0 BỘ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỔNG CỤC DẠY NGHỀ GIÁO TRÌNH Mô ñun: Bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống phanh ABS NGHỀ: CÔNG NGHỆ Ô TÔ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết ñịnh số: ) 1 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN: Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể ñược phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục ñích về ñào tạo và tham khảo. Mọi mục ñích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục ñích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. MÃ TÀI LIỆU: MĐ 36 LỜI GIỚI THIỆU Trong nhiều năm gần ñây tốc ñộ gia tăng số lượng và chủng loại ô tô ở nước ta khá nhanh. Nhiều kết cấu hiện ñại ñã trang bị cho ô tô nhằm thỏa mãn càng nhiều nhu cầu của giao thông vận tải. Trong ñó có hệ thống phanh chống bó cứng, phanh ABS (Anti-lock Braking System) nằm trong hệ thống an toàn chủ ñộng của ô tô hiện ñại. Nó có tác dụng giảm thiểu các nguy hiểm bằng sự ñiều khiển quá trình phanh một cách tối ưu. Để phục vụ cho học viên học nghề và thợ sửa chữa ô tô những kiến thức cơ bản cả về lý thuyết và thực hành bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống phanh ABS. Với mong muốn ñó giáo trình ñược biên soạn, nội dung giáo trình bao gồm bốn bài: Bài 1. Hệ thống phanh ABS Bài 2. Tháo - lắp hệ thống phanh ABS Bài 3. Kiểm tra, chẩn ñoán sai hỏng hệ thống phanh ABS Bài 4. Bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống phanh ABS Kiến thức trong giáo trình ñược biên soạn theo chương trình Tổng cục Dạy nghề, sắp xếp logic từ nhiệm vụ, cấu tạo, nguyên lý hoạt ñộng của hệ thống phanh ABS ñến cách phân tích các hư hỏng, phương pháp kiểm tra và quy trình thực hành sửa chữa. Do ñó người ñọc có thể hiểu một cách dễ dàng. Xin trân trọng cảm ơn Tổng cục Dạy nghề, khoa Động lực trường Cao ñẳng nghề Cơ khí Nông nghiệp cũng như sự giúp ñỡ quý báu của ñồng nghiệp ñã giúp tác giả hoàn thành giáo trình này. Mặc dù ñã rất cố gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏi sai sót, tác giả rất mong nhận ñược ý kiến ñóng góp của người ñọc ñể lần xuất bản sau giáo trình ñược hoàn thiện hơn. Hà Nội, ngày… tháng…. năm 2012 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Đinh Quang Vinh 2 MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG Lời giới thiệu 1 Mục lục 2 Thuật ngữ chuyên môn 3 Bài 1. Hệ thống phanh ABS 5 Bài 2. Tháo - lắp hệ thống phanh ABS 52 Bài 3. Kiểm tra, chẩn ñoán sai hỏng hệ thống phanh ABS 76 Bài 4. Bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống phanh ABS 105 Tài liệu tham khảo 141 3 THUẬT NGỮ CHUYÊN MÔN ABS - Antilock Brake System: hệ thống phanh chống bó cứng. ECU - Engine Control Unit: hộp ñiều khiển BAS - Brake Assist System: hệ thống hỗ trợ phanh gấp EBD - Electronic Brake Distribution: hệ thống phân phối lực phanh ñiện tử. TRC - Traction control: hệ thống kiểm soát lực kéo DTC - Diagnostic Trouble Code: mã chẩn ñoán hư hỏng DLC - Data link connector: giắc nối liên kết giữ liệu ESP - hệ thống ổn ñịnh ô tô bằng ñiện tử. 4 BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH ABS Mô ñun: MĐ 36 Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô ñun: - Mô ñun ñược bố trí dạy sau các môn học/mô ñun sau: MH 07, MH 08, MH 09, MH 10, MH 11, MH 12, MH 13, MH 14, MH 15, MH 16, MH 17, MĐ 18, MĐ 19, MĐ 20, MĐ 21, MĐ 22, MĐ 23, MĐ 24, MĐ 25, MĐ 26, MĐ 27, MĐ 28, MĐ 29, MĐ 30, MĐ 31, MĐ 32, MĐ 33, MĐ 34, MĐ 35. - Là mô ñun chuyên môn nghề trang bị cho người học kiến thức về hệ thống phanh ABS. - Tài liệu ñược dùng cho học viên nghề công nghệ ô tô trình ñộ cao ñẳng và trung cấp. Mục tiêu của mô ñun: - Trình bày ñúng các yêu cầu, nhiệm vụ và phân loại hệ thống phanh trong ô tô - Giải thích ñược cấu tạo và nguyên lý hoạt ñộng của hệ thống phanh ABS trong ô tô. - Nhận dạng ñược các bộ phận của hệ thống phanh ABS. - Phân tích ñược những hiện tượng, nguyên nhân sai hỏng của các bộ phận hệ thống phanh ABS trong ô tô. - Trình bày ñược phương pháp bảo dưỡng, kiểm tra và sữa chữa những sai hỏng của các bộ phận hệ thống phanh. - Sử dụng ñúng các dụng cụ kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa ñảm bảo chính xác và an toàn. - Chấp hành ñúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô. - Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học viên. Nội dung chính của mô ñun 5 BÀI 1: HỆ THỐNG PHANH ABS MĐ 36 - 01 Giới thiệu chung Hệ thống phanh ABS là một hệ thống hiện ñại ñược áp dụng trên ô tô nhằm ñảm bảo an toàn cho người và xe trong quá trình tham gia giao thông. Nội dung phần này sẽ trình bày những kiến thức cơ bản của hệ thống phanh ABS. Mục tiêu: - Phát biểu ñúng nhiệm vụ, phân loại và yêu cầu hệ thống phanh ABS. - Giải thích ñược cấu tạo, nguyên lý hoạt ñộng hệ thống và các bộ phận của phanh ABS. - Nhận dạng ñược các bộ phận trên hệ thống phanh ABS. - Chấp hành ñúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô. - Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học viên. Nội dung chính: 1.1 NHIỆM VỤ, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU HỆ THỐNG PHANH Mục tiêu: - Phát biểu ñúng nhiệm vụ, phân loại và yêu cầu hệ thống phanh ABS. 6 Hình 1.1. Lực phanh trên ô tô. Để giảm tốc ñộ của một xe ñang chạy và dừng xe, cần thiết phải tạo ra một lực làm cho các bánh xe quay chậm lại. Khi người lái ñạp bàn ñạp phanh, cơ cấu phanh tạo ra một lực (phản lực của mặt ñường) làm cho các bánh xe dừng lại và khắc phục lực (quán tính) ñang muốn giữ cho xe tiếp tục chạy, do ñó làm cho xe dừng lại. Nói khác ñi, năng lượng (ñộng năng) của các bánh xe quay ñược chuyển thành nhiệt do ma sát (nhiệt năng) bằng cách tác ñộng lên các phanh làm cho các bánh xe ngừng quay. Người lái không những phải biết dừng xe mà còn phải biết cách cho xe dừng lại theo ý ñịnh của mình. Chẳng hạn như, các phanh phải giảm tốc ñộ theo mức thích hợp và dừng xe tương ñối ổn ñịnh trong một ñoạn ñường tương ñối ngắn khi phanh khẩn cấp. Các cơ cấu chính tạo ra chức năng dừng xe này là hệ thống phanh như là bàn ñạp phanh và các lốp xe. Hình 1.2. Hệ thống phanh thường. Có hai loại hệ thống phanh. Hệ thống phanh chính ñược sử dụng khi xe ñang chạy là hệ thống phanh chân. Có loại phanh kiểu tang trống và phanh ñĩa, thường ñược ñiều khiển bằng áp suất thuỷ lực. Hệ thống phanh ñỗ xe ñược sử dụng khi ñã ñỗ xe. Hệ thống phanh ñỗ xe tác ñộng vào các phanh bánh sau qua các dây kéo ñể xe không dịch chuyển ñược. Hệ thống phanh chống bó cứng bánh xe ABS (ANTI LOCK BRAKE SYSTEM). ABS là bộ ñiều khiển phanh bằng máy tính ñể tự ñộng tránh khoá các lốp xe do phanh khẩn cấp. Hệ thống này làm tăng ñộ ổn ñịnh của xe và rút ngắn quãng ñường phanh. Do ñó các lốp không bị bó cứng và vô lăng vẫn có 7 thể xoay ñược ngay cả khi ấn phanh ñột ngột. Vẫn ñiều khiển ñược xe và ñỗ xe an toàn. Hình 1.3. Hình so sánh xe có trang bị ABS và không trang bị ABS. Hình 1.4. Phanh ABS Phanh ABS ñược giới thiệu lần ñầu tiên vào năm 1960 trên các máy bay thương mại. Điểm bất lợi của máy tính thập niên 60 là rất lớn và cồng kềnh. Năm 1969 hệ thống ABS lần ñầu tiên ñược lắp trên ô tô. Năm 1970 hệ thống ABS ñã ñược nhiều công ty sản xuất ô tô nghiên cứu và ñưa vào ứng dụng. Năm 1971 Công ty Toyota sử dụng lần ñầu tiên cho các xe tại Nhật ñây là hệ thống ABS 1 kênh ñiều khiển ñồng thời hai bánh sau. 8 Năm 1980 hệ thống này phát triển mạnh nhờ hệ thống ñiều khiển kỹ thuật số, vi xử lý (digital microprocessors/ microcontrollers) thay cho các hệ thống ñiều khiển tương tự (analog) ñơn giản trước ñó. Ngày nay, với sự hỗ trợ rất lớn của kỹ thuật ñiện tử ñã cho phép nghiên cứu và ñưa vào ứng dụng các phương pháp ñiều khiển mới trong ABS như ñiều khiển mờ, ñiều khiển thông minh, tối ưu hóa quá trình ñiều khiển ABS. Lúc ñầu hệ thống ABS chỉ ñược lắp trên các xe du lịch cao cấp, ñắt tiền, ñược trang bị theo yêu cầu riêng. Hiện nay, hệ thống ABS ñã giữ một vai trò quan trọng không thể thiếu trongcác hệ thống phanh hiện ñại, ñã trở thành tiêu chuẩn bắt buộc ñối với phần lớn các nước trên thế giới. Ngoài ra hệ thống ABS còn ñược thiết kế kết hợp với nhiều hệ thống khác: hệ thống kiểm soát lực kéo - Traction control (TRC); hệ thống phân phối lực phanh bằng ñiện tử EBD (Electronic Brake force Distribution); hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp BAS (Brake Assist System); hệ thống ổn ñịnh ô tô bằng ñiện tử (ESP). 1.1.1 Nhiệm vụ Khi phanh thông thường sử dụng hai loại lực cản khi phanh ñó là cực cản của hệ thống phanh, lực cản giữa lốp và mặt ñường. Hình 1.6. Phanh trên ñường trơn. Hình 1.5. Bánh xe bị bó cứng. 9 Bánh xe bị bó cứng và xe bắt ñầu trượt, mất tính ổn ñịnh dẫn hướng. Hệ thống phanh ABS tự ñộng ñiều khiển áp suất dầu lên các xy lanh bánh thích hợp ngăn không cho nó bị bó cứng, ñảm bảo tính dẫn hướng và xe vẫn có thể lái ñược khi phanh trên ñường trơn, phanh gấp. Hệ thống phanh thông thường không có ABS, nếu ñạp phanh trên ñường trơn, rất dễ mất tính ổn ñịnh dẫn hướng và người lái xe phải ñạp liên tục (nhồi phanh) ñể dừng xe. Với xe có ABS, ABS tự ñộng thực hiện chức năng này, vì vậy phanh ñược ñiều khiển chính xác và hiệu quả hơn. Như vậy hệ thống phanh ABS có nhiệm vụ ñiều khiển áp suất dầu tác dụng lên các xy lanh bánh xe ñể ngăn không cho bánh xe bị bó cứng khi phanh trên ñường trơn hay khi phanh gấp. Đảm bảo tính ổn ñịnh dẫn hướng trong quá trình phanh, ñể xe có thể ñiều khiển ñược bình thường. 1.1.2 Phân loại Theo phương pháp ñiều khiển: 1.1.2.1 Điều khiển theo ngưỡng trượt Điều khiển theo ngưỡng trượt thấp (slow mode): khi các bánh xe trái và phải chạy trên các phần ñường có hệ số bám khác nhau. ECU chọn thời ñiểm bắt ñầu bị hãm cứng của bánh xe có khả năng bám thấp ñể ñiều khiển áp suất phanh chung cho cả cầu xe. Lúc này, lực phanh ở các bánh xe là bằng nhau, bằng chính giá trị lực phanh cực ñại của bánh xe có hệ số bám thấp. Bánh xe bên phần ñường có hệ số bám cao vẫn còn nằm trong vùng ổn ñịnh của ñường ñặc tính trượt và lực phanh chưa ñạt cực ñại. Phương pháp này cho tính ổn ñịnh cao, nhưng hiệu quả phanh thấp vì lực phanh nhỏ. Điều khiển theo ngưỡng trượt cao (high mode): ECU chọn thời ñiểm bánh xe có khả năng bám cao bị hãm cứng ñể ñiều khiển chung cho cả cầu xe. Trước ñó, bánh xe ở phần ñường có hệ số bám thấp ñã bị hãm cứng khi phanh. Phương pháp này cho hiệu quả phanh cao vì tận dụng hết khả năng bám của các bánh xe, nhưng tính ổn ñịnh kém. 1.1.2.2 Điều khiển ñộc lập hay phụ thuộc Điều khiển ñộc lập: bánh xe nào ñạt tới ngưỡng trượt (bắt ñầu có xu hướng bị bó cứng) thì ñiều khiển riêng bánh ñó. Điều khiển phụ thuộc: ABS ñiều khiển áp suất phanh chung cho hai bánh xe trên một cầu hay cả xe theo một tín hiệu chung, có thể theo ngưỡng trượt thấp hay ngưỡng trượt cao. 1.1.2.3 Điều khiển theo kênh [...]... Nh n d ng các b ph n trên h th ng phanh ABS - Chu n b xe ô tô có trang b h th ng phanh ABS - Giáo viên gi i thi u v trí c a c m bi n t c ñ bánh xe, b ch p hành, ñèn báo ABS trên táp lô, Sau ñó cho t ng h c sinh lên nh n bi t v trí các b ph n c a h th ng trên xe 1.2.2 Nguyên lý ho t ñ ng Hình 1.13 Sơ ñ nguyên lý phanh ABS 1 B ch p hành th y l c; 2 Xy lanh phanh chính; 3 Xy lanh phanh bánh xe; 4 B ñi... th ng ABS làm vi c, bánh xe s có hi n tư ng nh p nh khi phanh và có s rung ñ ng nh c a xe, ñ ng th i bàn ñ p phanh có s rung ñ ng do d u phanh h i v t bơm d u Đây là các tr ng thái bình thư ng khi ABS làm vi c * Bài t p: Quan sát nguyên lý ho t ñ ng c a h th ng phanh ABS trên mô hình Nh n bi t t ng tư ng h p khi phanh bình thư ng, khi phanh g p 1.3.2.4 ABS ECU Ch c năng c a h p ñi u khi n ABS (ABS -... t phanh trên các bánh xe chéo nhau s b ng nhau.Ngoài ra các bánh xe c u sau ñư c ñi u khi n chung theo ngư ng trư t th p H th ng này t o ñ n ñ nh cao nhưng hi u qu phanh s th p Quá trình phanh khi quay vòng cũng ch u nh hư ng c a vi c b trí các phương án ñi u khi n ABS N u vi c ñi u khi n phanh trên t t c các bánh xe ñ c l p thì khi quay vòng l c phanh trên các bánh xe ngoài s l n hơn do t i tr ng trên. .. ñoán, ki m tra c m bi n và ch c năng d phòng 1.4 ABS CÓ EBD H th ng phanh ABS có EBD (Electronic Brake – Force Distribution) Hình 1.33 Phanh ABS có EBD 34 1.4.1 Khái quát "EBD" trong h th ng ABS có EBD là ch vi t t t c a phân ph i l c phanh b ng ñi n t ho c ñi u khi n phân ph i l c phanh c a h th ng ABS b ng ñi n t Ngoài ch c năng thông thư ng c a ABS, l c phanh ñư c phân ph i gi a các bánh trư c và bánh... khi phanh bình thư ng Khi ñ p phanh, áp su t d u trong xy lanh phanh chính tăng, d u phanh ch y t xi lanh phanh chính qua c a A ñ n c a C trong van ñi n 3 v trí r i t i xy lanh bánh xe D u phanh không vào ñư c bơm b i van m t chi u s 1 g n trong m ch bơm Khi nh chân phanh, d u phanh h i t xy lanh bánh xe v xy lanh chính qua c a C ñ n c a A và van m t chi u s 3 trong van ñi n 3 v trí b Khi phanh g p (ABS. .. khi phanh trong lúc ñang quay vòng H th ng ph i có ch ñ t ki m tra, ch n ñoán và d phòng, báo cho lái xe bi t hư h ng cũng như chuy n sang làm vi c như m t h th ng phanh bình thư ng 14 1.2 SƠ Đ C U T O VÀ NGUYÊN LÝ HO T Đ NG C A H PHANH ABS M c tiêu: TH NG - Gi i thích ñư c c u t o, nguyên lý ho t ñ ng h th ng phanh ABS 1.2.1 Sơ ñ c u t o Hình 1.11 Sơ ñ b trí các b ph n c a h th ng phanh ABS trên. .. a phanh, m t s ki u xe có ECU ñi u khi n trư t l p trong b ch p hành c a phanh 15 Hình 1.12 Sơ ñ h th ng phanh ABS B ch p hành c a phanh ñi u khi n áp su t thu l c c a các xy lanh bánh xe b ng tín hi u ra c a ECU ñi u khi n trư t C m bi n t c ñ phát hi n t c ñ c a t ng bánh xe và truy n tín hi u ñ n ECU ñi u khi n trư t Khi ECU phát hi n th y s tr c tr c ABS ho c h th ng h tr phanh, ñèn báo c a ABS. .. thác m t cách t i ưu kh năng phanh c a các bánh xe trên ñư ng, gi tính n ñ nh ñi u khi n và gi m quãng ñư ng phanh Đi u này không ph thu c vào vi c phanh ñ t ng t hay phanh t t c a ngư i lái xe Khi phanh xe trên ñư ng có các h s bám khác nhau thì momen xoay xe quanh tr c ñ ng ñi qua tr ng tâm c a xe là luôn luôn x y ra không th tránh kh i, nhưng v i s h tr c a h th ng ABS, s làm cho nó tăng r t ch... van còn l i ñi u khi n ñ ng th i hai bánh sau, vì v y h th ng này g i là ABS 3 kênh a Khi phanh bình thư ng (ABS không ho t ñ ng) ABS không ho t ñ ng trong quá trình phanh bình thư ng và ECU không g i dòng ñi n ñ n cu n dây c a van ñi n Bình thư ng van 3 v trí b n xu ng b i lò xo và c a A m , c a B ñóng Hình 1.20 Sơ ñ h th ng phanh ABS 3 v trí Tên chi ti t Van ñi n 3 v trí Mô tơ bơm Ho t ñ ng C aAm C... các bánh xe và g i tín hi u v ABS ECU dư i d ng các xung ñi n áp xoay chi u ABS ECU theo dõi tình tr ng các bánh xe b ng cách tính t c ñ xe và s thay ñ i t c ñ bánh xe, xác ñ nh m c ñ trư t d a trên t c ñ các bánh xe Khi phanh g p hay phanh trên nh ng ñư ng ư t, trơn trư t có h s bám th p, ECU ñi u khi n b ch p hành th y l c cung c p áp su t d u t i ưu cho m i xy lanh phanh bánh xe theo các ch ñ tăng . MH 13, MH 14, MH 15, MH 16, MH 17, MĐ 18, MĐ 19, MĐ 20, MĐ 21, MĐ 22, MĐ 23, MĐ 24, MĐ 25, MĐ 26, MĐ 27, MĐ 28, MĐ 29, MĐ 30, MĐ 31, MĐ 32, MĐ 33, MĐ 34, MĐ 35. - Là mô ñun chuyên môn nghề. trặc ở ABS hoặc hệ thống hỗ trợ phanh, ñèn báo của ABS bật sáng ñể báo cho người lái. * Bài tập: Nhận dạng các bộ phận trên hệ thống phanh ABS - Chuẩn bị xe ô tô có trang bị hệ thống phanh ABS. . của hệ thống phanh ABS trong ô tô. - Nhận dạng ñược các bộ phận của hệ thống phanh ABS. - Phân tích ñược những hiện tượng, nguyên nhân sai hỏng của các bộ phận hệ thống phanh ABS trong ô tô.