Nghiên cứu kết nối thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000 với máy tính tại phòng thực hành khung gầm, bộ môn kỹ thuật ô tô khoa cơ khí

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ và tên sinh viên: Phạm văn Lộc Lớp: 48 CKOT Ngành: Kỹ thuật ô tô Mã ngành: Tên đề tài: Nghiên cứu kết nối thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000 với máy tính tại phòng thực hành khung gầm, Bộ môn kỹ thuật ô tô – khoa Cơ khí. Số trang: Số chương: Số tài liệu tham khảo: NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Kết luận: Nha Trang, ngày tháng năm 2011 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ tên) PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Phạm Văn Lộc Lớp: 48 CKOT Ngành: Kỹ thuật ô tô Mã ngành: Tên đề tài: Nghiên cứu kết nối thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000 với máy tính tại phòng thực hành khung gầm, Bộ môn kỹ thuật ô tô – khoa Cơ khí. Số trang: Số chương: Số tài liệu tham khảo: NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Điểm phản biện: Nha Trang, ngày…… tháng…… năm……. CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN (Ký và ghi rõ họ tên) Nha Trang, ngày……tháng…….năm…… CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký và ghi rõ họ tên) ĐIỂM CHUNG Bằng số Bằng chữ MỤC LỤC Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ VÀ CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ PHANH 1.1 Tổng quan về hệ thống phanh 1 1.1.1 Chức năng, yêu cầu và phân loại hệ thống phanh 1 1.1.1.1 Chức năng 1 1.1.1.2 Yêu cầu 1 1.1.1.3 Phân loại 1 1.1.2 Các bộ phận cơ bản của hệ thống phanh 2 1.2 Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh 3 1.2.1 Gia tốc chậm dần khi phanh ( J p ) 3 1.2.2 Thời gian phanh (t p ) 4 1.2.3 Quãng đường phanh (S p ) 6 1.2.4 Lực phanh và lực phanh riêng (η p ) 7 Chương 2 THIẾT BỊ VÀ QUY TRÌNH SỬ DỤNG THIẾT BỊ KIỂM TRA LỰC PHANH MB 6000 2.1 Tổng quan về thiết bị kiểm tra lự phanh MB 6000 8 2.1.1 Cấu tạo tủ màn hình 9 2.1.1.1 Mặt trước tủ màn hình 9 2.1.1.2 Sơ đồ dây bên trong tủ màn hình 11 2.1.2 Cấu tạo tủ điều khiển 11 2.1.2.1 Mặt trước tủ điều khiển 11 2.1.2.2 Sơ đồ dây bên trong tủ điều khiển 12 2.1.3 Điều khiển từ xa 13 2.1.4 Cấu tạo bệ thử 13 2.2 Kiểm tra, điều chỉnh và bảo trì thiết bị 15 2.2.1 Kiểm tra 15 2.2.2 Hiệu chỉnh 18 2.2.3 Bảo trì 21 2.2.4 Các thông báo và lỗi 25 2.3 Quy trình kiểm tra phanh với thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000 26 2.4 Tiêu chuẩn trong kiểm định phanh 27 2.4.1 Tiêu chuẩn của một số nước trên thế giới 27 2.4.2 Tiêu chuẩn Việt Nam 29 Chương 3 CHƯƠNG TRÌNH TRUYỀN DẪN VÀ HIỂN THỊ DỮ LIỆU TỪ THIẾT BỊ THIẾT BỊ KIỂM TRA LỰC PHANH MB 6000 LÊN MÁY TÍNH. 3.1 Thiết lập và chọn phương án truyền dẫn và hiển thị dữ liệu 32 3.1.1 Phương án truyền dẫn và hiển thị dữ liệu thông qua màn hình LCD của thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000 33 3.1.2 Phương án truyền dẫn và hiển thị dữ liệu thông qua tín hiệu điều khiển Motor bước của thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000 34 3.1.2.1 Cổng tiếp nối chuẩn RS232 34 3.1.2.2 Bố trí chân của RS232 35 3.2 Truyền dẫn dữ liệu 37 3.2.1 Bộ vi điều khiển và bộ vi xử lí đa năng 37 3.2.2 Tổng quan về họ 8051 39 3.2.2.1 Tóm tắt lịch sử phát triển của 8051 39 3.2.2.2 Bộ vi điều khiển 8051 39 3.2.2.3 Các phiên bản của họ 8051 40 3.2.3 Lựa chọn bộ vi điều khiển 43 3.2.4 Tổng quát về vi điều khiển AT89C51 45 3.2.4.1 Khảo sát bên ngoài của vi điều khiển AT89C51 45 3.2.4.2 Khảo sát cấu trúc bên trong của vi điều khiển AT89C51 48 3.2.5 Cơ sở truyền dẫn dữ liệu từ thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000 lên máy tính 63 3.2.5.1 Truyền dẫn dữ liệu từ vi điều khiển của thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000 đến Motor bước 63 3.2.5.2 Phương pháp lấy dữ liệu từ đường đến Motor bước sang vi điều khiển do ta thiết kế để đưa lên máy tính 66 3.3 Hiển thị và lưu trữ dữ liệu 66 3.4 Chế tạo bộ phận truyền dẫn và hiển thị dữ liệu 67 3.4.1 Mục đích và yêu cầu của mạch thiết kế 67 3.4.1.1 Yêu cầu 68 3.4.1.2 Mục đích 68 3.4.2 Chế tạo bộ phận truyền dẫn dữ liệu 68 3.4.2.1 Sơ đồ khối 68 3.4.2.2 Sơ đồ nguyên lý của thiết bị truyền dẫn dữ liệu có kết nối máy tính 68 3.4.2.3 Chức năng của từng khối trong sơ đồ 69 3.4.2.4 Viết hợp ngữ cho vi điều khiển AT89C51 72 3.4.3 Viết phần mềm hiển thị dữ liệu 74 3.4.3.1 Thiết kế giao diện 74 3.4.3.2 Viết mã nguồn 76 3.5 Chạy thử 80 3.5.1 Chuẩn bị 80 3.5.2 Chạy thử 80 3.5.3 Kết quả 80 Chương 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 4.1 Kết luận 82 4.2 Đề xuất ý kiến 83 Tài liệu tham khảo LỜI NÓI ĐẦU Với tốc độ phát triển của khoa học và kỹ thuật công nghệ như vũ bão hiện nay, con người đang sống trong một kỷ nguyên mới, kỷ nguyên của nền công nghiệp hiện đại. Vấn đề đặt ra đối với mỗi người là phải có đủ trình độ học vấn để đuổi kịp sự phát triển đó. Điều này đòi hỏi mỗi sinh viên, những người chuẩn bị bước vào một môi trường hoàn toàn mới, môi trường của sự vận dụng kiến thức, của tự học hỏi và trao dồi kinh nghiệm thực tế, phải có trình độ tương xứng phù hợp với nền khoa học phát triển. Vì vậy nhiệm vụ của mỗi sinh viên là phải học hỏi, nâng cao kiến thức và năng lực, để tránh khỏi sự bỡ ngỡ khi ra trường bước vào môi trường mới, góp phần vào sự phát triển của nước nhà. Là một sinh viên của Trường Đại học Nha Trang, em đã không ngừng học tập, rèn luyện, nâng cao trình độ và năng lực của bản thân. Cùng với sự hướng dẫn tận tình của quý thầy cô và góp ý của các bạn, phần nào em cũng đã tiếp cận được với khoa học và kĩ thuật hiện đại. Trong nền công nghiệp ô tô hiện nay, ngày càng có nhiều hãng, nhiều thương hiệu cũng như các mẫu mã khác nhau ra đời với nhiều tiện ích và các tính năng vượt trội nhằm đáp ứng các nhu cầu ngày càng cao của con người như sự thoải mái, tiện nghi cũng như giá cả Tuy nhiên, một yêu cầu luôn được quan tâm hàng đầu đó là sự an toàn cho người sử dụng và những người xung quanh. Vì vậy các yêu cầu về chất lượng của hệ thống phanh ngày càng khắt khe hơn, xuất hiện ngày càng nhiều thiết bị kiểm tra với mức chính xác cao, nhưng kinh phí để mua những thiết bị đó cũng đắt không kém. Tại Trường Đại học Nha Trang, vừa được trang bị thiết bị để sinh viên học và thực hành như “thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000”. Tuy nhiên chưa có chức năng truyền dẫn và lưu trữ dữ liệu lên máy tính, đây thật sự là điều bất tiện cho việc theo dõi, kiểm tra chất lượng của hệ thống phanh. Nhận thấy vấn đề mang tính chất còn mới đối với sinh viên, với mục đích tìm hiểu thiết bị và sử dụng thuận tiện hơn và cũng là cơ hội để em được nâng cao kiến thức về tin học và về lập trình vi điều khiển. Em đã chọn đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu kết nối thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000 với máy tính tại phòng thực hành khung gầm, Bộ môn Kỹ thuật ô tô – Khoa Cơ khí.” Sau gần 3 tháng nỗ lực cố gắng, em đã hoàn thành nội dung cơ bản của đề tài cụ thể gồm 4 chương như sau: Chương 1: Tổng quan về hệ thống phanh ô tô và các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh. Chương 2: Thiết bị và quy trình sử dụng thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000. Chương 3: Thiết lập chương trình truyền dẫn và hiển thị dữ liệu từ thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000 lên máy tính. Chương 4: Kết luận và đề xuất ý kiến. Với em, đây là đề tài còn khá mới, tài liệu tham khảo không nhiều và do trình độ chuyên môn còn hạn chế nhưng bản thân đã rất cố gắng hoàn thành các nội dung cơ bản của đề tài, song chắc chắn sẽ không tránh khỏi những sai sót. Kính mong quý thầy cô và các bạn góp ý để nội dung của luận văn được bổ sung hoàn thiện hơn. Sau cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn TS. Lê Bá Khang, cộng tác viên Đình Hoàng, quý thầy trong Bộ môn Cơ điện tử, toàn thể quý thầy cô và các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và làm việc tại Trường Đại học Nha Trang để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Xin chân thành cảm ơn! Nha trang, ngày 21 tháng 11 năm 2010. Sinh viên thực hiện Phạm Văn Lộc -1- Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ VÀ CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ PHANH. 1.1 Tổng quan về hệ thống phanh 1.1.1 Chức năng, yêu cầu và phân loại hệ thống phanh 1.1.1.1 Chức năng Hệ thống phanh ô tô có các chức năng sau:  Giảm vận tốc của ô tô khi xe đang chuyển động đến một vận tốc nhất định hoặc dừng hẳn.  Duy trì vận tốc chuyển động của ô tô khi xe chuyển động xuống dốc.  Hãm xe khi xe dừng trên dốc hoặc khi đỗ xe. 1.1.1.2 Yêu cầu Do chất lượng của hệ thống phanh có ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng đảm bảo an toàn, vì vậy hệ thống phanh phải đảm bảo các yêu cầu sau:  Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trường hợp.  Lực tác dụng lên bàn đạp phanh nhỏ (nhưng vẫn phải đảm bảo cảm giác phanh) và dễ dàng điều khiển.  Hoạt động êm dịu, đảm bảo tính ổn định dẫn hướng của ô tô khi phanh.  Thời gian phản ứng của hệ thống phanh ngắn (phanh có độ nhạy cao).  Lực phanh sinh ra ở tất cả các bánh xe phải tỉ lệ với trọng lượng phân bố lên các bánh xe đó.  Hoạt động tin cậy, có độ bền cao. Ngoài ra hệ thống phanh còn phải có kết cấu gọn nhẹ, đơn giản, dễ dàng sửa chữa và thay thế. 1.1.1.3 Phân loại Để phân loại hệ thống phanh người ta có thể dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau. Sau đây em xin trình bày một số cách phân loại hệ thống phanh được dùng phổ biến. -2- Bảng 1.1: Phân loại hệ thống phanh Tiêu chí phân loại Phân loại Theo mức độ hoàn thiện của hệ thống phanh - Hệ thống phanh cơ bản. - Hệ thống phanh có điều hòa lực phanh. - Hệ thống phanh chống bó cứng (ABS). Theo dẫn động phanh - Hệ thống phanh cơ khí. - Hệ thống phanh thủy lực. - Hệ thống phanh khí nén. - Hệ thống phanh điện. Theo cơ cấu phanh - Phanh tang trống. - Phanh đĩa. Theo thiết bị cung cấp năng lượng - Hệ thống phanh không có trợ lực. - Hệ thống phanh có trợ lực. - Hệ thống phanh không quán tính. - Hệ thống phanh quán tính. Theo mục đích sử dụng - Hệ thống phanh chính (phanh chân). - Hệ thống phanh phụ (phanh tay). 1.1.2 Các bộ phận cơ bản của hệ thống phanh Tuy các hệ thống phanh có mức độ hoàn thiện và cách bố trí khác nhau nhưng chúng đều bao gồm các bộ phận cơ bản sau:  Bộ phận điều khiển: là bộ phận tiếp nhận sự tác động của người lái để thực hiện quá trình phanh (pê đan phanh hoặc cần điều khiển).  Bộ phận cung cấp năng lượng: là bộ phận cung cấp phần lớn năng lượng để tạo ra áp lực phanh của cơ cấu phanh. Bộ phận cung cấp năng lượng phanh có thể là bộ trợ lực phanh, bộ phận cung cấp khí nén hoặc là người điều khiển nếu là hệ thống phanh không có trợ lực.  Dẫn động phanh: là bộ phận tiếp nhận năng lượng phanh và truyền đến các cơ cấu phanh để từ đó tạo ra momen phanh trên mỗi bánh xe. -3-  Cơ cấu phanh: là bộ phận chuyển năng lượng phanh từ bộ cung cấp năng lượng truyền tới để tạo ra mômen phanh trên các bánh xe. 1.2 Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh Các chỉ tiêu dùng để đánh giá hiệu quả của quá trình phanh bao gồm : gia tốc chậm dần khi phanh, thời gian phanh, quãng đường phanh, lực phanh và lực phanh riêng. 1.2.1 Gia tốc chậm dần khi phanh (J p ) Gia tốc chậm dần khi phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá hiệu quả phanh. Để xác định gia tốc chậm dần khi phanh ta viết phương trình cân bằng lực phanh của ôtô trong trường hợp tổng quát như sau : F f ± F g + F w + F m + F p + F ms - F j = 0 (1.1) F ms - lực cản do ma sát trong hệ thống truyền động; F j - lực quán tính của xe; F f - lực cản lăn; F w - lực cản gió; F p - lực phanh; F g - lực cản dốc; F m - lực kéo rơ móc; Thực nghiệm cho thấy các lực F f , F w , F ms cản lại chuyển động của ôtô có giá trị rất nhỏ so với lực phanh F p . Trong quá trình phanh ôtô thì lực phanh F p chiếm khoảng 98% của tổng các lực có su hướng cản lại chuyển động của ôtô. Vì vậy ta có thể bỏ qua các lực F f , F w , F ms trong phương trình (1.1). Và để thuận tiện khi phân tích các yếu tố ảnh hưởng và các biện pháp nâng cao chất lượng của quá trình phanh, chúng ta xét quá trình phanh ôtô trong trường hợp không kéo remorque (F m = 0), ôtô phanh trên đường năm ngang (F g = 0). Như vậy phương trình cân bằng lực phanh trong trường hợp này được viết như sau : F j = F p (1.2) Thay F j.max =  j . max. . p j g G và F p.max = .G vào biểu thức (1.2) [...]... khi thực hiện quá trình phanh để tránh các chướng ngại vật trên đường khi xe vận hành trên đường -8- Chương 2 THIẾT BỊ VÀ QUY TRÌNH SỬ DỤNG THIẾT BỊ KIỂM TRA LỰC PHANH MB 6000 2.1 Tổng quan về thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000 Thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000 là một thiết bị kiểm tra phanh kiểu con lăn cho các xe khách, xe con và xe tải nhẹ Hệ thống phanh được kiểm tra trên từng cầu riêng rẽ Bộ. .. cao Thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000 luôn được lựa chọn để trang bị cho các cơ sở kiểm định, thực hành và sửa chữa Thiết bị thường được lắp đặt theo bộ và đã đáp ứng được các tiêu chuẩn trên thế giới và các tiêu chuẩn do pháp luật Việt Nam quy định Sơ đồ tổng thể của thiết bị Tủ màn hình Tủ điều khiển Điều khiển từ xa Bệ thử Hình 2.1: Sơ đồ tổng thể của thiết bị kiểm tra lực phanh Các thông số kỹ thuật. .. khi thông báo được hủy bỏ với (dùng điều khiển từ xa hoặc bàn phím ở tủ điều khiển) Sự vận hành bây giờ có thể tiếp tục nếu như lỗi xuất hiện không ảnh hưởng tới sự vận hành an toàn của thiết bị kiểm tra Hãy liên hệ với chuyên viên bảo trì nếu thông báo lỗi không thể hủy bỏ với phím STOP và không thể vận hành được 2.3 Quy trình kiểm tra phanh với thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000 Quy trình kiểm tra. .. đổi giữa thiết bị kiểm tra phanh và trượt ngang Chương trình cân chỉnh luôn luôn hiển thị tại bước kiểm tra thứ nhất với thiết bị kiểm tra phanh Dùng một trong các phím dưới đây để chuyển đổi giữa các chương trình cân chỉnh Chuyển đổi giữa các chương trình kiểm tra “( )” Xuất hiện nhanh trên LCD nếu chọn thiết bị kiểm tra trượt ngang “ “ Xuất hiện nhanh trên LCD nếu chọn thiết bị kiểm tra phanh 2.2.2.4... Không liên lạc với EPROM (bộ nhớ chỉ đọc – có thể xóa) Lỗi 36 : XDATA – Lỗi kiểm tra Thông báo số 36 : Không liên lạc được với bàn phím tủ điều khiển Thông báo số 46 : Không liên lạc được với máy in Thông báo số 47 : Không liên lạc được với LCD Thông báo số 48 : Không liên lạc được với LED (diot phát quang) 2.2.4.2 Xử lý các thông báo lỗi Nếu thiết bị kiểm tra cho thấy một thông báo lỗi, việc vận hành. .. Trên khung bệ thử có đặt các cảm biến đo trọng lượng để xác định trọng lượng của các cầu xe Bàn cân Cảm biến tốc độ / trượt Rulo (Con lăn) Trục trượt Hình 2.8: Bệ thử của thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000 -15- 2.2 Kiểm tra, điều chỉnh và bảo trì thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000 2.2.1 Kiểm tra 2.2.1.1 Nhập chương trình cấu hình Ấn nút tự động tại tủ điều khiển đồng thời bật công tắc bên hông tủ... cho biết giá trị hiện tại 2.2.3.3 Chuyển đổi giữa thiết bị kiểm tra phanh và trượt ngang Chương trình cân chỉnh luôn luôn hiển thị bắt đầu tại bước kiểm tra đầu tiên với thiết bị kiểm tra phanh Dùng một trong các phím dưới đây để chuyển từ chương trình bảo trì này sang chương trình kia -22- hoặc chuyển đổi giữa 2 chương trình “( )” Xuất hiện nhanh trên LCD nếu thiết bị kiểm tra trượt ngang được chọn... phanh với thiết bị MB 6000:  Kiểm tra áp suất không khí trong các lốp xe, thực hiện điều chỉnh nếu cần thiết cho phù hợp với sự chỉ dẫn của nhà sản xuất  Tất cả các lốp xe phải cùng một kiểu của cùng một nhà sản xuất  Lái xe một cách từ từ vào bệ thử  Xe phải được đưa lên bệ kiểm tra sao cho các bánh xe ở vị trí trung tâm của các ru lô  Không được cho xe nằm trước trên thiết bị khi khởi động thiết. .. trình hoạt động, kiểm tra và bảo trì Một quy trình kiểm tra chuẩn khi và chỉ khi được thực hiện với điều khiển từ xa Bộ điều khiển từ xa giúp cho người vận hành có thể tiếp cận được với tất cả các chức năng của thiết bị kiểm tra Mở chế độ tự động (cả hai đèn mũi tên sáng) Kiểm tra độ ô van Kiểm tra riêng bánh xe bên phải Vận hành bình thường Kiểm tra riêng bánh xe bên trái Dừng các con lăn hoặc tắt... động Hình 2.6: Điều khiển từ xa của thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000 2.1.4 Cấu tạo bệ thử Bệ thử là nơi chủ yếu chứa các cảm biến nhằm thu thập các tín hiệu gửi về CPU của thiết bị để phân tích, tính toán các số liệu để hiển thị và đánh giá để từ đó đưa ra các tín hiệu điều khiển -14- Hình 2.7: Sơ đồ cấu tạo của bệ thử thiết bị kiểm tra lực phanh Bệ thử là một thiết bị đối xứng Bệ thử bao gồm hai tang . nghiệp với đề tài: Nghiên cứu kết nối thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000 với máy tính tại phòng thực hành khung gầm, Bộ môn Kỹ thuật ô tô – Khoa Cơ khí. ” Sau gần 3 tháng nỗ lực cố gắng,. Mã ngành: Tên đề tài: Nghiên cứu kết nối thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000 với máy tính tại phòng thực hành khung gầm, Bộ môn kỹ thuật ô tô – khoa Cơ khí. Số trang: Số chương: Số tài liệu. BỘ HƯỚNG DẪN Họ và tên sinh viên: Phạm văn Lộc Lớp: 48 CKOT Ngành: Kỹ thuật ô tô Mã ngành: Tên đề tài: Nghiên cứu kết nối thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000 với máy tính tại phòng thực hành