Nghiên ứu thiết kế hế tạo vành răng ảm biến tố độ ủa hệ thống abs trong hệ thống phanh khí nén

bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội TRỊNH XUÂN CẢNG NGHIÊN CỨU THIẾT, KẾ CHẾ TẠO VÀNH RĂNG CẢM BIẾN TỐC ĐỘ CỦA HỆ THỐNG ABS TRONG HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS HỒNG THĂNG BÌNH Hà Nội Năm 2013 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061132071921000000 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu riêng hướng dẫn TS Hồng Thăng Bình Đề tài thực Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Các số liệu kết trình bày luận văn độc lập, hoàn toàn trung thực chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu Hà Nội, ngày 25 tháng năm 2013 Tác giả Trịnh Xuân Cảng -1- DANH MỤC HÌNH VẼ BẢNG BIỂU TT Trang Tên hình vẽ, bảng biểu Hình -1 Cấu tạo cấu phanh dạng cam 14 Hình - Sơ đồ cấu tạo dẫn động phanh khí nén 17 Hình - Sơ đồ hệ thống phanh xe tham khảo 20 Hình - Van phân phối dẫn động hai dịng 22 Hình - Bầu phanh trước (bầu phanh đơn) 25 Hình - Kết cấu loại bầu phanh tích (bầu phanh kép) 26 Hình - Van xả nhanh 26 Hình - Van gia tốc (Relay valve) 27 Hình - Van chia dịng bảo vệ dịng khí nén (van an 28 10 11 tồn kép) Hình – 10 Sơ đồ phân loại dẫn động điều khiển 32 Hình - 11 Sơ đồ lực mô men tác dụng lên bánh xe 33 phanh 12 Hình - 12 Trạng thái lăn bánh xe có trượt lết 35 13 Hình - 13 Đặc tính trượt thể thay đổi hệ số bám 37 Hình - 14 Mối quan hệ hệ số bám dọc độ trượt 37 14 15 tương loại lốp Hình - 15 Mối quan hệ φx; φ y với λ ứng với góc lệch bên φi Hình - 16 Sự thay đổi mô men phanh Mb ,áp suất 16 38 40 dẫn động phanh p gia tốc ω bánh xe phanh có ABS 17 Hình - 17 Sơ đồ hệ thống phanh khí nén ABS loại 4S/3K 41 18 Hình - 18 Sơ đồ hệ thống phanh khí nén ABS loại 4S/4K 43 19 Hình - 19 Sơ đồ bố trí hệ thống phanh ABS xe thí 44 -2- nghiệm 20 Hình - 20 Cảm biến đo tốc độ góc 45 21 Hình - 21 Trạng thái tăng áp van điều chỉnh áp suất 46 Hình - 22 Trạng thái giữ áp van điều chỉnh áp suất khí 47 22 nén 23 Hình - 23 Trạng thái giảm áp van điều chỉnh áp suất 48 24 Hình - 24 Cơ cấu chấp hành hệ thống ABS 49 Hình - 25 Sơ đồ tín hiệu từ cảm biếm đo vận tốc góc bánh 50 25 xe 26 Hình - Sơ đồ cấu tạo cảm biến từ trở biến thiên 53 27 Hình - Sơ đồ nguyên lý tốc độ kế quang 54 28 Hình - Các loại cảm biến tiệm cận 56 29 Hình - Nguyên lý làm việc cảm biến tiệm cận 57 30 Hình – Cảm biến tiệm cận loại thường mở NO 58 31 Hình – Cảm biến tiệm cận loại thường đóng NC 59 32 Hình - Đặc tính đầu loại NPN – NO 59 33 Hình – Đặc tính đầu loại PNP - NO 59 34 Hình - Cảm biến tiệm cận phát vật quay 60 35 Hình - 10 Khoảng cách phát phụ thuộc vật liệu vật CB 61 36 Hình 3- 11 Khoảng cách phát phụ thuộc kích thước vật 61 37 Hình - 12 Khoảng cách phát phụ thuộc bề dày vật 62 38 Hình - 13 Các yếu tố cần ý chọn cảm biến ứng dụng 63 39 Hình - 14 Cảm biến tiệm cận E2A-S08- KS02-WP-C1 63 40 41 42 Hình - 15 Thơng số kỹ thuật vành với cảm biến tiệm cận E2A - S08 - KS02 – WP - C1 66 Hình - 16 : Ảnh hưởng vật liệu kích thước vật 68 cảm biến với E2A- S08 - KS02 -WP-C1 Hình - 17 Vùng hoạt động cảm biến E2A-S08-KS02WP-C1 -3- 69 43 44 45 46 Hình – 18 Vành lắp vành ngồi ổ lăn, bên trống 69 phanh Hình – 19 Phương án vành cắt cạnh ngoài, cảm 70 biến đặt Hình - 20 Vành kéo dài mâm phanh, cắt 72 mặt Hình - 21 Vành cắt mặt bên, cảm biến đặt 73 hướng trục 47 Hình - 22 Thiết kế vành có nắp bảo vệ 74 48 Hình - 23 Chi tiết vành cảm biến 75 49 Hình - 24 Chi tiết giá đỡ cảm biến 75 59 Hình – 25 Hộp thoại tạo liệu 77 51 Hình - 26 Cửa sổ thiết kế phần mềm Solidworks 77 52 Hình3 - 27 Vành cảm biến tốc độ hệ thống ABS 78 53 Hình3 - 28 Chọn vật liệu cho vành cảm biến 80 54 Hình3 - 29 Điều kiện ràng buộc tính kiển nghiệm 81 55 Hình3 - 30 Đặt ngoại lực tác dụng lên vành cảm biến 82 56 Hình3 - 31 Chia lưới mơ hình tính tốn vành cảm biến 82 57 Hình3 - 32 Kết tính tốn vành cảm biến 83 58 Hình - 33 Chi tiết vành cảm biến 84 59 Hình – 34 Phôi trước gia công 85 60 Hình - 35 Ngun cơng 1: Phay mặt đầu 86 61 Hình3 - 36 Ngun cơng 2: Mài tinh mặt 87 Hình3 - 37 Ngun cơng 3: Phay đường kính phay 87 62 bậc 63 Hình3 - 38 Nguyên công 4: Kiểm tra độ đảo bề mặt 88 64 Hình3 - 39 Ngun cơng 5: Chuẩn tinh 89 65 Hình3 - 40 Ngun cơng 6: Phay đường kính ngồi 89 66 Hình3 - 41 Ngun cơng 7: Cắt 90 -4- 67 Hình3 - 42 Ngun cơng 8: Khoan lỗ bắt vít 90 Hình – 43 Lắp đặt cảm biến vành cảm biến cầu 91 68 sau 69 Hình - 44 Khơng gian bố trí vành cầu sau 91 70 Hình3 - 45 Vành cảm biến cầu trước 92 71 Hình3 - 46 Tốc độ bắt đầu làm việc cảm biến 93 72 Hình3 - 47 Tín hiệu cảm biến ứng với tốc độ 80 km/h 94 Hình3 - 48 Tín hiệu cảm biến ứng làm việc tốc độ 95 73 khoảng 40 km/h -5- -6- DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT TT Ký hiệu Ý nghĩa HT Hệ thống BĐK Bộ điều khiển -7- Đơn vị MỤC LỤC Lời cam đoan ……………………………………………………………… Danh mục hình vẽ đồ thị …………………………………………… Danh mục ký hiệu chữ viết tắt …………………………………… MỤC LỤC ………………………….………… Lời nói đầu ………………………………………………………………… 10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 12 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu sản phẩm nước …… 12 1.2 Mục tiêu đề tài …………………………………………………… 13 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu……………………………………… 13 1.4 Phương pháp tiếp cận………………………………………………… 13 1.5 Nội dung nghiên cứu……………………………….………………… 13 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN VÀ 14 ABS KHÍ NÉN 2.1 Tổng quan hệ thống phanh khí nén………………………………… 14 2.1.1 Cấu tạo chung hệ thống phanh khí nén……………………… 14 2.1.1.1 Cơ cấu phanh tang trống điều khiển cam……………… 14 2.1.1.2 Hệ thống dẫn động điều khiển phanh……………………… 15 2.1.2 Giới thiệu xe tham khảo…………………………………………… 18 2.1.2.1 Thông số kỹ thuật…………………………………………… 18 2.1.2.2 Hệ thống phanh khí nén xe……………………………… 19 2.2 Tổng quan ABS khí nén………………………………….……… 29 2.2.1 Tổng quan ABS……………… … 29 2.2.1.1 Lịch sử phát triển…………………………………………… 29 2.2.2.2 Phân loại hệ thống ABS……………………………………… 2.2.2 Cơ sở lý thuyết hệ thống ABS………………………………… 31 33 2.2.2.1 Lực mô men tác dụng lên bánh xe phanh……………… 33 2.2.2.2 Hiện tượng trượt lết bánh xe phanh……………………… 34 2.2.2.3 Đặc tính trượt lết phanh…………… …… 36 -8- 2.2.2.4 Nguyên tắc điều khiển ABS 39 2.2.3 Hệ thống phanh ABS dẫn động khí nén… ………………… … 41 2.2.3.1 Các phương án dẫn động hệ thống phanh ABS khí nén…… 41 2.2.3.2 Sơ đồ hệ thống phanh ABS thí nghiệm xe LIFAN N2… 43 2.2.3.3 Sơ đồ cấu tạo hoạt động phần tử hệ thống ABS khí 45 nén………………………………………………………………………… CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀNH RĂNG CẢM BIẾN TỐC 52 ĐỘ 3.1.Giới thiệu cảm biến tốc độ góc………………………………………… 52 3.1.1 Nguyên lý đo vận tóc góc………………………………………… 52 3.1.2 Các loại cảm biến đo tốc độ góc………………………………… 52 3.1.3 Lựa chọn cảm biến đo đạc xe thí nghiệm…………… ……… 55 3.2 Tính tốn thiết kế vành cảm biến tốc độ………………………… 65 3.2.1 Cơ sở thiết kế vành cảm biến……………………………… 65 3.2.2 Tính lựa chọn thông số kỹ thuật vành 66 3.3 Lựa chọn phương án gá lắp vành răng………………………………… 69 3.3.1 Phương án 1: Vành lắp vào vành ổ lăn……… ……… 69 3.3.2 Phương án 2: Vành tựa vào mặt bích trống phanh, cắt 70 ngồi, hướng trục, cảm biến đặt hướng kính…………………………… 3.3.3 Phương án 3: Vành nằm mặt bích trống phanh, 71 làm dài ngồi, hướng kính, cảm biến đặt dưới………………………… 3.3.4 Phương án 4: Vành lắp phía ngồi mặt bích trống phanh, cắt 72 mặt bên, cảm biến đặt hướng trục…………………………………… 3.3.5 Lựa chọn phương án thiết kế bố trí vành răng………………… 75 3.4 Xây dựng mơ hình 3D kiểm nghiệm vành răng…………………… 3.4.1 Giới thiệu phần mềm thiết kế…………………………………… 76 76 3.4.2 Phương pháp xây dựng mơ hình 3D vành cảm biến………… 76 3.4.3 Kiểm nghiệm đánh giá mô hình vành cảm biến………… 79 3.5 Lập qui trình chế tạo vành răng……………………………………… -9- 84