47 Trang 8 DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮTStt Ký hiệuChú thích1 Mp Mômen phanh 2 Pp Lực phanh3 rp Bán kính làm việc của bánh xe4 Ppmax Lực phanh cực đại5 Pφ Lực bám của bán
TỔNG QUA N V Ấ N Đ Ề NGHIÊN C U 7 Ứ 1.1 Lực phanh và Mô men phanh
Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh
Hiệu quả phanh, hay chất lượng phanh, không có định nghĩa cụ thể nhưng có thể đánh giá thông qua các chỉ tiêu như quãng đường phanh, gia tốc chậm dần, thời gian phanh và lực phanh Tại Việt Nam, xe chỉ được phép lưu hành khi các chỉ tiêu này nằm trong phạm vi cho phép, điều này phụ thuộc vào tiêu chuẩn của từng quốc gia Việt Nam áp dụng tiêu chuẩn TCVN 5658-1999 để quy định các chỉ tiêu và giới hạn cho chất lượng phanh.
Vào năm 2000, Bộ Giao thông Vận tải đã ban hành quy định về "Tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường của phương tiện cơ giới đường bộ" Các trạm đăng kiểm đóng vai trò là cơ quan kiểm tra và cấp phép lưu hành cho các loại xe, đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn và bảo vệ môi trường.
Bảng 1.1 Áp dụng trên đường nhựa khô, bằng phẳng,vận tốc xe 30 Km/h
Loại Ô tô S(m) ≤ Jmax (m/s 2 ), ≥ Ô tô con Ô tô tải, trọng lượng toàn bộ < 80kN,xe khách có chiều dài < 7,5 m Ô tô tải, trọng lượng toàn bộ ≥ 80kN,xe khách có chiều dài ≥ 7,5
Chúng ta sẽ xem xét lần lượt các chỉ tiêu nói trên.
Gia tốc chậm dần khi phanh là chỉ tiêu quan trọng trong việc đánh giá chất lượng phanh ô tô Phân tích các lực tác dụng lên ô tô cho phép chúng ta thiết lập phương trình cân bằng lực kéo khi phanh.
Pj = Pp + Pf + P ω +P ŋ Pi (1.3) Ở đây:
Pj – lực quán tính sinh ra khi phanh Ô tô
Pp – lực phanh sinh ra ở các bánh xe
P ŋ – lực để thắng tiêu hao cho ma sát cơ khí (ma sát ở ổ bi…)
Pi – lực cản lên dốc Khi phanh trên đường nằm ngang thì lực cản lên dốc Pi = 0
Các lực Pf, Pω và Pŋ có tác động rất nhỏ so với lực cản phanh Pp trong quá trình chuyển động của ô tô Lực phanh Pp chiếm tới 98% tổng lực cản, cho thấy rằng các lực Pf có thể được xem nhẹ trong phân tích.
P ω , P ŋ trong phương trình (1.3) và khi Ô tô phanh trên đường nằm ngang (P i = 0), ta có phương trình sau:
Lực phanh lớn nhất Ppmax được xác định theo điều kiện bám khi các phanh xe bị phanh hoàn toàn và đồng thời theo biểu thức:
Từ đó, phương trình (1.4) có thể viết như sau:
(1.5) Ở đây: δi– hệ số tính đến ảnh hưởng các trọng khối quay của Ô tô
Từ biểu thức ( 5) có thể xác định gia tốc chậm dần cực đại khi phanh:1.
Để tăng gia tốc chậm dần khi phanh, cần giảm hệ số δi Khi phanh đột ngột, người lái nên cắt ly hợp để tách động cơ khỏi hệ thống truyền lực, giúp giảm δi và tăng j pmax.
Gia tốc chậm dần cực đại của ô tô phụ thuộc vào hệ số bám φ giữa lốp và mặt đường, với giá trị tối đa φ max đạt từ 0,75 đến 0,8 trên đường nhựa tốt Giả sử δ i = 1 và gia tốc trọng trường g = 10 m/s², gia tốc chậm dần cực đại khi phanh gấp trên đường nhựa khô, nằm ngang có thể đạt từ 7,5 đến 8 m/s² Tuy nhiên, trong thực tế, ô tô thường phanh với gia tốc chậm dần thấp hơn nhiều, và phanh gấp chỉ xảy ra trong những tình huống khẩn cấp.
Thời gian phanh là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng phanh, với thời gian phanh càng ngắn thì chất lượng càng cao Để xác định thời gian phanh, có thể sử dụng biểu thức (6) theo dạng 1.
Từ biểu thức ( 7) có thể viết :1.
Để xác định thời gian phanh tối thiểu, cần thực hiện tích phân dt trong khoảng từ thời điểm tương ứng với vận tốc phanh ban đầu v1 đến thời điểm tương ứng với vận tốc v2 ở cuối quá trình phanh.
Khi phanh Ô tô đến lúc dừng hẳn thì v 2 = 0, do đó:
( 8) 1. Ở đây: v 1 – vận tốc của Ô tôứng với thời điểm bắt đầu phanh.
Thời gian phanh tối thiểu của ô tô phụ thuộc vào vận tốc ban đầu và hệ số ma sát giữa bánh xe với mặt đường Để giảm thời gian phanh, người lái xe nên thực hiện việc cắt ly hợp khi phanh.
Quãng đường phanh là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng phanh của ô tô Do đó, trong các thông số kỹ thuật của ô tô, các nhà sản xuất thường cung cấp thông tin về quãng đường phanh tương ứng với vận tốc bắt đầu phanh đã được xác định.
Quãng đường phanh là chỉ tiêu dễ nhận thức, giúp người lái xe xử lý tốt hơn khi phanh ô tô Để xác định quãng đường phanh nhỏ nhất, có thể áp dụng biểu thức (1.7) bằng cách nhân hai vế với dS (vi phân của quãng đường).
Quãng đường phanh nhỏ nhất được tính bằng cách tích phân dS từ thời điểm tốc độ ban đầu v1 đến thời điểm vận tốc cuối cùng v2 trong quá trình phanh.
Khi phanh đến lúc Ô tô dừng hẳn v2 = 0 :
Từ biểu thức (11) cho thấy quãng đường phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào vận tốc ban đầu của ô tô và được thể hiện qua hàm bậc hai Ngoài ra, hệ số bám φ và hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng quay cũng là những yếu tố ảnh hưởng đến quãng đường phanh Do đó, để giảm quãng đường phanh, cần phải giảm hệ số này, và một trong những cách hiệu quả là người lái cắt ly hợp trước khi phanh, từ đó giúp quãng đường phanh ngắn hơn.
Theo các công thức (1.6), (1.) và (11), các yếu tố ypmax, tmin và Spmin phụ thuộc vào hệ số bám, đồng thời cũng chịu ảnh hưởng bởi tải trọng tác động lên bánh xe.
Gia tốc chậm dần và thời gian phanh, cũng như quãng đường phanh, phụ thuộc vào trọng lượng tổng thể G của ô tô, điều này đã được chứng minh qua thực nghiệm Để hiểu rõ hơn về sự thay đổi của quãng đường phanh tối thiểu theo vận tốc bắt đầu phanh v1 và hệ số bám, có thể tham khảo đồ thị ở Hình 1-2.
Hình 1.2 Đồ thị chỉ sự thay đổi quãng đường phanh nhỏ nhất theo tốc độ bắt đầu phanh v i và hệ số bám φ
Tiêu chuẩn ECE trong phương pháp thử phanh và hiệu quả hệ thống phanh
1.3.1.1 Điều kiện để đo được hiệu quả phanh khi thử nghiệm
- Tình trạng xe về mặt khối lượng phải được qui định cho từng kiểu thử và được ghi rõ trong báo cáo thử; (C.1.2.1)(1.15)
Việc thử nghiệm cần được thực hiện ở vận tốc quy định cho từng loại thử Nếu vận tốc thiết kế tối đa của xe thấp hơn vận tốc quy định, thử nghiệm sẽ được tiến hành tại vận tốc tối đa của xe.
- Trong khi thử, lực tác động lên bộ phận điều khiển phanhđể đạt được hiệu quả qui định không được vượt quá lực lớn nhất cho phép; (C.1.2.3)(1.17)
- Mặt đường thử phải có độ bám tốt, trừ khi có qui định khác trong các phụ lục có liên quan; (C.1.2.4)(1.18)
- Việc thử phải được tiến hành khi không có gió có khả năng ảnh hưởng đến kết quả thử; (C.1.2.5)(1.19)
- Khi bắt đầu thử, lốp xe phải ở trạng thái nguội và ở áp suất qui định theo tải trọng thực tế trên các bánh xe khi xe đứng yên; (C.1.2.6)(1.20)
- Hiệu quả qui định phải đạt được khi bánh xe không bị hãm cứng ở vận tốc lớn hơn
15 Km/h, xe không lệch khỏi một hành lang 3,5 m, góc lệch hướng không vượt qua
15 0 , và không có rung động bất thường; (C.1.2.7)(1.21)
Đối với ô tô con chạy điện, các động cơ phải được kết nối liên tục với các bánh xe trong quá trình thử nghiệm.
Ô tô con chạy điện phải được trang bị hệ thống phanh điện kiểu máy phát loại A Theo quy định tại C.1.4.3.1, trạng thái thử nghiệm cần được thực hiện trên đường có hệ số bám thấp, theo các điều khoản C.1.2.9 và 1.23.
- Ngoài ra, đối với những xe được trang bị hệ thống phanh điện kiểu máy phát loại
A, những điều kiện nhất thời như thay đổi số hoặc nhả ga phải không gây ảnh hưởng tới trạng thái của xe trong điều kiện nêu ở C.1.2.9; (C.1.2.9.1)(1.23 1)
Trong các thử nghiệm quy định tại 1.23 và 1.23.1, việc khoá cứng bánh xe bị cấm Tuy nhiên, lái xe có thể được hiệu chỉnh nếu góc quay của vành tay lái nằm trong giới hạn 120 độ trong 2 giây đầu tiên và tổng góc không vượt quá giới hạn cho phép.
1.3.1.2 Tình trạng của xe khi phanh.
- Trong việc thử phanh, và đặc biệt khi thử phanh ở tốc độ cao, phải kiểm tra tình trạng chung của xe trong khi phanh;(C.1.3.1)(1.25)
- Trạng thái của xe trên đường có độ bám giảm dần phải đáp ứng các yêu cầu trong phụ lục E/ECE R13.(C1.3.2)(1.26)
1.3.1.3 Thử hiệu quả thông thường với phanh nguội – thử kiểu 0 a) Yêu cầu chung
Nhiệt độ trung bình của các cơ cấu phanh chính trên trục nóng nhất của xe, được đo ở mặt trong má phanh hoặc trên tấm má phanh của đĩa hoặc trống, cần phải duy trì trong khoảng từ 65°C đến 100°C trước khi phanh.
Xe cần được chất tải đúng quy định, đảm bảo phân bố khối lượng trên các trục theo hướng dẫn của nhà sản xuất Nếu có nhiều cách bố trí tải trọng, cần phân bố khối lượng lớn nhất giữa các trục sao cho tỷ lệ khối lượng trên mỗi trục phù hợp với khối lượng tối đa cho phép.
Tất cả các thử nghiệm cần được thực hiện trên xe không tải Ngoài người lái, có thể thêm một người thứ hai ngồi ở ghế trước để ghi chép kết quả thử nghiệm.
Các giới hạn quy định về hiệu quả phanh tối thiểu cho xe, bao gồm cả thử nghiệm không tải và toàn tải, được nêu rõ dưới đây Xe cần phải đáp ứng yêu cầu về quãng đường phanh và gia tốc chậm dần cực đại trung bình, tuy nhiên, không nhất thiết phải đo thực tế cả hai thông số này.
Đường thử nghiệm phải phẳng và nằm ngang; mỗi thử nghiệm cần thực hiện 6 lần phanh, bao gồm cả lần tập làm quen, trừ khi có quy định khác Đối với thử nghiệm kiểu 0, động cơ phải được ngắt khỏi hệ thống truyền lực, và hệ thống phanh chính cần đáp ứng tiêu chuẩn trong Bảng 1.5(A).
Việc thử nghiệm cần được thực hiện ở vận tốc quy định, và các số liệu phải nằm trong giới hạn dung sai cho phép Đồng thời, hiệu quả phanh tối thiểu cũng phải đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn Thử nghiệm kiểu 0 với động cơ kết nối với hệ thống truyền lực, hệ thống phanh chính cần phải đáp ứng các tiêu chí trong Bảng 1.5 (B).
Việc thử nghiệm phanh được tiến hành khi động cơ kết nối với hệ thống truyền lực, bắt đầu từ vận tốc quy định tại Bảng 1.5 (B) Để đạt yêu cầu, hiệu quả phanh tối thiểu phải được đảm bảo Tuy nhiên, không cần thực hiện thử nghiệm này nếu tốc độ tối đa của xe nhỏ hơn hoặc bằng 125 Km/h.
Nếu tốc độ tối đa của xe vượt quá 200 Km/h, thử nghiệm phanh sẽ được thực hiện ở 80% tốc độ tối đa Các số liệu hiệu quả phanh thực tế phải được ghi nhận, đồng thời tình trạng của xe cần đáp ứng các yêu cầu quy định.
1.3.1.4 Thử mức suy giảm và hồi phục hiệu quả phanh – thử kiểu I a) Quy trình thử phanh nóng
Hệ thống phanh chính của tất cả các xe cần được kiểm tra bằng cách thực hiện nhiều lần phanh và nhả phanh, đặc biệt khi xe đang chở tải tối đa và trong các điều kiện được nêu trong Bảng 1.4.
Bảng 1.2 Điều kiện thửphanh n ngó
Các điều kiện v 1 [Km/h] v 2 [Km/h] ∆∆∆∆∆t [giây] n
80% vmax≤120 1/2 v1 45 15 trong đó : v1= vận tốc ban đầu khi bắt đầu phanh v2= vận tốc khi kết thúc phanh vmax= vận tốc lớn nhất của xe n = số lần phanh
∆t = thời gian của một chu trình phanh : khoảng thời gian giữa mỗi lần bắt đầu phanh và lần bắt đầu tiếp theo.
Nếu tính năng của xe không cho phép áp dụng khoảng thời gian chu trình phanh ∆t, có thể tăng khoảng thời gian này Trong mọi trường hợp, cần cho phép tăng thêm 10 giây cho quá trình phanh và gia tốc của xe trong mỗi chu trình để ổn định vận tốc v1.
Trong quá trình thử nghiệm, cần điều chỉnh lực tác dụng lên điều khiển phanh để đạt được gia tốc chậm dần trung bình 3 m/s² trong mỗi lần phanh Có thể thực hiện hai lần thử sơ bộ nhằm xác định lực điều khiển phù hợp.
- Trong khi phanh, hộp số được gài liên tục ở tỷ số truyền cao nhất (không kể tỷ số truyền tăng tốc).(1.37)
M ụ c đ í ch nghiên c ứ u
1.4.1 Vấn đề ề v gia tốc của xe khi phanh
Gia tốc của xe khi phanh là một trong bốn tiêu chí đánh giá hiệu quả hệ thống phanh trên ô tô Gia tốc này phản ánh khả năng giảm tốc của xe, nhưng trong quá trình phanh, nó có thể biến đổi liên tục Theo TCVN, để đánh giá gia tốc khi phanh, cần sử dụng gia tốc chậm dần cực đại, yếu tố này chỉ định khả năng phanh của hệ thống mà chưa thể hiện hiệu quả toàn bộ quá trình Trong khi đó, TC ECE áp dụng phương pháp đánh giá gia tốc trung bình cực đại để đáp ứng tiêu chí cho từng loại xe, phương pháp này khác biệt so với TCVN Các trung tâm đăng kiểm xe cơ giới tại Việt Nam thường đánh giá gia tốc phanh một cách giản lược mà chưa sử dụng thiết bị đo chuyên dụng do sự phức tạp và chi phí cao của thiết bị đó.
1.4.1.1.Các phương phá áp x c định gia tốc trung b nh:ì Để xác định gia t c trung bình c a xe khi phanh ta có th s d ng nhiố ủ ể ử ụ ều phương pháp Mức độtin cậy của mỗi phương pháp sẽphụ thu c vào cộ ác thông số ầ c n xác định để làm s ng t gia t c phanh trung bì á ỏ ố nh Đi u đề ó có ngh a là ĩ trong qu tr nh á ì xác định gia tốc phanh trung bình ta cần xác định c ng à ít thông số ẽ s càng có lợi về mặt sai số ủ c a phép đo Một số éph p đo có k thể ể đến như sau:
Phương pháp này sử dụng nguyên lý đo trực tiếp gia tốc của xe trong quá trình phanh Khi xác định được gia tốc Ji tại mỗi thời điểm ti, ta có thể tính được gia tốc trung bình thông qua công thức.
- Phương pháp gi n tiá ếp:
Phương pháp này xác định gia tốc trung bình thông qua các thông số liên quan đến sự biến thiên và vận tốc trong thời gian phanh Gia tốc tại mỗi thời điểm được xác định bằng công thức: J i = ∫ v dt i [ m s / 2 ] (1.63).
Khi xác định được Ji s dử ụng công thức 1.4 để xác định gia tốc trung b nh.ì
- Xác định gia tốc cực đại trung bình theo tiêu chu n ECE ẩ
Gia tốc chậm dần cực đại trung bình (jpmax) được tính bằng độ giảm vận tốc trung bình từ v b đến v e theo quãng đường, theo công thức sau :
Trong đó: v0 là vận tốc ban đầu của xe, [km/h];
Vận tốc của xe được biểu thị bằng vb là 0,8v0 (km/h) và ve là 0,1v0 (km/h) Quãng đường s được tính khi vận tốc xe giảm từ v0 xuống vb, trong khi quãng đường se là khoảng cách khi vận tốc giảm từ v0 xuống ve.
Vận tốc và quãng đường được xác định bằng thiết bị đo có độ chính xác 1% theo giá trị quy định cho phép thử Gia tốc chậm dần cực đại trung bình có thể được xác định bằng các phương pháp khác, trong đó độ chính xác cần đạt tối thiểu là 3%.
1.4.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới gia tốc phanh trung b nh cì ực đại Để xét t i s ớ ự ảnh hưởng c a gia t c xe khi phanh, ngoài công th c xáủ ố ứ c định các ch ỉ tiêu hiệu quả phanh c n xét thêm tính ầ ổn đ nh hưị ớng của xe khi phanh:
Khi phanh, lực phanh không đồng đều giữa các bánh xe bên phải và bên trái tạo ra mô men quay (Mz) quanh trục OZ, thẳng góc với mặt phẳng XOY Điều này xảy ra tại trọng tâm của xe, làm cho trục dọc của xe lệch một góc γ so với hướng chuyển động.
Khi phanh, nếu ô tô quay quá mức cho phép, sẽ ảnh hưởng đến an toàn khi di chuyển Tính ổn định khi phanh là khả năng duy trì quỹ đạo di chuyển theo ý muốn của người lái trong suốt quá trình phanh.
( 1 ) 66Trong đó: Ppr - lực phanh bên phải.
Ppl - lực phanh bên trái.
B - chiều rộng cơ sở của xe.
I z- mômen quán tính của xe quanh trục OZ.
Góc lệch γ tỷ lệ thuận với momen quay vòng Mz, bình phương của thời gian phanh t, và tỷ lệ nghịch với momen quán tính của ô tô quay trục Z đi qua trọng tâm Độ chênh lệch tối đa giữa các lực phanh ở các bánh xe trên cùng một trục không được vượt quá 15% so với lực phanh cực đại ở các bánh xe của trục này Nếu bánh xe bên phải có lực phanh lớn nhất, thì lực phanh tối thiểu trên bánh xe bên trái cho phép là 0,85 lần lực phanh bên phải Lực phanh cực đại trên bánh xe được xác định theo điều kiện bám, do đó góc lệch cực đại khi phanh được tính toán theo một công thức cụ thể.
Theo tiêu chuẩn ECE, khi ô tô phanh, quỹ đạo chuyển động không được lệch quá 8 độ so với phương di chuyển thẳng và phải nằm trong hành lang phanh rộng 3,50m.
Dựa vào công thức xác định các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh và gia tốc phanh trung bình, chúng ta nhận thấy rằng có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phanh, bao gồm cả ổn định hướng khi phanh.
- Vận tốc của xe trước khi phanh v: tpmin và γ tỷ lệ thuận với v; S pmin tỷ lệ thuận với v 2
- Hệ số tính đến ảnh hưởng các khối lượng quay của ô tô (δ): j pmax tỷ lệ nghịch với δ; tp, Spvà γ tỷ lệ thuận với δ.
- Hệ số bám của bánh xe với mặt đường ϕ: a x max tỷ lệ thuận với ϕ;
, p p t S và γ tỷ lệ nghịch với ϕ
Kích thước và kết cấu của hệ thống phanh là những yếu tố quan trọng, ảnh hưởng đến hiệu quả phanh và sự ổn định hướng khi thực hiện phanh.
1.4.2 Tình h nh nghiên cì ứu trong và ngoài nước vềthiết bị đo gia tốc
Thiết bị đo gia tốc và rung được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu như thử nghiệm va đập giữa ô tô và mô hình người, đo rung động của các chi tiết và bộ phận trên ô tô như động cơ và vỏ xe bus Chúng giúp xác định mức độ rung và gia tốc va chạm để mở túi khí kịp thời, cũng như ứng dụng trong điện thoại di động, thiết bị chơi game, và các lĩnh vực như robot và xe 2 bánh cân bằng Segway.
Một số đề tài luận văn thạc sĩ trong nước gần đây tập trung vào hiệu quả phanh, ví dụ như đề tài “Nghiên cứu một số ảnh hưởng đến hiệu quả phanh ô tô” của tác giả Ngô Văn Hóa Đề tài này nghiên cứu tóm tắt các thông số và ảnh hưởng của tốc độ đến hệ thống phanh, độ bám đường, độ trượt của bánh xe và hiệu quả phanh ô tô Ngoài ra, còn có nhiều đề tài nghiên cứu khác với cái nhìn tổng quan hơn về vấn đề này.
THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO GIA TỐC TRUNG BÌNH CỦA XE
Yêu cầu thiết kế
Gia tốc trung bình là tiêu chí quan trọng để đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh Việc thiết kế thiết bị đo gia tốc trung bình có thể thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau, nhưng tất cả đều cần phải đáp ứng các tiêu chí nhất định.
Thiết bị này đo gia tốc của xe trong từng khoảnh khắc phanh, hiển thị dữ liệu dưới dạng đồ thị giúp người dùng dễ dàng đánh giá trực quan về gia tốc xe trong quá trình phanh.
- Thiết bị cần có chu kỳ lấy mẫu phù hợp đảm bảo độ chính xác cao (t = 20ms).
- Thiết bị có khả năng lưu trữ được dữ liệu trong quá trình thu thập và thử nghiệm.
Cảm biến gia tốc
2.2.1 Dải gia tốc và phương pháp đo gia tốc
Theo nguyên lý cơ bản của cơ học, gia tốc là đại lượng vật lý phản ánh mối quan hệ giữa lực và khối lượng Gia tốc có thể được đo trực tiếp thông qua lực bằng cách sử dụng cảm biến áp điện hoặc cảm biến cân bằng ngẫu lực, hoặc đo gián tiếp thông qua sự biến dạng hoặc di chuyển của vật trung gian.
Tùy theo mức gia tốc và dải tần của hiện tượng khảo sát người ta phân biệt các giải gia tốc sau:
Đo gia tốc chuyển động của một khối lượng nào đó với tần số trọng tâm tương đối thấp (từ 0 đến 10 Hz) cho giá trị gia tốc nhỏ Các cảm biến phổ biến được sử dụng bao gồm cảm biến gia tốc đo dịch chuyển và cảm biến gia tốc đo biến dạng.
Đo gia tốc của các cấu trúc cứng hoặc có khối lượng lớn với tần số rung lên đến hàng trăm Hz thường sử dụng cảm biến gia tốc Các loại cảm biến này thường là cảm biến từ trở biến thiên, đầu đo biến dạng kim loại hoặc cảm biến áp điện trở.
Đo gia tốc rung ở mức trung bình và dải tần cao (10kHz) thường được áp dụng cho các vật có khối lượng nhỏ Các cảm biến phổ biến được sử dụng trong trường hợp này là cảm biến áp trở hoặc cảm biến áp điện.
Cảm biến đo gia tốc là loại cảm biến chuyển động độc lập, không yêu cầu điểm mốc để hoạt động Khác với các cảm biến dịch chuyển, cảm biến đo gia tốc không cần so sánh chuyển động của vật với một vật cố định nào khác.
2.2.2 Lựa chọn cảm biến thiết kế
2.2.2.1 Một số loại cảm biến gia tốc
1 Gia tốc kế áp điện
Tốc kế áp điện bao gồm một khối lượng rung M và một phần tử áp điện được gắn trên giá đỡ cứng, tất cả được bảo vệ trong một vỏ hộp kín Để đo gia tốc, thường cần thực hiện theo hai hướng dọc theo trục nhạy cảm Tùy thuộc vào loại tác dụng (nén, kéo, hoặc cắt), bộ cảm biến sẽ được trang bị bộ phận cơ khí tạo ứng lực cơ học để mở rộng dải đo gia tốc theo hai chiều.
Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo gia tốc áp điện kiểu nén
1.Khối lượng rumg; 2 Phiến áp điện; 3.Đai ốc; 4.Đế; 5 Vỏ hộp
Cảm biến loại này có tần số cộng hưởng cao, kết cấu chắc chắn nhạy với ứng lực của đế.
Sơ đồ cấu tạo của gia tốc kế kiểu uốn cong trình bày hình sau:
Hình 2.2 Cấu tạo gia tốc kế kiểu uốn cong
1 Khối lượng rung; 2 Phiến áp điện; 3 Vỏ hộp Đặc trưng của cảm biến: Độ nhạy được được biểu diễn bằng biểu thức:
Trong đó: a: gia tốc của cảm biến
Q: điện tích được tạo ra khi cảm biến rung với gia tốc a
S1: độ nhạy cơ của hệ thống khối lượng rung
S2: độ nhạy điện của cảm biến
Giá trị của S 1 và S2 được xác định:
Cảm biến áp điện được sử dụng để đo độ rung với tần số cao từ 10 đến 20Hz Các yếu tố quan trọng trong quá trình đo lường bao gồm hằng số điện môi (d), độ cứng của phần tử nhạy cảm (C), tần số tắt của cảm biến và mạch đo, cùng với hệ số tắt dần.
Hình 2.3 Cấu tạo cảm biến áp điện
1 Vỏbọc; 2 Ren lắp ;3 Phần tử áp điện; 4 hối quán tính; 5 Dây dẫn; 6 K Cáp bọc
Điện áp ra sau khuếch đại được chia thành hai kênh song song: một kênh chứa khuếch đại chỉnh lưu và chỉ thị gia tốc, trong khi kênh còn lại xử lý tín hiệu qua hai bộ tích phân và chỉnh lưu để chỉ biên độ rung Cảm biến và thiết bị hoạt động trong dải tần từ 20Hz đến 10KHz với sai số quy đổi khoảng 5%.
2 Gia tốc kế áp trở
Gia tốc kế áp trở bao gồm một tấm đàn hồi mỏng gắn với giá đỡ, một đầu kết nối với khối lượng rung, và từ 2 đến 4 áp trở được mắc trong cầu Wheatstone Khi gia tốc tác động lên tấm đàn hồi, nó sẽ bị uốn cong, dẫn đến biến dạng tại đầu đo, điều này có thể xảy ra trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua bộ khuếch đại cơ.
Hình 2.4 Cấu tạo cảm biến gia tốc kiểu áp trở
1.Khối rung; 2 Tấm đàn hồi; 3 Áp trở; 4.Đế
Trên hình 2-4 giới thiệu sơ đồ nguyên lý của một cảm biến gia tốc áp trở
Với : độ biến thiên tương đối của điện trở.
Trong đó: k là hằng số
L: độ dài của điện trở lực căng ε: Độ biến dạng tương đối; εU0 : điện áp cung cấp cho mạch cầu
Với S: độ nhạy của cảm biến
Thông thường hệ số k= 1,8-2,4 đối với phi kim loại
3 Gia tốc kế kiểu tụ
Dưới sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và công nghệ, cảm biến vi cơ điện tử và vi hệ thống đang ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp chủ chốt tại các nước phát triển.
Gia tốc kế kiểu điện dung được xây dựng trên công nghệ đó
Dưới tác động của gia tốc, khoảng cách giữa các vách ngăn sẽ thay đổi, và sự thay đổi này ảnh hưởng đến giá trị điện dung theo công thức đã biết.
Với : A là diện tích các miếng ngăn, là hằng số điện môi,
D là khoảng cách giữa các tấm.
Hình 2.5 Nguyên lý cấu tạo của tụ trong gia tốc kế
Giá trị điện áp ngõ ra tỉ lệ với gia tốc đo được
Từ giá trị gia tốc, ta có thể tích phân đơn để có giá trị vận tốc hay tích phân 2 lớp để xác định vị trí của vật thể
Gia tốc tĩnh do lực hấp dẫn có thể được dùng để xác định góc và độ nghiêng.
Trên thị trường Việt Nam, cảm biến gia tốc vẫn chưa phổ biến, khiến việc sở hữu một loại cảm biến có đặc tính kỹ thuật tốt, độ phân giải và độ chính xác cao trở nên khó khăn Cảm biến kiểu tụ MMA 7361 của Freescale hiện có sẵn với số lượng hạn chế và đáp ứng được yêu cầu thiết kế cũng như vận hành trong môi trường khí hậu khắc nghiệt của Việt Nam Việc đánh giá ưu nhược điểm của cảm biến này là cần thiết để hiểu rõ hơn về khả năng ứng dụng của nó.
- Kết cấu cảm biến nhỏ gọn (1,0 x 1,0 x 0,45)
- Độ nhạy cao (800mV/g)theo các hướng khác nhau 0x, 0y, 0z
- Có thể giao tiếp với máy tính thông qua 2 chuẩn truyền thông SPI và I2C
- Có thể cài đặt dải đo trên ba trục theo 2 mode ±1,5g,±6g.
- Có dải nhiệt độ làm việc lớn -40 0 ÷80 0 C
- Lấy chuẩn zero g khó khăn , gây sai số khi đo
- Chưa phổ biến trên thị trường
Bảng 2.1 Bảng thông số ỹ k thuật của cảm biến
Kích thước 3x5x1 (mm), đóng gói 14 chân
Chức năng Self Test Trục Z Điện áp vận hành 2.2÷3.6 V
Phát hiện chuyển động Sốc, dao động, rơi
Phát hiện xung: Xung đơn và xung kép Độ nhạy: 64 LSB/g @2g và @8g ở 10-Bit
Nhiệt độ làm việc -40 ÷ 80 0 C Điện áp ngõ vào mức cao, mức thấp: x VDD , 0.35xVDD
2.3 Thiết kế mạchđo gia tốc
Như vậy sau khi chọn được cảm biến đảm bảo yêu cầu đặt ra, ta thiết lập mô hình hoạt động truyền và nhận dữ liệu từ cảm biến.
Sơ đồ khối của mạch đo gia tốc và kết nỗi dữ liệu máy tính được đưa ra như Hình 2-7
XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỬ NGHIỆM
Các yếu tố ảnh hưởng v à phương ph á p h ạ n ch ế ớ t i k ế t qu ả đo gia t ố c trung bình
Quá trình thử nghiệm phanh phụ thuộc vào nhiều yếu tố khách quan và chủ quan, mỗi yếu tố có thể ảnh hưởng tích cực hoặc tiêu cực đến kết quả thử nghiệm Việc phân tích các yếu tố này và lựa chọn điều kiện thử nghiệm phù hợp sẽ giúp giảm thiểu sai số trong quá trình thu nhận tín hiệu Trong bài luận này, chúng tôi sẽ phân tích các yếu tố khách quan như thời tiết, điều kiện đường xá, và tình trạng kỹ thuật của xe, cũng như các yếu tố chủ quan liên quan đến kỹ thuật lái xe, nhằm nhận diện ảnh hưởng của các yếu tố này đến kết quả thử nghiệm.
Khi thử nghiệm một xe với tải trọng không đổi, yếu tố đường s sẽ ảnh hưởng đến độ bám giữa bánh xe và mặt đường Theo tài liệu [1], công thức xác định lực bám tối đa là P p max = ϕ G.
Gia tốc chậm dần cực đại của gia tốc có thể đạt được j max = 7,5 - 8 (m/s²) khi hệ số bám ϕ lớn nhất trên đường nhựa tốt lên tới ϕ max = 0,8 Các loại đường khác nhau sẽ cho ra hệ số bám ϕ khác nhau, và nhiều thực nghiệm đã chứng minh rằng gia tốc chậm dần có thể đạt được giá trị cao nhất trên các bề mặt đường chất lượng tốt.
Thử nghiệm trên đường có độ dốc lớn sẽ ảnh hưởng đến lực phanh, với chiều hướng thay đổi khi xe xuống dốc hoặc lên dốc Để đảm bảo độ chính xác, phương của cảm biến cần vuông góc với gia tốc trọng trường Yếu tố đường thay đổi cũng tác động đến các thông số kết quả đo Trong quá trình thử nghiệm, nên lựa chọn đường có hệ số bám tốt và bề mặt phẳng để đảm bảo hiệu quả phanh cao.
3.1.2 Yếu tố vận tốc trước khi phanh
Vận tốc trước khi phanh là yếu tố quan trọng, vì khi phanh ở tốc độ cao, xe có thể xảy ra hiện tượng trượt Hiện tượng này được đặc trưng bởi độ trượt khi phanh, ảnh hưởng đến hiệu quả dừng xe.
H s báệ ố m của lốp với mặt đường quan hệ ớ ộ v i đ trượt theo Hình 3-1
Hình 3.1 mĐồthị ối quan h giệ ữa đ trưộ ợt và h s bám ệ ố
Dựa vào đồ thị, khi độ trượt nằm trong khoảng 10-30%, hệ số bám là lớn nhất Khi độ trượt tiếp tục tăng, hệ số bám sẽ giảm dần Do đó, luận văn đề xuất thử nghiệm với 2 vận tốc 40 km/h và 50 km/h để đảm bảo hệ số bám đạt tốt nhất.
3.1.3 Yếu tốgia tốc trước khi phanh.
Gia tốc tại thời điểm bắt đầu phanh đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý kết quả tính gia tốc trung bình của quá trình thử nghiệm Nếu gia tốc ban đầu là dương (j > 0), xe có xu hướng tăng tốc, phanh sẽ làm giảm kết quả tính gia tốc trung bình Ngược lại, nếu xe đang giảm vận tốc (j < 0), gia tốc phanh trung bình sẽ tăng lên Do đó, để đảm bảo chính xác kết quả đo, người lái cần duy trì trạng thái gia tốc của xe trước khi phanh ở mức không (v = const).
3.1.4 Yếu tố th i ti t ờ ế Độ ẩm hay lư ng mưa sợ ẽ làm gi m h s bám gi a l p và mả ệ ố ữ ố ặt đường làm gi m hi u ả ệ qu phanh.ả
Lực cản chuyển động phụ thuộc vào vận tốc Mặc dù sai số gây ra có thể không đáng kể, nhưng nên thực hiện kiểm tra khi cấp độ vận tốc ở mức thấp.
3.1.5 Yếu tố ắ l p đặt thi t b ế ịđo.
Khi chỉ xét theo phương chuy n để ộng, cảm biến có thểđược gá lắp tại nhiều vị trí c ố định như vỏxe, phía trước c a xe (m i xe), trên cabin, b c n g t chuy n s … ủ ũ ệ ầ ạ ể ố
Ví dụ về cảm biến trên vỏ xe: Trong quá trình xe chuyển động, vỏ xe rung lắc mạnh theo nhiều phương hướng Sự rung lắc này gây ra nhiễu trong quá trình cảm biến thu nhận tín hiệu Đường tín hiệu thu được thường có hình dạng răng cưa khi chuẩn không.
Hình 3.2 Tín hiệu c m bi n b nhiả ế ị ễu khi gá lắp tạ ỏi v xe
Khi lắp đặt cảm biến trên cabin vỏ xe, tín hiệu thu được ổn định hơn, nhưng độ dài dây cáp USB có hạn, gây khó khăn trong việc xử lý tín hiệu và bất tiện trong quá trình thử nghiệm Do đó, cần tìm ra giải pháp lắp đặt đạt các tiêu chí: độ ổn định cao, giảm thiểu tối đa sai số trong quá trình phanh và dễ dàng xử lý cũng như lưu trữ tín hiệu.
Cảm biến MMA 7361 cho phép đo gia tốc theo ba phương 0x, 0y, 0z, nhưng để đo gia tốc của xe khi phanh, chỉ cần sử dụng phương 0x dọc theo chiều chuyển động Để đảm bảo độ chính xác, trước khi cố định cảm biến, cần thực hiện một số thao tác chuẩn theo khuyến cáo của nhà sản xuất, trong đó có phương pháp mặt chuẩn.
Thiết lập mặt chuẩn sao cho véc tơ pháp tuyến song song với véc tơ gia tốc trọng trường.
Gá đặt cảm biến sao cho mặt oxy trùng với mặt chuẩn đã xác định ta được chuẩn cho hai trục 0x và 0y.
Xoay cảm biến 90 0 ta được chuẩn 0g cho trục 0z.
Phương pháp này đơn giản nhưng có độ chính xác không cao. b) Rơi tự do:
Cảm biến rơi tự do cho phép đọc giá trị 0g trên cả ba trục cùng một lúc, mang lại thuận lợi cho việc theo dõi chuyển động Đây là một trong những phương pháp mà nhà sản xuất đã phát triển Tuy nhiên, việc áp dụng phương pháp này gặp khó khăn khi cần xác định lại vị trí Một giải pháp là xoay cảm biến quanh một vị trí 0g cho mỗi trục để cải thiện độ chính xác.
Quay cảm biến từ vị trí +1g tới -1g, ghi nhận giá trị nhỏ nhất và lớn nhất, sau đó đánh dấu điểm này Nhờ tính đối xứng, điểm “0g” sẽ nằm ở chính giữa khoảng đã đo.
55 được đánh dấu Tiến hành tương tự với cả 3 trục X,Y,Z ta được chuẩn 0g cho mỗi trục.
Cảm biến được sử dụng để đo gia tốc chậm dần của ô tô khi phanh chỉ cần lắp đặt theo một trục, cụ thể là trục 0y Đồ gá cần được thiết kế nhỏ gọn, chắc chắn và phù hợp với vị trí lắp đặt trên xe Ngoài ra, đồ gá phải đảm bảo độ bám vững và có khả năng hạn chế dao động trong quá trình chuyển động Việc lắp đặt cảm biến cần phải chắc chắn nhưng cũng phải dễ dàng điều chỉnh để thuận lợi cho việc lấy chuẩn 0.
Xây d ựng quy trình thử nghiệm
Quy tr nh thì ử nghiệm được tuân th theo 0ủ 7 Bước sau đây:
3.2.1 Chuẩn bị xe và đường thử
- Chuẩn bịxe th nghií ệm:
Thiết bị đo có dải gia tố rộng, phù hợp với nhiều loại xe khác nhau Trước khi tiến hành thử nghiệm, cần kiểm tra kỹ lưỡng khả năng hoạt động của các bộ phận trên xe Đặc biệt, cần đảm bảo rằng các thiết bị phải được bảo dưỡng và thay thế kịp thời, bao gồm dầu phanh, khe hở má phanh, cấu trúc phanh trước và phanh sau.
- Chuẩn bị đường th nghií ệm: Đường thí nghiệm nên được ch n là ọ đường asphalt khô, b ng ph ng,s ch và ằ ẳ ạ không có cát bụi
3.2.2 Lắp đặt cảm biến lên xe
Tương ứng v i m i xe thí nghiớ ỗ ệm mà ta c thó lể ựa chọn được c c vá ị í ltr ắp đặt cảm biến sao cho phù hợp c c tiêu chá í sau đây:
- Không gian bố í átr tho ng, dễthao t c.á
- V í gá lịtr ắp không c ch qu xa trá á ọng tâm của xe.
- Tại vị í tr đảm bảo độrung lắc l nhà ỏnhất.
Thiết kế đồ gá cần đảm bảo tính vững chắc để giảm thiểu dao động Việc tạo ra một đồ gá có khả năng hấp thụ dao động sẽ giúp giảm thiểu sai số trong quá trình gia công, từ đó nâng cao độ chính xác và chất lượng sản phẩm.
Hì nh 3.3 là một ví d ụtham khảo d nh khi là ắp đặt cảm biến lên xe 4 chỗ
Hình 3.3 V ịtrí lắp đặt cảm biến
Tiến hành lắp đặt cảm biến lên đồ gá c n c thêm thao tầ ó ác chuẩn zero cho cảm biến theo m t trong c c cộ á ách được trình b y tà ại mục 3.1.5
Thao tác chuẩn được cho là t n u tín hi u truy n t i má íđạ ế ệ ề ớ y t nh cá nhân thông qua phần mềm hiển th ịgiao diện như Hình 3.4
Hình 3.4 Chuẩn zero cảm biến trên b gá thi t kộ ế ế
- Kết nối cảm biến với bộ vi xử lý
Cảm biến muốn hoạt động cần được cung cấp nguồn điện từ 2 pin VCC và GND, nguồn này có thể được nuôi từ thiết bị thông qua dây nối USB Khi nguồn điện được cấp cho cảm biến, đèn LED đỏ sẽ sáng báo hiệu cảm biến đang hoạt động.
Tín hiệu từ cảm biến được truyền qua ba chân của cảm biến dưới dạng điện áp Người dùng có thể sử dụng thiết bị đo để áp dụng bất kỳ phương pháp đo nào tương ứng với ký hiệu trên cảm biến, bằng cách kết nối dây với các cổng ADC của Atmega 8.
Thao tác kết nối được chỉ ẫ d n theo sơ đồ hình 3.5
Hình 3.5 Thao tác kết nối
Hình 3.6 Sau khi thao tá kc ết nối
- Kết nối bộ xử lý với máy tính
Cáp kết nối bộ xử lý với máy tính sử dụng chuẩn truy nhập RS232, trong khi mạch CDC sẽ chuyển đổi giao tiếp USB sang RS232 thông qua việc sử dụng thông tin INF.
Windows tự cài đặ ổt c ng COM o thông quaả phần mềm.Tốc độUSB khi đó t đạ được kho ng 1.1 ả
Trên ph n mầ ềm Labview sẽxuất hiện cổng com kết nối (H nh ) ì 3-7
Hình 3.7 Kết n i thi t bố ế ị ớ v i má íy t nh c nhân á
3.2 4 Khởi động máy tính và chương trình
Khở ội đ ng chương trình ng dứ ụng trên máy tính và thao tác theo nh 3Hì -7
- Cài đặt lại tần sốBaud rate = 38400
- Click v o ph m chà í ức năng đểchạy chương trì nh.
3.2 5 Đưa xe vào đường thử
Tiến hành vận hành xe và đưa xe v o đườà ng thử nghiệm
Trong quá trình đưa xe vào thửnghiệm cần xác đinh lại chu n 0 thêm 1 l n ti p ẩ ầ ế theo nhằm giảm bớt sai số độ ng
3.2 6.Tăng tốc và phanh xe
Trong quá trình thử nghiệm, xe sẽ được tăng tốc đến hai vận tốc khác nhau là 40 km/h và 50 km/h để đo gia tốc phanh Người lái xe cần ổn định vận tốc bằng cách giữ bàn đạp ga cố định trong khoảng thời gian từ t0 đến t1, nhằm giảm gia tốc về bằng không Sơ đồ hoạt động của xe được mô tả trong Hình 3-8.
Hình 3.8 Sơ đồ ậ v n hành xe thửnghiệm
Để đọc và xử lý kết quả đồ thị mô phỏng quá trình phanh của xe, người dùng cần truy cập vào giao diện máy tính Để lưu trữ các thông số đo được, hãy nhấn vào "File" và chọn "Save As" để chọn thư mục lưu trữ Tương tự, để mở một file đã lưu, người dùng chỉ cần nhấn "File", chọn "Open" và tìm đến thư mục chứa file cần đọc để hiển thị kết quả dưới dạng đồ thị.
Hình 3.9 Lưu t ữ ữr d liệu thu được từ cảm bi n ế Để có th c file text ta click vào file lưu trể đọ ữ – open with ch n Notepad (hoặc – ọ
Trên cơ sở ữ d liệu được lưu t i file Notepad, đạ ể tính được gia t c trung bì áố nh p dụng công thức :
Trong đó à J l gia tốc tại c c thá ời điểm thứ i
Mm là thời điểm xe bắ ầt đ u phanh
N là thời điểm xe dừng
Jtbgia tốc trung b nh cì ủa xe khi phanh
Thử nghiệm đo gia tốc phanh trung bình
3.3.1 Xác định điều kiện th nghiử ệm
Tiến hành thửnghiệm theo sơ đồ ử th nghi m v i cáệ ớ c điều điện thí nghiệm như sau
- Địa điểm thử: Trường Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải, Vĩnh Yên, Vĩnh Phúc
- Số lần đo thử: 10 lần
- Đường asphal khô, độ ố d c của đường ∂ = 0
- í hKh ậu : Trời lặng gió, khô, độ ẩm 85%
- Thông số ỹ k thuật xe th ửnghiệm
3.3.2 Kết quả và xử kết quả
Tiến hành thử nghiệm theo quy trình được xây dựng tại mục 3.2 tác giả thu được kết quả như sau:
Kết quả ạ d ng đồ thị
Hình 3 10Đồthị gia tốc chuyển động c a Ô tô khi phanh ủ
- Kết quả ạ d ng file text
Tại thời điểm 3984 ÷ 4455, thiết bị đo gia tốc xe đã ghi nhận giá trị 472, cho thấy sự khác biệt rõ rệt trong quá trình phanh Chi tiết về các giá trị này được lưu trữ trong bảng phụ lục.
Bảng Kết quả đo gia tốc time 3984 3985 3986 3987 3988 3989 3990 gia tốc -6.9184 -6.9184 -6.9184 -6.9184 -6.9184 -6.9184 -6.9184 time 3991 3992 3993 3994 3995 3996 3997 gia tốc -6 9184 -6 9184 -6 9184 -6 9184 -6 9184 -6 9184 -6 9184
…… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… time 4445 4446 4447 4448 4449 4450 4451 gia tốc -0.62813 -0.62813 -0.62813 0.991883 0.991883 0.991883 0.991883 time 4452 4453 4454 4455 gia tốc 0.991883 0.991883 0.991883 0.991883
Gia tốc trung b nh cì ủa xe khi phanh được xác định theo công thức
Tương tự ớ v i cách x lý s liử ố ệu như trên tiến hành đo 10 lần với c c vá ận tốc 40Km/h và 50Km/h:
* Vận tốc trước khi phanh v = 40 Km/h
Bảng 3.2 Gia tốc phanhtrung b nh xe khi phanh i 40km/hì tạ
Sai lệch lớn nhất của các phép đo so với giá trị trung bình của thiết bị đo trong trường h p 40Km/h ợ được xác định thông qua công thức :
* Vận tốc trước khi phanh v = 50 Km/h
Bảng 3.3 Gia tốc phanhtrung b nh xe khi phanh tì ại 50 km/h
Sai lệch lớn nhất của các phép đo so với giá trị trung bình của thi t bế ị đo trong trường hợp 50Km/h được xác định thông qua công thức :
Here is the rewritten paragraph:"Kết quả của lần đo thứ 5 có sai số lớn nhất nên được coi là nhiễu của phép thử Do đó, sau khi loại bỏ kết quả này, chúng ta có thể tính toán được gia tốc phanh trung bình một cách chính xác."
Bảng 3.4 Gia tốc phanh trung bình xe khi phanh tại 50 km/h sau khi lọc bỏ nhiễu
Thông qua các thử nghiệm lặp lại nhiều lần, kết quả đo sai khác nhau không đáng kể, điều này khẳng định rằng thiết bị đo hoạt động tương đối ổn định.
Các kết quả cho thấy xe thử nghiệm đạt tiêu chuẩn VN và ECE Tuy nhiên, độ tin cậy của phép đo phụ thuộc vào thiết bị đo và sai số trong quá trình vận hành Do đó, số liệu thu được chỉ khẳng định thiết bị chế tạo hoạt động ổn định và có khả năng đo gia tốc cố định của ô tô khi phanh Mức độ sai số của phép đo được đánh giá bởi Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng.
Quá trình kiểm tra phanh ô tô diễn ra khác nhau tùy thuộc vào từng loại xe cụ thể Bốn tiêu chí đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh bao gồm gia tốc phanh, thời gian phanh, khoảng đường phanh và lực phanh riêng Trên thực tế, tiêu chí gia tốc phanh chưa được xác định một cách trực tiếp trong hệ thống đăng kiểm mà thường dựa trên các thông số khác gây ra sai lệch Việc xác định giá trị của xe khi phanh có ý nghĩa thực tiễn lớn trong bối cảnh kiểm định cho phép lưu hành xe cơ giới tại Việt Nam Với nội dung và mục tiêu đã đề ra, luận văn đã đạt được một số kết quả đáng kể.
Luận văn đã thiết lập được quy tr nh thì ửnghiệm xác định gia t c phanh trung bình ố của ô tô bao gồm bẩy bước chí nh:
- Chuẩn b ị xe và đường th ử
- Khở ội đ ng má íy t nh và chương trì nh
- Đưa xe vào đường thử
- Tăng tốc và phanh xe
Luận văn đã chế tạo thiết bị đo gia tốc của xe khi phanh, bao gồm các module như đọc và xử lý tín hiệu cảm biến, cùng với phần mềm hiển thị giao diện kết quả đo kết nối với máy tính cá nhân Dựa trên thiết bị đã chế tạo, tiến hành thí nghiệm, thu thập và xử lý kết quả dưới dạng đồ thị và dữ liệu số.
Tuy nhiên, do thời gian hạn chế và kiến thức trải rộng trên nhiều lĩnh vực như kỹ thuật điện tử, điều khiển tự động và lập trình, nên đề tài vẫn còn tồn tại một số vấn đề cần giải quyết.
Việc xử lý nhiễu trong quá trình làm việc là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng thu thập tín hiệu Hiện tại, có 68 đề xử lý chưa được tối ưu, dẫn đến việc chưa đánh giá chính xác sai số của mạch đo.
Mặc dù vẫn còn một số hạn chế, nhưng kết quả nghiên cứu trong luận văn sẽ là cơ sở quan trọng cho việc áp dụng thiết bị đo gia tốc trực tiếp vào thực tiễn đăng kiểm tại Việt Nam.
Luận văn có thểtiếp tục mở ộ r ng v ph t trià á ển theo các hướng:
- Tích hợp Module xử lý kết quả đo gia tốc trung b nh trên phì ần mềm hiển thị kết nối m y t nh c nhân.á í á
- Nghiên cứu phương phá á p g đặt và hạn chếsai số ủ c a thiết bị đo trên từng loại xe cụthể
Xin chân thành cảm ơn PGS.TS Hồ Hữu Hiển cùng các thầy cô trong bộ môn Ô tô và Xe chuyên dụng đã hỗ trợ nhiệt tình và dành nhiều thời gian tâm huyết cho đề tài, giúp tôi hoàn thành luận văn này.
Xin Chân Thành Cảm Ơn
LI Ệ U THAM KH Ả O
[1] Nguyễn Hữu Cẩn, Lý thuyết ôtô máy kéo, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật
[2] TS Nguyễn Nước, Lý thuyết ôtô, Nhà xuất bản Giáo dục (2001);
[3] Đỗ Văn Dũng, Hệ thống điện và điện tử trên ô tô hiện đại, Trường Đại học
Sư phạm Kỹ thuật TP HCM (2003);
[4] Nguyễn Hữu Cẩn (chủ biên), Phạm Hữu Nam, Thí nghiệm ô tô, Nhà xuất bản
Khoa học và kỹ thuật Hà nội (2004);
[5] Lưu Văn Tuấn, Tập bài giảng l thuyý ết ô tô chương tr nh đạì i học ch nh quy í (2010);
[6] Tiêu chuẩn Economic Commission for Europe ECE Regulation No13, Supplement 9 to 11, United Nations (2011);
[7] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6821:2001 ISO 611:1994, Phương tiện giao thông đường bộ - Phanh Ô tô và moóc – Từ vựng, Hà Nội (2001);
[8] Nguyễn Bá Hải, Lập Tr nh LabViewì , NXB Đại H c Qu c Gia Tp HCM ọ ố (2007);
[9] Phạm Quốc Hải, Hướng d n Thi t K ẫ ế ế Điện T Công Su t, NXB Khoa Hử ấ ọc
[ ] 10 Phan Quốc Phô, Nguyễn Đức Chiến, Giáo Trình Cảm Biến, NXB Khoa Học
[11] Lương Ngọc Hải, Điện T Sử ố, NXB Giáo dục (2008);
[12] Nguyễn Đức Hoàng, Đo Lường Công Nghiệp, Đại Học Bách Khoa Tp HCM (2011);
[13] Ngô Diên Tập, Kỹ thuật vi điều khiển với AVR, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội (2003);
[14] Văn Thế Minh, Kỹ thuật vi xử lí, Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội (1997);
[15] Lưu Thế Vinh, K ỹ Thuật Đo Điện Điện Tử, Đại H c Công Nghi p Tp HCM ọ ệ