PBL4 Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh GVHD TS Lê Văn Tụy TS Nguyễn Văn Đông 3 SVTH Nhóm 8 TS Nguyễn Văn Đông Mục lục CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ THÔNG MINH 7 1 1 KHÁI NIỆM VỀ Ô TÔ THÔNG MINH 7 1.
PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh GVHD: TS Lê Văn Tụy TS Nguyễn Văn Đông TS Nguyễn Văn Đơng Mục lục CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Ơ TÔ THÔNG MINH 1.1 KHÁI NIỆM VỀ Ô TÔ THÔNG MINH 1.2 LỢI ÍCH CỦA Ơ TÔ THÔNG MINH 1.3 MINH 1.4 CÁC HỆ THỐNG HỖ TRỢ CHO VIỆC ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG THÔNG Ô TÔ TỰ LÁI 15 1.4.1 Xe ô tô tự lái gì? 15 1.4.2 Ưu nhược điểm xe tự lái thông minh 15 1.4.3 Các cấp độ xe ô tô tự lái 18 1.4.4 Cấp độ 1: Hổ trợ cho lái xe (Level 1: Driver Assistance) 18 1.4.5 Cấp độ 2: Tự động lái số phần (Level 2: Partial Automation) 19 1.4.6 Cấp độ 3: Tự động có điều kiện (Level 3: Conditional Automation) 19 1.4.7 Cấp độ 4: Tự động lái cao (Level 4: High Automation) 20 1.4.8 Cấp độ 5: Tự động lái hoàn toàn (Level 5: Full Automation) 21 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG PHANH ĐIỀU KHIỂN NÂNG CAO 23 2.1 ĐỊNH NGHĨA 23 2.2 PHÂN LOẠI 23 2.2.1 Theo công dụng 24 2.2.2 Theo cấu phanh 25 2.2.3 Theo dẫn động phanh 25 2.2.4 Theo khả điều chỉnh momen phanh cấu phanh 25 2.2.5 Theo khả chống bó cứng bánh xe phanh 25 2.3 CÁC KIỂU HỆ THỐNG PHANH 26 2.4 TỔNG QUAN VỀ CÁC CƠ CẤU PHANH 28 2.4.1 Cơ cấu phanh trống guốc 28 2.5 CÁC LOẠI HỆ THỐNG PHANH HIỆN ĐẠI 35 2.5.1 Hệ thống chống bó cứng phanh ABS (Anti – lock Braking System) 36 SVTH: Nhóm 2.5.2 Hệ thống phân bố lực phanh điện tử EBD (Electronic Brakeforce Distribution) 39 2.5.3 Hệ thống phanh tự động khẩn cấp AEB (Auto Emergency Braking) 41 2.5.4 Hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp BA (Brake Assist System) 43 2.5.5 Hệ thống cân điện tử ESC (Electronic Stability Control) 45 2.6 HỆ THỐNG PHANH ĐƯỢC PHÂN CÔNG THIẾT KẾ 48 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ 54 3.1 Số liệu cho trước 54 3.2 Tính tốn xác định thơng số cấu phanh 54 3.2.1 Momen phanh yêu cầu cấu phanh 54 3.2.2 Hệ số phân bố lực phanh lên trục bánh xe: 62 3.3 Phân tích chọn kiểu, loại cho hệ thống phanh ô tô thiết kế 63 3.3.1 Chọn sơ đồ dẫn động phanh 63 3.3.2 Chọn sơ đồ phân dịng 64 3.3.3 Chọn kiểu, loại cấu phanh 64 3.4 Tính tốn thiết kế cấu phanh 65 3.4.1 Momen phanh cấu phanh cầu trước sinh lực ép u cầu: 65 3.4.3 Tính tốn xác định bề rộng má phanh 69 3.6 Cơ cấu phanh 77 3.6.1 Cơ cấu phanh trước 77 3.6.2 Cơ cấu phanh sau 78 3.7 Tổng van khí nén hệ thống phanh thủy khí 79 CHƯƠNG TÍNH TỐN ĐIỀU KHIỂN PHANH ABS 80 4.1 Cơ sở lý thuyết phanh chống hãm cứng bánh xe ABS 80 4.2 Giãn đồ phanh có điều khiển chống hãm cứng bánh xe ABS 86 4.3 Đánh giá tiêu phanh có điều khiển chống hãm cứng bánh xe 89 CHƯƠNG 5: ĐIỀU CHỈNH PHÂN BỐ LỰC PHANH 98 5.1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU CHỈNH PHÂN BỐ LỰC PHANH 98 5.1.1 Đặc tính phân bố mơ-men phanh 98 5.1.1.1 Đặc tính mơ-men phanh lý thuyết: 98 5.1.1.2 Đặc tính mơ-men phanh thực tế 98 SVTH: Nhóm PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thơng Thơng Minh GVHD: TS Lê Văn Tụy TS Nguyễn Văn Đông 5.1.1.3 Đồ thị đặc tính phân bố áp suất phanh 100 5.1.1 BỘ ĐIỀU CHỈNH PHÂN BỐ ÁP SUẤT PHANH LOẠI 101 5.1.2.1 Đặc điểm điều chỉnh phân bố lực phanh loại 101 5.1.2.2 Cách xây dựng đặc tính điều chỉnh áp suất phanh loại 102 5.1.3 Điều chỉnh phân bố lực phanh điện tử EBD 106 CHƯƠNG 6: HỆ THỐNG PHANH DỪNG 112 6.1 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô phanh : 112 6.1.1 Xác định momen yêu cầu cấu phanh: 112 6.2 Tính tốn xác định thông số phanh dừng 112 SVTH: Nhóm LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, kinh tế đất nước ngày phát triển nhu cầu sử dụng ô tô giao thông nhiều Cùng với xuất nhiều nhà máy lắp ráp ô tô Trường Hải, Toyota, Ford…Điều buộc kỹ sư ngành ô tô phải nghiên cứu, tìm tịi, học hỏi cơng nghệ mới, thiết kế, cải tạo ô tô cũ để phù hợp với nhu cầu Do đó, đồ án mơn học tính tốn thiết kế tơ mang ý nghĩa quan trọng sinh viên ngành khí giao thơng trước trường Với nhiệm vụ giao đồ án thiết kế hệ thống phanh tơ tải nhằm mục đích ơn lại kiến thức học nâng cao kỹ linh hoạt tính tốn thiết kế hệ thống, cấu ô tô… Hệ thống phanh ô tô phận quan trọng xe, đảm bảo cho tơ chạy an tồn tốc độ cao, dừng tơ lúc cần thiết thời gian khơng hạn chế, nâng cao suất vận chuyển Nên hệ thống phanh ô tô cần thiết bảo đảm độ tin cậy, phanh êm dịu, hiệu phanh cao, tính ổn định xe để tăng tính an tồn cho tơ vận hành Được hướng dẫn tận tình thầy Lê Văn Tụy thầy Nguyễn Văn Đông, em hồn thành đồ án, q trình tính tốn, thiết kế khơng tránh khỏi sai sót, mong thầy môn dẫn thêm để kiến thức em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Đà Nẵng, ngày 31 tháng 12 năm 2021 Sinh viên thực Nhóm SVTH: Nhóm PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh CHƯƠNG 1: GVHD: TS Lê Văn Tụy TS Nguyễn Văn Đông TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ THÔNG MINH 1.1 KHÁI NIỆM VỀ Ô TƠ THƠNG MINH Nhắc đến tơ thơng minh, có lẽ nhiều người nghĩ đến ô tơ tự lái tự làm nhiều việc khác đảm bảo an toàn cho người ngồi xe Những ô tô thông minh tự lái giới thiệu nhiều chưa thể ứng dụng vào thực tế nhiều lý Trong lúc chờ nhà sản xuất đưa vào ứng dụng ô tô thông minh thực sự, đây, bạn lắp đặt số thiết bị hỗ trợ giúp tơ trở nên thơng minh Thật ra, định nghĩa ô tô thông minh khơng thiết phải tơ có khả tự lái hay tự tính tốn hao phí nhiên liệu để tiết kiệm nhiên liệu Ơ tơ thơng minh hiểu tơ trang bị phụ kiện – đồ chơi thông minh giúp hỗ trợ tối ưu cho người lái, tức người lái trực tiếp cầm lái, thiết bị hỗ trợ để định vị đường đi, vị trí xe, cảnh báo kịp thời nhiều trường hợp… 1.2 LỢI ÍCH CỦA Ơ TƠ THƠNG MINH Gọi điện thoại rảnh tay, lệnh giọng nói, tự động điều khiển nhạc thơng minh… Đó tính thơng minh khơng q phức tạp lại có đóng góp lớn cho trải nghiệm lái xe thú vị Đơn giản tất điều cho phép rời tay khỏi vô lăng đảm bảo tận hưởng đầy đủ tiện ích giải trí xe Cơng mà nói tính giúp đảm bảo an tồn cho người lái, đơi dẫn đến tập trung Đây lúc tính thơng minh khác phát huy tác dụng Những xe đại ngày tự động bắt đầu giảm tốc độ chúng nhận thấy tình hình giao thơng có vấn đề, chí sở hữu nhiều yếu tố khác tinh tế hơn, kể đến tính cảnh báo chệch đường, cảnh báo người lái xe có dấu hiệu tập trung, hay dựa vào đồ để tự động giới hạn tốc độ tối đa theo cung đường SVTH: Nhóm Tất tính vừa kể trên, suy cho nhằm mục đích đảm bảo an tồn cho người Do khẳng định xe thơng minh an toàn thân thiện với người dùng 1.3 CÁC HỆ THỐNG HỖ TRỢ CHO VIỆC ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG THƠNG MINH • Camera hành trình: Camera hành trình tơ thiết bị bạn nên nghĩ đến muốn lắp đặt phụ kiện hỗ trợ tơ Camera hành trình ghi lại hình ảnh, việc diễn xe di chuyển xe dừng lại Đây xem hộp đen xe, có vai trị quan trọng Những dịng camera hành trình trang bị chế độ cảnh báo như: cảnh báo tốc độ, cảnh báo chuyển hướng đột ngột, cảnh báo vượt đường, cảnh báo khoảng cách gần với xe trước… Những tính cảnh báo giúp tài xế ln giữ tỉnh táo lái xe • Camera lùi: Camera lùi ô tô thiết bị nhiều tài xế đầu tư cho “xế hộp” đánh giá khoản đầu tư hoàn toàn hợp lý Camera lùi hỗ trợ đắc lực cho tài xế lùi xe, đưa xe vào vị trí tránh xảy va quệt, trầy xước hay hư hỏng xe SVTH: Nhóm PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh GVHD: TS Lê Văn Tụy TS Nguyễn Văn Đông Hiện nay, camera lùi tơ cịn nâng cấp với nhiều tính hỗ trợ như: xác định khoảng cách, cảnh báo vật cản, tự động phanh xe khẩn cấp, đỗ xe tự động Ăng ten & hình LCD: Ăng ten nhận tín hiệu GPS từ vệ tinh, sau định vị xác vị trí xe đồ cài đặt Hình ảnh giao thơng vị trí xe thể hình LCD Qua đó, lái xe dễ dàng xác định vị trí xe, tuyến đường gần đó; giúp cho lái xe thuận lợi việc xác định vị trí cách di chuyển để đến địa điểm cần đến • • Chìa khóa thơng minh: Chìa khóa thơng minh giúp người lái xe loại nhiều phiền phức thao tác với chìa khóa tơ Khơng dừng lại việc tự động mở / đóng cửa xe, tự động khởi động / tắt máy xe, chìa khóa thơng minh cịn tích hợp thêm nhiều tính SVTH: Nhóm điều chỉnh vị trí ghế ngồi, tự động điều chỉnh nhiệt độ điều hòa, cảnh báo trộm, cảnh báo tốc độ… Thiết bị dẩn đường: Đây thiết bị nhỏ gọn gắn tơ, xe Ăng ten nhận tín hiệu GPS từ vệ tinh, sau định vị xác vị trí xe đồ cài đặt Hình ảnh giao thơng vị trí xe thể hình LCD nhỏ • Qua đó, tài xế dễ dàng xác định vị trí xe, tuyến đường gần Tài xế xác định vị trí cách di chuyển để đến địa điểm cần đến Đế gắn điện thoại: Nếu bạn không muốn tốn nhiều chi phí để đầu tư thiết bị dẫn đường chi khoảng 100-200 nghìn để trang bị giá đỡ điện thoại ô tô Với thiết bị này, bạn đặt điện thoại trước mặt • => Tất smartphone có tích hợp đồ ứng dụng đường bạn sử dụng smartphone thay cho thiết bị định vị GPS Sạc pin điện thoại xe hơi: Bạn lo lắng việc điện thoại hết pin chừng hành trình dài? Bạn sử dụng sạc cho điện thoại xe di chuyển, mà không cần phải dừng xe, nghỉ chân để sạc nhờ điện thoại hay phải dùng đến pin sạc dự • 10 SVTH: Nhóm PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh GVHD: TS Lê Văn Tụy TS Nguyễn Văn Đơng phịng Sạc lấy đện từ ắc quy từ máy phát xe (khi bạn nổ máy), để sạc điện thoại ô tô cách nhanh chóng, tiết kiệm thời gian • Hệ thống kiểm sốt hành trình(Cruise Control): Là tính trang bị hầu hết dòng xe hạng C trở lên Với hệ thống người lái thư giản đường trường, nhờ vào việc điều khiễn tốc độ thông qua nút bấm vơ-lăng Khi đó, chân phải rời khỏi chân ga đặt lên bàn đạp phanh để sẵn sàng xử lý tình đường Hơn nữa, cao tốc đường trường, việc canh tốc độ giới hạn khiến bác tài phân tâm Với hệ thống Cruise Control, người lái thiết lập tốc độ giới hạn tối đa cho phép, tập trung vào tình đường mà không lo tốc độ cho phép Đèn pha thích ứng thơng minh(Adaptive Headlights): Những đèn pha thông thường, chiếu ánh sáng hướng thẳng phía trước, đó, vào cua ánh sáng khơng bao qt, gây tầm nhìn Hiện nay, với công nghệ đèn pha thông minh, đèn pha sử dụng công nghệ LED tự động chuyển hướng theo góc đánh lái để chiếu sáng đường phía trước Cơng nghệ phổ biến mẫu xe tầm trung … • 11 SVTH: Nhóm Đối với số dòng xe cao cấp hệ thống thiết kế thông minh hơn, cách sử dụng nhiều khối đèn LED hay Laser mở tắt độc lập, kết hợp với hệ thống camera để phát nguồn sáng trước xe, qua đó, hệ thống điều khiển, tắt khối sáng gây ảnh hưởng cho xe đối diện Nhờ công nghệ này, lái xe sử dụng đèn pha liên tục, cải thiện đáng kể tầm quan sát, mà không lo ảnh hưởng đến xe phía trước • Camera 360°: Đây hệ thống giúp lái xe chủ động tránh khỏi va quẹt khơng đáng có nhờ vào hệ thống Camera thông minh đặt xung quanh xe Với trang bị người lái quan sát toàn cảnh xung quanh xe cách bao quát nhất, loại bỏ góc khuất điểm mù, thơng qua hình đặt bảng điều khiễn trung tâm Giúp bạn hồn tồn chủ động lái xe khu vực không gian chật hẹp Hệ thống hỗ trợ đỗ xe tự động (Active Parking Assist – System): Cũng giống hệ thống Camera 360, hệ thống hỗ trợ đỗ xe tự động giúp lái xe hồn thành việc đỗ xe nhanh mà khơng cần phải chạm tay vào vô-lăng Hơn nữa, số dòng xe hỗ trợ người lái lấy xe khỏi nơi vừa đậu vào, hạn chế va quẹt tai nạn đỗ xe • 12 SVTH: Nhóm PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thơng Thơng Minh GVHD: TS Lê Văn Tụy TS Nguyễn Văn Đông Hình 5.11: Minh họa đặc tính điều chỉnh lực phanh điện tử EBD Chú thích Hình 5.11: 1- Đặc tính lực phanh lý tưởng với tải (hoặc non tải); 2- Đặc tính điều chỉnh lực phanh dự kiến thiết kế theo khí ; 3- Đặc tính điều chỉnh lực phanh điện tử EBD ; 4- Tăng lực phanh bánh xe sau so với đặc tính điều chỉnh thiết kế dự kiến; 5- Đặc tính lực phanh lý tưởng với tải dầy; D- Điểm bắt đầu điều chỉnh phân bố lại áp suất phanh cho cầu sau nhờ hệ thống ABS với tải Hệ thống phanh điều khiển điện tử thiết kế theo cách mà theo khơng cịn van điều chỉnh áp suất học (tức khơng cịn đường điều chỉnh (2) – Hình 5.11) Đường đặc tính phân phối lực phanh EBD bắt đầu điểm giao đường đặc tính phanh thực tế với đường cong phân phối lực phanh lý tưởng khơng tải (ví dụ minh họa điểm D đường cong Hình 5.11), áp suất dịng sau gia tăng nhờ bơm điện đạt áp suất phanh lý tưởng (đường cong 5) thể qua bánh xe sau có xu hướng bị bó cứng (đkiểm sốt qua thơng số độ trượt bánh xe sau lớn bánh xe trước) hệ thống ABS đóng van cấp trì áp suất max tạm thời Ngay sau ECU so sánh độ trượt giảm bánh xe trước, ABS lại mở van cấp để tiếp tục tăng áp suất phanh cho dịng sau, lại đóng van cấp trì áp suất max mới…cứ thế, hệ thống điều chỉnh phân bố lực phanh điện tử EBD tạo nên đường đặc tính bậc thang (minh họa đường - Hình 5.11) Trong thực tế, việc điều chỉnh phân bố lực phanh EBD bắt đầu sau thực phanh nhờ bơm điện từ để tăng áp suất cho dòng sau đến phát độ trượt nhiểu bánh xe trước kiểm soát chống trượt mức nhờ hệ thống ABS, áp suất điều chỉnh trì max… Diễn biến điều chỉnh áp suất điều khiển liên tục theo cường độ phanh bánh xe cầu trước; nghĩa điểm bắt đầu điểm chỉnh thực theo mức độ trượt bánh xe sau so với bánh xe trước (đường phân bố lực phanh điện tử EBD) xác định biểu thức độ trượt tính theo %: = (1 − 𝜔𝑏𝑥 𝑅𝑏𝑥 𝑉 )100 (5.21) Trong V tốc độ trung bình xe ; bx tốc độ góc bánh xe ; Rbx bán kính làm việc bánh xe ECU liên tục tính tốn khác biệt độ trượt bánh trước bánh sau tất tình lái xe Nếu tỷ lệ trượt bánh trước bánh sau vượt ngưỡng xử lý ổn 107 SVTH: Nhóm định xác định phanh, van đầu vào áp suất ABS cho bánh sau tương ứng đóng lại để ngăn chặn gia tăng thêm áp suất phanh bánh xe sau Nếu người lái xe sau tiếp tục tăng lực áp dụng cho bàn đạp phanh, áp suất phanh, mức độ trượt bánh trước tăng lên Sự khác biệt trượt bánh trước bánh sau giảm dần van đầu vào áp suất ABS mở lại để áp suất bánh sau tăng lên lần Q trình sau lặp lại số lần tùy thuộc vào lực bàn đạp phanh thao tác thực Hình 5.12: Đặc tính điều chỉnh áp suất phanh điện tử EBD Trên Hình 5.12 ví dụ minh họa tính tốn mơ diễn biến áp suất dòng phanh trước (đường trơn liền nét) áp suất dòng phanh sau (đường bậc thang) theo thời gian phanh thực So với khơng có điều chỉnh (phanh dòng phanh sau áp suất với dòng phanh trước – theo đường trơn liền nét), đường đặc tính lực phanh cầu sau nâng cao tiệm cận với đường đặc tính phanh lý thuyết Hệ nâng cao lực 108 SVTH: Nhóm PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh GVHD: TS Lê Văn Tụy TS Nguyễn Văn Đông phanh tổng cao so với không điều chỉnh, gia tốc phanh trung bình trình phanh nâng cao, thời gian phanh Vì để hệ thống phanh thực nhiện phanh tự động mà khơng cần can thiệp lái xe phải có thêm van để ngăn dầu cao áp từ bơm bình chứa, phải lấy lượng dầu cần thiết từ bình chứa để bơm cung cấp dầu cao áp cho xy lanh phanh cấu phanh (xem hình 5.13) Hình 5.13: Sơ đồ minh họa mạch phanh phanh tự động Chu thích hình 5.13: 1- Bàn đạp phanh; 2- Xy lanh bình chưa dầu; 3- Bình ổn áp; 4- Cơ cấu phanh bánh xe bên phải; 5- Cơ cấu phanh bánh xe bên trái; IV109 SVTH: Nhóm Input valve (Van nạp); OV- Output valve (Van xả); AC- Acculator (Bình tích áp); PE- Pump Electric (Bơm điện); CV- Changed Valve (Van chuyển đổi ngăn dầu xy lanh phanh tự động); HV- Hydraulic Valve (Van chuyển dầu); LV- Limit Valve (Van điều chỉnh hạn chế áp suất làm việc) Nguyên lý hoạt động: Ở chế độ phanh tự động AEB, bơm dầu PE với van chặn dòng CV van chuyển dầu HV kích hoạt điện từ, đóng van chuyển đổi CV để ngắt dịng dầu cao áp bình chứa, mở van chuyển dầu HV để cung cấp dầu cho bơm PE từ bình chứa Bơm dầu PE làm việc nhằm tạo áp suất cao cung cấp cho cấu phanh để thực phanh tự động bánh xe, nhờ áp suất cao áp từ bơm dầu PE mà áp suất xy lanh cấu phanh bánh xe tăng nhanh lên áp suất max Trong trường hợp phanh mà lực phanh bánh xe vượt gía trị lực bám, làm cho bánh xe có xu hướng bị hãm cứng, đơn vị điều khiển trung tâm ECU nhận biết nhờ cảm biến tốc độ bánh xe Ngay ECU lệnh điều khiển cho hệ thống ABS hoạt động: giai đoạn chu kỳ điều khiển tăng/giảm áp suất phanh diễn - Pha trì áp suất max: Khi nhận biết bánh xe có xu hướng bị hãm cứng phanhh, trước hết, ECU lệnh cho van nạp (IV) đóng lại; lúc có trùng điệp việc đóng đồng thời hai van cấp vào (IV) van xả (OV), nghĩa tồn giai đoạn áp suất max hệ thống phanh trì, giai đoạn gọi pha trì áp suất max Chú ý rằng, đồng thồi với việc đóng van cấp IV, van chuyển đổi CV mở nhằm thông dịng dầu tuần hồn cho bơm PE chạy khơng tải (chỉ bơm chuyển dầu di chuyển quanh hai van CV HV) - Giai đoạn điều khiển giảm áp suất min: Nếu sau van nạp (IV) đóng mà ECU phát gia tăng gia tốc chậm dần phanh (tức tốc độ tiếp tục giảm nhanh quán tính guốc phanh làm cho mơ-men phanh cịn tăng); điều báo hiệu bánh xe bị hãm ứng hồn tồn, ECU truyền tín hiệu điều khiển cho rơ-le điện từ mở van xả (OV) để xả nhanh dầu phanh từ xy lanh cấu phanh bánh xe tích (AC) nơi mà trì sẵn áp suất tối thiểu dòng dầu phanh, có khả áp suất theo thiết kế hệ thống ABS Giai đoạn mở van xả (OV) van cấp (IV) đóng để giảm áp suất phanh từ max gọi pha giảm áp suất max + Pha điều khiển tăng áp suất lên max: Để không làm giảm hiệu phanh, sau mở van xả (OV), áp suất suất hệ thống giảm nhanh giá trị tối thiểu, đóng lại; đồng thời van cấp (IV) mở Cùng lúc, van chặn dịng 110 SVTH: Nhóm PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh GVHD: TS Lê Văn Tụy TS Nguyễn Văn Đơng (CV) đóng lại để ngăn dịng dầu bơm cao áp bình chứa; theo nhằm tăng áp suất lên giá trị max trợ lại cho xy lanh cấu phanh - Pha điều khiển tăng áp suất lên max: Để không làm giảm hiệu phanh, sau mở van xả (OV), áp suất suất hệ thống giảm nhanh giá trị tối thiểu, đóng lại; đồng thời van cấp (IV) mở Cùng lúc, van chặn dịng (CV) đóng lại để ngăn dịng dầu bơm cao áp bình chứa; theo nhằm tăng áp suất lên giá trị max trợ lại cho xy lanh cấu phanh, trường hợp gọi pha tăng áp suất từ lên max Ngay sau đạt lại chế độ max, chu trình điều khiển hệ thống ABS lặp lặp lại: pha trì áp suất max => pha giảm áp suất từ max => pha tăng áp suất từ lên max Chu trình điều khiển hệ thống ABS lặp lặp lại ô tô dừng hẳn (tốc độ xe khơng) kết thức q trình điều khiển phanh AEB Việc hình thành cơng nghệ hệ thống phanh tự động AEB dựa tảng công nghệ kỹ sư thiết kế hệ thống phanh tích hợp ABS/TCS tự động phanh để chống trượt quay cho bánh xe chủ động chúng gặp hệ số bám thấp, làm cho lực bám nhỏ lực kéo bánh xe chủ động [1] Theo kí hiệu TCS tự viết tắc cụm từ Traction Control System (tạm dịch hệ thống kiểm soát lực kéo) nhằm mục đích cho phép hệ thống phanh thực phanh tự động mà khơng cần can thiệp lái xe để chống trượt quay bánh xe chủ động khởi hành xe xe qua vùng có hệ số bám đường lốp bánh xe thấp, bám được; tức lực bám nhỏ lực kéo bánh xe chủ động Khi công nghệ ô tô tự lái phát triển, hệ thống phanh tích hợp ABS/TCS phát triển ứng dụng để thực phanh tự động cho ô tô trường hợp cần phanh khẩn cấp AEB (Automated Emergency Brake); vậy, hệ thống phanh AEB phát triển để thực phanh tự động cục với lực phanh nhỏ nhằm trì tốc độ xe kiểm sốt khoảng cách so với xe trước; trường hợp dừng trước tín hiệu đèn đỏ giao thơng cho tơ tự lái [4-5] 111 SVTH: Nhóm CHƯƠNG 6: HỆ THỐNG PHANH DỪNG 6.1 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô phanh : 6.1.1 Xác định momen yêu cầu cấu phanh: 6.2 Tính tốn xác định thơng số phanh dừng * Cho xe có: Lo = 4,75[m]; hg = 1,5[m]; a = 3,2775[m]; góc dốc α = 10[độ]; - Phản lực cầu sau xe đứng yên quay đầu lên dốc có góc dốc 𝛼: Z2 = 𝐺𝑎 (𝑐𝑜𝑠(𝛼) 𝑎 + 𝑠𝑖𝑛(𝛼) ℎ ) 𝑔 𝐿0 180000 Z2 = (𝑐𝑜𝑠(10 𝜋/180).3,2775 + 𝑠𝑖𝑛(10 𝜋/180) 1,5) =124372,6 [N] 4,75 Trong đó: Ga - Trọng lượng tồn ơtơ, điểm đặt tọa độ trọng tâm xe, phương chiều hình vẽ Z2 - Phản lực pháp tuyến từ mặt đường lên bánh sau (khi lên dốc); Lo - Chiều dài sở xe; hg - Chiều cao trọng tâm xe; a - Khoảng cách từ cầu trước đến tọa độ trọng tâm xe; α – góc dốc (tính cho góc dốc α = 10[độ]) - Lực phanh cầu sau : Fp2 = Z2.𝜑2 = 124372,6*0,236 = 29351,92757 [N] Trong đó: 𝜑2 - hệ số bám 𝜑2 bánh xe cầu sau 112 SVTH: Nhóm PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh GVHD: TS Lê Văn Tụy TS Nguyễn Văn Đơng - Tính kiểm tra điều kiện trượt theo hệ số bám 𝜑2 bánh xe cầu sau : 𝑆𝑖𝑛(𝛼) 𝐿0 𝜑2 ≥ (𝑐𝑜𝑠(𝛼) 𝑎 + 𝑠𝑖𝑛(𝛼) ℎ𝑔 ) - Thì hệ số bám tối thiểu đường phải đạt: 𝜑2min: 𝜑2 ≥ Sin(10.π/180).4,75 = 0,236 (cos(10.π/180).3,2775+sin(10.π/180).1,5) - Mô-men phanh dừng yêu cầu cầu sau: Mp2 = Z2.𝜑2.Rbx = 29351,92757*0,5=14675,96 [N.m] Trong đó: Rbx - Bán kính làm việc bánh xe; - Sau cân mô -men phanh cấu phanh sinh bánh xe sau: Mpcc = Mp2 Trong Mpcc theo cơng thức tính mơ-men phanh cấu phanh sinh kiểu trống guốc (một siết – tách) phanh đĩa - Mô-men phanh dừng yêu cầu cấu phanh bánh xe sau : Mpd = Mp2 = 14675,96 = 7337,9[N.m] Hình 2: Cơ cấu phanh dừng 113 SVTH: Nhóm P y a rt h x s b C Hình 3: Sơ đồ tính cấu phanh trống-guốc - Với guốc tự siết (lực ép P1 từ piston tạo mô-men quay chiều với chiều quay tang trống – xem hình 3): Mgs = Fep hd μ A1 −μB1 - Với guốc tự tách (lực ép P2 từ piston tạo mô-men quay ngược chiều với chiều quay tang trống – xem hình 3): Mgt = Fep hd μ A1 +μB1 - Với kiểu tang trống & địn bẩy kéo lực tác dụng lên guốc F1 F2 không mà theo tỷ lệ : F1.x1 = F2.x2 ; x1 x2 tương ứng cánh tay đòn từ điểm đặt lực F1, F2 đến điểm đặt lực kéo Fk dây cáp - Như tính tốn chương ta có: a = b = 0,16 (m), h = 0,32 (m) - Lực ép yêu cầu cấu phanh dừng 114 SVTH: Nhóm PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh 𝐹1 𝐹2 GVHD: TS Lê Văn Tụy TS Nguyễn Văn Đông = (với x1=0,20 x2=0,25) M1 = M2 = 𝐹1 ℎ1 𝜇 𝐴1 −μB1 = 𝐹2 ℎ1 𝜇 𝐴2 +μB2 𝐹1 0,32 0,3 0,16− 0,3 0,16 = 𝐹2 0,32.0,3 0,16+ 0,3.0,16 Mà Mpd = M1 + M2 = 7337,9 (N.m) Từ (1) (2) => F1 = 5983,4 (N) F2 = 4786,7 (N) - Lực kéo yêu cầu cấu phanh dừng: Fk = F1.x1 + F2.x2 = 2393,36 (N) 115 SVTH: Nhóm Các vẽ nhóm thiết kế: Sơ đồ dẫn động phanh trống guốc dẫn động thủy khí 116 SVTH: Nhóm PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh GVHD: TS Lê Văn Tụy TS Nguyễn Văn Đông Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh thủy khí 117 SVTH: Nhóm Sơ đồ dẫn động phanh ABE 118 SVTH: Nhóm PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh GVHD: TS Lê Văn Tụy TS Nguyễn Văn Đông Tổng van khí nén 119 SVTH: Nhóm Bầu phanh xylanh Bản phân cơng nhiệm vụ : Họ & Tên Bùi Ngọc Tú Phan Văn Nguyên Nhiệm vụ Tổng quan ô tô thông minh Giới thiệu hệ thống phanh điều khiển nâng cao Tính tốn thiết kế điều chỉnh lực phanh Phần trăm 30% 30% Tính tốn hệ thống phanh dừng Nguyễn Anh Hiếu Tính tốn thiết kế điều chỉnh lực phanh 35% Tính tốn thiết kế hệ thống phanh tự động (AEB – Automated Emergency Brake) Ngô Đức Trung Bản vẽ phanh dừng 5% 120 SVTH: Nhóm PBL4: Thiết Kế Hệ Thống Giao Thơng Thơng Minh GVHD: TS Lê Văn Tụy TS Nguyễn Văn Đông Tài Liệu Tham Khảo [1] Thiết Kế Hệ Thống Phanh – LÊ VĂN TỤY - Giáo trình mạng nội Khoa Cơ khí Giao thơng trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng Hướng dẫn Thiết kế Hệ thống phanh thông minh Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng [2] NGUYỄN HỒNG VIỆT, Giáo trình kết cấu, tính tốn thiết kế ơtơ Giáo trình mạng nội khoa Cơ khí Giao thơng trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng [3] HƯỚNG DẪN TÍNH TỐN THIẾT KẾ MƠN HỌC HỆ THỐNG PHANH ƠTƠ – TS Lê Văn Tụy Giáo trình mạng nội Khoa Cơ Khí Giao Thơng –Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng [4] THIẾT KẾ TÍNH TỐN ƠTƠ MÁY KÉO (TẬP III) – Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp [5] LÝ THUYẾT ÔTÔ MÁY KÉO – Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội -2005 [6] KẾT CẤU VÀ TÍNH TỐN Ơ TƠ – Trường đại học Giao Thông Đường Sắt Đường Bộ 121 SVTH: Nhóm ... nhiều cụm thiết bị khác trở nên thừa thãi chuyển đổi sang dạng thức khác (nếu cần) linh hoạt Vô lăng kiểu giống vô lăng máy bay 16 SVTH: Nhóm PBL4 : Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh GVHD:... hở, phái điều chỉnh cam lệch tâm 28 SVTH: Nhóm PBL4 : Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh GVHD: TS Lê Văn Tụy TS Nguyễn Văn Đông Ưu điểm: - Kết cấu đơn giản, hai guốc đối xứng qua trục, dùng... diện kết cấu qua mặt phẳng đối xứng Tuy mô men ma sát tạo hai guốc có giá trị tăng lên đáng kể nhờ guốc cường hóa cho guốc Đặc điểm 30 SVTH: Nhóm PBL4 : Thiết Kế Hệ Thống Giao Thông Thông Minh