Đồ Án Khảo Sát Và Tính Toán Kiểm Tra Hệ Thống Phanh Abs Trên Xe Toyota Corolla Altis 20.Pdf

Khảo sát tính tốn kiểm tra hệ thống phanh ABS xe Toyota Corolla Altis 2.0 LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, nhu cầu xã hội ngày phát triển, kéo theo hoạt động đời sống xã hội phát triển theo xu hướng đại hóa nên địi hỏi phải có phương tiện đại phục vụ cho người Do song song với phát triển ngành nghề cơng nghệ ơtơ có thay đổi lớn Nhu cầu người đáp ứng mặt tiện nghi, kinh tế, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, … vấn đề an toàn đặt lên hang đầu Ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật đạt được, nhà sản xuất bắt tay vào nghiên cứu, chế tạo hệ thống phanh ABS với tính ưu việt: chống bó cứng bánh xe phanh, ổn định hướng, … nhằm hạn chế tai nạn đáng tiếc xảy Từ vấn đề đó, với kiến thức học hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn, em định thực đề tài: “KHẢO SÁT VÀ TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0" Trong thời gian thực đề tài thời gian có hạn kiến thức cịn hạn chế nên q trình thực khơng thể tránh khỏi thiếu sót định Em mong giúp đỡ, ý kiến đóng góp quý thầy cô tất bạn để đề tài hoàn thiện Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hoàng Việt thầy cô giáo môn bạn giúp em hoàn thành đồ án Đà nẵng, ngày tháng .năm 2010 Sinh viên thực PHAN TRỌNG TUẤN Khảo sát tính tốn kiểm tra hệ thống phanh ABS xe Toyota Corolla Altis 2.0 Mục đích, ý nghĩa đề tài Hiện tơ trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng hành khách vận chuyển hàng hoá cho ngành kinh tế quốc dân, đồng thời trở thành phương tiện giao thơng tư nhân nước có kinh tế phát triển Ở nước ta, số người sử dụng ô tô ngày nhiều với tăng trưởng kinh tế, giao thông vận tải, mật độ ô tô lưu thông đường ngày cao dẫn đến tai nạn giao thông ngày nhiều Do để đảm bảo tính an tồn vấn đề tai nạn giao thông hướng giải cần thiết nhất, quan tâm nhà thiết kế chế tạo ôtô mà hệ thống phanh đóng vai trị quan trọng Phanh sử dụng ABS hai công nghệ bổ sung cho hệ thống phanh hữu dụng ngành công nghiệp ôtô thời gian gần Vai trò chủ yếu ABS giúp tài xế trì khả kiểm sốt xe tình phanh gấp, giữ cho bánh xe khơng bị hãm cứng hồn tồn phanh ngặt Nó góp phần giảm thiểu tai nạn nguy hiểm nhờ điểu khiển trình phanh cách tối ưu Cũng mà hệ thống phanh ngày cải tiến, tiêu chuẩn thiết kế chế tạo sử dụng hệ thống phanh ngày nghiêm ngặt chặt chẽ Ðối với sinh viên ngành khí giao thơng việc khảo sát, thiết kế, nghiên cứu hệ thống phanh có ý nghĩa thiết thực Ðó lý em chọn đề tài “KHẢO SÁT VÀ TÍNH TỐN KIỂM TRA HỆ THỐNH PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0” Ðể giải vấn đề trước hết ta cần phải hiểu rõ nguyên lý hoạt động, kết cấu chi tiết, phận hệ thống phanh Từ tạo tiền đề cho việc thiết kế, cải tiến hệ thống phanh nhằm tăng hiệu phanh, tăng tính ổn định hướng tính dẫn hướng phanh, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an tồn chuyển động tăng hiệu chuyển động ô tô Hệ thống phanh xe TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 hệ thống phanh dẫn động thủy lực sử dụng ABS, sử dụng rộng rải cho đời xe Khảo sát tính tốn kiểm tra hệ thống phanh ABS xe Toyota Corolla Altis 2.0 Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống phanh xe ô tô 2.1 Công dụng Hệ thống phanh dùng để: - Giảm tốc độ ô tô máy kéo cho dến dừng hẳn đến tốc độ cần thiết - Ngồi hệ thống phanh cịn có nhiệm vụ giữ cho tơ máy kéo đứng yên chỗ mặt dốc nghiêng hay mặt đường ngang Với công dụng vậy, hệ thống phanh hệ thống đặc biệt quan trọng: - Nó đảm bảo cho tơ máy kéo chuyển động an toàn chế độ làm việc - Nhờ tơ máy kéo phát huy hết khả động lực, nâng cao tốc độ suất vận chuyển xe máy 2.2 Yêu cầu Hệ thống phanh cần đảm bảo yêu cầu sau: - Làm việc bền vững, tin cậy - Có hiệu phanh cao phanh đột ngột với cường độ lớn trường hợp nguy hiểm - Phanh êm dịu trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi an toàn cho hành khách hàng hóa - Giữ cho tơ máy kéo đứng yên cần thiết, thời gian không hạn chế - Đảm bảo tính ổn định điều khiển ơtơ máy kéo phanh - Khơng có tượng tự phanh bánh xe dịch chuyển thẳng đứng quay vòng - Hệ số ma sát má phanh với trống phanh cao ổn dịnh điều kiện sử dụng - Có khả thoát nhiệt tốt - Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển nhỏ Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trường hợp, hệ thống phanh tơ máy kéo phải có tối thiểu ba loại phanh: Khảo sát tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS xe Toyota Corolla Altis 2.0 - Phanh làm việc: phanh phanh chính, sử dụng thường xuyên chế độ chuyển động, thường điều khiển bàn đạp nên gọi phanh chân - Phanh dự trữ: dùng phanh tơ máy kéo phanh hỏng - Phanh dừng: Còn gọi phanh phụ Dùng để giữ cho ô tô máy kéo đứng yên chỗ dừng xe không làm việc Phanh thường điều khiển tay đòn nên gọi phanh tay - Phanh chậm dần: ô tô máy kéo tải trọng lớn (như: xe tải, trọng lượng toàn lớn 12 tấn; xe khách, trọng lượng lớn tấn) làm việc vùng đồi núi, thường xuyên phải chuyển động xuống dốc dài, cịn phải có loại phanh thứ tư phanh chậm dần, dùng để: + Phanh liên tục, giữ cho tốc độ ô tô máy kéo không tăng giới hạn cho phép xuống dốc + Để giảm dần tốc độ ô tô máy kéo trước dừng hẳn Các loại phanh có phận chung kiêm nhiệm chức chúng phải có hai phận điều khiển dẫn động độc lập Ngoài để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh cịn phân thành dịng độc lập để dịng bị hỏng dịng cịn lại làm việc bình thường Để có hiệu phanh cao: - Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn - Phân phối mômen phanh bánh xe phải đảm bảo tận dụng toàn trọng lượng bám để tạo lực phanh Muốn lực phanh bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến mặt đường tác dụng lên chúng - Trong trường hợp cần thiết, sử dụng trợ lực hay dùng dẫn động khí nén bơm thủy lực để tăng hiệu phanh xe có trọng lượng lớn Để đánh giá hiệu phanh người ta sử dụng hai tiêu chính: gia tốc chậm dần qng đường phanh.Ngồi sử dụng tiêu khác, như: lực phanh hay thời gian phanh Các tiêu quy định hiệu phanh cho phép quốc gia hay hiệp hội qui định riêng dựa vào nhiều yếu tố, như: nguồn gốc chủng loại tơ Khảo sát tính tốn kiểm tra hệ thống phanh ABS xe Toyota Corolla Altis 2.0 lưu hành, điều kiện đường xá, trình độ tổ chức kiểm tra kỹ thuật, trang thiết bị kiểm tra… Khi phanh phanh trữ hệ thống khác thực chức nó, gia tốc chậm dần cần phải đạt 3m/s ô tô khách 2,8m/s ô tô tải Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu phanh đánh giá tổng lực phanh thực tế mà cấu phanh tạo Khi thử (theo hai chiều: đầu xe hướng xuống dốc ngược lại) phanh dừng phải giữ ô tô máy kéo chở đầy tải động tách khỏi hệ thống truyền lực, đứng yên mặt dốc có độ nghiêng không nhỏ 25% Hệ thống phanh chậm dần phải đảm bảo cho ô tô máy kéo chuyển động xuống dốc dài 6km, độ dốc 7%, tốc độ không vượt 30±2 km/h, mà không cần sử dụng hệ thống phanh khác Khi phanh phanh này, gia tốc chậm dần ô tô máy kéo thường đạt khoảng 0,6÷2,0 m/s2 Để q trình phanh êm dịu để người lái cảm giác, điều khiển cường độ phanh, dẫn động phanh cần phải có cấu đảm bảo quan hệ tỷ lệ thuận lực tác dụng lên bàn đạp đòn điều khiển với lực phanh tạo bánh xe Đồng thời khơng có tượng tự siết phanh Để đảm bảo tính ổn định điều khiển cảu ô tô máy kéo phanh, phân bố lực phanh bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn điều kiện sau: -Lực phanh bánh xe phải trái cầu phải Sai lệch cho phép không vượt 15% lực phanh lớn -Không xảy tượng khóa cứng, trượt bánh xe phanh Vì: bánh xe trước trượt làm cho ô tô máy kéo bị trượt ngang; bánh xe sau trượt làm tơ máy kéo tính điều khiển, quay đầu xe Ngoài bánh xe bị trượt gây mòn lốp, giảm hiệu phanh giảm hệ số bám Để đảm bảo yêu cầu này, ô tô máy kéo đại người ta sử dụng điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking SystemABS) 2.3 Phân loại hệ thống phanh - Theo vị trí bố trí cấu phanh, phanh chia loại: phanh bánh xe phanh truyền lực Khảo sát tính toán kiểm tra hệ thống phanh ABS xe Toyota Corolla Altis 2.0 - Theo dạng phận tiến hành phanh (phần tử ma sát), phanh chia ra: phanh guốc, phanh đĩa phanh dải - Theo loại dẫn động, phân chia ra: phanh khí, phanh thủy lực, phanh khí nén, phanh điện từ phanh liên hợp (kết hợp loại khác nhau) a) b) c) Hình 2-1 Sơ đồ loại phanh a-Phanh trống-guốc; b-Phanh đĩa; c- Phanh dải Khảo sát tính tốn kiểm tra hệ thống phanh ABS xe Toyota Corolla Altis 2.0 Cơ sở lý thuyết hệ thống phanh trang bị ABS 3.1 Chức nhiệm vụ nguyên lý làm việc 3.1.1 Chức nhiệm vụ Các điều chỉnh lực phanh, cách điều chỉnh phân phối áp suất dẫn động phanh bánh xe trước sau, đảm bảo: - Hoặc hãm cứng đồng thời bánh xe (để sử dụng triệt để trọng lượng bám tránh quay xe phanh) - Hoặc hãm cứng bánh xe trước >> trước (để đảm bảo điều kiện ổn định) Tuy nhiên trình phanh chưa phải có hiệu cao an tồn nhất, vì: Ở đây: Va - Tốc độ chuyển động tịnh tiến ôtô - Tốc độ góc bánh xe - Bán kính lăn bánh xe - Cịn ơtơ, phanh với tốc độ 180km/h đường khơ, bề mặt lốp bị mòn vẹt lớp dày tới 6mm - Các bánh xe bị trượt dọc hồn tồn, cịn khả tiếp nhận lực ngang, thực quay vòng phanh đoạn đường cong đổi hướng để tránh chướng ngại vật, đặc biệt mặt đường có hệ số bám thấp Do dễ gây tai nạn nguy hiểm phanh Hình 3-1 Sự thay đổi hệ số bám dọc ngang theo độ trượt tương đối bánh xe Khảo sát tính tốn kiểm tra hệ thống phanh ABS xe Toyota Corolla Altis 2.0 Vì để đảm bảo đồng thời hiệu phanh tính ổn định cao Ngồi cịn giảm mịn nâng cao tuổi thọ cho lốp, cần tiến hành trình phanh giới hạn bắt đầu hãm bánh xe, nghĩa đảm bảo cho bánh xe q trình phanh khơng bị trượt lê hồn tồn mà trượt cục giới hạn λ=( 15÷30)% Đó chức nhiệm vụ hệ thống chống hãm cứng bánh xe Để giữ cho bánh xe khơng bị hãm cứng hồn tồn phanh ngặt, cần phải điều chỉnh áp suất dẫn động phanh cho độ trượt bánh xe với mặt đường thay đổi giới hạn hẹp quanh giá trị tối ưu Các hệ thống chống hãm cứng bánh xe phanh sử dụng nguyên lý điều chỉnh khác như: - Theo gia tốc chậm dần bánh xe phanh - Theo độ trượt cho trước - Theo tỷ số vận tốc góc bánh xe gia tốc chậm dần Như hệ thống chống hãm cứng bánh xe hệ thống an tồn chủ động ơtơ đại Nó góp phần giảm thiểu tai nạn nguy hiểm nhờ điều khiển trình phanh cách tối ưu Các hệ thống chống hãm cứng bánh xe đuợc nghiên cứu nhiều Đức từ năm đầu kỷ XX Tiếng Đức lúc gọi AntiBlockier System viết tắt A.B.S, sau tiếng Anh gọi Antilock Braking System viết tắt A.B.S hay ABS Hình 3-2 Q trình phanh có khơng có ABS đoạn đường cong Khảo sát tính tốn kiểm tra hệ thống phanh ABS xe Toyota Corolla Altis 2.0 3.1.2 Nguyên lý làm việc Hệ thống chống hãm cứng bánh xe (ABS) thực chất điều chỉnh lực phanh có mạch liên hệ ngược Sơ đồ khối điển hình ABS có dạng hình vẽ 3-3 đây, gồm: - Bộ phận cảm biến 1, phận điều khiển 2, phận chấp hành hay cấu thực nguồn lượng - Bộ phận cảm biến có nhiệm vụ phản ánh thay đổi thông số chọn để điều khiển (thường tốc độ góc hay gia tốc chậm dần bánh xe giá trị độ trượt) truyền tín hiệu đến điều khiển Bộ phận xử lý tín hiệu truyền lệnh đến cấu thực để tiến hành giảm tăng áp suất dẫn động phanh - Chất lỏng truyền từ xylanh (hay tổng van khí nén) qua đến xylanh bánh xe (hay bầu phanh) để ép guốc phanh thực trình phanh Hình 3-3 Sơ đồ tổng quát hệ thống chống hãm cứng bánh xe 1- Cảm biến tốc độ; 2- Bộ phận điều khiển; 3- Cơ cấu thực hiện; 4- Nguồn lượng; 5- Xylanh tổng van khí nén; 6- Xylanh bánh xe bầu phanh Để hiểu nguyên lý làm việc hệ thống chống hãm cứng bánh xe, ta khảo sát trình phanh xe hình 3.4 Khảo sát tính tốn kiểm tra hệ thống phanh ABS xe Toyota Corolla Altis 2.0 Hình 3-4 Các lực mơmen tác dụng lên bánh xe phanh Nếu bỏ qua mômen cản lăn nhỏ để đơn giản coi Z bx = const, phương trình cân mơ men tác dụng lên bánh xe trục quay phanh, có dạng: Ở đây: Mp - Mơ men phanh tạo nên cấu phanh Mφ - Mô men bám bánh xe với đường Jb - Mô men qn tính bánh xe - Tốc độ góc bánh xe Từ ta có gia tốc chậm dần bánh xe phanh: 10