Phanh chống hãm cứng abs và vấn đề ổn định hướng khi phanh ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ PHANH CHỐNG HÃM CỨNG ABS VÀ VẤN ĐỀ ỔN ĐỊNH HƯỚNG KHI PHANH GVHD: GV TS LÂM MAI LONG SVTH: NGUYỄN VĂN KHOA ĐIỂU NGỌC S K L0 8 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2021 TRƯỜNG 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 Tên đề tài PHANH CHỐNG HÃM CỨNG ABS VÀ VẤN ĐỀ ỔN ĐỊNH HƯỚNG KHI PHANH SVTH: NGUYỄN VĂN KHOA MSSV: 17145310 SVTH: ĐIỂU NGỌC MSSV: 17145326 GVHD: GV.TS LÂM MAI LONG TP Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2021 TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc TP Hồ Chí Minh, ngày tháng 08 năm 2021 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Khoa MSSV: 17145310 (E-mail: binhtinhsong1999@gmail.com Điện thoại: 0356662062) Điểu Ngọc MSSV: 17145326 (E-mail: dieungoc360@gmail.com Điện thoại: 0374314290) Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Khóa: 2017 Lớp: 171452 Tên đề tài “PHANH CHỐNG HÃM CỨNG ABS VÀ VẤN ĐỀ ỔN ĐỊNH HƯỚNG KHI PHANH” Nhiệm vụ đề tài - Nghiên cứu làm rõ khái niệm ổn định phanh - Trình bày nguyên lý hoạt động phanh chống hãm cứng ABS - Chứng minh phanh ABS giúp ổn định tốt phanh thường - Kết luận Sản phẩm đề tài: 01 tập báo cáo kết nghiên cứu Ngày giao nhiệm vụ đề tài: Ngày hoàn thành nhiệm vụ: TRƯỞNG BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ môn Ô TÔ PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Khoa…… MSSV: 17145310 …Hội đồng: 02 Họ tên sinh viên: Điểu Ngọc………….… MSSV: 171453266 … Hội đồng: 02 Tên đề tài: Phanh chống hãm cứng ABS vấn đề ổn định hướng phanh Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Họ tên GV hướng dẫn: TS Lâm Mai Long Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét tinh thần, thái độ làm việc sinh viên (không đánh máy) Nhận xét kết thực 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 khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) 2.3.Kết đạt được: 2.4 Những tồn (nếu có): Đánh giá: Điểm tối đa Mục đánh giá TT Hình thức kết cấu ĐATN Điểm đạt 30 Đúng format với đầy đủ hình thức nội dung mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung ĐATN 50 Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế 15 Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài 10 Sản phẩm cụ thể ĐATN 10 Tổng điểm 100 Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng 08 năm 2021 Giảng viên hướng dẫn ((Ký, ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ mơn Ơ TƠ PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Khoa MSSV: 17145310………….Hội đồng………… Họ tên sinh viên: Điểu Ngọc MSSV: 17145326………….Hội đồng………… Tên đề tài: Phanh chống hãm cứng ABS vấn đề ổn định hướng phanh Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Họ tên GV phản biện: (Mã GV) Ý KIẾN NHẬN XÉT Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) Kết đạt được: Những thiếu sót tồn ĐATN: Câu hỏi: Đánh giá: Điểm tối đa Mục đánh giá TT Hình thức kết cấu ĐATN Điểm đạt 30 Đúng format với đầy đủ hình thức nội dung mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung ĐATN 50 Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế, chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế 15 Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài 10 Sản phẩm cụ thể ĐATN 10 Tổng điểm 100 Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng 08 năm 2021 Giảng viên phản biện ((Ký, ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN Tên đề tài: Phanh chống hãm cứng ABS vấn đề ổn định hướng phanh Họ tên Sinh viên: Nguyễn Văn Khoa MSSV: 17145310 Điểu Ngọc MSSV: 17145326 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Sau tiếp thu điều chỉnh theo góp ý Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản biện thành viên Hội đồng bảo Đồ án tốt nghiệp hoàn chỉnh theo yêu cầu nội dung hình thức Chủ tịch Hội đồng: Giảng viên hướng dẫn: Giảng viên phản biện: Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm …… LỜI CẢM ƠN Trước tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới nhà trường cùng tồn thể q thầy trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh nói chung thầy giáo khoa Cơ Khí Động Lực nói riêng cho chúng em mơi trường học tập thật tốt Thầy Cơ tận tình giảng dạy, truyền đạt, bảo cho chúng em kiến thức cũng kinh nghiệm quý báu suốt thời gian học tập trường Chúng em vinh dự tự hào sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật tơ, khoa Cơ Khí Động Lực, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Sau quãng thời gian học tập, chúng em trưởng thành, hoàn thiện thân nhiều chuẩn bị hành trang đầy đủ, vững chắc bước vào đường sự nghiệp phía trước Đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn tới Thầy Lâm Mai Long, giảng viên môn Lý thuyết ô tô Dao động tiếng ồn cũng người trực tiếp hướng dẫn chúng em thực đề tài Trong suốt trình thực đề tài thầy ln tận tình quan tâm theo dõi tiến độ thực đề tài đưa dẫn cần thiết thông qua buổi báo cáo tiến độ nhằm có chỉnh sửa kịp thời phù hợp để nâng cao kết đề tài Cuối cùng, chúng em xin cảm ơn gia đình, bạn bè ln đồng hành, ủng hộ giúp đỡ chúng em suốt trình học tập thực đề tài Mặc dù cố gắng khó khăn tài liệu, ảnh hưởng dịch bệnh khả hạn chế thân đề tài không tránh khỏi thiếu sót Do đó, chúng em mong nhận sự bảo, đóng góp ý kiến thầy để chúng em bổ sung, nâng cao kiến thức mình, phục vụ tốt cho cơng việc sau Chúng em xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng… năm Nhóm sinh viên thực Điểu Ngọc Nguyễn Văn Khoa i TÓM TẮT Đồ án trình bày hai chủ đề phanh chống hãm cứng ABS vấn đề ổn định phanh Và phần trọng tâm vấn đề ổn định phanh Trong phần ABS lĩnh vực nghiên cứu rộng nên nghiên cứu nguyên lý hoạt động chung ABS từ phục vụ mục đích nghiên cứu vấn đề ổn định Bố cục đồ án gồm có chương Chương Tổng quan đề tài nghiên cứu Trình bày tóm tắt tình hình nghiên cứu ngồi nước, mục đích nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu Chương Cơ sở lý thuyết Trình bày lý thuyết sự bám sự trượt đặc tính trượt, từ vận dụng lý thuyết để nghiên cứu phanh ABS vấn đề ổn định phanh chương Nguyên lý chung phanh ABS Phần trình bày nguyên lý hoạt động, điều khiển ABS Chương Vấn đề ổn định phanh Phần trình bày khái niệm ổn định phanh nguyên nhân gây ổn định Trọng tâm sự ổn định phanh ABS phanh thường so sánh ổn định hai loại phanh từ khẳng định phanh ABS ổn định phanh thường Chương Hệ thống phanh ABS Toyota Yaris 2015 Phần giới thiệu hệ thống phanh ô tô cụ thể nhằm giúp hiểu rõ hoạt động phanh ABS Chương Kết luận kiến nghị Trình bày kết đặt nêu lên hướng nghiên cứu mở rộng ii đồng thời dễ kiểm tra, sửa chữa hư hỏng Hình 5.6 thể cấu tạo chấp hành ABS xe Toyota Yaris 2015 Hình 5.6 Cấu tạo chấp hành ABS 1- ABS ECU ; 2- Cơ cấu chấp hành ABS Cấu tạo cấu chấp hành ABS gồm phận sau: van điện từ, bơm dầu bình tích áp Van điện từ: cấu chấp hành ABS Toyota Yaris 2015 sử dụng van điện từ vị trí (bao gồm van giữ áp suất van giảm áp) Mỗi bánh xe điều khiển riêng biệt van giữ áp van giảm áp hình 5.9 Van giữ áp suất: van giữ áp suất (hình 5.8) điều khiển (mở đóng) mạch dầu xi lanh xi lanh bánh xe Bình thường van chịu lực căng lị xo để vào vị trí mở (thường mở) Khi xuất dòng điện chạy cuộn dây, van đóng lại Van chiều cung cấp đường xả bổ sung áp suất từ xi lanh giảm xuống 57 Hình 5.7 Van giữ áp suất Van giảm áp suất: Van giảm áp suất (hình 5.8) điều khiển (mở đóng) mạch dầu xi lanh bánh xe bình dầu Bình thường van chịu lực căng lị xo để vào vị trí đóng (thường đóng) Khi xuất dòng điện chạy cuộn dây, van nén lị xo mở 58 Hình 5.8 Van giảm áp suất Bơm dầu: Cơ cấu chấp hành ABS Toyota Yaris 2015 sử dụng bơm dầu kiểu piston dẫn động mô tơ điện, bật ON ABS hoạt động chế độ Giảm áp Tăng áp, có tác dụng hướng dầu phanh từ van giảm áp bình tích áp xy lanh Bơm chia hai buồng làm việc độc lập thông qua hai piston trái phải điều khiển cam lệch Các van chiều cho dòng dầu từ bơm xy lanh Bình tích áp: chứa dầu hồi từ xy lanh bánh xe, thời làm giảm áp suất dầu xy lanh phanh bánh xe 59 FL RR FR RL Hình 5.9 Sơ đồ cấu chấp hành ABS Toyota Yaris 2015 1- Van giữ áp suất ; 2- Van giảm áp suất ; 3- Bơm dầu ; 4- Bình tích áp ; 5, 6, 7, 8- Xy lanh phanh bánh xe ; a- Từ xy lanh 5.2.2.2 Hoạt động 60 Khi phanh bình thường (ABS khơng hoạt động): Khi phanh xe tốc độ chậm hay rà phanh, ABS không hoạt động, ABS ECU khơng gửi dịng điện đến cuộn dây van điện từ Vì van giữ áp suất mở van giảm áp suất đóng Khi nhấn bàn đạp phanh, dầu phanh từ xy lanh qua van giữ áp suất đến xy lanh bánh xe Van giảm áp không cho dầu vào bình tích áp, đảm bảo áp suất khơng giảm Kết trình phanh bình thường xảy Bảng 5.4 Bảng thể trạng thái van phanh bình thường Tên thiết bị Trình trạng ABS Van giữ áp Chưa kích Khi phanh bình hoạt thường OFF (Mở) Van giảm áp OFF (Đóng) Mơ tơ bơm OFF Hình 5.10 Chế độ phanh bình thường (ABS khơng hoạt động) 61 Khi phanh gấp (ABS hoạt động): Khi có bánh xe bắt đầu khóa cứng, ban đầu ABS ECU chuyển sang chế độ giữ để ngăn chặn sự gia tăng thêm áp suất ECU tắt van giảm áp bật van giữ áp Van giảm áp đóng lại, ngăn dầu phanh vào bình tích áp Van giữ áp đóng để khơng có áp suất dầu phanh bổ sung tác động đến xi lanh bánh xe Bảng 5.5 Bảng thể trạng thái van bơm chế độ giữ áp Tên thiết bị Trình trạng ABS Đã kích hoạt Van giữ áp Chế độ giữ áp Van giảm áp ON (Đóng) OFF (Đóng) Mơ tơ bơm OFF Hình 5.11 Chế độ giữ áp 62 Sau vận hành chế độ giữ ban đầu, ABS ECU cấp điện cho van giữ áp van giảm áp Van giữ áp đóng chặn áp suất từ xi lanh Van giảm mở cho phép áp suất dầu phanh từ mạch xi lanh bánh xe vào bình tích áp, làm giảm áp suất phanh Bơm cũng cung cấp lượng để hướng dầu phanh trở lại xi lanh Điều gây phản hồi bàn đạp phanh cảnh báo người lái hoạt động ABS Bảng 5.6.Bảng thể trạng thái van bơm chế độ giảm áp Tên thiết bị Trình trạng ABS Đã kích hoạt Chế độ giảm áp Van giữ áp Van giảm áp ON (Đóng) ON (Mở) Mơ tơ bơm ON Hình 5.12 Chế độ giảm áp Khi áp suất bên xi lanh bánh xe giảm cảm biến tốc độ gửi tín hiệu cho biết tốc độ mức mục tiêu, ECU tắt van giảm áp van giữ áp Van giảm áp 63 đóng lại, ngăn dầu phanh vào bình tích áp Van giữ áp mở để áp suất bổ sung vào xi lanh bánh xe người lái trì áp lực bàn đạp Hoạt động giống chế độ bình thường ngoại trừ máy bơm bật Bảng 5.7.Bảng thể trạng thái van bơm chế độ tăng áp Tên thiết bị Trình trạng ABS Đã kích hoạt Van giữ áp Chế độ tăng áp Van giảm áp OFF (Mở) OFF (Đóng) Mơ tơ bơm ON Hình 5.13 Chế độ tăng áp 5.2.3 ABS ECU 64 ABS ECU cảm nhận tốc độ quay bánh xe cũng tốc độ xe dựa tín hiệu từ cảm biến tốc độ bánh xe Trong trình phanh, mức độ giảm tốc thay đổi tùy thuộc vào lực đạp, tốc độ xe phanh điều kiện mặt đường Ví dụ, tốc độ giảm tốc đường nhựa khơ lớn nhiều so với bề mặt ướt hoặc băng giá ECU phán đốn tình trạng trượt bánh xe mặt đường cách theo dõi sự thay đổi tốc độ quay bánh xe trình phanh ECU điều khiển cấu chấp hành ABS để cung cấp áp suất dầu phanh tối ưu đến xi lanh phanh để điều khiển xác tốc độ bánh xe, trì lực phanh tối đa với độ trượt từ 10 đến 30% ABS ECU cũng bao gồm chức kiểm tra kiểm tra ban đầu, chức chẩn đoán, chức kiểm tra cảm biến tốc độ chức dự phịng 65 Hình 5.14 Sơ đồ mạch điện ABS ECU *Điều khiển tốc độ bánh xe: ECU liên tục nhận tín hiệu tốc độ bánh xe từ cảm biến tốc độ bánh xe Bằng cách tính tốn tốc độ sự giảm tốc bánh xe, ECU ước tính tốc độ xe Khi đạp phanh, áp suất dầu phanh xi lanh phanh đĩa bắt đầu tăng tốc độ bánh xe bắt đầu 66 giảm Nếu bánh xe gần tình trạng bị bó cứng, ECU chuyển sang chế độ giữ áp để dừng sự gia tăng áp suất dầu phanh xi lanh phanh đĩa bánh xe Hình 5.15 Đồ thị điều khiển tốc độ bánh xe Giai đoạn A: ECU đặt van điện từ chế độ giảm áp dựa tốc độ bánh xe, làm giảm áp suất dầu phanh xi lanh phanh 67 Sau áp suất giảm, ECU chuyển van điện từ sang chế độ giữ, sau theo dõi sự thay đổi tốc độ bánh xe Nếu ECU nhận định áp suất dầu phanh cần giảm thêm, trở chế độ giảm Giai đoạn B: Khi áp suất dầu phanh bên xi lanh phanh giảm (giai đoạn A), áp suất dầu phanh tác dụng lên bánh xe giảm Điều cho phép bánh xe bị khóa tăng tốc Tuy nhiên, áp suất dầu phanh giữ lại, lực phanh tác động lên bánh xe trở nên thấp Để ngăn chặn điều này, ECU đặt van điện từ chế độ tăng áp chế độ giữ luân phiên bánh xe khóa lại phục hồi tốc độ Giai đoạn C: Khi áp suất dầu phanh xy lanh bánh xe tăng từ từ ECU (giai đoạn B), bánh xe có xu hướng bị khóa lại Đáp lại, ECU lại chuyển van điện từ sang chế độ giảm áp để giảm áp suất dầu phanh bên xi lanh phanh Giai đoạn D: Vì áp suất thủy lực xi lanh phanh lại giảm xuống (Giai đoạn C), ECU bắt đầu tăng áp suất trở lại Giai đoạn B Chu trình Giữ, Giảm Tăng lặp lại nhiều lần bánh xe khơng cịn bên ngồi độ trượt 30% 68 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 Kết luận Bài báo cáo nhóm em đạt kết sau: ✓ Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định phanh ✓ Giới thiệu nguyên lý chung ABS ✓ Đã xây dựng toán ổn định phanh thường phanh ABS cách áp dụng thành tựu lý thuyết, vật lý ✓ Chứng minh phanh ABS giúp ổn định tốt phanh thường 6.2 Kiến nghị Đối với ôtô: Cần thiết phải trang bị hệ thống ABS để tăng tính an tồn ổn định phanh Tuy nhiên hệ thống cũng có gới hạn ABS cũng khơng ngoại lệ, để đảm bảo an tồn cần phải tn thủ tốc độ quy định thường xuyên kiểm tra bảo dưỡng định kỳ Đối với lĩnh vực nghiên cứu: Mở rộng thêm phương pháp nghiên cứu động lực học q trình phanh có ABS, xây dụng tốn có tính đến ảnh hưởng nhiều yếu tố gần với thực tế nhất, có tính đến ảnh hưởng có hệ thống khác hệ thống treo, hệ thống lái, góc đặt bánh xe, biến dạng bánh xe… 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] – Đặng Quý, Lý thuyết ô tô, Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh, 2012 [2] – Gs Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vang, Lý thuyết ô tô máy kéo, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2005 [3] – GS Nguyễn Hữu Cẩn, Phanh ô tô (Cơ sở khoa học thành tựu mới), H-Khoa học kỹ thuật, 2004 [4] Gs Konrad Rief, Brake, brake control and drive assisstance system Bosch professional automotive information [5] – Thomas D Gillespie, Fundamentals of vehicle dynamics, Hiệp hội kỹ sư ô tô quốc tế, trang 45-75 [6] https://en.wikipedia.org/wiki/Directional_stability [7] http://manualespurdy.cisdigital.com/Toyota/YarisEne2018/N00067/pgm/top.html?fbclid=Iw AR2jhMMyID_Rbabzg0pKlh3H9yHqUzsT9uRcx_5c3c79Vqn1Umdq6d5rb9o 70 ... 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 Tên đề tài PHANH CHỐNG HÃM CỨNG ABS VÀ VẤN ĐỀ ỔN ĐỊNH HƯỚNG KHI PHANH SVTH:... thoại: 0374314290) Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Khóa: 2017 Lớp: 171452 Tên đề tài ? ?PHANH CHỐNG HÃM CỨNG ABS VÀ VẤN ĐỀ ỔN ĐỊNH HƯỚNG KHI PHANH? ?? Nhiệm vụ đề tài - Nghiên cứu... viên: Điểu Ngọc MSSV: 17145326………….Hội đồng………… Tên đề tài: Phanh chống hãm cứng ABS vấn đề ổn định hướng phanh Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Họ tên GV phản biện: (Mã GV) Ý KIẾN