Xuất phỏt từ thực tế trờn, đề tài: “Nghiờn cứu thiết kế mụ hỡnh hệ thống phanh cú bộ chống hóm cứng bỏnh xe ABS phục vụ đào tạo” sẽ gúp phần đỏng kể trong quỏ trỡnh dạy học ở cỏc trường
NGUYỄN TẤN HẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN TẤN HẢI KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG PHANH CĨ BỘ CHỐNG HÃM CỨNG BÁNH XE (ABS) PHỤC VỤ CHO ĐÀO TẠO LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Kỹ thuật Cơ khí động lực KHĨA 2012A Hà Nội – Năm 2014 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131933061000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN TẤN HẢI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG PHANH CÓ BỘ CHỐNG HÃM CỨNG BÁNH XE (ABS) PHỤC VỤ CHO ĐÀO TẠO LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Kỹ thuật Cơ khí động lực NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS DƯƠNG NGỌC KHÁNH Hà Nội – Năm 2014 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1TỔNG QUAN VỀ MƠ HÌNH PHỤC VỤ ĐÀO TẠO DẠY NGHỀ 10 1.1 Thực trạng dạy học trường nghề 10 1.1.1 Những vấn đề chung 10 1.1.2 Các mơ hình giảng dạy chủ yếu 12 1.2 Tình hình dạy học sở đào tạo 15 1.2.1 Mơ hình dàn trải hệ thống treo lái tổng hợp 15 1.2.2 Mơ hình dàn trải hệ thống điều hịa khơng khí tự động 16 1.2.3 Mơ hình dàn trải hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử xe ô tô Toyota Camry 1999 17 1.2.4 Mơ hình dàn trải hệ thống điện xe ôtô 18 1.2.5 Mơ hình dàn trải hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử xe ô tô Toyota Camry 2010 19 1.3 Mục tiêu, phương pháp nghiên cứu nội dung đề tài 20 1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu 20 1.3.2 Phương pháp nghiên cứu 22 1.3.3 Nội dung đề tài 22 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ CHỐNG HÃM CỨNG BÁNH XE 23 2.1 Mơ hình động lực học tơ phanh 23 2.1.1 Động lực học bánh xe 23 2.1.2 Hiện tượng trượt lết bánh xe phanh 24 2.2.2 Mơ hình phẳng tơ phanh 26 2.2.3 Điều kiện phanh tối ưu 28 2.2 Đặc tính trượt chống hãm cứng bánh xe 29 2.2.1 Đặc tính trượt lý tưởng 29 2.2.2 Bộ chống hãm cứng bánh xe ABS 33 CHƯƠNG THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG PHANH ABS 39 3.1 Các phương án thiết kế mơ hình ABS 39 3.1.1 Mơ hình ¼ 39 3.2 Thiết kế chế tạo mơ hình ABS 41 3.2.1 Thiết kế, chế tạo chi tiết khí 42 3.2.2 Thiết kết mạch đánh Pan 47 3.2.3 Cảm biến vận tốc góc bánh xe 50 3.2.4 Lựa chọn đồng hồ đo áp suất dẫn động thủy lực 52 3.2.5 Các thông số mơ hình 52 3.3 Thiết kế giảng cho mơ hình hệ thống phanh ABS 55 3.3.1 Dạng giảng phân tích cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống 55 3.3.2 Dạng giảng kiểm tra thông số làm việc 63 3.3.3 Bài giảng bảo dưỡng sửa chữa 65 3.3.4 Bài giảng hệ thống chẩn đoán 81 3.3.5 Bài giảng kiểm tra sửa chữa mạch điện 90 3.3.6 Bài giảng cảm biến tốc độ bánh xe 91 3.3.8 Bài giảng mạch nguồn 100 KẾT LU N 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 DANH MỤC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Mơ hình dạy học ngun lý ơtơ 13 Hình 1.2 Mơ hình cắt bổ cụm, hệ thống ơtơ 14 Hình 1.3 Thiết bị thực hành sửa chữa hộp số ôtô 15 Hình 1.4 Hệ thống treo lái tổng hợp 16 Hình 1.5 Mơ hình hệ thống điều hịa khơng khí tự động 17 Hình 1.6 Hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử xe Toyota Camry 2009 18 Hình 1.7 Hệ thống điện xe ôtô 19 Hình 1.8 Hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử xe Toyota Camry 2010 20 Hình 2.1 Sơ đồ lực mô men tác dụng lên bánh xe phanh 23 Hình 2.2 Trạng thái lăn bánh xe có trượt lết 25 Hình 2.3 Sơ đồ lực, mômen tác dụng lên ô tô phanh 27 Hình 2.4 Đồ thị hệ số bám dọc x hệ số bám y 30 Hình 2.6 Đồ thị đặc tính trượt lý tưởng 32 Hình 2.7 Sơ đồ hệ thống phanh ABS 33 Hình 2.8 Sự thay đổi thông số mô men phanh Mp, áp suất dẫn động 35 phanh p gia tốc J bánh xe phanh có ABS 35 Hình 2.9 Sơ đồ làm việc chu kỳ hai pha (a) chu kỳ ba pha (b) 36 Hình 2.10 Đồ thị thay đổi tốc độ góc b bánh xe, tốc độ ô tô v độ trượt theo thời gian t phanh có hệ thống chống hãm cứng ABS 37 Hình 3.1 Sơ đồ mơ hình hệ thống phanh ABS 1/4 39 Hình 3.4 Kết cấu cấu ép bánh xe 45 Hình 3.5 Sơ đồ lực 46 Hình 3.6 Sơ đồ lực ngang tác dụng vào mối ghép ren 47 Hình 3.7 Sơ đồ mạch hệ thống 48 Hình 3.8 Mạch đánh pan thiết kế nằm bảng tap lô 49 Hình 3.9 Mạch đánh pan cảm biến 49 Hình 3.10 Mạch đánh pan rơ le 50 Hình 3.11 Cấu tạo hoạt động cảm biến vận tốc bánh xe vị trí lắp mơ hình 51 Hình 3.12 Mạch xử lý (a) tín hiệu cảm biến vận tốc bánh xe trước sau xử lý (b) 51 Hình 3.13 Sơ đồ đo áp suất phanh đồng hồ đo áp suất chân khơng 52 Hình 3.14 Bản vẽ kích thước chi tiết khung giá 53 Hình 3.15 Khung giá mơ hình 54 Hình 3.15 Sơ đồ cụm chức hệ thống phanh dẫn động thủy lực có chống hãm cứng ABS 56 Hình 3.16 Bộ chấp hành ABS 57 Hình 3.17 Hộp điều khiển ABS (ECU) 57 Hình 3.18 Sơ đồ cảm biến tốc độ 58 Hình 3.19 Sơ đồ tạo áp lực phanh 59 Hình 3.20 Sơ đồ giữ áp lực phanh 60 Hình 3.21 Sơ đồ trả áp lực phanh 60 Hình 3.22 Kết cấu phanh đĩa 63 Hình 3.22 Sơ đồ mạch kiểm tra cảm biến 64 Hình 3.23 Sơ đồ mạch kiểm tra rơ le 64 Hình 3.24 Đồng hồ báo áp suất dầu 65 Hình 3.25 Xi lanh loại kép 66 Hình 3.26 Cấu tạo xi lanh loại kép 67 Hình 3.27 Tháo dầu phanh 71 Hình 3.28 Cách tháo xy lanh 71 Hình 3.29 Thay phụ kiện xy lanh 72 Hình 3.30 Cách tháo phanh hãm 72 Hình 3.31 Các bước tháo piston 73 Hình 3.32 Vệ sinh xy lanh 74 Hình 3.33 Tháo xy lanh 75 Hình 3.34 Các bước tháo xy lanh 76 Hình 3.35 Xả khí xy lanh 77 Hình 3.36 Các bước xả khí xy lanh 78 Hình 3.37 Sơ đồ lắp xy lanh phanh 79 Hình 3.38 Chiều siết đai ốc 80 Hình 3.39 Sơ đồ xả khí dầu phanh 80 Hình 3.40 Các bước xả khí dầu phanh 81 Hình 3.41 Máy chẩn đoán CARMAN SCAN VG 82 Hình 3.42 Máy chẩn đốn G-Scan dây cáp kết nối DLC3 82 Hình 3.43 Kết nối máy chẩn đốn với mơ hình 83 Hình 3.44 Màn hình máy G-Scan 83 Hình 3.45 Chọn hãng xe 84 Hình 3.46 Chọn dịng xe phù hợp 84 Hình 3.47 Chọn hệ thống cần chẩn đoán 85 Hình 3.48 Chọn "Phân tích mã lỗi chẩn đốn (DTC)" 85 Hình 3.49 Màn hình chẩn đoán mã lỗi (1- Mã lỗi; 2- Tên mã lỗi) 85 Hình 3.50 Chọn "Xóa" để xóa mã lỗi 86 Hình 3.51 Nối tắt cực TC CG DLC3 87 Hình 3.52 Một số mã DTC 88 Hình 3.53 Vị trí CG TC 88 Hình 3.54 Vị trí đèn ABS 89 Hình 3.55 Sơ đồ mạch điện cấu chấp hành 91 Hình 3.56 Nguyên lý cảm biến tốc độ bánh xe 92 Hình 3.57 Sơ đồ mạch cảm biến tốc độ bánh xe 94 Hình 3.58 Kiểm tra trực quan cảm biến tốc độ 97 Hình 3.59 Giắc kết nối cảm biến 98 Hình 3.60 Sơ đồ mạch nguồn ECU điều khiển trượt 101 Hình 3.61 Vị trí chân IG1 102 Hình 3.62 Vị trí chân ECU-IG AM1 103 Hình 3.63 Vị trí Rơ le nguồn số 104 Hình 3.64 Vị trí GND1 GND2 105 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU STT KÝ HIỆU F X GIẢI THÍCH ĐƠN VỊ Lực bám dọc N FY Lực bám ngang N X Hệ số bám dọc Y Hệ số bám ngang N Phản lực vng góc từ mặt đường lên bánh xe Hệ số trượt v Tốc độ thân xe bx rbx Bán kính bánh xe m 10 M Khối lượng tô kg 11 L Chiều dài sở m 12 a Khoảng cách từ trọng tâm tới cầu trước m 13 b Khoảng cách từ trọng tâm tới cầu sau m 14 S Quãng đường phanh m 15 g Gia tốc trọng trường m / s2 16 Mp 17 Fx Lực phanh N 18 rtt Bán kính lăn m Vận tốc góc bánh xe Mơ men phanh tác dụng lên bánh xe N m/ s rad / s Nm LỜI NĨI ĐẦU Cùng với tiến khơng ngừng ngành khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp chế tạo ôtô giới ngày hoàn thiện nâng cao, đáp ứng mục tiêu chủ yếu khả chuyên chở, tốc độ, độ bền, an toàn, tiện nghi kinh tế Các cụm tổng thành, cấu, hệ thống khơng ngừng cải tiến Hệ thống phanh có trang bị chống hãm cứng bánh xe, hay gọi hệ thống phanh ABS sử dụng vào năm cuối thập kỷ 60, đầu chúng xe đại, đến thập niên 80 hệ thống phanh ABS trở thành phổ biến ngày trở thành trang bị tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng xe Trong lĩnh vực đào tạo trường kỹ thuật chuyên nghiệp, đặc biệt trường dạy nghề; để người học tiếp cận công nghệ, việc chế tạo phương tiện dạy học vấn đề trọng trường quan tâm phát triển Các học cụ truyền thống trước đây: Bản vẽ, tranh cấu tạo, mơ hình cắt bổ, phim chiếu v.v có ưu điểm mơ tả cấu tạo bên cấu, hệ thống, dễ sử dụng, giá thành rẻ Nhược điểm chưa mô trình làm việc hệ thống Xuất phát từ thực tế trên, đề tài: “Nghiên cứu thiết kế mơ hình hệ thống phanh có chống hãm cứng bánh xe (ABS) phục vụ đào tạo” góp phần đáng kể trình dạy học trường kỹ thuật dạy nghề phục vụ cho công tác nghiên cứu khoa học Mục tiêu đề tài dựa sở loại vật tư, chi tiết hệ thống phanh có trang bị ABS có sẵn, nghiên cứu thiết kế mơ hình để mơ tả cấu tạo chi tiết, mơ quy trình tháo lắp nguyên lý hoạt động cụm chi tiết hệ thống Do khả trình độ điều kiện thực luận văn có hạn, nên mục tiêu đề luận văn cịn nhiều điểm chưa hồn thiện mong