Do đặc điểm của bệ thử khi vận hành là có khối lƣợng quán tính quay lớn, rung lắc mạnh, điện áp 3 pha và có các hệ thống điều khiển điện tử nên trƣớc khi tiến hành thử nghiệm cần đảm bảo các điều kiện về an toàn để tránh xảy ra tai nạn trong quá trình thử nghiệm. Các bƣớc chuẩn bị an toàn thử nghiệm nhƣ sau:
Kiểm tra an toàn các chi tiết quay: Trong hệ dẫn động trên băng thử, bánh đà và bánh xe có khối lƣợng quán tính lớn, quay với tốc độ cao.
Để đảm bảo an toàn cần phải kiểm tra khoảng cách giữa bánh đà, bánh xe với các chi tiết đứng yên trên bệ thử để tránh sự cố va đập giữa các chi tiết với nhau khi thử nghiệm, kiểm tra các vòng hãm chặn các bánh đà trên trục và các bu-lông bắt moay- ơ bánh xe vào khung bệ thử.
75
Kiểm tra các mối ghép then lắp bánh đai chủ động và bu-lông chặn đầu trục, tránh hiện tƣợng rơ lỏng sau thời gian sử dụng.
Loại bỏ những dụng cụ không thuộc bệ thử khỏi bề mặt bệ thử. Không đứng trong mặt phẳng quay của bánh xe và bánh đà.
Kiểm tra an toàn hệ thống điện: Với động cơ dẫn động sử dụng điện 3 pha, cần kiểm tra tình trạng kỹ thuật động cơ, dây điện và áp-tô-mát 3 pha. Nếu động cơ điện hỏng hóc thì phải sửa chữa hoặc thay thế, với dây điện và áp-tô-mát cần kiểm tra cách điện, tránh hiện tƣợng rò rỉ, chập cháy gây nguy hiểm cho ngƣời vận hành.
Các hệ thống điện DC 12V và 5V của bộ chấp hành ABS và mạch điều khiển cần đƣợc đảm bảo khô ráo, cách điện để hạn chế tai nạn khi tiến hành thử nghiệm. 4.1.4. Chuẩn bị đối tƣợng thử nghiệm:
Chuẩn bị đối tƣợng thử nghiệm là kiểm tra điều chỉnh các chi tiết, cụm chi tiết của băng thử đạt yêu cầu trƣớc khi tiến hành thử nghiệm.
Kiểm tra điều chỉnh hệ dẫn động: Là kiểm tra và điều chỉnh các chi tiết trong hệ dẫn động.
Kiểm tra tình trạng trục: Kiểm tra bề mặt trục, kiểm tra độ cong, vênh của trục bằng mắt thƣờng. Sau một thời gian tiến hành thử nghiệm phanh trên bệ thử, trên trục có thể suất hiện các vết nứt tại các tiết diện nguy hiểm chịu ứng suất lớn (tiết diện tại vị trí đặt ổ đỡ, tiết diện lắp tang trống…). Do trục đƣợc thiết kế công-xôn, nên sau ứng suất uốn gây ra do tải tác dụng lên tang trống có thể uốn cong trục. Độ cong của trục có thể kiểm tra bằng thƣớc kiểm, với độ đảo mặt đầu của trục không quá 0,5 mm.
Kiểm tra các ổ đỡ: Các ổ đỡ trên bệ thử là loại ổ bi đỡ lòng cầu hai dãy, đƣợc bôi trơn bằng mỡ. Sau một thời gian sử dụng, mỡ trong ổ bị có thể bị bẩn, biến chất, hoặc bi và các vòng bi bị mòn, vỡ, gây ra hiện tƣợng có tiếng kêu hoặc bó khi trục quay. Khi đó cần thay mỡ bôi trơn hay thay ổ đỡ nếu các chi tiết bên trong bị nứt vỡ.
Kiểm tra bánh xe và tang trống: Do đặc điểm của bệ thử khi vận hành là thƣờng xuyên xảy ra nguy cơ trƣợt lết giữa bánh xe và tang trống, đồng thời do bề mặt tang
76
trống đƣợc làm từ vật liệu cao su-nylon nên sau một số lần thử nghiệm phanh, bề mặt của lốp và tang trống đều bị bào mòn rất nhanh. Điều này khiến cho tƣơng tác giữa bánh xe và tang trống không còn giữ đƣợc các thông số nhƣ tính toán, làm giảm độ tin cậy của các kết quả đo thông số phanh thu đƣợc khi tiến hành thử nghiệm phanh.
Để giảm sự ảnh hƣởng của việc bánh xe và tang trống bị bào mòn, cần kiểm tra mức độ bào mòn của tang trống và bánh xe, bơm lốp đúng áp suất, làm sạch bề mặt tiếp xúc hoặc thay lốp/tang trống nếu bị mài mòn quá mức.
Kiểm tra và điều chỉnh tải trọng lên bánh xe đạt ≈1000N.
Kiểm tra các kích thƣớc lắp ghép, trong quá trình thử nghiệm phanh, do hệ thống có quán tính lớn và chế độ tải có xảy ra va đập, nên các mối ghép cơ khí có thể bị lỏng, xê dịch vị trí, dẫn tới sai lệch kích thƣớc lắp ghép, làm giảm độ tin cậy của các kết quả đo. Vì vậy trƣớc khi tiến hành thử nghiệm phải kiểm tra các mối ghép và kích thƣớc lắp ghép, bao gồm:
Các kích thƣớc của truyền động đai, bao gồm cả căng đai nếu cần thiết.
Các khoảng cách của các chi tiết trên trục với nhau, và của các chi tiết trên trục với các đứng yên khác trên bệ thử, đảm bảo các chi tiết này không va chạm khi vận hành bệ thử.
Kiểm độ đảo hƣớng kính của tang trống.
Kiểm tra vị trí của bánh xe và tang trống, độ biến dạng của lốp ∆≈8mm.
Kiểm tra siết chặt các bu-lông, đai ốc bắt các ổ đỡ, bắt moay-ơ tang trống, bắt moay-ơ bánh xe,…
Kiểm tra cơ cấu phanh:
Là kiểm tra các cụm chi tiết của cơ cấu phanh trên mô hình.
Kiểm tra rò rỉ dầu phanh và xả gió (air): Do đặc điểm áp suất thủy lực cao của hệ thống phanh, nên sau một thời gian vận hành bệ thử, các ống dẫn dầu và các bề mặt làm kín tại các đầu nối có thể bị gãy, xƣớc, cong vênh, dẫn tới hiện tƣợng rò rỉ dầu phanh. Vì vậy cần tiến hành kiểm tra rò rỉ tại các đƣờng ống và đầu nối, xiết chặt hoặc thay thế nếu cần thiết.
77
Kiểm tra và bổ xung dầu phanh nếu cần thiết.
Với các hệ thống thủy lực nói chung, đều có một lƣợng khí nhất định trong các đƣờng ống. Trong hệ thống phanh nếu không khí lọt vào đƣờng ống nhiều, sẽ gây giảm áp suất trong hệ thống và do đó giảm hiệu quả phanh. Vì vậy cần phải kiểm tra và xả air trƣớc khi tiến hành thử nghiệm.
Kiểm tra các xy-lanh phanh: Các chi tiết nhƣ phớt làm kín, lò xo…trong xy-lanh chính cũng nhƣ xy-lanh phanh bánh xe có thể bị lão hóa hoặc bị gãy trong quá trình sử dụng, gây ra hiện tƣợng hồi dầu, giảm áp suất và lƣu lƣợng dầu trong đƣờng ống khi phanh. Vì vậy cần kiểm tra và thay thế các chi tiết hỏng trƣớc khi tiến hành thử nghiệm.
Kiểm tra má phanh, đĩa phanh: Các mà phanh sau một thời gian sử dụng sẽ bị mòn dần và có thể bị vỡ, vì vậy cần kiểm tra và thay thế các má phanh khi cần thiết.
Đĩa phanh trong có trình vận hành có thể bị bẩn, bị biến dạng do va đập… dẫn tới hiệu quả phanh bị ảnh hƣởng, vì vậy cần tiến hành vệ sinh, kiểm tra sử chữa các sai lệch kích thƣớc của đĩa phanh trƣớc khi tiến hành thử nghiệm.
Kiểm tra các cảm biến và mạch đo: Do đặc điểm của bệ thử khi vận hành có sự rung lắc mạnh, và điều kiện làm việc của bệ thử nên các cảm biến và mạch đo có thể bị hỏng hóc trong quá trình thử nghiệm.
Trƣớc khi tiến hành thử nghiệm cần kiểm tra các cảm biến, đo thử tín hiệu cảm biến, kiểm tra đo đạc thử các thông số phanh ở tốc độ thấp, áp suất thấp.
4.1.5. Điều kiện thử nghiệm:
Công tác chuẩn bị thí nghiệm có vai trò quan trọng trong việc bảo đảm an toàn lao động và nâng cao độ tin cậy của kết quả thử nghiệm, để có thể tiến hành thử nghiệm, bệ thử phanh ABS mô hình ¼ cần phải đáp ứng đƣợc các chỉ tiêu sau:
Đảm bảo an toàn lao động.
Các chi tiết, cụm chi tiết làm việc bình thƣờng và ở tình trạng kỹ thuật tốt, các mối ghép đƣợc điều chỉnh phù hợp, các kích thƣớc lắp ghép, các yêu cầu về độ đồng tâm, độ kín, khoảng cách…đúng theo thiết kế.
78
Nguồn điện 3 pha đảm bảo đúng yêu cầu về điện áp và độ lẹch pha… Nguồn điện Ac-quy 12V đảm bảo cho các mạch đo và mạch điều khiển, bộ chấp hành ABS hoạt động bình thƣờng.
Kiểm tra vận hành bệ thử ở vận tốc thấp không phát hiện sự cố và cho các kết quả đo chính xác.
4.1.6. Thao tác thử nghiệm:
Sau khi tiến hành các bƣớc chuẩn bị thử nghiệm, và kiểm tra bệ thử đạt yêu cầu để thử nghiệm, ta tiến hành thử nghiệm theo trình tự sau:
Đấu nối các nguồn điện cho động cơ và mạch đo, mạch điều khiển trên bệ thử.
Khởi động máy tính, các mạch điều khiển.
Khởi động bệ thử, cho bệ thử chạy tới vận tốc yêu cầu (v≈50 km/h).
Ngắt áp-tô-mát của động cơ dẫn động, nhấn cần phanh để tiến hành phanh.
Sau khi quá trình phanh kết thúc, ghi và lƣu lại các thông số phanh đo đƣợc trên máy tính.
Kiểm tra sơ bộ tình trạng kỹ thuật bệ thử sau lần thử nghiệm thứ nhất.
Tiến hành khởi động lại bệ thử để tiến hành thử nghiệm lần tiếp theo cho tới khi đạt đƣợc số lần thử nghiệm cần thiết.
Khi đủ số liệu thử nghiệm, tắt các mạch đo và máy tính, ngắt nguồn điện 12V và điện 3 pha, kiểm tra lần cuối tình trạng kỹ thuật bệ thử.
4.1.7. Xử lý số liệu thí nghiệm:
Với mỗi một thuật toán điều khiển ABS, tiến hành thử nghiệm phanh trên bệ thử 3 lần để dễ tính toán sai số đo và thu đƣợc kết quả gần đúng.
Các thông số phanh đƣợc đo trong quá trình thử nghiệm phanh là:
Quãng đƣờng phanh S (m).
Vận tốc bánh xe 1 (rad/s).
79 Áp suất phanh P (bar).
Thông số đƣợc tính toán trong quá trình xử lý số liệu là hệ số trƣợt λ.
Các thông số vận tốc xe, vận tốc bánh xe, áp suất phanh do mạch đo gửi về máy tính đƣợc cho nhƣ bảng số liệu sau:
4.2. Các bài tập thực hành trên mô hình
Các bài tập thực hành đƣợc biên soạn theo từng modul độc lập khác nhau.
4.2.1. Bài tập 1: Quan sát hoạt động của hệ thống ABS
1. Mục đích
- Phân biệt hoạt động của hệ thống phanh khi ABS làm việc hay không làm việc.
2. Trình tự thực hiện
- Quan sát hoạt động phanh bình thƣờng (ABS không hoạt động):
* Trường hợp 1: phanh gấp ABS có sự cố
Bƣớc 1: Bật khóa điện IG/SW ở vị trí ON Quan sát đèn ABS Học viên tự điền: ( Đèn ABS sáng liên tục ABS đang có sự cố)
Bƣớc 2: Bật công tắc điều khiển motor đạt tới vận tốc ổn định
Bƣớc 3: Đạp phanh gấp Quan sát bánh xe và tiếng kêu
Học viên tự ghi: ( Bánh xe bị bó cứng và có tiếng kêu rít ABS không làm việc )
* Trƣờng hợp 2: Rà phanh ABS tốt
Bƣớc 1: Bật khóa điện IG/SW ở vị trí ON Quan sát đèn ABS Học viên tự ghi: ( Đèn ABS tắt sau 3 giây ABS tốt )
Bƣớc 2: Bật công tắc điều khiển motor đạt tới vận tốc ổn định
80
Học viên tự ghi: (Bánh xe dừng hẳn nhưng không có tiếng kêu Áp suất dầu phanh không biến thiên đèn hiển thị hoạt động ABS không sáng ABS không bị kích hoạt
* Trường hợp 3: Phanh gấp ABS tốt
Bƣớc 1: Bật khóa điện IG/SW ở vị trí ON Quan sát đèn ABS Học viên tự ghi: ( Đèn ABS sáng trong 3 giây ABS tốt )
Bƣớc 2: Bật công tắc điều khiển motor đạt tới vận tốc ổn định
Bƣớc 3: Đạp phanh và quan sát
Học viên tự ghi:( Bánh xe dừng hẳn: Áp suất dầu phải biến thiên , đèn LED chớp sáng ABS đã kích hoạt)
3. Kết luận
Hệ thống ABS chỉ làm việc khi thỏa mãn đồng thời các điều kiện sau: - Tốc độ bánh xe đạt tới một giá trị nhất định;
- Có nguồn điện cung cấp cho hệ thống; - Khi phanh gấp.
Khi ABS làm việc, có sự rung động ở bàn đạp phanh.
4.2.3. Bài tập 2: Đo tín hiệu điện áp của cảm biến tốc độ bánh xe
1. Mục đích
Cho bánh xe quay ở các mức số vòng quay khác nhau, đo các xung điện áp từ cảm biến tốc độ bánh xe gửi về ECU để thấy rõ tín hiệu này tỉ lệ với tốc độ của bánh xe.
2. Chuẩn bị
- Lấy thêm đồng hồ hiển thị sóng - Kiểm tra an toàn trƣớc khi vận hành 3. Trình tự thực hiện
81
Bƣớc 2: Bật công tắt motor Quan sát đồng hồ Học viên tự ghi: ( Tín hiệu ra là dạng hình sin )
Bƣớc 3: Thay đổi tốc độ motor ghi lại số liệu Học viên tự ghi: ( Bảng số liệu )
Motor 300 500 700 1000 1400 1700 2000 Tần số sóng
Giá trị điện áp
4. Kết luận
- Tín hiệu các cảm biến tốc độ gửi về ECU dưới dạng các xung điện áp hình sin.
- Như vậy các giá trị điện áp đo được tỉ lệ thuận với tốc độ bánh xe. Các giá trị này nằm trong dãy hoạt động của các cảm biến tốc độ (dưới 100mV ở tốc độ rất thấp và có thể đạt đến 100 V ở tốc độ rất cao, tùy loại cảm biến).
- Chính sự biến thiên của các xung điện áp là tín hiệu để ECU nhận biết tình trạng sắp bị bó cứng của bánh xe, điều khiển hệ thống ABS hoạt động.
4.2.3. Bài tập 3 : ĐO TÍN HIỆU ĐIỀU KHIỂN TỪ ECU ĐẾN VAN ĐIỆN TRONG BỘ ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC
1. Mục đích
Bộ điều khiển thủy lực trên mô hình sử dụng 4 van điện từ loại 3 vị trí. Tín hiệu điều khiển của ECU gửi đến các van điện dƣới dạng thay đổi cƣờng độ dòng điện 0, 2 và 5A để điều khiển các quá trình tăng, giữ và giảm áp suất.
Tiến hành đo các giá trị cƣờng độ dòng điện điều khiển để thấy rõ nguyên tắc điều khiển của hệ thống.
2. Chuẩn bị
82
3. Trình tự thực hiện
Bƣớc 1: Bật IG/SW Quan sát đèn ABS
Học viên tự ghi: ( Đèn ABS sáng 3 giây ABS tốt tiếp tục làm )
Bƣớc 2: Nối đồng hồ ampe từ ECU tới cơ cấu chấp hành
Bƣớc 3: Bật motor điện cho quay với vận tốc 900 v/p
Bƣớc 4: Đạp phanh gấp và quan sát giá trị cƣờng độ dòng điện Học viên tự ghi: ( Trạng thái giá trị dòng điện)
Trạng thái Tăng áp Giảm áp Giữ áp Giá trị (A)
4. Kết luận
- Màn hình hiển thị chính xác sự thay đổi 3 mức cƣờng độ dòng điện: 0, 2, 5A của tín hiệu điều khiển từ ECU đến các van điện trong bộ chấp hành thủy lực, điều khiển các chế độ tăng, giữ và giảm áp suất tƣơng ứng.
- Dòng điện 2A và 5A liên tục đƣợc duy trì để điều khiển các chế độ giảm áp và giữ áp, mà không thấy xuất hiện trở lại tín hiệu dòng điện 0A. Sở dĩ nhƣ vậy là vì trên mô hình, hiện tƣợng bánh xe bị hãm cứng và trƣợt dễ xảy ra hơn so với trên xe thực tế (do tải trọng tác dụng lên bánh xe nhỏ hơn).
4.2.4. Bài tập 4: Xác định mối quan hệ giữa tín hiệu cảm biến tốc độ bánh xe và tính hiệu điều khiển các van điện của ECU và tính hiệu điều khiển các van điện của ECU
1. Mục đích
Đo đồng thời các tín hiệu của cảm biến tốc độ bánh xe và tín hiệu điều khiển của ECU đến các van điện để thấy rõ khả năng ứng xử của hệ thống ABS trong việc chống hãm cứng bánh xe khi phanh.
2. Chuẩn bị - Đồng hồ ampe
83
3. Trình tự thực hiện
Bƣớc 1: Bật IG/SW vị trí ON Quan sát đèn ABS
Bƣớc 2: Thay đổi tốc độ động cơ sau mỗi lần đạp phanh Ghi lại số liệu Học viên tự ghi: ( Tốc độ động cơ và đèn LED )
nđc 300 600 700 900 100
LED
4. Kết luận
- Trường hợp ABS không làm việc cho thấy không có tín hiệu điều khiển của ECU khi rà phanh. Lúc đó biên độ xung điện áp của cảm biến tốc độ bánh xe biến thiên rất chậm nên sự giảm tốc là nhỏ, chưa vượt qua ngưỡng giảm tốc tính toán. ECU chưa điều khiển hệ thống ABS làm việc.
- Trường hợp ABS làm việc cho thấy khi phanh gấp, các xung điện áp của cảm