LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................... 1 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN ....................................................... 2 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN ............................................. 3 CHƢƠNG 1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS........................ 4 1.1. Tổng quan ........................................................................................................... 4 1.2. Lịch sử phát triển ................................................................................................ 5 1.3. Chức năng nhiệm vụ ABS, phân loại ABS ........................................................ 7 1.3.1. Chức năng ABS ........................................................................................... 7 1.3.2. Phân loại ABS ........................................................................................... 11 1.4. Các phƣơng án bố trí của hệ thống phanh ABS .............................................. 13 1.4.1. Phƣơng án 1 ............................................................................................... 13 1.4.2. Phƣơng án 2 ............................................................................................... 14 1.4.3. Phƣơng án 3 ............................................................................................... 14 1.5. Sơ đồ nguyên lý làm việc ................................................................................. 14 1.6. Một số sơ đồ điển hình ..................................................................................... 19 CHƢƠNG 2 HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA VIOS ..................... 23 2.1. Giới thiệu xe Toyota Vios ................................................................................ 23 2.2. Hệ thống truyền lực .......................................................................................... 25 2.2.1. Ly hợp ....................................................................................................... 25 2.2.2. Hộp số........................................................................................................ 26 2.3. Hệ thống phanh ................................................................................................ 26 2.4. Hệ thống treo .................................................................................................... 26 2.5. Hệ thống lái ...................................................................................................... 27 2.6. Hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS ................................................ 28 2.6.1. Nguyên lý làm việc ................................................................................... 29 2.6.2. Kết cấu và bộ phận chính .......................................................................... 31 2.7. Bảo dƣỡng và sữa chữa hệ thống phanh ABS .................................................. 41 2.7.1. Những công việc bảo dƣỡng cần thiết ...................................................... 41 2.7.2. Sửa chữa hƣ hỏng một số chi tiết, bộ phận chính ..................................... 43 2.7.3. Kiểm tra hệ thống ABS ............................................................................. 44 2.7.4. Kiểm tra hệ thống chẩn đoán .................................................................... 45 2.7.5. Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe ............................................................. 52 CHƢƠNG 3 MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN PHẦN MỀM INVENTOR PRO ........................................................................................................ 53 3.1. Giới thiệu Phần mềm Inventor Pro .................................................................. 53 3.2. Xây dựng mô hình 3D hệ thống phanh ABS ................................................... 54 3.2.1. Thiết kế cơ cấu phanh ............................................................................... 54 3.2.2. Thiết kế trợ lực chân không ...................................................................... 59 3.2.3. Thiết kế xy lanh chính ............................................................................... 60 3.3. Các phần mềm mô phỏng ................................................................................. 61 3.3.1. Khái niệm .................................................................................................. 61 3.3.2. Các phần mềm mô phỏng .......................................................................... 61 3.4. Minh họa quy trình “ Thiết kế và tháo lắp xy lanh chính” .............................. 61 3.4.1. Thiết kế xy lanh chính ............................................................................... 61 3.4.2. Lắp ráp xy lanh chính ................................................................................ 64 3.4.3. Mô phỏng chu trình lắp ráp và xuất phim ................................................. 66 3.4.4. Xử lý ảnh trên phần mềm “Ulead Gif Animatior” 5.0 .............................. 68 3.4.5. Trình diễn Macromedia Flash ................................................................... 69 3.5. Mô phỏng hoạt động hệ thống ......................................................................... 70 3.5.1. Một số bộ phận đƣợc mô phỏng ................................................................ 70 3.5.2 Giới thiệu giao diện mô phỏng ................................................................... 71 KẾT LUẬN ................................................................................................................. 76 HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI ...................................................................... 77 KIẾN NGHỊ ................................................................................................................ 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 79 1 LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm 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 ô tô 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 ưu việt: 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: “ỨNG DỤNG PHẦN MỀM INVENTOR PRO MÔ PHỎNG ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA VIOS”. Trong thời gian thực hiện đề tài, do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên 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
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN CƠ KHÍ Ơ TƠ - KHOA CƠ KHÍ _O0O _ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM INVENTOR PRO MÔ PHỎNG ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA VIOS GVHD: TS NGUYỄN VĂN NHANH SVTH : NGUYỄN VIỆT THÀNH KHÓA: 2009-2014 Tp Hồ Chí Minh, tháng 3/2014 MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN CHƢƠNG 1- KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS 1.1 Tổng quan 1.2 Lịch sử phát triển 1.3 Chức nhiệm vụ ABS, phân loại ABS 1.3.1 Chức ABS 1.3.2 Phân loại ABS 11 1.4 Các phƣơng án bố trí hệ thống phanh ABS 13 1.4.1 Phƣơng án 13 1.4.2 Phƣơng án 14 1.4.3 Phƣơng án 14 1.5 Sơ đồ nguyên lý làm việc 14 1.6 Một số sơ đồ điển hình 19 CHƢƠNG 2- HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA VIOS 23 2.1 Giới thiệu xe Toyota Vios 23 2.2 Hệ thống truyền lực 25 2.2.1 Ly hợp 25 2.2.2 Hộp số 26 2.3 Hệ thống phanh 26 2.4 Hệ thống treo 26 2.5 Hệ thống lái 27 2.6 Hệ thống phanh ABS xe TOYOTA VIOS 28 2.6.1 Nguyên lý làm việc 29 2.6.2 Kết cấu phận 31 2.7 Bảo dƣỡng sữa chữa hệ thống phanh ABS 41 2.7.1 Những công việc bảo dƣỡng cần thiết 41 2.7.2 Sửa chữa hƣ hỏng số chi tiết, phận 43 2.7.3 Kiểm tra hệ thống ABS 44 2.7.4 Kiểm tra hệ thống chẩn đoán 45 2.7.5 Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe 52 CHƢƠNG 3- MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN PHẦN MỀM INVENTOR PRO 53 3.1 Giới thiệu Phần mềm Inventor Pro 53 3.2 Xây dựng mơ hình 3D hệ thống phanh ABS 54 3.2.1 Thiết kế cấu phanh 54 3.2.2 Thiết kế trợ lực chân không 59 3.2.3 Thiết kế xy lanh 60 3.3 Các phần mềm mô 61 3.3.1 Khái niệm 61 3.3.2 Các phần mềm mô 61 3.4 Minh họa quy trình “ Thiết kế tháo lắp xy lanh chính” 61 3.4.1 Thiết kế xy lanh 61 3.4.2 Lắp ráp xy lanh 64 3.4.3 Mơ chu trình lắp ráp xuất phim 66 3.4.4 Xử lý ảnh phần mềm “Ulead Gif Animatior” 5.0 68 3.4.5 Trình diễn Macromedia Flash 69 3.5 Mô hoạt động hệ thống 70 3.5.1 Một số phận đƣợc mô 70 3.5.2 Giới thiệu giao diện mô 71 KẾT LUẬN 76 HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 77 KIẾN NGHỊ 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, nhu cầu xã hội ngày phát triển, kéo theo hoạt động đời sống xã hội phát triển theo xu hướng đại hóa nên địi hỏi phải có phương tiện đại phục vụ cho người Do song song với phát triển ngành nghề cơng nghệ tơ có thay đổi lớn Nhu cầu người đáp ứng mặt tiện nghi, kinh tế, giảm thiểu ô nhiễm môi trường… vấn đề an tồn đặt lên hàng đầu Ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật đạt được, nhà sản xuất bắt tay vào nghiên cứu, chế tạo hệ thống phanh ABS với tính ưu việt: chống bó cứng bánh xe phanh, ổn định hướng … nhằm hạn chế tai nạn đáng tiếc xảy Từ vấn đề đó, với kiến thức học hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn, em định thực đề tài: “ỨNG DỤNG PHẦN MỀM INVENTOR PRO MÔ PHỎNG ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA VIOS” Trong thời gian thực đề tài, thời gian kiến thức cịn hạn chế nên q trình thực khơng thể tránh khỏi thiếu sót định Em mong giúp đỡ, ý kiến đóng góp quý thầy cô tất bạn để đề tài hoàn thiện Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Văn Nhanh tận tình bảo giúp đỡ em nhiều Cảm ơn thầy cô giáo môn bạn giúp em hoàn thành đồ án TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014 Sinh viên thực NGUYỄN VIỆT THÀNH NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng năm 2014 Giảng Viên hƣớng dẫn TS Nguyễn Văn Nhanh NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng năm 2014 Giảng Viên chấm phản biện CHƢƠNG KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH ABS 1.1 Tổng quan Hiện ô tô trở thành phƣơng tiện vận chuyển hành khách hàng hoá quan trọng ngành kinh tế quốc dân Ở nƣớc phát triển, ô tô trở thành phƣơng tiện giao thông cá nhân phổ biến Ở nƣớc ta, số ngƣời sử dụng ô tô ngày nhiều với tăng trƣởng kinh tế nên mật độ ô tô lƣu thông đƣờng ngày cao dẫn đến tai nạn giao thơng ngày nhiều Do để đảm bảo tính an tồn vấn đề tai nạn giao thông hƣớng giải cần thiết nhất, đƣợc quan tâm nhà thiết kế chế tạo tơ mà hệ thống phanh đóng vai trò quan trọng Phanh sử dụng ABS công nghệ bổ sung cho hệ thống phanh hữu dụng ngành công nghiệp ô tô thời gian gần Vai trò chủ yếu ABS giúp tài xế trì khả kiểm sốt xe tình phanh gấp Cũng mà hệ thống phanh ngày đƣợc cải tiến Các tiêu chuẩn thiết kế, chế tạo sử dụng hệ thống phanh ngày nghiêm ngặt chặt chẽ Ðối với sinh viên ngành khí tô việc khảo sát, nghiên cứu thiết kế hệ thống phanh ABS có ý nghĩa thiết thực Ðể giải vấn đề trƣớc hết ta cần phải hiểu rõ nguyên lý hoạt động, kết cấu chi tiết, phận hệ thống phanh Từ tạo tiền đề cho việc thiết kế, cải tiến hệ thống phanh nhằm tăng hiệu phanh, tăng tính ổn định hƣớng tính dẫn hƣớng phanh, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an toàn chuyển động tăng hiệu chuyển động ô tô Hệ thống phanh xe TOYOTA VIOS hệ thống phanh dẫn động thủy lực sử dụng ABS, sử dụng rộng rải cho đời xe Hệ thống phanh (Brake System) cấu an tồn chủ động tơ, dùng để giảm tốc độ hay dừng đỗ ô tô trƣờng hợp cần thiết Nó cụm tổng thành đóng vai trị quan trọng việc điều khiển ô tô đƣờng Chất lƣợng hệ thống phanh ô tô đƣợc đánh giá thơng qua tính hiệu phanh (thể qua tiêu nhƣ quãng đƣờng phanh, gia tốc chậm dần, thời gian phanh lực phanh) tính ổn định chuyển động tơ phanh Khi ô tô phanh gấp hay phanh loại đƣờng có hệ số bám thấp nhƣ đƣờng trơn, đƣờng đóng băng, tuyết dễ xảy tƣợng sớm bị hãm cứng bánh xe, tức tƣợng bánh xe bị trƣợt lết đƣờng phanh Khi đó, quãng đƣờng phanh dài hơn, tức hiệu phanh thấp đi; đồng thời dẫn đến tình trạng tính ổn định hƣớng khả điều khiển ô tơ Nếu bánh xe trƣớc sớm bị bó cứng, xe chuyển hƣớng theo điều khiển tài xế; bánh sau bị bó cứng, khác hệ số bám bánh trái bánh phải với mặt đƣờng làm cho đuôi xe bị lạng, xe bị trƣợt ngang Trong trƣờng hợp xe phanh quay vòng, tƣợng trƣợt ngang bánh xe dễ dẫn đến tƣợng quay vịng thiếu hay quay vịng thừa làm tính ổn định xe quay vòng Để giải vấn đề nêu trên, phần lớn ô tô đƣợc trang bị hệ thống chống hãm cứng bánh xe phanh, gọi hệ thống “Anti-lock Braking System” - ABS Hệ thống chống tƣợng bị hãm cứng bánh xe phanh đƣờng trơn hay phanh gấp Hệ thống ABS điều khiển thay đổi áp suất dầu tác dụng lên cấu phanh bánh xe để ngăn không cho chúng bị hãm cứng, đảm bảo tính hiệu tính ổn định tơ q trình phanh Ngày nay, hệ thống ABS giữ vai trị quan trọng khơng thể thiếu hệ thống phanh đại trở thành tiêu chuẩn bắt buộc phần lớn nƣớc giới 1.2 Lịch sử phát triển Để tránh tƣợng bánh xe bị bó cứng trình phanh lái xe đƣờng trơn, ngƣời lái xe đạp phanh cách nhịp liên tục lên bàn đạp phanh để trì lực bám, ngăn không cho bánh xe bị trƣợt lết đồng thời điều khiển đƣợc hƣớng chuyển động xe Về bản, chức hệ thống phanh ABS giống nhƣ nhƣng hiệu quả, độ xác an toàn cao ABS đƣợc sử dụng lần máy bay thƣơng mại vào năm 1949, chống tƣợng trƣợt khỏi đƣờng băng máy bay hạ cánh Tuy nhiên, kết cấu ABS lúc cịn cồng kềnh, hoạt động khơng tin cậy không tác động đủ nhanh tình Trong trình phát triển, ABS đƣợc cải tiến từ loại khí sang loại điện loại điện tử Vào thập niên 1960, kỹ thuật điện tử phát triển, vi mạch điện tử (microchip) đời Hệ thống ABS lần đƣợc lắp tơ vào năm 1969 Sau đó, hệ thống ABS đƣợc nhiều công ty sản xuất ô tô nghiên cứu đƣa vào ứng dụng từ năm 1970 Công ty Toyota sử dụng lần cho xe Nhật từ năm 1971, hệ thống ABS kênh điều khiển đồng thời hai bánh sau Nhƣng phải đến thập niên 1980s hệ thống đƣợc phát triển mạnh nhờ hệ thống điều khiển kỹ thuật số, vi xử lý (digital microprocessors/microcontrollers) thay cho hệ thống điều khiển tƣơng tự (analog) đơn giản trƣớc Lúc đầu hệ thống ABS đƣợc lắp xe du lịch cao cấp, đắt tiền, đƣợc trang bị theo yêu cầu theo thị trƣờng Dần dần hệ thống đƣợc đƣa vào sử dụng rộng rãi Đến ABS gần nhƣ trở thành tiêu chuẩn bắt buộc cho tất loại xe tải, số xe du lịch cho phần lớn loại xe hoạt động vùng có đƣờng băng, tuyết dễ trơn trƣợt Hệ thống ABS không đƣợc thiết kế hệ thống phanh thủy lực, mà ứng dụng rộng rãi hệ thống phanh khí nén xe tải xe khách lớn Nhằm nâng cao tính ổn định tính an tồn xe chế độ hoạt động nhƣ xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, vào đƣờng vòng với tốc độ cao, phanh trƣờng hợp khẩn cấp,… hệ thống ABS đƣợc thiết kế kết hợp với nhiều hệ thống khác: + Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống kiểm soát lực kéo - Traction control (hay ASR) làm giảm bớt công suất động phanh bánh xe để chống tƣợng bánh xe bị trƣợt lăn chỗ xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột Bởi điều làm tổn hao vô ích phần công suất động tính ổn định chuyển động tơ + Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD (Electronic Brake force Distribution) nhằm phân phối áp suất dầu phanh đến bánh xe phù hợp với chế độ tải trọng chế độ chạy xe + Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp BAS (Brake Assist System) làm tăng thêm lực phanh bánh xe để có quãng đƣờng phanh ngắn trƣờng hợp phanh khẩn cấp Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống ổn định ô tô điện tử (ESP), khơng có tác dụng dừng xe, mà cịn can thiệp vào q trình tăng tốc chuyển động quay vịng tơ, giúp nâng cao hiệu suất chuyển động ô tô trƣờng hợp Các công ty nhƣ BOSCH, AISIN, DENSO, BENDIX công ty đầu việc nghiên cứu, cải tiến chế tạo hệ thống ABS cho ô tô 1.3 Chức nhiệm vụ ABS, phân loại ABS 1.3.1 Chức ABS ABS thực công nghệ điện tử thay cho phƣơng pháp phanh hiệu (đặc biệt mặt đƣờng trơn trƣợt) đạp, nhả pêđan liên tục, cảm nhận dấu hiệu rê bánh để xử lý Do việc thực kỹ thuật không đơn giản mà chuyên gia ô tô hãng Bosch(Đức) nghiên cứu, chế tạo cấu ABS bao gồm cảm biến lắp bánh xe (ghi nhận tình trạng hoạt động), xử lý điện tử CPU thiết bị điều áp (đảm nhiệm thay đổi áp suất piston phanh) Trong trƣờng hợp phanh gấp, ECU nhận thấy hay nhiều bánh có tốc độ quay chậm mức quy định so với bánh cịn lại, thơng qua bơm van thủy lực, ABS tự động giảm áp suất tác động lên đĩa (quá trình nhả), giúp bánh xe khơng bị hãm cứng (hay cịn gọi "bó") Tƣơng tự, bánh quay nhanh, máy tính tự động tác động lực trở lại, đảm bảo trình hãm Để thực đƣợc điều này, hệ thống thực động tác ép, nhả má phanh phanh đĩa khoảng 15 lần giây, thay tác động lần cực mạnh khiến bánh bị "chết" nhƣ xe khơng có ABS Các điều chỉnh lực phanh, cách điều chỉnh phân phối áp suất dẫn động phanh bánh xe trƣớc sau, đảm bảo: ... viên hướng dẫn, em định thực đề tài: ? ?ỨNG DỤNG PHẦN MỀM INVENTOR PRO MÔ PHỎNG ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE TOYOTA VIOS? ?? Trong thời gian thực đề tài, thời... bánh xe 52 CHƢƠNG 3- MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN PHẦN MỀM INVENTOR PRO 53 3.1 Giới thiệu Phần mềm Inventor Pro 53 3.2 Xây dựng mơ hình 3D hệ thống phanh ABS ... Hệ thống phanh 26 2.4 Hệ thống treo 26 2.5 Hệ thống lái 27 2.6 Hệ thống phanh ABS xe TOYOTA VIOS 28 2.6.1 Nguyên lý làm việc 29 2.6.2 Kết cấu