MỤC LỤC
MỤC LỤC……..…1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH.................1
1.1. Công dụng, yêu cầu và phân loại hệ thống phanh................1
1.1 .1. Công dụng..................1
1.1.2. Yêu cầu....................1
1.1.3. Phân loại ..................2
1.2. Cấu tạo chung....................3
1.3. Dẫn động phanh.....................3
1.3.1. Dẫn động phanh chính bằng cơ khí................3
1.3.2. Dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực................4
1.3.3. Dẫn động phanh chính bằng khí nén..............7
1.3.3.a. Hệ thống dẫn động phanh chính bằng khí nén................7
1.3.3.b. Cấu tạo và hoạt động của hệ thống phanh khí nén...............9
1.3.4. Dẫn động phanh chính bằng thuỷ khí kết hợp..................11
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ XE TOYOTA VIOS (2019) VÀ HỆ THỐNG PHANH ABS CỦA XE......................13
2.1: Giới thiệu về xe tham khảo.................13
2.2: Hệ thống phanh trên xe TOYOTA VIOS 2019....................17
2.3. Cơ cấu phanh của dòng xe......................17
2.3.1. Đặc điểm và ưu, nhược điểm.................17
2.3.2. Cơ cấu phanh trước...................19
2.3.2.a. Cấu tạo...................19
2.3.2.b. Nguyên lý hoạt động......................20
2.3.3. Cơ cấu phanh sau..................21
2.3.3.a. Cấu tạo..................21
2.3.3.b. Nguyên lý hoạt động...................21
2.3.4. Cơ cấu điều chỉnh khe hở má phanh................22
2.3.5. Xy lanh chính...................22
2.3.5.a.Cấu tạo.................22
2.3.5.b. Nguyên lý hoạt động................23
2.4. Dẫn động phanh của xe TOYOTA VIOS 2019................24
2.4.1. Nguyên lí làm việc của hệ thống phanh xe TOYOTA VIOS 2019..............25
2.4.1.a. Khi không phanh..................25
2.4.1.b. Khi phanh phanh thường tức ABS không hoạt động.................25
2.4.1.c. Khi phanh khẩn cấp (ABS làm việc)...............25
2.4.2. Sơ đồ điện của hệ thống phanh ABS xe TOYOTA VIOS 2019.................30
2.4.3. Bộ chấp hành ABS..................33
2.4.3.a. Van điện từ............... 33
2.4.3.b. Motor điện và bơm dầu.................33
2.4.3.c. Bình tích áp..................33
2.4.4. Các cảm biến trên từng bánh xe................ 33
2.4.5. Khối điều khiển điện tử ECU.................36
2.4.6. Bộ phân phối lực phanh điện tử EBD..................38
2.4.7. Hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp BA.....................40
2.4.8. Trợ lực phanh..................41
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH ABS CỦA XE TOYOTA VIOS 2019..................43
3.1. Xác định momen phanh yêu cầu..................43
3.2. Tính toán cơ cấu phanh đĩa.................48
3.3. Lực tác dụng lên bàn đạp phanh.................:49
3.4. Tính toán các chỉ tiêu phanh.................50
3.4.1. Gia tốc chậm dần khi phanh..............51
3.4.2. Thời gian phanh..................51
3.4.3. Quãng đường phanh:................52
CHƯƠNG 4: KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG, CHUẨN ĐOÁN, SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH ABS XE TOYOTA VIOS 2019...............55
4.1.Các hư hỏng và biện pháp khắc phục................... 55
4.2. Quy trình tháo lắp, bảo dưỡng, kiểm tra...................59
4.2.1. Quy trình bảo dưỡng chung.................... 59
4.2.1.a. Bảo dưỡng cấp 1................... 61
4.2.1.b. Bảo dưỡng cấp 2.................... 61
4.2.2. Tháo lắp bộ chấp hành ABS và cảm biến............... 62
4.2.3. Quy trình tháo và bảo dưỡng phanh tay.................. 65
4.2.4. Quy trình thay thế má phanh.................65
4.2.5. Quy trình thay dầu, xả khí .................66
4.2.6. Kiểm tra mức dầu phanh..................... 67
4.2.7. Kiểm tra độ đảo của đĩa phanh....................67
4.2.8. Kiểm tra độ dày đĩa phanh.................... 68
4.2.9. Kiểm tra đường dầu phanh.................... 69
4.3. Chuẩn đoán, sửa chữa hệ thống phanh ABS.....................70
4.3.1. Quy trình sửa chữa chung. Bảng mã lỗi và một số nguyên nhân hư hỏng hệ thống phanh ABS.................. 70
4.3.2. Chuẩn đoán. Sửa chữa..................75
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................... 79
LỜI CẢM ƠN
Để đề tài này đạt kết quả tốt đẹp, em đã nhận được sự hỗ trợ, giúp đỡ của các thầy, các cô cùng toàn thể bạn bè. Với tình cảm sâu sắc, chân thành, cho phép em được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất cả các thầy các cô và đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu đề tài.
Trước hết em xin gửi tới các thầy cô khoa ô tô trường Đại học Công Nghiệp Việt Hung lời chào trân trọng, lời chúc sức khỏe và lời cảm ơn sâu sắc. Với sự quan tâm, dạy dỗ, chỉ bảo tận tình chu đáo của thầy cô, đến nay em đã có thể hoàn thành đồ án, đề tài:
“Nghiên cứu, khảo sát kỹ thuật hệ thống phanh ABS trên ô tô TOYOTA VIOS”.
Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy giáo : Ths…………… đã quan tâm giúp đỡ, hướng dẫn em hoàn thành tốt đồ án này trong thời gian qua.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến lãnh đạo Đại học Công Nghiệp Việt Hung, các Khoa Phòng ban chức năng đã trực tiếp và gián tiếp giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài.
Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm còn hạn chế của một sinh viên, luận văn này không thể tránh được những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô để em có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức của mình, phục vụ tốt hơn công tác thực tế sau này
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày....tháng....năm....
Sinh viên thực hiện
………………
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, nền khoa học kỹ thuật trên thế giới đã có những bước tiến vô cùng mạnh mẽ. Có rất nhiều thành tựu khoa học tiên tiến được ứng dụng rộng dãi vào đời sống và phát triển kinh tế, đặc biệt là trong lĩnh vực giao thông vận tải.
Nền công nghiệp chế tạo ô tô thế giới hiện nay đã có sự phát triển rất lớn và đang tạo đà cho khả năng phát triển nhanh chóng trong tương lai tới đây. Cùng với sự phát triển của khoa học, ngành công nghiệp ô tô cũng không ngừng đưa đến cho người sử dụng những công nghệ mới. Nó khiến cho xe ô tô những trở nên tiện nghi, an toàn hơn mà còn thân thiện với con người và môi trường. Ngành công nghiệp ô tô hiện nay đã đưa vào sử dụng các công nghệ hết sức tiên tiến để chế tạo và lắp đặt ô tô như các loại cảm biến, các thiết bị điều khiển điện, điện tử,…
Ở nước ta ngành công nghiệp ô tô đa phần là lắp ráp và sử dụng. Tuy nhiên cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật trên thế giới mà các công ty đã dần đưa các công nghệ tiên tiến, hiện đại ứng dụng vào lắp đặt, chế tạo ô tô. Trong đó hệ thống phanh là một phần rất quan trọng, nó quyết định tới độ an toàn cho người sử dụng khi tham gia giao thông.
Từ vấn đề đó, với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn tận tình của giảng viên hướng dẫn, em quyết định thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, khảo sát kỹ thuật hệ thống phanh ABS trên ô tô Toyota Vios”. Đề tài được thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy :Ths ……………… cùng các thầy cô khác trong bộ môn công nghệ và kỹ thuật ô tô.
Đến nay em đã đưa ra được cấu tạo và hoạt động của hệ thống phanh trợ lực điều khiển điện tử ABS cũng như những hư hỏng thường gặp của cơ cấu trong quá trình hoạt động của ôtô. Xây dựng được quy trình kiểm tra, sửa chữa, tháo, lắp và cách khắc phục hư hỏng của các bộ phận trong cơ cấu phanh điện tử ABS.
Em rất mong những đóng góp ý kiến của quý thầy cô cùng tất cả các bạn để đề tài của em ngày một hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
- Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa học kĩ thuật để đáp ứng nhu cầu làm việc cũng như theo kịp được bước tiến của công nghệ thì mỗi chúng ta luôn cần tự học hỏi, trao dồi kiến thức để học tập và làm việc thật tốt
- Hệ thống phanh ABS là một trong những hệ thống quan trọng trên các mẫu xe hơi hiện nay.
- Đề tài nghiên cứu: Nghiên cứu, khảo sát kĩ thuật hệ thống phanh ABS xe TOYOTA VIOS.
2. Mục đích nghiên cứu
- Củng cố và nâng cao kiến thức chuyên môn về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, quy trình kiểm tra, sửa chữa của hệ thống phanh ABS xe TOYOTA VIOS.
- Nghiên cứu nhằm giúp cho sinh viên dễ dàng hiểu về nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS xe TOYOTA VIOS.
5. Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu trong phạm vi làm tài liệu tham khảo
- Nghiên cứu từ tình hình thực tế
- Nghiên cứu từ các tài liệu tham khảo, giáo trình đang được sử dụng làm phương tiện giảng dạy cho sinh viên. Các tài liệu của hãng ô tô Toyota
- Quy mô nghiên cứu đề tài trên cơ sở khai thác các trang thiết bị hiện có trong nhà trường và khai thác bên ngoài để hoàn thành đề tài
- Không gian nghiên cứu: khoa ô tô
- Nội dung nghiên cứu: Khảo sát kĩ thuật hệ thống phanh ABS xe TOYOTA VIOS.
6. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu từ các nguồn tài liệu như sách, giáo trình, các bài giảng, các bản vẽ, sách tạp chí, nguồn tài liệu từ internet, tài liệu đào tạo của hãng Toyota
- Nghiên cứu thực tiễn
- Tham khảo ý kiến của giảng viên
7. Kết cấu đồ án
- Bao gồm 4 chương
- Chương 1.Giới thiệu tổng quan hệ thống phanh
- Chương 2. Giới thiệu về xe TOYOTA VIOS 2019 và hệ thống phanh ABS của xe
- Chương 3. Tính toán hệ thống phanh ABS của xe TOYOTA VIOS 2019
- Chương 4. Kiểm tra, chuẩn đoán, bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống phanh ABS của xe TOYOTA VIOS 2019
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH
1.1. Công dụng, yêu cầu và phân loại hệ thống phanh
1.1 .1. Công dụng
Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của xe, dừng hẳn hoặc giữ xe đỗ ở một vị trí nhất định.
Đối với ôtô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi vì nó bảo đảm cho ôtô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao được năng suất vận chuyển (tức là tăng được tốc độ trung bình của xe).
1.1.2. Yêu cầu
- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm;
- Phanh êm dịu trong bất kì mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ôtô khi phanh;
- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn;
1.1.3. Phân loại
a)Theo công dụng:
- Hệ thống phanh chính (phanh chân);
- Hệ thống phanh dừng (phanh tay);
- Hệ thống phanh dự phòng;
e) Theo trợ lực
- Hệ thống phanh có trợ lực
- Hệ thống phanh không có trợ lực
f) Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh:
Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống ABS).
1.2. Cấu tạo chung
Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ô tô được mô tả trên hình 1.1
1.3. Dẫn động phanh
1.3.1. Dẫn động phanh chính bằng cơ khí
Hệ thống phanh dẫn động cơ khí có ưu điểm kết cấu đơn giản nhưng không tạo được mômen phanh lớn do hạn chế lực điều khiển của người phanh, thường chỉ sử dụng ở cơ cấu phanh dừng (phanh tay).
1.3.2. Dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực
Dẫn động phanh bằng thủy lực tức là dùng chất lỏng để tạo và truyền áp suất đến các xi lanh công tác của cơ cấu phanh để tạo lực ép má phanh vào trống/đĩa phanh.
Dẫn động bằng thủy lực có đặc điểm là độ nhạy cao, kết cấu đơn giản nhưng nếu không có cường hóa dẫn động, lực người phanh cần để điều khiển phanh lớn hơn so với dẫn động bằng khí nén. Vì vậy hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực thường được sử dụng trên ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.
* Khi đạp phanh:
Khi cần giảm tốc độ xe hoặc dừng hẳn xe lại, người lái tác dụng vào bàn đạp phanh (1), thông qua cơ cầu dẫn động tác động lên piston (2) di chuyển trong xy lanh phanh chính (3) đẩy dầu vào hệ thống các đường ống dẫn (6) và đi đến các xy lanh bánh xe (7), dưới tác dụng của lực sinh ra do áp suất dầu phanh trong hệ thống tác động lên các piston (4,5,9) xy lanh phanh bánh xe sẽ đẩy ra ngoài theo chiều mũi tên để tác dụng lên cơ cấu phanh (phanh tang trống hoặc phanh đĩa) thực hiện việc giảm tốc độ hoặc dừng hẳn xe.
* Khi nhả phanh:
Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp phanh, dưới tác dụng của cơ cấu lò xo hồi vị tại các bánh xe hoặc cần điều khiển xy lanh phanh chính sẽ ép piston (4,5,9) xy lanh phanh bánh xe lại và đẩy dầu ngược trở về xy lanh chính (3) như lúc đầu, lúc này phanh sẽ được nhả ra không còn tác dụng hãm hoặc dừng xe lại nữa.
* Khi giữ phanh:
Các trạng thái được giữ nguyên trạng thái các piston.
Trong hệ thống phanh dẫn động phanh bằng thuỷ lực tuỳ theo sơ đồ của mạch dẫn động người ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng.
1.3.3. Dẫn động phanh chính bằng khí nén
1.3.3.a. Hệ thống dẫn động phanh chính bằng khí nén
Dẫn động phanh bằng khí nén tức là sử dụng năng lượng của nguồn khí nén để tạo nên áp lực ép các guốc phanh vào trống phanh. Đặc điểm của dẫn động phanh bằng khí nén là độ nhạy thấp hơn, phức tạp hơn nhưng do sử dụng năng lượng của nguồn khí nén để thực hiện điều khiển cơ cấu phanh nên lực điều khiển của người phanh là không cần lớn lắm, mà chỉ cần đủ để mở các van điều khiển phân phối khí nén. Vì vậy nó thường dùng trên các ô tô cỡ lớn.
* Áp suất khí nén ổn định (0,6 – 0,8 MPa) và tạo được áp lực phanh lớn
Phân phối khí nén nhanh và phù hợp với tải trọng của các bánh xe.
* Điều khiển nhẹ nhàng và êm dịu.
* Cấu tạo đơn giản, và có độ bền cao.
Ưu và nhược điểm hệ thống phanh khí nén
1.3.3.b. Cấu tạo và hoạt động của hệ thống phanh khí nén
a) Sơ đồ cấu tạo:
Dẫn động phanh bao gồm:
- Máy nén khí lắp phía trên động cơ, dùng để nén không khí đạt áp suất quy định (0,6 – 0,8 MPa) sau đó nạp vào bình chứa khí nén.
- Bình chứa khí nén dùng để chứa khí nén (đủ cho 10 lần đạp phanh, khi máy nén khí hỏng).
- Van điều chỉnh áp suất lắp trên đường ống khí nén từ máy nén đến bình chứa khí nén, dùng để ổn định áp suất (0,6 – 0,8 MBa) của hệ thống phanh.
b) Nguyên tắc hoạt động:
- Trạng thái phanh xe:
Khi người lái đạp bàn đạp phanh, thông qua ty đẩy làm cho pít tông điều khiển chuyển động nén lò xo và đẩy van khí nén, mở cho khí nén từ bình chứa phân phối đến các bầu phanh bánh xe, nén lò xo đẩy cần đẩy và xoay cam tác động đẩy hai guốc phanh ép chặt má phanh vào tang trống tạo nên áp lực ma sát, làm cho tang trống và moay ơ bánh xe giảm dần tốc độ quay hoặc đứng lại theo yêu cầu của người lái.
- Trạng thái thôi phanh:
Khi người lái rời chân khỏi bàn đạp phanh, lò xo của pít tông điều khiển và van khi nén sẽ hồi vị các van và pít tông điều khiển về vị trí ban đầu, làm cho van khí nén đóng kín đường dẫn khí nén từ bình chứa và xả khí nén của bầu phanh bánh xe ra ngoài không khí. Lò xo của bầu phanh hồi vị, đẩy cần đẩy và trục cam tác động về vị trí không phanh và lò xo guốc phanh kéo hai guốc phanh rời khỏi tang trống.
1.3.4. Dẫn động phanh chính bằng thuỷ khí kết hợp
Dẫn động bằng thuỷ lực có ưu điểm độ nhạy cao nhưng hạn chế là lực điều khiển trên bàn đạp còn lớn. Ngược lại đối với dẫn động bằng khí nén lại có ưu điểm là lực điều khiển trên bàn đạp nhỏ nhưng độ nhạy kém (thời gian chậm tác dụng lớn do khí bị nén khi chịu áp suất).
Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống bao gồm hai phần dẫn động:
- Dẫn động thủy lực: có hai xi lanh chính dẫn hai dòng dầu đến các xi lanh bánh xe phía trước và phía sau;
- Dẫn động khí nén: bao gồm từ máy nén khí, bình chứa khí, van phân phối khí và các xi lanh khí nén.
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ XE TOYOTA VIOS (2019) VÀ HỆ THỐNG PHANH ABS CỦA XE
2.1. Giới thiệu về xe tham khảo
Vẫn đáp ứng tiêu chí gọn ghẽ và linh hoạt khi di chuyển trong vùng nội thành, Toyota Vios giữ nguyên kích thước Dài x Rộng x Cao tương ứng. Tuy vậy, không gian bên trong vẫn đảm bảo sự thoải mái và tiện nghi khi ngồi cả 5 chỗ.
Để giữ vững độ đằm chắc khi lưu thông, khoảng sáng gầm xe được thiết kế với con số phù hợp: 133 mm.
* Ghế ngồi và khoang hành lý:
Các phiên bản Toyota Vios 2019 đều có ghế bọc da. Phiên bản GR-S bọc da kết hợp da lộn, viền chỉ đỏ theo phong cách thể thao. Phiên bản G và E CVT bọc da. Phiên bản E-MT bọc da PVC.
Không gian và hệ thống ghế ngồi của Toyota Vios được đánh giá rộng rãi. Đây vốn là một trong các ưu điểm nổi bật nhất của dòng xe ô tô Vios từ trước đến nay.
Hàng ghế trước của Vios chủ yếu chú trọng sự thoải mái của người ngồi. Riêng bản Vios GR-S được thiết kế theo dạng thể thao ôm thân người hơn.
2.2. Hệ thống phanh trên xe TOYOTA VIOS 2019
Hệ thống này gồm nhiều bộ phân hợp thành, nó cung cấp thông tin đến ECU. Những bộ phận này là:
- Cảm biến tốc độ (speed sensors), phát hiện tốc độ góc của bánh xe và truyền tín hiệu về tốc độ cho khối điều khiển điện tử.
- Khối thủy lực (ABS actuator), kiểm tra và điều chỉnh áp suất phanh.
- Rơle (control relay), kiểm tra hoạt động của bơm và van điện từ.
2.3. Cơ cấu phanh của dòng xe
2.3.1. Đặc điểm và ưu, nhược điểm
Trên xe con 5 chỗ TOYOTA VIOS cơ cấu phanh được sử dụng cho cầu trước và cầu sau thì đều là cơ cấu phanh đĩa.
- Sử dụng cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động
- Đĩa phanh được chế tạo bằng gang cầu, bề mặt làm việc được mài phẳng, không được có vết xước.
Dạng đĩa là không phẳng vì bề mặt ma sát được bố trí xa ổ lăn của moay ơ bánh xe, hạn chế nung nóng ổ này và dễ dàng bố trí xi lanh công tác.
Dạng đĩa không phẳng có tạo các lỗ hướng kính vì ngoài các ưu điểm của đĩa không phẳng ra thì đĩa phanh được làm mát tốt hơn.
2.3.2. Cơ cấu phanh trước
2.3.2.a. Cấu tạo
Cấu tạo cơ cấu phanh trước như hình 2.7; 2.8.
2.3.2.b. Nguyên lý hoạt động
Khi phanh: Người lái đạp bàn đạp, dầu được đẩy từ xylanh chính đến bộ trợ lực, một phần trực tiếp đi đến các xylanh bánh xe để tạo lực phanh, một phần theo ống dẫn đến mở van không khí của bộ trợ lực tạo độ chênh áp giữa hai khoang trong bộ trợ lực. Chính sự chênh áp đó nó sẽ đẩy màng của bộ trợ lực tác dụng lên piston trong xylanh thủy lực tạo nên lực trợ lực hỗ trợ cho lực đạp của người lái.
2.3.3. Cơ cấu phanh sau
Sử dụng phanh đĩa với đĩa phanh đặc với hệ thống phanh tay được dùng chung với cơ cấu phanh đĩa.
Phanh sau là phanh đĩa điều khiển bằng thuỷ lực trợ lực chân không, có sử dụng hệ thống chống hãm cứng ABS.
2.3.4. Cơ cấu điều chỉnh khe hở má phanh
Vì vòng bít (cao su) của pít tông tự động điều chỉnh khe hở của má phanh, nên không cần điều chỉnh khe hở của phanh bằng tay. Trong lúc pít tông dịch chuyển, nó làm cho vòng bít của pít tông thay đổi hình dạng.
2.3.5. Xy xanh chính
2.3.5.a.Cấu tạo
Cấu tạo Xilanh phanh chính như hình 2.11.
2.3.5.b. Nguyên lý hoạt động
a) Khi không đạp phanh
Khi không đạp phanh, cupben của piston số 1 và số 2 nằm giữa cửa vào và cửa bù làm cho xilanh và bình dầu thông nhau. Piston số 2 bị lực của lò xo hồi vị số 2 đẩy sang phanh, nhưng không thể chuyển động hơn nữa do có bu lông hãm.
c) Khi nhả 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 xilanh bánh xe về ngay lập tức, nên áp suất dầu trong xilanh chính giảm nhanh trong một thời gian ngắn (tạo ra độ chân không).
2.4. Dẫn động phanh của xe TOYOTA VIOS 2019
Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh ABS như hình 2.15.
2.4.1. Nguyên lí làm việc của hệ thống phanh xe TOYOTA VIOS 2019
2.4.1.a. 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.
2.4.1.b. Khi phanh phanh thường tức ABS không hoạt động
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 mà không hề bị cản trở bởi bất kỳ một chi tiết nào trong bộ chấp hành ABS.
2.4.1.c. Khi phanh khẩn cấp (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 (1030%) thì ABS sẽ bắt đầu làm việc và chế độ làm việc của ABS gồm các giai đoạn sau:
* Giai đoạn tăng áp suất:
- Trong giai đoạn này hệ thống phanh làm việc như một hệ thống phanh bình thường không có ABS.
- Giai đoạn này còn gọi là giai đọan tạo áp suất. Người phanh hoàn toàn điều khiển áp suất cung cấp cho các xi lanh bánh xe và các thiết bị liên quan khác.
* Giai đoạn giảm áp suất
Khi một bánh xe gần bị bó cứng, ECU gửi dòng điện 5A đến cuộn solenoid của van điện, làm sinh ra một lực từ mạnh. Van điện 3 vị trí chuyển động lên phía trên để đóng cửa “A” và mở cửa “B” cho chất lỏng từ xi lanh bánh xe đi vào bộ tích năng (1) thoát về vùng áp suất thấp của hệ thống, do vậy áp suất trong dẫn động phanh được giảm xuống (hình 2.17), tránh cho các bánh xe khỏi bị hãm cứng.
* Giai đoạn tăng áp suất tiếp theo
Trong quá trình ABS làm việc, thông qua công tắc cảm biến hành trình của bàn đạp phanh, bộ điều khiển điện tử cũng đồng thời truyền tín hiệu kích hoạt cụm bơm môtơ (10) làm việc để bù lại lượng dầu xả về bình chứa, để giữ hành trình bàn đạp không bị tăng lên.
2.4.2. Sơ đồ điện của hệ thống phanh ABS xe TOYOTA VIOS 2019
Trên hình 2.20 là sơ đồ điện của hệ thống phanh ABS. Bốn cảm biến được cấp điện trực tiếp từ ECU, hai cảm biến của hai bánh sau nối mát qua pin RSS (Rear Speed Sensor), hai cảm biến của hai bánh trước nối mát qua pin FSS (Front Speed Sensor). ECU được cấp điện từ ắc quy (5) qua cầu chì chính (6) và hộp cầu chì bảo vệ (10). Khối thủy lực (19) gồm: mô tơ bơm (18) được cấp điện từ ắc quy (5) được điều khiển bởi rơle mô tơ bơm (15), nối với ECU qua pin MT và các van thủy lực được điều khiển bởi rơle điện từ (14), nối mát với ECU qua pin AST.
Đèn cảnh báo phanh tay (9) nối với ECU qua pin PKB (Parking Brake Switch). Khi sử dụng phanh tay đèn này sẽ sáng để báo cho người phanh biết.
Bộ kết nối dữ liệu (17) nối với ECU qua pin Ts và Tc, nối với đèn cảnh báo ABS (11) qua pin Wa, nối với với rơle điện từ qua pin Wb.
Trên hình 2.21 là sơ đồ rơle điều khiển ABS:
Hai rơle được cấp điện trực tiếp từ ắc quy qua cầu chì chính (3) và qua hộp cầu chì (4), khi có tín hiệu bánh xe sắp bị hãm cứng từ cảm biến tốc độ bánh xe, ECU sẽ cấp điện áp 12V đến các cuộn solenoid của mỗi rơle để điều khiển đóng sang vị trí làm việc của hai rơle này. Cụ thể là kích hoạt rơle van điện từ để đóng, mở các vị trí làm việc trong van điện từ và kích hoạt rơle môtơ bơm để điều khiển bơm hoạt động cung cấp dầu vào trong piston xy lanh chính.
2.4.3. Bộ chấp hành ABS
2.4.3.a. Van điện từ
Van điện từ trong bộ chấp hành có hai loại, loại 2 vị trí và có van điều khiển tăng áp. 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.
2.4.3.c. Bình tích áp
Chứa dầu hồi về từ xylanh phanh bánh xe, nhất thời làm giảm áp suất dầu ở xylanh phanh bánh xe.
2.4.4. Các cảm biến trên từng 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 khển điện tử ECU.
2.4.6. Bộ phân phối lực phanh điện tử EBD
Hệ thống EBD làm việc cũng dựa trên các tín hiệu vào của ABS như cảm biến tốc độ bánh xe, cảm biến giảm tốc,cảm biến gia tốc ngang,…và chức năng xử lý của ECU. Để nhận biết trường hợp phanh khẩn cấp, một cảm biến áp suất dầu xy lanh phanh chính được lắp thêm trong bộ chấp hành thủy lực. Cảm biến này nhận biết được trường hợp phanh gấp thông qua sự gia tăng áp suất dầu.
Bộ điều khiển trung tâm ECU sẽ liên tục nhận thông tin từ các cảm biến về tốc độ vòng quay, tốc độ xe, góc tay lái, tải trọng và độ nghiêng của xe. Trong trường hợp nhận thấy ô tô đang bị nghiêng quá biên độ cho phép thì EBD sẽ tự động cho hệ thống phanh vận hành tương thích với lực mà các bánh xe cần.
Đèn cảnh báo của hệ thống phanh EBD sẽ sáng lên trong trường hợp có sự cố hệ thống EBD. Kiểm soát EBD không được còn tác dụng.
Kiểm soát EBD bị hỏng không có nghĩa là chức năng EBD cũng bị hỏng.
2.4.7. Hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp BA
Hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp là hệ thống giúp người lái xe kịp thời tạo xung lực tối đa lên hệ thống phanh trong khoảnh khắc đầu tiên của tình huống khẩn cấp
Cấu tạo bao gồm các bộ phận : 1- cảm biến tốc độ, 2- màng gắn cảm biến, 3- Xi-lanh phanh chính, 4-nam châm, 5- cảm biến mở, 6- khoang công tác, 6-bộ xử lý trung tâm, 8-khoang chân không và 9-bàn đạp phanh.
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH ABS CỦA XE TOYOTA VIOS 2019
3.1. Xác định momen phanh yêu cầu
Các thông số dùng để tính toán như bảng 3.1.
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.
m1, m2 - Hệ số phân bố tải trọng.
G1, G2 - Trọng lượng phân bố lên cầu trước và sau.
Ga - Trọng lượng không tải của xe.
a, b - Tọa độ trọng tâm theo chiều dọc.
Từ sơ đồ hình 3.1 ta thấy:
a + b = L0
=> b = L0 – a = 2550 – 1170= 1380 (mm)=1,38(m)
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: rbx = (B+ .25,4).λ
rbx = (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 Mp1:
Mp1 = .(1,3 + .0,735).0,349215
Mp1 = 1436,301j + 764,9863.j2 (3.16)
Mô men phanh của mỗi bánh xe ở cầu sau Mφ2:
Mp2 = 1217,33j -764,9863.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.
Để lập được mối quan hệ giữa mô men phanh của mỗi bánh xe ở cầu trước và cầu sau theo độ trượt λ, dựa vào đồ thị giả sử các giá trị của hệ số bám dọc φx theo độ trượt tương đối λ như trong bảng 3.1.
Mômen phanh cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh trước là : Mp1 = 1098 (Nm)
Mômen phanh cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh sau là: Mp2 = 506 (Nm)
3.3. 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.
* Lực bàn đạp phanh khi không có trợ lực:
Pbđ - Lực bàn đạp phanh
Tỷ số truyền dẫn động bàn đạp phanh idđ, idđ = 3,8
ηdđ - Hiệu suất dẫn động, ηdđ = 0.8
pd - Áp suất dầu trong hệ thống, pd = 10,5.106 [N/m2]
dc - Ðường kính xilanh chính, dc = 30 [mm]
Từ (3-18) ta suy ra: Pbđ = 2440,214 [N]
* Lực bàn đạp phanh khi có trợ lực:
Dpmax: Ðộ chênh lệch áp suất giữa hai khoang.
Dpmax= 265 [mmHg] = 34205,92 [N/m2]
Sp(m): Diện tích hiệu dụng của màng của bầu trợ lực
N dm: Đường kính màng, dm= 274 [mm]
Thay số vào ta được:
Ptl = =2052,355 [N]
Lực đạp phanh khi có trợ lực:
Pbtl = Pbđ- Ptl = 2440,214– 2052,355 = 387,8586 [N]
Theo [3], [Pbđl] < 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.
3.4. 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.
3.4.1. 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:
jpmax = 0,8.9,81/1 = 7,848 [m/s2]
3.4.2. Thời gian phanh.
Thời gian phanh cũng là một trong các chỉ tiêu để đánh giá chất lượng phanh. Thời gian phanh càng nhỏ thì chất lượng phanh càng tốt.
Giả sử xe đi với vận tốc v1 =60km/h =16,67 m/s
Khi phanh dừng hẳn xe v2 =0km/h
=> tpmin = 2,12 [s]
3.4.3. 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.
Quãng đường phanh ứng với vận tốc từ v1 đến v2.
Quãng đường phanh ứng với vận tốc từ v1 đến thời điểm ứng với vận tốc cuối quá trình phanh: v2 = 0. Coi như ta sẽ cắt ly hợp khi phanh, khi đó ~1.
=> Smin = 17,7 [m]
So với bảng tiêu chuẩn về hiệu suất phanh cho phép ôtô lưu hành trên đường (Bộ GTVT Việt Nam qui định 09.2011 BGTVT) đối với xe con có số chỗ ngồi nhỏ hơn 8 thì quãng đường phanh khi đi 50km/h không lớn hơn 19(m) , Ở đây xe đi 60km/h quãng đường phanh 17,7m là thỏa mãn đạt chỉ tiêu., [3].
Từ những kết quả trên ta nhận thấy quãng đường phanh của xe TOYOTA VIOS là 17,7(m) nằm trong giới hạn cho phép nên đảm bảo được những chỉ tiêu đối với xe con.
CHƯƠNG 4: KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG, CHUẨN ĐOÁN, SỬA CHỮA HỆ
THỐNG PHANH ABS XE TOYOTA VIOS 2019
4.1.Các hư hỏng và biện pháp khắc phục
Hệ thống phanh trên xe giữ vai trò rất quan trọng. Nó dùng để giảm tốc độ chuyển động, dừng và giữ xe ở trạng thái đứng yên. Vì vậy bất kỳ một hư hỏng nào cũng làm mất an toàn và có thể gây ra tai nạn khi xe vận hành. Điều cần thiết là trong quá trình sử dụng ôtô chúng ta cần phải tiến hành kiểm tra, theo dõi và bảo dưỡng hệ thống phanh thường xuyên định kỳ.
Có thể phát hiện các mối nối bị hở căn cứ vào sự rò chảy của dầu ở phần truyền động thủy lực. Nếu trong phần dẫn động thủy lực có không khí lọt vào thì khi đạp phanh không thấy sức cản rõ rệt. Vì khi đạp phanh áp suất không truyền vào dầu do còn không khí lọt vào hệ thống thì bị nén, áp suất của nó truyền vào cơ cấu ép không đủ ép má phanh vào đĩa phanh.
Khi phanh phải tăng lực đạp lên bàn đạp thì đó là dấu hiệu chủ yếu về hư hỏng của bộ trợ lực.
Những hư hỏng chính của bộ trợ lực chân không:
- Ống dẫn từ buồng chân không tới bộ trợ lực bị hỏng.
- Van không khí không hoạt động
- Bình lọc bộ trợ lực bị tắc.
4.2. Quy trình tháo lắp, bảo dưỡng, kiểm tra
4.2.1. Quy trình bảo dưỡng chung
* Lưu ý:
Khi tháo ráp sửa chữa hệ thống ABS cần lưu ý các vấn đề sau:
-Trước khi mở mạch thủy lực phải bảo đảm rằng hệ thống đã được xả áp suất. Áp suất đươc xả bằng cách nhịp bàn đạp phanh một số lần phù hợp tuỳ theo hệ thống. - Dùng thiết bị thích hợp để rút khí hệ thống.
- Chỉ dùng những đường ống chuyên dùng để dẫn dầu phanh. Chỉ dùng những loại dầu phanh theo chỉ định của nhà sản xuất, không dùng dầu silicone trong hệ thống ABS.
* Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống phanh ABS
+ Kiểm tra bên ngoài hệ thống ABS:
- Dùng mắt thường hoặc kính phóng đại để quan sát các vết nứt, chảy rỉ bên ngoài các bộ phận của hệ thống phanh và ABS.
- Kiểm tra tác dụng của bàn đạp phanh và cần kéo phanh tay, nếu không có tác dụng phanh cần tiến hành sửa chữa kịp thời cơ cấu phanh.
+ Kiểm tra khi vận hành:
- Khi vận hành ô tô, thử đạp phanh để kiểm tra hoạt động của hệ thống phanh ABS và quan sát đèn báo ABS, nếu hệ thống phanh không còn tác dụng theo yêu cầu cần phaỉ kiểm tra và sửa chữa kịp thời.
4.2.1.a. Bảo dưỡng cấp 1
Bằng cách lái thử xe trên đường kiểm tra, chẩn đoán tình trạng kỹ thuật của cả hệ thống phanh thông qua lực bàn đạp, thời gian phanh, quãng đường phanh, quỹ đạo phanh của xe.
Kiểm tra, điều chỉnh, bôi trơn bàn đạp phanh và đũa đẩy của xy lanh chính.
Kiểm tra và bổ sung dầu phanh nếu cần, kiểm tra toàn bộ đường ống và các chỗ nối, tiến hành xả khí trong dẫn động phanh, kiểm tra điều chỉnh các cơ cấu phanh, điều chỉnh phanh tay.
4.2.1.b. Bảo dưỡng cấp 2
+ Tháo xi lanh chính khỏi xe để tiến hành bảo dưỡng. Tháo rời, làm vệ sinh và kiểm tra tình trạng kỹ thuật từ chi tiết, thay mới cupen.
+ Tháo và làm vệ sinh các cơ cấu phanh, thay thế má phanh, bôi trơn cho các chốt quay, kiểm tra sức kéo của lò xo hồi vị, thay thế cupen của xy-lanh công tác.
+ Thay mới dầu phanh, kiểm tra xiết chặt đường ống dẫn.
+ Kiểm tra hành trình tự do bàn đạp phanh.
4.2.2. Tháo lắp bộ chấp hành ABS và cảm biến
* Quy trình tháo
a) Tháo bộ chấp hành ABS:
- Tháo tấm lót chân tài xế trong phía trước bên trái.
- Tháo bu lông giá kẹp, ống dẫn điều hoà không khí.
c) Tháo cảm biến tốc độ phía sau.
- Tháo giắc nối cảm biến tốc độ.
- Tháo cảm biến tốc độ.
* Quy trình lắp: Ngược lại so với quy trình tháo.
4.2.3. Quy trình tháo và bảo dưỡng phanh tay
* Bước 1: Chuẩn bị dụng cụ và nơi làm việc
- Kích nâng, giá nâng cầu xe và gỗ kê chèn lốp xe
- Khay đựng dụng cụ, chi tiết
* Bước 3: Tháo cần điều khiển và các đòn dẫn động
- Tháo các đòn dẫn động
- Tháo cần điều khiển.
* Bước 4: Tháo cụm phanh tay
- Treo cụm phanh tay
- Tháo các bu lông hãm
4.2.5. Quy trình thay dầu, xả khí
Ta có trình tự xả như sau:
- Tháo mũ (nắp) cao su ra khỏi van thông của cơ cấu xy lanh bánh xe rồi chụp lên van một ống cao su còn đầu kia của ống thì đặt vào một hộp hay một chai chứa dầu phanh không ít hơn 0,2 lít.
- Đạp bàn phanh cho đến khi nào có cảm giác phanh có tác động thì vặn van xả ra khoản 1/2-3/4 vòng ren (chú ý vặn từ từ) làn như thế nhiều lần cho đến khi không khí trong hệ thống được xả hết thì thôi.
4.3. Chuẩn đoán, sửa chữa hệ thống phanh ABS
4.3.1. Quy trình sửa chữa chung. Bảng mã lỗi và một số nguyên nhân hư hỏng hệ thống phanh ABS
Quy trình sửa chữa chung của hệ thống phanh ABS:
- Làm sạch bên ngoài hệ thống phanh ABS.
- Kiểm tra hoạt động của hệ thống phanh ABS.
- Chuẩn đoán những sự cố trong hệ thống phanh ABS.
4.3.2. Chuẩn đoán. Sửa chữa.
Trước chuẩn đoán và sửa chữa cần lưu ý kiểm tra:
- Kiểm tra điện áp quy: Kiểm tra điện áp ác quy khoảng 12 V.
- Kiểm tra đèn báo bật sáng:
KẾT LUẬN
Hệ thống phanh ABS ngày nay được dùng rộng trên các phương tiện giao thông, góp phàn tạo nên bước ngoặt mới cho ngành ôtô động cơ nhiệt. Sau thời gian làm đồ án, được sự chỉ bảo hướng dẫn tận tình chu đáo của thầy: Ths……………. cùng với sự phấn đấu của bản thân, đến nay chúng em đã cơ bản hoàn thành nhiệm vụ được giao đó là “Nghiên cứu, khảo sát kỹ thuật hệ thống phanh ABS trên ô tô TOYOTA VIOS”
Đây là loại hệ thống phanh được đưa vào sử dụng chủ yếu trong các dòng xe hiện đại. Với mục đích tăng độ tin cậy của xe khi làm việc tức là tăng độ an toàn khi sử dụng bằng cách điều khiển trợ lực phanh bằng điện tử. Từ đó nâng cao hiệu quả phanh và đặc biệt tăng tính an toàn của xe khi đi trên đường.
Trong quá trình làm đồ án em đã cố gắng tham khảo các tài liệu liên quan, quan sát các mô hình thực tế và xin ý kiến thầy giáo hướng dẫn, với mong muốn sau khi kết thúc đồ án sẽ nắm vững thêm về cấu tạo, hoạt động cũng như các hư hỏng thường găp của cơ cấu phanh ABS. Từ đó tìm hiểu thêm về xu hướng phát triển của cơ cấu phanh trợ lực điện tử sau này.
Đến nay em đã đưa ra được cấu tạo và hoạt động cũng như tính toán thiết kế hệ thống phanh ABS kèm theo những hư hỏng thường gặp của cơ cấu trong quá trình hoạt động của ôtô. Xây dựng được quy trình tính toán, kiểm tra, sửa chữa , tháo, lắp và khắc phục hư hỏng của các bộ phận trong cơ cấu phanh ABS.
Em hy vọng đồ án của mình sẽ là tài liệu hữu ích cho các em sinh viên thế hệ sau, các chú thợ sửa chữa và cho những ai đang dành niềm đam mê cho ngành Ô tô và muốn phát triển nó.
Xây dựng nhiều đề tài nghiên cứu khoa học có tính ứng dụng vào đời sống dành cho sinh viên. Điều này sẽ giúp ích rất nhiều cho sinh viên sau khi tốt nghiệp dễ dàng xin việc có mức lương khá và có thể đem lại một phần danh tiếng cho nhà trường.
Em xin chân thành cám ơn!
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. “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.
[3]. 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.
[4]. Giáo trình mô đun Bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống phanh- Tổng cục dạy nghề
[5]. Cẩm nang sữa chữa Toyota Vios – Toyota Việt Nam;
[6]. ToyotaService Training-TEAM 21 LIBRARY- Toyota Motor Cooporation
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"