TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CHỐNG BÓ CỨNG PHANH TRÊN XE MAZDA CX 5 2013 SVTH NGUYỄN GIA SANG MSSV 13145214 SVTH[.]
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
GVHD: ThS NGUYỄN QUỐC ĐẠT
Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2017
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: công nghệ kỹ thuật ô tô
GVHD: ThS NGUYỄN QUỐC ĐẠT
Trang 3TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC TP Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 07 năm 2017
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: 1.NGUYỄN GIA SANG MSSV: 13145214
2 NGUYỄN QUỐC ĐỨC THỊNH MSSV: 13145254
Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Mã ngành đào tạo: 52510205
Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ đào tạo: Khóa: 2013 Lớp: 131454 1 Tên đề tài Nghiên cứu hệ thống chống bó cứng phanh trên xe Mazda CX-5 2013 2 Nhiệm vụ đề tài
3 Sản phẩm của đề tài
4 Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 12/06/2017 5 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 24/07/2017 TRƯỞNG BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Trang 4TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Bộ môn: Điện tử ô tô
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN GIA SANG MSSV:13145214 Hội đồng:………
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN QUỐC ĐỨC THỊNH MSSV:13145254 Hội đồng:………
Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống chống bó cứng phanh trên xe Mazda CX-5 2013 Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật ô tô Họ và tên GV hướng dẫn: Th.S NGUYỄN QUỐC ĐẠT 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(không 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)
Trang 5
2.4 Những tồn tại (nếu có):
3 Đánh giá:
4 Kết luận:
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày 25 tháng 07 năm 2017
Giảng viên hướng dẫn ((Ký, ghi rõ họ tên)
tối đa
Điểm đạt được
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10
Tính cấp thiết của đề tài 10
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa
học xã hội…
5
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10
Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình
đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế
15
Khả năng cải tiến và phát triển 15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… 5
3 Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10
Trang 6TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Bộ môn: Điện tử ô tô
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN GIA SANG MSSV: 13145214 Hội đồng…
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN QUỐC ĐỨC THỊNH MSSV: 13145254 Hội đồng…
Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống chống bó cứng phanh trên xe Mazda CX-5 2013 Ngành đào tạo: Công Nghệ kỹ Thuật Ô Tô Họ và tên GV phản biện (Mã GV): VÕ XUÂN THÀNH (Mã GV: 0412) 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:
Trang 75 Câu hỏi:
6 Đánh giá:
7 Kết luận:
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày 25 tháng 07 năm 2017
Giảng viên phản biện ((Ký, ghi rõ họ tên)
tối đa
Điểm đạt được
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10
Tính cấp thiết của đề tài 10
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa
học xã hội…
5
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10
Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình
đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế
15
Khả năng cải tiến và phát triển 15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… 5
3 Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10
Trang 8TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống chống bó cứng phanh trên xe Mazda CX-5 2013
Họ và tên Sinh viên: NGUYỄN GIA SANG MSSV: 13145214
NGUYỄN QUỐC ĐỨC THỊNH MSSV: 13145254 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản biện và các thành viên trong Hội đồng bảo vê Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn chỉnh đúng theo yêu cầu về nội dung và hình thức
Chủ tịch Hội đồng:
Giảng viên hướng dẫn:
Giảng viên phản biện:
Trang 9em trong suốt quá trình làm khóa luận
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường ĐH sư phạm kỹ thuật
TP HCM nói chung, các thầy cô trong bộ môn Điện tử ô tô nói riêng đã dạy dỗ cho em kiến thức về các môn đại cương cũng như các môn chuyên ngành, giúp em có được cơ sở
lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều kiện, giúp
đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp
Tp Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 07 năm 2017
Sinh viên thực hiện Nguyễn Gia Sang Nguyễn Quốc Đức Thịnh
Trang 10TÓM TẮT
Hiện nay, hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) được xem như một tiêu chuẩn của những chiếc xe ô tô Đây là một thành phần hết sức quan trọng, hỗ trợ quá trình phanh xe được an toàn và chính xác hơn, đặc biệt trong những trường hợp phanh gấp
Đề tài nghiên cứu hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) trên xe Mazda CX-5 (2013) Đồng thời, đề tài cũng tìm hiểu về một số hệ thống kết hợp với hệ thống ABS như: hệ thống phân phối lực phanh (EBD), hệ thống kiểm soát lực kéo (TCS) Các hệ thống này cùng với ABS giúp đảm bảo sự ổn định cho xe trong các trường hợp khẩn cấp, nâng cao
độ an toàn cho xe
Bằng phương pháp nghiên cứu lý thuyết qua tài liệu của Mazda CX-5, đề tài thực hiện nghiên cứu các vấn đề sau:
Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, vị trí từng bộ phận của các hệ thống mà đề tài thực hiện nghiên cứu
Cách kiểm tra, chẩn đoán và sửa chữa hư hỏng các hệ thống
Trang 11MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iii
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP vi
XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN viii
LỜI CẢM ƠN ix
TÓM TẮT x
MỤC LỤC xi
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU xiii
DANH MỤC CÁC HÌNH xv
DANH MỤC CÁC BẢNG xvii
Chương 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1
1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1
1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 2
1.3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2
1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI VÀ TRONG NƯỚC 2
1.4.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 2
1.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 3
Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5
2.1 CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ 5
2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH PHANH Ô TÔ 7
2.2.1 Xác định các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh 7
2.2.2 Ổn định của ô tô khi phanh: 11
2.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS 19
Chương 3 NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE MAZDA CX-5 2013 25
3.1 NHIỆM VỤ- YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG ABS 25
3.1.1 Nhiệm vụ 25
3.1.2 Yêu cầu 25
3.2 CẤU TẠO- HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ABS TRÊN XE MAZDA CX-5 2013 25 3.2.1 Cảm biến tốc độ bánh xe 28
3.2.2 Cảm biến áp suất dầu phanh 31
3.2.3 DSC HU/CM 31
Trang 123.3 HỆ THỐNG DSC: HỆ THỐNG KẾT HỢP ABS VỚI MỘT SỐ HỆ THỐNG
KHÁC 39
3.3.1 Cấu tạo hệ thống DSC: 39
3.3.2 Các chức năng của hệ thống DSC 40
3.3.3 Hoạt động của một số chức năng hệ thống DSC 41
3.3.4 Sơ đồ mạch điện hệ thống DSC trên xe Mazda CX-5 50
3.4 PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA CHẨN ĐOÁN LỖI CỦA HỆ THỐNG DSC 57
3.4.1 Giới thiệu máy chẩn đoán của Mazda(M-MDS) 57
3.4.2 Cách sử dụng máy chẩn đoán 59
3.4.3 Kiểm tra một số bộ phận của hệ thống DSC 61
3.3.4 Chẩn đoán và sửa chữa một số mã lỗi hệ thống DSC trên xe Mazda CX-5 67
Chương 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 86
4.1 KẾT QUẢ THỰC HIỆN 86
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 87
Trang 13DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
Tên viết tắt/ ký hiệu Tên đầy đủ/đơn vị
Trang 14PID Parameter Identification
Trang 15DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1 Nguyên nhân xuất hiện phản lực ngang ở bánh xe khi phanh 12
Hình 2.2 Giới hạn bám của vòng tròn bánh xe khi phanh 13
Hình 2.3 Các bánh xe ở cầu sau bị hãm cứng 14
Hình 2.4 Các bánh xe ở cầu trước bị hãm cứng 15
Hình 2.5 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh mà có hiện tượng quay xe do lực phanh phân bố không đều 17
Hình 2.6 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hệ số bám dọcx và hệ số bám ngang theo độ trượt y tương đối 20p Hình 2.7 Sự thay đổi hệ số bám dọc x và hệ số bám ngang theo độ trượt tương đối y 21p Hình 2.8 Sự thay đổi các thông số M , p và khi có ABS 24 p Hình 3.1 Sơ đồ bố trí các bộ phận của ABS ở phía trước xe 26
Hình 3.2 Đồng hồ táp lô 26
Hình 3.3 Sơ đồ bố trí các bộ phận của ABS ở phía sau xe 27
Hình 3.4 Chu trình điều khiển của ABS 27
Hình 3.5 Cảm biến tốc độ bánh xe và vòng từ tính 28
Hình 3.6 Cảm biến tốc độ bánh xe và rotor cảm biến bánh xe trước 29
Hình 3.7 Cảm biến tốc độ và rotor cảm biến ở bánh sau xe 2-WD 29
Hình 3.8 Cảm biến tốc độ và rotor cảm biến ở bánh sau xe AWD 30
Hình 3.9 Chuyển đổi tín hiệu cảm biến tốc độ bánh xe 30
Hình 3.10 DSC HU/CM 31
Hình 3.11 Sơ đồ cấu tạo DSC HU 33
Hình 3.12 Hoạt động của DSC HU khi phanh thường 34
Hình 3.13 Hoạt động của DSC HU trong chế độ tăng áp 35
Hình 3.14 Hoạt động của DSC HU trong chế độ giữ áp 36
Hình 3.15 Hoạt động của DSC HU trong chế độ giảm áp 37
Hình 3.16 Sơ đồ khối điều khiển của ABS 38
Hình 3.17 Các chế độ hoạt động của ABS 38
Hình 3.18 Sơ đồ khối điều khiển của EBD 42
Hình 3.19 Các chế độ hoạt động của EBD 43
Hình 3.20 Sơ đồ khối điều khiển của TCS 44
Hình 3.21 Các xu hướng quay vòng của xe 45
Hình 3.22 Sơ đồ khối điều khiển của DSC 46
Hình 3.23 DSC điều khiển chống quay vòng thừa 47
Hình 3.24 Hoạt động của DSC HU khi chống quay vòng thừa 47
Hình 3.25 DSC điều khiển chống quay vòng thiếu 48
Hình 3.26 Hoạt động của DSC HU khi chống quay vòng thiếu 49
Hình 3.27 Sơ đồ mạch điện hệ thống DSC trên xe Mazda CX-5 2013 50
Hình 3.28 Sơ đồ mạch điện hệ thống DSC trên xe Mazda CX-5 2013 51
Hình 3.29 Sơ đồ mạch điện hệ thống DSC trên xe Mazda CX-5 2013 52
Hình 3.30 Bố trí các bộ phận hệ thống DSC trên xe Mazda CX-5 2013 53
Hình 3.31 Kết cấu giắc nối của DSC HU/CM 54
Hình 3.32 Kết cấu giắc cắm cảm biến tốc độ ba 56
Hình 3.33 Kết cấu giắc nối DLC-2 56
Hình 3.34 Thiết bị chẩn đoán lỗi của Mazda 57
Hình 3.35 Đĩa cài đặt và màn hình phần mềm chẩn đoán của Mazda 58
Trang 16Hình 3.36 Máy chẩn đoán của Mazda 58
Hình 3.37 Các cáp kết nối 59
Hình 3.38 Kiểm tra khe hở của cảm biến tốc độ bánh xe trước 64
Hình 3.39 Kiểm tra khe hở cảm biến tốc độ bánh sau xe 2-WD 65
Hình 3.40 Kiểm tra khe hở cảm biến tốc độ bánh sau xe AWD 66
Trang 17DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Bảng thống kê tình hình tai nạn giao thông ở Việt Nam từ năm 2010 đến năm 2016 1
Bảng 3.1 Chức năng các bộ phận chính 32
Bảng 3.2 Hoạt động của các van điện khi phanh thường 33
Bảng 3.3 Hoạt động của các van điện trong từng chế độ 34
Bảng 3.4 Chức năng các bộ phận chính của hệ thống DSC 39
Bảng 3.5 Các cực của DSC HU/CM 54
Bảng 3.6 Các cực của DLC-2 56
Bảng 3.7 Tiêu chuẩn kiểm tra DSC HU/CM 62
Bảng 3.8 Bảng mã chẩn đoán hệ thống DSC trên xe Mazda CX-5 2013 67
Trang 18Chương 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Ngày nay, cùng với sự phát triển của nền kinh tế và khoa học kỹ thuật thì nền công nghiệp ô tô trên thế giới cũng ngày càng phát triển một cách mạnh mẽ Các nhà sản xuất tăng cường sản xuất ô tô, xe ô tô trở thành phương tiện vô cùng quan trọng để phục vụ vận chuyển hành khách và hàng hóa Các xe được chế tạo với xu hướng ngày càng tăng công xuất động cơ và cả tốc độ xe Do đó, nhu cầu an toàn đối với xe khi lưu thông trên đường cũng được chú ý hơn và yêu cầu nghiêm ngặt hơn rất nhiều Một trong những hệ thống an toàn cực kỳ quan trọng trên ô tô chính là hệ thống phanh Hệ thống phanh phải tốt, có độ tin cậy cao thì mới phát huy được hết công suất động cơ, tốc độ xe mới cao, tiết kiệm được nhiên liệu, giảm khí thải, và đặc biệt là mang đến sự an toàn, yên tâm cho hành khách
Bảng 1.1 Bảng thống kê tình hình tai nạn giao thông ở Việt Nam từ năm 2010 đến năm
Trang 191.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Mục tiêu của đề tài này là tìm hiểu về chức năng, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS
Từ đó, tìm ra cách sử dụng hệ thống phanh ABS một cách hiệu quả, biết cách kiểm tra, chẩn đoán và sữa chữa khi hệ thống gặp sự cố
1.3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Phương pháp nghiên cứu dựa trên lý thuyết Nghiên cứu các tài liệu về hệ thống chống
bó cứng phanh ABS
Phạm vi nghiên cứu gồm tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cách kiểm tra chẩn đoán và sữa chữa hệ thống
1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI VÀ TRONG NƯỚC
1.4.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Hệ thống phanh ABS là tên gọi theo các chữ viết tắt của tiếng anh “ Anti-Lock Brake System”, được hiểu là hệ thống chống bó cứng khi phanh, giúp xe không bị trượt lếch
Hãng Bosch của Đức đã có ý tưởng và phát triển hệ thống này từ thập niên 1930 Phanh ABS được giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1960 trên các máy bay thương mại Khi một máy bay có trọng lượng 50 tấn đáp xuống đường bay bị đóng băng ở tốc độ 210 km/h, nếu người phi công không thể nhịp liên tục bàn đạp phanh thì chiếc máy bay có giá trị 20 triệu đô này sẽ trượt khỏi đường băng và trở thành đống sắt vụn Để khắc phục hiện tượng trên, người ta bắt đầu áp dụng phanh ABS vào máy bay Với công nghệ thời đó,các chi tiết phanh ABS rất lớn và đắt tiền Hệ thống ABS sử dụng Hidro- cơ khí hoạt động không đáng tin cậy và không đủ nhanh trong mọi tình huống
Điểm bất lợi của máy tính thập niên 60 là rất lớn và cồng kềnh, nên không thể đặt
nó lên chiếc ô tô Vì thế người ta chế tạo ra các vi mạch nhỏ gọi là chíp điện tử, nhờ đó các máy tính nhỏ hơn và mạnh hơn được ra đời, cho phép ứng dụng ABS trên ô tô Năm 1978, lần đầu tiên sản xuất được hệ thống ABS điện Hệ thống ABS áp dụng lần đầu tiên trên xe ô tô là dòng xe S-serie của Mercedes-Benz vào năm 1978 sau đấy thì được áp dụng trên cả những phương tiện khác kể cả mô tô Hệ thống ABS được bố trí ở tất cả các bánh xe vào năm 1971, chế tạo hàng loạt năm 1978, sau đó được hoàn thiện theo hướng điều khiển kỹ thuật số vào năm 1984 và từ sau năm 1992 một số nước phát
Trang 20triển đã coi ABS là hệ thống phanh tiêu chuẩn bắt buộc đối với ô tô con
Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của kỹ thuật điện tử, điều khiển tự động và các phần mềm tính toán, lập trình đã cho phép nghiên cứu va đưa vào ứng dụng các phương pháp điều khiển mới trong ABS như điều khiển mờ, điều khiển thông minh, tối ưu hóa quá trình điều khiển ABS Các công ty như BOSCH, AISIN, DENSO, BENDIX là những công ty đi đầu trong việc nghiên cứu, cải tiến và chế tạo hệ thống phanh ABS để cung cấp cho các nhà sản xuất ô tô trên thế giới
1.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước
Việc nghiên cứu hệ thống chống bó cứng phanh ABS ở Việt Nam hiện nay còn rất nhiều hạn chế, chưa có các công trình nghiên cứu chuyên sâu về tổng thể hệ thống Những công trình nghiên cứu của các tác giả ở Việt nam chủ yếu đi sâu vào nghiên cứu một phần của hệ thống như:
Đề tài “ Nghiên cứu chế tạo bộ điều khiển hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS)” của kỹ sư Nguyễn Thành Tâm thực hiện tháng 9 năm 2007 Đề tài
nghiên cứu một số vấn đề:
- Nghiên cứu lý thuyết về phanh ABS
- Nghiên cứu và đề xuất thuật toán điều khiển hệ thống phanh ABS
- Thiết kế chế tạo thành công mạch điều khiển phanh ABS.Thử nghiệm và
so sánh ECU do TOYOTA sản xuất
Đề tài “ Nghiên cứu động lực học phanh và ổn định phanh ở xe nhiều cầu”
của kỹ sư Hoàng Ngọc Chính Đề tài nghiên cứu một số vấn đề:
- Phân bố tải trọng trên xe nhiều cầu
- Ổn định phanh trên xe nhiều cầu
- Áp dụng tính toán trên xe tải ba cầu nhãn hiệu HINO FM1 JNUA- RGV
Đề tài “ Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính” do kỹ sư Nguyễn Quang Tuyến thực hiện tháng 9 năm 2011 Đề tài nghiên
cứu một số vấn đề sau:
- Chế tạo mô hình giao tiếp với máy tính trên cơ sở thiết bị của TOYOTA
- Bộ tài liệu dùng cho giảng dạy dựa trên chương trình đào tạo của Tổng cục dạy nghề ban hành
Trang 21 Đề tài “ Nghiên cứu vấn đề ổn định của hệ thống phanh chống hãm cứng(ABS)” của học viên Nguyễn Hưng khóa 2010- 2012 được thực hiện đề
cập đến một số vấn đề sau:
- Phân tích động lực học phanh ABS bằng thuật toán ABS đơn giản
- Phân tích quá trình điều chỉnh lực phanh ABS
Trang 22Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ
Xuất phát từ những tiêu chuẩn quốc gia về an toàn chuyển động của các phương tiện giao thông, người ta đã đưa ra những yêu cầu quan trọng nhất như sau:
Đối với hệ thống phanh thuộc thế hệ các xe hiện đại, hệ thống phanh phải đạt được:
- Quảng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột
- Phanh êm dịu trong mọi trường hợp, đảm bảo sự êm dịu khi phanh
- Thời gian chậm tác dụng (còn gọi là thời gian phản ứng) nhỏ
- Điều khiển nhẹ nhàng
- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt
- Phân bố mô men phanh ở các bánh xe phải tuân theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám và hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường ở bất kỳ cường độ phanh nào (sử đụng điều chỉnh tự động lực phanh theo tải, sử dụng thiết bị
chống hãm cứng bánh xe)
- Có độ tin cậy cao (sử dụng dẫn động phanh nhiều mạch độc lập, nâng cao độ
bền các chi tiết của hệ thống phanh)
- Có hệ thống tự kiểm tra, chẩn đoán các hư hỏng một cách kịp thời
Cũng từ những tiêu chuẩn trên, các phương tiện vận tải ô tô cần phải được trang
bị các hệ thống phanh bao gồm:
- Hệ thống phanh công tác (hoặc phanh chính, và cũng thường gọi là phanh chân),
có tác dụng trên tất cả các bánh xe
- Hệ thống phanh dự phòng
- Hệ thống phanh dừng và hệ thống phanh phụ trợ (phanh chậm dần)
- Điểm đặc biệt về an toàn đối với phanh công tác là dẫn động phanh cần phải có không dưới hai mạch độc lập, ví dụ một mạch dẫn động cho cầu trước, một mạch dẫn động cho cầu sau và một mạch cho dẫn động phanh dừng để nếu hư hỏng một mạch nào đó, mạch còn lại vẫn đảm bảo phanh ô tô với hiệu quả
Trang 23- Đối với hệ thống phanh khí nén, phanh công tác cần có dung tích bình chứa tới mức đủ để phanh có hiệu quả 5 lần liên tiếp khi nguồn năng lượng (máy nén khí) không làm việc Mỗi mạch dẫn động cần có các bình chứa riêng biệt khi nguồn năng lượng là chung của toàn hệ thống Trong trường hợp một mạch dẫn động nào đó bị hư hỏng, nguồn năng lượng chung vẫn tiếp tục cung cấp năng
lượng cho các mạch khác còn tốt
- Hệ thống phanh dự phòng cần phải đảm bảo dừng được ô tô trong trường hợp
hệ thống phanh chính bị hư hỏng Có thể bố trí hệ thống phanh dự phòng riêng biệt, nếu không thì hệ thống phanh chính hoặc phanh dừng phải thực hiện chức
năng này và vẫn được coi là hệ thống phanh dự phòng
- Hệ thống phanh dừng phải dừng và đỗ được xe trên dốc Dẫn động phanh dừng
có thể sử dụng bất kỳ dạng năng lượng nào, nhưng bộ phận tạo ra mô men phanh
để giữ xe đứng yên phải là một cơ cấu hoạt động thuần tuý bằng phương pháp
cơ khí và không phụ thuộc vào hệ thống phanh chính
- Hệ thống phanh chậm dần (phanh phụ trợ) đảm bảo duy trì cho ô tô chuyển động ở một tốc độ ổn định, điều chỉnh tốc độ ô tô một cách độc lập hoặc đồng
thời cùng với hệ thống phanh chính, nhằm mục đích giảm tải cho phanh chính
- Khi làm việc với rơ moóc, trên ô tô kéo cần có thiết bị bảo vệ chống tụt áp suất khí nén (hoặc thuỷ lực) để đề phòng trường hợp đường ống nối giữa ô tô kéo và
rơ moóc bị phá hủy
- Trường hợp xe đang chuyển động mà bị đứt moóc kéo, yêu cầu hệ thống phanh chính của rơ moóc phải tự động dừng được moóc với hiệu quả không thấp hơn
quy định đối với xe đoàn tương ứng
- Trên rơ moóc cũng cần được trang bị cơ cấu phanh dừng để hãm rơ moóc khi
tách nó ra khỏi đầu kéo
- Sự mài mòn của má phanh cần được bù lại bằng hệ thống điều chỉnh bằng tay hoặc tự động Theo tiêu chuẩn Thụy Điển, mài mòn má phanh cần được bù lại bằng hệ thống điều chỉnh tự động hay phải có bộ phận tín hiệu để cảnh báo về việc tăng khe hở giữa má phanh và tang phanh.-Trong mỗi mạch dẫn động phanh cần phải có các bộ phận giao tiếp với thiết bị kiểm tra, để kiểm tra và
thông báo tình trạng kỹ thuật của dẫn động phanh trong quá trình sử dụng
Trang 242.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH PHANH Ô TÔ
Tính năng phanh hay chất lượng quá trình phanh được định lượng thông qua 2 nhóm
chỉ tiêu : Hiệu quả phanh và Tính ổn định khi phanh.[1]
Hiệu quả phanh đánh giá mức độ giảm tốc độ của ô tô khi người lái tác động lên cơ cấu điều khiển phanh trong trường hợp phanh khẩn cấp
Tính ổn định khi phanh đánh giá khả năng duy trì quỹ đạo của ô tô theo ý muốn của người lái trong quá trình phanh
2.2.1 Xác định các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh
Gia tốc chậm dần lớn nhất jmax, quảng đường phanh nhỏ nhất Sminvà lực phanh hoặc lực phanh riêng Để đánh giá hiệu quả phanh có thể dùng một trong những chỉ tiêu sau:
2.2.1.1 Gia tốc chậm dần khi phanh:
Gia tốc chậm dần đều khi phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng phanh và là đại lượng đặc trưng cho mức độ giảm tốc độ của ô tô trong quá trình phanh Khi phân tích các lực tác dụng lên ô tô, có thể viết phương trình cân bằng lực kéo khi phanh ô tô như sau:
F F F FF F ( 2.1)
Trong đó:
F j : Lực quán tinh sinh ra khi phanh ô tô
F p : Lực phanh sinh ra ở các bánh xe
F f : Lực cản lăn
F: Lực cản không khí
F: Lực để thắng tiêu hao cho ma sát cơ khí
F i : Lực cản dốc Khi phanh trên đường nằm ngang thì lực cản lên dốc F i 0
Khi phanh thì , F, F f và F không đáng kể, có thể bỏ qua Sự bỏ qua này chỉ gây sai số khoảng 1,5 2%
Khi bỏ qua các lực F, F , F, và khi ô tô phanh trên đường nằm ngang F i 0
Trang 25Lực phanh lớn nhất P pmax sinh ra tại bánh xe được xác định theo điều kiện bám
và đồng thời theo biểu thức:
ax
pm
F G Hay:
ax
j pm
Để jpmax tăng thì ta giảm và tăng i
- Giảm bằng cách tách ly hợp khi phanh gấp i
- Tăng bằng cách cải thiện tình trạng mặt đường
2.2.1.2 Thời gian phanh
Thời gian phanh là một trong những chỉ tiêu để đánh giá chất lượng phanh Thời gian phanh càng nhỏ thì chất lượng phanh càng tốt Để xác định thời gian phanh ta có thể sử dụng biểu thức sau:
.
p
i
dv g j
Muốn xác định thời gian phanh nhỏ nhất t pmin cần tích phân d t trong giới hạn
từ thời điểm ứng với vận tốc khi bắt đầu phanh v1, vận tốc khi kết thúc phanh v2 (v1 v2
)
Trang 26.
i v t
v - vận tốc của xe tại thời điểm kết thúc phanh
Từ biểu thức trên ta thấy rằng thời gian phanh ô tô nhỏ nhất phụ thuộc vào vận tốc bắt đầu phanh của ô tô, phụ thuộc vào hệ số và hệ số bám i giữa các bánh xe với mặt đường Để cho thời gian phanh nhỏ nhất cần phải giảm , vì vậy người lái xe nên icắt ly hợp khi phanh Ngoài ra phải thực hiện các biện pháp để tăng hệ số bám dọc
2.2.1.3 Quãng đường phanh:
Quãng đường phanh (S p ) là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượng phanh của ô tô Vì vậy trong tính năng kỹ thuật của ô tô, các nhà chế tạo cho biết quãng đường phanh của ô tô ứng với vận tốc bắt đầu phanh đã định So với các chỉ tiêu khác thì quãng đường phanh là chỉ tiêu mà người lái xe có thể nhận thức được một cách trực quan, dễ dàng tạo điều kiện cho người lái xe xử lý tốt trong khi phanh ô tô trên đường
Để xác định quãng đường phanh nhỏ nhất, có thể sử dụng biểu thức (2.5) bằng cách nhân hai vế với dS (dS- vi phân của quãng đường), ta có: