Đồ Án tổng hợp thiết kế hệ thông phanh trên xe Ô tô

Nội dung nhiệm vụ: - Tìm hiểu nhiệm vụ, điều kiện làm việc, yêu cầu, vật liệu chế tạo của chi tiết/ hệ thống đối tượng của đề tài; - Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của hệ thống đối tượng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

ĐỒ ÁN TỔNG HỢP THIẾT KẾ

HỆ THÔNG PHANH TRÊN XE Ô TÔ

Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Văn Bản

Sinh viên thực hiện:

Võ Xuân Bảo MSSV:1911251208 Lớp: 19DOTB1

Nguyễn Đào Hữu Phúc MSSV:1911251370 Lớp: 19DOTB1

Bùi Văn Sinh MSSV:1911250796 Lớp: 19DOTB1

TP Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2021

VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI TÊN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CƠ KHÍ TRONG CÔNG NGHỆ Ô TÔ

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sĩ số trong nhóm 3): Sinh viên thực hiện:

(1) Võ Xuân Bảo MSSV: 1911251208 Lớp: 19DOTB1 (2) Nguyễn Đào Hữu Phúc MSSV: 1911251370 Lớp: 19DOTB1 (3) Bùi Văn Sinh MSSV: 1911250796 Lớp: 19DOTB1

2 Tên đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ

3 Các dữ liệu ban đầu:

Các thông số hệ thống đo thực tế trên mô hình tại xưởng thực hành

4 Nội dung nhiệm vụ:

- Tìm hiểu nhiệm vụ, điều kiện làm việc, yêu cầu, vật liệu chế tạo của chi tiết/ hệ thống (đối tượng của đề tài);

- Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của hệ thống (đối tượng của đề tài);

- Tìm cấu tạo và hoạt động của một số chi tiết chính trong hệ thống (đối tượng của đề tài);

- Tìm hiểu các thông số kỹ thuật; tính toán các tải trọng; thiết kế hệ thống (đối tượng của đề tài)

5 Kết quả tối thiểu phải có:

- Bản vẽ lắp của hệ thống (bắt buộc, cả nhóm vẽ 1 bản vẽ, in A0)

- Bản vẽ chi tiết: gồm 03 hình chiếu, ghi đầy đủ các kích thước (bắt buộc, mỗi người trong nhóm vẽ 01 chi tiết, in A3)

- Bản vẽ chi tiết 3D (không băt buộc, ở trên vẽ 2D chi tiết nào, ở dưới vẽ 3D chi tiết đó)

- Thuyết minh đề tài (theo nhiệm vụ của đề tài)

- File báo cáo PPt

Ngày giao đề tài: 30/3/ 2020 Ngày nộp báo cáo: 13/06/2021

TP HCM, ngày 30 tháng 3 năm 2021

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC & ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN

TÊN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN TỔNG HỢP NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

1 Tên đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ

2 Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Văn Bản

3 Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện đề tài (sĩ số trong nhóm 3):

Tuần Ngày Nội dung thực hiện Kết quả thực hiện của sinh viên (Giảng viên hướng dẫn ghi)

1 30/03/2021 Giao đề tài

2 07/04/2021 Tuần 1: Đề cương chi tiết

3 14/04/2021 Tuần 2: Giới thiệu đề tài

4 21/04/2021 Tuần 3: Tổng quan hệ thống phanh

5 28/04/2021 Tuần 4: Cấu tạo một số chi tiết

6 15/05/2021 Tuần 5: Cấu tạo một số chi tiết

7 23/05/2021 Tuần 6: Cấu tạo và hoạt động một

số chi tiết

8 31/05/2021 Tuần 7: Cấu tạo và hoạt động một

số chi tiết

Tuần Ngày Nội dung thực hiện Kết quả thực hiện của sinh viên (Giảng viên hướng dẫn ghi)

9 07/06/2021 Tuần 8: Quy trình kiểm tra và bảo

Cách tính điểm:

Điểm quá trình = 0.5 x Tổng điểm tiêu chí đánh giá + 0.5 x điểm báo cáo ĐA MH Lưu ý: Tổng điểm tiêu chí đánh giá về quá trình thực hiện đồ án; Điểm báo cáo bảo vệ đồ án môn học; Điểm quá trình (Ghi theo thang điểm 10)

Họ tên sinh viên Mã số SV

Tiêu chí đánh giá

về quá trình thực hiện đồ án Tổng điểm

tiêu chí đánh giá về quá trình thực hiện đồ án (tổng 2 cột điểm 1+2) 50%

Điểm báo cáo bảo

vệ đồ

án môn học (50%)

Điểm quá trình = 0.5*tổng điểm tiêu chí + 0.5*điểm báo cáo

Tính chủ động, tích cực, sáng tạo (tối đa 5 điểm)

Đáp ứng mục tiêu đề

ra (tối đa 5 điểm)

Võ Xuân Bảo 1911251208

Nguyễn Đào Hữu

Bùi Văn Sinh 1911250796

Ghi chú: Điểm số nếu có sai sót, GV gạch bỏ rồi ghi lại điểm mới kế bên và ký nháy vào phần điểm chỉnh sửa

Sinh viên thực hiện

(Ký và ghi rõ họ tên các thành viên)

TP HCM, ngày 30 tháng 3 năm 2021 Giảng viên hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời đại kỉ nguyên 4.0 ngày nay, do nhu cầu ngày càng cao của xã hội, kéo theo mọi hoạt động trong đời sống xã hội cũng phát triển theo xu hướng hiện đại hóa, điều đó đòi hỏi phải có những phương tiện hiện đại phục vụ cho con người Cùng với sự phát triển của mọi lĩnh vực thì công nghệ ô tô cũng có sự thay đổi khá lớn Ngoài những yêu cầu đáp ứng được về mặt tiện nghi, tính kinh tế, giảm thiểu ô nhiễm môi trường thì vấn đề đảm bảo an toàn tính mạng đang được đặt lên hàng đầu Áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật đã đạt được, các kĩ sư đã bắt tay vào nghiên cứu chế tạo hệ thống phanh hội tụ đầy đủ những tính năng vượt trội: chống bó cứng bánh xe khi phanh gấp, ổn định hướng cho bánh xe hạn chế những tình huống đáng tiếc có thể xảy ra

Từ cơ sở đó, kết hợp giữa tìm hiểu và áp dụng kiến thức đã học, cùng với sự hướng dẫn tận tâm của giáo viên hướng dẫn, em xin phép được thực hiện đề tài:

“THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE Ô TÔ”

LỜI CẢM ƠN

Thông qua đề tài này, em xin gửi lời cảm ơn đến sâu sắc nhất đến thầy Th.S Nguyễn Văn Bản đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành tốt nhất đề tài bằng khả năng của mình Đây là lần đầu tiên em được làm quen với đồ án nên có gặp một vài khó khăn và không thể tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy em rất mong có thể nhận được sự góp ý của quý thầy cô để bản thân khắc phục và ngày càng hoàn thiện hơn về kiến thức kĩ thuật

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Giáo viên hướng dẫn :

Họ và tên sinh viên :

Lớp :

MSSV :

Tên đề tài :

Điểm đánh giá: Xếp loại:

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021 Giáo viên hướng dẫn

(ký tên và ghi rõ họ tên)

BẢN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Giáo viên phản biện :

Họ và tên sinh viên :

Lớp :

MSSV :

Tên đề tài :

Điểm đánh giá: Xếp loại:

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021 Giáo viên phản biện

(ký tên và ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Mục tiêu đề tài 1

1.3 Nội dung nhiệm vụ đề tài 1

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

1.5 Kết cấu của đồ án 2

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH SỬ DỤNG ABS TRÊN XE Ô TÔ 3

2.1 Khái quát chung 3

2.2 Công dụng 3

2.3 Yêu cầu 3

2.4 Phân loại 3

2.4.1 Điều khiển theo ngưỡng trượt 3

2.4.2 Điều khiển độc lập - phụ thuộc 3

2.4.3 Điều khiển theo kênh 4

Chương 3: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT SỐ CHI TIẾT CHÍNH TRÊN HỆ THỐNG 5

3.1 Cấu tạo hệ thống phanh ABS trên ô tô 5

3.2 Nguyên lý hoạt động 8

Chương 4: QUY TRÌNH KIỂM TRA VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE Ô TÔ 9

4.1 Kiểm tra chung hệ thống phanh ABS 9

4.2 Bảo dưỡng hệ thống phanh ABS 12

4.2.1 Bảo dưỡng dầu phanh 12

4.2.2 Bảo dưỡng bàn đạp phanh 13

Chương 5: KẾT LUẬN 17

TÀI LIỆU THAM KHẢO 18

sự phát triển của các ngành công nghiệp mới với mục đích đưa Việt Nam trở thành một quốc gia có nền công nghiệp phát triển Ngành công nghiệp ô tô là một trong những ngành công nghiệp mới đang được nhà nước chú trọng, đầu tư và phát triển vì vậy mà các yêu cầu đặt ra ngày càng cao và đa dạng Trong những năm gần đây, ô tô đã có những thay đổi rõ rệt, nó được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới như một phương tiện

đi lại thông dụng của con người Chính vì lẽ đó, các trang thiết bị hoặc các bộ phận trên

ô tô từng bước được hoàn thiện và hiện đại hơn nhằm tạo sự tin cậy, an toàn và tiện dụng phù hợp với nhu cầu của mọi đối tượng khách hàng Bên cạnh đó, hệ thống giao thông ngày càng phức tạp, tốc độ ô tô cũng ngày càng cao, do đó hệ thống phanh cũng ngày càng được chú trọng hơn để đảm bảo an toàn cho người sử dụng

=> Từ tính cấp thiết đó em chọn đề tài “Thiết kế hệ thống phanh trên ô tô”

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI:

- Nghiên cứu chế độ điều khiển của hệ thống phanh ABS

- Nghiên cứu các chi tiết của hệ thống phanh ABS

- Phân tích kết cấu và nguyên lý làm việc của cơ cấu chấp hành ABS

3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI:

- Nhiệm vụ: Vẽ một bản vẽ tổng thể gồm 3 bản vẽ chi tiết

 Cơ cấu phanh

 Xi lanh chính

 Xi lanh bánh xe

- Nội dung:

 Tìm hiểu cấu tạo về hệ thống ABS và nguyên lý hoạt động

 Quy trình kiểm tra và bảo dưỡng

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

Sinh viên nghiên cứu đã nghiên cứu các tài liệu của khoa, trên mạng và các mô hình

hệ thống phanh ABS của các sinh viên trước và của các thầy Ngoài ra sinh viên nghiên cứu còn tham khảo ý kiến giảng viên hướng dẫn và các thầy tại khoa cơ khí động lực trường đại học Công nghệ TPHCM và hoàn thiện nội dung lý thuyết nghiên cứu hệ thống phanh ABS

5 KẾT CẤU CỦA ĐỒ ÁN:

Gồm 5 chương:

Chương 1: Giới thiệu về đề tài

Chương 2: Tổng quan về hệ thống sử dụng thanh ABS trên xe ô tô

Chương 3: Cấu tạo và hoạt động của một số chi tiết chính trên hệ thống

Chương 4: Quy trình kiểm tra và bảo dưỡng phanh ABS trên ô tô

Chương 5: Kết luận

Chương 2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH SỬ DỤNG ABS TRÊN

XE Ô TÔ2.1 KHÁI QUÁT CHUNG:

Hệ thống phanh ABS (Anti – Lock Brake System) hiểu theo cách đơn giản là thiết

bị chống trượt lết bánh xe khi phanh Hệ thống ABS được phát minh bởi hãng BOSCH của Đức vào năm 1930, sau đó đến năm 1978 lần đầu tiên sản xuất ra hệ thống ABS và được áp dụng trong dòng S-serie của Mercedes-Benz Và cho đến nay, kỹ thuật điện tử, điều khiển tự động và các phần mềm tính toán, lập trình đã phát triển vượt bậc và được

áp dụng vào hệ thống nhằm tối ưu hóa quá trình điều khiển ABS

2.2 Công dụng:

Hệ thống phanh ABS sẽ giúp người điều khiển phương tiện có thể phanh gấp trong một số trường hợp mà không phải lo lắng về việc bánh xe bị khóa chặt gây nguy hiểm khi lưu thông bằng cách sử dụng hệ thống phanh giúp bánh xe dừng chậm dần tránh được trường hợp trượt bánh khi phải phanh gấp trên các con đường trơn trượt 2.3 Yêu cầu:

- Có độ tin cậy cao để thích ứng nhanh với các tình huống nguy hiểm

- Đạt hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trường hợp

- Đảm bảo sự hoạt động êm dịu của ô tô khi phanh, tránh gây ra tiếng ồn

- Đảm bảo mômen phanh ở các bánh xe cùng trục phải như nhau tránh hiện tượng lệch lực phanh Đảm bảo sự điều khiển nhẹ nhàng, giảm bớt cường đồ hoạt động của người lái bằng cách điều chỉnh cấu tạo hệ thống sao cho lực tác động của người lái khi đạp phanh là nhỏ nhất nhưng vẫn tạo ra lực phanh lớn nhất đến các bánh xe Để đạt được yêu cầu đó hệ thống phải được bố trí thêm bộ trợ lực

2.4 Phân loại:

Theo phương pháp điều khiển:

2.4.1 Điều khiển theo ngưỡng trượt:

- Điều khiển theo ngưỡng trượt thấp (slow mode): khi các bánh xe trái và phải chạy trên đường có hệ số bám khác nhau Lúc này ECU chọn thời điểm bắt đầu bị hãm cứng của bánh xe có khả năng bám thấp để điều khiển áp suất phanh chung cho cả cầu

xe, cân bằng lực phanh ở các bánh xe Phương pháp này có tính ổn định cao, tuy nhiên hiệu quả đạt được lại thấp vì lực phanh nhỏ

- Điều khiển theo ngưỡng trượt cao (high mode): ECU chọn thời điểm bánh xe có khả năng bám cao bị hãm cứng để điều khiển chung cho cả cầu xe Bánh xe còn lại ở phần đường có hệ số bám thấp đã bị hãm cứng khi phanh trước đó So với kiểu điều khiển trên thì điều khiển theo ngưỡng trượt cao cho hiệu quả phanh cao hơn vì tận dụng được hết khả năng bám ở các bánh xe, nhưng tính ổn định lại kém

2.4.2 Điều khiển độc lập - phụ thuộc:

- Điều khiển độc lập: Khi bánh xe nào đạt tới ngưỡng trượt (bắt đầu có xu hướng

bị bó cứng) thì điều khiển riêng bánh đó

- Điều khiển phụ thuộc: ABS điều khiển áp suất phanh chung cho hai bánh xe trên một cầu hay cả xe theo một tín hiệu chung, có thể theo ngưỡng trượt thấp hoặc ngưỡng trượt cao

2.4.3 Điều khiển theo kênh:

Có 4 loại kênh

- Loại 1 kênh: hai bánh sau được điều khiển chung ( thế hệ đầu tiên, chỉ trang

bị ABS cho hai bánh sau vì khả năng hãm cứng tốt hơn hai bánh trước khi phanh)

- Loại 2 kênh: một kênh điều khiển chung cho hai bánh xe trước, một kênh điều khiển chung cho hai bánh xe sau Hoặc một kênh điều khiển cho hai bánh chéo nhau

- Loại 3 kênh: hai kênh điều khiển độc lập cho hai bánh trước, kênh còn lại điều khiển chung cho hai bánh sau

- Loại 4 kênh: bốn kênh điều khiển riêng lẻ cho 4 bánh xe

Hiện nay loại ABS điều khiển theo 3 và 4 kênh được sử dụng rộng rãi

Chương 3: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT SỐ CHI TIẾT CHÍNH CỦA HỆ THỐNG

3.1 CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN Ô TÔ

Hệ thống phanh ABS được cấu bởi các bộ phận như: cảm biến tốc độ, bộ chấp hành

hệ thống phanh và hệ thống điều khiển

- Cảm biến tốc độ: Giúp hệ thống ABS nhận biết được các bánh xe có rơi vào tình trạng bị bó cứng hay không Cảm biến tốc độ bao gồm: một nam châm vĩnh cữu, cuộn dây và lỗi từ

Hình 3.4 Sơ đồ hệ thống phanh ABS 3 vị trí

+ Motor điện và bơm dầu: Một bơm dầu kiểu piston được dẫn động bởi một motor điện, có chức năng đưa ngược dầu từ bình tích áp về xylanh chính trong các chế độ giảm và giữ áp Bơm được chia làm 2 buồng làm việc độc lập thông qua piston

- Hệ thống điều khiển ECU:

+ Chức năng của hệ thống điều khiển ECU: Nhận dữ liệu và thông số từ các cảm biến tốc độ để tính toán và đưa ra các hiệu chỉnh về áp lực phanh tối

ưu cho mỗi bánh

Hình 3.5 Mạch ECU + Cấu tạo của ECU là một tổ chức các vi xử lý, được chia làm 4 cụm đảm nhận các vai trò khác nhau:

 Phần xử lý tín hiệu

 Phần logic

 Bộ phận an toàn

 Bộ chuẩn đoán và lưu giữ mã lỗi

Hình 3.6 Sơ đồ hộp điều khiển ECU

3.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:

Hình 1.13 Sơ đồ nguyên lý phanh ABS

1 Bộ chấp hành thủy lực; 2 Xylanh phanh chính; 3 Xylanh phanh bánh xe; 4 Bộ điều

khiển ECU; 5 Cảm biến tốc độ bánh xe

- Quá trình điều khiển của hệ thống ABS được thực hiện theo một chu trình kín (như hình vẽ) Các cụm của chu trình bao gồm:

- Tín hiệu vào là lực tác dụng lên bàn đạp phanh của người lái xe, thể hiện qua áp suất dầu tạo ra trong xylanh phanh chính

- Tín hiệu điều khiển bao gồm các cảm biến tốc độ bánh xe và hộp điều khiển (ECU) Tín hiệu tốc độ các bánh xe và các thông số nhận được từ nó như gia tốc và độ trượt liên tục được nhận biết và phản hồi về hộp điều khiển để xử lý kịp thời

- Tín hiệu tác động được thực hiện bởi bộ chấp hành, thay đổi áp suất dầu cấp đến các xylanh làm việc ở các cơ cấu phanh bánh xe

- Đối tượng điều khiển: là lực phanh giữa bánh xe và mặt đường Hệ thống ABS hoạt động tạo ra mô men phanh thích hợp ở các bánh xe để duy trì hệ số bám tối ưu giữa bánh xe với mặt đường, tận dụng khả năng bám cực đại để lực phanh

độ bánh xe, từ đó xác định mức độ trượt dựa trên tốc độ các bánh xe Khi phanh gấp hay phanh trên những đường ướt, trơn trượt có hệ số bám thấp, ECU sẽ điều khiển bộ chấp hành thủy lực cung cấp áp suất dầu tối ưu cho mỗi xylanh phanh bánh xe theo các chế độ tăng áp, giữ áp hay giảm áp để duy trì độ trượt nằm trong giới hạn tốt nhất, tránh bị hãm cứng bánh xe khi phanh

Chương 4: QUY TRÌNH KIỂM TRA VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE Ô TÔ

4.1 KIỂM TRA CHUNG HỆ THỐNG PHANH ABS:

Kiểm tra hư hỏng do tiếp xúc:

Hình 4.1 Vị trí các chi tiết