MỤC LỤC.

MỤC LỤC..1

LỜI NÓI ĐẦU...2

CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH.. 1

1.1. Công dụng, phân loại và yêu cầu của hệ thống phanh: 1

1.1.1 Công dụng: 1

1.1.2 Phân loại: 1

1.2.3 Yêu cầu: 1

1.2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống phanh sử dụng trên ô tô: 2

1.2.1  Cơ cấu phanh: 2

1.2.2. Dẫn động phanh: 4

CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TOYOTA VIOS. 9

2.1.Sơ đồ và nguyên lý làm việc hệ thống phanh trên xe TOYOTA VIOS. 9

2.1.1.Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS. 9

2.1.2.Nguyên lý làm việc. 9

2.2.Kết cấu và bộ phận chính. 13

2.2.1.Cơ cấu phanh. 13

2.2.2.Xy lanh chính. 16

2.2.3.Các cảm biến. 17

2.2.4. Khối điều khiển điện tử ECU. 19

2.2.5. Khối thuỷ lực- điện tử (Electric-hydraulic Unit). 21

2.2.6. Bộ phân phối lực phanh điện tử (EBD). 21

2.2.7. Trợ lực phanh. 22

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TOYOTA VIOS  25

3.1.Xác định momen phanh yêu cầu. 25

3.2. Lực tác dụng lên bàn đạp phanh: 31

3.3. Tính toán các chỉ tiêu phanh. 33

3.3.1. Gia tốc chậm dần khi phanh. 34

3.3.2. Thời gian phanh. 34

3.3.3. Quãng đường phanh: 35

CHƯƠNG 4. KHAI THÁC HỆ THỐNG PHANH XE TOYOTA VIOS. 38

4.1. Những công việc bảo dưỡng cần thiết: 39

4.2. Sửa chữa hư hỏng một số chi tiết, bộ phận chính: 40

4.3.Kiểm tra hệ thống ABS. 41

4.4.Kiểm tra hệ thống chuẩn đoán. 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO...45

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH

1.1. Công dụng, phân loại và yêu cầu của hệ thống phanh:

1.1.1 Công dụng:

Hệ thống phanh dùng để làm giảm tốc độ của ô tô cho đến một tốc độ nào đó hoặc đến khi dừng hẳn, ngoài ra còn để giữ cho ô tô đứng được trên đường có độ dốc nhất định.

1.1.2 Phân loại:

- Phân loại theo công dụng:

+ Hệ thống phanh chính

+ Hệ thống phanh dừng

- Phân loại theo vị trí đặt cơ cấu phanh

+ Phanh ở bánh xe

+ Phanh ở trục truyền động (sau hộp số)

- Phân loại theo mức tối ưu của hệ thống

+ Hệ thống phanh có hệ thống điều hoà

+ Hệ thống phanh có hệ thống ABS, BA, EDB, VSC,TRC,hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc, hệ thống hỗ trợ đổ đèo xuống dốc.

1.2.3 Yêu cầu:

Hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng của ô tô đảm nhận các chức năng “an toàn chủ động” vì vậy hệ thống phanh phải thoả mãn 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 để đảm bảo sự ổn định của xe ô tô khi phanh

+ Điều khiển nhẹ nhàng để giảm cường độ lao động của người lái

1.2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống phanh sử dụng trên ô tô:

1.2.1  Cơ cấu phanh:

Cơ cấu phanh chính có nhiệm vụ tạo ra mômen phanh cần thiết và nâng cao tính ổn định trong quá trình sử dụng cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp làm giảm tốc độ góc của bánh xe ô tô.

+) Cơ cấu phanh tang trống (Cơ cấu phanh guốc):

*) Cơ cấu phanh có các guốc phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía, có lực dẫn động bằng nhau

Với cách bố trí như vậy khi các lực dẫn động bằng nhau, các tham số của guốc phanh giống nhau thì mômen ma sát ở trên guốc phanh trước có xu hướng cường hoá cho lực dẫn động, còn ở phía sau phanh sau có xu hướng chống lại lực dẫn động khi xe chuyển động lùi sẽ có hiện tượng ngược lại.

*) Cơ cấu phanh loại bơi

Cơ cấu này dùng hai xi lanh làm việc tác dụng lực dẫn động lên đầu trên và đầu dưới của guốc phanh, khi phanh các guốc phanh dịch chuyển theo chiều ngang và ép má phanh sát vào trống phanh. 

+). Cơ cấu phanh đĩa:

Phanh đĩa ngày càng được sử dụng nhiều trên các ô tô con, có hai loại phanh đĩa:

+ Phanh đĩa có càng phanh cố định (hình a) có hai xi lanh công tác đặt ở hai bên đĩa phanh. Khi phanh cả hai piston đẩy vào hai bên đĩa phanh.

+ Phanh đĩa có càng phanh di động (hình b) bố trí một xi lanh gắn vào một bên má. Giá xi lanh được di chuyển trên các trục dẫn hướng dẫn nhỏ. Khi phanh piston đẩy ép má phanh vào một bên đĩa phanh, đồng thời đẩy càng phanh di chuyển theo chiều ngược lại kéo má phanh còn lại ép vào mặt bên kia của đĩa phanh.

1.2.2. Dẫn động phanh:

a. Dẫn động phanh cơ khí:  

Hiện nay trên các xe hiện đại thì dẫn động phanh kiểu cơ khí chỉ còn được sử dụng trên hệ thống phanh dừng với một số kiểu dẫn động tuỳ theo cách bố trí phanh dừng tác động vào bánh xe hay tác động vào trục thứ cấp hộp số.

b. Dẫn động phanh thuỷ lực:

Dẫn động phanh thuỷ lực(dầu) được áp dụng rộng rãi trên hệ thống phanh chính của các loại ô tô du lịch, trên ô tô tải nhỏ và trung bình.

c. Dẫn động phanh khí nén

Lực đạp phanh của người lái thực chất chỉ dẫn động mở van phân phối của hệ thống, nối thông bình chứa với bầu phanh (bầu sinh lực). Áp suất khí nén tác dụng lên màng (hoặc pittông) của bầu phanh tạo lực đẩy qua các liên kết dẫn động cơ khí tới cơ cấu phanh sinh ra lực phanh ở các bánh xe.

d. Dẫn động phanh kết hợp: (khí nén – thuỷ lực)

Dẫn động phanh kết hợp là kết hợp giữa thuỷ lực và khí nén trong đó phần thuỷ lực có kết cấu nhỏ gọn và trọng lượng nhỏ đồng thời bảo đảm cho độ nhạy của hệ thống cao, phanh cùng một lúc được tất cả các bánh xe phần khí nén cho phép điều khiển nhẹ nhàng và khả năng huy động, điều khiển phanh rơmoóc.

Dẫn động phanh liên hợp thường được áp dụng ở các loại xe vận tải cỡ lớn và áp dụng cho xe nhiều cầu như: xe URAL, 375D, URAL-4320...

CHƯƠNG 2:  HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TOYOTA VIOS

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

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

Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS như hình 2.1.

2.1.2.Nguyên lý làm việc.

2.1.2.1.Khi không phanh.

Khi không phanh, không có lực tác dụng lên bàn đạp phanh nhưng cảm biến tốc độ luôn đo tốc độ bánh xe và gửi về khối điều khiển ECU khi xe hoạt động.

2.1.2.2.Khi phanh ABS chưa làm việc.

Khi người lái đạp phanh, rà phanh mà lực phanh chưa đủ lớn để xảy ra hiện tượng trượt bánh xe quá giới hạn cho phép, dầu phanh với áp suất cao sẽ đi từ tổng phanh đến lỗ nạp thường mở của van nạp để đi vào và sau đó đi ra khỏi cụm thủy lực mà không hề bị cản trở bởi bất kỳ một chi tiết nào trong cụm thủy lực.

2.1.2.3.Khi phanh ABS làm việc.

Khi người lái tác dụng lên bàn đạp phanh đủ lớn sẽ gây nên hiện tượng trượt. Khi hệ số trượt vượt quá giới hạn quy định (10 30%) thì ABS sẽ bắt đầu làm việc và chế độ làm việc của ABS gồm các giai đoạn sau:

a. Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất:

Khi phát hiện thấy sự giảm nhanh tốc độ của bánh xe từ tín hiệu của cảm biến tốc độ và cảm biến gia tốc gửi đến, bộ điều khiển ECU sẽ xác định xem bánh xe nào bị trượt quá giới hạn quy định. 

c. Giai đoạn tăng áp suất:

 Khi tốc độ bánh xe tăng lên (do áp suất dòng phanh giảm), khi đó cần tăng áp suất trong xilanh để tạo lực phanh lớn, khối điều khiển điện tử ECU ngắt dòng điện cung cấp cho cuộn dây của các van điện từ, làm cho van nạp mở ra và đóng van xả  lại --> bánh xe lại giảm tốc độ ... (hình 2.5)           

2.2.Kết cấu và bộ phận chính.

2.2.1.Cơ cấu phanh.

2.2.1.1.Cơ cấu phanh trước.

Đặc điểm kết cấu các chi tiết và bộ phận chính:

Hệ thống phanh xe TOYOTA VIOS gồm:

Hệ thống phanh chính (phanh chân): Phanh trước và phanh sau là phanh đĩa điều khiển bằng thuỷ lực trợ lực chân không, có sử dụng hệ thống chống hãm cứng ABS.

Dầu phanh: DOT 3 hoặc DOT 4.

+ Đĩa phanh: thường được chế tạo bằng gang. Đĩa đặc có chiều dày 8 ¸ 13 mm. Đĩa xẻ rãnh thông gió dày 16 ¸ 25 mm. Đĩa ghép có thể có lớp lõi bằng nhôm hay đồng còn lớp mặt ma sát - bằng gang xám.

+ Má kẹp: được đúc bằng gang rèn.         

+ Các xi lanh thủy lực: được đúc bằng hợp kim nhôm. Để tăng tính chống mòn và giảm ma sát, bề mặt làm việc của xi lanh được mạ một lớp crôm. Khi xi lanh được chế tạo bằng hợp kim nhôm, cần thiết phải giảm nhiệt độ đốt nóng dầu phanh. 

2.2.1.2.Cơ cấu phanh sau.

Phanh sau là phanh đĩa điều khiển bằng thuỷ lực trợ lực chân không, có sử dụng hệ thống chống hãm cứng ABS.

Phanh dừng (phanh tay): phanh cơ khí tác dụng lên bánh sau.

2.2.2.Xy lanh chính.

Là loại xy lanh kép được thiết kế sao cho nếu một mạch dầu bị hỏng thì mạch dầu khác vẫn tiếp tục làm việc nhằm cung cấp một lượng dầu tối thiểu để phanh xe. Đây là một trong những thiết bị an toàn nhất của xe.

2.2.3.Các cảm biến

Là 4 cảm biến riêng biệt cho từng bánh xe, nhận và truyền tín hiệu tốc độ của bánh xe về cho khối điều khển điện tử ECU.

Cảm biến tốc độ bánh xe thực chất là một máy phát điện cỡ nhỏ. Cấu tạo của nó gồm:

- Rô to: Có dạng vòng răng, được dẫn động quay từ trục bánh xe hay trục truyền lực nào đó.

- Stato: Là một cuộn dây quấn trên thanh nam châm vĩnh cửu.

2.2.4. Khối điều khiển điện tử ECU.

ECU là não bộ, trung tâm điều khiển của hệ thống, gồm hai bộ vi xử lý và các mạch khác cần thiết cho hoạt động của nó.

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

 Khi xe được trang bị ABS có nghĩa là chức năng EBD cũng có sẵn.Chức năng này thay thế van điều tải trọng (LAV) được dùng thay trong các hệ thống phanh thường.

Chức năng EBD là phần mềm được đưa thêm vào chương trình ABS truyền thống. Không đòi hỏi thêm bộ phận nào.

2.2.7. Trợ lực phanh.

Trợ lực phanh được dùng là loại trợ lực chân không.Nó là bộ phận rất quan trọng, giúp người lái giảm lực đạp lên bàn đạp mà hiệu quả phanh vẫn cao. Trong bầu trợ lực có các piston và van dùng để điều khiển sự làm việc của hệ thống trợ lực và đảm bảo sự tỉ lệ giữa lực đạp và lực phanh

Bộ trợ lực chân không có hiệu quả thấp, nên thường được sử dụng trên các ô tô du lịch và tải nhỏ.

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TOYOTA VIOS

Các thông số dùng để tính toán như bảng 3.1.

3.1.Xác định momen phanh yêu cầu

Mômen phanh cần sinh ra được xác định từ điều kiện đảm bảo hiệu quả phanh lớn nhất, tức sử dụng hết lực bám để tạo lực phanh. Muốn đảm bảo điều kiện đó, lực phanh sinh ra cần phải tỷ lệ thuận với các phản lực tiếp tuyến tác dụng lên bánh xe.

Thay số vào ta  được:    a =1,398(m)

Từ sơ đồ hình 3.1 ta thấy:

a + b = L₀

b = L₀ – a = 2550 – 1398= 1152 (mm)=1,152(m)

Từ hình 3.1 ta viết được phương trình cân bằng mô men như sau:

+  Đối với cầu trước:

Z₂.L₀ – G_a.a + P_j.h_g = 0                                       (3.3)

+ Đối với cầu sau:

Z₁.L₀ – G_a.b + P_j.h_g = 0                                      (3.4)

Ta có kí hiệu lốp: 185/60R15.

λ - Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp.

Theo [1] đối với xe du lịch ta chọn lốp có áp suất thấp λ = 0.93 ÷ 0.935. Chọn λ = 0,93

Do vậy: r_bx = (B+ .25,4).λ

r_bx = (185+ .25,4).0,93 = 349,215 [mm].

hg - Tọa độ trọng tâm theo chiều cao. Theo tài liệu [2] ta có:

hg = 0,5.S với S = 1480 [mm].

Vậy:    hg = 0,5.1480 = 735 [mm].

Thay các giá trị vào các công thức (3-13) và (3.15) ta được:

Mô men phanh của mỗi bánh xe ở cầu trước M_p1:                                 

M_p1 =  1222,66j + 780,08.j²                   (3.16)

Mô men phanh của mỗi bánh xe ở cầu sau M_φ2:

M_p2 =  1483,75j -780,08.j²                                 (3.17)

Từ hai phương trình (3.16) và (3.17) ta thấy mô men phanh của các bánh xe ở cầu trước và cầu sau là một hàm số bậc hai theo hệ số bám φ.

3.2. Lực tác dụng lên bàn đạp phanh:

Ðể tạo ra áp suất dầu trong xilanh công tác dẫn động phanh dầu xe TOYOTA VIOS sử dụng xilanh chính kép dùng trợ lực chân không. Kết cấu đã được giới thiệu ở phần trước.

Từ (3-18) ta suy ra:

P_bđ = 2440,214       [N]

Thay số vào ta được: P_tl =2052,355       [N]       

Lực đạp phanh khi có trợ lực:

P_btl = P_bđ- P_tl = 2440,214– 2052,355   = 387,8586 [N]

Theo [2], [P_bđl] < 500[N]

Từ các khảo sát trên ta nhận thấy khi bộ trợ làm việc tốt thì lực đạp phanh chỉ cần nhỏ, giúp người lái đỡ mất sức trong việc điều khiển phương tiện mà hiệu quả phanh lại cao hơn so với khi bộ trợ lực không làm việc.

3.3. Tính toán các chỉ tiêu phanh.

Giản đồ phanh nhận được bằng thực nghiệm và qua giản đồ phanh có thể phân tích và thấy được bản chất của quá trình phanh.

3.3.1. Gia tốc chậm dần khi phanh.

Gia tốc chậm dần khi phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng phanh ôtô. 

Thay các số liệu vào (3-20) ta được: j_pmax = j.g = 0,8.9,81/1 = 7,848         [m/s²]

3.3.2. Thời gian phanh.

v_o= 30[km/h] = 8,33  [m/s]

Thay các số liệu vào ta được: v₁ = 5,2332 [m/s]

Thay các số liệu vào (3-23) ta được: t_pmin = 0,6668            [s]

Thời gian phanh thực tế là:

t_p = t₁ + t₂ + t_pmin = 0,3 + 0,7 + 0,6668

=> t_p = 1,6668  [s]

3.3.3. Quãng đường phanh:

Quãng đường phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượng phanh của ôtô. Cũng vì vậy mà trong tính năng kỹ thuật của ôtô, các nhà chế tạo thường cho biết quãng đường phanh của ôtô ứng với vận tốc bắt đầu phanh đã định.

Thay các số liệu vào ta được: s₁ = 5,365     [m]

Quãng đường phanh ứng với vận tốc từ v₁ đến thời điểm ứng với vận tốc cuối quá trình phanh: v₂ = 0.

Quãng đường phanh thực tế là:

s_p = s₁ + s₂

s_p = 5,365 + 1,744

s_p = 7,109   [m]

So với bảng tiêu chuẩn về hiệu phanh cho phép ôtô lưu hành trên đường (Bộ GTVT Việt Nam qui định 1995) đối với xe du lịch có số chỗ ngồi nhỏ hơn 8 thì quãng đường phanh không lớn hơn 7,2[m], [2].

Từ những kết quả trên ta nhận thấy quãng đường phanh của xe TOYOTA VIOS là 7,109[m] nằm trong giới hạn cho phép nên đảm bảo được những chỉ tiêu đối với xe du lịch.

CHƯƠNG 4: KHAI THÁC HỆ THỐNG PHANH XE TOYOTA VIOS

4.1. Những công việc bảo dưỡng cần thiết:

Hàng ngày cần phải kiểm tra trình trạng và độ kín khít các ống dẫn,kiểm tra hành trình tự do và hành trình làm việc của bàn đạp phanh nếu cần thiết phải điều chỉnh. Kiểm tra cơ cấu truyền động và hiệu lực của phanh tay xả cặn bẩn khỏi các bầu lọc khí.

- Các bước bảo dưỡng má phanh

Các bước bảo dưỡng má phanh như bảng 4.1.

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

Các công việc sửa chữa, bảo dưỡng phanh bao gồm:

Châm thêm dầu phanh.

Làm sạch hệ thống thủy lực.

Tách khí khỏi hệ thống thủy lực.

Sửa chữa hoặc thay thế xylanh chính hay các xilanh bánh xe.

4.3.Kiểm tra hệ thống ABS.

Trước khi sửa chữa ABS, đầu tiên phải xác định xem hư hỏng là trong ABS hay là trong hệ thống phanh. Về cơ bản, do hệ thống ABS được trang bị chức năng dự phòng, nếu hư hỏng xảy ra trong ABS, ABS ECU dừng hoạt động của ABS ngay lập tức và chuyển sang hệ thống phanh thông thường.

4.4.Kiểm tra hệ thống chuẩn đoán.

* CHỨC NĂNG KIỂM TRA BAN ĐẦU:

Kiểm tra tiếng động làm việc của bộ chấp hành.

a. Nổ máy và lái xe với tốc độ lớn hơn 6 km/h.

b. Kiểm tra xem có nghe thấy tiếng động làm việc của bộ chấp hành không.

Lưu ý: ABS ECU tiến hành kiểm tra ban đầu mổi khi nổ máy và tốc độ ban đầu vượt qua 6 km/h. Nó cũng kiểm tra chức năng của van điện 3 vị trí và bơm điện trong bộ chấp hành. 

- XÓA MÃ CHẨN ĐOÁN:

Bật khoá điện ON.

a. Dùng SST, nối chân Tc với E1 của giắc kiểm tra.

b. Kiểm tra rằng đèn báo ABS tắc.

d. Kiểm tra rằng đèn báo chỉ mã bình thường.

e. Tháo SST ra khỏi cực Tc và E1 của giắc kiểm tra.

4. KIỂM TRA SỰ THAY ĐỔI TÍN HIỆU CẢM BIẾN Ở TỐC ĐỘ THẤP.

Lái xe chạy thẳng với tốc độ 45-55 km/h và kiểm tra xem đèn ABS có sáng sau khi tạm ngừng 1 giây không.

Nếu đèn báo bật sáng mà không nháy khi tốc độ xe nằm ngoài khoảng tiêu chuẩn. Dừng xe và đọc mã chẩn đoán. Sau đó sửa các chi tiết hỏng.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Nguyễn Hữu Cẩn - Dư Quốc Thịnh - Phạm Minh Thái - Nguyễn Văn Tài - Lê Thị Vàng. “Lý thuyết ôtô máy kéo”. NXB khoa học và kỹ thuật - Hà Nội; 1998.

  [2]. Nguyễn Hoàng Việt. “Kết cấu và tính toán ôtô”. Tài liệu lưu hành nội bộ   khoa Cơ Khí Giao Thông; Đại Học Đà Nẵng; Đà Nẵng 1998.

[3]. Nguyễn Hữu Cẩn - Phan Ðình Kiên. “Thiết kế và tính toán ôtô máy kéo” NXB Ðại học và trung học chuyên nghiệp - Hà Nội; 1985.

[4]. Nguyễn Hoàng Việt. “Bộ điều chỉnh lực phanh -hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS”. Tài liệu lưu hành nội bộ của khoa cơ khí Giao Thông; Ðại Học Ðà Nẵng; Ðà Nẵng 2003.

[5]. http://www.TOYOTA.com.

[6]. http://www.autoshop101.com.

[7]. http://www.antilock braking system.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"