôtô, tôi đã hoàn thành nội dung đồ án được giao đúng thời gian quy định. Do thời gian thực hiện đề tài có hạn nên đồ án của tôi sẽ không tránh khỏi những thiếu xót. Tôi rất mong sự góp ý của các thầy để đồ án tốt nghiệp của tôi được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cám ơn!
TP, Hồ Chí Minh, ngày ... tháng ... năm 20...
Học viên thực hiện
..........................
Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG XE TOYOTA PRADO
1.1. Giới thiệu chung về xe TOYOTA PRADO
Toyota Prado xuất thân từ dòng xe Toyota Land Cruiser với lịch sử hình thành và phát triển lâu đời nhất của thương hiệu xe hơi Toyota. Chỉ trong vỏn vẹn khoảng thời gian 60 năm hình thành và phát triển, Toyota Prado đã bán ra thị trường đến hơn 6 triệu rưỡi chiếc và trở thành đối tượng khiến mọi người phải ngưỡng mộ trong lĩnh vực này, trở thành một biểu tượng của sự bền bỉ, sự chắc chắn, độ tin cậy và tính linh hoạt.
Mã kiểu xe: TRJ150L-GKPEK
TRJ150: Xe sử dụng động cơ 2TR-FE. L: Vị trí của vô lăng xe là tay lái thuận. G: Kiểu nóc xe tiêu chuẩn.
K: Loại xe 5 cửa. P: Hộp số tự động 4 cấp. E: Cấp độ xe.
K: Động cơ loại trục cam kép đặt trên và hệ thống phun xăng điện tử.
: Thị trường. W: Châu Âu; Q: Úc; V: Các nước vùng vịnh; : Thị trường chung
Thông số kỹ thuật của xe TOYOTA PRADO như bảng 1.1.
1.2. Đặc tính các cụm hệ thống chính của xe TOYOTA PRADO.
1.2.1. Động cơ.
Động cơ xe TOYOTA PRADO là loại động cơ xăng 4 kì 2TR-FE được bố trí đằng trước và đặt ngang xe. Nó là loại động cơ DOHC, 16 van, bao gồm 4 xylanh bố trí thẳng hàng có thứ tự làm việc là 1-4-3-2 với dung tích công tác theo nhà sản xuất là 2694cc. Công suất lớn nhất của động cơ la 122 kw ứng với số vòng quay của truc khuỷu là 5200 v/ph. Mômen xoắn cực đại 246 Nm giúp tăng tốc êm ái và mạnh mẽ, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu khí xả.
Hệ thống làm mát: Làm mát bằng nước, phương pháp tuần hoàn cưỡng bức.
1.2.2. Hệ thống truyền lực
- Ly hợp: Là biến mô thủy lực có chức năng để truyền mô men từ động cơ đến hộp số. Cấu tạo gồm có: bánh bơm, cánh tubin, cánh dẫn hướng và vỏ biến mô.
- Hộp số: Hộp số tự động 4 cấp dẫn động 4 bánh cho phép tăng giảm số linh hoạt và êm ái đồng thời giúp người lái chủ động trong việc sử dụng phanh bằng động cơ, cần chuyển số dạng cửa chọn số, dầu ATF loại W ( có que thăm dầu hộp số), không cần phải thay dầu.
1.2.3. Hệ thống điều khiển.
1.2.3.1. Hệ thống lái
Hệ thống lái bao gồm có cơ cấu lái, dẫn động lái và trợ lực lái.
- Cơ cấu lái kiểu thanh răng và trục vít với hệ thống trợ lực lái bằng thủy lực.
- Hệ thống trợ lực lái bằng thủy lực có trang bị van điều khiển lưu lượng dầu.
- Trục lái nghiêng và trượt điều khiển bằng tay.
1.2.3.2. Hệ thống phanh.
Hệ thống phanh xe TOYOTA PRADO bao gồm hệ thông phanh chân (phanh chính) và phanh dừng (phanh tay)
Hệ thống phanh chân có dẫn động phanh thủy lực trợ lực chân không hai dòng, sử dụng cơ cấu phanh đĩa ở cầu trước và cầu sau.
1.2.5. Hệ thống điện.
Đặc điểm kỹ thuật hệ thống điện của xe TOYOTA PRADO như bảng 1.2.
1.3. Nhu cầu sử dụng
Hiện nay xe TOYOTA PRADO là dòng xe SUV không những được ưa chuộng ngoài dân sự mà còn được sử dụng trong các cơ quan, đơn vị thuộc Bộ Quốc Phòng.
Dùng để phục vụ cán bộ lãnh đạo, chỉ huy, quản lý, sĩ quan đi công tác, bảo đảm nhiệm vụ chỉ huy, huấn luyện, chiến đấu, sản xuất kinh doanh của các doanh nghiệp kinh tế - quốc phòng và các đơn vị thuộc Bộ Quốc Phòng. Xe TOYOTA PRADO được cấp cho các đồng chí mang hàm trung tướng sử dụng thường xuyên xe trong thời gian công tác.
1.4. Khai thác sử dụng có hiệu quả
Hiện nay trước như cầu khai thác và sử dụng xe chỉ huy du lịch là rất lớn, nhưng trình độ khai thác và sử dụng của các lái xe và thợ sửa chữa trọng quân đội đang còn hạn chế đặc biệt về các cơ cấu có sử dụng điện tử, như hệ thống phanh xe chỉ huy du lịch xe TOYOTA PRADO.
Việc khái thác có hiệu quả các hệ thống trên xe chỉ huy du lịch TOYOTA PRADO đặc biệt là khai thác hệ thống phanh đáp ứng nhu cầu về an toàn, kinh tế đảm bảo thực hiện các nhiệm vụ của đơn vị.
Chương 2
PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH TOYOTA PRADO
2.1. Hệ thống phanh chính
2.1.1. Cấu tạo, nguyên lý làm việc hệ thống phanh chính
2.1.1.1. Cấu tạo hệ thống phanh chính
Cấu tạo hệ thống phanh chính như hình 2.1.
2.1.1.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh chính
Khi phanh bình thường, người lái tác dụng lên bàn đạp phanh (8), dầu phanh có áp lực từ xylanh phanh chính kép (4) sẽ theo hai nhánh tới bộ chấp hành thủy lực (14). Từ bộ chấp hành thủy lực (14), dầu sẽ được phân phối tới các xylanh phanh ở bánh xe để tạo ra mômen phanh nhờ cơ cấu phanh.
2.1.2. Xylanh phanh chính
2.1.2.1. Cấu tạo xylanh chính:
2.1.2.2. Hoạt động của xylanh chính
Khi đạp bàn đạp phanh, lực đạp được truyền qua cần đẩy vào xi lanh chính để đẩy píttông trong xi lanh này. Lực của áp suất thuỷ lực bên trong xi lanh chính được truyền qua các đường ống dầu phanh đến từng xi lanh phanh.
a) Vận hành bình thường
(a1) Khi không tác động vào bàn đạp phanh
Các cupben của pittông số 1 và số 2 được đặt giữa cửa vào và cửa bù tạo ra một đường đi giữa xi lanh chính và bình chứa. Pit tông số 2 được lò xo hồi số 2 đẩy sang bên phải, nhưng bulông chặn không cho nó đi xa hơn nữa.
(a2) Khi đạp bàn đạp phanh
Pittông số 1 dịch chuyển sang bên trái và cupben của pittông này bịt kín cửa bù để chặn đường đi giữa xylanh này và bình chứa.
b) Nếu dầu bị rò rỉ ở một trong các hệ thống này
(b1) Rò rỉ dầu ở phanh sau
Khi nhả bàn đạp phanh, pittông số 1 dịch chuyển sang bên trái nhưng không tạo ra áp suất thuỷ lực ở phía sau. Do đó pittông số 1nén lò xo phản hồi, tiếp xúc với pittông số 2, và đẩy pittông số 2 làm tăng áp suất thuỷ lực ở đầu trước của xi lanh chính, tác động vào hai trong các phanh bằng lực từ phía trước của xi lanh chính.
(b2) Dầu phanh rò rỉ ở phía trước
Vì áp suất thuỷ lực không được tạo ra ở phía trước, pittông số 2 dịch chuyển ra phía trước cho đến khi nó tiếp xúc với vách ở đầu cuối của xi lanh chính.
Khi pittông số 1 bị đẩy tiếp về bên trái, áp suất thuỷ lực ở phía sau xi lanh chính tăng lên làm cho hai trong các phanh bị tác động bằng lực từ phía sau của xi lanh chính.
2.1.3. Trợ lực chân không
2.1.3.1. Cấu tạo trợ lực chân không
Cấu tạo trợ lực chân không như hình 2.8
a) Chưa đạp phanh (cửa A mở, cửa B đóng)
Van khí được nối với cần điều khiển van và bị kéo sang phải bởi lò xo đàn hồi van khí. Van điều khiển bị đẩy sang trái bởi lò xo vam điều khiển. Nó làm cho van khí tiếp xúc với van điều khiển, vì vậy không khí ở bên ngoài sau khi đi qua lọc khí bị chặn lại không vào được buồng áp suất thay đổi.
b) Đạp phanh
* Giai đoạn đầu (cửa A đóng, cửa B đóng)
Khi đạp phanh, cần điều khiển van đẩy van khí làm cho nó dịch chuyển sang trái. Van điều khiển bị đẩy ép vào van khí bởi lò xo van điều khiển nên nó cũng dịch chuyển sang trái đến khi nó tiếp xúc với van chân không làm đóng cửa A. Vậy đường thông giữa hai buồng bị bịt lại.
c) Giữ chân phanh (cửa A đóng, cửa B đóng)
Khi giữ chân phanh ở một vị trí nhất định thì cần điều khiển van và van khí sẽ không chuyển động nhưng pittông tiếp tục dịch chuyển sang trái do sự chênh áp. Lúc này van điều khiển vẫn tiếp xúc với van chân không nhờ lò xo van điều khiển nhưng nó di chuyển cùng pit tông.
e) Khi không có chân không
Nếu vì một lý do nào đó mà chân không không tác dụng lên trợ lực phanh thì sẽ không có sự chênh áp giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi (cả hai buồng được điền đầy không khí). Khi đó trợ lực phanh ở trạng thái không hoạt động, pittông bị đẩy sang phải bởi lò xo màng.
2.1.4. Cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh gồm có cơ cấu phanh trước và cơ cấu phanh sau, đều là cơ cấu phanh đĩa có lắp đặt xilanh công tác.
2.1.4.1. Cấu tạo cơ cấu phanh
- Đĩa phanh: Được chế tạo từ gang xám, bề mặt làm việc được mài phẳng, trên đĩa phanh có rãnh để có thể thoát nhiệt và được đặt sát ổ bi moay ơ.
- Xi lanh bánh xe : Có bề mặt làm việc phía trong dạng hình trụ. Thông từ phía ngoài vào trong xi lanh bánh xe được bố trí hai lỗ dầu, một lỗ dẫn dầu từ xi lanh chính đến và một lỗ để xả khí trong dầu. Các pít tông được đặt trong xi lanh kèm theo phớt làm kín và lò xo. Ngài ra còn có thêm các chốt tì để liên kết pít tông với đầu guốc phanh và cúp ben.
2.1.4.2. Hoạt động của cơ cấu phanh đĩa
Nguyên lý hoạt động:
Khi đạp phanh: Dòng dầu áp suất cao được truyền từ xi lanh chính tới xi lanh bánh xe, dưới áp suất của dầu làm pít tông dịch chuyển về phía trước theo hướng tác dụng của dầu làm cúp ben cao xu bị biến dạng, pít tông tiếp tục tiến đến đẩy má phanh áp sát vào đĩa phanh.
2.2. Hệ thống phanh dừng
2.2.1. Cấu tạo phanh dừng
Cơ cấu phanh dừng được bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của các bánh xe phía sau. Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng là dẫn động cơ khí bằng cáp được bố trí và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và được điều khiển bằng tay.
2.2.2. Hoạt động của phanh dừng
Đòn khuỷu một đầu được liên kết bản lề với phía trên của một guốc phanh, đầu dưới liên kết với cáp dẫn động. Thanh chống liên kết một đầu với đòn khuỷu, một đầu với guốc phanh còn lại.
2.3. Hệ thống ABS
2.3.1. Giới thiệu chung về hệ thống phanh ABS
Khi ô tô phanh gấp hoặc phanh trên đường có hệ số bám thấp thì dễ xảy ra hiện tượng bánh xe sớm bị hãm cứng tức là hiện tượng bánh xe bị trượt lết trên đường. Khi đó làm mất tính ổn định hướng và khả năng điều khiển của ô tô.
Để giải quyết vấn đề này, phần lớn các ô tô hiện nay đều được trang bị hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh, gọi là hệ thống “ Anti-Lock Braking System”. Hệ thống ABS chống hiện tượng bánh xe bị hãm cứng bằng cách điều khiển áp suất dầu tác dụng lên các cơ cấu phanh ở các bánh xe để ngăn không cho nó bị hãm cứng khi phanh trên đường trơn hoặc phanh gấp.
2.3.2 Phân loại hệ thống phanh ABS
2.3.2.1.Theo phương thức dẫn động
- Hệ thống ABS dẫn động bằng thủy lực.
- Hệ thống ABS dẫn động bằng khí nén.
2.3.2.2. Phân loại theo kiểu điều khiển
a) Điều khiển theo ngưỡng trượt
- Điều khiển theo ngưỡng trượt thấp: Ví dụ các bánh xe trái và phải chạy trên các phần đường có hệ số bám khác nhau. ECU chọn thời điểm bắt đầu bị hãm cứng của bánh xe có khả năng bám thấp, để điều khiển áp suất phanh chung cho cả cầu xe.
b) Điều khiển độc lập hay phụ thuộc
Trong loại điều khiển độc lập, bánh xe nào đạt tới ngưỡng trượt, tức bắt đầu có xu hướng bị bó cứng thì điều khiển riêng bánh đó.
Trong loại điều khiển phụ thuộc, ABS điều khiển áp suất phanh chung cho hai bánh xe trên một cầu hay cả xe theo một tín hiệu chung, có thể theo ngưỡng trượt thấp hay ngưỡng trượt cao.
* Phương án 1: ABS có 4 kênh với các bánh xe được điều khiển độc lập
ABS có 4 cảm biến bố trí ở bốn bánh xe và 4 van điều khiển độc lập, sử dụng cho hệ thống phanh bố trí dạng mạch thường.
* Phương án 2: ABS có 4 kênh điều khiển và mạch phanh bố trí chéo
Sử dụng cho hệ thống phanh có dạng bố trí mạch chéo (một buồng của xy lanh phanh chính phân bố cho một bánh trước và một bánh sau chéo nhau). ABS có 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe và 4 van điều khiển.
* Phương án 3: ABS có 3 kênh điều khiển
Trong trường hợp này thì 2 bánh xe sau được điều khiển theo ngưỡng trượt thấp, còn ở cầu trước chủ động có thể có hai phương án sau:
- Đối với những xe có chiều dài cơ sở lớn và mô men quán tính đối với trục đứng đi qua trọng tâm xe cao, tức là có nhiều khả năng cản trở độ lệch hướng khi phanh, thì chỉ cần sử dụng một van điều khiển chung cho cầu trước và một cảm biến tốc độ đặt tại vi sai.
- Đối với những xe có chiều dài cơ sở nhỏ và mô men quán tính thấp thì để tăng hiệu quả phanh mà vẫn đảm bảo tính ổn định, người ta để cho hai bánh trước điều khiển độc lập.
2.2.3. Kết cấu và nguyên lý làm việc của các bộ phận trong hệ thống ABS
2.2.3.1. Các cảm biến tín hiệu đầu vào
- Cảm biến tốc độ bánh xe
Là 4 cảm biến riêng biệt cho từng bánh xe, nhận và truyền tín hiệu tốc độ của bánh xe về cho khối điều khiển điện tử ECU.
- Cảm biến giảm tốc
Trên một số xe, ngoài cảm biến tốc độ bánh xe, còn được trang bị thêm một cảm biến giảm tốc cho phép ECU xác định chính xác hơn sự giảm tốc của xe trong quá trình phanh. Mức độ đáp ứng của ABS được cải thiện tốt hơn.
- Cảm biến gia tốc ngang
Cảm biến gia tốc ngang được trang bị trên một vài kiểu xe, giúp tăng khả năng ứng xử của xe khi phanh trong lúc đang quay vòng, có tác dụng làm chậm quá trình gia tăng mômen xoay xe. Trong quá trình quay vòng, các bánh xe phía trong có xu hướng nhấc lên khỏi mặt đất do lực ly tâm và các yếu tố góc đặt bánh xe.
2.2.3.2. Hộp điều khiển điện tử (ECU)
- Chức năng của hộp điều khiển điện tử (ABS-ECU)
Nhận biết thông tin về tốc độ góc các bánh xe, từ đó tính toán ra tốc độ bánh xe và sự tăng giảm tốc của nó, xác định tốc độ xe, tốc độ chuẩn của bánh xe và ngưỡng trượt để nhận biết nguy cơ bị hãm cứng của bánh xe
- Cấu tạo
ECU là một tổ hợp các vi xử lý, được chia thành 4 cụm chính đảm nhận các vai trò khác nhau. Phần xử lý tín hiệu; Phần logic điều khiển; Bộ phận an toàn; Bộ chẩn đoán và lưu giữ mã lỗi.
- Phần xử lý tín hiệu
Trong phần này các tín hiệu được cung cấp đến bởi các cảm biến tốc độ bánh xe sẽ được biến đổi thành dạng thích hợp để sử dụng cho phần logic điều khiển.
- Bộ phận an toàn
Một mạch an toàn ghi nhận những trục trặc của các tín hiệu trong hệ thống cũng như của bên ngoài có liên quan. Nó cũng can thiệp liên tục vào trong quá trình điều khiển của hệ thống. Khi có một lỗi được phát hiện thì hệ thống ABS được ngắt và được báo cho người lái thông qua đèn báo ABS được bật sáng.
2.2.3.3. Bộ chấp hành thủy lực
- Cấu tạo
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 từ gồm có một cuộn dây điện, lõi van, các cửa van và van một chiều.
+ Chế độ tăng áp:
Chế độ tăng áp cơ bản giống với trường hợp phanh bình thường chỉ khác là khi cần tăng áp ECU sẽ ngừng tín hiệu điều khiển cho cả van gữi áp và van giảm áp. Các lò xo ở bên trong sẽ đẩy lõi thép về vị trí ban đầu, ECU chỉ điều khiển bơm để tăng áp suất dầu cho xylanh công tác.
CHƯƠNG 3
KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG CHẤT LƯỢNG PHANH
Trên cơ sở đó có thể chia các thông số thành 4 nhóm chính để khảo sát:
- Thông số chung về xe (G, a, b, hg...).
- Thông số về hệ thống phanh (m, p,...).
- Thông số về điều kiện đường ( , f, ...).
- Thông số sử dụng (V1, V2 ...).
3.1. Khảo sát động lực học quá trình phanh.
3.1.1. Phương trình động lực học khi phanh
Khi phanh có các lực tác dụng lên ô tô như sau:
+ Lực phanh PP1 và PP2 đặt tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường và ngược chiều chuyển động của ô tô.
+ Lực quán tính PJ đặt tại trong tâm ô tô, cùng chiều chuyển động của ô tô.
+ Trọng lượng ô tô G đặt tại trọng tâm xe.
+ Phản lực pháp tuyến của đường RK1, RK2 và các lực cản lăn Pf1, Pf2 tương ứng đặt tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe cầu trước, cầu sau với đường.
+ Lực cản không khí PW. Khi phanh, lực cản không khí PW. Sự bỏ qua này chỉ gây sai số khoảng 1,5 - 2 %.
Sử dụng phương trình cân bằng lực kéo áp dụng đối với trường hợp khi phanh xe trên đường nằm ngang (xe không kéo moóc) ta có:
Pj = PP + Pf + PW (3.1)
3.1.2. Động lực học quá trình phanh xe
Từ biểu thức (3.12) ta thấy trong điều kiện sử dụng của ô tô thì toạ độ trọng tâm luôn thay đổi do chất tải khác nhau và hệ số bám cũng thay đổi do ô tô có thể chạy trên các loại đường khác nhau, do vậy tỷ số PP1/PP2 luôn thay đổi trong điều kiện sử dụng. Nghĩa là để đảm bảo hiệu quả phanh tốt cần phải có lực phanh PP1, PP2 thích hợp. Muốn vậy phải thay đổi được mô men phanh MP1, MP2 sinh ra ở các cơ cấu phanh trước và phanh sau.
Khi không có bộ điều hoà lực phanh thì tỷ số C sẽ không đổi (C = const). Trong trường hợp này trọng lượng bám chỉ được sử dụng hoàn toàn tại một điểm ứng với hệ số bám . Thay JP = g. vào công thức (3.14) ta có thể tìm được giá trị của khi đã biết giá trị C.
3.1.4. Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh
3.1.4.1. Gia tốc chậm dần khi phanh
Đây là một chỉ tiêu rất quan trọng để đánh giá hiệu quả phanh ô tô. Gia tốc chậm dần càng lớn thì quãng đường phanh càng ngắn, hiệu quả phanh càng cao.
Từ (3.21) ta thấy gia tốc chậm dần cực đại không phụ thuộc vào khối lượng xe mà chỉ phụ thuộc vào hệ số bám giữa lốp và mặt đường. Nếu coi d =1 và gia tốc trọng trường g = 10 m/s2 . Hệ số bám lớn nhất max = 0,75 ¸ 0,8 thì gia tốc chậm dần cực đại nằm trong khoảng Jpmax = 7,5 ¸ 8,0 m/s2.
3.1.4.2. Thời gian phanh
Thời gian phanh càng nhỏ thì hiệu quả của quá trình phanh càng cao, chất lượng phanh càng tốt.
Công thức (3.22) cho thấy rằng trong điều kiện lý tưởng, thời gian phanh nhỏ nhất tpmin không phụ thuộc vào trọng lượng xe mà phụ thuộc vào vận tốc bắt đầu phanh ô tô V1, phụ thuộc vào hệ số ảnh hưởng của khối lượng quay và hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường.
3.1.4.3. Quãng đường phanh
Quãng đường phanh Sp là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá hiệu quả phanh cũng như chất lượng quá trình phanh của ô tô. So với các chỉ tiêu khác, chỉ tiêu này mang tính trực quan và thực tế nhất, giúp lái xe căn cứ vào tốc độ xe chạy, ước lượng khoảng cách đến chướng ngại vật để xử lý tốt tình huống khi chạy trên đường.
3.1.5. Xây dựng đặc tính sử dụng trọng lượng bám phanh xe Toyota Prado
Trong mục này ta tính toán và vẽ đồ thị mô men phanh theo bám, mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra theo áp suất trong dẫn động.
Các thông số để tính toán:
- Chiều dài cơ sở : L= 2790 [mm ];
- Chiều cao trọng tâm xe : 792,5 [ mm];
- Trọng lượng toàn bộ xe : Ga= 2850 [KG];
- Trọng lượng phân bố ra cầu trước : 1185 [KG];
- Trọng lượng phân bố ra cầu sau : 1665 [KG];
- Đường kính xi lanh công tác trước : 60,3 [mm ];
- Đường kính xi lanh công tác sau : 60,3 [mm];
- Đường kính ngoài của đĩa phanh trước :338[mm];
Trước hết ta tính toán và vẽ đồ thị mô men phanh theo điều kiện bám (Mô men phanh cần thiết sinh ra ở các cầu).
Dựa trên các công thức (3.27), (3.28) ta có đồ thị để xác định mức độ sử dụng trọng lượng bám khi phanh.
Qua đồ thị ta thấy, ở chế độ toàn tải, điều kiện bám tốt ( = 0,8), mô men phanh cầu sau theo bám MS=3659.60 Nm, Nếu mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra ở cầu sau mà lớn hơn giá trị này bánh sau sẽ bị khóa cứng và xảy ra hiện tượng trượt ngang.
Mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra tỷ lệ bậc nhất với áp suất trong dẫn động phanh. Trường hợp với hệ số bám ta nhận được MS0,8=3659.60 Nm. Nếu trong trường hợp đầy tải, xe đi trên đường tốt ( ), áp suất trong dẫn động phanh không được vượt quá pdd < 6,5.106 N/m2 (MpS6,5=3675.39 Nm > MS0,8).
Qua hai việc tính toán các mô men theo bám và mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra ta xác định được giá trị hệ số bám và trị số C mà tại đó khi phanh trọng lượng bám được sử dụng hoàn toàn. , C = 1.0525.
3.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng phanh.
Để khảo sát chất lượng phanh theo các thông số, ta khảo sát quá trình phanh xe trên đường nhựa hoặc đường bê tông tốt có hệ số bám và hệ số cản lăn f = 0.015, vận tốc bắt đầu phanh V1=30 Km/h...
3.2.1.1. Trọng lượng xe
Trọng lượng xe tăng từ giá trị không tải G0 đến giá trị đầy tải Ga, từ phương trình cân bằng lực kéo ta xác định được công thức gia tốc phanh.
Ta thấy khi phanh xe với cùng một vận tốc cùng giá trị lực phanh, nếu tải trọng trên xe tăng thì gia tốc xe cũng tăng. Chương trình tính toán được xây dựng trong điều kiện phanh áp suất dẫn động đạt giá trị pdd= 6,5.106 N/m2 trong tất cả các trường hợp giá trị G, cho ta đồ thị quan hệ giữa gia tốc phanh, quãng đường phanh với tải trọng.
Qua bảng 3.3 ta thấy chỉ tiêu gia tốc phanh ở chế độ tải trọng lớn (G = 28500 N) nhỏ hơn so với tiêu chuẩn 22 TCVN 224-2000 của Bộ Giao thông Vận tải. Tuy nhiên quãng đường phanh Sp ở các chế độ tải trọng từ không tải đến đầy tải đều nằm trong tiêu chuẩn 22 TCVN 224-2000.
3.2.1.2. Tọa độ trọng tâm xe
Đối với các xe không có bộ điều hoà lực phanh thì trọng lượng bám chỉ được sử dụng hoàn toàn tại một điểm ứng với hệ số bám..
Khi phanh đến giới hạn hãm cứng cầu sau, gia tốc phanh thay đổi nghịch biến với chiều cao trọng tâm xe (hg).
Nếu phanh xe trên đường xấu ( ), gia tốc phanh tỷ lệ thuận với khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu sau (b). Trường hợp này gia tốc phanh cũng thay đổi nghịch biến với chiều cao trong tâm xe (hg).
Tính toán đối với xe TOYOTA PRADO ta xác định được giá trị . Khi khảo sát lấy và khảo sát ở chế độ đầy tải ta được kết quả dưới đây. Trên hình 3.7 và bảng 3.4 biểu diễn sự phụ thuộc gia tốc phanh, quãng đường phanh vào khoảng cách từ trọng tâm xe đến các cầu của xe TOYOTA PRADO
Qua đồ thị ta thấy gia tốc phanh tỷ lệ nghịch với chiều cao trọng tâm hg và quãng đường phanh lại tỷ lệ thuận với chiều cao trọng tâm hg. Tức là nếu hg tăng thì gia tốc phanh giảm, và quãng đường phanh tăng lên.
3.2.3. Thông số về điều kiện đường
Với mô hình tính toán đã đưa ra ta chỉ xét đến hai yếu tố là hệ số bám và hệ số cản lăn f.
3.2.3.1. Hệ số bám
Hệ số bám là đặc trưng cơ bản của các loại đường. Hệ số bám của đường ảnh hưởng rất lớn đến gia tốc phanh.
Gia tốc phanh đạt được tương ứng với các trường hợp.
Trên hình 3.11 là đồ thị gia tốc phanh, quãng đường phanh phụ thuộc vào .
Đường nét đứt là biểu thị gia tốc phanh trong trường hợp lực phanh phân bố lý tưởng, trọng lượng bám được sử dụng hoàn toàn. Đường nét liền biểu thị gia tốc phanh
Qua kết quả khảo sát ta thấy, khi vận tốc ban đầu phanh V1=30 Km/h, xe đầy tải, phanh trong tình trạng mặt đường khô ( =0,76) thì quãng đường phanh là 4,89 m; nếu mặt đường ướt ( =0,31) thì quãng đường phanh là 13,63 m.
3.2.3.2. Hệ số cản lăn.
Từ đó ta khảo sát theo hệ số bám f được thể hiện qua các đồ thị hình 3.12
Trên các loại đường thường xuyên sử dụng, sự thay đổi của hệ số cản lăn nhỏ (0,007¸0,03), sự thay đổi của gia tốc phanh và quãng đường phanh là không lớn. Gia tốc phanh thay đổi không quá 3%.
3.2.4. Thông số về sử dụng
Chương trình khảo sát đưa ra được sự thay đổi của các chỉ tiêu hiệu quả phanh theo vận tốc bắt đầu phanh V1.
Qua đồ thị ta thấy ở cùng giá trị vận tốc, đều kiện bám của đường càng lớn thì quãng đường phanh càng nhỏ. Tức là quãng đường phanh phụ thuộc thuộc tỷ lệ nghịch với điều kiện bám.
Đối với tiêu chuẩn của Nga: [Sp40] < 12,2 m, kết quả Sp40 = 8,47 m
Còn đối với tiêu chuẩn Châu Âu: [Sp80] < 50,7 m, kết quả Sp80 = 33,89 m
Như vậy qua chương trình khảo sát cho ta thấy quy luật thay đổi của các chỉ tiêu hiệu quả phanh vào các thông số về xe các thông số của hệ thống phanh, các thông số của điều kiện đường và thông số sử dụng.
Chương 4
KHAI THÁC, CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG PHANH TOYOTA PRADO
4.1. Mục đích, yêu cầu.
4.1.1. Mục đích
Đảm bảo tình trạng kỹ thuật trước, trong và sau khi sử dụng xe. Giúp người lái xe cũng như cán bộ, nhân viên kỹ thuật nắm được nội dung tiến hành kiểm tra tình trạng kỹ thuật, khả năng làm việc của xe nói chung và của hệ thống phanh ABS nói riêng.
4.1.2. Yêu cầu
Để có thể đảm bảo được hiệu quả của quá trình khai thác hệ thống phanh, đòi hỏi người lái xe, cán bộ, nhân viên kỹ thuật cần phải đáp ứng một số yêu cầu sau:
- Nắm vững được cấu tạo, kết cấu, nguyên lý hoạt động, của hệ thống phanh nói chung và các bộ phận của hệ thống ABS nói riêng. Nắm vững được các quy trình về tháo lắp, bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống phanh.
- Bảo đảm đầy đủ các dụng cụ, trang thiết bị cần thiết trong quá trình kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa.
4.2. Kiểm tra điều chỉnh tình trạng kỹ thuật hệ thống phanh.
4.2.1. Kiểm tra và điều chỉnh bàn đạp phanh
* Độ cao bàn đạp phanh từ tâm vách ngăn tới đỉnh mặt bàn đạp phanh từ 130 140 mm.
* Quy trình điều chỉnh chiều cao bàn đạp phanh.
- Tháo giắc nối ra khỏi công tắc đèn phanh.
- Tháo công tắc đèn phanh
- Nới lỏng đai ốc hãm chạc chữ U của cần đẩy
4.2.2. Kiểm tra và điều chỉnh cơ cấu phanh.
* Quy trình tháo kiểm tra bảo dưỡng cơ cấu phanh cho tất cả các bánh xe đều tương đối giống nhau sau đây là quy trình cho cơ cấu phanh phía sau.
- Tháo tấm ốp che bụi ngoài.
- Tháo 5 bu lông để tháo bánh xe ra ngoài.
- Xả dầu phanh.
- Tháo kiểm tra cụm xi lanh phanh đĩa.
- Kiểm tra độ dầy của đĩa phanh:
+ Kiểm tra làm sạch đĩa phanh
+ Quan sát bề mặt đĩa phanh xem có bị nứt vỡ, hay xước không.
4.3. Kiểm tra, chuẩn đoán hệ thống ABS
4.3.1. Kiểm tra ban đầu
Kiểm tra tiêng động của bộ chấp hành:
- Nổ máy và lái xe với tốc độ lớn hơn 6km/h.
- Kiểm tra xem có nghe thấy tiếng động làm việc của bộ chấp hành không. ABS ECU tiến hành kiểm tra ban đầu mỗi khi nổ máy và tốc độ ban đầu vượt quá 6km/h.
4.3.2. Chẩn đoán
Nếu 1 số sự cố xảy ra ở bất cứ 1 hệ thống nào trong các hệ thống tín hiệu, đèn báo của ABS trong bảng đồng hồ sẽ sáng lên và báo cho người lái rằng một sự cố đã xảy ra.
4.3.2.1. Tự chẩn đoán.
Trên xe được trang bị hệ thống phanh ABS, luôn có 2 đèn báo hiệu là đèn báo phanh và đèn báo ABS. Chức năng của chúng là báo chế độ hoạt động của hệ thống phanh, cũng như là tình trạng kỹ thuật của các bộ phận của bộ chống hãm cứng ABS.
4.3.2.2. Chẩn đoán bằng máy chẩn đoán
- Nối máy chẩn đoán với DLC3.
- Khởi động động cơ và để động cơ chạy không tải.
- Chọn chế độ thử kích hoạt (ACTIVE TEST) trên máy chẩn đoán để cho bộ chấp hành của phanh vận hành và sau đó kiểm tra cơ cấu này.
4.3.3. Kiểm tra bộ chấp hành thủy lực
Như chương 2 đã trình bày, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của bộ ABS, bộ chấp hành thủy lực ABS có chức năng nhận những tín hiệu điều khiển từ ECU để thực hiện các chế độ hoạt động: “giảm áp”, “giữ áp”, “tăng áp”.
4.3.4. Kiểm tra, tháo, lắp cảm biến
4.3.4.1. Kiểm tra cảm biến bằng đèn báo
Chú ý: Trong khi chức năng kiểm tra cảm biến đang được kiểm tra, ABS sẽ không hoạt động và hệ thông phanh sẽ làm việc như cơ cấu phanh bình thường (không có ABS).
1. Kiểm tra điện áp ắc quy (khoảng 12V).
2. Kiểm tra đèn báo ABS.
- Bật khoá điện ON.
- Kiểm tra rằng đèn ABS sáng trong 3 giây. Nếu không, kiểm tra và sửa chữa hay thay thế cầu chì, bóng đèn hay dây điện.
2. Kiểm tra mức tín hiệu cảm biến.
Lái xe chạy thẳng ở tốc độ 4 – 6 km/h và kiểm tra xem đèn ABS có bật sáng sau khi ngừng 1 giây không.
Nếu đèn sáng nhưng không nháy khi tốc độ xe không nằm trong khoảng tiêu chuẩn, dừng xe và đọc mã chẩn đoán, sau đó sửa các chi tiết hỏng.
6. Đọc mã chẩn đoán.
- Dừng xe, đèn báo sẽ bắt đầu nháy.
7. Đưa cơ cấu về trạng thái bình thường.
- Tắt khoá điện OFF.
- Tháo SST ra khỏi cực E1, Tc và Ts của giắc kiểm tra.
- Kiểm tra điện trở cảm biến tốc độ
4.3.4.2. Kiểm tra cảm biến bằng máy chẩn đoán
1. Khởi động động cơ.
2. Kiểm tra đèn cảnh báo ABS nháy.
3. Lái xe chạy thẳng tốc độ lớn hơn 45km/h trong vài giây.
4. Dừng xe.
KẾT LUẬN
Qua thời gian học tập và nghiên cứu, bằng những kiến thức đã được học, được tích luỹ ở nhà trường, với sự nổ lực của bản thân trong việc sưu tầm, thu thập tài liệu, cùng với sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo trong khoa Ôtô đặc biệt là thầy giáo: TS.................. trực tiếp hướng dẫn tôi làm đồ án tốt nghiệp, nay tôi đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp với những nội dung sau:
- Phân tích cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống phanh nói chung và hệ thống ABS nói riêng.
- Tính toán khảo sát các yếu tố ảnh hưởng chất lượng phanh như các yếu tố về hệ thống phanh, điều kiện đường, yếu tố về sử dụng.
- Cuối cùng tập trung vào các nội dung khai thác, chuẩn đoán kỹ thuật của toàn bộ hệ thống phanh, cũng như từng bộ phận cụ thể của hệ thống phanh xe chỉ huy du lịch TOYOTA PRADO.
Qua quá trình thực hiện nhiệm vụ đồ án tôi đã học hỏi được thêm rất nhiều kiến thức hữu ích từ giáo viên hướng dẫn, để nâng cao kiến thức bản thân, tích lũy thêm được kinh nghiệm thực tế, rèn luyện được tác phong làm việc khoa học hơn, tỷ mỉ cụ thể hơn.
Tuy nhiên do kiến thức, lý luận, kinh nghiệm thực tế của bản thân còn hạn chế nên trong đồ án còn có những sai sót. Tôi rất mong được sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến của các thầy giáo và các đồng chí trong lớp để cho đồ án tốt nghiệp của tôi được hoàn chỉnh hơn và bản thân tôi cũng được hoàn thiện hơn, để phục vụ cho công tác sau này.
Sau cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo: TS................. đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo, giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đồ án; cảm ơn các thầy trong khoa ô tô đã giúp đỡ rất nhiều để tôi có thể hoàn thành đồ án đúng thời gian và bảo đảm chất lượng.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Vũ Đức Lập. Cấu tạo ô tô quân sự. HVKTQS 1998
2. Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên, Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo (tập 1, 2, 3). Nxb Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 1968.
3. Vũ Đức Lập, Nguyễn Phúc Hiểu, Lý thuyết ôtô quân sự, Nxb QĐND 2002.
4. Nguyễn Hữu Cẩn và các tác giả, Lý thuyết ô tô máy kéo.
5. Hướng dẫn sử dụng xe TOYOTA PRADO.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"