Nghiên cứu hệ thống ổn định quỹ đạo chuyển động của ô tô ESC (Electronic stability control)

Tài liệu tham khảo Nghiên cứu hệ thống ổn định quỹ đạo chuyển động của ô tô ESC (Electronic stability control)

Trêng §H GTVT HN B¸o c¸o NCKHSV n¨m 2008 B¸o c¸o Nghiªn cøu khoa häc sinh viªn §Ò tµi: Nghiªn cøu hÖ thèng æn ®Þnh quü ®¹o chuyÓn ®éng cña «t« ESC (Electronic stability control) C¬ khÝ «t« GVHD : TS.NguyÔn TuÊn Anh - Bé m«n A-K45 SVTH : Nhãm sinh viªn líp C¬ khÝ « t« 1 NguyÔn V¨n HiÖp 2 NguyÔn B×nh D¬ng 3 TrÞnh Träng TuÊn 4 Nh©m Ngäc TuÊn n¨m 2008 - GVHD : TS.NguyÔn TuÊn Anh - Bé m«n C¬ khÝ ¤t« SVTH : Nhãm sinh viªn C¬ khÝ ¤t« A-K45 - 1 - Trêng §H GTVT HN B¸o c¸o NCKHSV n¨m 2008 Môc lôc Môc lôc…………………………………………………………………2 Lêi nãi ®Çu…………………………………………………………… 4 Ch¬ng I tæng quan vÒ ®Ò tµi ………………………………….6 i- ®Æt vÊn ®Ó…………………………………………………… 6 II- môc ®Ých, ph¬ng híng nghiªn cøu vµ nhiÖm vô cña ®Ò tµi……………………………………………………… 8 1- môc ®Ých cña ®Ò tµi……………………………………………8 2- Ph¬ng híng nghiªn cøu cña ®Ò tµi………………………… 9 3- NhiÖm vô cña ®Ò tµi……………………………………………9 II- TæNG QUAN VÒ HÖ ThèNG ESC 9 1- Qóa tr×nh h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn…………………………… 10 2- C¬ së cho sù ra ®êi cña hÖ thèng ESC…………………………11 Ch¬ng ii C¬ së lý thuyÕt cña hÖ thèng ESC………… .15 I- §éng lùc häc « t« khi phanh 15 II- ®éng lùc häc « t« khi khái hµnh hoÆc t¨ng tèc.20 - GVHD : TS.NguyÔn TuÊn Anh - Bé m«n C¬ khÝ ¤t« SVTH : Nhãm sinh viªn C¬ khÝ ¤t« A-K45 - 2 - Trêng §H GTVT HN B¸o c¸o NCKHSV n¨m 2008 III- Sù æn ®Þnh ®éng häc cña « t« khi quay vßng .26 CH¬ng iii CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña ESC 29 i- c¸c phÇn tö c¬ b¶n cña hÖ thèng 29 1- bé phËn thñy lùc 29 2- C¶m biÕn gãc xoay v« l¨ng 30 3- C¶m biÕn ®é lÖch ngang th©n xe 31 4- C¶m biÕn tèc ®é gãc b¸nh xe .32 II- HO¹T §éng cñA HÖ THèNG esc 33 1- Ho¹t ®éng cña ESC khi phanh 36 1.1- Tr¹ng th¸i phanh b×nh th- êng 36 1.2- Tr¹ng th¸i phanh khÈn cÊp 37 2- Ho¹t ®éng cña ESC ®iÒu khiÓn sù æn ®Þnh cña « t« khi chuyÓn ®éng 40 - GVHD : TS.NguyÔn TuÊn Anh - Bé m«n C¬ khÝ ¤t« SVTH : Nhãm sinh viªn C¬ khÝ ¤t« A-K45 - 3 - Trêng §H GTVT HN B¸o c¸o NCKHSV n¨m 2008 2.1- Ho¹t ®éng cña ESC khi xe quay vßng thõa 44 2.2- Ho¹t ®éng cña ESC khi xe quay vßng thiÕu 49 2.3- §iÒu khiÓn phanh khi chuyÓn ®éng trªn ®- êng vßng 51 KÕt luËn 54 Tµi liÖu tham kh¶o 56 Lêi nãi ®Çu - GVHD : TS.NguyÔn TuÊn Anh - Bé m«n C¬ khÝ ¤t« SVTH : Nhãm sinh viªn C¬ khÝ ¤t« A-K45 - 4 - Trêng §H GTVT HN B¸o c¸o NCKHSV n¨m 2008 Sù ph¸t triÓn cña ngµnh c«ng nghiÖp «t« ViÖt Nam míi b¾t ®Çu, víi chiÕn lîc ph¸t triÓn cña nhµ níc, chÝnh s¸ch néi ®Þa ho¸ phô tïng « t« trong viÖc s¶n xuÊt vµ l¾p r¸p « t« t¹o ®iÒu kiÖn cho c¸c nhµ thiÕt kÕ nghiªn cøu, chÕ t¹o c¸c côm, c¸c hÖ thèng trªn « t« trong níc trong ®ã cã c¸c hÖ thèng n©ng cao tÝnh n¨ng an toµn cho ngêi sö dông VÊn ®Ò nghiªn cøu n©ng cao tÝnh n¨ng an toµn cho ngêi sö dông th«ng qua kÕt cÊu vµ ®iÒu khiÓn lµ v« cïng quan träng Do ®êng x¸ ngµy cµng ®îc c¶i thiÖn tèt h¬n, tèc ®é ph¸t triÓn nghµnh giao th«ng vËn t¶i t¨ng nhanh cho nªn tèc ®é chuyÓn ®éng cña « t« còng ngµy cµng ®îc n©ng cao Tuy nhiªn, cïng víi nh÷ng sù ph¸t triÓn ®ã mËt ®é ph¬ng tiÖn c¬ giíi trªn ®êng ngµy cµng cao, vÊn ®Ò tai n¹n giao th«ng trªn ®êng lµ vÊn ®Ò quan t©m hµng ®Çu ChÝnh v× vËy, chóng em chän nghiªn cøu vÒ ®Ò tµi: “Nghiªn cøu hÖ thèng æn ®Þnh quü ®¹o chuyÓn ®éng cña « t« ESC (Electronic Stability Control)” Víi t×nh h×nh hiÖn nay ngµnh c«ng nghiÖp « t« cña ta chñ yÕu lµ l¾p r¸p nªn ®Ó cã thÓ ®éc lËp chÕ t¹o trong t- ¬ng lai rÊt cÇn nh÷ng nghiªn cøu øng dông trong thùc tiÔn §©y lµ mét hÖ thèng kh¸ míi vµ hiÖn ®¹i ®îc øng dông trªn « t«, ®Æc biÖt víi nghµnh c«ng nghiÖp « t« ViÖt Nam MÆt kh¸c, tµi liÖu chuyªn s©u vÒ hÖ thèng cña c¸c nhµ s¶n xuÊt kh«ng ®îc c«ng khai réng r·i, cïng víi tr×nh ®é chuyªn m«n cha s©u réng, do vËy mµ viÖc nghiªn cøu cô thÓ kÕt cÊu, - GVHD : TS.NguyÔn TuÊn Anh - Bé m«n C¬ khÝ ¤t« SVTH : Nhãm sinh viªn C¬ khÝ ¤t« A-K45 - 5 - Trêng §H GTVT HN B¸o c¸o NCKHSV n¨m 2008 cÊu t¹o vµ nguyªn lý cña hÖ thèng gÆp nhiÒu khã kh¨n vµ cã nhiÒu thiÕu xãt RÊt mong sù phª b×nh, ®ãng gãp ý kiÕn cña c¸c thÇy trong héi ®ång gi¸m kh¶o vµ nh÷ng ngêi quan t©m ®Õn ®Ò tµi Xin ch©n thµnh c¶m ¬n TS NguyÔn TuÊn Anh lµ ngêi ®· trùc tiÕp híng dÉn vµ gióp ®ì chóng em nghiªn cøu ®Ò tµi Ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy trong Bé m«n C¬ khÝ « t« - Khoa C¬ khÝ – Trêng §¹i häc G.T.V.T Hµ néi ®· gióp ®ì vµ gãp ý cho ®Ò tµi trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn Nhãm Sinh viªn: C¬ khÝ ¤t« A- K45 - GVHD : TS.NguyÔn TuÊn Anh - Bé m«n C¬ khÝ ¤t« SVTH : Nhãm sinh viªn C¬ khÝ ¤t« A-K45 - 6 - Trêng §H GTVT HN B¸o c¸o NCKHSV n¨m 2008 Ch¬ng I Tæng quan vÒ ®Ò tµi I- §Æt vÊn ®Ò Nh chóng ta ®· biÕt, sù ra ®êi cña chiÕc « t« ®Çu tiªn trªn thÕ giíi ®· ®¸nh dÊu mét bíc ngoÆt lín trong ®êi sèng cña nh©n lo¹i ¤ t« kh«ng chØ gióp chóng ta di chuyÓn tõ n¬i nµy sang n¬i kh¸c mét c¸ch nhanh chãng hay vËn chuyÓn hµng ho¸ dÔ dµng, thuËn tiÖn mµ nã cßn ®ãng vai trß nh mét thiÕt bÞ ®¶m b¶o an toµn cho con ngêi khi tham gia giao th«ng vËn t¶i Ngay tõ khi ra ®êi nh÷ng chiÕc « t« ®· kh¼ng ®Þnh ®îc vai trß quan träng cña m×nh trong ®êi sèng cña con ngêi, cïng víi sù ph¸t triÓn cña giao th«ng vËn t¶i ngµnh c«ng nghiÖp « t« còng theo ®ã kh«ng ngõng thay ®æi theo chiÒu híng tÝch cùc nhÊt Ngµy nay, nh÷ng chiÕc « t« ®· trë nªn quen thuéc víi chóng ta h¬n bao giê hÕt vµ mçi chóng ta dï Ýt, dï nhiÒu ®Òu ®îc hëng nh÷ng tiÖn Ých - GVHD : TS.NguyÔn TuÊn Anh - Bé m«n C¬ khÝ ¤t« SVTH : Nhãm sinh viªn C¬ khÝ ¤t« A-K45 - 7 - Trêng §H GTVT HN B¸o c¸o NCKHSV n¨m 2008 mµ chóng mang l¹i Nhng song song tån t¹i cïng sù ph¸t triÓn cña ngµnh giao th«ng vËn t¶i lµ nh÷ng vô tai n¹i còng ngµy cµng gia t¨ng bëi rÊt nhiÒu nguyªn nh©n vµ gãp mÆt trong ®ã lµ nguyªn nh©n vÒ tÝnh an toµn cña c¸c ph¬ng tiÖn tham gia lu th«ng trªn ®êng, « t« còng lµ mét trong sè c¸c ph¬ng tiÖn ®ã V× vËy, mét nhu cÇu cÊp thiÕt ®Æt ra lµ cÇn cã c¸c hÖ thèng, còng nh c¸c ph¬ng tiÖn cã tÝnh n¨ng ®¶m b¶o an toµn tèi ®a cho con ngêi còng nh hµng ho¸ tham gia lu th«ng trªn c¸c cung ®êng §øng tríc nhu cÇu ®ã rÊt nhiÒu c¸c thiÕt bÞ c«ng nghÖ ®· ®îc nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn nh»m gi¶m thiÓu tai n¹n xuèng møc thÊp nhÊt Ngµnh c«ng nghiÖp « t« còng kh«ng lo¹i trõ khái nhu cÇu ®ã, hÇu hÕt c¸c h·ng « t« trªn thÕ giíi ®Òu ®· dµnh nh÷ng kho¶n kinh phÝ rÊt lín cho viÖc nghiªn cøu tÝch hîp c¸c hÖ thèng an toµn trªn c¸c dßng xe cña m×nh Ngµy nay, gÇn nh toµn bé c¸c hÖ thèng, tæng thµnh trªn « t« ®· ®îc can thiÖp bëi c¸c hÖ thèng tÝch hîp c¬ khÝ hay ®iÖn tö nh»m t¹o ra sù tiÖn nghi vµ an toµn cao nhÊt cho ngêi sö dông HiÖn t¹i, ®· cã rÊt nhiÒu hÖ thèng ®îc nghiªn cøu vµ øng dông trªn xe cña c¸c h·ng s¶n xuÊt « t« vµ chóng mang l¹i hiÖu qu¶ râ rÖt trong viÖc ®¶m b¶o an toµn cho ngêi sö dông nh : + HÖ thèng chèng bã cøng b¸nh xe khi phanh - ABS (Anti-lock Braking System) - GVHD : TS.NguyÔn TuÊn Anh - Bé m«n C¬ khÝ ¤t« SVTH : Nhãm sinh viªn C¬ khÝ ¤t« A-K45 - 8 - Trêng §H GTVT HN B¸o c¸o NCKHSV n¨m 2008 + HÖ thèng ph©n phèi lùc phanh ®iÖn tö - EBD (Electronic Brake force Distribution) + HÖ thèng kiÓm so¸t lùc kÐo - TRC (Traction Control System) + HÖ thèng ®iÒu khiÓn gãc quay cña xe quanh trôc däc xe AYC (Active Yaw Control) + HÖ thèng tói khÝ vv Vµ cßn rÊt nhiÒu c¸c hÖ thèng ®îc øng dông trªn nhiÒu xe kh¸c nhau C¸c hÖ thèng trªn hç trî ngêi l¸i trong qu¸ tr×nh phanh, qu¸ tr×nh khëi hµnh hay khi chuyÓn ®éng trªn c¸c lo¹i ®êng tr¬n trît cã hÖ sè b¸m thay ®æi, chóng chñ yÕu t¸c ®éng ®Õn lùc phanh, lùc kÐo nh»m kiÓm so¸t sù tr- ît cña c¸c b¸nh xe vµ chóng thêng ®îc øng dông mét c¸ch ®éc lËp trªn xe Tuy nhiªn nguyªn nh©n g©y tai n¹n kh«ng chØ ®¬n thuÇn lµ do sù trît cña c¸c b¸nh xe trªn ®êng, trªn thùc tÕ ®· cã rÊt nhiÒu nh÷ng tai n¹n ®¸ng tiÕc x¶y ra do hiÖu qu¶ phanh kÐm hoÆc khi phanh x¶y ra hiÖn tîng bã cøng b¸nh xe lµm mÊt kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn hoÆc khi « t« khëi hµnh hay t¨ng tèc ®é ®ét ngét trªn ®êng cã hÖ sè b¸m thÊp th× rÊt cã thÓ c¸c b¸nh xe chñ ®éng bÞ trît quay t¹i chç dÉn ®Õn lµm mÊt m¸t m« men chñ ®éng vµ cã thÓ lµm trît xe §Æc biÖt cã nh÷ng trêng hîp « t« mÊt æn ®Þnh ®éng häc trong qu¸ tr×nh t¨ng tèc hay quay vßng( quay vßng thõa hoÆc quay vßng thiÕu) còng dÉn ®Õn c¸c t×nh huèng nguy - GVHD : TS.NguyÔn TuÊn Anh - Bé m«n C¬ khÝ ¤t« SVTH : Nhãm sinh viªn C¬ khÝ ¤t« A-K45 - 9 - Trêng §H GTVT HN B¸o c¸o NCKHSV n¨m 2008 hiÓm cho « t« ¤ t« chuyÓn ®éng trªn ®êng víi quü ®¹o rÊt phøc t¹p, nÕu « t« chuyÓn ®éng víi tèc ®é cao, gÆp chíng ng¹i vËt cÇn phanh gÊp hoÆc cÇn ®æi híng chuyÓn ®éng mét c¸ch ®ét ngét ®Ó tr¸nh chíng ng¹i vËt cã thÓ lµm xe bÞ lËt C¸c nguyªn nh©n trªn ®Æt ra cho chóng ta mét vÊn ®Ò lµ cÇn cã mét hÖ thèng kÕt hîp c¸c hÖ thèng trªn ®Ó cã thÓ kiÓm so¸t ®îc tÊt c¶ c¸c t×nh huèng x¶y ra lµm mÊt æn ®Þnh cho « t« Vµ hÖ thèng :“ æn ®Þnh quü ®¹o chuyÓn ®éng ®iÖn tö ESC (Electronic Stability Control)” cã thÓ gi¶i quyÕt ®îc vÊn ®Ò nµy Nh ®· nãi ë trªn ®©y lµ mét hÖ thèng rÊt míi vµ cã nhiÒu tiÖn Ých nªn viÖc nghiªn cøu nã lµ mét vÊn ®Ò cÇn thiÕt ®Ó cã thÓ hiÓu râ vµ øng dông vµo thùc tiÔn ë ViÖt Nam II- môc ®Ých, ph¬ng híng nghiªn cøu vµ nhiÖm vô cña ®Ò tµi 1- Môc ®Ých cña ®Ò tµi Do hÖ thèng ESC cßn kh¸ míi mÎ vµ cha ®îc phæ biÕn ë ViÖt Nam, nªn môc ®Ých chñ yÕu cña ®Ò tµi lµ x©y dùng ®îc nh÷ng hiÓu biÕt c¬ b¶n nhÊt vÒ hÖ thèng vµ giíi thiÖu ®Õn nh÷ng ngêi quan t©m Tõ ®ã lµm c¬ së lý thuyÕt, tµi liÖu tham kh¶o ®Ó cã thÓ tiÕp tôc nghiªn cøu s©u h¬n vµ øng dông trong thùc tiÔn c«ng viÖc sau nµy - GVHD : TS.NguyÔn TuÊn Anh - Bé m«n C¬ khÝ ¤t« SVTH : Nhãm sinh viªn C¬ khÝ ¤t« A-K45 - 10 - ... Tuấn Anh - Bộ môn Cơ khí ? ?tô SVTH : Nhóm sinh viên Cơ khí ? ?tô A-K45 - - Trờng ĐH GTVT HN Báo cáo NCKHSV năm 2008 hiểm cho ô tô Ô tô chuyển động đờng với quỹ đạo phức tạp, ô tô chuyển động với tốc... thông đờng vấn đề quan tâm hàng đầu Chính vậy, chúng em chọn nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu hệ thống ổn định quỹ đạo chuyển động ô tô ESC (Electronic Stability Control) Với tình hình ngành công... phát triển ngành công nghiệp ô tô, nhiều hệ thống tích hợp ô tô đợc nghiên cứu phát triển nhằm đảm bảo ổn định cho xe - GVHD : TS.NguyÔn TuÊn Anh - Bé môn Cơ khí ? ?tô SVTH : Nhóm sinh