MỤC LỤC
CÁC TỪ VIẾT TẮT.............................................................................................................. 1
MỤC LỤC............................................................................................................................. 2
LỜI NÓI ĐẦU....................................................................................................................... 4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE CHỈ HUY...................... 6
1.1. Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực............................ 6
1.2. Phân tích kết cấu hệ thống phanh xe UAZ - 31512.................................... 9
1.2.1. Dẫn động điều khiển......................................................................... 10
1.2.2. Cơ cấu phanh.................................................................................. 19
1.3. Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh................................................... 23
1.3.1. Gia tốc chậm dần khi phanh............................................................. 23
1.3.2. Thời gian phanh............................................................................... 24
1.3.3. Quảng đường phanh......................................................................... 24
1.3.4. Lực phanh và lực phanh riêng........................................................... 27
CHƯƠNG 2: ĐỘNG LỰC HỌC QUÁ TRÌNH PHANH XE................................. 29
2.1. Mô hình tính toán động lực học quá trình phanh xe............................. 29
2.1.1. Các giả thiết và sơ đồ tính toán động lực học quá trình phanh xe....... 29
2.1.2. Phương trình động lực học khi phanh............................................... 30
2.1.3. Động lực học quá trình phanh xe...................................................... 31
2.3. Xây dựng đặc tính sử dụng trọng lượng bám phanh xe UAZ - 31512....... 37
2.3.1. Mô men phanh theo điều kiện bám.................................................... 37
2.3.2. Mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra............................................ 38
CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI TIẾN HỆ THỐNG PHANH XE UAZ - 31512.........43
3.1. Cải tiến cơ cấu phanh.......................................................................... 44
3.1.1. Cải tiến cơ cấu phanh guốc thành cơ cấu phanh đĩa ở cầu trước......... 44
3.1.2. Thiết kế cơ cấu tự điều chỉnh khe hở giữa má phanh và tang phanh.... 45
3.2. Cải tiến dẫn động phanh...................................................................... 46
3.1.1. Bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh............................................. 46
3.1.2. Bộ trợ lực phanh khẩn cấp (BAS) và bộ điều hoà lực phanh bằng điện tử (EBD)............50
3.1.3. Bộ điều hoà lực phanh theo tải trọng................................................. 54
3.3. Các giải pháp nâng cao độ tin cậy....................................................... 56
CHƯƠNG 4: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CẢI TIẾN............................................ 58
4.1. Phương án tiến hành............................................................................ 58
4.1.1. Cảm biến tốc độ bánh xe.................................................................. 59
4.1.2. Bộ chấp hành thuỷ lực...................................................................... 62
4.1.3 Bộ điều khiển điện tử ECU ............................................................... 69
4.2. Mô phỏng mô hình hệ thống phanh ABS............................................. 76
4.2.1. Thiết kế mô phỏng tín hiệu đầu vào ................................................. 77
4.2.2. Thiết kế bộ điều khiển ..................................................................... 78
4.2.3. Thiết kế bộ phận chấp hành ............................................................. 80
4.2.4. Thiết kế phần mềm kết nối giữa ECU và máy tính ............................. 81
4.3. Mô phỏng hệ thống phanh ABS bằng Matlab Simulink......................... 82
KẾT LUẬN................................................................................................ 86
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................. 87
PHỤ LỤC................................................................................................... 88
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay nước ta mật độ ôtô trên đường ngày càng lớn và yêu cầu tốc độ chuyển động cho phép ngày càng cao. Trong khi đó hạ tầng giao thông của ta còn yếu kém không theo kịp sự bùng nổ của các phương tiện giao thông đường bộ. Điều này đặt ra vấn đề cấp thiết hàng đầu về việc quản lý, sử dụng xe và an toàn giao thông trên đường.
Theo số liệu thống kê sơ bộ của các nước, tai nạn giao thông do hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn nhất so với các lỗi kỹ thuật, chiếm khoảng 52 -74%. Tai nạn giao thông không chỉ gây ra thiệt hại về người mà còn gây lãng phí lớn tài sản của Nhà nước và nhân dân. Ở nước ta bình quân mỗi năm có trên 20.000 vụ tai nạn giao thông làm chết hơn 10.000 người và hàng chục nghìn người bị thương. Bởi vậy các nhà thiết kế liên tục đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu và phát triển để cải tiến, hoàn thiện hệ thống phanh. Tất cả đều hướng tới mục tiêu tăng hiệu quả phanh và tính ổn định hướng khi phanh, tăng độ tin cậy làm việc của hệ thống, qua đó đảm bảo an toàn chuyển động và tăng hiệu quả khai thác phương tiện.
Trong Quân đội đang sử dụng nhiều xe chỉ huy có hệ thống phanh thuỷ lực như : UAZ-469, UAZ- 31512... với hệ thống dẫn động điều khiển hệ thống phanh cho hiệu quả, độ tin cậy thấp. Vì kinh phí có hạn nên việc thay mới hoàn toàn các trang bị trên là không thể. Nghiên cứu, thiết kế cải tiến hệ thống phanh thuỷ thuỷ là cần thiết. Nhằm đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao về các tiêu chuẩn kỹ thuật cũng như độ an toàn và độ tin cậy cho người và phương tiện.
Vì vậy đồ án tốt nghiệp: “Nghiên cứu thiết kế cải tiến hệ thống phanh xe chỉ huy” là cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao.
Nội dung của đồ án ngoài phần mở đầu và kết luận đề cập đến 4 chương với chương 1 trình bày tổng quan hệ thống phanh dẫn động điều khiển bằng thuỷ lực làm rõ một số ưu nhược điểm các cụm trong hệ thống, chương 2 nghiên cứu động lực học quá trình phanh xe để có những đánh giá nhận xét làm cơ sở đề xuất một số giải pháp trong chương 3 nhằm nâng cao chất lượng, hiệu quả quá trình phanh xe. Trên cơ sở phân tích tính toán đó, căn cứ vào điều kiện thực tiễn, chương 4 trình bày phương án tiến hành cải tiến hệ thống phanh xe chỉ huy.
Mặc dù đã rất nỗ lực nhưng chắc chắn đồ án sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy kính mong được sự góp ý của các thầy để đồ án được hoàn thiện hơn!
Hà nội, ngày … tháng … năm 20….
Học viên thực hiện
………………
Chương 1
TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE CHỈ HUY
1.1. Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động thủy lực
Hệ thống phanh là một tổ hợp các cơ cấu được liên kết với nhau để thực hiện quá trình phanh xe. Hiện nay, trên các ôtô hiện đại tồn tại bốn hệ thống phanh khác nhau về chức năng, có kết cấu phức tạp và thường dùng chung các phần tử. Bốn hệ thống phanh đó là:
+ Hệ thống phanh công tác dùng để điều chỉnh tốc độ chuyển động của ôtô trong điều kiện chuyển động bất kỳ.
+ Hệ thống phanh dừng dùng để giữ cố định xe trên đường trong thời gian tuỳ ý.
+ Hệ thống phanh dự trữ dùng để dừng xe trong trường hợp hư hỏng hệ thống phanh công tác.
Trên hình 1.1 là sơ đồ khối hệ thống phanh dẫn động thủy lực.
- Dẫn động phanh làm nhiệm vụ truyền dẫn năng lượng từ nguồn đến cơ cấu phanh và điều khiển năng lượng này trong quá trình truyền để phanh xe với các cường độ phanh khác nhau. Dẫn động phanh của hệ thống phanh dẫn động thủy lực gồm các phần tử chủ yếu sau:
+ Cơ cấu điều khiển là xi lanh chính được liên hệ với bàn đạp phanh, có chức năng tạo lên áp suất dầu để truyền năng lượng điều khiển từ bàn đạp tới xi lanh phanh công tác. Phía trên xi lanh chính lắp đặt bầu chứa dầu đảm bảo luôn điền đầy dầu trong dẫn động.
+ Cơ cấu truyền gồm có các ống dẫn, các đầu nối ghép. Có chức năng dẫn dầu từ cơ cấu điều khiển đến cơ cấu chấp hành. Cơ cấu truyền luôn được điền đầy dầu.
1.2. Phân tích kết cấu hệ thống phanh xe UAZ - 31512
Xe chỉ huy UAZ - 31512 do nhà máy Ô tô Ulianốp của Nga sản xuất là loại xe hai trục, có tính năng cơ động cao, công thức bánh xe 4x4, sử dụng chuyên dùng để vận chuyển người và hàng hoá trên các loại đường sá trong điều kiện nhiệt độ môi trường xung quanh (-) 45 đến 400 C. Xe có vỏ xe 4 cửa, mui cứng, cửa sau và khoang để hàng mở sang bên.
1.2.1. Dẫn động điều khiển
Dẫn động điều khiển của hệ thống phanh công tác gồm có bàn đạp phanh, bầu trợ lực chân không, xi lanh phanh chính, cơ cấu truyền, cơ cấu báo tín hiệu, và xi lanh bánh xe.
Trên hình 1.4 thể hiện một số bộ phận chính trong dẫn động điều khiển phanh của hệ thống phanh xe UAZ - 31512. Bàn đạp phanh bố trí kiểu treo. Xi lanh phanh chính, bầu trợ lực bố trí đồng trục thành một khối phù hợp với kết cấu bàn đạp kiểu treo. Bộ phận báo tín hiệu được gá trực tiếp lên thân xi lanh chính.
1.2.1.1. Bộ trợ lực chân không
Bầu trợ lực chân không dùng để trợ lực cho người lái khi phanh
Đặc điểm, cấu tạo : Sử dụng ngay độ chân không ở đường ống nạp của động cơ, đưa độ chân không này vào khoang III và IV của bộ trợ lực, còn khoang I và II khi phanh được thông với khí trời.
Trên hình 1.5 thể hiện cấu tạo của bộ trợ lực chân không lắp trên xe chỉ huy UAZ - 31512
1.2.1.2. Xi lanh chính
* Nhiệm vụ của xi lanh chính là nhận lực từ bàn đạp và bầu trợ lực chân không ép dầu có áp suất cao vào đồng thời cả hai đường dẫn động thủy lực truyền tới các xi lanh bánh xe.
* Cấu tạo : Xi lanh phanh chính là xi lanh kép, tức là trong xi lanh phanh có hai pít tông, tương ứng với chúng là hai khoang chứa dầu riêng biệt. Mỗi khoang được nối với một đường dẫn tương ứng tới các cầu xe.
+ Thân xi lanh được đúc bằng gang, trên thân có gia công các lỗ bù, lỗ thông qua, đồng thời đây cũng là chi tiết để gá đặt các chi tiết khác.
+ Pít tông: Mỗi buồng của xi lanh chính có một pít tông. Mỗi pít tông có một lò xo hồi vị riêng. Pít tông được chế tạo bằng nhôm đúc, phía đầu làm việc có gờ cố định gioăng làm kín, trên mỗi pít tông có khoan 8 lỗ và có khoang chứa dầu để bù dầu trong hành trình trả.
+ Vòng chặn, còng hãm: Làm bằng thép, nằm trong rãnh của xi lanh với chức năng hạn chế hành trình của pít tông.
+ Đệm làm kín: Làm bằng cao su được cố định tương đối với pít tông, dùng để làm kín dầu trong xi lanh phanh chính.
* Nguyên lý hoạt động : Làm việc ở 3 trạng thái không phanh, đạp phanh và nhả phanh.
Khi không đạp phanh dưới tác dụng của các lò xo đẩy các pít tông về phía bên phải, pít tông (21) tỳ sát vào vòng chặn (23). Vị trí của pít tông (13) được thiết lập nhờ sự cân bằng của hai kò xo. Khi đó các khoang của xi lanh chính được thông với các bầu chứa dầu. áp suất trong dẫn động phanh bằng áp suất dư trong hệ thống: Pdư = 2 - 4 kG/cm2.
Khi người lái đạp bàn đạp phanh, qua cơ cấu thanh đòn tác dụng lên pít tông (21), đẩy pít tông này dịch chuyển sang trái. Khi bát cao su đi qua lỗ điền dầu, dầu ở khoang thứ nhất bị nén và áp suất bắt đầu tăng. áp suất dầu khoang thứ nhất tăng đẩy pít tông (13) dịch chuyển sang phải. Và cũng tương tự, áp suất ở khoang thứ hai tăng. Vì hai lò xo hồi vị ở hai khoang giống nhau do đó áp suất ở hai khoang luôn bằng nhau.
1.2.1.4. Bộ phận báo tín hiệu
Bộ phận báo tín hiệu dùng để kiểm tra và báo tín hiệu cho người lái xe biết hiện tượng hở một trong những các đường dẫn dầu thủy lực tới các cơ cấu phanh các cầu. Trên hình 1.7 biểu diễn cấu tạo của bộ phận báo tín hiệu lắp trên xe chỉ huy UAZ - 31512 .
+ Từng khoang của cơ cấu tín hiệu nằm cả hai phía pít tông, liên kết với một trong những đường dầu thủy lực nhờ các đường ống dẫn tương ứng.
* Nguyên lý hoạt động : Hệ thống làm việc ổn định, tức là không có rò rỉ dầu ở các xi lanh, đường ống dẫn và các đầu mối nối, áp suất ở hai dòng dẫn động bằng nhau, khi đó pít tông của bộ phận báo tín hiệu sẽ ở vị trí cân bằng, bi của công tắc điều khiển đèn tín hiệu nằm trên rãnh của pít tông, công tắc đèn ở vị trí ngắt, đèn tín hiệu không sáng.
1.2.2. Cơ cấu phanh
Trên hệ thống phanh xe UAZ - 31512 sử dụng cơ cấu phanh có chốt tựa một phía và lực đẩy lên guốc bằng nhau cho cơ cấu phanh phanh sau và cơ cấu phanh có chốt tựa khác phía và lực đẩy lên guốc bằng nhau cho cơ cấu phanh phanh trước.
1.2.2.1. Cơ cấu phanh có chốt tựa khác phía và lực tác dụng lên guốc phanh bằng nhau
Đặc điểm của cơ cấu này là có hai xilanh phanh bánh xe đặt riêng rẽ cho từng guốc và chốt tựa riêng rẽ được bố trí khác phía. Mô men ma sát sinh ra ở guốc trước và guốc sau bằng nhau. Kích thước xi lanh của chúng nên tạo ra lực đẩy lên guốc bằng nhau. Trên hình 1.9 là sơ đồ nguyên lý cấu tạo cơ cấu phanh có chốt tựa khác phía, lực đẩy lên các guốc bằng nhau
1.2.2.2. Cơ cấu phanh có chốt tựa cùng phía và lực đẩy lên các guốc bằng nhau
Trên hình 1.11 là sơ đồ nguyên lý cấu tạo cơ cấu phanh có chốt tựa cùng phía và lực đẩy lên các guốc bằng nhau
Đặc điểm của cơ cấu phanh loại này là có lực đẩy guốc phanh bằng nhau P1- P2 do đường kính pít tông xi lanh công tác như nhau. Nhưng mômen ma sát của guốc phanh trước lớn hơn guốc phanh sau. Do mômen ma sát ở trên guốc phanh trước (do phản lực tiếp tuyến Y1 gây ra ) cùng chiều với mô men của lực P1, còn mômen ma sát ở guốc phanh sau (do phản lực tiếp tuyến Y2 gây ra) có xu hướng chống lại lực dẫn động nên sức ép của guốc phanh trước vào tang phanh sẽ lớn hơn so với guốc phanh sau.
1.3. Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh
Để đánh giá chất lượng của quá trình phanh ô tô, có thể căn cứ vào bốn chỉ tiêu sau :
- Gia tốc chậm dần khi phanh.
- Thời gian phanh.
- Quãng đường phanh.
- Lực phanh hoặc lực phanh riêng.
1.3.1. Gia tốc chậm dần khi phanh
Đây là một chỉ tiêu rất quan trọng để đánh giá hiệu quả phanh ô tô. Gia tốc chậm dần càng lớn thì quãng đường phanh càng ngắn, hiệu quả phanh càng cao.
Từ (1.1) ta thấy gia tốc chậm dần cực đại không phụ thuộc vào khối lượng xe mà chỉ phụ thuộc vào hệ số bám j giữa lốp và mặt đường. Nếu coi d =1 và gia tốc trọng trường g = 10 m/s2 . Hệ số bám lớn nhất jmax = 0,75 ¸ 0,8 thì gia tốc chậm dần cực đại nằm trong khoảng Jpmax = 7,5 ¸ 8,0 m/s2.
1.3.3. Quãng đường phanh
1.3.3.1 Quãng đường phanh lý thuyết
Quãng đường phanh Sp là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá hiệu quả phanh cũng như chất lượng quá trình phanh của ô tô. So với các chỉ tiêu khác, chỉ tiêu này mang tính trực quan và thực tế nhất, giúp lái xe căn cứ vào tốc độ xe chạy, ước lượng khoảng cách đến chướng ngại vật để xử lý tốt tình huống khi chạy trên đường.
Từ (1.3) ta thấy quảng đường phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của ô tô lúc bắt đầu phanh (theo hàm bậc hai), phụ thuộc vào j hệ số bám giữa lốp và mặt đường.
1.3.3.1 Quãng đường phanh thực tế
Các công thức (1.1), (1.2), (1.3) xác định gia tốc chậm dần, thời gian phanh và quãng đường phanh đều mang tính lý thuyết, tức là trong điều kiện lý tưởng, áp suất chất lỏng (khí nén) có giá trị cực đại ngay tại thời điểm bắt đầu phanh và thời gian phản ứng của lái xe không được kể đến.
1.3.4. Lực phanh và lực phanh riêng
Ngoài ba chỉ tiêu quan trọng đã được xem xét ở các phần trên. Lực phanh và lực phanh riêng cũng là chỉ tiêu để đánh giá hiệu quả phanh. Tuy nhiên chỉ tiêu này chỉ được dùng thuận lợi nhất khi thử phanh ô tô trên bệ thử và mang tính lý thuyết nhiều hơn.
Tuy nhiên, cả bốn chỉ tiêu trên đều có giá trị ngang nhau, nghĩa là khi đánh giá chất lượng phanh chỉ cần dùng một trong bốn chỉ tiêu đó.
Chương 2
ĐỘNG LỰC HỌC QUÁ TRÌNH PHANH XE
2.1. Mô hình tính toán động lực học quá trình phanh xe
2.1.1. Các giả thiết và sơ đồ tính toán động lực học quá trình phanh xe
Khi đang chuyển động trên đường cũng như khi bắt đầu vào chế độ phanh ôtô chịu tác dụng của nhiều nội lực và ngoại lực phức tạp. Để đơn giản và thuận tiện cho việc tính toán, ta đưa ra một số giả thiết sau:
+ Khảo sát mô hình phẳng của ôtô hai cầu, không tính đến ảnh hưởng của chiều rộng bánh xe, các bánh xe của một cầu được coi là một.
+ Hệ số bám của các bánh xe ở các cầu là không đổi và bằng nhau.
+ Toàn bộ khối lượng của ôtô tập trung tại trọng tâm xe.
+ Xe chuyển động thẳng không đổi hướng trong khi phanh
Từ các giả thiết trên, sơ đồ khảo sát động lực học quá trình phanh xe được đưa ra như trên hình 2.1. Ta có:
+ PP1, PP2 - là lực phanh
+ Pj - là lực quán tính
+ G - là trọng lượng toàn bộ của ôtô
+ Rk1 và Rk2 - là các phản lực pháp tuyến của đường
+ Mf1, Mf2 - là các mô men cản lăn ở các bánh xe cầu trước, bánh xe cầu sau của ôtô.
+ PW - là lực cản không khí.
2.1.2. Phương trình động lực học khi phanh
Sử dụng sơ đồ khảo sát hình 2.1 viết phương trình cân bằng lực của ôtô theo chiều chuyển động ta có:
Pj - PP - Pf - PW = 0 (2.1)
2.1.3. Động lực học quá trình phanh xe
Muốn phanh đạt hiệu quả nhất thì trong quá trình phanh xe, quan hệ lực phanh ở các bánh xe cầu trước PP1 với lực phanh ở các bánh xe cầu sau PP2 phải luôn thỏa mãn biểu thức (2.5).
Tuy nhiên, trong điều kiện sử dụng của ôtô thì tọa độ trọng tâm luôn thay đổi do cách chất tải lên ôtô khác nhau và hệ số bám j cũng thay đổi do ôtô vận hành trên các đoạn đường khác nhau, do đó tỷ số PP1/PP2 cũng luôn thay đổi. Nghĩa là để đảm bảo hiệu quả phanh tốt thì bản thân các lực phanh PP1, PP2 cần phải có giá trị thích hợp.
Đồ thị mô tả quan hệ giữa mômen phanh ở cầu sau MP2 và mômen phanh cầu trước MP1 xác định theo bám được gọi là đặc tính phanh lý tưởng của ô tô. Đặc tính phanh lý tưởng chỉ tồn tại khi trong dẫn động phanh có bộ điều hòa lực phanh.
Khi không có bộ điều hoà lực phanh thì tỷ số C sẽ không đổi (C = const). Trong trường hợp này trọng lượng bám chỉ được sử dụng hoàn toàn tại một điểm ứng với hệ số bám y.
2.3. Xây dựng đặc tính sử dụng trọng lượng bám phanh xe UAZ- 31512
Trên cơ sở lý thuyết đã nghiên cứu kết hợp với các thông số từ tài liệu tính năng kỹ chiến thuật của xe. Sử dụng chương trình Matlab tính toán động lực học cũng như chỉ tiêu về hiệu quả để làm cơ sở đánh giá.
Trong mục này ta tính toán và vẽ đồ thị mô men phanh theo bám, mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra theo áp suất trong dẫn động.
2.3.1. Mô men phanh theo điều kiện bám:
Qua đồ thị ta thấy, ở chế độ toàn tải, điều kiện bám tốt (j = 0,9), mô men phanh cầu sau theo bám MjS=2290,83 Nm, Nếu mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra ở cầu sau mà lớn hơn giá trị này bánh sau sẽ bị khóa cứng và xảy ra hiện tượng trượt ngang.
2.3.2. Mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra.
2.3.2.1. Giả thiết
Thực tế áp suất trên má phanh là không đều nhau, cho nên ở các điểm sẽ mòn khác nhau. Để đơn giản trong tính toán, mặt khác do góc ôm b nhỏ và guốc có thể biến dạng khi phanh cho nên sự chênh lệch về phân bố áp suất trên bề mặt má phanh coi như đều (q=const).
2.3.2.2. Sơ đồ khảo sát
Ta lập hệ trục tọa độ sao cho trục X-X đi qua tâm quay của guốc. Lấy một phân tố diện tích trên bề mặt ma sát cách trục X-X một góc a, góc ôm vi phân diện tích đó là da (rad).
2.3.2.4. Cơ cấu phanh có chốt tựa cùng phía, lực đẩy lên guốc bằng nhau
- P1, P2- Lực dẩy tác dụng lên các guốc phanh.
- X1, X2- Phản lực tiếp tuyến.
- Rx1, Rx2, Ry1, Ry2- Là các phản lực do chốt tựa tác dụng lên guốc phanh.
Mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra tỷ lệ bậc nhất với áp suất trong dẫn động phanh. Trường hợp với hệ số bám j =0,9 ta nhận được MjS0,9=2290,83. Nếu trong trường hợp đầy tải, xe đi trên đường tốt (j=0,9), áp suất trong dẫn động phanh không được vượt quá pdd < 7*106 (MpS7=230893 > MjS0,9).
Qua hai việc tính toán các mô men theo bám và mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra ta xác định được giá trị hệ số bám j0 và trị số C mà tại đó khi phanh trọng lượng bám được sử dụng hoàn toàn. j0 = 0.4225, C = 1.2354.
Từ những phân tích kết cấu ở chương 1, Hệ thống phanh xe UAZ - 31512 mặc dầu đã có nhiều ưu điểm hơn so với hệ thống phanh 1 dòng. Tuy nhiên so với những hệ thống phanh ngày nay còn mang nhiều nhược điểm. Đặc biệt những nghiên cứu, tính toán ở chương 2 cho thấy với hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực 2 dòng trang bị trên xe khi phanh sẽ không tận dụng được trọng lượng bám giữa các cầu vì có sự phân bố lại trọng tâm xe trong quá trình phanh. Trên từng cầu cũng không tận dụng hết khả năng bám vì mô mên phanh do các cầu tạo ra là đường tuyến tính trong đó mô men phanh yêu cầu lại là các đường phi tuyến như trong đặc đính lý tưởng phanh đã trình bày.
Chương 3
ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI TIẾN HỆ THỐNG PHANH XE UAZ - 31512
3.1. Cải tiến cơ cấu phanh.
3.1.1. Cải tiến cơ cấu phanh guốc thành cơ cấu phanh đĩa ở cầu trước
Trong các giải pháp về cơ cấu phanh thay cơ cấu phanh guốc bằng cơ cấu phanh đĩa là xu thế phổ biến, hình 3.1 miêu tả cấu tạo và nguyên lý hoạt động cơ cấu phanh đĩa.
* Đặc điểm cấu tạo:
Đĩa phanh : Được chế tạo từ gang xám, bề mặt làm việc mài phẳng trên đĩa phanh có các rãnh xuyên tâm để tạo thành bề mặt có các lỗ thoát nhiệt và được đặt sát ổ bi may ơ.
Tấm ma sát : Có dạng phẳng được chế tạo từ tấm ma sát. Tấm ma sát được lắp hai bên má phanh nhờ giá có rãnh hướng tâm và định vị bằng các mãnh hãm.
* Nguyên lý hoạt động : Cơ cấu phanh đĩa xe con có giá đặt xilanh di động bố trí một xilanh, giá xilanh di động trên các trục nhỏ dẫn hướng. Khi phanh xilanh đẩy pít tông cùng má phanh ép má phanh vào đĩa phanh, sau đó đẩy giá của xilanh trượt trên trục dẫn hướng để ép nốt má phanh bên kia vào đĩa phanh.
3.1.2. Thiết kế cơ cấu tự điều chỉnh khe hở giữa má phanh và tang phanh.
Trong cơ cấu phanh, khe hở giữa má phanh và tang phanh là một trong những thông số kết cấu quan trọng quyết định khả năng làm việc bình thường của hệ thống phanh. Hình 3.2 thể hiện một số kiểu tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và tang phanh.
Sơ đồ hình 3.2a đưa ra kết cấu điều chỉnh tự động khe hở bằng cơ khí, các tai 2 và 3 được bắt với các guốc phanh, ống chụp 1 ôm lấy ống ren 4. Khi khe hở bị tăng lên do bị mòn thì ống chụp 1 sẽ chuyển dịch tiếp vào các rãnh ren làm khe hở giảm đi. Sơ đồ hình 3.2b đưa ra kết cấu điều chỉnh tự động vô cấp khe hở giữa má phanh và tang phanh. Chốt 4 có đường kính d1 tỳ vào mâm phanh 1 qua bạc 6 có đường kính trong là d2 và cùng xuyên qua lỗ trên gân của guốc phanh. Các đệm ma sát 5 được đặt ở hai phía và được ép chặt vào gân nhờ lò xo tấm 4.
3.1. Cải tiến dẫn động phanh.
3.1.1. Bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh.
Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên bánh xe khi phanh được biểu diễn trên hình 3.3.
Lực phanh lớn nhất bị giới hạn bởi khả năng bám giữa bánh xe với mặt đường, với đặc trưng là hệ số bám j, theo 46[7] ta có mối quan hệ sau:
PPmax = G.j (3.1)
Thực nghiệm đã chứng minh quan hệ giữa hệ số bám j và độ trượt dọc l là đường cong đặc tính trượt được mô tả như hình 3.4.
Trên hình 3.4 chỉ ra các đường đặc tính trượt, thể hiện mối quan hệ giữa hệ số bám dọc jx và hệ số bám ngang jy theo độ trượt tương đối l của bánh xe.Từ đồ thị trên, chúng ta có thể rút ra một số nhận xét như sau:
- Các hệ số bám dọc jx và hệ số bám ngang jy đều thay đổi theo độ trượt l. Lúc đầu, khi tăng độ trượt l thì hệ số bám dọc jx tăng lên nhanh chóng và đạt giá trị cực đại trong khoảng độ trượt l = 10 ¸ 30%. Nếu độ trượt tiếp tục tăng thì jx giảm. Đối với hệ số bám ngang jy sẽ giảm nhanh khi độ trượt tăng, ở trạng thái trượt lết hoàn toàn thì jy giảm xuống gần bằng không.
- Hệ số bám dọc đạt giá trị cực đại jxmax ở giá trị độ trượt tối ưu l0. Thực nghiệm chứng tỏ rằng ứng với các loại đường khác nhau thì giá trị l0 thường nằm chung trong giới hạn từ 10 ¸ 30%. ở giá trị độ trượt tối ưu l0 này, không những đảm bảo hệ số bám dọc jx có giá trị cực đại mà hệ số bám ngang jy cũng có giá trị khá cao.
Để thực hiện được yêu cầu trên thì ở các ôtô hiện đại có trang bị hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh được miêu tả như trên hình 3.5.
Để giữ cho các bánh xe làm việc ở vùng độ trượt quanh giá trịl0 thì cần phải điều chỉnh áp suất môi chất (chất lỏng hoặc chất khí) dẫn đến các cơ cấu phanh. Việc điều chỉnh này có thể tiến hành theo các nguyên lý sau:
+ Theo gia tốc chậm dầm của bánh xe được phanh;
+ Theo giá trị độ trượt cho trước;
+ Theo giá trị của tỷ số vận tốc góc của bánh xe với gia tốc chậm dần của nó;
3.1.2. Bộ trợ lực phanh khẩn cấp(BAS) và bộ điều hoà lực phanh bằng điên tử( EBD).
3.1.2.1. Hoạt động của ABS với EBD.
Dựa trên các tín hiệu nhận từ 4 cảm biến tốc độ bánh xe. Hộp ECU tính toán tốc độ và sự giảm tốc ở từng bánh xe. Trường hợp bánh xe bị hãm cứng và trượt, hộp ECU sẽ điều khiển các van giảm áp và giữ áp điều chỉnh áp suất dầu cung cấp cho các bánh xe theo 3 chế độ giảm áp, giữ áp và tăng áp giống như trong hệ thống ABS bình thường.
3.1.2.2. Hoạt động của hệ thống trợ lực phanh khẩn cấp.
Một áp suất dầu được tạo bởi bơm dầu trong bộ chấp hành, hút dầu từ xy lanh chính và cấp thẳng đến các xy lanh con bánh xe. Áp suất này lớn hơn nhiều so với áp suất được tạo bởi xy lanh chính do người lái tác dụng, kết quả là một mức phanh lớn hơn được cung cấp. Hình 3.11 so sánh lực phanh tạo ra trong hai trường hợp có và không có trợ lực phanh khẩn cấp.
3.1.3. Bộ điều hoà lực phanh theo tải trọng
Các van điều hòa như đã giới thiệu ở phần trước chỉ có khả năng điều chỉnh áp suất dầu ở các cơ cấu phanh sau theo áp suất sau xylanh chính, bởi vậy khi tải trọng trên các bánh xe sau thay đổi lớn thì áp suất dầu ở các cơ cấu phanh sau không thay đổi theo. Van điều hòa theo tải trọng được thiết kế để điều chỉnh áp suất ở các cơ cấu phanh phía sau theo áp suất sau xylanh chính và theo sự thay đổi tải trọng tác dụng lên các bánh xe. Đường đặc tính của van điều hòa này gần sát với đường đặc tính lý tưởng hơn so với các van điều hòa khác.
* Nguyên lý hoạt động:
Thanh đàn hồi (6) luôn tựa vào piston (4) và dẫn động piston dịch chuyển trong vỏ van điều hòa (1). Piston bậc có diện tích chịu áp suất dầu phía trên lớn hơn phía dưới. Do đó lực tạo nên bởi áp suất dầu ở phía trên của piston (F2) lớn hơn lực tạo nên bởi áp suất tác dụng lên vành dưới của piston (F1). Lực (F2) đẩy piston xuống dưới còn lực (F1) đẩy piston lên trên. Lò xo (3) tạo ra lực căng (Flx) đẩy piston lên phía trên. Lực (F) của thanh đàn hồi (6) tác dụng lên đuôi piston có su hướng đẩy piston lên phía trên.
3.3. Các giải pháp nâng cao độ tin cậy.
Để nâng cao độ tin cậy làm việc của hệ thống phanh thuỷ lực, đa số các xe hiện nay sử dụng dẫn động phanh hai dòng. Đối với dẫn động phanh một dòng như trên xe UAZ- 469, khi có sự cố về đường ống dẫn khí ở bất kỳ vị trí nào thì dầu thuỷ lực sẽ bị thoát ra ngoài. Khi đó toàn bộ lượng dầu cung cấp vào dẫn động sẽ bị dồn hết về thể tích này do đó hệ thống phanh công tác sẽ bị mất tác dụng, dễ gây tai nạn.
Có năm phương án cơ bản bố trí dẫn động phanh hai dòng:
- Phương án 1: bố trí một dòng dẫn động ra hai bánh xe cầu trước, một dòng dẫn động ra hai bánh xe cầu sau (còn gọi là sơ đồ TT).
- Phương án 2: bố trí dẫn động chéo, một dòng dẫn động cho bánh xe trước ở một phía (trái hoặc phải) và bánh sau ở phía khác, dòng kia dẫn động cho các bánh xe chéo còn lại (còn gọi là sơ đồ K).
- Phương án 5: bố trí mỗi dòng dẫn động cho cả bốn bánh xe cầu trước và cầu sau (sơ đồ HH).
Phương án 1 và 2 được dùng cho các xe con thông thường vì kết cấu đơn giản và giá thành rẻ. Phương án 2 sẽ gây nên chênh lệch lực phanh ở các bánh xe của một dòng khi dòng kia bị hỏng, khiến ôtô có thể bị quay trong mặt phẳng ngang. Các phương án 3, 4 và 5 được dùng ở các xe có yêu cầu cao về độ tin cậy và về chất lượng phanh. Khi xảy ra hư hỏng một dòng thì hiệu quả phanh giảm không nhiều, đảm bảo được an toàn chuyển động.
Như vậy, chương 3 đã đề xuất một số giải pháp kết cấu nâng cao hiệu quả phanh của hệ thống phanh thủy lực. Các giải pháp đã đề xuất hiện đang được ứng dụng rộng rãi trên các xe hiện đại đời mới, thậm chí một số giải pháp đã được coi như tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật bắt buộc phải có khi xe xuất xưởng. Các giải pháp đó đã được kiểm nghiệm qua thực tế sử dụng không chỉ đáp ứng yêu cầu về mặt kỹ thuật mà còn thoả mãn được tiêu chí về mặt kinh tế với chi phí sản xuất hợp lý và giá thành phải chăng.
Chương 4
PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CẢI TIẾN
4.1. Phương án tiến hành
Một hệ thống ABS gồm 3 khối cơ bản : khối tín hiệu đầu vào, khối xử lý, khối đầu ra. Hình 4.1 thể hiện sơ đồ khối các cụm chức năng của hệ thống.
Để làm cơ sở đưa ra phương án cải tiến hình 4.2 miêu tả các bộ phận và sơ đồ điều khiển của hệ thống ABS.
Khi tiến hành cải tiến, trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết điều khiển chống bó cứng, thực tế hệ thống phanh xe UAZ - 31512 đề ra phương án :
- Giử nguyên cụm bầu trợ lực và Xilanh chính, toàn bộ cơ cấu phanh và xi lanh công tác của hệ thống phanh xe UAZ -31512 .
- Các đường ống dẫn dầu có thể mua với biên dạng và kích thước sao cho phù hợp với bố trí của hệ thống cải tiến.
4.1.1. Cảm biến tốc độ bánh xe
4.1.1.1. Nguyên lý hoạt động của cảm biến tốc độ lắp trên xe ô tô
Cảm biến tốc độ bánh xe dùng để đo vận tốc góc của bánh xe và gửi về ECU dưới dạng tín hiệu điện.
Cảm biến tốc độ bánh xe có hai loại: cảm biến điện từ và cảm biến Hall. Trong đó loại cảm biến điện từ được sử dụng phổ biến hơn.
Cấu tạo của cảm biến điện từ bao gồm một nam châm vĩnh cửu, một cuộn dây quấn quanh lõi từ, hai đầu cuộn dây được nối với ECU ( hình 4.3).
Khi bánh xe quay, vành răng quay theo, khe hở A giữa đầu lõi từ và vành răng thay đổi, từ thông biến thiên làm xuất hiện trong cuộn dây một sức điện động xoay chiều dạng hình sin có biên độ và tần số thay đổi tỉ lệ theo tốc độ góc của bánh xe (hình 4.4).
4.1.1.2. Cải tiến thiết kế lắp đặt cảm biến tốc độ lên xe
Từ những phân tích trên đề tài chọn loại cảm biến điện từ cho phương án cải tiến, loại cảm biến này chúng ta có thể mua, hình 4.5 là hành dạng ngoài của cảm biến.
Đầu của cảm biến sẽ lắp tỳ lên một vành răng, do đó trên bán trục cầu trước, cũng như cầu sau khi do tính toán khoảng cách hợp lý tiến hành đắp phôi và gia công biên dạng răng trên máy phay. Vị trí và phương pháp lắp đặt được miêu tả như trên hình 4.7, 4.8.
4.1.2. Bộ chấp hành thuỷ lực
4.1.2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Bộ chấp hành thuỷ lực loại van điện 3 vị trí hình 4.8 có chức năng cung cấp một áp suất dầu tối ưu đến các xy lanh phanh bánh xe theo sự điều khiển của ABS-ECU, tránh hiện tượng bánh xe bị bó cứng khi phanh.
a) Van điện từ: Van điện từ trong bộ chấp hành có 2 loại, loại 2 vị trí và loại 3 vị trí. Cấu tạo chung của một van điện từ gồm có một cuộn dầy điện, lõi van, các cửa van và van một chiều. Van điện từ có chức năng đóng mở các cửa van theo sự điều khiển của ECU để điều chỉnh áp suất dầu đến các xy lanh bánh xe.
c) Bình tích áp: Chứa dầu hồi về từ xy lanh phanh bánh xe, nhất thời làm giảm áp suất dầu ở xy lanh phanh bánh xe.
4.1.2.2. Nguyên lý hoạt động.
Sơ đồ hình 4.8 thể hiện sơ đồ hoạt động của một bộ chấp hành thuỷ lực loại 4 van điện từ 3 vị trí. Hai van điện điều khiển độc lập hai bánh trước, trong khi hai van còn lại điều khiển đồng thời hai bánh sau, vì vậy hệ thống này gọi là ABS 3 kênh. Hoạt động ở 4 trạng thái
a) Khi phanh bình thường (ABS không hoạt động).
Khi phanh xe ở tốc dộ chậm ( dưới 8 km/h hay 12,25 km/h, tuỳ loại xe) hay rà phanh, ABS không hoạt động và ECU không gửi dòng điện đến cuộn dây của van điện. Do đó, van điên 3 vị trí bị ấn xuống bởi lò xo hồi vị và cửa A vẫn mở trong khi cửa B vẫn đóng ( hình 4.9). Dầu phanh từ xy lanh phanh chính qua cửa A đến cửa C trong van điện 3 vị trí rồi tới xy lanh phanh bánh xe.
b) Khi phanh gấp (ABS hoạt động).
Nếu có bất kỳ bánh xe nào gần bị bó cứng khi phanh gấp, bộ chấp hành thủy lực điều khiển giảm áp suất dầu phanh tác dụng lên xy lanh bánh xe đó theo tín hiệu từ ECU.
Van điện 3 vị trí như trên được sử dụng nhiều trên các xe trước đây, ngày nay kiểu van điện hai vị trí được dùng phổ biến hơn. Hình 4.13 là sơ đồ bộ chấp hành ABS sử dụng 8 van điện 2 vị trí, bao gồm 4 van giữ áp suất và 4 van giảm áp suất. Hoạt động cơ bản của bộ chấp hành thuỷ lực kiểu này giống như kiểu van điện 3 vị trí. Tín hiệu điều khiển từ ECU đến các van điện dưới dạng điện áp.
Trạng thái làm việc của mỗi cửa van và bơm dầu như bảng 4.1.
4.1.2.2. Cải tiến thiết kế lắp đặt bộ chấp hành thuỷ lực lên xe
Từ những nghiên cứu đó, khi tiến hành cải tiến đề tài đã chọn mua bộ chấp hành thuỷ lực loại 8 van điện hai vị trí bởi vì so với loại van điện 3 vị trí mang nhiều ưu điêm nổi bật :
- Mỗi van hai vị trí thực hiện chức năng đóng và mở đường dầu. Tổ hợp hai van 2 vị trí dễ dàng thực hiện chức năng tăng áp, giữ áp và giảm áp suất của mạch điều chỉnh áp suất.
- Mỗi van gồm hai vị trí khác nhau (ON, OFF), tương ứng với trạng thái ngắt và cấp đường dầu qua một van khi con chuột di chuyển trong vỏ. Mạch logíc điều khiển này phù hợp với mạch tín hiệu cấp hai mức, nâng cao độ tin cậy của hệ thống, rút ngắn thời gian chậm tác dụng và nâng cao tần số điều khiển.
4.1.3. Bộ điều khiển điện tử ECU
4.1.3.1. Cấu tạo chức năng bộ điều khiển điện tử.
Chức năng của hộp điều khiển ABS - ECU:
- Nhận biết thống tin về tốc độ các bánh xe, từ đó tính toán ra tốc độ bánh xe và sự tăng giảm tốc của nó, xác định tốc độ xe, tốc độ chuẩn của bánh xe và ngưỡng trượt để nhận biết nguy cơ bị hãm cứng của bánh xe.
- Cung cấp tín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành thuỷ lực.
- Thực hiện chế độ kiểm tra, chẩn đoán, lưu giữ mã code những hư hỏng và chế độ an toàn.
a) Phần xử lý tín hiệu.
Trong phần này các tín hiệu được cung cấp đến bởi các cảm biến tốc độ bánh xe sẽ được biến đổi thành dạng thích hợp để sử dụng cho phần lôgic điều khiển.
b) Phần lôgíc điều khiển.
Dựa trên các tín hiệu vào, phần lôgíc tiến hành tính toán để xác định các thông số cơ bản như gia tốc của bánh xe, tốc độ chuẩn, ngưỡng trượt, gia tốc ngang.
Các tín hiệu ra từ phần lôgíc điều khiển các van điện từ trong bộ chấp hành thuỷ lực, làm thay đổi áp suất dầu cung cấp đến các cơ cấu phanh theo các chế độ tăng, giữ giảm áp suất.
c) Bộ phận an toàn.
Một mạch an toàn ghi nhận những trục trặc các tín hiệu trong hệ thống cũng như của bên ngoài có liên quan. Nó cũng can thiệp liên tục vào trong quá trình điều khiển của hệ thống. Khi có một lỗi được phát hiện thì hệ thống ABS được ngắt và được báo cho người lái thông qua đèn báo ABS được bật sáng.
4.1.3.2. Nguyên lý điều khiển bộ ABS-ECU
Khi phanh chậm, sự giảm tốc của xe thay đổi chậm và nhỏ thì hoạt động của hệ thống phanh là bình thường, hệ thống ABS không can thiệp. Khi phanh gấp hay phanh trên đường trơn, gia tốc chậm dần của bánh xe tăng nhanh, có hiện tượng bị hãm cứng ở các bánh xe, thì ABS sẽ đưa ra tín hiệu điều khiển giảm áp suất phanh để chống lại sự hãm cứng các bánh xe.
Ở cuối giai đoạn 1, sự giảm tốc của bánh xe bắt đầu thấp hơn ngưỡng đã chọn (-a). Lập tức các van điện trong bộ chấp hành ABS chuyển sang chế độ giữ áp suất. áp suất dầu trong các xy lanh phanh bánh xe chưa giảm ngay vì sự trễ trong quá trình điều khiển nên sự giảm tốc tiếp tục vượt qua ngưỡng (-a).
Ở cuối giai đoạn 2, tốc độ của bánh xe vR giảm xuống với ngưỡng l1. Van điện trong bộ phận chấp hành chuyển sang chế độ giảm áp, kết quả là áp suất phanh giảm cho đến khi bánh xe tăng tốc trở lại lên gần ngưỡng (-a).
Ở cuối giai đoạn 4, gia tốc của xe vượt qua ngưỡng giới hạn (+a), lập tức hộp ECU điều khiển van điện chuyển sang chế độ tăng áp trong giai đoạn 5.
Trong giai đoạn 6, áp suất phanh được giữ không đổi một lần nữa vì gia tốc bánh xe vẫn còn trên ngưỡng (+a). ở cuối giai đoạn này gia tốc của bánh xe xuống dưới ngưỡng (+a), điều này cho thấy các bánh xe đã đi vào vùng ổn định của đường cong đặc tính trượt, tức đã nằm trên ngưỡng trượt l1.
4.1.3.3. Thiết kế bộ điều khiển và lắp đặt lên xe.
Trong quá trình cải tiến thiết kế khâu khó nhất chính là phải chế tạo bộ biều khiển ABS - ECU. Trên thực tế bộ này là một hộp kín mang tính chất bản quyền của nhà sản xuất, được chế tạo lắp đặt liền cụm với bộ điều khiển thuỷ thuỷ lực được miêu tả như trên hình 4.19.
Bộ điều khiển sau khi thiết kế để đảm bảo an toàn cũng được đưa vào một hộp đen. Hộp đen có thể chế tạo hoặc tận dụng sẵn sau đó lắp đặt lên xe theo phương án như miêu tả trên hình 4.20.
4.2. Mô phỏng mô hình hệ thống phanh ABS.
4.2.1. Thiết kế mô phỏng tín hiệu đầu vào.
Thay cho cảm biến tốc độ thật, đề tài đã sử dụng một Encoder đo vận tốc chức năng tương đương được gắn trên các động cơ điện có thể mua trên thị trường. Encoder gồm một đĩa xẻ 100 rảnh như trên hình 4.21.
4.2.2. Thiết kế bộ điều khiển
ECU thiết kế bao gồm có hai mạch chính, đó là mạch điều khiển (hình 4.22) và mạch công suất. Để thiết kế các bảng mạch điện tử ta phải sử dụng phần mềm chuyên dùng thiết kế mạch điện tử OrCAD.
Trong mạch sử dụng một số linh kiện điện tử. Thành phần chính là Chíp điện tử AT mêga 8515L.
Loại IC ATmega 8535L của hãng ATmet là loại IC có 40 chân (hình 4.23). Thực chất IC ATmega 16 là một loại vi xử lý trong đó có cấu thành các bộ phận mà khi ta lập trình cho IC thì nó làm việc như một máy vi tính chuyên dùng. Trong IC có đầy đủ các phần như bộ xử lý tín hiệu vào, ra, bộ nhớ ROM, bộ xử lý lôgíc, các thanh ghi.
4.2.4. Thiết kế phần mềm kết nối giữa ECU và máy vi tính.
Để hiển thị được các thông số như tốc độ xe, bánh xe, gia tốc xe … ghi lại các trạng thái làm việc trên máy vi tính thì ta cần một phần mềm hiển thị.
Hiện nay có rất nhiều phần mềm có thể lập trình được kết nối giữa thiết bị và máy tính như Delphi, Visual Basic, C++, Pascal, …Trong đề tài này tác giả đã sử dụng phần mềm Vissual Basic 6 để lập trình giao diện, đây là một phần mềm kéo thả hướng đối tượng dễ học của hãng Microsoft, phù hợp với những người lập trình không chuyên.
Khi cần biết kết quả ta phải bấm vào nút “Kiểm tra” đễ xem, và cuối cùng là nút “Thoát” để thoát khỏi chương trình thí nghiệm. Toàn bộ các bước tiến hành lập trình và thiết kế giao diện của phần mền (code của chương trình) được trình bày tại phụ lục 2.
4.3. Mô phỏng hệ thống phanh ABS bằng Matlab Simulink.
Mô hình mô phỏng đã trình bày ở phần trên là mô hình tỉnh nên chất lượng, hiệu quả phanh sau cải tiến chưa thể đánh giá trên thực tế. Để đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh ABS, Đề tài đã sử dụng phần mềm Matlab Simulink trên cơ sở tham khảo bản Demo của thư viện mô phỏng về hệ thống chống bố cứng phanh ABS.
Mô đun mô phỏng về hệ thống chống bó cứng phanh được xây dựng từ các phần tử của thư viện Simulink trình bày trên hình 4.26.
Khi chạy chương trình mô phỏng trên Matlab ta thực hiện 3 lệnh :
+ Lệnh “data” : là lệnh gọi để nhập dữ liệu cho mô hình mô phỏng. Các lệnh trong File nhập liệu này đựoc lưu dưới dạng M_file.
+ Lệnh “phanh_abs” dùng để gọi Mô đun mô phỏng hệ thống ABS băng Simulink.
+ Lệnh “run” là lệnh chậy chương trình, Kết quả mô phỏng được thể hiện bằng đồ thị.
KẾT LUẬN
Qua một thời gian nghiên cứu, thực hiện được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn cùng tập thể các thầy giáo trong bộ môn Ôtô Quân sự - Khoa Động lực. Đề tài đã đạt được một số kết quả như sau:
- Đã nghiên cứu về về hệ thống phanh xe chỉ huy phân tích được các ưu nhược điểm. Nghiên cứu lý thuyết phanh, tính toán động lực học quá trình phanh xe chỉ huy để làm cơ sở đánh giá kết luận về chât lượng, hiệu quả quá trình phanh.
- Trên cơ sở nghiên cứu kết cấu và hiệu quả quá trình phanh xe chỉ huy đề xuất được một số phương án cải tiến mang tình khả thi.
- Đã phân tích lựa chọn tìm ra phương án cải tiến hệ thống phanh xe UAZ- 31512 cụ thể. Thiết kế được mô hình mô phỏng hoạt động bộ ABS - ECU.
Tuy nhiên, do thời gian và trình độ năng lực có hạn nên đề tài còn một số hạn chế sau đây:
- Chưa tiến hành phương án cải tiến được trên xe thật mà chỉ dừng lại ở ý tưởng định tính chưa có những tính toán cụ thể cho phương án.
- ECU mới được thiết kế ở dạng điều khiển cơ bản, chưa đầy đủ các tính năng như một ECU thực.
Hướng phát triển tiếp theo của đề tài
- Thiết kế hoàn thiện bộ điều khiển chống bó cứng ABS - ECU.
- Nghiên cứu và có những tính toán cụ thể cho phương án cải tiến hệ thống phanh xe chỉ huy theo hướng trang bị bộ ABS.
- Thử nghiệm
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Hữu Cẩn, Cơ sở khoa học và thành tựu mới về phanh ô tô, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2004.
2. Nguyễn Hoàng Hải, Lập trình matlab và ứng dụng, Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội 2001.
3. Nguyễn Phúc Hiểu - Vũ Đức Lập, Lý thuyết ôtô Quân sự (Giáo trình và Phụ lục giáo trình), Nhà xuất bản Quân đội Nhân dân, Hà Nội 2002.
4. Nguyễn Việt Hùng, Vẽ và thiết kế mạch in OrCAD, Nhà xuất bản Đà Nẵng, 2002.
5. Vũ Đức Lập, Hướng dẫn thiết kế môn học “Kết cấu tính toán ô tô Quân sự” (Tập V: Hệ thống phanh ), Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà nội 1998.
6. Vũ Đức Lập, Sổ tay tra cứu tính năng kỹ thuật ô tô, NXB Học viện Kỹ thuật Quân sự, năm 2005.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"