Nghiên cứu thiết kế, kiểm nghiệm động lực học hệ thống phanh thủy lực cho phương tiện giao thông

LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập Viện Cơ Khí Động Lực trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội qua thực tế nghiên cứu, em trang bị kiến thức kinh nghiệm thực tế giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp thạc sỹ Em xin chân thành cảm ơn Viện Cơ Khí Động Lực toàn thể thầy cô giáo Viện truyền đạt cho em kiến thức quý báu thời gian học tập trường Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình Tiến sĩ Lê Xuân Trường Trong trình thực luận văn bận rộn công việc Thầy giành nhiều thời gian tâm huyết hướng dẫn em hoàn thành tốt luận văn Thầy định hướng, góp ý sửa chữa chỗ sai giúp em không bị lạc lối biển kiến thức mênh mông Cuối em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè người thân quan tâm, giúp đỡ em hoàn thành tốt luận văn Hà Nội, ngày 27 tháng 03 năm 2016 Học viên Giáp Văn Vịnh LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn công trình nghiên cứu thực cá nhân, thực hướng dẫn khoa học Tiến sĩ Lê Xuân Trƣờng Các số liệu, kết luận nghiên cứu trình bày luận văn trung thực chưa công bố hình thức Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Học viên Giáp Văn Vịnh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH 1.1 Công dụng 1.2 Yêu cầu 1.3 Phân loại 1.4 Cấu tạo chung hệ thống phanh 10 1.4.1 Cơ cấu phanh 10 1.4.1.1 Loại trống - guốc 10 1.4.1.2 Loại đĩa 15 1.4.1.3 Loại dải 16 1.4.2 Dẫn động phanh 18 1.4.2.1 Dẫn động thủy lực 20 1.4.2.2 Dẫn động khí nén 26 1.4.2.3 Dẫn động liên hợp 30 1.4.3 Phanh dừng hệ thống phanh phụ 30 1.4.3.1 Phanh dừng 30 1.4.3.2 Hệ thống phanh phụ 31 1.5 Sơ đồ nguyên lý hoạt đông hệ thống phanh ABS 31 1.5.1 Cơ sở lý thuyết 31 1.5.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống phanh có trang bị ABS 34 1.5.3 Công dụng hệ thống ABS 37 1.5.4 Một số phương án điều khiển hệ thống ABS 38 1.5.4.1 Các phương án theo nguồn dầu có áp suất 38 1.5.4.2 Các phương án theo số van chấp hành 39 1.5.5 Giải pháp kết cấu điều khiển hệ thống ABS 41 1.5.5.1 Sơ đồ mạch phận chủ yếu hệ thống ABS 41 1.5.5.2 Bộ chấp hành ABS 45 CHƢƠNG TÍNH TOÁN LỰC PHANH VÀ CÁC LỰC TÁC DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH PHANH 54 2.1 Tính toán lực phanh 54 2.2 Các lực tác dụng lên ô tô trình phanh 60 2.3 Tính toán tiêu phanh 62 2.3.1 Gia tốc chậm dần phanh 62 2.3.2 Thời gian phanh 62 2.3.3 Quãng đường phanh 64 2.4 Thiết kế hệ thống thủy lực 66 2.4.1 Tính lực ép lên piston 67 2.4.2 Xác định lưu lượng, áp suất bơm 67 CHƢƠNG THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THỦY LỰC 69 3.1 Giới thiệu phần mềm Automation Studio 5.0 69 3.2 Mô mạch thủy lực ABS hệ thống phanh xe 70 3.2.1 Mạch logic trình tự điều khiển mạch thủy lực Automation Studio 72 3.2.2 Tiến hành mô 74 KẾT LUẬN 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý loại phanh Hình 1.2 Các sơ đồ phanh trống guốc 11 Hình 1.3 Các cấu phanh thông dụng sơ đồ lực tác dụng 12 Hình 1.4 Các cấu phanh tự cường hoá 14 Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý phanh đĩa 15 Hình 1.6 Sơ đồ loại phanh dải 17 Hình 1.7 Các sơ đồ phân dòng 19 Hình 1.8 Dẫn động phanh thuỷ lực tác động trực tiếp 21 Hình 1.9 Dẫn động thuỷ lực trợ lực chân không 22 Hình 1.10 Dẫn động phanh thuỷ lực trợ lực khí nén 24 Hình 1.11 Dẫn động phanh thủy lực dùng bơm tích 25 Hình 1.12 Sơ đồ dẫn động ôtô đơn không kéo moóc 27 Hình 1.13 Sơ đồ dẫn động phanh rơmoóc đường 28 Hình 1.14 Sơ đồ dẫn động phanh rơmoóc hai đường 29 Hình 1.15 Sự thay đổi hệ số bám dọc tương đối x hệ số bám ngang y theo độ trượt bánh xe với mặt đường phanh 33 Hình 1.16 Sơ đồ nguyên lý ABS 35 Hình 1.17 Vị trí lắp đặt cảm biến 42 Hình 1.18 Tín hiệu điện áp tốc độ bánh xe 43 Hình 1.19 Vị trí cấu tạo cảm biến giảm tốc 44 Hình 1.20 Bộ chấp hành ABS 45 Hình 1.21 Mối quan hệ yếu tố hệ thống phanh ABS 51 Hình 1.22 Bơm điện ABS 52 Hình 1.23 Mạch điện điều khiển bơm 53 Hình 2.1 Sơ đồ lực mô men tác dụng lên bánh xe phanh 54 Hình 2.2 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô phanh 56 Hình 2.3 Đồ thị biểu diễn quan hệ mô men phanh bánh xe cầu 62 trước cầu sau theo độ trượt λ 62 Hình 2.4 Ảnh hưởng vận tốc ban đầu v0 hệ số bám đến quãng đường phanh nhỏ 65 Hình 2.5 Sơ đồ cụm điều khiển thủy lực 66 Hình 3.1 Thanh công cụ mô 69 Hình 3.2 Thanh công cụ chèn 70 Hình 3.3 Các phận thống phanh thủy lực có ABS 71 Hình 3.4 Sơ đồ mô mạch thủy lực hệ thống phanh có ABS 71 Hình 3.5 Các mạch điều khiển motor van 73 Hình 3.6 Mạch khởi động motor 73 Hình 3.7 Logic điều khiển moto 74 Hình 3.8 Quá trình đạp phanh 75 Hình 3.9 Quá trình tăng áp 75 Hình 3.10 Quá trình giữ áp 76 Hình 3.11 Quá trình giảm áp 76 Hình 3.12 Đồ thị thể tăng áp suất xy lanh phanh 77 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 : Tiêu chuẩn hiệu phanh (của hệ thống phanh chính) cho phép ô tô lưu hành đường Bảng 1.2: Các tiêu đánh giá hiệu hệ thống phanh (Tiêu chuẩn Liên Xô cũ) Bảng 1.3 Các tiêu đánh giá hiệu hệ thống phanh dự trữ (tiêu chuẩn Liên Xô cũ) Bảng 1.4 Giá trị tối đa cho phép lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển hành trình tương ứng chúng hệ thống phanh ô tô (Tiêu chuẩn Liên Xô cũ) Bảng 1.5 Kết thí nghiệm ôtô du lịch có trang bị hệ thống ABS (trong trường hợp bánh xe có cảm biến van điều khiển riêng rẽ) 37 Bảng 2.1 Quan hệ hệ số bám dọc φx độ trượt λ 61 Bảng 2.2 Quan hệ mô men phanh Mp độ trượt λ 61 LỜI MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Sự phát triển lớn mạnh tất ngành kinh tế quốc dân đòi hỏi cần chuyên chở khối lượng lớn hàng hóa hành khách Tính động cao, tính việt dã khả hoạt động điều kiện khác tạo cho ô tô trở thành phương tiện chủ yếu để chuyên chở hàng hóa hành khách, đồng thời ô tô trở thành phương tiện giao thông tư nhân nước có kinh tế phát triển Hiện nay, nước ta số lượng ô tô phát triển với phát triển kinh tế, mật độ xe tham gia giao thông đường ngày cao Do mật độ ô tô tham gia giao thông đường ngày lớn tốc độ chuyển động ngày cao Cho nên vấn đề tai nạn giao thông vấn đề cấp thiết hàng đầu mà cần phải quan tâm Các nguyên nhân gây tai nạn giao thông, tai nạn hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn tai nạn kỹ thuật gây nên Chính mà hệ thống phanh ngày cải tiến, tiêu chuẩn thiết kế chế tạo sử dụng hệ thống phanh ngày nghiêm ngặt chặt chẽ Vì em chọn đề tài: " Nghiên cứu thiết kế, kiểm nghiệm động lực học hệ thống phanh thủy lực cho phương tiện giao thông " Công việc thiết kế hệ thống phanh bao gồm phần sau: - Bước 1: Tìm hiểu hệ thống phanh số loại ô tô phổ biến - Bước 2: Tính toán lực phanh lực tác động trình phanh xe - Bước 3: Thiết kế hệ thống thủy lực cho hệ thống phanh (bơm, van, cấu chấp hành, van an toàn, đường ống) - Bước 4: Mô kiểm nghiệm động lực học hệ thống thủy lực Mục đích, đối tƣợng phạm vi nghiên cứu a Mục đích nghiên cứu - Đưa đặc điểm kết cấu hệ thống phanh phân tích nguyên lý làm việc hệ thống phanh thường dùng ô tô - Xác định lực phanh sinh trình phanh xe để đánh giá an toàn hệ thống phanh b Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống phanh thủy lực ô tô có trang bị hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS - Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo mô hệ thống thủy lực Nội dung phƣơng pháp nghiên cứu a Nội dung - Nghiên cứu tổng quan hệ thống phanh thường dùng ô tô, phân tích lực phanh sinh trình phanh - Nghiên cứu, thiết kế hệ thống thủy lực cho hệ thống phanh ô tô b Phƣơng pháp nghiên cứu Phân tích, tổng hợp kết thu nhận xét, đánh giá CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH Hệ thống phanh giữ vai trò quan trọng đảm bảo an toàn chuyển động ô tô, cho phép người lái giảm tốc độ xe dừng hẳn giảm đến tốc độ đó, giữ cho xe cố định dừng đỗ Qua đó, nâng cao vận tốc trung bình suất vận chuyển ô tô 1.1 Công dụng - Hệ thống phanh ô tô dùng để giảm tốc độ ô tô máy kéo dừng hẳn đến tốc độ cần thiết đó, nghĩa điều khiển tốc độ ô tô theo chiều giảm Ngoài ra, hệ thống phanh có nhiệm vụ giữ cho ô tô máy kéo đứng yên chỗ mặt dốc nghiêng mặt đường ngang với thời gian không hạn chế Với máy kéo xích, hệ thống phanh phối hợp với phận chuyển hướng, tham gia làm nhiệm vụ điều khiển quay vòng máy kéo - Ðối với ô tô, hệ thống phanh hệ thống đặc biệt quan trọng đảm bảo cho ô tô - máy kéo chuyển động an toàn chế độ làm việc nhờ phát huy hết khả động lực, nâng cao tốc độ suất vận chuyển xe 1.2 Yêu cầu Hệ thống phanh cần đảm bảo yêu cầu sau: - Ðảm bảo tính ổn định điều khiển ô tô - máy kéo phanh - Ðiều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng bàn đạp hay đòn điều khiển phải nhỏ - Giữ cho ô tô - máy kéo đứng yên cần thiết thời gian không hạn chế - Làm việc bền vững, tin cậy - Có hiệu phanh cao phanh đột ngột với cường độ lớn trường hợp nguy hiểm - Phanh êm dịu trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi an toàn cho hành khách hàng hóa - Không có tượng tự siết phanh bánh xe dịch chuyển thẳng đứng quay vòng s2 = v1 g s2 = 5,23322 2.0,8.9,81 (2.26) s2 = 1,744 ( m ) Quãng đường phanh thực tế là: sp = s + s2 sp = 5,365 + 1,744 sp = 7,109 (m) So với bảng tiêu chuẩn hiệu phanh cho phép ôtô lưu hành đường (Bộ GTVT Việt Nam qui định 1995) xe du lịch có số chỗ ngồi nhỏ quãng đường phanh không lớn 7,2 (m) Từ kết ta nhận thấy quãng đường phanh xe TOYOTA VIOS 7,109 (m) nằm giới hạn cho phép nên đảm bảo tiêu xe du lịch Hình 2.4 Ảnh hưởng vận tốc ban đầu v0 hệ số bám đến quãng đường phanh nhỏ Công thức (2.26) quãng đường phanh phụ thuộc vào vận tốc v theo quy luật bậc Qua thấy rằng, vận tốc v cao quãng đường phanh S lớn, ngược lại hệ số bám tăng S giảm 65 2.4 Thiết kế hệ thống thủy lực Do trình phanh, chế độ làm việc bánh Do ta xét chế độ làm việc bánh xe a b Hình 2.5 Sơ đồ cụm điều khiển thủy lực 1- Bàn đạp phanh; 2- Bầu trợ lực phanh; 3- Bình dầu phanh; 4- Xylanh chính; 5- Cụm điều khiển thủy lực; a- Van giữ áp; b- Van giảm áp - Bể chứa: + Cung cấp dầu cho hệ thống làm việc theo chu trình kín + Giải tỏa nhiệt sinh trình bơm dầu làm việc + Lắng đọng chất cặn bã trình làm việc tách nước - Xilanh: có nhiệm vụ biến đổi lượng hay động lưu chất thành lượng học - chuyển động thẳng chuyển động quay Thông thường xilanh lắp cố định, piston chuyển động - Van giảm áp: Trong hệ thống điều khiển thủy lực, bơm tạo lượng phải cung cấp lượng cho nhiều cấu chấp hành có áp suất khác Trong trường hợp ta phải cho bơm làm việc với áp suất lớn dùng van giảm áp đặt trước cấu chấp hành để giảm áp suất đến giá trị cần thiết - Van giữ áp: có nhiệm vụ giữ cho áp suất dầu đường ống luôn ổn định 66 - Bơm dầu: Vận chuyển chất lỏng nén áp suất chất lỏng áp suất Thực trình chuyển đổi lượng, biến thành lượng dòng chất lỏng - Buồng giảm chấn: Khi dòng chất lỏng chuyển động đường đường ống sinh dao động, làm ảnh hưởng đến áp suất đường ống Vì vậy, buồng giảm chấn có tác dụng giảm chấn động di chuyển lưu chất 2.4.1 Tính lực ép lên piston Lực ép lên đĩa má phanh [3] P= d p (2.27) Với : d - đường kính xi lanh bánh xe, d = 43 (mm) p - áp suất dầu, [N/m2], p = – MPa Chọn p = MPa = 7.106(N/m2) Từ ( 4.26 ), ta tính lực ép lên đĩa má phanh là: P= d 3,14.0, 043 p = 7.106 = 10160 (N) 4 - Thời gian ép piston vào má phanh thực phanh là: t = 0,3 ( s ) [7] - Hành trình piston xilanh bánh xe là: S = 1mm = 0,001 ( m ) [6]; [7] (Theo thông số nhà kỹ thuật) Tính vận tốc ép piston vào má phanh là: S = v.t v= S 0, 001 = = 0,003 (m/s) t 0,3 2.4.2 Xác định lƣu lƣợng, áp suất bơm Lưu lượng bơm chấp hành ABS: [5] Q = v.A (lít/phút) (2.28) Trong đó: Q – lưu lượng bơm (lít/phút) v – vận tốc piston chuyển động xilanh (m/s), v = 0,003 (m/s) 67 A – diện tích xilanh (m ), A = d [3] Trong đó: d – đường kính xilanh, d = 0,043 (m) Suy ra: A = 3.14.0.0432 = 0.00145 (m2) Từ phương trình (2.28), suy lưu lượng bơm là: Q = v.A = 0,003.0,00145 = 4,35.10-6 (m3/s) = 261.10-6 (m3/phút) Q = 261.10-3 (lít/phút) - Theo giáo trình điều khiển khí nén - thủy lực, tổn hao áp suất đường ống là: pô = 0,1 bar = 0,1.105Pa = 0,01 MPa [5]; [8] - Tổn hao áp suất van cửa vào cửa là: pv = 0,15bar = 0,015 MPa [ ] - Áp suất yêu cầu xilanh phần chọn thì: pxl = MPa [ ] Như vậy, áp suất cần thiết bơm là: pb = 0,01+0,015+7 = 7,025 (MPa) 68 pb = pô+ pv+ pxl CHƢƠNG THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THỦY LỰC 3.1 Giới thiệu phần mềm Automation Studio 5.0 Automation Studio 5.0 phần mềm ứng dụng tính toán thiết kế, mô cách trực quan trình động học phần tử hệ thống thủy lực chế độ làm việc khác Ngoài ra, kết hợp đường đặc tính hình mô động xuất từ phần mềm điều khiển, đánh giá trình làm việc máy, sở vận dụng vào trình làm việc thực tế Phần mềm Automation Studio có phần hỗ trợ chính: - Bộ soạn thảo biểu đồ (Diagram Editor): tạo mô biểu đồ - Tham khảo đề tài (Project Explorer): quản lý file, phân loại tài liệu - Thư viện tìm kiếm (Library Explorer): cung cấp phần tử cần thiết cho việc tạo biểu đồ làm nên đề tài Một số công cụ (Toolbars): - Thanh công cụ mô (Simulation Toolbar): công cụ chứa thao tác để mô biểu đồ, bao gồm nút nhấn Hình 3.1 Thanh công cụ mô A: Normal - mô mạch tốc độ bình thường B: Step by Step - mô theo bước C: Slow Motion - mô tốc độ chậm D: Pause - Dừng mô E: Stop - Kết thúc mô J: Plotter - Đồ thị mô 69 - Thanh công cụ chèn (Insert Toolbar): Hình 3.2 Thanh công cụ chèn A: Selection - Cho phép chọn phần tử vùng làm việc B: Links - Tạo liên kết công nghệ C: Line - Vẽ đường thẳng D: Rectangle - Vẽ hình chữ nhật E: Ellipse - Vẽ hình elip F: Arc - Vẽ đường cong G: Polygon - Vẽ hình đa giác H: Text - Chèn hộp văn I: Image - Chèn ảnh J: Field - Chèn trường Thư viện tìm kiếm (Library Explorer): chứa danh sách thiết bị, phần tử cần thiết cho việc xây dựng mạch, bao gồm phần tử: - Thủy lực, khí nén - Điện tử - Các phần tử điều khiển mạch, lập trình PLC, 3.2 Mô mạch thủy lực ABS hệ thống phanh xe Mạch thủy lực ABS hệ thống phanh xe bao gồm phận sau: - Xy lanh (Bàn đạp phanh + Bộ trợ lực phanh) - Bơm thủy lực - Van giữ áp - Van giảm áp - Van chiều - Bể chứa - Xy lanh phanh bánh xe - Bộ điều khiển ECU 70 Hình 3.3 Các phận thống phanh thủy lực có ABS Ta tiến hành mô mạch thủy lực phần mềm Automation Studio 5.0 Trước hết xây dựng sơ đồ mạch hình sau: Hình 3.4 Sơ đồ mô mạch thủy lực hệ thống phanh có ABS 71 Các phận mạch thủy lực bao gồm: - Nguồn áp suất thủy lực: tạo áp lực lên xy lanh dẫn (tương đương với việc đạp phanh thực tế) - Xy lanh dẫn: đóng vai trò làm xy lanh dẫn động hệ thống phanh thủy lực Trên xy lanh có cảm biến vị trí tạo tín hiệu đầu vào ECU, xy lanh dịch chuyển, cảm biến gửi tín hiệu đến ECU, sau ECU kích hoạt bơm - Motor điện: motor điện chiều, dùng để dẫn động bơm thủy lực Motor vận hành ECU điều khiển có tín hiệu từ xy lanh dẫn (bàn đạp phanh) - Bơm thủy lực: có tác dụng tăng áp suất đến xy lanh phanh chế độ tăng áp, làm nhiệm vụ luân chuyển dầu thủy lực từ bể chứa trở xy lanh dẫn để sẫn sàng cho lần phanh - Xy lanh phanh: cấu chấp hành hệ thống phanh thủy lực Xy lanh phanh trực tiếp đẩy má phanh kẹp chặt vào đĩa phanh trống phanh để thực trình phanh Khi tác động (không phanh), xy lanh tự mở lò xo để tránh bó cứng bánh xe - Van giữ áp: van trượt vị trí, điều khiển cuộn điện từ (solenoid) có lò xo hồi vị, cuộn điện từ nhận tín hiệu từ ECU Van có tác dụng trì áp suất xy lanh phanh, có tín hiệu từ ECU - Van giảm áp: van trượt vị trí, điều khiển cuộn điện từ (solenoid) có lò xo hồi vị, cuộn điện từ nhận tín hiệu từ ECU Van có tác dụng xả dầu xy lanh phanh bể để giảm lực phanh trình giảm áp - Van chiều: có van chiều mạch thủy lực Van bên trái dùng để dầu chảy tự xy lanh dẫn xy lanh thu lại (thôi đạp phanh) Van bên phải dùng để ngăn dầu chảy từ xy lanh dẫn xuống bơm đạp phanh - Van an toàn: giới hạn áp suất mạch bảo vệ phần tử khác 3.2.1 Mạch logic trình tự điều khiển mạch thủy lực Automation Studio Để thực trình, trình tự điều khiển mạch thủy lực cho hệ thống phanh có sử dụng ABS, ta xây dựng sơ đồ sau: 72 Hình 3.5 Các mạch điều khiển motor van Mạch điều khiển motor gồm có: mạch khởi động mạch logic Mạch khởi động có tác dụng mạch điện, thông qua nguồn điện công tắc để cấp điện cho motor Hình 3.6 Mạch khởi động motor Phần tử “bandap” có tác dụng công tắc đóng/ngắt, kết nối tín hiệu từ ECU thông qua cảm biến bàn đạp phanh L1 N đầu vào/ra nguồn điện Nút “stop” dùng để ngắt điện đến motor 73 Hình 3.7 Logic điều khiển moto Mạch logic cấp điện từ nguồn 24V Công tắc “cambien” liên kết với cảm biến vị trí từ xy lanh dẫn Khi công tắc đóng (khi đạp phanh) điện cấp cho cuộn dây CR Cuộn dây CR lại liên kết tới tiếp điểm thường mở CR Điều cho phép tiếp điểm CR đóng cuộn dây CR có điện Như vậy, dòng điện trì qua tiếp điểm CR mà không cần qua công tắc “cambien” 3.2.2 Tiến hành mô Đặt thông số đầu vào phần tử sau: Để thực việc mô phỏng, hoạt động phanh phân tích độc lập tính tương đồng nhánh phanh đến bánh nên mô hình mô thực với nhánh Sự điều khiển không đồng thời bánh xe mà có độc lập tùy thuộc vào điều kiện trượt bánh a Xy lanh dẫn - Đường kính piston D = 10 cm - Đường kính cần piston d = cm - Hành trình L = cm Từ tính thể tích làm việc phía đầu piston V = 157,08 cm3 b Xy lanh phanh - Đường kính piston D = cm - Đường kính cần piston d = cm - Hành trình L = mm Diện tích làm việc phía đầu piston là: 12,56 cm2 Quy trình mô xây dựng theo mô hình thực tế phanh gồm: tăng áp, giữ áp giảm áp 74 Hình 3.8 Quá trình đạp phanh Lúc này, van đóng ngắt mở, xy lanh dẫn dịch chuyển sang trái, đẩy dầu vào xy lanh phanh để thực trình phanh Áp suất xy lanh phanh tăng dần đạt 49,62 bar thời điểm khảo sát Áp suất đạt giá trị max 75,6 bar xy lanh dẫn hết hành trình Hình 3.9 Quá trình tăng áp Quá trình tăng áp xảy bơm hoạt động, nghĩa tăng áp lúc hoạt động bơm Tại thời điểm khảo sát, áp suất xy lanh phanh đạt 82,14 75 bar lớn áp suất max kết thúc đạp phanh Áp suất max trình tăng áp 90,6 bar Hình 3.10 Quá trình giữ áp Áp suất phanh trình giữ áp giữ nguyên 90,6 bar Lưu lượng thừa bơm chảy bể qua van an toàn Ngưỡng áp suất đặt van an toàn 75 bar Hình 3.11 Quá trình giảm áp Áp suất phanh trình giảm áp giảm dần bar thời điểm khảo sát 76 Trong thực tế, áp suất chế độ tăng-giữ-giảm ECU điều khiển phụ thuộc vào điều kiện phanh cụ thể thuật toán ECU Quá trình xảy chế độ không theo thứ tự định Thêm vào đó, trình khác bánh xe ECU không điều khiển đồng thời mà độc lập bánh Hình 3.12 Đồ thị thể tăng áp suất xy lanh phanh Hình 3.12 thể tăng áp suất phanh theo thời gian Sự tăng áp suất bao gồm tăng áp suất đạp phanh bơm thủy lực tạo Tại thời điểm từ – 0,3s tăng áp suất đạp phanh, lúc bơm thủy lực chưa hoạt động hệ thống phanh trạng thái phanh thông thường (ABS chưa làm việc) Áp suất đạt khoảng 70 bar Thời điểm từ 0,3 – 0,6s thời gian trễ để bơm tác động tới hệ thống, áp suất khoảng giữ nguyên Khoảng 0,6 – 0,8s tăng áp bơm tạo ra, áp suất đạt max khoảng xấp xỉ 85 bar Áp suất giữ 85 bar hoạt động van an toàn đặt trước bơm, không để áp suất hệ thống vượt giới hạn Áp suất đặt van an toàn 75 bar Khoảng thời gian từ 0,8 – 2,5s ABS trì giữ áp, sau giảm áp Đến thời điểm 3,4s ABS điều chỉnh tăng áp trở lại 77 KẾT LUẬN - Trong luận văn tốt nghiệp trình bày hệ thống phanh thường dùng ô tô nay, phân tích xác định lực phanh lực tác dụng trình phanh xe, tìm hiểu tiêu đánh giá chất lượng phanh Đồng thời tìm hiểu cách sử dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để giải toán mô hệ thống thủy lực cho hệ thống phanh - Qua việc phân tích nguyên lý tính toán phanh ABS ta thấy trình phanh xe có trang bị ABS đạt hiệu tối ưu, có nhiều ưu điểm hẳn so với xe không trang bị ABS, đảm bảo đồng thời hiệu phanh tính ổn định cao, giảm mài mòn nâng cao tuổi thọ cho lốp - Hệ thống chống hãm cứng bánh xe phanh ABS (Anti-lock Braking System) ngày trở nên phổ biến Nó hệ thống an toàn chủ động ôtô, góp phần giảm thiểu tai nạn nguy hiểm xảy vận hành điều khiển trình phanh cách tối ưu - Hướng nghiên cứu dựa tảng nghiên cứu luận văn để giải toán mô hệ thống thủy lực cho hệ thống phanh ô tô toàn diện bao gồm kết hợp phận cảm biến, ECU Tiếp theo tối ưu hóa kết cấu hình dạng hệ thống phanh tốt để đảm bảo an toàn giao thông phương tiện ô tô - Tiếp tục khảo sát động lực học trình phanh ô tô theo phương án khảo sát kiểm chứng kết tính toán thực tế, để kết đạt luận văn có tính thuyết phục cao - Khảo sát động lực học trình phanh ô tô lực phanh bánh khác góc vận tốc không trùng với phương dọc trục ô tô - Trong thời gian làm luận văn em nỗ lực tránh khỏi thiếu sót, em hy vọng tiếp tục nhận giúp đỡ từ thầy cô bạn bè để tiếp tục nghiên cứu lĩnh vực - Cuối em xin gửi lời cám ơn chân thành đến TS Lê Xuân Trường người trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành luận văn Em xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy cô bạn bè giúp đỡ em suốt thời gian qua 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hữu Cẩn - Dư Quốc Thịnh - Phạm Minh Thái - Nguyễn Văn Tài - Lê Thị Vàng “Lý thuyết ôtô máy kéo” NXB khoa học kỹ thuật - Hà Nội; 1998 [2] Nguyễn Hữu Cẩn - Phan Ðình Kiên “Thiết kế tính toán ôtô máy kéo” NXB Ðại học trung học chuyên nghiệp - Hà Nội; 1985 [3] Nguyễn Trọng Hoan “Tính toán kết cấu ô tô” [4] Nguyễn Tất Tiến “Nguyên lý động đốt trong” NXB Giáo dục, Hà Nội, 2007 [5] Nguyễn Ngọc Phương “Hệ thống điều khiển khí nén – thủy lực” [6] http://www.doc.edu.vn [7] http://www.luanvan.net [8] http://www.books.google.com [9] http://www.tailieu.vn 79 ... tài: " Nghiên cứu thiết kế, kiểm nghiệm động lực học hệ thống phanh thủy lực cho phương tiện giao thông " Công việc thiết kế hệ thống phanh bao gồm phần sau: - Bước 1: Tìm hiểu hệ thống phanh. .. toán lực phanh lực tác động trình phanh xe - Bước 3: Thiết kế hệ thống thủy lực cho hệ thống phanh (bơm, van, cấu chấp hành, van an toàn, đường ống) - Bước 4: Mô kiểm nghiệm động lực học hệ thống. .. phanh - Nghiên cứu, thiết kế hệ thống thủy lực cho hệ thống phanh ô tô b Phƣơng pháp nghiên cứu Phân tích, tổng hợp kết thu nhận xét, đánh giá CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH Hệ thống phanh