Nghiên cứu khả năng đáp ứng tần số điều khiển của hệ thống phanh khí nén ở chế độ làm việc ABS

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHẠM VIỆT ANH Phạm Việt Anh KỸ THUẬT Ô TÔ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ĐÁP ỨNG TẦN SỐ ĐIỀU KHIỂN CỦA HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN Ở CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ABS LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT Ô TÔ CH2016A Hà Nội – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Phạm Việt Anh NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ĐÁP ỨNG TẦN SỐ ĐIỀU KHIỂN CỦA HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN Ở CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ABS Chuyên ngành : Kỹ thuật Ơ tơ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT Ô TÔ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN TRỌNG HOAN Hà Nội – 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Những nội dung luận văn thực hướng dẫn trực tiếp PGS Nguyễn Trọng Hoan Mọi tài liệu tham khảo luận văn trích dẫn rõ ràng Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian dối xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Học viên thực Phạm Việt Anh MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH Ơ TƠ TẢI DẪN ĐỘNG KHÍ NÉN CĨ TRANG BỊ ABS CƠNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH 1.1.1 Công dụng hệ thống phanh 1.1.2 Phân loại 1.1.3 Yêu cầu kết cấu CẤU TẠO CHUNG HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN 1.2.1 Cơ cấu phanh tang trống điều khiển cam 1.2.2 Hệ thống dẫn động điều khiển phanh 1.2.3 Hệ thống phanh khí nén xe HỆ THỐNG CHỐNG BÓ CỨNG PHANH ABS 16 1.3.1 Tổng quan ABS 16 1.3.2 Cơ sở lý thuyết hệ thống ABS 18 1.3.3 Hệ thống phanh ABS dẫn động khí nén 26 VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 30 MỤC TIÊU, PHẠM VI, PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 30 CHƯƠNG II - PHƯƠNG PHÁP MƠ PHỎNG DẪN ĐỘNG KHÍ NÉN VÀ MƠ PHỎNG ĐỘNG LỰC HỌC 32 PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG DẪN ĐỘNG KHÍ NÉN [1][2] 32 2.1.1 Phương pháp mô với thông số tập trung 33 2.1.2 Phương trình lưu lượng qua điểm nút 40 2.1.3 Các đồ thị thực nghiệm 40 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG ĐỘNG LỰC HỌC PHANH [4][5] 42 2.2.1 Các mơ hình nghiên cứu động lực học 42 2.2.2 Mơ hình hệ thống treo 44 2.2.3 Mơ hình lốp Ammon 45 2.2.4 Phương pháp lập hệ phương trình 48 CHƯƠNG III - XÂY DỰNG MƠ HÌNH MƠ TẢ HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN ABS TRONG MƠ PHỎNG ĐỘNG LỰC HỌC XE KHI PHANH 50 XÂY DỰNG MƠ HÌNH MƠ TẢ HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN CĨ ABS 50 3.1.1 Sơ đồ tính tốn thơng số xe tham khảo 50 3.1.2 Xây dựng mơ hình tốn học mô tả hệ thống 50 XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC XE Ô TÔ KHI PHANH [4] 57 3.2.1 Động lực học ô tô dãy phương dọc không trượt 58 3.2.2 Động lực học ô tô dãy phương dọc có trượt 62 GHÉP NỐI MÔ PHỎNG KHÍ NÉN VÀ MƠ PHỎNG ĐỘNG LỰC HỌC XE BẰNG MÔ PHỎNG KHỐI ĐIỀU KHIỂN ABS THEO ĐỘ TRƯỢT SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN KIỂU P 64 CHƯƠNG IV KHẢO SÁT TẦN SỐ ĐIỀU KHIỂN CẦN THIẾT CỦA HỆ THỐNG ABS KHÍ NÉN 67 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN BẰNG PHẦN MỀM MATLAB SIMULINK [6][7] 67 4.1.1 Giới thiệu MATLAB Simulink 67 4.1.2 Mô hệ thống phanh khí nén động lực học xe MATLAB Simulink 69 MƠ PHỎNG TÍNH TỐN VÀ KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN 78 KHẢO SÁT TẦN SỐ ĐIỀU KHIỂN CẦN THIẾT ĐỂ HỆ THỐNG ABS LÀM VIỆC TRONG MIỀN TỐI ƯU 80 4.3.1 Quá trình tăng giảm áp hệ thống 80 4.3.2 Ngưỡng áp suất 83 4.3.3 Tần số điều khiển tăng giảm áp 84 4.3.4 Hệ số tăng áp 85 KHẢO SÁT TẦN SỐ ĐIỀU KHIỂN CẦN THIẾT ĐỂ HỆ THỐNG ABS LÀM VIỆC TẠI MIỀN TỐI ƯU TRÊN XE CẢI BIÊN 86 4.4.1 Biến thiên áp suất hệ thống phanh ABS khí nén xe cải biên 86 4.4.2 Tần số điều khiển tăng giảm áp xe cải biên 88 4.4.3 Hệ số tăng áp xe cải biên 88 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 MỤC LỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Cấu tạo cấu phanh dạng cam Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo dẫn động phanh khí nén Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống phanh xe tham khảo Hình 1.4 Van phân phối dẫn động hai dòng 11 Hình 1.5 Bầu phanh trước (bầu phanh đơn) 13 Hinh 1.6 Kết cấu loại bầu phanh tích (bầu phanh kép) 14 Hình 1.7 Van xả nhanh 14 Hình 1.8 Van gia tốc (Relay valve) 15 Hình 1.9 Sơ đồ lực mơ men tác dụng lên bánh xe phanh 18 Hình 1.10 Trạng thái lăn bánh xe có trượt lết 20 Hình 1.11 Đặc tính trượt thể thay đổi hệ số bám dọc 𝝋𝝋𝝋𝝋, hệ số bám ngang 𝝋𝝋𝝋𝝋 theo độ trượt tương đối 𝝀𝝀 (a) đặc tính trượt với loại đường khác (b) 21 Hình 1.12 Mối quan hệ hệ số bám dọc độ trượt tương loại lốp 22 Hình 1.13 Mối quan hệ φ x ; φ y với λ ứng với góc lệch bên φ i 23 Hình 1.14 Sự thay đổi mô men phanh M b ,áp suất dẫn động phanh p gia tốc 𝝕𝝕 bánh xe phanh có ABS 25 Hình 1.15 Sơ đồ hệ thống phanh khí nén ABS loại 4S/3K 26 Hình 1.16 Sơ đồ hệ thống phanh khí nén ABS loại 4S/4K 27 Hình 1.17 Sơ đồ bố trí hệ thống phanh ABS xe 28 Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống dẫn động phanh khí nén 33 Hình 2.2 Sơ đồ mơ hệ thống phanh 34 Hình 2.3 Tiết lưu ký hiệu sơ đồ mô 35 Hình 2.4 Sơ đồ lưu lượng qua van tiết lưu vào dung tích 38 Hình 2.5 Lưu lượng vào xy lanh 38 Hình 2.6 Mơ hình hóa lưu lượng vào dung tích thay đổi 39 Hình 2.7 Lưu lượng qua điểm nút 40 Hình 2.8 Đồ thị hệ số lưu lượng 41 Hình 2.9 Mơ hình 1/4 42 Hình 2.10 Mơ hình 1/2 43 Hình 2.11 Mơ hình hệ thống treo 44 Hình 2.12 Đồ thị lực tương tác bánh xe Fx theo hệ số trượt s 46 Hình 2.13 Hàm Ammon 46 Hình 2.14 Hệ số bám cực đại hệ số bám trượt loại đường khác với hai trạng thái khô ướt 47 Hình 3.1 Sơ đồ thơng số hệ thống phanh xe tham khảo 50 Hình 3.2 Sơ đồ tính tốn nhánh phanh cầu trước 51 Hình 3.3 Sơ đồ tính tốn nhánh phanh cầu sau 54 Hình 3.4 Các lực tác dụng lên xe mơ hình phẳng khơng có lực nâng 58 Hình 3.5 a) Mơ hình ô tô phẳng tách cấu trúc 60 Hình 3.5 b) Mơ hình tơ phẳng tách cấu trúc lực cản khơng khí quy trọng tâm C 61 Hình 3.5 c) Mơ hình tơ phẳng tách cấu trúc lực cản khơng khí quy hai cầu 61 Hình 3.6 Đặc tính trượt thể thay đổi hệ số bám dọc 𝝋𝝋𝝋𝝋 , hệ số bám ngang 𝝋𝝋𝝋𝝋 theo độ trượt tương đối 65 Hình 3.7 Sơ đồ khối điều khiển PID 65 Hình 3.8 Độ trượt tương đối xung điều khiển theo thời gian 66 Hình 4.1 Mơ hình tính tốn hệ thống phanh khí nén động lực học xe tải 69 Hình 4.2 Mơ hình Simulink khối tăng áp cầu trước 70 Hình 4.3 Mơ hình Simulink khối tăng áp cầu sau 71 Hình 4.5 Mơ hình Simulink khối giảm áp cầu sau 73 Hình 4.6 a) Mơ hình Simulink động lực học xe tải phương trình (1), (2), (3) 74 Hình 4.6 b) Mơ hình Simulink động lực học xe tải phương trình (4), (5), (6) (7) 75 Hình 4.6 c) Mơ hình Simulink khối hỗ trợ 76 Hình 4.7 a) Điều khiển mơ khí nén theo độ trượt 77 Hình 4.7 b) Khối điều khiển áp suất phanh cho cầu trước cầu sau theo tín hiệu xung điều khiển f 77 Hình 4.7 c) Khối điều khiển tạo xung theo độ trượt kiểu P 78 Hình 4.8 Sơ đồ thơng số hệ thống phanh khí nén xe tham khảo 78 Hình 4.9 a) Quá trình tăng áp cầu trước 79 Hình 4.9 b) Quá trình tăng áp cầu sau 79 Hình 4.9 c) Quãng đường phanh 80 Hình 4.10 a) Biến thiên áp suất bầu phanh cầu trước đường khơ 81 Hình 4.10 b) Biến thiên áp suất bầu phanh cầu sau đường khô 81 Hình 4.11 a) Biến thiên áp suất bầu phanh cầu trước đường ướt 82 Hình 4.11 b) Biến thiên áp suất bầu phanh cầu sau đường ướt 82 Hình 4.12 Ngưỡng áp suất đường khô 83 Hình 4.13 Ngưỡng áp suất đường ướt 83 Hình 4.14 Tần số điều khiển tăng giảm áp theo thời gian đường khơ 84 Hình 4.15 Tần số điều khiển tăng giảm áp theo thời gian đường ướt 84 Hình 4.16 Hệ số tăng áp theo thời gian đường khô 85 Hình 4.17 Hệ số tăng áp theo thời gian đường ướt 85 Hình 4.18 a) Biến thiên áp suất bầu phanh cầu trước đường khô xe cải biên 87 Hình 4.18 b) Quá trình tăng áp cầu sau đường khô xe cải biển xe cải biên 87 Hình 4.19 Tần số điều khiển tăng giảm áp theo thời gian đường khơ xe cải biên 88 Hình 4.20 Hệ số tăng áp theo thời gian đường khô xe cải biên 88 MỞ ĐẦU Hiện nay, nghành công nghiệp ô tơ giới nói chung Việt Nam nói riêng giai đoạn phát triển mạnh mẽ Ô tô sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực kinh tế quốc dân như: Giao thông vận tải, nơng nghiệp, cơng nghiệp, xây dựng, quốc phòng… Trong Để đáp ứng xu đó, nghành công nghiệp ô tô Việt Nam đời Hàng loạt liên doanh sản xuất lắp ráp ô tô thành lập nhằm cung cấp cho thị trường loại tơ có kết cấu, tải trọng giá thành phù hợp với yêu cầu thị trường nước Khi thiết kế chế tạo ô tô mới, việc lựa chọn kết cấu, mẫu mã, chủng loại, giá cả…của ô tô thị hiếu thị trường quan tâm hàng đầu tính an tồn chuyển động tính hiệu kinh tế tơ Tính an tồn chuyển động thể rõ rệt làm việc hệ thống phanh Trên loại ô tô khác trang bị hệ thống phanh có kết cấu khác như: hệ thống phanh dẫn động khí, hệ thống phanh dẫn động khí nén, hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực, hệ thống phanh kết hợp dẫn động khí nén - thuỷ lực… Số lượng xe tải xe khách Việt Nam tăng lên nhanh chóng ngày chiếm vị trí quan trọng công nghiệp vận tải nội địa, kèm với số lượng tai nạn nghiêm trọng liên quan đến xe tải xe khách ngày tăng Trên loại ô tô tải hạng trung đến hạng nặng thường trang bị hệ thống phanh khí nén nhằm đảm bảo an toàn cho xe chuyển động Với ưu điểm lực tác động lên bàn đạp nhỏ, đảm bảo lực phanh cần thiết cho xe Hơn ngày xe khách hay ô tô tải, nhà sản xuất trang bị thêm hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS, nhằm cải thiện tốt tính an tồn cho xe Hệ thống phanh khí nén có nhược điểm độ trễ khí nén độ trễ có ảnh hưởng đến ABS hệ thống đặc biệt tần số điều khiển tần số q cao hệ thống khơng đáp ứng kịp, tần số điều khiển cao hiệu ABS cao Để hiểu rõ trình xảy bên hệ thống phanh có tín hiệu ABS điều khiển tần số điều khiển lớn đạt bao nhiêu, ta phải nghiên cứu lý thuyết khảo sát thực tế nhằm tìm quy luật điều khiển, đảm bảo cho hệ thống phanh làm việc hiệu quả, xác tin cậy Từ ta đưa giải pháp hợp lý cho hệ thống phanh lắp xe, đồng thời tiết kiệm chi phí thời gian dành cho thiết kế Do luận văn chọn đề tài “Nghiên cứu khả đáp ứng tần số điều khiển hệ thống phanh khí nén chế độ làm việc ABS” Với mục đích tìm tần số điều khiển giới hạn hệ thống phanh khí nén chế độ làm việc ABS từ làm sở cho việc thiết kế nâng cao chất lượng hệ thống phanh khí nén cho xe Ơ tơ tải xe chun dụng CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH Ơ TƠ TẢI DẪN ĐỘNG KHÍ NÉN CĨ TRANG BỊ ABS Công dụng, phân loại, yêu cầu kết cấu hệ thống phanh 1.1.1 - Công dụng hệ thống phanh Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ ôtô đến giá trị cần thiết dừng hẳn ôtô vị trí định; 1.1.2 Giữ cho ơtơ dừng đỗ đường dốc Phân loại a) Theo công dụng Theo công dụng hệ thống phanh chia thành loại sau: - Hệ thống phanh (phanh chân), dùng để giảm tốc độ xe chuyển động; - Hệ thống phanh dừng (phanh tay), dùng đỗ xe người lái rời khỏi buồng lái dùng làm phanh dự phòng; - Hệ thống chậm dần (phanh bổ trợ) (phanh động cơ, thuỷ lực điện từ), dùng để tiêu hao bớt phần động ô tô cần tiến hành phanh lâu dài (phanh dốc dài); b) Theo kết cấu cấu phanh Theo kết cấu cấu phanh hệ thống phanh chia thành hai loại sau: - Hệ thống phanh với cấu phanh dải; - Hệ thống phanh với cấu phanh tang trống; - Hệ thống phanh với cấu phanh đĩa c) Theo dẫn động phanh Theo dẫn động hệ thống phanh chia ra: - Hệ thống phanh dẫn động khí; - Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực; - Hệ thống phanh dẫn động liên hợp: khí nén - thuỷ lực, …; - Hệ thống phanh có cường hố (có trợ lực) Hình 4.7 c) Khối điều khiển tạo xung theo độ trượt kiểu P Mơ tính tốn khảo sát hệ thống phanh khí nén Hình 4.8 Sơ đồ thơng số hệ thống phanh khí nén xe tham khảo Các thông số dành cho mô tham khảo luận văn “Nghiên cứu hệ thống ABS dẫn động khí nén” [7] trình bày mục phụ lục luận văn Tiến hành đưa thông số tính tốn xe tham khào vào chương trình mơ q trình phanh xe hệ thống ABS khơng hoạt động để thu kết q trình tăng áp hai cầu, thời gian phanh, quãng đường phanh (mô với vận tốc bắt đầu phanh 80 km/h, đường khô với hệ số bám 𝜑𝜑𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 0,9, 𝜑𝜑𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 0,75) ta kết hình 4.9 a) , 4.9 b) 4.9 c) 78 Hình 4.9 a) Quá trình tăng áp cầu trước Hình 4.9 b) Quá trình tăng áp cầu sau Với kết thu hình 4.9 a) hình 4.9 b) ta kết luận q trình tăng áp suất cầu trước cầu sau đáp ứng tiêu chuẩn Châu Âu áp suất bầu phanh đạt 6,3 (at) (trên 90% áp suất bình) 0,6s Thêm vào ta thấy hình 4.9 c), quãng đường để xe dừng lại hoàn toàn 57 m đáp ứng tiêu chuẩn quãng đường phanh 79 Sau mô khảo sát trình tăng áp hệ thống phanh ABS chưa hoạt động có kết luận hệ thống đáp ứng tiêu chuẩn Châu Âu, luận văn tiến hành khảo sát đến trình hoạt động hệ thống ABS làm việc Hình 4.9 c) Quãng đường phanh Khảo sát tần số điều khiển cần thiết để hệ thống ABS làm việc miền tối ưu 4.3.1 Quá trình tăng giảm áp hệ thống Tiến hành chạy mô với hệ thống ABS làm việc để có kết tần số làm việc cần thiết hệ thống vận tốc bắt đầu phanh 80 km/h hai điều kiện đường khô (𝜑𝜑𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 0,9, 𝜑𝜑𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 0,75) đường ướt (𝜑𝜑𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 0,8, 𝜑𝜑𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 0,65), hệ thống ABS ngừng hoạt động vận tốc xe nhỏ m/s Áp suất phanh cầu trước cầu sau tần số điều khiển ABS cho điều kiện đường khơ thể hình 4.10 a) 4.10 b); cho điều kiện đường ướt hình 4.11 a) 4.11 b) 80 Hình 4.10 a) Biến thiên áp suất bầu phanh cầu trước đường khô Hình 4.10 b) Biến thiên áp suất bầu phanh cầu sau đường khơ 81 Hình 4.11 a) Biến thiên áp suất bầu phanh cầu trước đường ướt Hình 4.11 b) Biến thiên áp suất bầu phanh cầu sau đường ướt 82 Từ kết trên, tiến hành phân tích vẽ biểu đồ thể cực trị áp suất dưới, giá trị tần số điều khiển xung, hệ số tăng áp Từ kết mục 4.3, ta có số nhận xét áp suất phanh tần số điều khiển cần thiết hệ thống ABS khí nén trường hợp xe tham khảo sau: Ngưỡng áp suất 4.3.2 Áp suất (atm) 0 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 Thời gian (s) Áp suất cầu trước Áp suất cầu trước Áp suất cầu sau Áp suất cầu sau Hình 4.12 Ngưỡng áp suất đường khô Áp suất (atm) 0 Thời gian (s) Áp suất cầu trước Áp suất cầu trước Áp suất cầu sau Áp suất cầu sau Hình 4.13 Ngưỡng áp suất đường ướt ∗ Nhận xét: - Dạng đồ thị ngưỡng áp suất cầu trước với cầu sau tương đồng nhau, khác độ lớn; 83 Độ chênh áp suất ngưỡng áp suất nhỏ dần theo thời gian mơ - phanh; nói cách khác vận tốc xe nhỏ dần, lực phanh cần thiết nhỏ dần Tần số điều khiển tăng giảm áp 4.3.3 Tần số điều khiển (Hz) 0 0.5 1.5 Cầu trước Cầu sau Trung bình cầu trước Trung bình cầu sau 2.5 Thời gian (s) 3.5 4.5 Hình 4.14 Tần số điều khiển tăng giảm áp theo thời gian đường khô Tần số điều khiển (Hz) 0 0.5 1.5 Cầu trước Cầu sau Trung bình cầu trước Trung bình cầu sau 2.5 Thời gian (s) 3.5 4.5 Hình 4.15 Tần số điều khiển tăng giảm áp theo thời gian đường ướt ∗ Nhận xét: - Về trị số: tần số điều khiển ghi nhận lớn cho cầu trước cầu sau 4,2 Hz 5,8 Hz cho đường khô; 4,6 Hz 5,1 Hz cho đường ướt Trong đó, giá trị trung bình ghi nhận cho hai cầu 2,9 Hz 3,8 Hz cho đường khô, 3,6 Hz 3,7 Hz cho đường ướt; - Tần số điều khiển cần thiết hệ thống cần phải thay đổi tùy theo tốc độ xe điều kiện đường, bao gồm: cầu sau yêu cầu tần số điều khiển lớn so với cầu trước, tần số điều khiển tỷ lệ nghịch với tốc độ xe phanh 84 Hệ số tăng áp 4.3.4 100 90 Hệ số tăng áp (%) 80 70 60 50 40 30 Cầu trước 20 Cầu sau 10 0 0.5 1.5 2.5 Thời gian (s) 3.5 4.5 Hình 4.16 Hệ số tăng áp theo thời gian đường khô 100 90 Hệ số tăng áp (%) 80 70 60 50 40 30 Cầu trước 20 Cầu sau 10 0 Thời gian (s) Hình 4.17 Hệ số tăng áp theo thời gian đường ướt ∗ Nhận xét: - Trong tần số điều khiển tăng dần tốc độ xe giảm, hệ số tăng áp xung điều khiển lại ổn định quanh giá trị trung bình; - Giá trị hệ số tăng áp cầu sau nhỏ cầu trước hai điều kiện đường mô 85 Khảo sát tần số điều khiển cần thiết để hệ thống ABS làm việc miền tối ưu xe cải biên Để giảm độ chậm tác dụng hệ thống phanh khí nén, giải pháp đưa đưa bình khí lại gần xy lanh phanh Tác giả tiến hành kiểm nghiệm hệ thống phanh ABS khí nén sau cải biên cách rút ngắn khoảng cách rút ngắn đường dòng khí Tiến hành mơ với hệ thống bố trí bốn bình khí gần bánh xe để thực tăng áp qua van ABS đường khô để thực so sánh với xe tham khảo Lúc cần sử dụng loại van ABS có khả thực tăng áp với bình khí bố trí cạnh van Ở van ABS đóng ln vai trò van gia tốc nên ta hồn tồn sử dụng phương trình mô cầu sau với thông số chiều dài thay đổi để mô cho hệ thống Hình 4.18 Sơ đồ bố trí hệ thống phanh với bình khí đặt gần bánh xe 4.4.1 Biến thiên áp suất hệ thống phanh ABS khí nén xe cải biên Áp suất phanh cầu trước cầu sau tần số điều khiển ABS xe cải biển cho điều kiện đường khô thể hình 4.19 a) 4.19 b); cho điều kiện đường ướt hình 4.20 a) 4.20 b) 86 Hình 4.18 a) Biến thiên áp suất bầu phanh cầu trước đường khô xe cải biên Hình 4.18 b) Quá trình tăng áp cầu sau đường khô xe cải biển xe cải biên 87 Tần số điều khiển tăng giảm áp xe cải biên 4.4.2 Tần số điều khiển (Hz) 0 0.5 1.5 Cầu trước Cầu sau Trung bình cầu trước Trung bình cầu sau 2.5 Thời gian (s) 3.5 4.5 Hình 4.19 Tần số điều khiển tăng giảm áp theo thời gian đường khô xe cải biên ∗ Nhận xét: Tần số điều khiển cho hệ thống ABS khí nén xe cải biên nói chung cao - so với xe tham khảo đạt mức cao khoảng Hz cho cầu trước cầu sau điều kiện đường khô (so với xe tham khảo 5,8 Hz); Tần số điều khiển trung bình hệ thống phanh ABS xe cải biên - cao khoảng từ đến Hz so với xe tham khảo Hệ số tăng áp xe cải biên 4.4.3 100 90 Hệ số tăng áp (%) 80 70 60 50 40 30 20 Cầu trước Cầu sau 10 0 0.5 1.5 2.5 Thời gian (s) 3.5 4.5 Hình 4.20 Hệ số tăng áp theo thời gian đường khô xe cải biên 88 ∗ Nhận xét: - So sánh tương ứng hai đồ thị hệ số tăng áp đường khô đường ướt xe cải biên xe tham khảo, nhận thấy rõ: tần số điều khiển hệ thống xe cải biên nói chung lớn so với xe tham khảo, hệ số tăng áp hệ thống xe cải biên lại nhỏ nhiều so với xe tham khảo Cụ thể, với xe tham khảo, hệ số tăng áp trung bình cầu trước đường khô cho cầu trước cầu sau 85% 75%; xe cải biên thấp xấp xỉ 70% 40% cho cầu trước cầu sau 89 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Tác gỉa thực đề tài “Nghiên cứu khả đáp ứng tần số điều khiển hệ thống phanh khí nén chế độ làm việc ABS” với mục đích xác định tần số điều khiển hệ thống phanh khí nén chế độ làm việc ABS Luận văn giải nội dung sau: Thiết lập hệ phương trình vi phân mơ tả động học dẫn động phanh khí nén hai dòng tơ tải - Sử dụng phương pháp mô tập trung để tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén; - Trong sơ đồ phân chia thành điểm nút để tính tốn Việc phân chia thành điểm nút giúp cho việc tính tốn rõ ràng, chặt chẽ đầy đủ Sử dụng mơ hình phẳng để nghiên cứu mơ động lực học phanh có trượt xe tham khảo xe cải biên hai điều kiện đường khô đường ướt Thực giải hệ phương trình vi phân sử dụng phần mềm MATLAB – Simulink để xây dựng mơ hình mơ Tác giả thiết lập mô hệ thống điều khiển ABS theo độ trượt để kết nối hai chương trình mơ hệ thống phanh ABS khí nén động lực học xe nhằm trì độ trượt tương đối ln vùng từ -0,3 tới -0.1 Sử dụng số thực xe thử nghiệm đề tài luận án “Nghiên cứu hệ thống ABS dẫn động khí nén” tiến sĩ Hồ Hữu Hùng để chạy chương trình khảo sát áp suất bầu phanh chế độ làm việc ABS Đưa đồ thị biểu diễn: - Quá trình tăng áp xe sở đáp ứng tiên chuẩn ECE; - Quá trình tăng áp hệ thống ABS hoạt động trường hợp mô xe sở xe cải biên; - Tần số điều khiển hệ số tăng áp trường hợp mô xe sở xe cải biên 90 Tuy nhiên, điều kiện thời gian trang bị có hạn, đề tài tiến hành nghiên cứu, khảo sát mức độ lý thuyết chưa tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng thực tế Vì hướng phát triển đề tài là: - Khảo sát thí nghiệm xe để so sánh sai khác lý thuyết thực tế; - Xây dựng mô cho nhiều mẫu xe điều kiện đường khác cho hệ thống phanh ABS khí nén khác nhằm đưa hệ thống sở liệu tần số điều khiển cần thiết cho hệ thống Từ sử dụng làm tài liệu tham khảo cho nhà thiết kế, góp phần nâng cao chất lượng độ an tồn hệ thống phanh khí nén có tích hợp ABS Luận văn hồn thành, song điều kiện thời gian trình độ có hạn, luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót định, kính mong thầy giáo đồng nghiệp đóng góp để việc nghiên cứu hồn thiện Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy giáo PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan tận tình hướng dẫn em trình làm luận văn, cảm ơn thầy Bộ mơn Ơ tơ, Viện Cơ khí động lực, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đồng nghiệp, tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn! 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Метлюк, Н.Ф., Автушко (1985), “Динамика пневматических и гидравлических приводов автомобилей”, Москва [2] J Blazek (2001), “Computational fluid dynamics, Principles and Application”, Elsevier [3] Võ Văn Hường, Nguyễn Tiến Dũng, Dương Ngọc Khánh, Đàm Hoàng Phúc (2014), “Động lực học Ô tô”, NXB Giáo dục Việt Nam, tr 95-159 [4] Reza N Jazar (2008), “Vehicle dynamics Theory and Application, Springer [5] Nguyễn Hồng Hải (2004) , “Lập trình MATLAB ứng dụng”, NXB KHKT [6] Trần Văn Nghĩa (2000), “Tin học ứng dụng thiết kế khí”, NXB GD [7] Hồ Hữu Hùng (2015), Luận văn tiến sỹ chuyên ngành kỹ thuật khí động lực “Nghiên cứu hệ thống ABS dẫn động khí nén”, mã số: 62520116, Đại học Bách Khoa Hà Nội 92 ... tài Nghiên cứu khả đáp ứng tần số điều khiển hệ thống phanh khí nén chế độ làm việc ABS Với mục đích tìm tần số điều khiển giới hạn hệ thống phanh khí nén chế độ làm việc ABS từ làm sở cho việc. .. rệt làm việc hệ thống phanh Trên loại ô tô khác trang bị hệ thống phanh có kết cấu khác như: hệ thống phanh dẫn động khí, hệ thống phanh dẫn động khí nén, hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực, hệ thống. .. hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS, nhằm cải thiện tốt tính an tồn cho xe Hệ thống phanh khí nén có nhược điểm độ trễ khí nén độ trễ có ảnh hưởng đến ABS hệ thống đặc biệt tần số điều khiển tần