Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe toyota corolla altis 20

Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, do nhu cầu xã hội ngày càng phát triển, kéo theo
mọi hoạt động ừong đời sống xã hội đều phát triển theo xu hướng hiện đại hóa nên
đòi hỏi phải có những phương tiện hiện đại phục vụ cho con người. Do đó song
song với sự phát triển của mọi ngành nghề thì công nghệ ôtô cũng có sự thay đổi
khá lớn. Nhu cầu của con người dần dần được đáp ứng về các mặt tiện nghi, kinh
tế, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, ... trong đó vấn đề an toàn được đặt lên hang
đầu. ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật đã đạt được, các nhà sản xuất bắt tay
vào nghiên cứu, chế tạo hệ thống phanh ABS YỚi những tính năng ưu việt: chống
bó cứng bánh xe khi phanh, ổn định hướng, ... nhằm hạn chế những tai nạn đáng
tiếc có thể xảy ra.
Từ vấn đề đó, với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn tận tình của giáo
viên hướng dẫn, em quyết định thực hiện đề tài: “KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN
KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA COROLLA
ALTIS 2.0".
Trong thời gian thực hiện đề tài do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế
nên ừong quá trình thực hiện không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Em
rất mong sự giúp đỡ, ý kiến đóng góp của quý thầy cô cùng tất cả các bạn để đề tài
được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hoàng Việt cùng các thầy
cô giáo ừong bộ môn cùng các bạn đã giúp em hoàn thành đồ án này.

Đà nẵng, ngày.........tháng........ năm 2010
Sinh viên thực hiện
PHAN TRỌNG TUẤN

1


Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0

1. Mục đích, ý nghĩa đề tài.
Hiện nay ô tô ừở thành phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và
vận chuyển hàng hoá cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời đã ừở thành
phương tiện giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển. Ở nước ta, số
người sử dụng ô tô ngày càng nhiều cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, giao
thông vận tải, cho nên mật độ ô tô lưu thông ừên đường ngày càng cao dẫn đến tai
nạn giao thông ngày càng nhiều. Do đó để đảm bảo tính an toàn yấn đề tai nạn giao
thông là một trong những hướng giải quyết cần thiết nhất, luôn được quan tâm của
các nhà thiết kế và chế tạo ôtô mà hệ thống phanh đóng vai trò rất quan ừọng.
Phanh sử dụng ABS là một ừong hai công nghệ bổ sung cho hệ thống phanh
hữu dụng nhất của ngành công nghiệp ôtô thời gian gần đây. Yai trò chủ yếu của
ABS là giúp tài xế duy trì khả năng kiểm soát xe trong những tình huống phanh
gấp, giữ cho các bánh xe không bị hãm cứng hoàn toàn khi phanh ngặt. Nó góp
phần giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm nhờ điểu khiển quá trình phanh một cách tối
ưu.
Cũng vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn
về thiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ.
Đối với sinh viên ngành cơ khí giao thông việc khảo sát, thiết kế, nghiên cứu
về hệ thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn. Đó là lý do em chọn đề tài
“KHẢO SÁT YÀ TÍNH TOÁN KIÉM TRA HỆ THỐNH PHANH ABS TRÊN XE
TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0”. Đe giải quyết vấn đề này thì trước hết ta cần
phải hiểu rõ về nguyên lý hoạt động, kết cấu các chi tiết, bộ phận ừong hệ thống
phanh. Từ đó tạo tiền đề cho việc thiết kế, cải tiến hệ thống phanh nhàm tăng hiệu
quả phanh, tăng tính ổn định hướng và tính dẫn hướng khi phanh, tăng độ tin cậy
làm việc với mục đích đảm bảo an toàn chuyển động và tăng hiệu quả chuyển động
của ô tô.
Hệ thống phanh xe TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 là hệ thống phanh dẫn
động thủy lực sử dụng ABS, hiện nay đang sử dụng rộng rải cho các đời xe hiện
nay.

2


Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0
2. Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống phanh trên xe ô tô.
2.1. Công dụng.
Hệ thống phanh dùng để:
- Giảm tốc độ của ô tô máy kéo cho dến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần
thiết nào đó.
- Ngoài ra hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại
chỗ trên các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang.
Với công dụng như vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng:
- Nó đảm bảo cho ô tô máy kéo chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc.
- Nhờ đó ô tô máy kéo mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao
tốc độ và năng suất vận chuyển của xe máy.
2.2. Yêu cầu.
Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:
- Làm việc bền vững, tin cậy.
- Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp
nguy hiểm.
- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an toàn
cho hành khách yà hàng hóa.
- Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn chế.
- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ôtô máy kéo khi phanh.
- Không có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và
khi quay vòng.
- Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn dịnh trong mọi điều
kiện sử dụng.
- Có khả năng thoát nhiệt tốt.
- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều

khiển nhỏ.
Đe có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp, hệ
thống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh:

3


Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0
- Phanh làm việc: phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ở
mọi chế độ chuyển động, thường được điều khiển bằng bàn đạp nên còn được gọi là
phanh chân.
- Phanh dự trữ: dùng phanh ô tô máy kéo khi phanh chính hỏng.
- Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ. Dùng để giữ cho ô tô máy kéo đứng yên
tại chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc. Phanh này thường được điều khiển
bằng tay đòn nên còn được gọi là phanh tay.
- Phanh chậm dần: trên các ô tô máy kéo tải trọng lớn (như: xe tải, trọng lượng
toàn bộ lớn hom 12 tấn; xe khách, trọng lượng lớn hơn 5 tấn) hoặc làm việc ở vùng
đồi núi, thường xuyên phải chuyển động xuống các dốc dài, còn phải có loại phanh
thứ tư là phanh chậm dần, dùng để:
+ Phanh liên tục, giữ cho tốc độ ô tô máy kéo không tăng quá giới hạn cho
phép khi xuống dốc.
+ Để giảm dần tốc độ ô tô máy kéo trước khi dừng hẳn.
Các loại phanh ừên có thể có các bộ phận chung và kiêm nhiệm chức năng của
nhau nhưng chúng phải có ít nhất là hai bộ phận là điều khiển yà dẫn động độc lập.
Ngoài ra còn để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh chính còn được phân
thành các dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn
làm việc bình thường.
Đe có hiệu quả phanh cao:
- Dan động phanh phải có độ nhạy lớn.
- Phân phối mômen phanh ừên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn

bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh. Muốn vậy lực phanh trên các bánh xe phải tỷ
lệ thuận với phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên chúng.
- Trong trường hợp càn thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực hay dùng dẫn động
khí nén hoặc bơm thủy lực để tăng hiệu quả phanh đối YỚi các xe có trọng lượng
lớn.
Đe đảnh giả hiệu quả phanh người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính: gia tốc chậm
dần và quãng đường phanh.Ngoàỉ ra cũng có thể sử dụng các chỉ tiêu khác, như:
lực phanh hay thời gian phanh.
Cắc chỉ tiêu quy định về hiệu quả phanh cho phép do từng quốc gia hay từng
hiệp hội qui định riêng dựa vào nhiều yếu tố, như: nguồn gốc và chủng loại các ô tô
4


Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0
đang lưu hành, điều kiện đường xá, trình độ tổ chức kiểm tra kỹ thuật, các trang
thiết bị kiểm tra...
Khi phanh bằng phanh dữ trữ hoặc bằng các hệ thống khác thực hiện chức
năng của nó, gia tốc chậm dần cần phải đạt 3m/s2 đối với ô tô khách và 2,8m/s2 đối
với ô tô tải.
Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu quả phanh được đánh giá bằng tổng lực
phanh thực tế mà các cơ cấu phanh của nó tạo ra. Khi thử (theo cả hai chiều: đầu xe
hướng xuống dốc và ngược lại) phanh dừng phải giữ được ô tô máy kéo chở đầy tải
và động cơ tách khỏi hệ thống truyền lực, đứng yên trên mặt dốc có độ nghiêng
không nhỏ hơn 25%.
Hệ thống phanh chậm dần phải đảm bảo cho ô tô máy kéo Khi chuyển động
xuống các dốc dài 6km, độ dốc 7%, tốc độ không vượt quá 30±2 km/h, mà không
cần sử dụng các hệ thống phanh khác. Khi phanh bằng phanh này, gia tốc chậm dần
của ô tô máy kéo thường đạt khoảng 0,6^-2,0 m/s2.
Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái được cảm giác, điều khiển
được đúng cường độ phanh, dẫn động phanh cần phải có cơ cấu đảm bảo quan hệ tỷ

lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp hoặc đòn điều khiển YỚi lực phanh tạo ra ở
bánh xe. Đồng thời không có hiện tượng tự siết khi phanh.
Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển cảu ô tô máy kéo khi phanh, sự phân bố
lực phanh giữa các bánh xe phải họp lý, cụ thể phải thỏa mãn các điều kiện sau:
-Lực phanh ừên các bánh xe phải và ừái của cùng một cầu phải bằng nhau.
Sai lệch cho phép không được vượt quá 15% lực phanh lớn nhất.
-Không xảy ra hiện tượng khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh. Vì: các
bánh xe trước trượt sẽ làm cho ô tô máy kéo bị trượt ngang; các bánh xe sau trượt
có thể làm ô tô máy kéo mất tính điều khiển, quay đầu xe. Ngoài ra các bánh xe bị
trượt còn gây mòn lốp, giảm hiệu quả phanh do giảm hệ số bám.
Để đảm bảo yêu cầu này, trên ô tô máy kéo hiện đại người ta sử dụng các bộ điều
chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking SystemABS).
2.3. Phân loại hệ thống phanh.
Theo vị trí bố trí cơ cấu phanh, phanh chia ra các loại: phanh bánh xe và
phanh truyền lực.

5


Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0
- Theo dạng bộ phận tiến hành phanh (phàn tử ma sát), phanh chia ra: phanh
guốc, phanh đĩa và phanh dải.
- Theo loại dẫn động, phân chia ra: phanh cơ khí, phanh thủy lực, phanh khí
nén, phanh điện từ và phanh liên hợp (kết hợp các loại khác nhau).

»1114
a)

b)
Hình 2-1 Sơ đồ các loại phanh chính

a-Phanh trống-guổc; b-Phanh đĩa; c- Phanh dải.

6


Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0
3. Cơ sở lý thuyết về hệ thống phanh trang bị ABS.
3.1. Chức năng nhiệm vụ và nguyên lỷ làm việc.
3.1.1. Chức năng nhiệm vụ.
Các bộ điều chỉnh lực phanh, bằng cách điều chỉnh sự phân phối áp suất trong
dẫn động phanh các bánh xe trước và sau, có thể đảm bảo:
- Hoặc hãm cứng đồng thời các bánh xe (để sử dụng triệt để trọng lượng bám
và tránh quay xe khi phanh).
- Hoặc hãm cứng các bánh xe trước »

trước (để đảm bảo điều kiện ổn định).

Tuy nhiên quá trình phanh như yậy vẫn chưa phải là có hiệu quả cao và an
toàn nhất, vì:
Ă

=

V “ ~ ( ° b -r b

K
Ở đây: Va

100% = (15 30)%

- Tốc độ chuyển động tịnh tiến của ôtô.

Cừb

- Tốc độ góc của bánh xe.

rb

- Bán kính lãn của bánh xe.

- Còn ôtô, khi phanh YỚi tốc độ 180km/h trên đường khô, bề mặt lốp có thể bị
mòn vẹt đi một lớp dày tới 6mm.
- Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn, còn mất khả năng tiếp nhận lực ngang,
và không thể thực hiện quay vòng khi phanh ừên đoạn đường cong hoặc đổi hướng
để tránh chướng ngại vật, đặc biệt là ừên các mặt đường có hệ số bám thấp. Do đó
dễ gây ra những tai nạn nguy hiểm khi phanh.

Hình 3-1 Sự thay đổi hệ số bám dọc và ngang theo độ trượt tương đối của bánh xe
7


Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0
Vì thế để đảm bảo đồng thời hiệu quả phanh và tính ổn định cao. Ngoài ra còn
giảm mòn và nâng cao tuổi thọ cho lốp, cần tiến hành quá trình phanh ở giới hạn bắt
đầu hãm các bánh xe, nghĩa là đảm bảo sao cho các bánh xe ừong quá trình phanh
không bị trượt lê hoàn toàn mà chỉ trượt cục bộ trong giới hạn x=( 15-K30)%. Đó
chính là chức năng và nhiệm vụ của hệ thống chống hãm cứng bánh xe.
Để giữ cho các bánh xe không bị hãm cứng hoàn toàn khi phanh ngặt, cần phải
điều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh sao cho độ trượt của bánh xe YỚi mặt
đường thay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị tối ưu. Các hệ thống chống hãm

cứng bánh xe khi phanh có thể sử dụng các nguyên lý điều chỉnh khác như:
- Theo gia tốc chậm dần của bánh xe được phanh.
- Theo độ trượt cho trước.
- Theo tỷ số vận tốc góc của bánh xe và gia tốc chậm dần của nó.
Như vậy hệ thống chống hãm cứng bánh xe là một trong các hệ thống an toàn
chủ động của một ôtô hiện đại. Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm nhờ
điều khiển quá tìn h phanh một cách tối ưu.
Các hệ thống chống hãm cứng bánh xe đã đuợc nghiên cứu nhiều ở Đức ngay
từ những năm đầu thế kỷ XX. Tiếng Đức lúc đó gọi là AntiBlockỉer System và viết
tắt là A.B.S, sau này tiếng Anh gọi là Antilock Braking System cũng viết tắt là
A.B.S hay ABS.

Hình 3-2 Quá trình phanh có và không có ABS trên đoạn đường cong

8


Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0
3.1.2. Nguyên ỉỷ làm việc.
Hệ thống chống hãm cứng bánh xe (ABS) thực chất là một bộ điều chỉnh lực
phanh, có mạch liên, hệ ngược. Sơ đồ khối đim hình, của một ABS có dạng như trên
hình vẽ 3-3 dưới đây, gồm:
- Bộ phận cảm biến 1, bộ phận điều khiển 2, bộ phận chấp hành hay cơ cấu
thực hiện 3 và nguồn năng lượng 4.
- Bộ phận cảm biến 1 có nhiệm vụ phản ánh sự thay đổi của các thông số được
chọn để điều khiển (thường là tốc độ góc hay gia tốc chậm đần của bánh, xe hoặc giá
trị độ trượt) và truyền tín hiệu đến bộ điều khiển 2. Bộ phận 2 sẽ xử lý tín hiệu và
truyền lệnh đến cơ cấu thực hiện 3 để tiến hành giảm hoặc tăng áp suất trong dẫn
động phanh.
- Chất lỏng được truyền từ xylanh chính (hay tổng van khí nén) 5 qua 3 đến

các xylanh bánh xe (hay bầu phanh) 6 đề ép guốc phanh và thực hiện quá trình
phanh.

Hình 3-3 Sơ đồ tổng quát của một hệ thống chống hãm cứng bánh, xe
1- Cảm biến tốc độ; 2- Bộ phận điều khiển; 3- Cơ cấu thực hiện; 4- Nguồn năng
lượng; 5- Xylanh chính hoặc tổng van khí nén; 6- Xylanh bánh xe hoặc bầu phanh.
Để hiểu được nguyên lý làm việc của hệ thống chống hãm cứng bánh xe, ta
khảo sát quá trình phanh xe như trên hình 3.4.

9


Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0

Mj = Jb(dcob/dT)

I

Hình 3-4 Các lực và mômen tác dụng lên bánh, xe khi phanh.
Nếu bỏ qua mômen cản lăn rất nhò và để đơn giản coi Zbx = const, thì phương
trình cân bằng mô men tác dụng lên bánh xe đối với trục quay của nó khi phanh, có
dạng:

ả ị

ở đây: Mp - Mô men phanh tạo nên bởi cơ cấu phanh.
Mẹ
Jb

- MÔ men bám cùa bánh xe với đường.

- Mô men quán tính, của báũh xe.

(0b

- Tốc độ góc của bánh xe.

Từ đó ta có gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh:
_

ảú)b

_

£b " d, "

(M p - M p)

Jb

10


Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0

Hình 3-5 Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS
Sự thay đổi Mp, M(p, và sb theo độ trượt được thể hiện trên hình 3-5.
- Đoạn 0 - 1 - 2 biểu diễn quá trình tăng Mp khi đạp phanh. Hiệu (Mp - M(p) tỷ
lệ với gia tốc chậm dần sb của bánh xe. Hiệu trên tăng nhiều khi đường Mv đi qua
điểm cực đại. Do đó sau thời điểm này, gia tốc sb bắt đầu tăng nhanh. Sự tăng đột
ngột của gia tốc £b chứng tỏ bánh xe sắp bị hãm cứng và được sử dụng làm tín hiệu

vào thứ nhất để điều khiển làm giảm áp suất ừong dòng dẫn động. Do có độ chậm
tác dụng nhất định nào đó (phụ thuộc vào tính chất hệ thống), sự giảm áp suất thực
tế bắt đầu từ điểm 2.
- Do Mp giảm, Eb giảm theo yà bằng không ở điểm 3 (khi Mp - M(p). Vào thời
điểm tương ứng với điểm 4 - mô men phanh có giá trị cực tiểu không đổi.
- Trên đoạn từ điểm 3 đến điểm 6, mô men phanh nhỏ hơn mô men bám, nên
xảy ra sự tăng tốc bánh xe. Sự tăng gia tốc góc bánh xe được sử dụng làm tín hiệu
vào thứ hai để điều khiển tăng áp suất ừong hệ thống phanh (điểm 5).
- Khi tốc độ góc bánh xe tăng lên, độ trượt giảm và bởi vậy (p và M,p cũng tăng
lên.
- Tiếp theo, chu trình lặp lại. Như yậy, trong quá trình điều khiển, bánh xe lúc
thì tăng tốc lúc thì giảm tốc và buộc M,p phải thay đổi theo chu trình kín 1 - 2 - 3 - 4
- 5 - 6 - 1 , giữ cho độ trượt của bánh xe dao động trong giới hạn
(hình 3-5),
đảm bảo cho hệ số bám có giá trị gần với cực đại nhất.
Trên hình 3-6 là đồ thị biểu diễn quá trình thay đổi áp suất ừong dẫn động và
gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh có ABS theo thời gian.

11


Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0

Hình 3-6 Sự thay đổi áp suất ừong dẫn động (a) và gia tốc chậm dần của bánh
xe (b) khi phanh, có ABS
Hình 3-6 a cho thấy, quá trình phanh với ABS nói chung có 3 giai đoạn (3pha):
tăng áp suất(l—>2), giảm áp suất (2—>4) và duy trì (giữ) áp suất (4—>5). ABS làm
việc với 3 giai đoạn như vậy gọi là ABS 3 pha. Một số ABS có thể không có pha
duy trì áp suất- gọi là ABS 2 pha.
Với các hệ thống chống hãm cứng bánh xe hiện nay, hệ số trượt thay đổi trong

khoảng Xi -ỉ- x2 = (15 -ỉ- 30)%. Tần số thay đổi áp suất trong dẫn động khí nén
khoảng (3 8) Hz còn trong dẫn động thủy lực đến 20Hz.
Để thấy rõ vai trò của ABS có thể tham khảo số liệu trong bảng 1.1 nhận được
khi thử nghiệm xe du lịch trong hai trường họp có và không có ABS và đồ thị quá
trình phanh trên hình 3-7; 3-8.
Bảng 3-1 Kết quả thí nghiệm khỉ phanh ôtô du lịch có trang bị ABS
(Mỗi bánh xe có một cảm biến và điều khiển riêng)
Loại đường

Tốc độ bắt đầu
phanh V(m/s)

Quảng đường phanh Sp(m)
Có ABS

Không ABS

Mức tăng hiệu
quả phanh (%)

Đường bêtông khô

13,88

10,6

13,1

19,1

Đường bêtông ướt

13,88

18,7

23,7

21,1

Đường bêtông khô

27,77

41,1

50,0

17,8

Đường bêtông ướt

27,77

62,5

100,0

37,5

12


Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0

Bánh xc bị h ãm cứ n g và tiượi

Hình 3 -7 Quá trình phanh điển hình trên mặt đường trơn không có ABS

3.2. Phân loại ABS.
Mặc dù có chung một nguyên lý làm việc, nhưng các ABS có thể được thiết kế
theo nhiều sơ đồ kết cấu và biện pháp điều chinh áp suất khác nhau. Hệ thống ABS
được phân loại theo các phương pháp sau:
Theo phương pháp điều khiển, ABS có thể chia thành hai nhóm lớn: điều
khiển bàng cơ khí và điều khiển điện tử.
Hình 3-9 dưới đây là sơ đồ phân loại hệ thống ABS đã được các hãng trên thế
giới chế tạo:

13


Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0

Hình 3-9 Sơ đồ phân loại hệ thống ABS

14


Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0

Hình 3-10 Các phương pháp điều chỉnh áp suất phanh
a- Dùng bơm hồi dầu; b- Xả dầu về đường hồi; C-Dùng pỉston đối áp
1- Bơm dầu; 2- Bình tích năng; 3- Xi lanh chính; 4- Van nạp; 5- Van xả;
6- Cơ cấu phanh; 7- Đường hồi dầu; 8- Van điện từ chính.
- Theo thành, phần kết cấu, các ABS điều khiển điện tử cầia ra:
•Loại dùng kết hợp với xi lanh chính của ầệ thống phanh cổ điển (còn gọi là
loại không tích hợp).
•Loại bán tích hợp.
•Loại tích hơp.
- Theo phương pháp điều chỉnh (giảm) áp suất, chia ra:

15


Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0
•Dùng bình tích năng và bơm hồi dầu.
•Dùng van xả dầu về bình chứa.
•Dùng piston đối áp.
Ngoài ra các ABS còn có thể phân loại theo số lượng cảm biến và số dòng
dẫn động điều khiển riêng rẽ.
3.3. Một số sơ đồ điển hình.
Sau đây sẽ giới thiệu một số sơ đồ ABS phổ biến dùng với dẫn động thủy lực,
điều khiển bằng điện từ.
ABS 1 kênh - RWAL (Rear Wheel Antilock) hay RABS ( Rear Antilock
Braking System) là những hệ thống chống hãm cứng hai bánh sau, điều khiển áp
suất dòng dẫn động đi đến đồng thời cả hãi phanh bánh sau, nó chỉ là những hệ
thống đơn giản được thiết kế cho các loại xe thể thao, xe tải nặng, vi các loại xe này
rất dễ bị hãm cứng bánh sau khi phanh trong trường hçrp non hoặc không tải.

Hình 3-11 Sơ đồ ABS 1 kênh 1 cảm biến

1- Cảm biến tốc độ; 2- Xy lanh chính; 3- Khối thủy lực; 4- Cơ cấu cung cấp
năng lượng; 5- Bơm cao áp; 6- Rơle điện ; 7- Xy lanh bánh xe.
Sơ đồ hình 3-11 sử dụng một cảm biến tốc độ bánh xe với vòng răng cảm biến
đặt trên bánh răng vành chậu của bộ vi sai cầu sau. Sơ đồ này hai bánh sau được
điều khiển chung theo modun chọn thấp (select low mode), tức là bánh xe nào có
khả năng bám thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cả cầu sau.

16


Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0

Hình 3-12 Sơ đồ ABS 3 kênh 3 cảm biến
Sơ đồ hình 3-12 sử dụng hai cảm biến tốc độ bánh xe đặt ở các bánh xe cầu
trước và một cảm biến tốc độ bánh xe với vòng răng cảm biến đặt trên bánh răng
vành chậu của bộ vi sai cầu sau.

Hình 3-13 Sơ đồ ABS 3 kênh 4 cảm biến
Trên hình 3-13 là sơ đồ ABS 3 kênh có 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe và 4
van điều khiển. Phương án này hai bánh trước được điều khiển độc lập, hai bánh
sau được điều khiển chung theo modul thấp (select low mode), tức là bánh xe nào
có khả năng bám thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cả cầu sau. Phương án
này sẽ loại bỏ được mô men quay vòng cưỡng bức trên cầu sau tính ổn định tăng
nhưng hiệu quả phanh giảm bớt. Hầu hết các xe có bánh sau chủ động yà nhiều xe
bánh trước chủ động sử dụng ABS 3 kênh.
ABS 4 kênh điều khiển phanh 4 bánh xe một cách riêng biệt. Đây là hệ thống
hoàn chỉnh nhưng đắt tiền nhất và yêu cầu mỗi bánh xe phải có một cảm biến tốc độ
riêng.

17

Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0

Hình 3-14 Sơ đồ ABS 4 kênh 4 cảm biến
Trên hình 3-14 là sơ đồ ABS 4 kênh có 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe và 4
van điều khiển độc lập (sử dụng phổ biến cho xe động cơ đặt trước bánh trước chủ
động).VỚi phương án này các bánh xe đều được tự động điều chỉnh lực phanh sao
cho luôn nằm ừong vùng có khả năng bám cực đại nên hiệu quả phanh là lớn nhất.
Tuy nhiên khi phanh ừên đường có hệ số bám trái và phải không đều thì mô men
quay vòng cưỡng bức lớn tính ổn định giảm.

18


Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0
4. Giói thiệu tổng quan về xe TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0.
- Corolla Altis 2.0 là một ừong ba mẫu sedan chủ lực của hảng Toyota: Camry,
Altis, Vios.
- Toyota Corolla Altis 2.0 mang phong cách thiết kế của dòng Corolla thế hệ
thứ 10, được sản xuất vào năm 2008. Corolla Altis 2.0 được trang bị động cơ xăng
3ZR-FE, dung tích 2 lít, đi kèm với hộp số tự động 4 cấp và ứng dụng nhiều công
nghệ mới nên tăng cường cho xe khả năng vận hành mạnh mẽ những lúc cần bức
phá tốc độ, và vẫn đảm bảo độ êm dịu tiện nghi cho người ngồi trên xe.
- Thiết kế nội và ngoại thất mới của xe mang phong cách thể thao trẻ trung với
nhiều điểm nhấn sang trọng và cao cấp hơn. Bên cạnh đó xe được trang bị nhiều hệ
thống an toàn và tiện nghi: hệ thống túi khí, hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS
nên xe Toyota Corolla Alits 2.0 là một ừong những mẫu xe hiện đang được ưa
chuộng trên thế giới.
- Dưới đây là một số hình ảnh giới thiệu xe Toyota Corolla Altis 2.0. Hình 4-1

là sơ đồ tổng thể chung của xe và hình 4-2 là hình ảnh thực tế của xe.

Hình 4-1 Sơ đồ tổng thể xe Toyota Corolla Altis
19


Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0
ío /ỉo iìS

JLJ~(

S ì t ỉ ' A rff tỉ.’ " Ỉ7t f

3

>m #■

Hình. 4-3 Hình ảnh tổng thể xe
4.1. Các thông số kỹ thuật chỉnh.
Dưới đây là bảng các thông sổ kỹ thuật chính của xe Toyota Corolla Altis 2.0.
Bảng 4-1 Các thông số kỹ thuật chính của Toyota Corolla Altis 2.0
TT Thông số

Ký hỉệu

Đơn vị Giá trị

01

Kích thước bao xe

Lax Bax Ha

mm

4540 X1760 X1465

02

Kích thước cơ sở

L XB

mm

2600 X 1520

03

vết lốp : Trước /sau

S1/S2

mm

1520/1520

04

Công thức bánh xe

05

Số người chở

06

Trọng lượng không tải/đầy tải

07

Khoảng sáng gầm xe

4x2

Go/Ga

Người

04

Kg

1240/1300

mm

150
3ZR-FE

- Kiểu động cơ
08

- Dung tích
- Công suất cực đại/số vòng
quay

09

Vận tốc cực đại

10

Cỡ lốp

Vv max

Cc

1987

Hp/rpm

139/5600

Km/h

210

Inch

205/55 RI 6

20


Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0
So với các dòng Corolla trước thì Corolla Altis 2.0 mới được trang bị
thêm rất nhiều tính năng nổi bật, tiện nghi hơn, an tòan hem rất nhiều. Và dưới đây là
bảng giới thiệu các hệ thống ừang bị của xe Toyota Corolla Altis 2.0.
Bảng 4-2 Bảng giới thiệu các trang thiết bị hệ thong của xe
Toyota Corolla Altis 2.0
TT

Tên hệ thống

01

Hộp số

02

Hệ thống treo

Giới thiệu
4 số tự động
Trước
Sau
Trước

03

04

- Độc lập, kiểu Mc Pherson
- Phụ thuộc với dầm cầu xoắn chữ H
- Dĩa thông gió 15”

Hệ thống phanh
Sau

- Dĩa 15”

Trước

- Halogen

Hệ thống đèn
Sau

-LED

05

Hệ thống âm thanh

AM/ FM/ MP3/ WMA

06

Hệ thống điều hòa nhiệt độ

Chỉnh tay

07

Hệ thống phanh trang bị ABS
và EBD

Có

08

Hệ thống chống ừộm

Có

09

Khung hấp thụ xung lực

Có

4.2. Một sổ hệ thống chính.
4.2.1. Hộp sổ tự động.
- Trên hệ thống truyền lực của xe được trang bị hộp số tự động. Cho phép xe
hoạt động tối ưu nhất theo điều kiện đường xá và tốc độ động cơ, với bốn số tự
động. Hình 4-3 dưới đây mô tả cấu tạo chung của hộp số tự động trên xe Toyota
Corolla Altis 2.0.
- Ưu điểm của hộp số tự động so với hộp số thường.

+ Làm giảm mệt mỏi cho lái xe bằng cách loại bỏ các thao tác cắt ly hợp và
thường xuyên chuyển số.
21


Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0
+ Chuyển số một cách tự động và êm dịu tại các tốc độ thích họp với chế độ
lái xe.
+ Tránh cho động cơ và dòng dẫn động khỏi bị quá tải, do nó nối chúng bằng
thủy lực (qua biến mô) tốt hern so với nối chúng bằng cơ khí.

Hình 4-3 Cẩu tạo hộp số tự động
1- Bộ truyền hành tinh; 2- Bộ truyền động cuối cùng; 3- Bộ biến mô.
- Hộp số tự động gồm các bộ phận chính sau:
+ Bộ biến mô
+ Bộ bánh răng hành tinh
+ Bộ điều khiển thuỷ lực
+ Bộ truyền động bánh răng cuối cùng
+ Các thanh điều khiển

22


Khảo sát và tính toán kiểm ừa hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0
- Hệ dẫn động : 1 cầu.
- Số tốc độ

: 4 số

4.2.2. Hệ thống treo.

Hệ thống gầm bệ của Toyota Corolla Altis 2.0 vẫn thừa kế từ thế hệ trước, đó
là hệ thống treo trước kiểu Macpherson hệ thống treo sau kiểu thanh xoắn.
- Hệ thống treo trước: là hệ thống ừeo độc lập kiểu Mac Pherson
+ Giảm chấn trước: kết cấu mới gọn nhẹ do chỉ nối với thân xe bằng một
điểm.
+ Giảm chấn điều khí thấp áp N2 ,van điều khiển dầu giảm chấn tuyến tính
nhiều lớp cho tính ổn định lái cao.
+ Với một loạt ưu điểm là tăng độ võng tĩnh và động của hệ thống treo, tăng
độ êm dịu chuyển động. Giảm được hiện tượng dao động các bánh xe dẫn hướng do
hiệu ứng momen con quay; tăng được khả năng bám đường, do đó tăng được tính
điều khiển và ổn định của xe.
+ Hình 4-5 dưới đây là hình ảnh hệ thống treo trước độc lập kiểu Mac
Pherson.

Hình 4-5 Bộ phận dẫn hướng loại một đòn của hệ thống treo độc lập kiểu
Macpherson
- Hệ thống treo sau: là hệ thống treo phụ thuộc với dầm cầu xoắn chữ H. Hĩnh
4-6 dưới đây hệ thống ừeo sau phụ thuộc kiểu dầm xoắn chữ H.

23


Khảo sát và tính toán kiểm ừa hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0

Hĩnh 4-6 Hệ thống treo phụ thuộc kiểu dầm xoắn chữ H.
4.2.3. Hệ thống lái.
- Hệ thống lái ừên xe Toyota Corolla Altis là loại bánh răng, thanh răng có ừợ
lực tìiuỷ lực.
- Tay lái có thể điều chỉnh theo 4 hướng: gật gù và xa gần làm tăng sự thoải
mái cho người lái.

4.2.4. Hệ thống phanh.
- Hệ thống phanh trước và sau của xe Toyota Corolla Altis 2.0 đều là phanh
đĩa điều khiển bằng thủy lực có ừợ lực chân không và có trang bị hệ thống chống
hãm cứng bánh xe ABS.
- Hệ thống phanh chính (phanh chân): Phanh trước và phanh sau là phanh đĩa
điều khiển bằng thuỷ lực ừợ lực chân không, có sử dụng hệ thống chống hãm cứng
ABS.
- Phanh dừng (phanh tay): phanh cơ khí tác dụng lên bánh sau.
- Dầu phanh: DOT 3 hoặc DOT 4.

24


Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 2.0

5. Hệ thống phanh trên xe TOYOTA COROLLA ALUS 2.0.
5.1. Sư đồ và nguyên lý làm việc.
5.1.ĩ. Sơ dồ cấu tạo.
Dưới đây là sơ đồ hệ thống phanh. ABS trên xe Toyota Corolla Altis. [6]

----Đưòugâiện
Điámgdầu
Hình 5-1 Sơ đồ hệ thẻngphanh ABS trên xe Toyota Coroỉỉa Aỉtis
1,2 - Cảm biến tốc độ bánh, xe
Ke trước; 3- Cảm biến tối
tốc độ bánh, xe sau; 4- ECU và
Rơle; 5- Xy lanh, chính.
5.1.2. Nguyên ĩỷ lảm việc.
Trên hình 5-2 là sơ đồ nguyên lý của hệ thống phanh ABS (tài liệu tham khảo
[6]). Chu trinh diều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh khi ABS làm việc có 3 giãi

đoạn chính: tăng áp suất, duy trì áp suất; giảm áp suất

Hình 5-2 Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh. ABS

25