Mục đích nghiên cứu
Mục đích của đề tài là nghiên cứu lý thuyết, thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS, với các mục tiêu cụ thể nhằm phát triển hiểu biết về công nghệ phanh hiện đại và cải thiện hiệu suất an toàn cho các phương tiện giao thông.
- Thực hiện việc nghiên cứu lý thuyết tổng quan về hệ thống phanh ABS trên Ô tô đời mới hiện nay
- Tìm hiểu nguyên lý hoạt động và lập trình vi xử lý điều khiển hệ thống phanh ABS
- Tìm ra phương án thiết kế khả thi để chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS và thiết lập các bước thiết kế một cách khoa học
- Thực hiện việc thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS theo phương án thiết kế đã chọn
Mô hình thiết kế phục vụ cho giảng dạy và nghiên cứu cần phải thể hiện tính thực tế của hệ thống phanh ABS, đồng thời cũng phải đảm bảo yếu tố sư phạm và thẩm mỹ.
Tập thuyết minh này được biên soạn một cách hệ thống và khoa học, nhằm trình bày cơ sở lý thuyết, nguyên tắc điều khiển, cấu tạo và hoạt động của mô hình hệ thống phanh ABS.
Phương pháp và phương tiện nghiên cứu
Để nghiên cứu hệ thống phanh ABS hiệu quả, chúng tôi đã tham khảo nhiều tài liệu về các loại ECU điều khiển phanh ABS, sơ đồ mạch kết nối của ECU, phần mềm lập trình Arduino, cùng với các tài liệu về kỹ thuật điện tử và vi mạch Chúng tôi cũng tìm kiếm thông tin từ sách báo và các nguồn tài liệu trực tuyến Đặc biệt, sự hỗ trợ và trao đổi ý kiến với thầy cô và bạn bè đã giúp chúng tôi nâng cao hiệu quả nghiên cứu.
- Quan sát: hoạt động của các loại ECU
- Thực nghiệm: lắp đặt trên board Arduino và viết CODE thực nghiệm
Sách Lý thuyết ô tô, giáo trình thực tập, mạng Internet, Laptop, vi điều khiển và một số linh kiện khác…
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ
Công dụng, phân loại và yêu cầu
Hệ thống phanh ô tô là một trong những thành phần quan trọng nhất, giúp giảm tốc độ và dừng xe khẩn cấp Nó đảm bảo an toàn khi đỗ xe, ngăn không cho xe bị trôi, ngay cả trên dốc Nhờ có hệ thống phanh, người lái có thể điều khiển xe an toàn ở tốc độ cao, từ đó nâng cao năng suất vận chuyển và hiệu quả sử dụng xe.
Trên xe, có hai hệ thống phanh độc lập: phanh chân và phanh tay Phanh chân được điều khiển bằng bàn đạp chân, hoạt động khi đạp xuống và sẽ nhả khi chân được rút lên Trong khi đó, phanh tay sử dụng cần kéo, cho phép duy trì trạng thái hãm mà không cần giữ cần phanh Phanh chân thường sử dụng cơ cấu hãm bánh xe, còn phanh tay sử dụng cơ cấu hãm trục chuyển động.
- Hệ thống phanh chính (phanh chân)
- Hệ thống phanh dừng (phanh tay)
- Hệ thống phanh dẫn động cơ khí
- Hệ thống phanh dẫn động thủy lực
- Hệ thống phanh dẫn động khí nén
- Hệ thống phanh dẫn động thủy khí
- Phanh tang trống – thường dùng trên ô tô khách, ô tô tải trung bình và lớn
- Phanh dĩa – thường dùng trên ô tô du lịch nhỏ
- Phanh dải – dùng trong hệ thống phanh truyền lực
- Trợ lực phanh chân không
- Trợ lực phanh khí nén
- Trợ lực phanh thủy lực
1.1.3 Yêu cầu của hệ thống phanh Để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả khi phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:
- Làm việc bền vững, tin cậy
- Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp nguy hiểm
- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an toàn cho hành khách và hàng hoá
- Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn chế
- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô máy kéo khi phanh
- Không có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi quay vòng
- Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn định trong mọi điều kiện sử dụng
- Có khả năng thoát nhiệt tốt
- Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển nhỏ
Để đảm bảo độ tin cậy và an toàn trong mọi tình huống, hệ thống phanh của ô tô máy kéo cần phải được trang bị ít nhất ba loại phanh khác nhau.
+ Phanh làm việc (Phanh chính- Phanh chân): được sử dụng thường xuyên ở tất cả mọi chế độ chuyển động
+ Phanh dự trữ: Dùng để phanh ô tô máy kéo trong trường hợp phanh chính hỏng
+ Phanh dừng (Phanh phụ- Phanh tay): dùng để giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc
Trên các ô tô máy kéo có trọng tải lớn, như xe tải trên 12 tấn và xe khách trên 5 tấn, đặc biệt là khi hoạt động ở vùng đồi núi, cần trang bị phanh chậm dần Loại phanh này giúp duy trì tốc độ an toàn khi di chuyển xuống dốc dài, đảm bảo ô tô máy kéo không vượt quá giới hạn tốc độ cho phép và giảm dần tốc độ trước khi dừng hẳn.
Cơ sở đánh giá chất lượng của một hệ thống phanh trên ô tô
Các tiêu chí đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh bao gồm gia tốc chậm dần khi phanh, thời gian phanh, quãng đường phanh, lực phanh và lực phanh riêng Những yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và hiệu suất của phương tiện.
1.2.1 Gia tốc chậm dần khi phanh
Gia tốc chậm dần đều khi phanh là chỉ tiêu quan trọng đánh giá chất lượng phanh, thể hiện mức độ giảm tốc độ của ôtô Phân tích lực tác dụng lên ôtô cho phép chúng ta thiết lập phương trình cân bằng lực kéo khi phanh, giúp hiểu rõ hơn về hiệu suất phanh của xe.
(2.1) Trong đó: Pj: Lực quán tính sinh ra khi phanh ôtô
PP: Lực phanh sinh ra ở các bánh xe
Pi: Lực cản lên dốc
Pη: Lực để thắng tiêu hao ω cho ma sát cơ khí
Theo điều kiện bám nên ta có Ppmax < P
