trong ngành công nghiệp ô tô hiện nay chúng em đã được định hướng và thực hiện đề tài “Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Matlab để tính toán hệ thống phanh ABS trên xe du lịch”. Đề tài được thực hiện bởi sự hướng dẫn của các thầy trong lĩnh vực . Đề tài được thực hiện và hoàn thành tại khoa cơ khí động lực trường đại học Sư phạm kỹ thuật
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU………………………………………………………………………… Chương I: Giới Thiệu Tổng Quan Về Đề Tài Tính cấp thiết đề tài Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu 4 Phương pháp nghiên cứu Mục tiêu đề tài Chương II : Cơ Sở Lý Thuyết Về Phần Mềm Và Hệ Thống Phanh ABS 2.1 Khát quát phần mềm Matlap 2.2 Khái quát hệ thống phanh ABS .8 2.2.1 Các trạng thái làm việc ABS 2.2.2 Dẫn động phanh 12 2.3 Cụm chi tiết hệ thống phanh 18 2.3.1 Cơ cấu phanh guốc 18 2.3.2 Cơ cấu phanh loại đĩa 19 2.3.3 Bộ trợ lực phanh 21 2.3.4 Xi lanh phanh .25 2.3.5 Thông số kỹ thuật xe TOYOTA HIACE 27 2.4 Tính tốn hệ thống phanh 29 2.4.1 Tính tốn cấu phanh sau: 29 2.4.2 Xác định lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh phương pháp họa đồ:.32 2.4.3 Kiểm tra tượng tự xiết: .34 2.4.4 Tính tốn cấu phanh trước: 35 2.4.5 Xác định kích thước má phanh: 35 2.4.6 Thiết kế tính tốn dẫn động phanh: .37 2.4.7 Tính tốn xéc măng xi lanh bánh xe: 39 2.4.8 Tính bền số chi tiết: .41 2.5 Thiết kế trợ lực phanh .50 Chương III: Thiết Kế Tính Tốn .61 3.1 Xây dựng sơ đồ khối tính tốn hệ thống phanh .61 3.2 Cơ sở lý thuyết tính tốn hệ thống phanh ABS 67 3.2.1 Mối quan hệ lực phanh độ trượt .67 3.2.2 Sự thay đổi Mp, Mφ, εb phanh có chống hãm cứng bánh xe 68 3.3 Nội dung chương trình………… ………………………………………….…71 3.4 Kết tính tốn……………………….…………………………………….…74 3.5 Phương Án Lên Mơ Hình 74 3.5.2 Danh mục vật tư thiết bị 78 3.5.3 Lắp ráp hồn thiện mơ hình 78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80 Tài Liệu Tham Khảo……………………………………………………………… 82 LỜI NÓI ĐẦU Những năm gần khoa học kỹ thuật giới có bước tiến mạnh mẽ Có nhiều thành tựu khoa học tiên tiến ứng dụng rộng rãi vào đời sống phát triển kinh tế, đặc biệt lĩnh vực giao thông vận tải Trong công nghiệp chế tạo ô tô giới có phát triển lớn tạo đà cho khả phát triển nhanh chóng tương lai tới Cùng với phát triển khoa học, ngành công nghiệp ôtô không ngừng đưa đến cho người tiêu dùng cơng nghệ Nó khiến xe ô tô trở nên tiện nghi an toàn mà cịn thân thiện với mơi trường Ngành cơng nghiệp ô tô đưa vào sử dụng công nghệ tiên tiến vào chế tạo lắp đặt ô tô sử dụng hệ thống chống bó cứng phanh ABS, hệ thống trợ lực phanh dầu chân không Ở Việt Nam nghành công nghiệp ô tô đa phần lắp ráp sử dụng Tuy nhiên với phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật giới mà công ty dần đưa công nghệ tiên tiến đại ứng dụng vào chế tạo lắp đặt ô tô Trong lĩnh vực hệ thống dẫn động phanh dầu trợ lực chân không phần quan trọng cần đội ngũ kỹ thuật viên có trình độ thành thạo tay nghề Dẫn đến cần phải đào tạo trước kiến thức chuyên môn tay nghề thực tiễn Trong phạm vi trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng yên năm gần khoa khí động lực có nhiều đổi cơng nghệ kỹ thuật phục vụ giảng dạy Các tài liệu mơ hình sử dụng cơng tác đào tạo luôn đổi giúp cho học sinh, sinh viên có điều kiện tiếp xác học tập tốt bắt kịp với cơng nghệ đại sử dụng nghành công nghiệp ô tô Tuy lĩnh vực hệ thống trợ lực phanh dầu chân không cần bổ sung thêm tài liệu thiết bị thực hành Nhận thấy lĩnh vực cần thiết quan trọng ngành công nghiệp ô tô chúng em định hướng thực đề tài “Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Matlab để tính tốn hệ thống phanh ABS xe du lịch” Đề tài thực hướng dẫn thầy Lê Anh Vũ thầy Đồng Minh Tuấn với thầy cô khác khoa Đề tài thực hồn thành khoa khí động lực trường đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng yên Tuy đề tài cịn nhiều thiếu sót kính mong thầy đóng góp ý kiến để đề tài chúng em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hưng Yên, ngày 09 tháng 06 năm 2014 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hanh Chương I: Giới Thiệu Tổng Quan Về Đề Tài Tính cấp thiết đề tài Cơ cấu phanh cấu an toàn chủ động ô tô, dùng để giảm tốc độ hay dừng đỗ ôtô trường hợp cần thiết Nền công nghiệp ô tô ngày phát triển mạnh, số lượng ô tô tăng nhanh, mật độ lưu thông đường ngày lớn Các xe ngày thiết kế với công suất cao hơn, tốc độ chuyển động nhanh yêu cầu đặt với cấu phanh cao nghiêm ngặt Một tơ có cấu phanh tốt, có độ tin cậy cao có khả phát huy hết cơng suất, xe có khả chạy tốc độ cao, tăng tính kinh tế nhiên liệu, tính an tồn hiệu vận chuyển tô 10% số vụ tai nạn xảy trường hợp cần dừng khẩn cấp, tài xế đạp phanh mạnh đột ngột làm xe bị rê bánh trượt đi, dẫn đến lái Hệ thống ABS giúp khắc phục tình trạng khơng phụ thuộc vào kỹ thuật phanh người lái Với quan trọng, cần thiết thiếu hệ thống phanh ôtô nên em chọn đề tài xây dựng phần mềm Matlab tính tốn hệ thống phanh nhằm phục vụ cho việc tính tốn thiết kế phanh giảng dạy Đối tượng nghiên cứu Đối tượng đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Matlab để tính tốn hệ thống phanh ABS xe du lịch” là: + Hệ thống dẫn động phanh ABS xe du lịch + Cơ cấu phanh bánh xe loại guốc + Cơ cấu phanh bánh xe loại đĩa + Phần mềm Matlab Phạm vi nghiên cứu Trong trình thực đề tài, người nghiên cứu tìm hiểu cơng dụng, u cầu, cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống ABS Đồng thời xây dựng phần mềm Matlab tính tốn hệ thống phanh xe du lịch Đồ án phục vụ q trình giảng dạy ngành cơng nghệ ô tô Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên trường khác nước Đồng thời tài liệu dùng để tham khảo Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu tài liệu Phương pháp nghiên cứu thực tiễn Mục tiêu đề tài Nội dung nghiên cứu đề tài: ‘‘Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Matlab tính tốn hệ thống phanh ABS xe du lịch”, thực với mục tiêu sau: + Xây dựng sở lý thuyết hệ thống phanh ABS xe du lich + Trình bày chức năng, cấu tạo, nguyên lý hoạt động hệ thống phanh dầu,xy lanh chính,bầu trợ lực chân không + Xây dựng sở lý thuyết phần mềm Matlab + Xây dựng phần mềm Matlab tính toan hệ thống phanh Chương II : Cơ Sở Lý Thuyết Về Phần Mềm Và Hệ Thống Phanh ABS 2.1 Khát quát phần mềm Matlap MATLAB mơi trường tính tốn số lập trình – phần mềm tiếng công ty MathWorks, ngơn ngữ hiệu cao cho tính toán kỹ thuật viết logo phần mềm Nó tích hợp tính tốn, thị lập trình mơi trường dễ sử dụng Matlab R2012a v7.14 MATLAB cho phép tính tốn số với ma trận, vẽ đồ thị hàm số hay biểu đồ thông tin, thực thuật toán, tạo giao diện người dùng liên kết với chương trình máy tính viết nhiều ngơn ngữ lập trình khác Các ứng dụng tiêu biểu MATLAB bao gồm: Hỗ trợ toán học tính tốn Phát triển thuật tốn Mơ hình, mơ Phân tích, khảo sát hiển thị số liệu Đồ họa khoa học kỹ thuật Phát triển ứng dụng với giao diện đồ họa Tên phần mềm MATLAB bắt nguồn từ thuật ngữ “Matrix Laboratory” Đầu tiên viết FORTRAN để cung cấp truy nhập dễ dàng tới phần mềm ma trận phát triển dự án LINPACK EISPACK Sau viết ngơn ngữ C sở thư viện nêu phát triển thêm nhiều lĩnh vực tính tốn khoa học ứng dụng kỹ thuật Với Matlab , tốn trở nên đơn giản Ngồi MATLAB với khả phong phú đề cập sau, phần mềm MATLAB trang bị thêm ToolBox – gói chương trình (thư viện) cho lĩnh vực ứng dụng đa dạng xử lý tín hiệu, nhận dạng hệ thống, xử lý ảnh, mạng nơ ron, logic mờ, tài chính, tối ưu hóa, phương trình đạo hàm riêng, sinh tin học, Đây tập hợp mã nguồn viết MATLAB dựa theo thuật toán mới, hữu hiệu mà người dùng chỉnh sửa bổ sung thêm hàm MATLAB thiết kế để giải tốn số khơng nhằm mục đích tính tốn ký hiệu MATHEMATICA MAPLE Tuy nhiên, MATLAB tính tốn ký hiệu nhờ hàm Symbolic Math ToolBox Phần mềm Matlab ứng dụng vào nhiều lĩnh vực kỹ thuật liên quan tới tính tốn nhờ ưu điểm vượt trội Các lĩnh vực cụ thể hỗ trợ tính tốn thiết kế xây dựng, lĩnh vực liên quan tới điều khiển tự động, tính tốn chi tiết thiết kế khí, Các lĩnh vực tốn tin, cơng nghệ thơng tin xử lý số liệu 2.2 Khái quát hệ thống phanh ABS Hình 2.1.Sơ đồ hệ thốnh phanh ABS 2.2.1 Các trạng thái làm việc ABS ABS hệ thống phanh thuỷ lực tự điều chỉnh áp suất dầu đưa vào xilanh bánh xe cho phù hợp với chế độ lăn bánh bánh xe nhằm hạn chế hoàn toàn khả trượt lết bánh xe phanh Van điện phận quan trọng thực trạng thái phanh cách tốt Tuỳ theo loại van điện sử dụng hệ thống phanh mà hệ thống ABS làm việc với nhiều trạng thái khác A, Trạng thái phanh bình thường Hình 2.2: Trạng thái phanh thường abs không hoạt động Lúc ECU chưa cung cấp điện để điều khiển van điện nên đường dầu tới (cổng A) mở, đường dầu (cổng B) đóng ,áp lực dầu truyền từ xilanh tới xilanh bánh xe Tuy ECU tiếp nhận thông tin từ cảm biến so sánh với ngưỡng giá trị có sẵn nhớ ECU nhà chế tạo định sẵn Lực phanh tăng giảm tác động người tài xế bánh xe chưa có khả bị hãm cứng B, Khi phanh gấp ( ABS hoạt động) Trạng thái giảm áp lực phanh: Các tín hiệu từ hệ thống cảm biên gởi đến ECU tiếp nhận, tính tốn, so sánh biết bánh xe có khả bị hãm cứng định chống hãm cứng bánh xe cách đưa dịng điện khoảng 5A nhằm tạo lực từ mạnh cuộn dây để đóng đường dầu tới (cổng A), mở đường dầu (cổng B) mà áp lực dầu không đến xilanh bánh xe mà từ xilanh bánh xe trở bình tích trữ làm cho áp lực phanh giảm bánh xe khơng bị bó cứng Nếu áp lực phanh cịn lớn để làm bó cứng bánh xe ECU điều khiển bơm ABS bơm dầu từ bình tích trữ xilanh chính, áp lực phanh giảm nhanh bánh xe khơng cịn khả bị bó cứng Hình 2.3 : Trạng thái giảm áp lực phanh Trạng thái giữ áp lực phanh Hình 2.4: Trạng thái giữ áp lực phanh phanh Áp lực phanh tăng giảm xilanh bánh xe ECU nhận thấy giá trị phù hợp, ECU gửi dịng điện tới cuộn dây khoảng 2A vừa đủ để đóng đường tới (cổng A) đóng đường (cổng B) làm cho áp lực phanh không đổi xilanh bánh xe Lúc ECU tiếp tục điều khiển bơm ABS làm việc để trả dầu từ bình tích làm tăng áp lực phanh xilanh chuẩn bị cho trình tăng áp cần thiết 10