Thi công mô hình hệ thống điều khiển ABSTCS trên phanh thủy khí

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.87 MB, 106 trang )

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ABS/TCS
TRÊN PHANH THỦY KHÍ

GVHD:

Th.S. NGUYỄN VĂN TỒN

SVTH:

HỒ ĐĂNG HUY HOÀNG

MSSV:

15145237

SVTH:

PHAN GIA HUY

MSSV:

15145244

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TÊN ĐỀ TÀI: Thi công mơ hình hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy
khí
Họ tên sinh viên
1. Hồ Đăng Huy Hoàng

MSSV: 15145237 DT: 0833458911

2. Phan Gia Huy

MSSV: 15145244 DT: 0342079054

I. NỘI DUNG:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Đặt vấn đề nghiên cứu và giới hạn đề tài
Tổng quan về hệ thống điều khiển ABS/TCS
Kết cấu hoạt động của hệ thống điều khiển ABS/TCS
Trình bày quy trình thi cơng mơ hình hệ thống điều khiển ABS/TCS
Viết phiếu hướng dẫn sử dụng mơ hình và các bài tập có thể
Kết luận và đề nghị
Tài liệu tham khảo.

II. TÀI LIỆU THAM KHẢO:
.................................................................................................................................................

MSSV: 15145244

Tên đề tài: Thi cơng mơ hình hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí.
Ngành đào tạo: Cơng nghệ kỹ thuật ô tô.
Họ và tên GV hướng dẫn: Th.S. Nguyễn Văn Toàn.

Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN (khơng đánh máy)
2.1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................

2.2 Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên
cứu có thể tiếp tục phát triển)
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................

..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................

..........................................................................................................................................
2.3. Kết quả đạt được:
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
2.4. Những tồn tại (nếu có):
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
3. Đánh giá:

Mục đánh giá

TT

Điểm

Điểm

tối đa

đạt
được

1.

Hình thức và kết cấu ĐATN

30

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung

10

của các mục

2.

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài

10

Tính cấp thiết của đề tài

10

Nội dung ĐATN

50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và

5

kỹ thuật, khoa học xã hội…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá

10

Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần,

15

hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những
ràng buộc thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm

5

chuyên ngành…
3.

Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài

10

4.

Sản phẩm cụ thể của ĐATN

10

Tổng điểm

100

4. Kết luận:
 Được phép bảo vệ
 Không được phép bảo vệ
TP. HCM, ngày tháng 01, năm 2021
Giảng viên hướng dẫn

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên sinh viên: Hồ Đăng Huy Hoàng MSSV: 15145237

Hội đồng:…………

Họ và tên sinh viên: Phan Gia Huy

Hội đồng:…………

MSSV: 15145244

Tên đề tài: Thi cơng mơ hình hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí.
Ngành đào tạo: Cơng nghệ kỹ thuật ô tô.
Họ và tên GV phản biện: (Mã GV) ................................................................................

Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu
có thể tiếp tục phát triển)
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
3. Kết quả đạt được:
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................

5. Câu hỏi:

30

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung

10

của các mục

2.

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài

10

Tính cấp thiết của đề tài

10

Nội dung ĐATN

50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học

5

và kỹ thuật, khoa học xã hội…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá

10

Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành

15

phần, hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với
những ràng buộc thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm

5

chuyên ngành…
3.

Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài

10

4.

Sản phẩm cụ thể của ĐATN

10

Tổng điểm

100

7. Kết luận:
 Được phép bảo vệ
 Không được phép bảo vệ
TP. HCM, ngày

tháng 01 năm 2020

Giảng viên phản biện
((Ký, ghi rõ họ tên)

XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: Thi cơng mơ hình hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí.
Họ và tên sinh viên:

Hồ Đăng Huy Hồng

MSSV: 15145237

Phan Gia Huy

MSSV: 15145244

Sau khi tiếp thu và điều chỉnh góp ý của Giảng viên hướng dẫn, giảng viên phản biện
và các thành viên trong Hội đồng bảo vệ. Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn thành đúng
theo yêu cầu và nội dung.
Chủ tịch hội đồng:

..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
Giảng viên hướng dẫn:
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
Giảng viên phản biện:
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng 01 năm 2020

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1: Sơ đồ hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí..................................... 12
Hình 2: Cấu tạo chung của máy nén khí ........................................................................... 15
Hình 3: Máy nén khí trong giai đoạn khơng tải ................................................................ 16
Hình 4: Hoạt động của máy nén khí trong thì nạp khí ...................................................... 17
Hình 5: Hoạt động của máy nén khí trong thì nén khí ...................................................... 18
Hình 6: Bình chứa khí nén ............................................................................................... 19
Hình 7: Cấu tạo chung của tổng van phanh kép ............................................................... 20
Hình 8: Đường đặc tính của tổng van phanh. .................................................................. 24
Hình 9: Van điện từ ABS ................................................................................................. 25
Hình 10: Khi khơng phanh ............................................................................................... 26

Hình 11: Khi phanh bình thường ..................................................................................... 26
Hình 12: Khi tăng áp ....................................................................................................... 27
Hình 13: Khi giữ áp ......................................................................................................... 28
Hình 14: Khi giảm áp ....................................................................................................... 29
Hình 15: Xy lanh khí nén ................................................................................................. 30
Hình 16: Xy lanh khí nén khi khơng phanh ....................................................................... 32
Hình 17: Xy lanh khí nén khi tác động phanh ................................................................... 34
Hình 18: Xy lanh khí nén khi thơi phanh .......................................................................... 35
Hình 19: Xy lanh và pít tong thủy lực trước khi làm việc .................................................. 36
Hình 20: Xy lanh và pít tơng thủy lực khi đạp phanh........................................................ 37
Hình 21: Xylanh và pít tơng thủy lực khi nhả phanh......................................................... 38
Hình 22: Điều khiển cơng tắc báo phanh ......................................................................... 39
Hình 23: Mơ hình hệ thống điều khiển ABS/TCS phanh thủy khí ...................................... 41
Hình 24: Sơ đồ dây tín hiệu mơ hình hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí .. 42
Hình 25: Bình chứa khí.................................................................................................... 43
Hình 26: Tổng phanh kép ................................................................................................ 44
Hình 27: Van điện từ và xylanh thủy khí của bánh chủ động ............................................ 45
Hình 28: Van điện từ và xylanh thủy khí của bánh bị động .............................................. 46
Hình 29: Van TCS ............................................................................................................ 47
Hình 30: Đồng hồ đo áp suất dầu .................................................................................... 48
Hình 31: Bàn phím ma trận ............................................................................................. 49
Hình 32: Động cơ Servo 360 độ SG90 .............................................................................. 50
Hình 33: Arduino Mega 2560 .......................................................................................... 51
Hình 34: Cơng tắc phanh ................................................................................................. 52
Hình 35: Van điện từ ABS ............................................................................................... 53
Hình 36: Van điện từ ABS/TCS ........................................................................................ 53
Hình 37: Van TCS ............................................................................................................ 54
Hình 38: LCD 20x4........................................................................................................... 55
Hình 39: Module I2C ....................................................................................................... 55
Hình 40: Biến trở Volume 10K......................................................................................... 56

2

Hình 41: Module 2 Relay ................................................................................................. 57
Hình 42: Nguồn tổ ong .................................................................................................... 58
Hình 43: Sơ đồ mạch điện khi phanh thường .................................................................. 63
Hình 44: Tín hiệu truyền khi thực hiện chế độ giữ áp (ON-OFF) ....................................... 64
Hình 45: Tín hiệu truyền lúc ở chế độ giảm áp (ON-ON) .................................................. 65
Hình 46: Tín hiệu giữ áp (ON-OFF)................................................................................... 66
Hình 47: Tín hiệu tăng áp (ON-ON) .................................................................................. 67
Hình 48: Tín hiệu điều khiển tăng tốc từ từ ..................................................................... 68
Hình 49: Tín hiệu ABS tăng áp ở tăng tốc có TCS .............................................................. 70
Hình 50: Tín hiệu ABS giữ áp ở tăng tốc có TCS................................................................ 70
Hình 51: Tín hiệu ABS giảm áp ở tăng tốc có TCS ............................................................. 71
Hình 52: Lưu đồ khi phanh thường ................................................................................. 72
Hình 53: Khi phanh gấp ................................................................................................... 73
Hình 54: Khi tăng ga từ từ............................................................................................... 74
Hình 55: Khi tăng ga đột ngột ......................................................................................... 75

3

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
EBD: Electronic Brake-force Distribution
ABS: Anti-lock Braking Syste
TCS: Traction Control System
ESP: Electronic Stability Program
HAC: Hill Start Assist Control
HDC: Hill Desert Control

4

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU..................................................................................................................... 6
Phần I: Mở đầu ................................................................................................................ 7
I.
Đặt vấn đề ................................................................................................................. 7
II.
Mục đích nghiên cứu ................................................................................................. 8
III.
Đối tượng nghiên cứu và giới hạn đề tài ................................................................. 8
IV.
Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................... 9
V.
Nội dung nghiên cứu ................................................................................................. 9
Phần II: Nội dung ............................................................................................................ 10
I.
Tổng quan về hệ thống điều khiển ABS – TCS trên phanh thủy khí: ..................... 10
1.
Chức năng của hệ thống: ............................................................................... 10
2.
Yêu cầu ......................................................................................................... 11
II.
Hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí ............................................... 12
1.
Khái quát về hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí ..................... 12
2.
Kết cấu chi tiết các bộ phận: .......................................................................... 14

Phần III: Thi cơng mơ hình hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí.................. 40
I.
Ý tưởng thiết kế ...................................................................................................... 40
II.
Thiết kế mơ hình hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí .................. 41
III.
Cấu tạo các chi tiết .................................................................................................. 42
1.
Cấu tạo các chi tiết hệ thống phanh thủy khí .................................................. 42
2.
Cấu tạo các linh kiện hệ thống điều khiển ABS/TCS phanh thủy khí ................ 48
3.
Thơng số kỹ thuật các linh kiện ...................................................................... 58
IV.
Ngun lý hoạt động mơ hình hệ thống điều khiển hệ thống ABS/TCS trên phanh
thủy khí ............................................................................................................................... 62
1.
Khi phanh ...................................................................................................... 62
2.
Khi tăng tốc ................................................................................................... 67
V.
Lưu đồ hoạt động của ECU...................................................................................... 72
1.
Phanh thường ............................................................................................... 72
2.
Phanh gấp ..................................................................................................... 72
3.
Tăng ga từ từ ................................................................................................ 74
4.
Tăng ga đột ngột ........................................................................................... 75

VI.
Hướng dẫn sử dụng ................................................................................................ 75
1.
Phanh thường (phanh từ từ từ v đầu vào về 0 km/h) .................................... 75
2.
Phanh gấp (có ABS) (phanh gấp từ v đầu vào về 0 km/h) ................................ 76
3.
Tăng tốc từ từ (tăng tốc từ từ từ 0 lên 80 km/h) ............................................ 76
4.
Tăng tốc gấp (tăng tốc gấp từ 0 lên 80 km/h) ................................................. 77
Phần IV: Kết luận và đề nghị ........................................................................................... 78
I.
Kết luận: ................................................................................................................... 78
II.
Đề nghị: .................................................................................................................... 78
Phụ lục: Code điều khiển của ECU ................................................................................... 79
Tài liệu tham khảo .......................................................................................................... 98

5

Hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí

GVHD: Th.S. Nguyễn Văn Tồn

LỜI NĨI ĐẦU
Ngày nay, nền kinh tế của nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ, đời
sống của người dân ngày càng nâng cao. Nhu cầu thiết bị dạy học để phục vụ
sử dụng cho các trường đại học, các trường đào tạo chuyên nghiệp và dạy
nghề trên toàn nước ngày một tăng. Đây cơ hội cũng như thách thức cho

ngành cơ khí động lực đối với việc phát triển và phục vụ xã hội, đặc biệt là
những thiết bị dạy học đảm bảo tính khoa học hiện đại, ổn định và phù hợp với
điều kiện thực tế giảng dạy ở nước ta. Với những yêu cầu đặt ra Trường Đại
học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM đã tạo điều kiện cho sinh viên năm cuối làm đồ
án tốt nghiệp và cũng như một số sinh viên đăng kí tại xưởng khung gầm được
giao đồ án tốt nghiệp với nhiệm vụ thi cơng mơ hình các hệ thống trên xe ô tô
để làm thiết bị giảng dạy.
Bằng sự cố gắng nỗ lực của nhóm và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của, chu
đáo của thầy Th.S. Nguyễn Văn Tồn, nhóm em đã hồn thành đồ án đúng thời
hạn. Do thời gian làm đồ án có hạn và trình độ cịn nhiều hạn chế nên khơng
thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến
của các thầy cũng như các bạn sinh viên để sau này có thể phát triển và cải
thiện mơ hình điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí này hơn nữa.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 01 năm 2021
Sinh viên thực hiện

Hồ Đăng Huy Hoàng - Phan Gia Huy

6

Hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí

GVHD: Th.S. Nguyễn Văn Toàn

Phần I: Mở đầu
I.

Đặt vấn đề
Hệ thống phanh sử dụng trên ơtơ là một cơ cấu an tồn quan trọng, nhằm

giảm tốc hay dừng xe trong những trường hợp cần thiết. Nó là một trong
những bộ phận chính của ơtơ, đóng vai trị quyết định cho việc điều khiển ôtô
lưu thông trên đường.
Chất lượng phanh của ôtô được đánh giá qua hiệu quả phanh (như quãng
đường phanh, gia tốc chậm dần khi phanh, thời gian và lực phanh) và đồng
thời bảo đảm cho ôtô chạy ổn định khi phanh. Đây là mấu chốt mà các nhà
nghiên cứu ôtô ln quan tâm và tìm giải pháp.
Một trong những vấn đề được quan tâm hơn là phanh khi ôtô trên đường
trơn hay đường có hệ số bám  thấp sẽ xảy ra hiện tượng trượt lết trên đường
do bánh xe sớm bị hãm cứng. Do vậy, quãng đường phanh dài hơn và hiệu quả
phanh kém. Hơn nữa, nếu bánh xe bị hãm cứng thì ơtơ sẽ mất ổn định gây khó
khăn cho việc điều khiển. Trong trường hợp tăng tốc quá nhanh, điều này dẫn
đến hiện tượng trượt lết bánh chủ động, làm thất thốt cơng suất và mất ổn
định khi xe đang tăng tốc.
Để giải quyết về bài toán phanh và tính ổn định của xe khi tăng tốc, hệ
thống phanh chống hãm cứng cho ôtô đã ra đời, gọi là “Anti – lock Braking
System” viết tắt là ABS và hệ thống điều khiển lực kéo trên xe ô tô, gọi là
“Traction control system” viết tắt là TCS.
Ngày nay, ABS và TCS đã giữ một vai trò quan trọng không thể thiếu trong
các xe hiện hiện đại, đã trở thành tiêu chuẩn bắt buộc đối với phần lớn các
7

Hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí

GVHD: Th.S. Nguyễn Văn Toàn

nước trên thế giới. Ở thị trường Việt Nam, ngoài một phần lớn các xe nhập cũ
đã qua sử dụng, một số lọai xe được lắp ráp trong nước cũng đang trang bị hệ

thống này. Tại cuộc hội thảo khoa học “Quản lý – Kỹ thuật trong công tác đăng
kiểm phương tiện cơ giới đường bộ – Nha Trang 2000”, các nhà quản lý, khoa
học và chuyên gia đầu ngành cũng đã đề xuất đến vấn đề ban hành các tiêu
chuẩn quy định về việc sử dụng ô tơ có trang bị hệ thống ABS và TCS với các
mốc thời gian cụ thể.
Với xu thế hội nhập, thị trường ôtô nước ta sẽ sôi động, ngày càng nhiều
chủng loại lẫn số lượng. Việc khai thác và bảo trì sửa chữa là cực kỳ quan trọng
cho nền thị trường ôtô hiện nay, nhằm sử dụng khai thác lắp lẫn thay mới có
hiệu quả tối đa của các hệ thống nói chung và ABS/TCS nói riêng.
II.

Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu, thi cơng mơ hình hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy

khí giúp sinh viên tốt nghiệp có được kiến thức về lĩnh vực thiết kế thi công
mạch điều khiển ABS/TCS. Ngồi ra nếu mơ hình được hồn thành tốt sẽ cung
cấp thêm mơ hình, thiết bị cho q trình giảng dạy với ngành Cơng nghệ Kỹ
thuật Ơ tơ trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM.
III.

Đối tượng nghiên cứu và giới hạn đề tài
Đề tài thực hiện việc thi cơng mơ hình hệ thống điều khiển ABS/TCS thủy khí

trên phanh thủy khí. Giới hạn đề tài là khơng nghiên cứu chế tạo mạch tự chẩn
đoán, cơ cấu chấp hành và các cảm biến.

8

Hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí

IV.

GVHD: Th.S. Nguyễn Văn Toàn

Phương pháp nghiên cứu
Mục tiêu đề tài thi cơng mơ hình hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh

thủy khí để phục vụ cho việc giảng dạy các bộ mơn Khung Gầm. Phương pháp
nghiên cứu chính ở đây là 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 những nguồn tài liệu liên quan đến nghiên cứu quá trình phanh chống
hãm cứng, chế tạo mạch điều khiển. Sàn lọc, phân tích, tính tốn q trình
điều khiển phanh chống hãm cứng và hệ thống điều khiển lực kéo trên xe ô tô.
V.

Nội dung nghiên cứu
Việc nghiên cứu cơ sở lý thuyết quá trình phanh chống hãm cứng và hệ

thống điều khiển lực kéo và các chế độ hoạt động của ABS/TCS.

9

Hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí

GVHD: Th.S. Nguyễn Văn Toàn

Phần II: Nội dung

I.

Tổng quan về hệ thống điều khiển ABS – TCS trên phanh thủy khí:

1. Chức năng của hệ thống:
Như ta đã biết hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí cùng với
những hệ thống và bộ phận khác được trang bị trên ơtơ có vai trò hết sức quan
trọng làm nên chiếc xe đáp ứng nhu cầu về sự an toàn, ngày càng hoàn thiện
hơn về sự thuận tiện, dể dàng khi sử dụng. Khơng chỉ có thế mà nó cịn phải
đáp ứng được sự nhẹ nhàng khi sử dụng, muốn có được điều đó thì chúng ta
phải ngày càng phải nâng cao cơng nghệ kỹ thuật làm cho chiếc xe ngày càng
hoàn thiện, hiện đại đáp ứng yêu ngày càng cao của người sử dụng .
Hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí nói chung là một hệ thống
rất quan trọng trên ôtô, là bộ phận điều khiển mà không gây là trượt hoàn
toàn của bánh xe khi phanh gấp hay đạp ga đột ngột. Đảm bảo ơ tơ chạy an
tồn ở mọi tốc độ, đặc biệt là phanh gấp hoặc đạp ga đột ngột. Do đó có thể
nâng cao được năng suất vận chuyển.
Lịch sử hình thành hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí gắn
liền với lịch sử phát triển của ô tô cụ thể là hệ thống phanh thủy khí. Ở những
thế hệ xe đầu tiên thì hệ thống phanh thủy khí có cấu tạo đơn giản và nhiêm vụ
của nó chỉ là hãm chuyển động, do đó ở các loại xe đó thì tính năng điều khiển
của nó rất là khó khăn. Theo thời gian hệ thống phanh thủy khí phát triển với
các kiểu khác nhau: kiểu phanh trống, phanh hơi, và đặc biệt là kiểu có hệ
thống điều khiển ABS/TCS.Tất cả đều nhằm mục đích tăng tính năng điều khiển
an tồn cho xe, để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng và điều
khiển xe, cải thiện tính năng an tồn cho xe. Để đáp ứng nhu cầu cải thiện độ

10

Hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí

GVHD: Th.S. Nguyễn Văn Toàn

êm dịu của xe khi chuyển động, sự nhẹ nhàng khi điều khiển phanh mà vẫn
luôn mang lại tính hiệu quả cao nhất khi dùng hệ thống phanh thủy khí. Sử
dụng trên nguyên lí dùng áp suất hơi để điều khiển phanh thơng qua sự điều
khiển đóng/mở của van điện từ vì vậy mà sự điều khiển phanh khá nhẹ nhàng
và êm dịu.
Từ khi có hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí thì hầu hết trên
các dòng xe du lịch và xe tải đều được sử dụng hệ thống này, mà trong đó
riêng dịng xe tải thường được sử dụng hệ thống phanh có trợ lực bằng điện,
thủy lực hay kết hợp thủy khí ở các xe có trọng tải lớn.
2. Yêu cầu
Hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí là một hệ thống đảm bảo
an toàn chuyển động của xe khi phanh phanh gấp hoặc đạp ga đột ngột. Do
vậy, nó phải đảm bảo các yêu cầu khắt khe, nhất là đối với xe có tốc độ cao.
Những yêu cầu của hệ thống điều khiển phanh thủy khí.
-

Quãng đường phanh ngắn nhất: Khi phanh đột ngột trong trường hợp

nguy hiểm. Muốn có quãng đường phanh ngắn nhất thì phải đảm bảo gia tốc
chậm dần cực đại.Tăng khả năng của hệ thống phanh, phân phối lực phanh
thích hợp.
-

Ổn định khi phanh: Phanh phải êm dịu trong bất kỳ mọi trường hợp,

đảm bảo tính ổn định chuyển động của ôtô.

-

Hiệu quả đối với điều khiển phanh: Điều khiển phải nhẹ nhàng, nghĩa là

lực tác dụng lên bàn đạp phanh khơng lởn. Hệ thống phanh cần có độ nhạy
cao, hiệu quả phanh không thay đổi nhiều giữa các lần phanh.

11

Hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí

-

GVHD: Th.S. Nguyễn Văn Tồn

Khả năng ổn định hướng tốt: Khơng xảy ra hiện tượng lệch hướng khi

phanh. Tránh hiện tượng trượt lết của bánh xe trên đường, vì khi trượt lết
bánh xe sẽ nhanh mòn làm mất khả năng dẫn hướng của xe. Giữ xe đứng yên
trên dốc mà không bị tuột.
-

Cải thiện độ bền và độ tin cậy: Ngoài các yêu cầu trên, hệ thống điều

khiển ABS/TCS còn phải đảm bảo chiếm ít khơng gian, trọng lượng nhỏ, độ bền
cao và các yêu cầu chung về cơ khí.
-

Khởi hành và tăng tốc nhanh chóng nhờ điều khiển lực kéo nhỏ hớn lực

bám để bánh xe không trượt khi đạp ga đột ngột
II.

Hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí
1. Khái quát về hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí
1.1.

Kết cấu chung của hệ thống:

Sơ đồ hệ thống phanh tổng quát được bố trí trên xe:
Sơ đồ bố trí trên xe:

Hình 1: Sơ đồ hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí

12

Hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí

GVHD: Th.S. Nguyễn Văn Tồn

Bao gồm các cụm bộ phận chính sau:
-

Máy nén khí

-

Bình chưa khí

-

Tổng phanh van kép

-

Hai van điện từ ABS

-

Hai van điện từ ABS/TCS

-

Van TCS

-

Bốn xylanh khí nén

-

Bốn xylanh thủy lực

-

Các ống dẫn khí nén

-

Các ống dẫn dầu
1.2.

Nguyên lý hoạt động chung:

Khi đạp bàn đạp phanh, tổng phanh mở van thơng đường áp suất khí nén từ
bình chứa khí nén với buồng B của xy lanh khí nén thơng qua van điện từ ABS.
Tùy vào các trường hợp của tốc độ bánh xe so với xe thì hệ thống sẽ đóng/mở
cửa dẫn khí tới xylanh khí nén. Do có sự chênh áp nên khí nén tạo nên lực đẩy
ty đẩy của bộ xylanh khí nén, ty đẩy này di chuyển làm cho pít tơng trong xy
lanh thủy lực di chuyển theo làm cho áp suất trong xy lanh thủy lực tăng lên.
Áp suất này truyền đến xy lanh bánh xe đẩy các má phanh ép vào trống phanh
quá trình phanh bánh xe xảy ra. Cụ thể ở đây áp suất khí nén lớn thì áp suất
thủy lực lớn theo. Chính sự kết hợp của thủy lực và khí nén nên ta gọi đây là hệ
thống phanh thủy khí.
Hệ thống phanh thủy khí có đặc điểm là lực tác động lên bàn đạp phanh
nhỏ nhưng lại tạo ra một lực phanh lớn cho cơ cấu phanh hoạt động giống như

13

Hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí

GVHD: Th.S. Nguyễn Văn Tồn

trường hợp dùng phanh khí và hệ thống điều khiển ABS sẽ giúp cho hệ thống
phanh thủy khí hoạt động hiệu quả hơn.
Hệ thống này sử dụng kết hợp ECU điều khiển van điện từ với các van phanh
được dùng để điều khiển đóng và mở dịng khí nén đã được chờ sẵn đến

xylanh khí nén tạo nên một lực đẩy tác dụng tạo nên áp suất dầu điều khiển
phanh.
Bởi vì chỉ cần đạp bàn đạp phanh để mở hoặc đóng van, hệ thống điều khiển
ABS này chỉ đơn thuần cần một lực đạp nhỏ nhưng tạo tạo ra lực phanh lớn. Vì
vậy, nó được dùng cho các xe hạng trung và hạng nặng.
2. Kết cấu chi tiết các bộ phận:
2.1.

Máy nén khí

Khơng khí nén được sử dụng cho hệ thống phanh khí nén hay phanh thủy
khí. Nguồn khơng khí nén được cấp bởi một máy nén. Máy nén được thiết kế
để hút khơng khí và bơm vào bình chứa để nén khơng khí lại tạo ra một áp suất
cao. Máy nén được điều khiển bởi động cơ của xe, được kết nối với động cơ
bằng những dây đai trực tiếp hoặc gián tiếp qua các ròng rọc. Khi động cơ hoạt
động thì máy nén cũng hoạt động theo.
2.1.1. Cấu tạo:

14

Hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí

GVHD: Th.S. Nguyễn Văn Tồn

Hình 2: Cấu tạo chung của máy nén khí
Những thành phần cơ bản của máy nén khí.
-

Xy lanh.

-

Pít tơng.

-

Van nạp.

-

Van nén.

-

Bộ lọc khí nạp đầu vào.

-

Cần đẩy giới hạn tải.

-

Van tiết lưu.
2.1.2. Hoạt động

Máy nén được thiết kế để nạp khơng khí vào trong một bình chứa với áp
suất cao. Khi áp suất trong hệ thống thích hợp, nghĩa là áp suất trong bình khí
nén thấp hơn 7kg/cirr khi đó máy 'nén khí hoạt đpng trong giai đoạn có tải, và
ngược lại khi áp suất trong bình chứa khí lớn hơn 7kg/cm2thì máy nén khí hoạt

động trong giai đoạn không tải.

15

Hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí

GVHD: Th.S. Nguyễn Văn Tồn

 Trong giai đoạn khơng tải:

Hình 3: Máy nén khí trong giai đoạn khơng tải
Khi máy nén làm việc ở chế độ khơng tải van nén đóng. Nhờ có áp suất khí
chênh lệch được tạo ra bởi áp suất khơng khí trong bình chứa khí nén tới van
tiết lưu của máy nén thắng lực đẩy của lò xo và cần đẩy giới hạn tải đi lên, giữ
cho van nạp mở ra, cho phép khơng khí được lưu thơng qua lại giữa xy lanh và
buồng nạp, thay vì nén khơng khí vào bình chứa.
 Trong giai đoạn có tải:
Khi áp suất trong bình chứa khí giảm xuống dưới 7kg/cm2, áp suất khí nén
khơng thắng được lực đẩy của lị xo nên van nạp đóng hay mở ra phụ thuộc
vào thì nén hay thì nạp. Khi đó van nén đóng hay mở phụ thuộc vào thì nạp hay
thì nén. Máy nén khí kiểu pít tơng hoạt động giống như ngun lý hoạt động
của động cơ trong quá trình nạp và nén.
16

Hệ thống điều khiển ABS/TCS trên phanh thủy khí

-

GVHD: Th.S. Nguyễn Văn Tồn

Thì nạp: khi pít tơng đi xuống tạo ra một chân khơng bên trong xy lanh

hình trụ làm cho van nạp mở ra, khi đó khơng khí đi qua van nạp vào trong xy
lanh máy nén.

Hình 4: Hoạt động của máy nén khí trong thì nạp khí

17

Thi công mô hình hệ thống điều khiển ABSTCS trên phanh thủy khí

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về