Nghiên cứu hệ thống hạn chế trượt quay của bánh xe ô tô trên cơ sở hệ thống phanh khí nén có ABS (Luận án tiến sĩ)

Nghiên cứu hệ thống hạn chế trượt quay của bánh xe ô tô trên cơ sở hệ thống phanh khí nén có ABS (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu hệ thống hạn chế trượt quay của bánh xe ô tô trên cơ sở hệ thống phanh khí nén có ABS (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu hệ thống hạn chế trượt quay của bánh xe ô tô trên cơ sở hệ thống phanh khí nén có ABS (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu hệ thống hạn chế trượt quay của bánh xe ô tô trên cơ sở hệ thống phanh khí nén có ABS (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu hệ thống hạn chế trượt quay của bánh xe ô tô trên cơ sở hệ thống phanh khí nén có ABS (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu hệ thống hạn chế trượt quay của bánh xe ô tô trên cơ sở hệ thống phanh khí nén có ABS (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu hệ thống hạn chế trượt quay của bánh xe ô tô trên cơ sở hệ thống phanh khí nén có ABS (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu hệ thống hạn chế trượt quay của bánh xe ô tô trên cơ sở hệ thống phanh khí nén có ABS (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu hệ thống hạn chế trượt quay của bánh xe ô tô trên cơ sở hệ thống phanh khí nén có ABS (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu hệ thống hạn chế trượt quay của bánh xe ô tô trên cơ sở hệ thống phanh khí nén có ABS (Luận án tiến sĩ)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Lê Anh Vũ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG HẠN CHẾ TRƯỢT QUAY CỦA BÁNH XE Ô TÔ TRÊN CƠ SỞ HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN CĨ ABS LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Hà Nội – 2018 a a BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Lê Anh Vũ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG HẠN CHẾ TRƯỢT QUAY CỦA BÁNH XE Ô TÔ TRÊN CƠ SỞ HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN CĨ ABS Ngành: Kỹ thuật khí động lực Mã số: 9520116 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS Hồ Hữu Hải PGS TS Dương Ngọc Khánh Hà Nội – 2018 b a LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Cơng trình thực Bộ mơn Ơ tơ xe chun dụng, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội hướng dẫn PGS TS Hồ Hữu Hải PGS TS Dương Ngọc Khánh Các số liệu kết nghiên cứu luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Người cam đoan TẬP THỂ HƯỚNG DẪN Người hướng dẫn khoa học Người hướng dẫn khoa học PGS TS Hồ Hữu Hải PGS TS Dương Ngọc Khánh c Lê Anh Vũ LỜI CẢM ƠN Luận án tiến sĩ hoàn thành nỗ lực cố gắng thân, NCS nhận động viên giúp đỡ lớn nhiều thầy cô giáo, nhà khoa học tập thể nghiên cứu khoa học NCS xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành giúp đõ NCS xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến PGS TS Hồ Hữu Hải, PGS TS Dương Ngọc Khánh - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội người trực tiếp tận tình hướng dẫn, định hướng, đào tạo giúp đỡ NCS suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận án NCS xin chân thành cảm ơn thầy giáo Bộ mơn Ơ tơ xe chuyên dụng - Viện Cơ khí động lực - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội giảng dạy, bảo tạo điều kiện giúp đỡ NCS suốt q trình nghiên cứu mơn để hoàn thành luận án NCS xin chân thành cảm ơn thầy đồng nghiệp Khoa Cơ khí Động lực, lãnh đạo trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên tạo điều kiện giúp đỡ khuyến khích để NCS hồn thành luận án NCS xin chân thành ghi nhận cơng sức, đóng góp quý báu nhiệt tình anh, em NCS, cao học sinh viên khóa thuộc Bộ mơn Ơ tơ xe chun dụng - Viện Cơ khí động lực - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nhiệt tình hỗ trợ, động viên NCS suốt thời gian NCS thực luận án Cuối cùng, NCS xin bày tỏ lòng kính u biết ơn quan tâm động viên khuyến khích, cảm thơng sâu sắc gia đình, bạn bè tiếp thêm nghị lực cho NCS suốt thời gian học tập Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Hà Nội, ngày tháng Nghiên cứu sinh Lê Anh Vũ d năm 2018 MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ vii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam phát triển lĩnh vực sản xuất ô tô tải 1.1.1 Thực trạng 1.1.2 Định hướng phát triển 1.1.3 Những tồn nhu cầu phải đầu tư nghiên cứu phát triển 1.1.4 Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm sản xuất hệ thống chống trượt cho ô tô tải 1.2 Hệ thống chống trượt quay bánh xe chủ động 1.3 Tình hình nghiên cứu giới 1.3.1 Lịch sử phát triển hệ thống chống trượt quay có điều khiển 1.3.2 Các cơng trình nghiên cứu hệ thống chống trượt quay bánh xe 10 1.4 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 15 1.5 Mục tiêu, phạm vi, đối tượng phương pháp nghiên cứu 16 1.5.1 Mục tiêu nghiên cứu 16 1.5.2 Nội dung nghiên cứu 16 1.5.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 17 1.5.4 Phương pháp nghiên cứu 18 1.6 Bố cục luận án 18 1.7 Kết luận chương 19 CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH MƠ PHỎNG HỆ THỐNG 21 2.1 Mô đun mô hình mơ chuyển động thẳng tơ 22 2.2 Mô đun mô hình mơ hệ thống truyền lực có vi sai 23 2.3 Mô đun mô hình mơ bánh xe 26 2.3.1 Phương trình chuyển động quay bánh xe bị động 26 2.3.2 Phương trình chuyển động quay bánh xe chủ động 27 2.3.3 Phản lực tiếp tuyến bánh xe 29 2.4 Mơ đun mơ hình mơ hệ thống phanh khí nén 32 i 2.4.1 Mô cấu phanh bánh xe 32 2.4.2 Mô dẫn động phanh 36 2.5 Mô khảo sát chuyển động ô tô 40 2.6 Khảo sát ảnh hưởng mơ men phanh tới đặc tính tăng tốc tô 44 2.7 Kết luận chương 48 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU BỘ ĐIỀU KHIỂN VÀ MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 50 3.1 Cấu trúc hệ thống 50 3.2 Trạng thái làm việc van chấp hành 52 3.3 Thuật toán điều khiển 54 3.4 Mô đun mô điều khiển hệ thống 56 3.4.1 Sơ đồ điều khiển 56 3.4.2 Mô điều khiển cấu chấp hành 56 3.4.3 Mô điều khiển 58 3.5 Nghiên cứu xác định ngưỡng điều khiển theo độ trượt bánh xe 59 3.6 Kết luận chương 69 CHƯƠNG THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM HỆ THỐNG 71 4.1 Thiết kế chế tạo hệ thống 71 4.1.1 Mục đích đối tượng 71 4.1.2 Cảm biến sử dụng hệ thống 71 4.1.3 Cụm van chấp hành 73 4.1.4 Thí nghiệm kiểm tra làm việc cụm van chấp hành 75 4.1.5 Bộ điều khiển điện tử 78 4.2 Thực nghiệm hệ thống 83 4.2.1 Mục đích phương pháp thực nghiệm 83 4.2.2 Chế tạo thiết bị thực nghiệm 84 4.2.3 Trình tự thực nghiệm 92 4.2.4 Kết thực nghiệm 94 4.3 Kết luận chương 99 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CỦA LUẬN ÁN 107 PHỤ LỤC……………………………………………………………………………… 109 ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu chữ La tinh Ký hiệu A a ax Am A1,A2 B b Cv D DK3/2_t, DK3/2_p Fz Fk Fwx Fp2, Fp1 Fj f G G0 G2 g Gia tốc_max giamap tangap hg i0 ih1 Jbx K Kg L M m Mp Mms Mx t M x, Mpx Giải thích Tiết diện thơng qua Khoảng cách từ tâm cầu trước đến trọng tâm Gia tốc chuyển động dọc Tiết diện màng phanh Lần lượt tiết diện đường ống phanh trước sau Chiều rộng sở xe Khoảng cách từ tâm cầu sau đến trọng tâm Hệ số tiết lưu Đường kính bầu phanh Biến điều khiển mở van 3/2 bên trái, phải Đơn vị m2 m m/s2 m2 m2 m m m Phản lực mặt đường tác dụng lên bánh xe Lực kéo tiếp tuyến Lực cản khơng khí Lần lượt lực phanh cầu trước sau N N N N Lực quán tính tơ Hệ số cản lăn Trọng lượng riêng trung bình chất khí Trọng lượng tơ Trọng lượng ô tô phân cầu sau Gia tốc trọng trường Gia tốc cực đại ô tô N Biến điều khiển dòng khí nén xả khỏi bầu phanh Biến điều khiển dòng khí nén vào bầu phanh Chiều cao trọng tâm xe Tỷ số truyền truyền lực Tỷ số truyền tay số Mơ men quán tính bánh xe Nhiệt trị riêng chất khí Hệ số chuyển đổi chất khí Chiều dài sở xe mô men vỏ vi sai khối lượng ô tô Mô men phanh bánh xe Mô men ma sát vi sai Mô men xoắn tâm trục bánh xe Lần lượt mô men bán trục trái mô men bán trục phải iii N/m3 N N m/s2 m/s2 m kgm2 m N.m kg N.m N.m N.m N.m Mtp2, Mpp2 pa pbau P Qw R rb rd Tu t max u vx vox Mô men phanh bánh xe bên trái, phải Áp suất khí trời Áp suất bầu phanh Lực bám Lưu lượng khối Hằng số chất khí Bán kính bánh xe Bán kính động lực học bánh xe Nhiệt độ khí nén Tỷ lệ thời gian trì gia tốc cực đại Vận tốc chuyển động khí nén Vận tốc ô tô Vận tốc ban đầu ô tô x Chuyển dịch ô tô x Gia tốc ô tô N.m N/m2 Pa N N/s 1/Jmol.K m m K s m/s m/s m/s M m/s2 Ký hiệu chữ Hy Lạp Ký hiệu   , x , y  , x ,  y    ωp ωt λ1, λ2 φpx, φtx µ Giải thích Hệ số tính đến ảnh hưởng khối lượng quay Hệ số bám, hệ số bám dọc, hệ số bám ngang Độ trượt, độ trượt dọc, độ trượt ngang Mật độ khơng khí Vận tốc góc bánh xe Gia tốc góc bánh xe Vận tốc góc bánh xe bên phải Vận tốc góc bánh xe bên trái Ngưỡng trượt Hệ số bám bánh xe bên phải trái Hệ số ma sát iv Đơn vị kg/m3 rad/s rad/s2 rad/s rad/s Các chữ viết tắt Ký hiệu Giải thích ABS Hệ thống phanh chống hãm cứng bánh xe phanh (Anti-look Braking Systems) ABS-SC Hệ thống phanh chống hãm cứng bánh xe phanh có điều khiển ổn định hướng EBD Hệ thống phân bố lực phanh điện tử (Electronic Brake Distribution) ASR Hệ thống chống trượt quay (Anti Spin Regulator - Antriebsschlupfregelung) ECU Bộ điều khiển điện tử (Electronic Control Unit) ESP Chương trình điều khiển ổn định điện tử (Electronic Stability Program) FLC Điều khiển lôgic mờ (Fuzzy Logic Controller) TCS Hệ thống điều khiển lực kéo (Traction control system) VSC Hệ thống điều khiển ổn định ô tô (Vehicle Stability Control) v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thông số xe nghiên cứu 17 Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật cấu phanh 34 Bảng 2.2 Giá trị mô men phanh tính tốn 34 Bảng 2.3 Giá trị mô men cấu phanh bánh xe từ thí nghiệm 35 Bảng 2.4 Thông số sử dụng tính tốn mơ 41 Bảng 2.5 Các trường hợp mô với mức ga 30% 42 Bảng 2.6 Quan hệ mô men phanh bánh xe với gia tốc cực đại (Gia tốc_max) thời gian trì gia tốc lớn (Thời gian) 47 Bảng 3.1 Tổng hợp phương án mô xác định ngưỡng trượt điều khiển 61 Bảng 3.2 Giá trị độ trượt trung bình thu mơ q trình khởi hành với số giá trị ngưỡng hệ số bám đường khác 65 Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật cảm biến vận tốc góc E2A-S08-KS02-WP-C1 72 Bảng 4.2 Thông số kỹ thuật van 3/2 KTA317 74 Bảng 4.3 Trạng thái điều khiển cụm van chấp hành 75 Bảng 4.4 Thông số cảm biến đo áp suất Sensys loại M5156-10286X-020BG 75 Bảng 4.5 thông số kỹ thuật cảm biến lực PST-A5t 88 Bảng 4.6 Tổng hợp kết trượt quay bánh xe 96 Bảng 4.7 Tổng hợp kết lực dọc ô tô 98 vi ... NỘI Lê Anh Vũ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG HẠN CHẾ TRƯỢT QUAY CỦA BÁNH XE Ô TÔ TRÊN CƠ SỞ HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN CĨ ABS Ngành: Kỹ thuật khí động lực Mã số: 9520116 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC... độ trượt bánh xe bên bánh xe chủ động đường có hệ số bám 0.1 (φt=0,1, φp =0,8) 66 Hình 3.19 Vận tốc, gia tốc ô tô vận tốc góc bánh xe, độ trượt bánh xe bên bánh xe chủ động đường có hệ số bám... mơ hệ thống hạn chế trượt quay bánh xe 59 Hình 3.13 Sơ đồ mơ tả phương pháp xác định ngưỡng điều khiển 60 Hình 3.14 Vận tốc góc bánh xe, gia tốc tơ, độ trượt mô men phanh bánh xe bên bánh