ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHAI THÁC HỆ THỐNG PHANH XE TOYOTA PRIUS 2010

MỤC LỤC

Danh mục hình ảnh................................................................................................................. 3

Danh mục bảng biểu................................................................................................................. 5

LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................................. 6

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG Ô TÔ TOYOTA VIOS................................................................................................................. 7

1.1 Tổng thể về ô tô Toyota Vios................................................................................................................. 7

1.2 Thông số kỹ thuật xe ô tô Toyota Vios 2014 1.5L................................................................................................................. 8

1.3 Các hệ thống trên xe ô tô Toyota Vios................................................................................................................. 9

1.3.1 Động cơ................................................................................................................. 9

1.3.2 Hệ thống truyền lực................................................................................................................. 9

1.3.3 Hệ thống lái............................................................................................................... 10

1.3.4 Hệ thống phanh............................................................................................................... 10

1.3.5 Phần vận hành............................................................................................................... 11

CHƯƠNG II: KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ TOYOTA VIOS............................................................................................................... 12

2.1 Tổng quan về hệ thống phanh............................................................................................................... 12

2.1.1 Công dụng............................................................................................................... 12

2.1.2 Yêu cầu............................................................................................................... 13

2. 2 Kết cấu chung hệ thống phanh............................................................................................................... 13
3. 3 Cơ cấu phanh............................................................................................................... 14
4. 3.1 Cơ cấu phanh đĩa trên xe Toyota Vios............................................................................................................... 15

2.3.2 Cơ cấu phanh dừng trên xe Toyota Vios............................................................................................................... 17

2. 4 Cụm dẫn động và trợ lực phanh............................................................................................................... 18

2.4.1 Bàn đạp phanh............................................................................................................... 19

2.4.2 Bộ trợ lực chân không............................................................................................................... 19

2.4.3 Xy lanh phanh chính............................................................................................................... 22

2. 5 Những cải tiến trên hệ thống phanh ô tô Toyota Vios............................................................................................................... 27
3. 5.1 Hệ thống phanh ABS............................................................................................................... 27
4. 5.2 Hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD............................................................................................................... 32

2.5.3 Hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BA (Brake Assist)............................................................................................................... 33

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN, KIỂM NGHIỆM CƠ CẤU PHANH Ô TÔ TOYOTA VIOS............................................................................................................... 35

3. 1Tính toán & kiểm nghiệm hệ thống phanh xe Toyota Vios............................................................................................................... 35

3.1.1 Tính toán lực tác dụng lên tấm ma sát............................................................................................................... 35

3.1.2 Xác định mô-men phanh thực tế và mô-men phanh yêu cầu............................................................................................................... 38

3.1.3 Tính toán xác định công ma sát riêng............................................................................................................... 40

3.1.4 Tính toán xác định áp lực lên má phanh............................................................................................................... 41

3.1.5 Tính toán nhiệt trong quá trình phanh............................................................................................................... 42

CHƯƠNG IV: KIỂM TRA, CHẨN ĐOÁN VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ TOYOTA VIOS............................................................................................................... 43

4.1 Khai thác sử dụng và kiểm tra tổng hợp hệ thống phanh Toyota Vios............................................................................................................... 43

4.1.1 Những lưu ý khi sử dụng hệ thống phanh............................................................................................................... 43

4.1.2 Kiểm tra tổng hợp xe............................................................................................................... 43

4.2 Kiểm tra hệ thống phanh ABS............................................................................................................... 47

4.2.1 Kiểm tra hệ thống chẩn đoán............................................................................................................... 47

4.2.2 Kiểm tra bộ chấp hành............................................................................................................... 55

4.2.3 Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe............................................................................................................... 56

4.3 Một số nội dung bảo dưỡng kỹ thuật xe Toyota Vios............................................................................................................... 56

4.3.1 Các dạng bảo dưỡng............................................................................................................... 56

4.3.2 Nội dung một số công việc trong bảo dưỡng kỹ thuật............................................................................................................... 58

4.3.3 Bảo dưỡng hệ thống phanh xe Toyota Vios............................................................................................................... 59

4.3.4 Một số nội dung kiểm tra bảo dưỡng với hệ thống phanh............................................................................................................... 61

4.3.5 Sữa chữa hư hỏng một số chi tiết bộ phận chính............................................................................................................... 66

KẾT LUẬN............................................................................................................... 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................................... 70

 

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Toyota Vios 2014 1.5L.......................................................... 7

Hình 1.2 Động cơ 1NZ-FE trên xe Toyota Vios................................... 9

Hình 1.3 Hệ thống lái xe Toyota Vios 11............................................. 10

Hình 1.4 Hệ thống treo ô tô Toyota Vios 13......................................... 11

Hình 2.1 Công dụng của hệ thống phanh.............................................. 12

Hình 2.2 Sơ đồ điều khiển hệ thống phanh Toyota Vios....................... 14

Hình 2.3Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa................................................. 15

Hình 2.4 Các bộ phận của phanh dừng – phanh sau.............................. 17

Hình 2.5 Cấu tạo cụm dẫn động phanh................................................. 19

Hình 2.6 Cấu tạo bộ trợ lực chân không.............................................. 20

Hình 2.7 Cấu tạo xy lanh phanh chính.................................................. 23

Hình 2.8 Xylanh phanh chính khi không đạp phanh............................ 24

Hình 2.9 Xylanh phanh chính khi đạp phanh....................................... 24

Hình 2.10 Xylanh phanh chính khi nhả phanh..................................... 25

Hình 2.11 Xylanh phanh chính khi bị rò rỉ phía sau............................. 26

Hình 2.12 Xylanh phanh chính khi bị rò rỉ phia trước.......................... 26

Hình 2.13 Cấu tạo chung của bộ chấp hành ABS.................................. 28

Hình 2.14 Nguyên ký của bộ chấp hành ABS khi phanh bình thường.. 29

Hình 2.15 Nguyên lý của bộ chấp hành ABS - chế độ “giảm áp”......... 30

Hình 2.16 Nguyên lý của bộ chấp hành ABS - chế độ “giữ”................. 31

Hình 2.17 Nguyên lý của bộ chấp hành ABS - chế độ “tăng áp”.......... 31

Hình 2.18 Hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD........................ 32

Hình 2.19 Sơ đồ hệ thống phanh BA.................................................... 33

Hình 3.1 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh ...................................  37

Hình 4.1 Đèn báo ABS......................................................................... 49

Hình 4.2 Giắc kiểm tra......................................................................... 49

Hình 4.3. Sơ đồ kiểm tra bàn đạp phanh............................................... 61

Hình 4.4 Kiểm tra hành trình tự do của bàn đạp................................... 62

Hình 4.5 Kiểm tra mức dầu phanh........................................................ 63

Hình 4.6 Tháo đường ống dẫn dầu ra khỏi xylanh phanh chính........... 64

Hình 4.7 Sơ đồ xả khí đường ống phanh.............................................. 65

Hình 4.8. Sơ đồ tháo cụm xylanh phanh đĩa........................................ 66

 

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật xe Toyota Vios 2014 1.5L................................................................................................................. 8

Bảng 3.1 Các thông số cơ bản của xe Toyota Vios 2014............................................................................................................... 35

Bảng 4.1 Nguyên nhân và cách khắc phục các hư hỏng thông thường của hệ thống phanh................................................................................................................ 44

Bảng 4.2 Danh mục mã chẩn đoán............................................................................................................... 50

Bảng 4.3 Bảng mã chẩn đoán............................................................................................................... 54

Bảng 4.4 Quy trình chuẩn cho bảo dưỡng 5000 KM............................................................................................................... 59

Bảng 4.5 Quy trình chuẩn cho bảo dưỡng 10000 KM............................................................................................................... 60

 

LỜI NÓI ĐẦU

 Trong những năm gần đây, do nhu cầu xã hội ngày càng phát triển, kéo theo mọi hoạt động trong 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 với 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:“ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH XE TOYOTA VIOS”.

Trong thời gian thực hiện đề tài do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên trong 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.

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU CHUNG Ô TÔ TOYOTA VIOS

1.1  Tổng thể về ô tô Toyota Vios

Hình 1.1 Toyota Vios 2014 1.5L

Công ty Ôtô Toyota Việt Nam vừa giới thiệu và tung ra thị trường xe Vios mới 2014. Vios 2014 tạo nên một hình ảnh mới mẻ của một chiếc xe thể thao, hướng tới sự hoàn hảo và an toàn nhằm đáp ứng nhu cầu đa dạng và ngày càng tăng của khách hàng.

Theo các nhà sản xuất thì xe ôtô Vios mới 2014 được trang bị hệ thống an toàn thụ động với hai túi khí, trong số các hệ thống phanh hiện đại trên xe phải kể đến hệ thống phanh được tích hợp các hệ thống như: hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS(Anti-lock Brake System); hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD (Electronical Brake-Force Distribution);hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BA (Brake Assist).

Xe Vios mới 2014 trang bị động cơ 1.5 với 16 van DOHC, công nghệ VVT-i nên động cơ xe luôn được vận hành và tăng tốc ở chế độ ổn định, đốt cháy triệt để và tiết kiệm nhiên liệu, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Được đánh giá là hình ảnh của sự trẻ trung và năng động.

1.2 Thông số kỹ thuật xe Toyota Vios 2014 1.5L

Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật xe Toyota Vios 2014 1.5L

Động cơ			1.5 CC
Hộp số			5 số sàn / 5 M/T
KÍCH THƯỚC - TRỌNG LƯỢNG
Kích thước tổng thể	Dài x Rộng xCao	mm	4410 x 1700 x1475
Chiều rộng cơ sở	Trước x Sau	mm	1475 x 1460
Khoảng sáng gầm xe		mm	145
Bán kính vòng quay tối thiểu		m	4.9
Trọng lượng	Không tải	kg	1050
	Toàn tải	kg	1500
Dung tích bình nhiên liệu		L	42
Dung tích khoang chứa hành lý		L	448
ĐỘNG CƠ / ENGINE
Loại		4 xy lanh, 16 van, DOHC, VVT-i
Dung tích công tác		cc	1497
Công suất tối đa		HP/rpm	107 / 6000
		kW/rpm	80 / 6000
Mô men xoắn tối đa		Kg.m/rpm	14.4 / 4200
		Nm/rpm	141 / 4200
Tiêu chuẩn khí xả			Euro 4
KHUNG GẦM
Hệ thống treo	Trước	Độc lập
	Sau	Phụ thuộc
Phanh	Trước	Đĩa thông gió
	Sau	Đĩa đặc
Lốp xe		185/60R15
Mâm xe		Mâm thép 14"

1.3 Các hệ thống trên xe ô tô Toyota Vios

1.3.1 Động cơ

Toyota Vios được lắp đặt động cơ 1NZ-FE dung tích 1.5 lít với 4 xy lanh thẳng hàng, 16 van DOHC và công nghệ VVT-i. Động cơ này sản sinh công suất 107 mã lực tại 6000 vòng/phút, mô-men xoắn 141 Nm tại 4200 vòng/phút. Động cơ xe được vận hành và tăng tốc ở chế độ ổn định, đốt cháy triệt để và tiết kiệm nhiên liệu, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

Hình 1.2 Động cơ 1NZ-FE trên xe Toyota Vios

1.3.2 Hệ thống truyền lực

Ly hợp: Loại 1 đĩa ma sát khô, thường đóng, có lò xo ép hình đĩa, dẫn động cơ khí kiểu cáp. Ở loại ly hợp này sử dụng lò xo dạng đĩa hình côn từ đó có thể tận dụng kết cấu này để đóng mở ly hợp mà không cần phải có đòn mở riêng. Mặt đáy của lò xo được tì trực tiếp vào đĩa ép, phần giữa của lò xo được liên kết với vỏ. Mặt đỉnh của lò xo sẽ được sử dụng để mở ly hợp khi bạc mở ép lên nó. 

Hộp số: Đối với phiên bản 1.5G là tự động 4 cấp, đối với phiên bản 1.5E là hộp số thường 5 cấp.

Truyền lực chính và vi sai: Đây là loại xe có động cơ và hộp số đặt ngang, cầu trước chủ động nên cặp bánh răng truyền lực chính và vi sai cũng được bố trí luôn trong cụm hộp số, sử dụng truyền lực chính một cấp, bánh răng trụ nghiêng.

1.3.3 Hệ thống lái

Hệ thống lái của xe bao gồm cơ cấu lái bánh răng và thanh răng, dẫn động lái và trợ lực lái. Cơ cấu lái loại bố trí trên thanh lái ngang. Dẫn động lái gồm có vành tay lái, vỏ trục, trục lái, truyền động các đăng, thanh lái ngnang và các khớp nối.

Hệ thống lái trên xe Toyota Vios là hệ thống lái cơ khí với tay lái trợ lực thủy lực, giúp tay lái nhẹ hơn khi chạy xe ở tốc độ thấp và trở lại mức bình thường khi xe chạy ở tốc độ cao.

Hình 1.3 Hệ thống lái xe Toyota Vios

1.3.4 Hệ thống phanh

Hệ thống phanh xe Toyota Vios bao gồm hệ thống phanh chân và phanh dừng (phanh tay).

Hệ thống phanh chân có dẫn dộng phanh thuỷ lực trợ lực chân không hai dòng chéo nhau, sử dụng cơ cấu phanh đĩa ở cả bánh trước và bánh sau. Bộ trợ lực phanh và xi lanh chính được ghép với nhau thành một khối, ty đẩy của bàn đạp phanh trước khi tác dụng vào pittông trong xy lanh chính có liên hệ với van phân phối của bộ cường hoá nên khi phanh lực tác dụng lên pittông xi lanh chính bao gồm cả lực của người lái và lực của bộ trợ lực phanh.

1.3.5 Phần vận hành

Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung hoặc vỏ của ô tô với hệ thống chuyển động. Nhiêm vụ chủ yếu của hệ thống treo là làm giảm các va đập, giúp ô tô chuyển động êm dịu khi đi vào đường gồ ghề, không bằng phẳng.

- Hệ thống treo trước: Hệ thống treo độc lập, lò xo, giảm chấn thủy lực.

- Hệ thống treo sau: Hệ thống treo phụ thuộc, lò xo.

Hình 1.4 Hệ thống treo ô tô Toyota Vios

CHƯƠNG II

KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ TOYOTA VIOS

2.1 Tổng quan về hệ thống phanh

2.1.1 Công dụng

Hệ thống phanh dùng để:

- Giảm tốc độ của ô tô cho dến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần thiết.

- Ngoài ra hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ô tô 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 thế ô tô mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năng suất vận chuyển.

Trên hệ thống ô tô quá trình phanh xe được tiến hành bằng cách tạo ma sát giữa phần quay và phần đứng yên của các cụm liên kết với bánh xe, giữa tang trống với má phanh hoặc đĩa phanh với má phanh. Việc ma sát giữa đĩa phanh với má phanh hay giữa tang trống với má phanh cũng ảnh hưởng đến hiệu quả phanh, phụ thuộc nhiều vào kết cấu của các chi tiết.

Hình 2.1 Công dụng của hệ thống phanh

Trong quá trình phanh ma sát giữa các cơ cấu phanh dẫn tới sự mài mòn và nung nóng các chi tiết ma sát, không xác định kịp thời và tiến hành hiệu chỉnh thì sẽ dẫn tới làm giảm hiệu quả phanh.

Các hư hỏng trong hệ thống phanh làm mất an toàn chuyển động của ôtô và thường kèm theo những hậu quả nghiêm trọng. Phụ thuộc vào kết cấu hệ thống phanh mà có các hư hỏng khác nhau.

2.1.2 Yêu cầu

Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:

- Làm việc bền vững, tin cậy.

- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp nguy hiểm.

- Giữ cho ô tô đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn chế.

- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển 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.

2. 2 Kết cấu chung hệ thống phanh trên xe Toyota Vios

Cơ cấu điều khiển là cơ cấu trực tiếp tác động điều khiển từ lái xe và đảm bảo tính chất tùy động của hệ thống dẫn động, bộ phận truyền dẫn truyền năng lượng từ nguồn đến cơ cấu chấp hành. Tại cơ cấu chấp hành năng lượng được biến đổi thành dạng thích hợp để dẫn động cơ cấu phanh.

Dẫn động phanh là một hệ thống các chi tiết truyền lực tác dụng từ bàn đạp đến cơ cấu phanh làm cho cơ cấu phanh hoạt động thực hiện quá trình phanh.

Hệ thống phanh trên ôtô thuộc hệ thống điều khiển của xe bao gồm các bộ phận dưới đây:

Hình 2.2 Sơ đồ điều khiển hệ thống phanh Toyota Vios

1. Đĩa phanh	2. Vành răng cảm biến	Xy lanh chính	4. Bầu trợ lực
5. Bàn đạp	6, 12. Cảm biến tốc độ	7, 11. Đường dầu phanh	8. Khối thủy lực
9. Đường dây tín hiệu	10. Đèn báo	13. Xy lanh bánh xe

Cơ cấu truyền gồm có các ống dẫn, các đầu nối ghép, có chức năng dẫn dầu từ cơ cấu điều khiển đến cơ cấu chấp hành. Cơ cấu truyền luôn được điền đầy dầu.

  Cơ cấu chấp hành của dẫn động phanh thủy lực là các xylanh phanh bánh xe, có tác dụng biến đổi áp suất dầu thành lực tác dụng lên cơ cấu phanh.        

Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp làm giảm tốc độ góc của bánh xe ôtô, luôn có mô-men phanh lớn, luôn luôn ổn định khi điều kiện bên ngoài và chế độ phanh thay đổi.

2. 3 Cơ cấu phanh

Hệ thống phanh chính gồm có: Cơ cấu phanh đĩa được bố trí ở cả 2 cầu, ở cầu trước là phanh đĩa loại thông gió và ở cầu sau là phanh đĩa đặc. Dẫn động phanh kiểu thủy lực có trợ lực chân không,đồng thời có bố trí hệ thống phanh ABS chống bó cứng.

2. 3.1 Cơ cấu phanh đĩa trên xe Toyota Vios

2.3.1.1 Cấu tạo của cơ cấu phanh đĩa trên xe Toyota Vios

Hình 2.3Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa

1. Càng phanh đĩa; 2. Má phanh đĩa; 3. Rô tô phanh đĩa; 4. Pít tông; 5. Dầu;               

Cấu tạo của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:

- Một đĩa phanh được lắp với moay-ơ của bánh xe và quay cùng bánh xe.

- Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xy lanh bánh xe.

- Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động bởi các pittông của các xy lanh bánh xe.

2.3.1.2 Nguyên lý làm việc của cơ cấu phanh đĩa

Mô tả nguyên lý khi đạp phanh: Dòng dầu có áp suất cao được truyền từ xy lanh phanh chính tới xy lanh bánh xe, dưới áp suất dầu của dầu làm píttông dịch chuyển về phía trước theo hướng tác dụng của dầu làm cupen píttông cao su bị biến dạng, píttông tiếp tục tiếp đến khi đẩy má phanh áp sát vào đĩa phanh. Trong lúc do càng phanh (calip) là không cố định trên giá đỡ mà dưới tác dụng của dòng dầu trong xy lanh đầy nó chuyển động ngược chiều với píttông nhờ trục trượt làm má phanh còn lại lắp trên càng phanh cũng tiến vào áp sát vào đĩa phanh. Áp suất dầu vẫn tăng và các má phanh bị đẩy tiếp xúc vào đĩa phanh ma sát giữa má phanh và đĩa phanh sẽ giúp giảm tốc độ của xe và dừng xe.

 Mô tả nguyên lý khi không đạp phanh: Do dòng dầu hồi về bình chứa và xy lanh phanh chính nên lực tác dụng lên píttông và càng phanh giảm dần và quá trình chuyển động của pittong và càng phanh ngược chiều khi đạp phanh. Lúc này đĩa phanh lại được tự do, cupen pittong cũng trả về vị trí ban đầu và kết thúc quá trình phanh. Nhờ bộ phận đàn hồi và đảo chiều trục của đĩa khi nhã phanh các má phanh luôn giữ cách mặt đĩa khe hở nhỏ do đó tự động điều chỉnh khe hở.

2.3.1.3 Ưu, nhược điểm của cơ cấu phanh đĩa

* Ưu điểm của phanh đĩa

 Phanh đĩa đ­ược dùng phổ biến cho xe có vận tốc cao đặc biệt hay gặp ở cầu trư­ớc. Ngày nay,phanh đĩa đ­ược dùng cho cả cầu trước và cầu sau vì các ưu điểm chính sau:

- Cấu tạo đơn giản nên việc kiểm tra và thay thế má phanh đặc biệt dễ dàng.

- Công nghệ chế tạo ít gặp khó khăn, có nhiều khả năng giảm giá thành trong sản xuất.

- Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh ổn định hơn so với cơ cấu phanh kiểu tang trống khi hệ số ma sát thay đổi. Điều đó giúp cho các bánh xe bị phanh làm việc ổn định, nhất là ở tốc độ cao.

- Khối l­ượng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn nên tổng các khối lư­ợng các chi tiết không treo nhỏ, nâng cao tính êm dịu và sự bám đường của xe.

- Khả năng thoát nhiệt ra môi trường bên ngoài là dễ dàng.

- Thoát nư­ớc tốt: Do nư­ớc bám vào đĩa phanh bị loại bỏ rất nhanh bởi lực ly tâm nên tính năng phanh đư­ợc phục hồi trong một thời gian ngắn.

- Không cần điều chỉnh phanh.

* Nh­ược điểm của phanh đĩa

- Như­ợc điểm của phanh đĩa là khó có thể tránh bụi bẩn và đất cát vì đĩa phanh không đ­ược che đậy kín, bụi bẩn sẽ lọt vào khe hở giữa má phanh và đĩa phanh làm giảm ma sát giữa đĩa phanh và má phanh khi phanh, phanh sẽ kém hiệu quả.

- Má phanh phải chịu đ­ược ma sát và nhiệt độ lớn hơn. Phanh đĩa có tiếng kêu rít do sự tiếp xúc giữa đĩa phanh và má phanh.

- Lực phanh nhỏ hơn.

Với ưu điểm lớn nhất đó là kết cấu đơn giản, hiệu quả phanh cao như phân tích trên thì loại phanh đĩa giá đỡ di động lại có ưu điểm là xy lanh thuỷ lực của cơ cấu phanh đặt một bên nên dễ dàng bố trí cơ cấu phanh và do loại phanh đĩa giá đỡ di động có thể tự lựa khi phanh nên hiệu quả phanh tốt hơn và phanh ăn êm dịu hơn cho nên ta chọn loại phanh đĩa có giá đỡ di động làm cơ cấu phanh trư­ớc.

2.3.2 Cơ cấu phanh dừng trên xe Toyota Vios

2.3.2.1 Cấu tạo của cơ cấu phanh dừng trên xe Toyota Vios

Hình 2.4 Các bộ phận của phanh dừng – phanh sau

1. Piston	2. Thiết bị điều chỉnh	3. Ống lót	4. Đĩa lệch tâm
5. Chày ép	6. Thanh áp lực	7. Vòng bít piston

2.3.2.2 Nguyên lý làm việc của cơ cấu phanh dừng

Xe ô tô Toyota Vios 2014 sử dụng hệ thống phanh trượt kết hợp.

Việc tác động phanh chính được thực hiện bằng thủy lực. Phanh đỗ xe được tác động cơ học qua dây cáp điều khiển. Ở đây, chày ép được tác động bởi đĩa lệch tâm của càng gạt phanh tay, ép vào thanh áp lực. Thanh áp lực tựa vào pittong phanh qua thiết bị điều chỉnh và như thế đạt được hiệu quả phanh. Sự hao mòn của bố phanh được cân bằng nhờ thiết bị điều chỉnh. Khi sự hao mòn tăng lên, thiết bị này tự quay trên trục chính theo hướng pittong phanh.

2.3.2.3 Ưu, nhược điểm của cơ cấu phanh dừng

          Là hệ thống truyền động cơ khí thuần túy, nên rắc rối phổ biến của phanh dừng là kẹt cứng. Theo nhiều thợ sửa xe, phanh kẹt do cáp khô dầu, khớp cơ khí han rỉ vì oxy hóa hoặc lâu ngày phanh không sử dụng, má không bung được, kết quả là bánh bó cứng. Chính vì thiết kế độc lập, nên hệ thống phanh dừng ít được quan tâm bảo dưỡng so với hệ thống khác. Kẹt phanh tay thường xuất hiện trên các xe đời cũ, các chi tiết đã bắt đầu có hiện tượng han rỉ, đặc biệt sau khi đi mưa.

Phanh dừng được xem là đạt yêu cầu khi có đủ khả năng giữ xe trên góc dốc từ 18 - 20 độ. Hiện tượng phanh không ăn đa phần do má bị mòn. Phanh dừng có tải làm việc nhẹ, nên người ta không đặt nặng vấn đề mòn. Điều quan trọng là vẫn còn đủ lớp ma sát cần thiết, còn hiện tượng phanh không ăn có thể khắc phục bằng cơ cấu cóc.

2. 4 Cụm dẫn động và trợ lực phanh

Ở xe Toyota Vios sử hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực. Dẫn động bằng thuỷ lực có ưu điểm là phanh êm dịu, dễ bố trí, có độ nhạy cao. Tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là tỷ số truyền của dẫn động dầu không lớn nên không thể tăng lực điều khiển trên cơ cấu phanh. Trong hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực tuỳ theo sơ đồ của mạch dẫn động mà người ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng.

Toyota Vios 2014 sử dụng hệ thống thủy lực dẫn động hai dòng, nghĩa là từ đầu ra của xy lanh chính có hai đường dầu độc lập đến các xy lanh bánh xe. Hệ thống thủy lực của phanh chính chia làm hai mạch phanh. Nhờ đó, khi một mạch bị hỏng thì vẫn còn đủ hiệu lực phanh ở mạch còn lại. Điều này giúp nâng cao chức năng an toàn cho người lái trong các trường hợp khẩn cấp như bị hư, hỏng hoặc vỡ mạch phanh.

Hình 2.5 Cấu tạo cụm dẫn động phanh

2. 4.1 Bàn đạp phanh

Là bộ phận được điều khiển bằng lực đạp chân của lái xe. Lực này sẽ được chuyển hoá thành áp suất thuỷ lực, nó tác dụng lên hệ thống phanh.

Nguyên lý làm việc:

Khi phanh, người lái đạp bàn đạp phanh, dưới tác dụng của cần đẩy, đẩy piston với cupen di chuyển vào phía trong che kín lổ thông làm dầu trong xy lanh chính sinh ra một áp suất đẩy dầu đi theo đường ống dẫn tới xy lanh của bộ trợ lực.Khi nhả phanh, các chi tiết trở về vị trí ban đầu.

Nếu khi nhả phanh đột ngột, do píttông lùi lại rất nhanh thì phía trước píttông sinh ra độ chân không, do dầu từ dòng dẫn động không kịp điền đầy, dưới tác dụng của độ chân không, dầu từ khoang trống sau píttông đi qua các lổ nhỏ ở đáy píttông và uốn cong mép cao su vào khoang trống phía trước píttông điền đầy khoảng trống đó và loại trừ không khí lọt vào hệ thống phanh.

2. 4.2 Bộ trợ lực chân không

2.4.2.1 Cấu tạo

Để giảm nhẹ lực của người lái trong quá trình phanh, đồng thời tăng hiệu quả phanh trong trường hợp phanh gấp, người ta trang bị thêm bộ trợ lực chân không.

Hình 2.6 Cấu tạo bộ trợ lực chân không

1. Ống nối	2. Thân trước	3. Màng trợ lực	4. Thân sau
5, 10, 13. Lò xo hồi vị	6. Van chân không	7. Bu lông	8. Phớt thân van
9. Màng chắn bụi	11. Lọc khí	12. Cần đẩy	14. Van điều khiển
15. Van thông khí	16. Chốt chặn	E - Lỗ thông khí

2.4.2.2 Nguyên lý làm việc

  Hệ thống trợ lực chân không hoạt động ở bốn trạng thái: đạp phanh, không đạp phanh, giữ chân phanh và nhả phanh.

Mô tả nguyên lý hoạt động ở trạng thái không tác động phanh: người lái không tác động vào bàn đạp phanh lúc này van không khí được nối với cần điều khiển và bị lò xo phản hồi của không khí kéo về bên phải. Van điều chỉnh bị lò xo đẩy sang bên trái tiếp xúc với van không khí. Do đó, không khí ngoài đi qua lưới lọc bị chặn lại không vào buồng thay đổi áp suất. Trong điều kiện này van chân không của thân vạn bị tách khỏi van điều chỉnh tạo ra một lối thông giữa buồng A và B. Vì luôn luôn có chân không trong buồng áp suất không đổi nên cũng có chân không trong buồng áp suất biến đổi vào thời điểm này vì vậy lò xo ngăn màng đẩy sang phải.

  Mô tả nguyên lý hoạt động ở trạng thái khi đạp phanh: người lái tác động vào bàn đạp phanh một lực. Lúc này cần điểu khiển đẩy không khí làm nó dịch chuyển sang bên trái. Lò xo van điều chỉnh cũng đẩy van không khí dịch chuyển sang bên trái cho đến khi nó tiếp xúc với van chân không. Chuyển động này làm bịt kín lối thông giữa buồng A và B. Khi van không khí tiếp tục dịch chuyển sang bên trái, nó càng rời xa van điều chỉnh, làm cho không khí bên ngoại lọt vào buồng thay đổi áp suất qua lỗ E (sau khi qua lưới lọc không khí). Độ chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất biến đổi và buồng áp suất không đổi làm cho pittong dịch chuyển sang bên trái làm cho đĩa phản lực đẩy cần đẩy bộ trợ lực về bên trái và làm tăng lực phanh.        

  Mô tả nguyên lý hoạt động ở trạng thái khi giữ phanh: khi người đạp vào bàn đạp phanh và giữ phanh nửa chừng, cần điểu khiển và van không khí dừng dịch chuyển nhưng pittong vẫn tiếp tục dịch chuyển sang bên trái do độ chênh lệch áp suất. Lò xo van điều khiển làm cho van này vẫn tiếp xúc với van chân không, nhưng nó dịch chuyển theo pittong.

  Vì van điều khiển dịch chuyển sang bên trái và tiếp xúc với van không khí, không khí bên ngoại bị chặn không vào được buồng áp suất biến đổi nên là áp suất trong buồng biến đổi vẫn ổn định. Do đó, có một độ chênh lệch áp suất không thay đổi giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất biển đổi. Vì vậy, pittong ngừng dịch chuyển và duy trì lực phanh này.

Mô tả nguyên lý hoạt động ở trạng thái khi nhả phanh: Khi người lái nhả bàn đạp phanh, cần điều khiển van và van khí bị đẩy sang phải nhờ lò xo hồi van khí và phản lực của xy lanh phanh chính. Nó làm cho van khí tiếp xúc với van điều khiển, cửa B đóng, đường thông giữa khí trời với buồng áp suất thay đổi bị bịt lại. Cùng lúc đó van khí cũng nén lò xo van điều khiển lại. Vì vậy van điều khiển bị tách ra làm mở cửa A. Cửa A đóng, cửa B mở ra, khí từ buồng áp suất thay đổi tràn sang buồng áp suất không đổi. Sự chênh áp không còn, pít tông bị đẩy lại sang bên phải bởi lò xo màng và trợ lực trở về trạng thái không hoạt động

  Trợ lực tối đa: nếu bàn đạp phanh xuống hết mức, van không khí dịch chuyển hoàn toàn ra khỏi van điều khiển, buồng áp suất thay đổi nạp không khí từ bên ngoài, độ chênh lệch áp giữa buồng áp suất biến đổi và buồng áp suất không đổi là lớn nhất. Điều này tạo ra tác dụng cường hoá lớn nhất lên píttông. Sau đó, dù thêm lực tác dụng lên bàn đạp phanh tác dụng cường hoá lên pittong vẫn giữ nguyên, và lực bổ sung chỉ tác dụng lên cần đẩy bộ trợ lực và truyền đến xy lanh chính.

  Khi không có chân không: nếu vì lý do nào đó, chân không không tác động vào bộ trợ lực phanh, sẽ không có sự chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất biến đổi và buồng áp suất không đổi (vì cả hai đều được nạp đầy không khí từ bên ngoài). Khi bộ trợ lực phanh ở vị trí ngắt pittong được lò xo màng ngăn đẩy về phía phải. Tuy nhiên, khi đạp bàn đạp phanh, cần điều khiển van tiếp về phía trái và đẩy van không khí, đĩa phản hồi và cần đẩy bộ trợ lực. Điều này làm cho pittong của xylanh chính tác động lên phanh lên phanh. Đồng thời van không khí đẩy vào chốt chặn van lắp trong thân van. Do đó, các phanh vẫn duy trì hoạt động kể cả khi không có chân không tác động vào bộ trợ lực phanh. Tuy nhiên, vì bộ trợ lực phanh không làm việc nên sẽ cảm thấy bàn đạp phanh nặng.

2.4.3 Xy lanh phanh chính

2.4.3.1 Cấu tạo:

  Xy lanh phanh chính là cơ chuyển đổi lực tác động của bàn đạp phanh thành áp suất thủy lực. Hiện nay, xy lanh chính kiểu hai buồng có hai píttông tạo ra áp suất thủy lực trong đường ống phanh của hai hệ thống.

Sau đó áp suất thủy lực này tác động lên các càng phanh đĩa hoặc các xy lanh phanh kiểu tang trống.

Bình chứa dùng để loại trừ sự thay đổi lượng dầu phanh do nhiệt độ dầu phanh thay đổi. Bình chứa có một vách ngăn ở bên trong để chia bình thành phần phía trước và phía sau như hình trên. Thiết kế của bình chứa có hai phần để đảm bảo rằng nếu một mạch có sự cố rò rỉ dầu thì vẫn còn mạch kia dùng để dừng xe.

Hình 2.7 Cấu tạo xy lanh phanh chính

1. Lò xo hồi vị	2. Cửa bù	3. Cửa nạp
4. Piston 1, 2	5. Cuppen	6. Bu lông hãm

Cảm biến mức dầu phát hiện mức dầu trong bình chứa thấp hơn mức tối thiểu và sau đó báo cho người lái bằng đèn cảnh báo của hệ thống phanh.

2.4.3.2Nguyên lý làm việc

* Khi làm việc bình thường

Khi hoạt động bình thường, cơ cấu hoạt động ở ba trạng thái: không đạp phanh, đạp phanh và giữ phanh.

Nguyên lý làm việc khi không đạp phanh: khi không đạp phanh người lái không tác dụng lên phanh một lực nào. Cúp-ben của píttông số 1 và số 2 nằm giữa cửa vào và cửa bù làm cho xylanh và bình dầu thông nhau. Píttông số 2 bị lực của lò xo hồi vị số 2 đẩy sang phải, nhưng không thể chuyển động hơn nữa do có bu lông hãm. Trong trường hợp cổng cân bằng đóng lại vì vị trí của nghỉ không đúng, thì không thể cân bằng dầu phanh. Khi dầu giãn nở ra do tăng nhiệt độ sẽ làm tăng tác dụng của phanh hay gây ra hiện tượng tự phanh.

Xylanh phanh chính khi không đạp phanh được thể hiện ở hình 2.7.

Hình 2.8 Xylanh phanh chính khi không đạp phanh

Nguyên lý làm việc khi đạp phanh: khi người lái đạp phanh sẽ tác động lên phanh một lực lúc này píttông số 1 dịch sang trái, cúp-ben của nó bịt kín cửa hồi như vậy bịt đường thông giữa xy lanh và bình chứa. Nếu píttông bị đẩy tiếp nó làm tăng áp suất dầu trong xylanh. Áp suất này tác dụng lên xylanh bánh sau. Do cũng có một áp suất dầu như thế tác dụng lên píttông số 2, píttông số 2 hoạt động giống hệt như píttông số 1 và tác dụng lên các xylanh bánh trước.

Hình 2.9 Xylanh phanh chính khi đạp phanh

Nguyên lý làm việc khi nhả bàn đạp phanh: khi người lái nhả phanh các píttông bị áp suất dầu và lực lò xo hồi vị đẩy về vị trí ban đầu. Tuy nhiên do dầu không chảy từ xylanh bánh xe về ngay lập tức, nên áp suất dầu trong xylanh chính giảm nhanh trong một thời gian ngắn (tạo thành độ chân không). Kết quả là dầu trong bình chứa sẽ chảy vào xylanh qua cửa vào, qua rất nhiều khe trên đỉnh píttông và qua chu vi của cúp-ben. Sau khi píttông trở về vị trí ban đầu thì dầu từ xylanh bánh xe dần dần trở về bình chứa qua xylanh chính và các cửa bù. Các cửa bù cũng điều hòa sự thay đổi thể tích dầu trong xylanh do nhiệt độ thay đổi. Vì vậy nó tránh cho áp suất dầu không bị tăng trong xylanh khi không đạp phanh.

Xylanh chính khi nhả phanh được thể hiện ở hình 2.9.

Hình 2.10 Xylanh phanh chính khi nhả phanh

Các píttông bị đẩy trở về vị trí ban đầu của chúng do áp suất thủy lực và lực của các lò xo phản hồi.

Tuy nhiên, do dầu phanh từ các xy lanh phanh không chảy về ngay, áp suất thủy lực bên trong xy lanh chính tạm thời giảm xuống (độ chân không phát triển). Do đó, dầu phanh ở bên trong bình chứa chảy vào xy lanh chính qua cửa vào, nhiều lỗ ở đỉnh píttông và quanh chu vi cúp-ben của píttông. Sau khi píttông đã trở về vị trí ban đầu của nó, dầu phanh dần dần chảy từ xy lanh phanh về xy lanh chính rồi chảy vào bình chứa qua các cửa bù. Cửa bù này còn khử các thay đổi về thể tích của dầu phanh có thể xảy ra ở bên trong xy lanh do nhiệt độ thay đổi. Điều này tránh cho áp suất thủy lực tăng lên khi không sử dụng các phanh.

* Khi hoạt động không bình thường (có sự cố trong hệ thống).

Rò dầu phía sau xylanh phanh chính:

Khi đạp phanh píttông số 1 dịch sang trái tuy nhiên không sinh ra áp suất dầu ở phía sau của xylanh. Vì vậy píttông số 1 nén lò xo hồi vị để tiếp xúc với píttông số 2 để đẩy píttông số 2 sang trái. píttông số 2 làm tăng áp suất dầu phía trước xylanh, vì vậy làm hai phanh nối với phía trước xylanh hoạt động.

Hình 2.11 Xylanh phanh chính khi bị rò rỉ phía sau

Rò rỉ dầu phía trước xy lanh chính:

Xylanh chính khi bị rò rỉ phía trước được thể hiện ở hình 2.11.

Hình 2.12 Xylanh phanh chính khi bị rò rỉ phia trước

Do áp suất dầu không sinh ra ở phía trước xylanh, píttông số 2 bị đẩy sang trái chạm vào thành píttông. Khi píttông số 1 bị đẩy tiếp sang trái, áp suất dầu phía sau xy lanh tăng cho phép 2 phanh nối với phía sau xylanh hoạt động.

2. 5 Những cải tiến trên hệ thống phanh ô tô Toyota Vios

Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhanh của kỹ thuật điều khiển điện tử và tự động, các hệ thống điều khiển trên ôtô ngày càng được cải tiến và hoàn thiện hơn, góp phần nâng cao tính tiện nghi và an toàn sử dụng của ôtô.

Nhằm nâng cao tốc độ chuyển động và tính an toàn chủ động của ôtô, có thể nói hệ thống phanh là một trong những mục tiêu được đầu tư và phát triển nhiều nhất và cũng đã đem lại những hiệu quả lớn nhất. Một hệ thống phanh hiện đại có rất nhiều chức năng ưu việt, không chỉ có tác dụng trong việc giảm tốc độ hay dừng xe, mà còn can thiệp cả trong quá trình khởi động và tăng tốc của ôtô, khống chế các hiện tượng quay vòng thiếu, quay vòng thừa, làm tăng tính ổn định của xe khi chuyển động trên đường.

2. 5.1 Hệ thống phanh ABS

Quá trình giảm tốc trên xe hơi ngày càng an toàn hơn trong các tình huống khẩn cấp, nhờ sự trợ giúp của công nghệ như chống bó cứng bánh xe, phân bổ lực phanh và hỗ trợ phanh gấp. Trong đó mỗi công nghệ lại đảm nhiệm từng yếu tố như bộ chống bó cứng bánh xe ABS giúp tài xế giữ được hướng lái, hệ thống phân bổ phanh điện tử EBD kiểm soát cân bằng, còn BA giảm thiểu quãng đường phanh (hỗ trợ lực phanh khẩn cấp),…

2.5.1.1 Công dụng ABS:

ABS điều khiển áp suất dầu tác dụng lên các xylanh bánh xe để ngăn không cho bánh xe bị bó cứng (trượt lết) khi phanh trên đường trơn hay khi phanh gấp. Nó cũng đảm bảo tính ổn định dẫn hướng trong quá trình phanh, nên xe không bị mất lái.

2.5.1.2 Cấu tạo chung hệ thống phanh ABS

Hệ thống phanh ABS gồm các chi tiết cơ bản sau:

- Các cảm biến tốc độ bánh xe nhận biết tốc độ góc của các bánh xe và đưa tín hiệu đến bộ ECU.
          - ECU theo dõi tình trạng các bánh xe bằng cách tính tốc độ xe và sự thay đổi tốc độ bánh xe từ tốc độ góc của bánh xe. Khi phanh gấp, ABS ECU điều khiển các bộ chấp hành để cung cấp áp suất tối ưu cho mổi xy lanh phanh bánh xe.
          - Bộ chấp hành ABS làm việc theo sự điều khiển của ABS ECU, tăng, giảm hay giữ nguyên áp suất dầu khi cần để đảm bảo hệ số trượt tốt nhất, tránh bó cứng bánh xe. 

Có nhiều kiểu bộ chấp hành ABS khác nhau, ở đây chúng ta sẽ chỉ mô tả một bộ chấp hành ABS điển hình sử dụng trên xe Toyota Vios loại bốn van điện từ ba vị trí trong hệ thống phanh ABS.

Hình 2.13 Cấu tạo chung của bộ chấp hành ABS

Bộ chấp hành ABS loại này có hai van để điều khiển bánh xe trước bên phải và bên trái một cách độc lập với nhau trong khi đó hai van còn lại điều khiển đồng thời bánh xe sau bên phải và bên trái.

2.5.1.3Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh ABS:

* Khi phanh bình thường - ABS không hoạt động:

Khi phanh bình thường, tức là lực cản trong cơ cấu phanh còn nhỏ chưa có nguy cơ làm bánh xe bị trượt, khi này ABS không hoạt động. ABS-ECU không gửi tín hiệu bằng dòng điện đến cuộn dây của van do đó van ba vị trí bị ấn xuống bởi lò xo hồi vị và cửa "A" mở còn cửa "B" đóng. Lúc này, van một chiều ngăn cản dầu phanh truyền đến bơm.

Hình 2.14 Nguyên ký của bộ chấp hành ABS khi phanh bình thường

Khi đạp phanh, áp suất dầu trong xy lanh phanh chính tăng dầu phanh sẽ đi từ cửa "A" đến cửa "C" trong van điện từ ba vị trí rồi tới xy lanh bánh xe.

Dầu phanh không vào được bơm bởi van một chiều số 1 gắn trong mạch bơm.

Khi thôi phanh, dầu phanh hồi từ xy lanh bánh xe về xy lanh chính qua cửa "C" đến cửa "A" và van một chiều số 3 trong van điện từ ba vị trí. Ở chế độ này khi ABS làm việc thì van điện từ ba vị trí hoạt động thì cửa "A" mở cửa "B" đóng và mô-tơ bơm không hoạt động.

* Khi phanh ngắt - ABS có hoạt động:

Khi phanh ngặt nếu có bất kỳ bánh xe nào gần bị bó cứng thì bộ chấp hành ABS điều khiển áp suất dầu phanh tác dụng lên xy lanh bánh xe đó theo tín hiệu từ ECU vì vậy bánh xe không bị bó cứng.

* Khi bộ chấp hành ABS hoạt động có thể chia thành ba chế độ sau:

- Chế độ "giảm áp":

Khi một bánh xe gần bị bó cứng, ECU gửi dòng điện (5A) đến cuộn dây của van điện từ tạo ra một lực từ mạnh. Van ba vị trí chuyển động lên phía trên, cửa "A" đóng lại, cửa "B" mở.

Hình 2.15 Nguyên lý của bộ chấp hành ABS - chế độ “giảm áp”

Lúc này, dầu phanh từ xy lanh bánh xe qua cửa "C" tới cửa "B" để chảy về bình chứa. Cùng lúc đó, môtơ bơm hoạt động nhờ tín hiệu từ ECU, dầu phanh được bơm trả về xi lanh phanh chính từ bình chứa. Mặt khác cửa "A" đóng ngăn không cho dầu phanh từ xy lanh chính vào van điện từ ba vị trí, van một chiều số 1 và số 3. Kết quả là áp suất dầu trong xy lanh bánh xe giảm xuống làm lực cản trong cơ cấu phanh giảm xuống ngăn không cho bánh xe bị bó cứng. Mức độ giảm áp suất dầu được điều chỉnh bằng cách lặp lại các chế độ "giảm áp" và "giữ".

Lúc này van điện từ ba vị trí hoạt động thì cửa "A" đóng và cửa "B" đều đóng lại. Đồng thời môtơ bơm cũng hoạt động.

- Chế độ "giữ" thể hiện trên hình 2.16

Khi áp suất bên trong xy lanh bánh xe giảm hay tăng làm tốc độ bánh xe thay đổi, cảm biến tốc độ gửi tín hiệu báo rằng tốc độ bánh xe đạt đến giá trị mong muốn. Khi này ECU cấp dòng điện (2A) đến cuộn dây của van điện từ để giữ áp suất trong xy lanh bánh xe không đổi. Khi dòng điện cấp cho cuộn dây của van điện từ bị giảm từ 5A (ở chế độ “giảm” áp) xuống còn 2A ở chế độ “giữ” áp lực từ sinh ra trong cuộn dây cũng giảm, van điện 3 vị trí dịch chuyển xuống vị trí giữa nhờ lực của lò xo hồi vị làm cửa A và cửa B đều đóng. Lúc này bơm dầu vẫn còn làm việc.

Hình 2.16 Nguyên lý của bộ chấp hành ABS - chế độ “giữ”

Khi dòng điện cấp cho cuộn dây của van điện từ bị giảm từ 5A (ở chế độ giảm áp) xuống còn 2A (ở chế độ giữ), lực điện từ sinh ra trong cuộn dây cũng giảm. Kết quả van điện từ ba vị trí dịch chuyển xuống vị trí giữa nhờ lực của lò xo hồi vị làm đóng cửa "B". Lúc này van điện từ ba vị trí hoạt động thì cửa "A" và cửa "B" đều đóng lại. Đồng thời môtơ bơm cũng hoạt động.

- Chế độ "tăng áp" thể hiện trên hình 2.17.

Hình 2.17 Nguyên lý của bộ chấp hành ABS - chế độ “tăng áp”

Khi cần tăng áp suất trong xi lanh bánh xe để tạo lực phanh lớn, ECU ngắt dòng điện cấp cho van điện từ. Vì vậy cửa "A" của van điện từ ba vị trí mở và cửa "B" đóng. Nó cho phép dầu trong xy lanh phanh chính đi qua cửa "C" trong van điện từ ba vị trí để đến xy lanh bánh xe. Mức độ tăng áp suất dầu được điều khiển nhờ lặp lại các chế độ "tăng áp" và "giữ".

Chế độ tăng áp này khi van điện ba vị trí hoạt động thì cửa "A" mở và cửa "B" đóng. Môtơ bơm hoạt động.

2. 5.2 Hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD (Electric Brake Force Distribution)

Là một hệ thống gần như luôn đi kèm với ABS. Tương tự như ABS, mục tiêu của EBD cũng để hạn chế tình trạng trượt khi bánh xe phanh đột ngột.

Hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD là một cơ cấu điện tử giúp xe cân bằng từng lực phanh trên từng bánh cụ thể tuyg theo điều kiện mặt đường, tốc độ quay, tải trọng….EBD để thực hiện việc phân phối lực phanh giữa bánh trước và sau theo điều kiện xe chạy. Ngoài ra trong khi quay vòng nó cũng điều khiển lực phanh các bánh bên phải và bên trái giúp duy trì ổn định của xe.

Hệ thống phanh ABS và EBD ra đời chính là để hạn chế sự trượt lết và điều chỉnh lực phanh ở từng bánh xe cho phù hợp với tải trọng khi phanh.

Hình 2.18 Hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD

Phân phối lực phanh của các bánh trước/sau: Nếu tác động của các phanh trong khi xe đang chạy tiến thẳng, bộ chuyển tải trọng sẽ giảm tải trọng tác động lên các bánh sau. ECU xác định điều kiện này bằng các tín hiệu từ các cảm biến tốc độ và điều khiển bộ chấp hành ABS để điều chỉnh tối ưu sự phân phối lực phanh.

Phân phối lực phanh giữa các bánh 2 bên khi quay vòng: Nếu tác động các phanh trong khi xe đang quay vòng, tải trọng tác động vào các bánh bên trong sẽ tăng lên ECU xác định điều kiện này bằng các tín hiệu từ các cảm biến tốc độ và điều khiển bộ chấp hành để điều chỉnh tối ưu sự phân phối lực phanh tới bánh xe.

Lực phanh sinh ra ở các bánh xe tỷ lệ với tải trọng tác động lên bánh xe ở đó thì phanh đạt hiệu quả cao nhất- quãng đường phanh ngắn, không gây mất ổn định hướngkhi phanh.

2. 5.3. Hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BA (Brake Assist)

Giải thích một cách đơn giản, hệ thống sẽ phân tích tốc độ và lực mà người đạp bàn đạp phanh, từ đó xác định tình huống phanh khẩn cấp, nếu bàn đạp phanh không được đạp “sát ván” hệ thống sẽ kích hoạt BA để phanh hết cở.

2.5.3.1 Cấu tạo:

Các thiết bị quan trọng của hệ thống bao gồm: Cảm biến kiểm soát trạng thái bàn đạp phanh, bộ phận khuếch đại lực phanh bằng chân không và cácvan điện được điều khiển bằng máy tính trung tâm.

Hình 2.19 Sơ đồ hệ thống phanh BA

2.5.3.2 Nguyên lý hoạt động:

Hệ thống BA (Brake Assist) thường trang bị cùng trên xe có sử dụng ABS nó giúp cải thiện và nâng cao tính tối ưu của hệ thống phanh trên xe.

Trong tình huống phanh khẩn cấp ECU phát hiện tình trạng đạp phanh bất thường (đột ngột) của lái xe thông qua sự tăng áp suất trong buồng xy lanh phanh chính nhờ cảm biến áp suất đặt tại đây. Từ phân tích và tín hiệu được gửi về thì ECU sẽ quyết định sự cần thiết của sự hỗ trợ phanh. ECU điều khiển bơm trong bộ chấp hành BA, khi đó dòng dầu áp suất cao sẽ được gửi thêm vào xy lanh bánh xe và làm cho áp suất của xy lanh bánh xe lớn hơn trong xy lanh phanh chính mà lực đạp phanh của lái xe tạo ra. Kết quả là hầu như ngay lập tức lực phanh đạt tới cực đại và các bánh xe ở trạng thái bó cứng do đó sự kết hợp ABS là rất cần thiết.

  Một điểm đặc biệt của hệ thống BA là thời gian và mức độ hỗ trợ và nó được thiết kế đảm bảo rằng lái xe không nhận thấy gì về quá trình điều khiển hỗ trợ gấp.

Chú ý: Nếu lái xe quá lạm dụng sự hỗ trợ của hệ thống mà thường xuyên đạp trong tình trạng gấp (không loại trừ trường hợp lái xe không có kinh nghiệm) thì có thể nó sẽ làm giảm hiệu quả của sự trợ lực khẩn cấp này. Kết quả là làm tăng thời gian phản ứng của hệ thống cũng như giảm về cừng độ hỗ trợ.

Qua việc phân tích nguyên lý và cấu tạo của các hệ thống hỗ trợ ổn định trên xe du lịch, có thể thấy việc ứng dụng các hệ thống ABS, EBD, BA vào ô tô là việc hết sức cần thiết để đảm bảo tính ổn định và hiệu quả khi phanh. Từ đó mang lại sự an toàn cho người lái và hành khách trên xe.

CHƯƠNG III

TÍNH TOÁN, KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ TOYOTA VIOS

3.1 Tính toán & kiểm nghiệm hệ thống phanh xe Toyota Vios

3.1.1Tính toán lực tác dụng lên tấm ma sát

- Tải trọng không tải:  

            G₀ = 1050 (kg) = 10500   (N).

- Trọng lượng toàn bộ:

            G_a = 1500 (kg) = 15000   (N).

*Các thông số ban đầu

Bảng 3.1 Các thông số cơ bản của xe Toyota Vios 2014

STT	Thông số cơ bản	Kí hiệu	Giá trị	Đơn vị
1	Trọng lượng toàn bộ xe	G	1500	KG
2	Chiều cao trọng tâm	hg	0,45	m
3	Trọng tâm cách cầu trước	a	1,224	m
4	Trọng tâm cách cầu sau	b	1,326	m
5	Chiều dài cơ sở	L0	2,550	m
6	Trọng lượng phân bố ra cầu trước	G1	780	kG
7	Trọng lượng phân bố ra cầu sau	G2	720	kG
8	Đường kính của xy lanh phanh chính	D	0,26	m
9	Đường kính của xy lanh công tác trước	d1	0,042	m
10	Đường kính của xy lanh công tác sau	d2	0,026	m
11	Góc ôm của má phanh trước	1	30	Độ
12	Góc ôm của má phanh sau	2	30	Độ
13	Bán kính ngoài của tấm ma sát	R	0,112	m
14	Bán kính trong của tấm ma sát	r	0,079	m

- Cơ cấu phanh trước:

...

Hình 4.7 Sơ đồ xả khí đường ống phanh

- Lặp lại quá trình trên cho đến khi tất cả khí trong dầu phanh được xả hết.

- Tháo ống nhựa và xiết chặt nút xả khí.

- Lực xiết 8.0 Nm (82 kgf.cm).

- Lặp lại quy trình trên để xả khí ra khỏi đường ống phanh cho từng bánh xe.

4.3.4.5 Kiểm tra cơ cấu phanh

* Quy trình tháo kiểm tra bảo dưỡng cơ cấu phanh cho tất cả các bánh xe đều tương đối giống nhau sau đây là quy trình cho cơ cấu phanh phía trứơc.

(1) Tháo tấm ốp che bụi ngoài.

(2) Tháo 5 bu lông để tháo bánh xe ra ngoài.

(3)  Xả dầu phanh.

(4) Tháo kiểm tra cụm xi lanh phanh đĩa.

- Tháo bu lông nối gioăng ra khỏi cụm xy lanh phanh đĩa sau đó ngắt ống mền phanh trứơc.

- Giữ chốt trượt xy lanh phanh đĩa phía trước và tháo 2 bu lông và cụm xi lanh phanh đĩa.

- Tháo rời cụm má phanh ra khỏi giá đỡ phanh.

- Tháo rời các chi tiết và tiến hành làm sạch và đo kiểm tra.

Hình 4.8. Sơ đồ tháo cụm xylanh phanh đĩa

* Kiểm tra độ dày ma sát má phanh: Làm  sạch má phanh, kiểm tra độ dày má phanh bằng thước đo.

*Kiểm tra độ dầy của đĩa phanh:

- Kiểm tra làm sạch đĩa phanh

- Quan sát bề mặt đĩa phanh xem có bị nứt vỡ, hay xước không.

- Đo độ dầy đĩa phanh bằng Panme:

- Độ dầy tiêu chuẩn 28mm, độ dày nhỏ nhất là 25mm

- Đo độ đảo đĩa phanh: Lắp đĩa phanh trước lên, xiết đĩa phanh bằng 3 bu lông moay-ơ sau đó sử dụng đồng hồ xo để đo độ đảo đĩa phanh.

4.3.5 Sữa chữa hư hỏng một số chi tiết bộ phận chính

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

- Thêm hoặc thay dầu phanh.

- Làm sạch hệ thống thủy lực, đường ống dầu phanh.

- Tách khí khỏi hệ thống thủy lực.

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

- Sửa chữa hoặc thay thế bộ phận trợ lực phanh.

- Thay thế má phanh.

Cốt má phanh: Bề mặt cốt sắt để tán má phanh nếu bị vênh quá 0,40[mm] thì phải sửa chữa lỗ để lắp đệm lệch tâm không được mòn quá (0,10-0,12)mm các đầu đinh tán phải chắc chắn không lỏng má phanh không nứt và cào xướt mặt đầu của các đinh tán phải cao hơn bề má phanh ít nhất là 2.5[mm].

Khe hở giữa má phanh và đĩa phanh điều chỉnh theo yêu cầu đầu trên má phanh trước và sau là 0,25[mm] đầu dưới má phanh trước và sau là 0,12[mm] khe hở giữa trục quay má phanh với vòng đồng lệch tâm cho phép là: (0,06 – 0,15)[mm].

Xylanh chính và xylanh bánh xe thường có những hư hỏng như: Bề mặt xylanh bị cào xước, xylanh bị côn, méo các lò xo hồi vị bị gẫy mất đàn hồi, các vòng làm kín bị nở, các răng ốc nối các ống dẫn dầu bị tua.

Thay thế má phanh đĩa lau chùi bụi và tra dầu mỡ moay-ơ kiểm tra các vòng phớt xem có rò dầu không ….

Theo yêu cầu thì bề mặt xylanh phải nhẵn bóng không có vết rỗ xước sâu quá 0,5[mm]. Ðường kính xy lanh không được côn méo quá 0,05[mm] so với đường kính tiêu chuẩn, các lò xo hồi vị phải đủ tiêu chuẩn về lực đàn hồi.

Ðối với những hư hỏng trên thì phải tiến hành sửa chữa hoặc thay mới chứ không thể điều chỉnh được. Các vòng làm kín, lò xo hồi vị nếu kiểm tra không đạt yêu cầu thì nên thay mới. Các pitông, xylanh bị côn hoặc méo thì phải tiến hành gia công trở lại.         

Ðối với bầu trợ lực cần phải kiểm tra píttông màng nếu có hiện tượng rạng rách thì phải thay thế để đảm bảo hiệu quả phanh.

* Tháo, lắp calip:

Đầu tiên, lấy bớt từ 1/2 đến 2/3 dầu phanh ra khỏi bình chứa trong hệ thống thuỷ lực rồi nâng xe và tháo bánh xe. Dùng vam chữ C để đẩy píttông vào trong xy lanh. Tháo các bộ phận gá lắp và nâng calíp. Dùng một cái móc để treo calíp tránh tình trạng để calíp treo lủng lẳng ở đường ống dầu phanh, tháo guốc phanh cũ, tháo các ống lót trong calíp.

Trước khi lắp ráp calíp hãy nhúng đệm pittông vào trong dầu phanh sạch rồi lắp đệm vào rãnh trong nòng calíp, chú ý đừng để đệm bị xoắn. Bôi lên pittong 1 lớp dầu phanh, lắp vòng che bụi mới lên píttông rồi lắp píttông vào calíp và lắp calíp vào xe.

Để lắp ráp calíp, đầu tiên lắp các ống lót, trụ trượt và guốc phanh mới. Rồi đặt calíp lên đĩa vào, lắp các bulông định vị. Thêm dầu phanh vào bình chứa, chú ý không nên dùng lại phần dầu phanh đã lấy ra. Nhấp phanh vài lần để tạo sự tiếp xúc giữa bố phanh và đĩa đồng thời qua đó kiểm tra sự chắc chắn của phanh kiểm tra và châm dầu phanh vào xy lanh chính nếu cần thiết.

KẾT LUẬN

Sau một thời gian nghiên cứu thu thập tài liệu, vận dụng những kiến thức đã học và tính toán nội dung của đồ án, đồng thời được sự hướng dẫn kiểm tra tận tình, chu đáo, tỉ mỉ của thầy giáo TS.   cùng với sự giúp đỡ của các thầy trong Bộ môn nguyên lý kết cấu và với sự nỗ lực của bản thân, đến nay đồ án của em đã hoàn thành được các nội dung sau: Trong đó chương I, II của đồ án tập trung giới thiệu khái quát và phân tích kết cấu đặc điểm của hệ thống phanh trên xe Toyota Vios 2014. Tiếp đến chương III tập trung vào trình bày cơ sở lý thuyết và tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô Toyota Vios. Và cuối cùng chương IV là hướng dẫn khai thác hệ thống phanh trên xe Toyota Vios.

Hạn chế của đồ án là mới chỉ mới tập trung khai thác các cụm chi tiết cơ bản của hệ thống phanh trên xe Toyota Vios chứ tập trung phân tích cũng như đi sâu về nguyên lý làm việc cũng như hoạt đông của hệ thống phanh có hỗ trợ EBD và BA, trong khi những hệ thống này đang ngày càng được sử dụng phổ biến như một trang bị chuẩn cho hệ thống phanh trên xe du lịch hiện đại ngày nay.

  Mặc dù nhận được sự giúp đỡ rất nhiệt tình của các thầy. Nhưng do trình độ bản thân còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm thực tế còn ít. Và thời gian làm đồ án không đủ để có thể khai thác thêm những hệ thống hỗ trợ phanh khác. Em rất mong được sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến của các thầy giáo trong bộ môn ô tô và các bạn trong lớp để cho đồ án của em được hoàn chỉnh hơn và bản thân em cũng được hoàn thiện hơn, để phục vụ cho công việc sau này.

  Em xin chân thành cảm ơn!