nghiên cứu hệ thống phanh abs trên xe daewoo bc212ma

DANH SÁCH CÁC CHỬ VIẾT TẮT ABS: Anti-lock Braking System – Hệ thống phanh chống bó cứng bánh xe EBD: Electronic Brakeforce Distribution – Hệ thống phối lực phanh điện tử BAS: Brake Assis

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN MINH ĐỨC

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE DAEWOO BC212MA

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 60520116

S K C0 0 4 4 5 8

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN MINH ĐỨC

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE

DAEWOO BC212MA

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 60520116

Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN MINH ĐỨC

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE

LÝ LỊCH KHOA HỌC

I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC:

Họ & tên: Trần Minh Đức Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 05/3/1978 Nơi sinh: Long An

Quê quán: Long An Dân tộc: Kinh

Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: Ấp Nhơn Thuận - Nhơn Thạnh Trung - TP Tân An - Long An

Điện thoại cơ quan: 072.3827694 Điện thoại riêng: 0909262669 Fax: E-mail: Duc.tm1978@gmail.com

II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:

1 Trung học chuyên nghiệp:

Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 8 /1996 đến 8/1998

Nơi học (trường, thành phố):Trường Trung Học Giao Thông Vận Tải Trung Ương 3 TP Hồ Chí Minh

Ngành học: Cơ khí động lực

2 Đại học:

Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ: 8/1998 đến 3/2002

Nơi học: Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành TP Hồ Chí Minh

Ngành học: Cơ khí động lực

Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp:

“Tính toán tính kinh tế nhiên liệu động cơ xe tải ЗИЛ-130”

Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: 3/2002 Trường Đại Học

Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh

Người hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Văn Phụng

III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC:

9/2002÷10/2012 Trường Dạy Nghề Long An nay

Trường Cao Đẳng Nghề Long An Giáo viên 10/2012-10/2014 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ

Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Học cao học

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tp Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 9 năm 2014

(Ký tên và ghi rõ họ tên)

Trần Minh Đức

TÓM TẮT

Hệ thống phanh là cơ cấu an toàn và quan trọng trên ô tô, nhằm giảm tốc hay dừng xe trong trường hợp cần thiết Trong quá trình phanh ô tô, yếu tố quan trọng nhất là hiệu quả phanh Đặc biệt, khi phanh ô tô trên đường trơn (hệ số bám 𝜑 thấp) dẫn đến bánh xe sớm bị hãm cứng và trượt lết Vì vậy, quãng đường phanh dài và hiệu quả phanh kém Vì thế, nghiên cứu đánh giá hiệu quả phanh trên một loai xe cụ thể đang lưu thông trên đường Việt Nam là rất cần thiết Đặc biệt là hệ thống phanh trang bị trên xe buýt, một phương tiện giao thông công cộng đang phát triển và phổ biến tại Việt Nam

Ở những nước phát triển thì hệ thống phanh ABS trở thành hệ thống bắt buộc trang bị cho phương tiện khi tham gia giao thông, còn ở nước ta tại sau chưa? Từ những lý do trên tác giả đã xây dựng phương pháp tính toán hiệu quả phanh một cách nhanh chóng thông qua mô men phanh, quảng đường phanh, gia tốc chậm dần khi phanh và thời gian phanh Kết quả được đánh giá và biểu diễn bằng đồ thị với sự hỗ trợ của phần mềm LabView

Với những kết quả đạt được tác giả cũng kiến nghị nên trang bị hệ thống phanh ABS cho ô tô, đồng thời nghiên cứu phát triển thuật toán điều khiển hoàn toàn của Việt Nam đáp ứng được yêu cầu ngày càng hoàn thiện của hệ thống phanh

ABSTRACT

Brake system is a safety and important mechanism on the cars, It is used to

decelerate or stop vehicle in necessary cases During brake, the most important factor

is the brake efficiency Especially when braking on slippery road cars (φ low grip

coefficients) leads to early wheels braked hard and drag slider So, the brake stretch

is long and the brake effect is less So researchers evaluated an effective brake on

specific types of vehicle are on the road Vietnam is essential Especially the brakes

on a bus equipped with a means of public transport are growing and popular in

Vietnam

In developed countries, the ABS system becomes mandatory when fitted to

vehicles in traffic, even in our country at the back yet? From these reasons, the authors

have developed computational methods braking performance quickly through the

brake torque, braking distances, acceleration and braking to slow down when braking

time Results are evaluated and represented graphically with the help of LabView

software

With these results the authors also recommended that ABS equipped braking

system for automotive research and development of control algorithms entirely of

Vietnam to meet the growing demands of the complete brake system

MỤC LỤC

-Ͽ☼Ͽ -

Trang tựa Trang Quyết định giao đề tài Xác nhận của cán bộ hướng dẫn MỤC LỤC VI LỜI NÓI ĐẦU XIII LỜI CẢM ƠN XIV NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN XV Chương 1:TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1

1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ NGOÀI NƯỚC 2

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước: 2

1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước: 4

1.3 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 6

1.3.1 Tính toán các thông số hệ thống phanh 6

1.3.2 Tính toán hiệu quả phanh: 6

1.3.3 Đánh giá kết quả nghiên cứu: 6

1.4 NHIỆM VỤ VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI: 7

1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 7

Chương 2: GIỚI THIỆU LOẠI XE BUÝT DEAWOO BC212MA 8

2.1 GIỚI THIỆU LOẠI XE BUÝT DAEWOO BC212MA 8

2.1.2 Bảng vẽ thiết kế: 9

2.1.3 Thông số kỹ thuật: 10

2.2 HỆ THỐNG PHANH TRANG BỊ ABS TRÊN ÔTÔ DAWOO BC212MA 12

2.2.1 Sơ lược về ABS 12

2.2.1.1 Đặt vấn đề 12

2.2.1.2 Công dụng, yêu cầu ABS 12

2.2.1.3 Nguyên lý làm việc chung của hệ thống ABS 16

2.2.2 Hệ thống phanh trên ôtô DAWOO BC212 MA 17

2.2.2.1 Sơ đồ nguyên lý 17 2.2.2.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh trên ôtô DAWOO BC212MA 18

2.2.3 Kết cấu các cụm chi tiết chính 21

2.2.3.1 Cơ cấu phanh 21

2.2.3.2 Bầu phanh 25

2.2.3.3 Dẫn động phanh 27

Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 32

3.1 CƠ HỌC LĂN CỦA BÁNH XE 32

3.1.1 Lực tác dụng lên bánh xe khi phanh 32

3.1.2 Động học bánh xe khi phanh 34

3.1.3 Đặc tính trượt và khả năng bám 35

3.1.4 Sự lăn không ổn định của bánh xe 37

3.2 TẢI TRỌNG TRUNG BÌNH KHI PHANH 42

3.2.1 Sơ đồ: 42

3.2.2.Các lực khi phanh 42

3.2.3.Tính phản lực mặt đường khi phanh: 43

3.3 PHANH BÁNH XE CẦU SAU: 43

3.4 PHANH BÁNH XE CẦU TRƯỚC: 44

3.5 PHANH BÁNH XE CẢ HAI CẦU TRƯỚC VÀ SAU: 45

3.6 CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG PHANH THƯỜNG 46

3.6.1 Gia tốc phanh: jp 46

3.6.2 Quảng đường phanh, sp: 47

3.6.3 Thời gian phanh: tp 50

3.6.4 Lực phanh riêng pp: 51

3.7 QUÁ TRÌNH PHANH XE THỰC TẾ: 51

3.7.1.Thời gian quá trình phanh bao gồm: 51

3.7.2 Quảng đường quá trình phanh bao gồm: 51

3.7.3 Quá trình phanh được thể hiện qua đồ thị gia tốc phanh jpmax và thời gian phanh tp: 52

3.8 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh ABS……… 52

3.9 Giớ thiệu phần mềm LabView……… 54

Chương 4: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ BUS DAEWOO BC212MA 57

4.1 XÁC ĐỊNH MÔMEN PHANH YÊU CẦU 57

4.1.1 Số liệu đã biết 57

4.1.2 Xác định tọa độ trọng tâm ô tô 57

4.1.3 Xác định momen phanh theo yêu cầu 60

4.2 XÁC ĐỊNH MÔMEN PHANH MÀ CƠ CẤU PHANH SINH RA 64

4.2.1.Các số liệu cơ bản 64

4.2.2 Xác định momen phanh do cầu trước sinh ra 65

4.2.3 Xác định mô men phanh do cơ cấu phanh sau sinh ra 70

4.3 XÁC ĐỊNH ÁP SUẤT PHANH 71

4.4 XÂY DỰNG QUY LUẬT THAY ĐỔI CỦA CÁC THÔNG SỐ KHI PHANH CÓ ABS 73

4.4.1 Xác định quan hệ giữa mômen phanh, mô men bám ,gia tốc góc với hệ số trượt 73

4.4.2 Đối với cầu trước 77

4.4.3 Đối với cầu sau 80

4.5 TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU PHANH 81

4.5.1.1 Gia tốc chậm dần khi phanh 82

4.5.1.2 Thời gian phanh 83

4.5.1.3 Quãng đường phanh 84

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 92

5.1 KẾT LUẬN 92

5.2 KIẾN NGHỊ 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 94

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2-1: Bảng vẽ xe DAEWOO BC212MA 9

Hình 2-2 Sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy theo độ trượt tương đối λ của bánh xe 14

Hình 2-3: Quá trình phanh có và không có ABS trên đoạn đường cong 15

Hình 2-4: Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe 17

Hình 2-5: Sơ đồ hệ thống phanh xe DAWOO BC212 MA 17

Hình 2-6: Mô tả giai đoạn tăng áp 19

Hình 2-7: Mô tả giai đoạn giữ áp 20

Hình 2-8: Mô tả giai đoạn giảm áp 21

Hình 2-9: Cơ cấu phanh trước 22

Hình 2-10: Cơ cấu phanh sau 23

Hình 2-11: Cơ cấu điều chỉnh khe hở trên 24

Hình 2-12: Bầu phanh trước 25

Hình 2-13 Kết cấu của bầu phanh sau và bầu tích năng 26

Hình 2-14: Kết cấu tổng van phân phối 28

Hình 2-15: Van phanh dừng 29

Hình 2-16: Van cấp xả nhanh khí 30

Hình 2-17: Van đổi chiều hai ngã 31

Hình 3-1: Sơ đồ lực và mô men trên bánh xe phanh 32

Hình 3-2: Trạng thái lăn của bánh xe khi trượt lết 34

Hình 3-4 : Sơ đồ cân bằng mô men trên bánh xe 38

Hình 3-5: Sự thay đổi mô men phanh và khả năng bám của bánh xe chuyển động không ổn định khi phanh 39

Hình 3-6: Các dạng đồ thị lực phanh chống hãm cứng bánh xe 40

Hình 3-7: Quá trình phanh thường (a) và quá trình phanh chống hãm cứng (b) 41

Hình 3-8: Sơ đồ các lực khi phanh 42

Hình 3-9: Đồ thị gia tốc phanh và thời gian phanh 52

Hình 3-10: Đồ thị gia tốc phanh và thời gian phanh trong hệ thống phanh ABS 54

Hình 3-11: Mã nguồn viết bằng LabVIEW 56

Hình 4-1: Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô (trường hợp ô tô đầy tải) 57

Hình 4-2: Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô (trường hợp ô tô lên dốc) 59

Hình 4-3: Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh (trường hợp ô tô đầy tải) 60

Hình 4-4: Đồ thị quan hệ momen phanh của xe DAEWOO BC212 MA 63

Hình 4-5: Sơ đồ tính 66

Hình 4-6: Biểu đồ phân bố áp suất trên má phanh theo qui luật hình sin 67

Hình 4-7 : Sơ đồ tính toán cơ cấu ép 68

Hình 4-9: Các lực và momen tác dụng lên bánh xe khi phanh 74

Hình 4-10: Sự thay đổi hệ số bám dọc φx theo độ trượt tương đối λ của bánh xe 77

Hình 4-11: Chu kỳ thay đổi momen phanh ở cầu trước khi có ABS 78

Hình 4-12: Mômen phanh Mp theo thời gian t 79

Hình 4-13: Mômen phanh cầu trước Mp1 theo thời gian t 80

Hình 4-14: Chu kỳ thay đổi momen phanh ở cầu sau khi có ABS 80

Hình 4-15: Mômen phanh cầu sau Mp1 theo thời gian t 81

Hình 4-16: Giản đồ phanh 81

Hình 4-17: Tính gia tốc chậm dần khi phanh trên Labview 83

Hình 4-18: Tính gian thời gian phanh trên Labview 84

Hình 4-19: Tính quảng đường phanh trên Labview 85

Hình 4-20:Đồ thị quan hệ giữa tp và x 86

Hình 4-21: Đồ thị quan hệ giữa Jp và x 86

Hình 4-22: Đồ thị quan hệ giữa sp và x 87

Hình 4-23: Độ trượt của phanh chống hãm cứng bánh xe 88

Hình 5-1: Đặc tính trượt lý tưởng 93

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2-1: Thông số xe DAEWOO BC212 MA 10

Bảng 3-1: Quan hệ giữa quảng đường phanh và tốc độ phanh 53

Bảng 4-1: Mô men phanh theo hệ số bám (trường hợp đầy tải) 62

Bảng 4-2: Mô men phanh theo hệ số bám (trường hợp đầy tải) 64

Bảng 4-3: Giá tri áp suất phanh cầu trước theo φ, Mp1 với trường hợp xe đầy tải: 73 Bảng 4-4:Giá tri áp suất phanh cầu sau theo φ, Mp2 với trường hợp xe đầy tải: 73

Bảng 4-5: Giá trị áp suất phanh cầu trước theo φ, Mp1 với trường hợp xe không tải 73

Bảng 4-6: Giá tri áp suất phanh cầu sau theo φ, Mp2 với trường hợp xe không tải: 73 Bảng 4-7: Quan hệ giữa hệ số bám dọc φx và độ trượt λ (trên đường nhựa khô với vận tốc 40 km/h) 76

Bảng 4-8: Quan hệ giữa mô men bám Mp và độ trượt λ 77

Bảng 4-9 : Quan hệ giữa mô men phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn tăng áp suất: 77

Bảng 4-10: Quan hệ giữa mô men phanh trước Mpt với độ trượt λ 80

Bảng 5-1: Tiêu chuẩn đánh giá hiệu quả phanh 92

DANH SÁCH CÁC CHỬ VIẾT TẮT

ABS: Anti-lock Braking System – Hệ thống phanh chống bó cứng bánh xe

EBD: Electronic Brakeforce Distribution – Hệ thống phối lực phanh điện tử

BAS: Brake Assist System – Hệ thống hỗ trợ phanh gấp

ESP: Electronic Stability Program – Hệ thống ổn định điện tử

SBC: Sensotronic Brake Control – Hệ thống điều khiển kiểm soát quá trình phanh ECU : Electric Control Unit – Bộ vi xử lý

LabVIEW: Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench – Môi trường ngôn ngữ đồ họa hiệu quả trong việc giao tiếp đa kênh giữa con người, thuật toán và các thiết bị

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những thập niên gần đây, do nhu cầu xã hội ngày càng phát triển, kéo theo mọi hoạt động trong đời sống xã hội đều phát triển theo, xu hướng hiện đại hóa nên đòi hỏi phải có những phương tiện hiện đại phục vụ cho con người Do đó song song với sự phát triển của mọi ngành nghề thì công nghệ ôtô cũng có sự thay đổi khá lớn Nhu cầu của con người dần dần được đáp ứng về các mặt tiện nghi, kinh tế, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, … Trong đó vấn đề an toàn được đặt lên hàng đầu Ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật đã đạt được, các nhà sản xuất bắt tay vào nghiên cứu, chế tạo hệ thống phanh ABS với những tính năng chống bó cứng bánh xe khi phanh, ổn định hướng, … nhằm hạn chế những tai nạn đáng tiếc có thể xảy ra

Từ vấn đề đó, với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn, em quyết định thực hiện đề tài: “Nghiên cứu hệ thống phanh ABS trên xe DAEWOO BC212MA” Vận dụng cơ sở lý thuyết đã học, tính toán và đánh giá hệ thống phanh trang bị trên một loại ô tô cụ thể sử dụng tại Việt Nam Vấn đề đặt ra là tính toán mômen phanh và các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh và so sánh hiệu quả phanh giữa phanh thường và phanh ABS trên xe và so sánh với tiêu chuẩn đánh giá hiệu quả phanh của Bộ Giao Thông Vận Tải qui định Để từ đó đưa ra những kết luận và kiến nghị nhằm tăng tính hiệu quả của hệ thống phanh, đảm bảo

an toàn chon người và hàng hóa trên xe

Trong thời gian thực hiện đề tài do kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định Em rất mong sự giúp đỡ,

ý kiến đóng góp của quý thầy cô cùng tất cả các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy PGS TS Nguyễn Văn Phụng cùng quý thầy cô giáo trong Khoa cơ khí động lực Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật

TP Hồ Chí Minh cùng các bạn đã giúp em hoàn thành luận văn này

TP HCM, Ngày 01 tháng 7 năm 2014

Học viên thực hiện

Trần Minh Đức

LỜI CẢM ƠN

Qua thời gian học tập tại khoa cơ khí động lực của trường Đại học sư phạm kỹ thuật, em cảm thấy mình đã trưởng thành hơn nhiều Tuy khoảng thời gian học tập ngắn, nhưng đối với em là khoảng thời gian học tập căng thẳng và thú vị nhất trong đời, trang bị thêm nhiều kiến thức mới Giúp em bước sang một nấc thang mới của

tư duy về khoa học ứng dụng và có lẽ nó sẽ rất hữu ích cho em trong công tác chuyên môn sau này đặc biệt ứng dụng trong luận văn cuối khóa Cho đến hôm nay em đã

cơ bản hoàn thành luận văn tốt nghiệp và đang chờ được phép bảo vệ

Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Khoa cơ khí động lực của trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật, cảm ơn các bạn học viên cùng khoá đã giúp đỡ tôi các phương tiện và những tài liệu có liên quan đến chuyên đề này

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Phụng đã trực tiếp hướng dẫn

em thực hiện chuyên đề Thầy đã cung cấp tài liệu và đưa ra những ý kiến đóng góp khắc phục, sửa chữa những sai sót trong quá trình em thực hiện luận văn

Tp HCM, ngày 25 tháng 9 năm 2014

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Tp HCM, ngày……tháng……năm 2014

Giáo viên hướng dẫn

PGS TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

Chương 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

Hiện nay, ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và vận chuyển hàng hoá cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiện giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển Ở nước ta, trong các thành phố lớn cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, mật độ giao thông trên đường ngày càng cao dẫn đến tai nạn giao thông ngày càng nhiều Theo thống kê của Ủy ban An toàn Giao thông, trong tổng số vụ tai nạn giao thông mà nguyên nhân là trục trặc kỹ thuật thì có 65 đến 75% là do hệ thống phanh Chính vì lý do đó mà các nhà nghiên cứu thiết kế, chế tạo ôtô luôn đặt vấn đề hoàn thiện hệ thống phanh lên vị trí hàng đầu với mục tiêu là tăng hiệu quả phanh, tăng tính ổn định chuyển động của xe khi phanh, độ tin cậy cho hệ thống và qua đó tăng tính an toàn cho con người và hàng hóa trên xe

Phanh sử dụng ABS là một trong hai công nghệ bổ sung cho hệ thống phanh hữu dụng nhất của ngành công nghiệp ôtô thời gian gần đây Vai trò chủ yếu của ABS là giúp tài xế duy trì khả năng kiểm soát xe trong những tình huống phanh gấp Cũng vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn

về thiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ Ðối với học viên ngành kỹ thuật cơ khí động lực việc khảo sát, thiết kế, nghiên cứu về hệ thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn Ðó là lý do em chọn đề tài

“NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE DAEWOO BC212MA” Ðể giải quyết vấn đề này thì trước hết ta cần phải hiểu rõ về nguyên lý hoạt động, kết cấu các chi tiết, bộ phận trong hệ thống phanh, tính toán các thông số phanh và các chỉ tiêu

đánh giá hiệu quả phanh Từ đó tạo tiền đề cho việc thiết kế, cải tiến hệ thống phanh nhằm tăng hiệu quả phanh, tăng tính ổn định hướng và tính dẫn hướng khi phanh, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an toàn chuyển động và tăng hiệu quả chuyển động của ô tô

Hệ thống phanh trang bị trên xe DAEWOO BC 212 MA sử dụng khí nén hai dòng độc lập với 4 van bảo vệ, có hệ thống chống bó cứng và chống trượt khi tăng tốc (ABS & ASR)

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ NGOÀI NƯỚC

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước:

Với sự phát triển của ngành ô tô của Việt Nam như hiện nay, cùng với chiến lược phát triển của nhà nước, chính sách nội địa hoá phụ tùng ôtô trong việc sản xuất

và lắp ráp tạo điều kiện cho các nhà thiết kế nghiên cứu, chế tạo các cụm, các hệ thống trên ôtô trong nước, trong đó có hệ thống phanh Vấn đề nghiên cứu thiết kế và chế tạo các phần tử của hệ thống phanh ABS là phù hợp với xu hướng phát triển của thế giới và chủ trương nội địa hoá sản phẩm ôtô của Việt Nam

Trong tình hiện hiện nay, ngành ô tô của nước ta chủ yếu là lắp ráp nên để có thể độc lập chế tạo các chi tiết của ôtô rất cần những nghiên cứu ứng dụng vào thực tế Nghiên cứu các vấn đề về lý thuyết và điều khiển hệ thống phanh ôtô hiện đại nhằm ứng dụng thiết kế và chế tạo các hộp ECU điều khiển hệ thống phanh là một vấn đề rất phức tạp nhưng đó là công việc cần phải bắt tay vào làm để trong tương lai không

xa chúng ta có thể tự nghiên cứu và sản xuất ra những sản phẩm ôtô riêng của Việt Nam Ở nước ta trước kia việc kiểm tra hệ thống phanh trong lần kiểm tra xe định kỳ còn manh tính chất hình thức, tùy tiện, dựa trên sự quan sát bằng mắt, không dựa trên một tiêu chuẩn nào và chưa dùng thiết bị đo nào cả Từ ngàythực hiện nghị định 36

CP của Chính phủ thì Bộ Giao thông vận tải mới ra những tiêu chuẩn bước đầu để kiểm tra phanh và đã dùng những phương tiện để đo để xác định hiệu quả phanh Hiện nay cả nước đã có rất nhiều trạm đăng kiểm phương tiện cơ giới đường bộ

có các thiết bị hiện đại kể cả thiết bị kiểm tra phanh Tuy nhiên các thiết bị kiểm tra phanh hiện có ở nước ta còn hạn chế ở dạng bệ thử với tốc độ thấp, còn thiết bị kiểm tra phanh định kỳ trên đường vẫn còn hạn chế, các thiết bị để nghiên cứu về phanh ô

tô lại càng khan hiếm việc nghiên cứu khảo sát các yếu tố ảnh tới hiệu quả phanh của

ô tô là thực sự cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao

Đề tài “Nghiên cứu chế tạo bộ điều khiển hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS)” của kỹ sư Nguyễn Thành Tâm thực hiện tháng 9 năm 2007 Đề tài

nghiên cứu một số vấn đề:

-Nghiên cứu lý thuyết về phanh ABS

-Nghiên cứu và đề xuất thuật toán điều khiển phanh ABS

-Thiết kế chế tạo thành công mạch điều khiển phanh ABS

-Thử nghiệm và so sánh với ECU do TOYOTA sản xuất

Đề tài “Nghiên cứu động lực học phanh và ổn định phanh ở xe nhiều cầu”

của kỹ sư Hoàng Ngọc Chính Đề tài nghiên cứu một số vấn đề sau:

- Phân bố tải trọng trên xe nhiều cầu

- Ổn định phanh trên xe nhiều cầu

- Áp dụng tính toán trên xe tải 3 cầu nhãn hiệu HINO FM1 JNUA- RGV

Đề tài “ Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống phanh ABS giao tiếp với máy tính” của kỹ sư Nguyễn Quang Tuyến thực hiện tháng 9 năm 2011 nội dung

đề tài nghiên cứu một số vấn đề sau;

- Chế tạo mô hình giao tiếp với máy tính trên cơ sở thiết bị của TOYOTA

- Bộ tài liệu dùng cho giảng dạy dựa trên chương trình đào tạo của Tổng cục Dạy nghề ban hành

Đề tài “Nghiên cứu vấn đề ổn định của hệ thống phanh chống hãm cứng ABS” của học viên Nguyễn Hưng Khóa 2010-2012 được thực hiện đề cập đến một

số vấn đề sau:

-Phân tích động lực học phanh ABS bằng thuật toán ABS đơn giản

-Phân tích quá trình điều chỉnh lực phanh ABS

1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước:

Với sự hiểu biết đơn giản và kinh nghiệm, tránh hiện tượng các bánh xe bị hãm cứng trong quá trình phanh khi lái xe trên đường trơn trượt, người lái xe đạp phanh bằng cách nhấn nhã liên tục lên bàn đạp phanh để duy trì lực bám ngăn không cho bánh xe bị trượt lết và đồng thời có thể điều khiển được hướng chuyển động của xe

Về cơ bản chức năng của cơ cấu phanh ABS cũng giống như vậy nhưng hiệu quả, độ chính xác và an toàn cao hơn

Cơ cấu ABS được sử dụng lần đầu tiên trên các máy bay thương mại vào năm

1949, chống hiện tượng trượt ra khỏi đường băng khi máy bay hạ cánh Với công nghệ thời đó, kết cấu của cơ cấu ABS còn cồng kềnh, hoạt động không tin cậy và không tác động đủ nhanh trong mọi tình huống Trong quá trình phát triển ABS đã được cải tiến từ loại cơ khí sang loại điện và hiện nay là loại điện tử

Vào thập niên 60, nhờ kỹ thuật điện tử phát triển, các vi mạch điện tử ra đời, giúp

cơ cấu ABS lần đầu tiên được lắp trên ô tô vào năm 1969, sau đó cơ cấu ABS được nhiều công ty sản suất ô tô nghiên cứu và đưa vào ứng dụng vào năm 1970 Công ty Toyota sử dụng lần đầu tiên cho các xe tại Nhật Bản vào năm 1971 đây là cơ cấu ABS một kênh điều khiển đồng thời hai bánh sau Nhưng phải đến thập niên 80 cơ cấu này mới được phát triển mạnh nhờ cơ cấu điều khiển kĩ thuật số, vi xử lý thay cho các cơ cấu điều khiển tương tự đơn giản trước đó

Lúc đầu cơ cấu ABS chỉ được lắp ráp trên các xe du lịch mới, đắt tiền, được trang

bị theo yêu cầu và theo thị trường Dần dần cơ cấu này được đưa vào sử dụng rộng rãi hơn, đến nay ABS gần như trở thành tiêu chuẩn bắt buộc cho tất cả các loại xe du lịch

và cho phần lớn các loại xe hoạt động ở những vùng có đường băng, tuyết dễ trơn trượt, ngày nay cơ cấu ABS không chỉ được thiết kế trên các cơ cấu phanh thuỷ lực mà còn ứng dụng rộng rãi trên các cơ cấu phanh khí nén của các xe tải và xe khách lớn

Nhằm nâng cao tính ổn định và tính an toàn của xe trong mọi chế độ hoạt động như khi xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, khi đi vào đường vòng với tốc độ cao, khi phanh trong những trường hợp khẩn cấp, v.v Cơ cấu ABS còn được thiết kế kết hợp với nhiều cơ cấu khác Cơ cấu ABS kết hợp với cơ cấu kiểm soát lực kéo Traction

Control (hay ASR) làm giảm bớt công suất động cơ và phanh các bánh xe để tránh hiện tượng các bánh xe bị trượt lăn tại chỗ khi xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, bởi điều này làm tổn hao vô ích một phần công suất của động cơ và mất tính ổn định chuyển động của ôtô Các công ty như BOSCH, AISIN, DENCO, BENDI là những công ty đi đầu trong việc nghiên cứu, cải tiến và chế tạo các cơ cấu ABS và cung cấp cho các công ty sản xuất ô tô trên toàn thế giới

Tuy nhiên, những sáng chế cải tiến của các nhà thiết kế nhằm nâng cao hiệu quả làm việc của hệ thống phanh trong khoảng thời gian 70-80 năm kể từ khi xe ô tô ra đời vẫn tỏ ra không đáp ứng được yêu cầu Chỉ với việc áp dụng các thành tựu của ngành công nghiệp điện tử, hệ thống phanh xe ô tô mới dần đạt được những tính năng cần thiết

Việc ứng dụng các thiết bị điện tử trong các bộ phận, hệ thống của xe ô tô nói chung và hệ thống phanh nói riêng, thể hiện ở sự kết hợp những thành phần cơ học, điện và điện tử để thực hiện các chức năng cơ học theo sự điều khiển của các modul (hoặc bộ vi xử lý) điện tử Đối với hệ thống phanh, ứng dụng thiết bị cơ - điện tử đầu tiên có thể kể đến là hệ thống chống bó cứng phanh ABS (Anti-lock Braking System) xuất hiện năm 1978, ban đầu là trên các xe thể thao đắt tiền, còn ngày nay đã trở thành không thể thiếu ở một số mác xe trung và cao cấp ABS là thiết bị hỗ trợ cho hệ thống phanh, ngăn chặn hiện tượng trượt của các bánh xe khi phanh gấp mà không phụ thuộc vào của người lái, nhưng đồng thời vẫn bảo đảm lực phanh đạt giá trị cực đại ứng với khả năng bám của bánh xe với mặt đường

Bước tiếp theo là sự ra đời của hệ thống phối lực phanh điện tử EBD (Electronic Brakeforce Distribution) Hệ thống hỗ trợ phanh gấp BAS (Brake Assist System) có tác dụng tăng tức thỡ lực phanh đến mức tối đa trong thời gian ngắn nhất khi phanh khẩn cấp, xuất hiện cũng nhằm mục đích tăng cường hiệu quả cho hệ thống phanh Bên cạnh đó, một số hệ thống khác như: ổn định điện tử ESP (Electronic Stability Program), chống trượt ETS (Electronic Traction System),v.v đều có tác dụng gián tiếp nâng cao hiệu quả phanh bằng các biện pháp như tăng thêm các xung lực phanh

đến các bánh xe khi cần thiết (ESP), hoặc phân phối lại lực kéo giữa các bánh xe khi xuất hiện trượt lúc phanh (ETS)

Gần đây, hợp tác với Bosch, hãng Mercedes-Benz cho ra đời hệ thống điều khiển điện tử kiểm soát quá trình phanh với tên gọi Sensotronic Brake Control (SBC) trên mẫu xe SL Hiện nay, hệ thống này đã là trang bị tiêu chuẩn trên các xe sedan từ hạng

E của Mercedes-Benz (dạng E-class sản xuất tại Việt Nam cũng có trang bị SBC)

ANTI- LOCK BRAKE SYSTEM (ABS) VIA SLIDING MODE CONTROL của tác giả: BARAN BARIS Tác giả tính toán và sử dụng phần mềm

MATLAB để mô tả sự thay đổi độ trượt của của một loại xe sử dụng hệ thống phanh

có và không có ABS

1.3 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

1.3.1 Tính toán các thông số hệ thống phanh

+ Xác định momen phanh yêu cầu

+ Xác định momen phanh mà cơ cấu phanh sinh ra

+ Xác định áp suất phanh

+ Xây dựng quy luật thay đổi của các thông số khi phanh có ABS

1.3.2 Tính toán hiệu quả phanh

+ Quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm

+ Thời gian phanh nhỏ nhất

+ Gia tốc chậm dần khi phanh cực đại

1.3.3 Đánh giá kết quả nghiên cứu

Trong đề tài nghiên cứu này học viên chỉ khái quát chung nhất về phần lý thuyết của hệ thống phanh và dựa trên các yêu cầu, sau đó phân tích chi tiết từ các lực tác dụng để tính toán so sánh các chỉ tiêu về hiệu quả phanh của hệ thống phanh thường với phanh chống hãm cứng ABS, để thấy được khả năng nâng cao hiệu quả khi phanh đối với phanh ABS

1.4 NHIỆM VỤ VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI:

Với đề tài “Nghiên cứu hệ thống phanh ABS trên xe DAEWOO

BC212MA” Tác giả chỉ:

- Nghiên cứu tổng quan động lực học phanh ôtô

- Khảo sát, tính toán các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phanh

- Cho thấy tính hiệu quả của hệ thống phanh ABS tốt hơn phanh thường trên cùng một loại đường Không đề cập tới thiết kế hay chế tạo phanh ABS

1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

Tác giả sử dụng phương pháp sưu tầm tài liệu trong và ngoài nước, phương pháp tính toán, phân tích về hiệu quả phanh dựa vào các kiến thức nền đã được trang

bị trong thời gian học Đại học và Cao học Đồng thời tác giả cũng thường xuyên trao đổi với thầy hướng dẫn để đề tài được đi đúng hướng nghiên cứu:

- Nghiên cứu kết hợp giữa lý thuyết và tính toán

- Nghiên cứu chủ yếu về hệ thống phanh ABS và đánh giá kết quả so sánh với phanh thường trên cùng một trạng thái

- So sánh kết quả nghiên cứu với các tiêu chuẩn quy định kiểm định của hệ thống phanh

Chương 2

GIỚI THIỆU LOẠI XE BUÝT DEAWOO BC212MA 2.1 GIỚI THIỆU LOẠI XE BUÝT DAEWOO BC212MA

2.1.1 Mục đích sử dụng:

Xe DEAWOO BC212MA dùng vận chuyển hành khách công cộng, thay mới

và bổ sung cho các tuyến xe buýt tại TP Hà Nội, Các thành phố lớn như TP Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hải Phòng Đây là xe buýt 3 cửa, Sàn thấp, giảm sóc khí nén duy nhất hiện đang được sản xuất tại Việt Nam Xe buýt BC212MA có sức chứa tối thiểu

80 hành khách, chiều dài 11.940 m, chiều rộng 2.500m và chiều cao 3.190 m, công suất động cơ 290ps/2100 vòng/ phút Hệ thống phanh sử dụng khí nén hai dòng độc lập với 4 van bảo vệ, có hệ thống chống bó cứng và chống trượt khi tăng tốc (ABS

& ASR) Xe được trang bị hệ thống giảm sóc khí nén, hệ thống chống kẹt cửa tự động (xe sẽ không chạy được khi cửa chưa đóng hẳn hay khi cửa bị kẹt), hệ thống

tự điều chỉnh phanh và tự điều chỉnh côn, lốp xe loại không săm, thảm sàn xe dạng cao cấp chống trơn trượt Với những đặc điểm trên dòng xe buýt BC212MA khi hoạt động sẽ có nhiều tiện ích và an toàn cho hành khách Dòng xe này còn có thêm tiện ích nữa cho khách hàng là sàn xe thấp và chỉ có 01 bậc lên xuống cho cửa trước và cửa giữa, loại cửa dạng 2 mảnh đóng mở trượt vào trong, chiều rộng hữu ích của cửa

là 1.200mm (thông thường các loại xe buýt chiều rộng hữu ích của cửa lên xuống là

600 – 900mm) Với 3 cửa lên xuống sẽ giảm hẳn thời gian dừng và đỗ xe, nhất là khi tan tầm, hành khách sẽ không còn cảnh chen lấn khi lên xuống

2.1.2 Bảng vẽ thiết kế:

Hình 2-1: Bảng vẽ xe DAEWOO BC212MA

BC2 12

Điều khiển kiểu cần gạt

Hệ thống côn - Tự động điều chỉnh hành trình côn

Kiểu

Một đĩa ma sát khô, điều khiển bằng thuỷ lực hỗ trợ bằng khí nén Tự điều chỉnh hành trình côn

Ghế ngồi

3 điểm với chuông cảnh báo

đứng)

Trang bị bên trong

Hệ thống điều hòa Đặt trên nóc, dẫn điện trực tiếp 30000

kcal/h

Cửa lên xuống

Cửa lên xuống

3 cửa kiểu hai mảnh rộng 1.200mm Điều khiển bằng điện đóng mở bằng hơi ( Tuỳ chọn kiểu 2 cửa)

Tuỳ chọn

Hộp số tự động

Đèn báo hiệu ( Trước, sau trong và ngoài xe)

Ghế dành cho người tàn tật lên xuống xe

Hệ thống điều hành quản lý điện tử trên xe

2.2 HỆ THỐNG PHANH TRANG BỊ ABS TRÊN ÔTÔ DAWOO BC212MA

2.2.1 Sơ lược về ABS

2.2.1.1 Đặt vấn đề

Lực phanh cực đại phụ thuộc vào lực bám của bánh xe, nếu lực phanh nhỏ hơn lực bám thì thời gian phanh và quãng đường phanh sẽ lớn, gia tốc phanh nhỏ Nếu lực phanh lớn hơn lực bám của bánh xe thì bánh xe sẽ trượt lết trên đường Khi bánh

xe trượt lết thì hệ số bám φ giảm tính ổn định hướng của xe giảm, xe mất lái dễ gây tai nạn

Đối với hệ thống phanh thường thì khi tác dụng lực phanh áp lực phanh sẽ tăng lên giá trị cực đại, tốc độ phanh giảm xuống rất nhanh cho đến khi bánh xe bị hãm cứng, trong khi đó lực quán tính của xe lớn hơn nên xe chưa dừng hẳn được mà làm cho các bánh xe trượt lết trên đường Điều này dẫn đến hiện tượng mất ổn định lái gây nguy hiểm

Để ngăn ngừa hiện tượng này người ta có nhiều hướng nghiên cứu giải quyết khác nhau như: Tập hợp các kinh nghiệm lái xe lại để tiến hành tổ chức huấn luyện tài xế, cải tiến hệ thống phanh Một trong những thành công là người ta đã thiết kế

ra hệ thống chống hãm cứng các bánh xe, chống trượt lết, tăng tính ổn định phanh, giảm được quãng đường phanh, càng ngày hệ thống này càng hoàn thiện hơn

2.2.1.2 Công dụng, yêu cầu ABS

2.2.1.2.1 Công dụng

- Giảm quãng đường phanh: Quãng đường phanh là một hàm của vận tốc, khối lượng xe và lực phanh đạt giá trị cực đại thì quãng đường phanh đạt giá trị cực tiểu

nếu tất cả các yếu tố không đổi Hệ thống ABS luôn giữ cho lực phanh ở mức cực đại nên quãng đường phanh là nhỏ nhất

- Cải thiện tính ổn định: ABS luôn giữ lực phanh ở giá trị cực đại Tuy nhiên khi xe chạy trên đường xấu hệ số bám của cả hai bánh xe trên cùng một trục không đều nhau Việc đạt được lực phanh cực đại ở cả hai bánh xe sẽ tạo một mô men xoay làm cho xe có xu hướng xoay về phía bánh xe có hệ số bám lớn dẫn đến xe mất ổn định, đặc biệt xe có chiều dài cơ sở nhỏ Để tránh điều này thì ABS kiểm soát lực phanh ở cả hai bánh xe cầu trước và cầu sau để giảm mô men xoay và tăng tính ổn định của xe

- Cải thiện tính năng dẫn hướng khi phanh: Tính năng ổn định hướng khi phanh

là vô cùng quan trọng nó không những tạo ra hướng chuyển động chung mà còn hạn chế sự cố xảy ra trong hệ thống lái Hệ thống phanh ABS tăng tính dẫn hướng khi phanh bằng công việc đảm bảo lực bám giữa bánh xe với mặt đường cao nhất

* Phân tích so sánh với bộ điều chỉnh lực phanh:

Các bộ điều chỉnh lực phanh, bằng cách điều chỉnh sự phân phối áp suất trong dẫn động phanh các bánh xe trước và sau có thể đảm bảo:

- Hoặc hãm cứng đồng thời các bánh xe ( để sử dụng triệt để trọng lượng bám

và tránh quay xe khi phanh)

- Hoặc các bánh xe trước được hãm cứng (để đảm bảo điều kiện ổn định) Tuy nhiên quá trình phanh như vậy vẫn chưa phải là có hiệu quả cao và an toàn nhất, vì:

- Khi phanh ngặt, các bánh xe có thể bị hãm cứng và trượt dọc, các bánh xe trượt lên trên đường sẽ gây mòn lốp và giảm hệ số bám Nghiên cứu cho thấy hệ số bám dọc có giá trị cao nhất khi bánh xe chịu lực dọc và trượt cục bộ trong giới hạn

hệ số trượt:

30 15 (

% 100

rb Bán kính lăn của bánh xe

Hình 2-2 Sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy theo độ trượt tương

đối λ của bánh xe

- Còn ô tô khi phanh với tốc độ 180 km/h trên đường khô, bề mặt lốp có thể bị mòn đi một lớp dày tới 6 [mm]

- Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn, mất khả năng tiếp nhận lực ngang và không thể thực hiện quay vòng khi phần trên một đoạn đường cong hoặc đổi hướng

để tránh ngoại vật, đặc biệt trên mặt đường có hệ só bám thấp Do đó dễ gây ra tai nạn nguy hiểm khi phanh

Vì thế để đảm bảo đồng thời hiệu quả khi phanh và tín ổn định cao Ngoài ra còn giảm mài mòn và nâng cao tuổi thọ cho lốp, cần thiết quá trình phanh không bị trượt lết hoàn toàn mà chỉ trượt cục bộ trong giới hạn λ= (15÷30)% Đó chính là chức năng, nhiệm vụ của hệ thống chống hãm cứnh bánh xe

Để giữ cho các bánh xe không bị hãm cứng hoàn toàn khi phanh ngặt , cần phải điề chỉn áp suát trong dẫn động phanh sao cho độ trượt của bánh xe với mặt đường thay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị tối ưu Các hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh có thể sử dụng nguyên lý điều chỉnh khác nhau như:

- Theo gia tốc chậm dần của bánh xe được phanh

- Theo giá trị độ trượt cho trước

- Theo tỷ số gia tốc góc của bánh xe và gia tốc chậm dần của nó

Như vậy hệ thống chống hãm cứng bánh xe là một trong những hệ thống an toàn chủ động của ô tô hiện đại Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn giao thông nhờ điều khiển quá trình phanh một cách tối ưu

Các hệ thống chống hãm cứng bánh xe được nghiên cứu ở Đức ngay từ những năm đầu thế kỷ XX Tiếng Đức lúc đó gọi là Anti-blockier sytem viết tắt là ABS

Hình 2-3: Quá trình phanh có và không có ABS trên đoạn đường cong

2.2.1.2.2 Yêu cầu

Ngoài những yêu cầu của hệ thống phanh thường thì hệ thống phanh ABS còn phải có những yêu cầu sau:

- Khi phanh gấp phải đảm bảo ổn định phanh và ổn định lái

- Khi có sự cố hư hỏng xảy ra trong hệ thống ABS thì hệ thống phanh bình thường vẫn làm việc được

- Hệ thống phanh phải làm việc ổn định trên mọi loại đường, không phụ thuộc vào kinh nghiệm người lái

2.2.1.3 Nguyên lý làm việc chung của hệ thống ABS

- Hệ thống chống hãm cứng bánh xe thực chất là một bộ điều hòa lực phanh

có mạch liên hệ ngược Sơ đồ khối điển hình của một hệ thống phanh ABS có dạng như trên hình 2-3 gồm: Bộ phận cảm biến 1, bộ điều khiển 2, bộ phận chấp hành hay cơ cấu thực hiện 3, nguồn năng lượng 4

- Bộ phận cảm biến 1 có nhiệm vụ phản ánh sự thay đổi các thông số được chọn để điều khiển ( thường là tốc độ góc hay gia tốc chậm dần của bánh xe hoặc giá trị độ trượt) và tín hiệu đến bộ điều khiển 2 Bộ phận 2 sẽ xử lý tín hiệu và truyền lệnh đến cơ cấu thực hiện 3 để tiến hành tăng hoặc giảm áp trong dẫn động phanh

- Chất lỏng được truyền từ xy lanh chính (hay tổng van khí nén) 5 qua 3 đến các xy lanh bánh xe (hay bầu phanh) 6 để ép các guốc phanh và thực hiện quá trình phanh

- Để hiểu nguyên lý làm việc của hệ thống chống hãm cứng bánh xe, ta khảo quá trình phanh bánh xe như trên hình 2-3

Hình 2-4: Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe

1-Cảm biến tốc độ, 2- Bộ phận điều khiển, 3- Cơ cấu thực hiện, 4- Nguồn năng lượng, 5- Xy lanh chính hoặc tổng van khí nén, 6- Xy lanh bánh xe hoặc bầu

Ø41060

ECU

ABS

1- Máy nén khí, 2- Van phân phối phanh sau, 3- Bộ giải nhiệt khí nén, 4- Bộ tách ẩm, 5- Bình hơi phanh trước, 6- Bình tích năng, 7- Bình hơi phanh sau, 8- Van xả nước, 9- Cơ cấu phanh trước, 10- Van điện từ ABS phanh trước, 11- Cần phanh trước, 12-Tổng van phân phối, 13- Van bảo vệ 4 ngã, 14- Bầu phanh trước, 15- Bình hơi cái, 16- Bình hơi phanh tay và trơ lực, 17- Van an toàn, 18- Cơ cấu phanh sau, 19- Bầu phanh sau, 20- Van đổi chiều hai ngã, 21- Van xả nhanh, 22- Van điện từ ABS phanh sau

2.2.2.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh trên ôtô DAWOO BC212MA

2.2.2.2.1 Hệ thống phanh chính

Khí nén từ máy nén khí (1) qua bộ giải nhiệt khí nén (3) và bộ tách ẩm (3) đi tới bình hơi cái (15) từ đó khí nén được phân phối tới các bình chứa (5), (7) và (16) qua van phân phối (13).Một phần còn lại qua bình tích năng mục đích bổ sung khí nén trong một thời gian tức thời ngoài ra còn có tác dụng dập tắt dao động áp suất

- Khi đạp phanh: Khí nén từ các bình chứa (5), (7) đi vào tổng van phân phối (12), khí nén từ bình (5) qua tổng phanh đến van ABS (10) rồi cung cấp cho các bầu phanh trước tạo lực đẩy làm xoay cam thực hiện quá trình phanh bánh trước, còn khí nén từ bình chứa (7) cung cấp cho van phân phối (2) phanh sau để phân phối cho các van ABS (10) đến các bầu phanh sau thực hiện quá trình phanh

- Khi nhả phanh: Khí nén từ các đường cấp của tổng van phân phối (12) sẽ được xả ra ngoài khí trời theo đường xả khí của tổng van phân phối (12) Lúc đó sẽ xảy ra hiện tượng sụt áp trên dòng điều khiển tới dòng phanh cầu trước và cầu sau Khí nén một phần thoát ra ngoài qua van xả nhanh, một phần thoát ra qua van ABS

và tổng phanh thực hiện việc nhả phanh

2.2.2.2.2 Hệ thống phanh dừng

- Khi không phanh : Khí nén từ bình chứa (16) cấp khí cho van phanh dừng (11) Từ van phanh dừng (11) khí nén đến van hai ngả 20 cấp cho các van xả nhanh (21) cấp khí vào các bầu phanh tích năng cầu sau (19) ép lò xo tích năng lại thực hiện quá trình nhã phanh cầu sau

- Khi phanh : Khi xoay van phanh dừng (11), sẽ xảy ra hiện tượng sụt áp ở dòng điều khiển các van xả nhanh (21) thông với khí quyển Van xa nhanh (21) không cho khí nén từ bình chứa (16) vào ép lò xo tích năng và mở đường khí nén từ phần dưới piston của bầu phanh ra ngoài khí quyển qua van tăng tốc (21) Lực nén lò xo truyền đến cần của bầu phanh để phanh nhanh chóng Hiệu quả phanh phụ thuộc vào góc xoay của cần điều khiển của van phanh dừng

2.2.2.2.3 Hệ thống ABS

-Giai đoạn tăng áp:

Khi đạp phanh, khí nén từ tổng phanh vào đường 4 thắng lực lò xo đẩy piston

tỷ lệ1 mở thông đường hơi cấp khí nén cho bầu phanh tiến hành phanh

Cuộn Solenoid2 mở cho khí nén đến tác dụng lên lò xo của piston tỷ lệ 2 ngăn không cho khí nén thoát ra ngoài Bánh xe bị phanh do cấp khí nén vào bầu phanh Bánh xe được phanh, do sự tăng momen phanh nên tốc đọ quay bánh xe giảm dần

Hình 2-6: Mô tả giai đoạn tăng áp

1-Bình chứa, 2-Tổng phanh, 3-Solenoid1, 4- Đường hơi vào van ABS, 5-Solenoi2, 6- Piston tỷ lệ 2, 7- Cảm biến, 8- Bầu phanh, 9- Đường hơi ra, 10- Piston tỷ lệ 1

-Giai đoạn giữ áp:

Trong quá trình phanh, nếu bàn đạp duy trì ở mức thích hợp với khả năng bám mặt đường bánh xe không bị trượt lớn hơn giới hạn trượt cho phép Tín hiệu từ ECU điều khiển mở hai cuộn Solenoid khí nén đến phía trên của piston tỷ lệ 1 và phía dưới của piston tỷ lệ 2 đậy kín các đường vào và ra Khí nén không được cấp cho bầu phanh nhưng cũng không được thoát ra ngoài khí quyển thực hiện quá trình giữ phanh

Hình 2-7: Mô tả giai đoạn giữ áp

1-Bình chứa, 2-Tổng phanh, 3-Solenoid1, 4- Đường hơi vào van ABS, 5-Solenoid2, 6- Piston tỷ lệ 2, 7- Cảm biến, 8- Bầu phanh, 9- Đường hơi ra, 10- Piston tỷ lệ 1

-Giai đoạn giảm áp:

Với quán tính chuyển động của bánh xe, bánh xe xuất hiện trượt lết tới giới hạn tính toán sẵn trong bộ điều khiển, cảm biến sẽ truyền tín hiệu về ABS-ECU, bộ

xử lý này đưa tín hiệu đến Solenoid1 mở thông đường cấp tới tác dụng lên phía trên piston tỷ lệ 1 đóng lại cắt không cho khí nén thông với đường ra Khí nén ở đường ra thắng lực ép lò xo của piston tỷ lệ 2 để thoát ra ngoài vì lúc này Solenoid2 đóng Bầu

phanh không được cấp khí nén thực hiện nhả phanh

Quá trình tăng áp, giữ áp, giảm áp xảy ra liên tục và thay đổi tuỳ thuộc vào sự đóng mở của các Solenoid được điều khiển bởi ABS- ECU

Hình 2-8: Mô tả giai đoạn giảm áp

1-Bình chứa, 2-Tổng phanh, 3-Solenoid1, 4- Đường hơi vào van ABS, 5-Solenoid2, 6- Piston tỷ lệ 2, 7- Cảm biến, 8- Bầu phanh, 9- Đường hơi ra, 10- Piston tỷ lệ 1

2.2.3 Kết cấu các cụm chi tiết chính

2.2.3.1 Cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản và làm việc theo nguyên lý

ma sát Trong quá trình phanh động năng của ô tô biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường bên ngoài

Cơ cấu phanh trên xe DAWOO BC212 MA là loại ép bằng cơ khí được lắp

trên tất cả 4 bánh của ô tô, cụm chính của cơ cấu phanh được lắp trên giá đỡ nối cứng với bích của cầu Cơ cấu phanh loại một bậc tự do với cơ cấu ép bằng cam

Các má phanh có hình dạng cong tương ứng với đặt tính mài mòn của chúng

và được lắp lên hai guốc phanh, các guốc phanh này tựa tự do lên các cam lệch tâm của chốt lệch tâm Trống phanh được bắt chặt lên may ơ bằng các bu lông

2.2.3.1.1 Cơ cấu phanh trước

Cơ cấu phanh trước bố trí đối xứng qua trục, Cới điểm tựa duới của guốc phanh không điều chỉnh Để tăng độ cứng vững cho điểm tựa dưới, giá đỡ được gia cường thành hai gối đỡ, trên hai gối đỡ này các trục quay của guốc phanh có thể xoay trơn

và chịu tải Hai guốc phanh luôn được ép chặt vào tâm nhờ lò xo hồi vị (19)

Cam quay chế tạo liền với trục đựoc dẫn động nhờ đòn quay Giá đỡ trục cam

bố trí trên mâm phanh được bôi trơn bằng mỡ định kỳ Đầu ngoài của trục cam có bố trí then hoa bắt với đòn quay thông qua cơ cấu trục vít – bánh vít

Hình 2-9: Cơ cấu phanh trước

1- Cam phanh, 2- Guốc phanh, 3- Má phanh, 4- Tấm chặn, 5- Chốt lệch tâm, 6- Đinh tán, 7- Cánh tay đòn của trục cam, 8- Trục vít, 9- Bnánh vít, 10- Chốt khoá, 11- Bạc lót, 12- Giá đỡ trục cam, 13- Giá che chắn, 14- Bu lông bắt chặt mâm phanh, 15- Bu lông, 16- Giá bắt guốc phanh, 17- Xương guốc phanh, 18- Lò xo hồi vị, 19- Cam ép, 20- Vòng chặn mỡ

2 3 4

5 6

15 16 17

18 19 20

7

9 10

12 13 14