Tiểu luận môn học phương pháp thực nghiệm ô tô

Qua bài tiểu luận này góp phân làm rõ các phương pháp đo lực phanh cũng như kỹ thuật điều chính lực phanh của hệ thông phanh ABS... Đề thực hiện điều này, người ta thiết kế hệ thống ABS

TRUONG DAI HOC GIAO THONG VAN TAI TP HCM

VIEN DAO TAO SAU DAI HOC

TIEU LUAN MON HOC

PHUONG PHAP THUC NGHIEM O TO

Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Đông Nhóm thực hiện: Vhóm: 3

Trần Lê Đăng Khoa - 2220130015 - Lớp CO2202

CO2202

Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2023

Phương pháp thực nghiệm ô tô

NHIỆM VỤ MÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM Ô TÔ

NHOM 3:

1 Trình bày Kỹ thuật điều chỉnh lực phanh ô tô (ABS);

2, Phương pháp đo lực phanh ô tô

Phương pháp thực nghiệm ô tô

LỜI MỞ ĐẦU

Thực nghiệm ôtô chiếm vị trí rất quan trọng trong nền cong nghiệp ôtô Mục đích của việc thí nghiệm là dé đánh giá hoặc phát hiện các ưu nhược điểm của các chỉ tiết, các cụm chi tiết và toàn bộ ôtô về các mat như: Thông số kỹ thuật và tính năng làm việc cơ bản; Độ tin cậy làm việc; Độ bền và tuôi thọ

Tóm lại, nhờ có thực nghiệm chúng ta có thê đánh giá chất lượng: của chỉ tiết, của cụm và toản bộ ôtô một cách tổng thê và từ đó có cơ sở đề xuất cải tiến và hoàn thiện chúng nhằm đảm bảo sản xuất được những ôtô ngày cảng có chất lượng cao Cần chú ý răng chữ thực nghiệm có thé được hiểu theo nghĩa hẹp, như thực nghiệm xác định độ cứng của lò xo ly hợp, nhưng cũng có thể nghĩa rất rộng như thực nghiệmđánh giá chất

lượng làm việc của ô tô trong điều kiện sử dụng v.v

Hệ thống phanh là một trong những hệ thống quan trọng của xe, nên việc thực hiện kiêm nghiệm hệ thống phanh được xem là một trong những tiêu chí hàng đầu trong việc đăng kiêm ô tô tại Việt Nam Qua bài tiểu luận này góp phân làm rõ các phương pháp đo lực phanh cũng như kỹ thuật điều chính lực phanh của hệ thông phanh ABS

Phương pháp thực nghiệm ô tô

a MUC LUC

LOT MO DAU coeccccccccccccccccscsssesesesesesceseceeecassessesasesesessusnssesessisissesssessseaticssinassescsescassnassesenness

1 Kỹ thuật điều chính lực phanh ô tô (ABS) - 5 S1 SE E121 Hye 1 1.1 Tổng quan hệ théng phanh (ABS — Anti Block Brake system) 0 00 0ccccccseeeees 1 1.2 Quan hệ giữ hệ số bám và độ trượt của bánh xe khi phanh 5: se: 1

1.3 Thuat toan diéu khién truot trong hệ thông phanh ABS c.ccceằ 3

1.4 Nguyên lý hoạt động của hệ thông phanh ABS 2-52 E2 EEEEtEEtrxrrrret 4

2 Phương pháp đo lực phanh L1 2212111122122 1151115115111 155115111111 key 8

2.2 Các phương pháp đo lực phanh L2 1221122122111 151 115 115111158115 E12 key 10

2.2.2 Bệ thử kiểu băng tải-tang quay: - s5: nệ HE 2H HH HH te ll 2.2.3 Bệ thử kiểu quán tính (bệ thử con lăn cao tỐc) cty 12

2.2.6 Bệ thử kiểu con lăn có cảm biến đo lực: 5 S2 TS 2E ng nen He 17

2.2.7 Phương pháp đo lực phanh trên băng thử - S2 2221222122 212tr 18 TÀI LIỆU THAM KHAO eee csessssessssossosessvse svt svi svissesissisiessssssiessisesssesseeseneeseessesees 21

Phương pháp thực nghiệm ô tô

1 Kỹ thuật điều chỉnh lực phanh ô tô (ABS)

1.1 Tông quan hệ thống phanh (ABS — Anti Block Brake system)

Đề tránh cho các lốp xe không bị bó cứng và làm mắt khả năng quay vô lăng trong khi

phanh khẩn cấp, nên lặp lại động tác đạp và nhả bàn đạp phanh nhiều lần

Tuy nhiên, không có thời gian để thực hiện việc này trong khi phanh khẩn cấp Hệ

thong ABS dùng một ECU trượt đề xác định tình trạng quay của 4 bánh xe trong khi

phanh và có thê tự động đạp và nhả phanh

Hệ thống phanh ABS làm nhiệm vụ điều khiền quá trình phanh tránh cho bánh xe

không bị hãm cứng (trượt lết) trên mặt đường nhờ đó đảm bảo tính ôn định dẫn hướng

của xe khi phanh

Hệ thông điều khiến điện tử của ABS làm nhiệm vụ duy trì độ trược của bánh xe

trong quá trình phanh nằm trong giới hạn 0,17 đến 0,3 Đó là vùng làm việc tốt nhất

của bánh xe trong quá trình phanh: có khả năng phát huy lực phanh và tính ồn định

hướng phanh tốt nhất

Hệ thống phanh ABS làm tăng tính an toàn chuyên động của xe, tăng tính kinh tế vận

chuyển của xe

Trên các ô tô hiện đại, hệ thống phanh ABS còn được tích hợp thêm các chức năng

nhu: EBD (Electronic Brake - force Distribution), BAS(Brake Assist System) nho do

tính an toàn chuyền động của xe ngày càng được cải thiện, nâng cao

Quảng đường phanh được rút ngắn, duy trì khả năng kiêm soát xe khi phanh

1.2 Quan hệ giữ hệ số bám và độ trượt của bánh xe khi phanh

Sự khác nhau về tỷ lệ giữa tốc độ của xe và tốc độ của các bánh xe được gọi là "hệ số

trượt” Khi sự chênh lệch giữa tốc độ của xe và tốc độ của các bánh xe trở nên quá

lớn, sự quay trượt sẽ xảy ra giữa các lốp và mặt đường Điều này cũng tạo nên ma sát

và cuối cùng có thê tác động như một lực phanh và làm chậm tốc độ của xe Mối quan

hệ giữa lực phanh và hệ số trượt có thê hiểu rõ hơn qua đồ thị đưới đây

Trang Ï

Phương pháp thực nghiệm ô tô

Vehicle speed - Wheel speed Rwh

Slip ratio = - x 100 %

Vehicle speed

Hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường luôn thay đôi trong quá trình phanh

Lực phanh không tỷ lệ với hệ số trượt, và đạt được cực đại khi hệ số trượt nằm trong

khoảng 10-30% Vượt quá 30%, lực phanh sẽ giảm dần Trong phạm vi độ trượt từ

10% đến 30%, hệ số bám đọc đạt giá trị lớn nhất, trong khi đó hệ số bám ngang cũng

có giá trị lớn Do đó, đề duy trì mức tối đa của lực phanh, cần phải duy trì hệ số trượt

trong giới hạn 10-30% ở mọi thời điểm

Ngoài ra, cũng cần phải giữ lực quay vòng ở mức cao đề duy trì sự ôn định về hướng

Đề thực hiện điều này, người ta thiết kế hệ thống ABS để tăng hiệu suất phanh tối đa

bằng cách sử dụng hệ số trượt là 10-30% bất kể các điều kiện của mặt đường, đồng

thời giữ lực quay vòng càng cao càng tốt đề duy trì sự ôn định về hướng

Trang 2

Phương pháp thực nghiệm ô tô

2 Reduction Hokling Increase

5

ø

Wheel cylinder hydraulic pressure

Time (sec.)

ECU liên tục nhân được các tín hiệu tốc độ của bánh xe từ 4 cảm biến tốc độ, và ước

tính tốc độ của xe bằng cách tính toán tốc độ và sự giảm tốc của mỗi bánh xe Khi đạp

ban dap phanh, ap suat thuy lực trong mỗi xilanh ở bánh xe bắt đầu tăng lên, và tốc độ

của bánh xe bắt đầu giảm xuống Nếu bất kỳ bánh xe nào đường như sắp bị bó cứng,

ECU sẽ giảm áp suất thuỷ lực trong xilanh của bánh xe đó

s* Điều chỉnh tốc độ của bánh xe

- Khoảng A: ECU điều khiến trượt đặt các van điên từ vào chế đô giảm áp suất

theo mức giảm tốc của các bánh xe, như vậy sẽ giảm áp suất thuỷ lực trong xilanh

của bánh xe Sau khi áp suất hạ xuông, ECU chuyên các van điện từ sang chế độ

“giữ” để theo dõi sự thay đổi tốc độ của bánh xe Nếu ECU cho rằng cần tiếp tục

giảm áp suất thuỷ lực, nó sẽ lại giảm áp suất này

- Khoang B: Khi áp suất thuỷ lực bên trong xilanh của bánh xe giảm (khoảng A),

áp suất thuỷ lực tác động vào bánh xe này giảm xuống

Điều này làm cho bánh xe sắp bị khoá chặt sẽ tăng tốc độ Tuy nhiên, nều áp suất

thuỷ lực giảm xuông, lực phanh tác động vào bánh xe này sẽ trở nên qua thap Dé

tránh điều này, ECU đặt các van điện từ lần lượt vào chế độ “tăng áp suất” và chế

~»»

độ “giữ để bánh xe sắp bị khoá sẽ hồi phục tốc độ

Trang 3

Phương pháp thực nghiệm ô tô

- Khoảng C: Khi áp suất thuỷ lực trong xilanh của bánh xe được ECU tăng lên dần

dần (khoảng B), bánh xe lại có xu hướng bị khoá Do đó, ECU lại chuyên các van

điện từ về chế độ “giảm áp suất” để giảm áp suất bên trong xilanh của bánh xe

nảy

- Khoảng D: Vì áp suất thuỷ lực trong xilanh của bánh xe này lại giảm (khoảng

C), ECU lai bat dau tang ap suat như trong khoảng B

1.4 Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS

s* Khi phanh bình thường (khi hệ thông ABS không hoạt động)

Xi lanh chính của phanh

được đưa vào Vì vậy các van điện từ giữ và giảm ngắt, cửa (a) ở bên van điện từ

giữ áp suât mở, còn cửa (b) ở phía van điện từ giảm áp suât đóng

Khi đạp bàn đạp phanh, dầu từ xilanh chính chảy qua cửa (a) ở phía van điện từ

giữ và được truyền trực tiếp tới xilanh ở bánh xe Lúc này hoạt động của van một

chiều

(2) ngăn cản dầu phanh truyền đến phía bơm

Trang 4

Phương pháp thực nghiệm ô tô

* Khi phanh khẩn cấp (khi ABS hoạt động)

(1 Chế độ giảm áp suất (giảm lực phanh)

Xi lanh chính của phanh

Tín hiệu điều khiển từ ECU điều khiên trượt đóng mạch các van điện từ giữ và giảm

áp suất bằng cách đóng cửa (a) ở phía van điện từ giữ áp suất, và mở cửa (b) ở phía

van điện từ giảm áp suất Việc này làm cho dầu phanh chảy qua cửa (b) đến bình chứa

đề giảm áp suất thuỷ lực trong xilanh ở bánh xe

Lúc do, cửa (e) đóng lại do đầu chảy xuống bình chứa bơm tiếp tục chạy trong khi

ABS đang hoạt động, vì vậy đầu phanh chảy vào bình chứa được bơm hút trở về xilanh

chính

Trang 5

Phương pháp thực nghiệm ô tô (2) Chế độ giữ áp

Xi lanh chính của phanh

ngất van điện từ giảm áp suất bằng cách đóng kín cửa (a) và cửa (b) Điều này ngắt áp

suất thuỷ lực ở cả hai phía xilanh chính và bình chứa để giữ áp suất thuỷ lực của

xilanh ở bánh xe không đồi

Trang 6

Phương pháp thực nghiệm ô tô

Tín hiệu điều khiên từ ECU điều khiển trượt ngắt các van điện từ giữ và giảm áp suất

băng cách mở cửa (a) ở phía van điện từ giữ áp suât và đóng cửa (b) ở phía van điện

từ giảm áp giống như trong khi phanh bình thường

Điều này làm cho áp suất thuỷ lực từ xilanh chính tác động vào xilanh ở bánh xe, làm

cho áp suất thuỷ lực của xilanh ở bánh xe tăng lên

Trang 7

Phương pháp thực nghiệm ô tô

2 Phương pháp đo lực phanh

2.1 Cơ so lý thuypt

Hệ thông phanh trên ô tô có một vai trò đặc biệt quan trọng Chất lượng của hệ

thống phanh quyết định tốc độ chuyên động trung bình và an toàn chuyển động của

người lái, hành khách và hàng hóa trên xe

Cùng với sự phát triển của xã hội, nhu cầu sử dụng ô tô ngày cảng tăng, tốc độ và

mật độ ô tô lưu hành trên đường càng lớn Vì thế, yêu cầu đặt ra đối với hệ thông

phanh càng cao

Chất lượng và hiệu quả của hệ thông phanh được đánh giá bằng các chỉ tiêu như sau

* Quang duong phanh

+ Thời gian phanh

* Gia tốc chậm dân khi phanh

« Lực phanh và lực phanh riêng

Trong các chỉ tiêu trên thì chỉ tiêu quãng đường phanh là trực quan và tổng hợp

nhất Nó cho phép chúng ta hình dung được khoảng cách an toàn khi phanh đột ngột

trong trường hợp nguy hiểm

Các chỉ tiêu trên hiện nay có thé được xác định bằng thực nghiệm khi thử ô tô trên

đường hay bệ thử Phương pháp thực nghiệm này cho phép ta đánh giá được chất

lượng chung của hệ thống phanh nhưng không chỉ ra được các yếu tô ảnh hưởng và

mỗi quan hệ giữa chung dé có thê xử lý và khắc phục ngay từ khâu tính toán thiết kế

hay sửa chữa cải tạo Do vậy, phương pháp này chỉ thích hợp để đánh giá kiểm tra

chất lượng hệ thống phanh đang sử dụng, xe có đủ tiêu chuân lưu hành trên đường

không

Các chỉ tiêu phanh cũng có thê được xác định bằng tính toán lý thuyết, như đã trình

bày trong các giáo trình lý thuyết ô tô Tuy vậy, khi xác định các chỉ tiêu này, người ta

thường cho rằng lực phanh tăng tức thời từ 0 đến giá trị cực đại ngay khi người lái tác

dụng lên bàn đạp Tức là xem xét các quá trình xảy ra trong dẫn động phanh một cách

hoàn toàn tĩnh học mà không chủ ý đến các quá trình quá độ xảy ra trong dẫn động

Điều đó làm sai lệch kết quả tính toán, không giải thích được sự khác nhau giữa

các kết quả nhận được bằng tính toán và bằng thực nghiệm và tất nhiên cũng không

chỉ ra được nguyên nhân đề khắc phục

Ảnh hưởng của quá trình quá độ đến chất lượng phanh có thể thấy rõ qua phân tích

gián đồ phanh ô tô trên hình 2.1 dưới đây

Trục tung của giản đồ biểu đi n lực phanh P, , gia toc cham dần và vận tốc của ô

tô khi phanh v Trục hoành là thời gian phanh t Điểm 0 trên giản đồ ứng với lúc

người lái phát hiện thấy có chướng ngại vật phía trước và nhận thức được cần phải

tiễn hành phanh

Trang

Phương pháp thực nghiệm ô tô

ngại vật cho đến lúc tác đụng vào bàn đạp phanh Thời gian này phụ thuộc vào trình

độ và trạng thái thần kinh của người lái xe

ta — Thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh, để khắc phục các khe hở trong

dẫn động Tức là từ lúc người lái tác dụng vào bàn đạp phanh cho đến khi má phanh

ép sát vào trồng phanh Thời gian này phụ thuộc chủ yếu vào công tác điều chính, bảo

dưỡng, độ mòn của má phanh và hành trình không có ích của các piston, các van

tạ — Thời gian tăng lực phanh hoặc gia tốc chậm dần Tức là thời gian ứng với quá

trình quá độ đề tăng lực phanh từ 0 đến giá trị ôn định cực đại

tạ- Thời gian phanh ứng với lực phanh cực đại Trong thời gian này, lực phanh Pp

hoặc gia tốc chậm dần ]; có giá trị không đôi Tuy vậy, cũng cần lưu ý rằng: trong thực

tế đối với dẫn động thủy lực, các thông số của dẫn động và quan hệ giữa chúng ảnh

hưởng rất lớn đến cường độ tăng giá trị áp suất trong các giai đoạn t; và t¿ Nếu các

thông số này được chọn không hợp lý thì sẽ xảy ra dao động áp suất chất lỏng trong

hệ thống ở giai đoạn t:, lực phanh cũng như gia tốc chậm dần sẽ đao động mạnh chứ

không phải là một giá trị ôn định không đôi

ts - Thời gian nhả phanh, lực phanh giảm đến 0 Khi phanh ôtô đến đứng thì

khoảng thời gian này không có ý nghĩa gì

Như vậy quá trình phanh kề từ khi người lái phát hiện chướng ngại vật cho đến khi

ôtô dừng hăn sẽ kéo đài trong thời gian: t=t¡ †t; +†s + tụ

Rõ ràng, nếu loại trừ yếu tổ chủ quan của người lái và giả sử dẫn động được bảo

dưỡng và điều chỉnh đúng thì chất lượng quá trình phanh ôtô (hiệu quá và tính ổn

định) phụ thuộc rất nhiều vào quá trình quá độ xảy ra trong dẫn động phanh và đặc

tính biến thiên áp suất trong quá trình này

Trang 9

Phương pháp thực nghiệm ô tô 2.2 Các phương pháp đo lực phanh

2 Con lăn 5 Đường ray

3 Ôtô thử 6 Dam ngang +* Nguyên lý làm việc:

Cho xe chạy với tộc độ kiêm tra đi vào xe, khi các bánh xe vào hắn trong san xe thi

người lái xe tiến hành đạp phanh Lực phanh tác dụng vào sàn làm sàn chuyển động

theo, sản có một lực kế được nối vào vị trí cô định Do đó sàn chuyền động sẽ kéo lực

kế và biết giá trị P„ua tác đụng vào lực kế

Giá trị lực phanh Pp do xe tác đụng lên sàng sẽ cân bằng với các lực như sau:

Pp = Puna + Py + Pig

Trong do:

“Phu : Lực lớn nhất tạc dụng vào lực kế -Px : Lực cản lăn của sản xe

-P„ : Lực quán tính chuyên động của sản xe Muốn xác định P; chính xác ta phải xác định chính xác các luc Pkmax; Pfs; Pjs

Trong đó ta xác định được:

- Prnax (đọc theo giá trị được ghi trong lực kế)

Trang 10

Phương pháp thực nghiệm ô tô

- Pe= Gs fs

Voi : G; là trọng lượng toàn bộ san; fs 1a hé s6 can lăn giữa con quay và ray

Còn lực quán tinh cua san:

Lục P¡; phụ thuộc vào vận tốc thử, vì vậy rất khó xác định, cho nên phương pháp

này không cho kết quả chính xác

2.2.2 Bệ thq kiểu băng tảï-tang quay:

móc vào vị trí có định Cho động cơ làm việc, thông qua hệ thống truyền lực, băng tải

chuyên động làm bánh xe quay, khi bánh xe quay với tốc độ ôn định người lái tiến

hành đạp phanh Giữa băng tải là bánh xe xuất hiện lực phanh P;, lực này có tác dụng

đây xe về phía trước và kéo lực kế, lực kế cho biết giá trị của lực phanh Pp

Bệ thử kiều băng tải tang quay có kết cầu bệ thử đơn giản, gọn nhẹ: lực phanh Pạ,

được phản ảnh chính xác lên lực kê, đảm bảo an toàn trong việc thứ xe

Tuy vậy, nhược điểm của phương pháp này là lực phanh xác định ở lực kế là giá trị

xác định đồng thời của cả hai bánh xe, do vậy cần phải điều chỉnh lực phanh đều giữa

hai bánh xe, điều này khó thực hiện được trong thực tế Hay nói cách khác, phương

pháp này không xác định được độ lệch phanh của hai bánh xe trên cùng một trục bánh

xe

Trang Il