Hệ Thống Chống Bó Cứng Phanh ABS GVHD: BÙI QUỐC KHÁNH A - MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Hệ thống phanh sử dụng ôtô cấu an toàn quan trọng, nhằm giảm tốc hay dừng xe trường hợp cần thiết Nó phận ơtơ, đóng vai trị định cho việc điều khiển ôtô lưu thông đường Chất lượng phanh ôtô đánh giá qua hiệu phanh (như quãng đường phanh, gia tốc chậm dần phanh, thời gian lực phanh) đồng thời bảo đảm cho ôtô chạy ổn định phanh Đây mấu chốt mà nhà nghiên cứu ôtô quan tâm tìm giải pháp Một vấn đề quan tâm phanh ôtô đường trơn hay đường có hệ số bám V thấp xảy tượng trượt lết đường bánh xe sớm bị hãm cứng Do vậy, quãng đường phanh dài hiệu phanh Hơn nữa, bánh xe bị hãm cứng ơtơ ổn định gây khó khăn cho việc điều khiển Trong trường hợp quay vòng, điều dẫn đến tượng quay vòng thiếu thừa làm ổn định quay vịng Để giải tốn phanh, hệ thống phanh chống hãm cứng cho ôtô đời, gọi “Anti - lock Braking System” viết tắt ABS Ngày nay, ABS giữ vai trò quan trọng thiếu xe hiện đại, trở thành tiêu chuẩn bắt buộc phần lớn nước giới Ở thị trường Việt Nam, phần lớn xe nhập cũ qua sử dụng, số lọai xe lắp ráp nước trang bị hệ thống Tại hội thảo khoa học “Quản lý - Kỹ thuật công tác đăng kiểm phương tiện giới đường - Nha Trang 2000”, nhà quản lý, khoa học chuyên gia đầu ngành đề xuất đến vấn đề ban hành tiêu chuẩn quy định việc sử dụng tơ có trang bị hệ thống ABS với mốc thời gian cụ thể Trước tiên ô tô khách liên tỉnh, tương lai khơng dùng tơ khơng có trang bị ABS SVTH: Lớp CDOTO Hệ Thống Chống Bó Cứng Phanh ABS GVHD: BÙI QUỐC KHÁNH Với xu hội nhập, thị trường ôtô nước ta sôi động, ngày nhiều chủng loại lẫn số lượng Việc khai thác bảo trì sửa chữa quan trọng cho thị trường ôtô nay, nhằm sử dụng khai thác lắp lẫn thay có hiệu tối đa hệ thống nói chung ABS nói riêng Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu, chế tạo điều khiển ABS có chức làm việc tối ưu nhằm thay điều khiển xe hư hỏng, giải toán kinh tế khan phụ tùng thị trường cung cấp cho hãng lắp ráp xe Việt nam Đối tượng nghiên cứu giới hạn đề tài Đề tài thực việc cấu tạo, nguyên lý hoạt động ABS loại kênh Không nghiên cứu chế tạo mạch tự chẩn đoán, cấu chấp hành cảm biến Phương pháp nghiên cứu Mục tiêu đề tài nghiên cứu ABS để phục vụ cho việc sửa chữa thay thế, lắp cho tơ có trang bị ABS Phương pháp nghiên cứu phương pháp sưu tầm tài liệu, phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, phương pháp thiết kế mạch, phương pháp lập trình vi điều khiển Từ nguồn tài liệu liên quan đến nghiên cứu trình phanh chống hãm cứng, chế tạo mạch điều khiển Sàn lọc, phân tích, tính tốn q trình điều khiển phanh chống hãm cứng Nội dung nghiên cứu Việc nghiên cứu sở lý thuyết trình phanh chống hãm cứng quan trọng, chế độ hoạt động ABS Bên cạnh nghiên cứu hệ thống với ABS SVTH: Lớp CDOTO Hệ Thống Chống Bó Cứng Phanh ABS GVHD: BÙI QUỐC KHÁNH MỤC LỤC I II SVTH: Lớp CDOTO Hệ Thống Chống Bó Cứng Phanh ABS GVHD: BÙI QUỐC KHÁNH III B - NỘI DUNG I - Giới thiệu chung: IV Thế ABS V Ở hệ thống phanh thường chức để giảm tốc độ hay dừng xe cách sử dụng loại lực cản Loại thứ lực cản má phanh đĩa phanh loại thứ hai lốp mặt đường Phanh ổn định nhờ vào: VI Lực cản hệ thống phanh VII Lực mặt đường cản lốp VIII Tuy nhiên mối liên hệ bị đảo ngược bánh xe bó cứng bắt đầu trượt: ổn định lái Lực cản hệ thống phanh IX Lực mặt đường cản lốp X Còn ABS điều khiển áp suất dầu tác dụng lên xylanh bánh xe để ngăn khơng cho bị bó cứng phanh đường trơn hay phanh gấp Nó đảm bảo tính ổn định đẫn hướng q trình phanh, nên xe lái Bảng so sánh hệ thống phanh khơng có ABS hệ thống phanh có ABS XI XII Loại đường XIII Tốc độ bắt đầu phanh V, m/s XXI Đường bê tông XXVIkhô Đường bê tông ướt XXXI Đường bê tông khô XXXVI Đườn XLItông ướt g bê SVTH: Lớp CDOTO XXII 13.88 XIV Quãng đường phanh Sp, m XVIII Có ABS XXIII 10.6 XXVII XXVIII 3.88 18.7 XXXII 27.77 XXXIII 41.1 XXXVII XXXVIII 7.77 62.5 XIX Khơng có ABS XV Lợi hiệu phanh XXIV 13.1 XXV% 19.1 XXIX 23.7 XXX 21.1 XXXIV XXXIX 50 XXXV 17.8 100 XL 37.5 Hệ Thống Chống Bó Cứng Phanh ABS GVHD: BÙI QUỐC KHÁNH Lịch sử ABS XLII Phanh ABS giới thiệu lần vào thập niên 1960 máy bay thương mại Khi máy bay có trọng lượng 50 đáp xuống đường băng bị đóng băng tốc độ 210 km/h, người phi công phanh cách nhịp liên tục bàn đạp phanh máy bay trị giá 20 triệu đô la trượt khỏi đường băng trở thành đống sắt vụn Để khắc phục tượng trên, người ta bắt đầu ứng dụng phanh ABS vào máy bay Với cơng nghệ thời đó, chi tiết phanh ABS lớn đắt tiền ABS sử dụng Hidrơ - khí hoạt động khơng tin cậy khơng đủ nhanh tình XLIII Điểm bất lợi máy tính thập niên 60 lớn cống kềnh Và khơng có vấn đề ta lắp máy tính điều khiển ABS có kích thước nhỏ máy giặt lên máy bay to nhà để đặt lên ơtơ điều XLIV Cũng vào thập niên này, người ta chế tạo vi mạch nhỏ hay chip điện tử Vì vậy, máy tính nhỏ hơn, mạnh đời ứng dụng nhiều lĩnh vực XLV Trải qua nhiều thập kỷ, vi xử lý sử dụng nhiều ơtơ cho phép đạt độ xác cao Ngày nay, nhiều hệ thống ôtô trang bị hệ thống điện tử như: hộp số tự động, hệ thống treo, XLVI Hệ thống phanh ABS điều khiển điện tử Bộ điều khiển ABS, gọi ABS ECU (Electronic Control Unit) theo dõi tốc độ bánh xe nhờ vào cảm biến bánh xe Nếu xảy tượng trượt phanh, cảm biến gửi tín hiệu thơng báo cho ECU, ECU điều khiển áp suất dầu phanh đến bánh xe bị trượt thông qua van điện từ (solenoid) bên chia dầu HCU (Hydraulic SVTH: Lớp CDOTO Hệ Thống Chống Bó Cứng Phanh ABS GVHD: BÙI QUỐC KHÁNH Control Unit) làm áp suất dầu giảm loại bỏ trượt bánh xe SVTH: Lớp CDOTO Hệ Thống Chống Bó Cứng Phanh ABS GVHD: BÙI QUỐC KHÁNH XLVII Ngày nay, với phát triển vượt bậc kỹ thuật điện tử, điều khiển tự động phần mềm tính tốn, lập trình cực mạnh cho phép nghiên cứu đưa vào ứngdụng phương pháp điều khiển ABS điều khiển mờ, điều khiển thơng minh, tối ưu hóa q trình điều khiển ABS XLVIII Các công ty BOSCH, AISIN, DENSO, BENDIX công ty đầu việc nghiên cứu, cải tiến chế tạo ABS cung cấp cho cơng ty sản xuất ơtơ tồn giới Các loại ABS: a) Phân loại theo chất tạo áp suất phanh: XLIX + Phanh khí L + Phanh thủy lực LI Phân loại theo cách bố trí cảm biến: LII LIII LIV LV LVI I I, II II Van điều III khiển C ả IV m mạc h bi dẫn ến độn g pha nh LVII LVIII LIX LX SVTH: Lớp CDOTO Hệ Thống Chống Bó Cứng Phanh ABS GVHD: BÙI QUỐC KHÁNH LXI LXII LXIII LXIV SVTH: Lớp CDOTO LXV LXVI V c) Phân loại theo chấp hành: VI + Van điện vị trí có van điều khiển lưu lượng LXVII LXVIII LXIX LXX LXXI LXXII LXXIII LXXIV LXXV LXXVI LXXVII LXXVIII LXXIX VII + Van điện vị trí có van điều khiển tăng áp LXXX LXXXI LXXXII LXXXIII LXXXIV LXXXV LXXXVI LXXXVII LXXXVIII LXXXIX XC XCI XCII XCIII XCIV XCV XCVI XCVII CDLII + Lỗ cấp lấy khơng khí từ nguồn cấp bình trích trữ CDLIII + Lỗ phân phối cho khơng khí đến bầu phanh CDLIV + Lỗ xả xả khơng khí ngồi từ bầu phanh CDLV Cảm biến tốc độ: Bao gồm hai phận kích từ phận thu từ, ngồi cịn có phận khác dây dẫn kết nối thiết bị lắp ghép CDLVI + Bộ kích từ (roto) gắn bánh xe có khắc rãnh thường có khoảng 100 rãnh phụ thuộc vào nhà thiết kế CDLVII + Bộ phận thu từ gọi cảm biến cuộn dây nam châm tạo tín hiệu xung điện rãnh roto qua trước ECU sử dụng xung để đo tốc độ bánh xe CDLVIII Trên xe có cầu sau khơng có kéo romooc cảm biến gắn cầu, có romooc cảm biến gắn bánh xe CDLIX Vị trí phận cảm biến gắn bánh xe SOTScn* Plékup RenioviiLL InscaUation: Fronc Axle CDLX Sensor Pickup Remơvdl/ Inscallsti on: Resr A?i.Le CDLXI Vị trí cảm biến gắn cầu 4.2 Nguyên lý hoạt động: CDLXII Các cảm biến thu tín hiệu xung điện gữi đến ECU để cấp cho ECU tốc độ bánh xe Khi xung gữi đến cho ECU biết bánh xe chuẩn bị bó cứng ECU gữi tín hiệu đến van điều biến để giảm giữ áp suất phanh bánh xe chuẩn bị bó cứng Sau ECU điều khiển lực phanh xong tìm kiếm lực phanh lớn có nguy gây bó cứng phanh để điều chỉnh CDLXIII Khi ECU hoạt động để điều biến áp suất phanh, tắt phanh phụ nguy bó phanh khơng CDLXIV ECU tiếp tục tự kiểm tra hoạt động, phát hư hỏng xảy phần điện ngắt phần hệ thống ảnh hưởng đến ABS giữ nguyên chương trình ABS cố xảy đèn ABS báo CDLXV V - Hệ thống phanh khí kiểu đĩa ABS 5.1 Cấu tạo CDLXVI CDLXVII 1- ECU ABS, 2- Van điều khiển áp suất, 3- Van rơle, 4-Cảm biến góc lái, 5-Cảm biến gia tốc ngang dọc, 6-Van phân phối bàn đạp phanh, 7-Cảm biến tốc độ xe, 8Phanh kiểu lò xo, 9- Bầu phanh, 10-Đĩa phanh, V1 V2 khơng khí từ bình tích trữ tới, HBV dịng khí sử dụng thắng tay CDLXVIII Nắp chụp ECU: CDLXIX CDLXX CDLXXI CDLXXII Lắp ráp khung CDLXXIII CDLXXIV CDLXXV Sử dụng Van phân phối cầu sau: Dùng để phân phối khí nén đến xilanh bánh xe điện áp 12V đến 24V CDLXXVI CDLXXVII CDLXXVIII Van điều khiển áp suất: Dùng để điều khiển áp suất đến bầu phanh: tăng, giữ, giảm áp Sử dụng điện áp từ 12V đến 24V CDLXXIX CDLXXX 5.2 Nguyên lý hoạt động: CDLXXXI Nguyên lý hoạt động không khác hệ thống phanh khí tang trống, phải tích hợp tất cảm biến hệ thống lái, cảm biến gia tốc, cảm biến tốc độ, .để điều khiển lực phanh cho phù hợp CDLXXXII CDLXXXIII CDLXXXIV xuống, nhiệt độ phanh giảm xuống đồng thời hiệu phân phối phanh tốt Vì tích hợp ABS ASR (anti-slip control) CDLXXXV Hệ thống giới thiệu năm 1996 chạy thử nghiệm với xe chở hàng, xe tải nhà chế tạo thành công hệ thống hoạt động tốt có tính an tồn cao độ xác phanh tốt CDLXXXVI Do hệ thống kết hợp ABS với hệ thống điều khiển điện nên xác an tồn CDLXXXVII CDLXXXVIII Các loại xe sử dụng EBS hệ thống phanh 6.2 Cấu tạo 1- Bộ phân phối khí 2- Bộ phát tín hiệu phanh 3- Hộp điều khiển 4- Van rơle phân phối 5- Bộ điều biến đến cầu 6- Van ABS 7- Các cảm biến 8- Van điều khiển romoc 9- Van điều khiển phanh đậu xe 10- Van xả khí CDLXXXIX Chức + Bộ phận phân phối khí dùng để phân phối dịng khí đến phận hệ thống bao gồm: máy nén, bình tích trữ, đường ống phân phối CDXC + Bộ phát tín hiệu tạo tín hiệu điện van làm trễ khơng khí qui định từ bàn đạp phanh báo cho hộp điều khiển bắt đầu phanh CDXCI CDXCII CDXCIII + Bộ điều khiển nhận tín hiệu từ cảm biến định đóng mở van cho hợp lý Có loại khác để điều khiển ví dụ: loại cảm biến van phân phối (4S/3M), cảm biến van phân phối (4S/4M), cảm biến van phân phối (6S/6M) CDXCIV CDXCV CDXCVI + Van rơle phân phối để điều khiển áp suất cầu trước với van điều khiển ABS gắn phía CDXCVII sau CDXCVIII CDXCIX D + Bộ điều biến cầu dùng điều khiển áp suất cầu sau DI DII DIII + Van ABS có tác dụng giảm, giữ, tăng áp suất đến bầu phanh bánh xe DIV DV DVI + Van điều khiển romoc để điều khiển bầu phanh bánh xe romoc xe DVII kéo romoc DVIII DIX DX + Van xả khí cịn phanh khí theo van DXI DXII DXIII + Các cảm biến tốc độ xe nhận tín hiệu từ roto gắn bánh xe để gửi tín hiệu dạng xung điện vè hộp để hộp nhận biết hộp so sánh với chuẩn để đưa chế độ thích hợp DXIV DXV DXVI + Giắc nối từ hộp nối đến phận chấp hành van cảm biến DXVII 6.3 Nguyên lý hoạt động: DXVIII nguyên lý hoạt động khơng khác với hệ thống phanh ABS khí bình thường Nhưng ổn định ABS xử lý nhanh nhờ điều khiển nhiều hệ thống xe nhiều thông tin từ xe DXIX DXX DXXI So sánh EBS với phanh khí thường: DXXII + Hiệu phanh tốt + Thời gian bảo dưỡng lâu + Độ xác cao DXXIII DXXIV + Độ an tồn cao XIV Xe khơng có EBS DXXV Xe có EBS DXXVI Đường đặc tính so sánh khoảng cách phanh EBS phanh khí thường DXXVII Hình bên cho thấy rõ khoảng cách xe phanh xe có EBS ngắn hon hệ thống phanh thường DXXVIII C- DXXIX KẾT LUẬN DXXX Qua việc tìm hiểu đề tài Hệ thống chống bó cứng phanh ABS nhóm tiếp thu nhiều kiến thức hệ thống phanh: DXXXI + Cấu trúc hệ thống ABS DXXXII + Các phận hệ thống DXXXIII + Vị trí lắp đặt phận xe DXXXIV + Nguyên lý hoạt động hệ thống DXXXV Bên cạnh tìm hiểu giới thiệu đề tài hệ thống có liên quan đến ABS Như ABS kết hợp với TRC, ABS kết hợp với hệ thống lái, ABS có van BA, EBS DXXXVI Tuy nhiên việc nghiên cứu đề tài dựa nhiều tài liệu khác có thiếu sót nên mong bạn thầy thơng cảm nên DXXXVII TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình lý thuyết khung gầm ô tô (ĐHCN tp.HCM) Toyota training (team 2) Cẩm nang sửa chửa ô tô Giáo trình kỹ thuật sửa chửa động - Lê Xuân Tới Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật tp.HCM Và tài liệu ebook khác ... độ hoạt động ABS Bên cạnh nghiên cứu hệ thống với ABS SVTH: Lớp CDOTO Hệ Thống Chống Bó Cứng Phanh ABS GVHD: BÙI QUỐC KHÁNH MỤC LỤC I II SVTH: Lớp CDOTO Hệ Thống Chống Bó Cứng. .. 27 Hệ Thống Chống Bó Cứng Phanh ABS GVHD: BÙI QUỐC KHÁNH kiện hoạt động thiết lập quy trình đặt biệt để chẩn đốn tính cảm biến 2.1 .4. 6 Chức dự phòng SVTH: Lớp CDOTO 28 Hệ Thống Chống Bó Cứng Phanh. .. Đèn báo ABS Hệ Thống Chống Bó Cứng Phanh ABS GVHD: BÙI QUỐC KHÁNH CCLXVIII Chế tự chuẩn đốn SVTH: Lớp CDOTO CCLXVII phịng Chế dự 20 Hệ Thống Chống Bó Cứng Phanh ABS GVHD: BÙI QUỐC KHÁNH CCLXIX