MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP...................................................................................................................................................................... II
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN....................................................................................................................................... IV
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN........................................................................................................................................... V
LỜI CẢM ƠN....................................................................................................................................................................................................VI
MỤC LỤC..........................................................................................................................................................................................................VII
TÓM TẮT ĐỀ TÀI.............................................................................................................................................................................................. X
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ.......................................................................................................................................................... XI
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU......................................................................................................................................... 1
1.1 Lý do lựa chọn đề tài.................................................................................................................................................................................... 1
1.2 Nội dung, nhiệm vụ của đề tài...................................................................................................................................................................... 2
1.3 Phạm vi và phương pháp nghiên cứu.......................................................................................................................................................... 3
1.3.1 Phạm vi nghiên cứu.................................................................................................................................................................................. 3
1.3.2 Phương pháp nghiên cứu......................................................................................................................................................................... 3
1.4 Mục tiêu của đề tài....................................................................................................................................................................................... 3
1.5 Lịch sử phát triển của cơ cấu ABS............................................................................................................................................................... 4
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÍ THUYẾT CỦA HỆ THỐNG PHANH THƯỜNG VÀ PHANH CHỐNG TRƯỢT ABS...................................................6
2.1 Cơ sở lí thuyết về phanh............................................................................................................................................................................... 6
2.1.1 Lực và mô men tác động lên xe trong trong mặt phẳng dọc...................................................................................................................... 6
2.2 Cơ sở lí thuyết về điều hòa lực phanh và hệ thống chống bó cứng phanh ABS......................................................................................... 17
2.2.1 Điều hòa lực phanh................................................................................................................................................................................... 17
2.2.2 Đặc tính của ma sát.................................................................................................................................................................................. 19
2.2.3 Hệ số trượt và hệ số bám......................................................................................................................................................................... 20
2.2.4. Tác hại của trượt lết................................................................................................................................................................................. 23
2.2.5 Nguyên lý điều chỉnh................................................................................................................................................................................. 23
CHƯƠNG III: ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHANH CHỐNG HÃM CỨNG (ABS) TRÊN ÔTÔ...27
3.1. Các bộ phận cơ bản của phanh ABS.......................................................................................................................................................... 27
3.2. Cụm điều khiển điện tử............................................................................................................................................................................... 29
3.3. Hệ thống cảm biến...................................................................................................................................................................................... 31
3.3.1. Cảm biến tốc độ bánh xe......................................................................................................................................................................... 31
3.3.2. Vị trí các cảm biến tốc độ trên xe ôtô...................................................................................................................................................... 33
3.4. Cảm biến gia tốc........................................................................................................................................................................................ 35
3.4.1 Nguyên lý làm việc của cảm biến gia tốc................................................................................................................................................. 36
3.4.2 Sơ đồ mạch điện...................................................................................................................................................................................... 36
3.5 Cảm biến trọng lực (g).................................................................................................................................................................................37
3.5.1 Đặc đặc điểm cấu tạo.............................................................................................................................................................................. 38
3.5.2 Nguyên lý hoạt động.................................................................................................................................................................................38
3.5.3 Sơ Đồ Mạch Điện.....................................................................................................................................................................................39
3.6 Bộ điều khiển thủy lực HCU........................................................................................................................................................................39
3.7 Van điện.......................................................................................................................................................................................................40
3.7.1 Sơ đồ mạch điện điều khiển của van điện ba vị trí.................................................................................................................................. 42
3.7.2 Nguyên lý hoạt động của van điện hai vị trí............................................................................................................................................. 42
3.8 Bơm điện ABS............................................................................................................................................................................................ 45
3.8.1 Đặc điểm cấu tạo bơm điện ABS............................................................................................................................................................ 45
3.8.2 Nguyên lý làm việc.................................................................................................................................................................................. 45
3.8.3 Sơ đồ mạch điện điều khiển của bơm.................................................................................................................................................... 46
3.9. Nguyên tắc bố trí chung các hệ thống chống hãm cứng trên ôtô............................................................................................................. 46
1. Cảm biến bánh xe........................................................................................................................................................................................ 48
2. Cơ cấu phanh.............................................................................................................................................................................................. 48
3. Bộ ổn định điện áp....................................................................................................................................................................................... 48
4. Bộ điều khiển thuỷ lực................................................................................................................................................................................. 48
5. Xi lanh chính 6. ECU................................................................................................................................................................................... 48
3.10 Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh chống hãm cứng ABS.......................................................................................................... 48
3.11 Các trạng thái làm việc của ABS.............................................................................................................................................................. 49
3.11.1 Trạng thái phanh thường...................................................................................................................................................................... 49
3.11.2 Trạng thái giảm áp lực phanh............................................................................................................................................................... 50
3.11.3. Trạng thái giữ áp lực phanh................................................................................................................................................................. 51
3.11.4. Trạng thái tăng áp lực phanh............................................................................................................................................................... 51
3.12 Ưu-khuyết điểm của hệ thống phanh ABS............................................................................................................................................. 52
CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN..............................................................................53
4.1 Chọn loại xe............................................................................................................................................................................................... 53
4.2 Các bước tiến hành................................................................................................................................................................................... 54
4.3 Đánh giá kết quả....................................................................................................................................................................................... 73
CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ BÀI HỌC KINH NGHIỆM................................................................................................................................. 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................................................................................................... 79
LỜI CẢM ƠN
Mới ngày nào chúng em còn cầm trên tay đơn trúng tuyển vào Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh. Thời gian trôi qua nay cũng bốn năm, dần giúp chúng em trưởng thành hơn, thích nghi hơn với cuộc sống nơi phố thị. Vinh dự lớn khi mang trên vai là sinh viên trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật đó không chỉ là niềm tự hào cho chúng em và gia đình mà đi song song đó là cơ hội và áp lực khi được đào đạo trong ngôi trường “top” về kỹ thuật tại Sài Gòn. Bất cứ trải nghiệm nào mới cũng có khó khăn. Đặc biệt là sinh viên tỉnh lẻ như chúng em bước chân lên nơi Sài Gòn hoa lệ. Nhờ có các Thầy và các Cô luôn đồng hành và cho chúng em nhiều lời khuyên bổ ích về học tập và đời sống. Là sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô chúng em rất tự hào khi là một trong những ngành có điểm tuyển sinh cao nhất trường. Không chỉ điểm cao, ở đây chúng em còn được tiếp cận với các phương pháp dạy và học tiên tiến. Cơ sở vật chất cũng rất chất lượng là một điểm cộng rất lớn. Đại học Sư phạm Kỹ thuật đã mang lại cho chúng em rất nhiều kỹ niệm và cả lòng biết ơn của chúng em đến với trường.
Đầu tiên, nhóm chúng em xin cảm ơn đến trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật nói chung và khoa Đào tạo Chất lượng cao nói riêng và toàn thể cán bộ, thầy cô, nhân viên của trường đã tạo cơ hội tốt nhất để chúng em có thể hòa nhập và phát triển tốt nhất trong một môi trường mới và đầy thách thức.
Thứ hai, nhóm em xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến với thầy: Ths……………... Nhóm em và thầy đã có duyên học tập và làm việc với nhau rất nhiều. Thầy đã giúp nhóm chúng em cải thiện được các điểm yếu và luôn luôn khích lệ tinh thần nhóm em để có thể hoàn thành tốt công việc được giao. Sau này có ra đường đời chúng em rất khó tìm ra một người thầy tâm huyết và tận tâm với sinh viên như là thầy Lân. Gặp được thầy là một may mắn rất lớn đối với nhóm em và các bạn sinh viên. Nhóm em vô cùng biết ơn thầy và chúc thầy nhiều sức khỏe,thành công trong công việc sau này.
Sau cùng, nhóm xin gửi lời cảm ơn đến tập thể các Giảng viên, Cán bộ Viên chức của khoa Đào tạo Chất lượng cao nói riêng và của toàn thể nhà trường nói chung đã giúp sinh viên chúng em không chỉ về kiến thức học tập mà còn cả thái độ và kỹ năng sống. Ngoài ra, cảm ơn các nhà tài trợ đã hỗ trợ học bổng cho sinh viên và đầu tư cơ sở vật chất cho Nhà trường.
Trong quá trình làm đồ án nhóm chúng em có nhiều thiếu sót và cũng không đáp ứng được đủ các tiêu chí mà mục tiêu đồ án đề ra. Nhóm chúng em đã cố gắn hết sức với tất cả tâm huyết cho bài báo cáo đồ án tốt nghiệp trong đời sinh viên. Quá trình làm và báo cáo nhóm em khó tránh khỏi được những sai lầm và thiếu sót. Mong quý thầy, cô có những nhận xét nhẹ nhàn với nhóm em.
TP, Hồ chí minh, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
Sinh viên 1: …………….
Sinh viên 2: ……………..
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Lý do lựa chọn đề tài
Nền công nghiệp ô tô đang ngày càng phát triển mạnh, số lượng ô tô tăng nhanh, mật độ lưu thông trên đường ngày càng lớn. Các xe ngày càng được thiết kế với công suất cao hơn, tốc độ chuyển động nhanh hơn thì yêu cầu đặt ra với cơ cấu phanh cũng càng cao và nghiêm ngặt hơn. Một ô tô có cơ cấu phanh tốt, có độ tin cậy cao thì mới có khả năng phát huy hết công suất, xe mới có khả năng chạy ở tốc độ cao, tăng tính kinh tế nhiên liệu, tính an toàn và hiệu quả vận chuyển của ô tô 10% số vụ tai nạn xảy ra trong trường hợp cần dừng khẩn cấp, tài xế đạp phanh mạnh đột ngột làm xe bị rê bánh và trượt đi, dẫn đến mất lái.
Do tầm quan trọng của hệ thống phanh trên ô tô về sự an toàn giao thông trong quá trình hoạt động mà việc nghiên cứu để nâng cao kỹ thuật xử lí cho hệ thống phanh mà nhà trường đã giao cho em tìm hiểu về hệ thống phanh ABS.
1.2 Nội dung, nhiệm vụ của đề tài
* Nhiệm vụ nghiên cứu:
Nghiên cứu quá trình điều khiển của hệ thống chống bó cứng bánh xe (ABS) trên xe RANGER WILDTRAK 2018.
Mô phỏng và diễn tả quá trình làm việc của hệ thống chống bó cứng bánh xe bằng phần mềm mô phỏng Carsim, từ đó phân tích yếu tố như: vận tốc chuyển động của xe, hệ số bám bánh xe với mặt đường đến quá trình phanh ôtô
Đánh giá kết quả mô phỏng các chế độ làm việc điển hình
Nội dung nghiên cứu:
- Phân tích làm rõ quá trình chống bó cứng bánh xe và thông số đánh giá, từ đó phân tích hệ số bám của bánh xe với mặt đường và ảnh hưởng của nó đến quá trình phanh ôtô
- Trình bày quá trình điều khiển và mô tả các phần tử chính của hệ thống phanh chống bó cứng bánh xe (ABS).
- Xây dựng mô hình mô phỏng hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS và tiến hành mô phỏng quá trình làm việc ở một số chế độ làm việc điển hình
- Phân tích kết quả mô phỏng.
Đôi tượng: Loại xe bán tải RANGER WILDTRAK 2018.
1.3 Phạm vi và phương pháp nghiên cứu
1.3.1 Phạm vi nghiên cứu.
Do giới hạn về thời gian và kinh phí, nên phạm vi nghiên cứu của đề tài được giới hạn ở hệ thống phanh thuỷ lực có trang bị cơ cấu ABS trên xe đu lịch, đây là cơ cấu phanh điển hình được trang bị cơ cấu ABS nhiều trên các xe hiện nay.
1.3.2 Phương pháp nghiên cứu
Với mục tiêu là “mô phỏng cơ cấu phanh ABS bằng Carsim” để phục vụ công tác nghiên cứu và giảng dạy, nên phương pháp nghiên cứu chính ở đây là phương pháp tham khảo tài liệu kết hợp với phương pháp thực nghiệm, phù hợp với nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài.
1.5 Lịch sử phát triển của cơ cấu ABS.
Với sự hiểu biết đơn giản và kinh nghiệm, tránh hiện tượng các bánh xe bị hãm cứng trong quá trình phanh khi lái xe trên đường trơn trượt, người lái xe đạp phanh bằng cách nhấn liên tục lên bàn đạp phanh để duy trì lực bám ngăn không cho bánh xe bị trượt lết và đồng thời có thể điều khiển được hướng chuyển động của xe. Về cơ bản chức năng của cơ cấu phanh ABS cũng giống như vậy nhưng hiệu quả, độ chính xác và an toàn cao hơn.
Cơ cấu ABS kết hợp với cơ cấu phân phối lực phanh bằng điện tử EBD (Electronic Break force Distribution) nhằm phân phối áp suất dầu phanh đến các bánh xe phù hợp với các chế độ tải trọng và các chế độ chạy của xe.
Các công ty như AISIN, DENCO, BENDI là những công ty đi đầu trong việc nghiên cứu, cải tiến và chế tạo các cơ cấu ABS và cung cấp cho các công ty sản xuất ô tô trên toàn thế giới.
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÍ THUYẾT CỦA HỆ THỐNG PHANH THƯỜNG VÀ PHANH CHỐNG TRƯỢT ABS
2.1 Cơ sở lí thuyết về phanh
2.1.1 Lực và mô men tác động lên xe trong trong mặt phẳng dọc
2.1.1.1 Lực phanh sinh ra ở bánh xe
Khi người lái tác dụng vào bàn đạp phanh thì ở cơ cấu phanh sẽ tạo ra mô men ma sát còn gọi là mô men phanh MP nhằm hãm bánh xe lại. Lúc đó ở bánh xe xuất hiện phản lực tiếp tuyến Pp
- Chiều Pp ngược chiều chuyển động
- Phương song song với mạt phẳng nằm ngang
- Điểm đặt tại tâm diện tích tiếp xúc giữa lốp và đường
2.1.1.2 Điều kiện đảm bảo sự phanh tối ưu.
Giả sử ôtô chuyển động với vận tốc v1, khi phanh thì v1 giảm dần và gia tốc j<0. Lúc này các lực tác dụng lên ôtô (hình 2.2)
Ta có:
+ G: Trọng lượng ôtô đặt tại trọng tâm của xe
+ Z1, Z2: Các phản lực thẳng góc của bánh xe trước và sau
+ P f1, P f2: Lực cản lăn của bánh trước và sau P P1, P P2: Lực phanh sinh ra ở bánh trước và sau
+ P j: Lực quán tính
+ Pω: Lực cản không khí
+ L: Chiều dài cơ sở của xe
Khi phanh thì lực cản không khí Pω và lực cản lăn Pf1 và Pf2 không đáng kể, có thể bỏ qua. Sự bỏ qua này chỉ gây sai số khoảng 1,5 ÷ 2%
* Nhận xét: Sự phanh có hiệu quả nhất là khi lực phanh sinh ra ở các bánh xe tỷ lệ thuận với tải trọng tác dụng lên chúng, mà tải trọng tác dụng lên các bánh xe trong quá trình phanh lại thay đổi do có lực quán tính Pj tác dụng.
2.1.1.3 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của quá trình phanh.
Để đánh giá chất lượng của quá trình phanh ta phải xét đến các yếu tố sau:
- Gia tốc chậm dần khi phanh
- Thời gian phanh
- Quãng đường phanh
- Lực phanh và lực phanh riêng
* Gia tốc chậm dần khi phanh:
Gia tốc chậm dần đều khi phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng phanh. Khi phân tích các lực tác dụng lên ôtô, có thể viết phương trình cân bằng lực kéo khi phanh ôtô như sau:
Pj = Pp ± Pf + Pω η+ P ± Pi
Nhận xét: Để tăng gia tốc chậm dần khi phanh cần phải giảm hệ số δi. Vì vậy khi phanh đột ngột người lái cần tắt ly hợp để tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực lức đó δi sẽ giảm jPmax tăng. Gia tốc chậm dần cực đại khi phanh còn phụ thuộc vào hệ số bám ϕ của lốp với mặt đường (mà giá trị của hệ số bám lớn nhất 
max = 0,75÷0,8 trên đường nhựa tốt).
* Quãng đường phanh:
Quãng đường phanh là chỉ tiêu quan trọng, thực tế nhất để đánh giá chất lượng phanh của ôtô. So với các chỉ tiêu khác thì quãng đường phanh là chỉ tiêu mà người lái xe có thể nhận thức được một cách trực quan, dễ dàng tạo điều kiện cho người lái xe xử trí tốt trong khi phanh ôtô trên đường.
Từ biểu thức trên ta thấy quãng đường phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào:
- Vận tốc chuyển động của ôtô lúc bắt đầu phanh v1
- Hệ số bám.
- Hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng quay δ1
Muốn giảm quãng đường phanh thì ta cần phải giảm δ1. Vì vậy nếu người lái cắt ly hợp trước khi phanh thì quãng đường phanh sẽ ngắn hơn. Ta thấy ở biểu thức trên Smin phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên bánh xe. Do vậy Smin phụ thuộc vào trọng lượng toàn bộ của ôtô G
2.2 Cơ sở lí thuyết về điều hòa lực phanh và hệ thống chống bó cứng phanh ABS
2.2.1 Điều hòa lực phanh
Muốn đảm bảo phanh có hiệu quả nhất thì lực phanh sinh ra ở các bánh xe trước
Đối với ôtô hiện nay thường dùng dẫn động thủy lực hoặc khí nén quan hệ giữa mômen phanh sinh ra ở bánh xe và áp suất trong dẫn động phanh biểu thị như sau:
M p1 =k1.P 1dd (2.29)
M p2 =k2.P2dd (2.30)
P1dd, P2dd: Là áp suất trong dẫn động phanh của cơ cấu phanh trước và cơ cấu phanh sau
k1, k2: Là hệ số tỷ lệ tương ứng với phanh trước và phanh sau.
2.2.2 Đặc tính của ma sát
Ma sát là sự cản trở chuyển động của hai vật tiếp xúc với nhau. Nếu thay đổi tuỳ thuộc vào lực tác dụng làm mặt trượt, độ phẳng của các bề mặt tiếp xúc và vật liệu các bề mặt tiếp xúc.
2.2.3 Hệ số trượt và hệ số bám
Trong tính toán động lực học của quá trình phanh ôtô thường sử dụng giá trị hệ số bám cho trong các bảng. Hệ số bám này được xác định bằng thực nghiệm bánh xe đang chuyển động bị hãm cứng hoàn toàn, nghĩa là khi bánh xe bị trượt lê 100%.
Hệ thống phanh ABS dựa vào nguyên lý điều chỉnh sau:
- Gia tốc chậm dần của bánh xe được phanh
- Giá trị độ trượt cho trước
- Giá trị của tỷ số vận tốc góc của bánh xe với gia tốc chậm dần của nó mà hệ thống chống hãm cứng ra đời, đảm bảo hiệu quả phanh cao và điều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh sao cho độ trượt của bánh xe với mặt đường thay đổi quanh giá trị λ0 trong giới hạn hẹp.
2.2.5 Nguyên lý điều chỉnh
Để khắc phục hiện tượng trượt lết bánh xe khi phanh nhằm làm tăng tính hiệu quả và ổn định của quá trình phanh, trên ôtô hiện đại thường lắp hệ thống chống hãm cứng bánh xe gọi tắt là ABS (anti-lock brake system). Mục đích của hệ thống này là chống hãm cứng bánh xe trong quá trình phanh, mặt khác còn luôn tạo việc duy trì độ trượt của các bánh xe nằm trong giới hạn tối ưu để tận dụng được khả năng bám cao nhất.
CHƯƠNG III: ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHANH
CHỐNG HÃM CỨNG (ABS) TRÊN ÔTÔ
3.1. Các bộ phận cơ bản của phanh ABS
Hệ thống ABS ngày nay bố trí trên xe rất đa dạng, mỗi hãng xe đều có cách thiết kế riêng. Chính vì vậy mà mỗi loại xe có cách bố trí và cấu tạo hệ thống ABS cũng rất khác nhau. Các cụm chính của hệ thống phanh ABS gồm có: Bàn đạp phanh, bộ cường hoá lực phanh, xi-lanh chính, cơ cấu phanh ở bánh xe… Đó là các cụm giống như hệ thống phanh chung. Ngoài ra còn có thêm
• Hệ thống các cảm biến (sensor): nhận tín hiệu gởi về ECU, từ đó ECU có thông tin để điều khiển quá trình chống hãm cứng. Thông thường trên xe có trang bị một số loại cảm biến sau:
- Cảm biến tốc độ bánh xe (wheel speed sensor).
- Cảm biến gia tốc khi phanh (acceleration sensor ).
- Cảm biến trọng lực G (force sensor).
- Cảm biến hành trình pedal phanh (brake pedal travel switch).
- Cảm biến mức dầu (fuild level switch ).
3.2. Cụm điều khiển điện tử
Cụm điều khiển được xem như “bộ não“ của hệ thống phanh ABS tự động điều chỉnh với độ chính xác cao. Nhiệm vụ của ECU nhận biết tình trạng làm việc của của xe từ các cảm biến cung cấp căn cứ vào đó mà tính toán khả năng hãm cứng của bánh xe khi phanh. Từ các thông số tính toán được, ECU so sánh với các thông số có sẵn do nhà chế tạo định trước ở bên trong ECU. Sau cùng ECU quyết định tính năng làm việc của cả hệ thống.
Qua kết quả nhận được ECU tiến hành lựa chọn:
- Nếu phanh thường thì bánh xe không có khả năng chống hãm cứng nên hệ thống chống hãm cứng bị ngắt.
- Nếu bánh xe có khả năng bị hãm cứng bộ vi xử lý chính tiến hành phân tích so sánh với các ngưỡng giá trị cài sẵn trong bộ nhớ của ECU rồi đưa ra quyết định và chuyển đến bộ phận phân tích, bộ phận phân tích đưa tín hiệu đến các bộ phận thi hành chức năng chống hãm cứng như van điện và bơm ABS để thực hiện chức năng chống hãm cứng.
3.3. Hệ thống cảm biến
3.3.1. Cảm biến tốc độ bánh xe
Như ta đã biết trên ôtô hiện đại ngày nay một số xe có hê thống phanh ABS được trang bị nhiều cảm biến với chức năng khác nhau nhằm tăng thêm chất lượng của quá trình phanh nhưng cảm biến tốc độ bánh xe là không thể thiếu trong hệ thống phanh ABS.
Cảm biến tốc độ bánh xe có nhiệm vụ nhận biết sự thay đổi của tốc độ bánh xe và gởi tín hiệu về ECU, từ đó ECU nhận biết, xử lý thông tin và điều khiển các bộ phận chống hãm cứng bánh xe.
3.3.2. Vị trí các cảm biến tốc độ trên xe ôtô
3.3.2.1 Đặc điểm cấu tạo của cảm biến tốc độ bánh xe
* Vị Trí Tương Quan Giữa Cảm Biến Và Vòng Răng
- Lắp đặt theo vị trí chu vi, trục hướng tâm bánh răng
- Lắp đặt theo vị trí trục song song, đầu cảm biến đối diện với niềng răng
3.4. Cảm biến gia tốc
Cảm biến gia tốc được trang bị trên một số xe và không nhất thiết phải có nhưng với sự trợ giúp của cảm Cảm biến gia tốc kiểu cảm biến quang bao gồm các phần sau:
- Vỏ hộp cảm biến
- Phần động của cảm biến: là một phần đĩa tròn có xẽ rãnh và xoay quanh một trục
- Phần tĩnh gồm hai cặp đi-ôt phát quang (LED) và photo-transistor. đi-ôt phát quang và photo transistor được bố trí đối diện nhau qua đĩa
3.5 Cảm biến trọng lực (g)
Cảm biến trọng lực G được sử dụng trong hệ thống ABS của một số xe. Dùng nhận biết sự phân bố trọng lực lên các bánh xe bên trái hay bên phải khi quay vòng. Đặc biệt là lúc vừa phanh vừa quay vòng, nhờ cảm biến này giúp ôtô ổn định quay vòng khi phanh.
3.5.1 Đặc đặc điểm cấu tạo
Đặc điểm cấu tạo của cảm biến trọng lực(G) gồm: 1. Vỏ hộp cảm biến; 2. Cuộn dây sơ cấp (nhận dòng điện 12 V); 3. Cuộn dây thứ cấp : có hai cuộn quấn ngược chiều nhau ; 4. Lõi (chuyển động qua lại làm thay đổi điện áp tại các cuộn dây thứ cấp ; 5. dung dịch silicon (lõi chuyển động trong môi trường dung dịch này
3.5.2 Nguyên lý hoạt động
Cuộn dây sơ cấp nhận nguồn điện từ ác-quy, làm phát sinh ra từ trường xung quanh lõi cảm biến, từ trường này làm phát sinh điện áp trong một hoặc hai cuộn thứ cấp và dòng điện từ cuộn thứ cấp được truyền tới ECU. Do hai cuộn thứ cấp đặt ngược chiều nhau làm cho lõi cảm biến dịch qua trái hay qua phải làm cho điện áp trong cuộn dây thứ cấp thay đổi. ECU đo điện áp này để biết được vị trí của lõi cảm biến và mức độ phân bố trọng lực lên các bánh xe khi quay vòng.
3.6 Bộ điều khiển thủy lực HCU
Bộ điều khiển thuỷ lực (HCU) thực hiện nhiệm vụ chống trượt khi nhận được tín hiệu điều khiển từ ECU gởi đến. HCU làm thay đổi áp lực phanh đến các xi-lanh bánh xe bằng cách đóng mở các van điện và hoạt động của bơm ABS.
3.7 Van điện
Trong hệ thống phanh chống hãm cứng thông thường được trang bị hai loại van điện:
- Van điện hai vị trí (2- positsion solenoid valve) điều khiển áp lực phanh từ xi-lanh chính đến xi-lanh bánh xe chỉ tăng hoặc giảm mà thôi.
- Van điện ba vị trí (3-position solenoid valve) điều khiển áp lực phanh từ xi lanh chính đến xi-lanh bánh xe ngoài tăng và giảm còn có thêm trường hợp áp lực phanh trong các xi-lanh con không đổi. Về mặt cấu tạo thì van điện hai vị trí và van điện ba vị trí không có gì khác nhau chúng bao gồm các bộ phận chính sau:
- Cuộn dây: dùng tạo ra lực từ đóng mở các van dầu khi nhận được sự điều khiển của ECU.
3.7.1 Sơ đồ mạch điện điều khiển của van điện ba vị trí
ECU điều khiển van điện qua rơ-le bằng cách đóng hoặc ngắt nguồn điện 12V đến cuộn dây rơ-le qua các cọc SR và R của ECU. Khi rơ-le đóng thì điện nguồn từ ac-quy tới cuộn dây van điện và được ECU điều khiển dòng qua rơ-le bằng cách mở transistor một phần (dòng qua cuộn dây là 2A) hoặc toàn phần (dòng qua cuộn dây là 5A ).
3.7.2 Nguyên lý hoạt động của van điện hai vị trí
Các vị trí van điện:
* Vị trí 1
ECU không cung cấp dòng cho cuộn dây nên lò xo mở
* Vị trí 2
ECU cung cấp dòng cho cuộn dây nên tạo ra lực từ ép lò xo lại làm đóng van dầu tới ( cổng A ) và mở van dầu về (cổng B).
Tuy nhiên để điều khiển khả năng chống hãm cứng tốt hơn thì van điện hai vị trí kết hợp với một van điện phụ hoặc một van tăng áp lực được điều khiển từ ECU.
* Vị trí 3
Là vị trí mà áp lực dầu trong xi-lanh bánh xe không đổi. ECU cung cấp dòng khoảng 2A đến cuộn dây, lực từ sinh ra chỉ vừa đủ để hút ống thép đi một ít đủ để đóng van dầu tới (cổng A) và van dầu về (cổng B) cũng đóng. Chính vì vậy mà áp lực phanh trong xi-lanh bánh xe giữ nguyên không đổi.
3.8 Bơm điện ABS
Bơm điện được trang bị trên hệ thống phanh ABS bằng cách đẩy dầu từ Bơm điện được trang bị trên hệ thống phanh ABS bằng cách đẩy dầu từ xi-lanh bánh xe hồi về xi-lanh chính khi giảm áp lực phanh mặc khác làm tăng áp lực dầu ở xi-lanh chính, thuận lợi cho việc tăng áp lực phanh của hệ thống nhất là khi người tài xế đạp mạnh pedal.
3.9. Nguyên tắc bố trí chung các hệ thống chống hãm cứng trên ôtô
Hệ thống chống hãm cứng của mỗi loại xe tuy khác nhau nhưng cách bố trí thông thường theo hai nguyên tắc sau:
- Van điều chỉnh bố trí thành một khối, sử dụng ba cảm biến tốc độ bánh xe
- Van điều chỉnh bố trí thành một khối, sử dụng bốn cảm biến tốc độ bánh xe ngoài ra còn bố trí thêm cảm biến gia tốc chậm dần (cảm biến trọng lực G) chính vì vậy m loại ny có tính ổn định khi phanh cao hơn.
3.11 Các trạng thái làm việc của ABS
ABS trong hệ thống phanh thuỷ lực là một bộ tự điều chỉnh áp suất dầu đưa vào xi-lanh bánh xe sao cho phù hợp với chế độ lăn bánh của bánh xe nhằm hạn chế hoàn toàn khả năng trượt lết của bánh xe khi phanh.Van điện là một trong những bộ phận quan trọng thực hiện các trạng thái phanh một cách tốt nhất. Tuỳ theo loại van điện sử dụng trong hệ thống phanh mà hệ thống ABS làm việc với nhiều trạng thái khác nhau.
3.8. Ưu-khuyết điểm của hệ thống phanh ABS
Tốc độ bánh xe và tốc độ xe gần như nhau, khi tốc độ bánh xe trở về không cũng là lúc xe dừng lại coi như bánh xe không bị bó cứng và trượt trên mặt đường nửa. Khi phanh đột ngột, áp lực phanh cực đại nếu bánh xe nào giảm tốc độ quá nhanh thì áp lực dầu sẽ được giảm xuống để bánh xe không bị hãm cứng , sau đó thì bánh xe tăng tốc trở lại do lực phanh giảm. ABS lại tác động làm tăng và giữ áp lực dầu sao cho tốc độ bánh xe và tốc độ xe tương ứng với nhau cho đến lúc dừng hẳn.
CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN
4.1 Chọn loại xe
Nghiên cứu về hệ thống phanh abs trên xe pickup truck, sự khác biệt giữa xe có hệ thống ABS và không ABS. Ưu nhược điểm của hệ thống ABS trên RANGER WILDTRAK 2018.
4.2 Các bước tiến hành
* Bước 1: Chọn thông số xe
Thông số xe: RANGER WILDTRAK 3.2L 4X4 AT 2018
* Bước 2: Tiến hành thí nghiệm kiểm tra bằng phần mềm mô phỏng Carsim
3. Ứng dụng phần mềm Carsim:
- B1: Tải và cài đặt phần mềm Carsim (Phiên bản đang sử dụng
- B2: Sau khi cài đặt xong mở phần mềm Carsim
- B3: Sau khi mở phần mềm, ta tiến hành thiết lập để mô phỏng
Để tạo dữ liệu mới vào FileàNew Dataset (Ctrl+N)
+ Có thể thay đổi tên loại (category) và tên file (Title). Sau khi đặt tên xong chọn Set để lưu thiết lập.
Để tiến hành thay đổi ta mở khóa bằng cách tích vào biểu tượng góc trái trên cùng của màn hình.
Nhóm đã tiến hành thay đổi các thông số để phù hợp với thực tế
+ Chiều dài, chiều cao của xe, chiều cao trọng tâm, trọng lượng xe.
Chú ý: Có thể bật tắt ABS bằng cách tích vào Pickup, Full Size w/ABSàABS disabled
Sau khi thiết lập được loại xe phù hợp ta tiến hành thiết lập điều kiện để mô phỏng bao gồm địa hình, thời gian phanh, lực phanh, chướng ngại vật,…
+ Để thiết lập ta chọn Procedureà chọn một thiết lập có sẵn ( nhóm đang chọn Split Mu from 65km/h)
+ Để thay đổi thời gian mô phỏng cũng như quãng đường bắt đầu ta vào mục Start and Stop conditions.
+ Thiết lập tránh vật cản: ta chon theo các bước như trên hình.
Khi xong ta ấn lưu để hoàn thành.
+ Chọn loại địa hình và chèn vật cản
+ Để thay đổi độ cong của đường ta tích chọn Geometry àAlt 3 Road from FHWA
+ Chúng ta có thể thay đổi vị trí kích thước của chướng ngại vật trên đường.
Khi thay đổi cần ấn vào biểu tượng refresh ở góc phải trên cùng của màn hình để cập nhật vị trí trên địa hình.
+ Xem trước bằng tùy chọn View in WinEP.
+ Khi xong ấn lưu để hoàn thành.
Ta trở về màn hình chính ấn back để quay lại
+ Để suất biểu đồ phân tích lực chọn plot
4.3 Đánh giá kết quả
Ở đây chúng ta so sánh 2 xe ở 2 trường hợp:
* Trường hợp 1: Xe đi ở dải tốc độ cao lực phanh lớn ở 2 cung đường, đường cong và đường thẳng và đều có vật cản.
* Trường hợp 2: Xe đi ở dải tốc độ thấp lực phanh nhỏ ở cung đường thẳng có vật cản.
Với trường hợp 1 khi đi ở dải tốc độ cao và lực phanh lớn thì ta có thể nhìn thấy được sự khác biệt giữa 2 xe có ABS và không ABS.
Xe có ABS góc đánh lái khi vào cua vẫn giữ được trạng thái ổn định, còn xe không có ABS thì bị mất lái văng ra khỏi đường.
CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ BÀI HỌC KINH NGHIỆM
Hiểu rõ về hệ thống phanh ABS:
* Cấu tạo:
ECU bộ điều khiển thủy lực, bộ điều khiển chống bó cứng phanh, đèn cảnh báo ABS, bộ cảm biến bánh trước và bộ cảm biến bánh sau xe ô tô, thiết bị điều áp… Có nhiều loại hệ thống phanh ABS như hệ thống phanh ABS khí nén, hệ thống phanh ABS thủy lực…
* Nguyên lí hoạt động:
Hệ thống chống bó cứng phanh ABS hoạt động theo nguyên tắc xử lý các thông tin từ cảm biến trước và sau của bánh xe để đưa ra lệnh đóng hoặc mở van dầu. Khi người lái xe đạp mạnh vào chân phanh, dầu thắng sẽ được đẩy đến các bộ phận phanh trong mỗi bánh xe. ECU thu thập, xử lý thông tin từ các cảm biến và khi nhận biết dấu hiệu có bánh xe sắp bị khóa cứng, van sẽ đóng không cấp dầu thắng đến nữa. Sau đó dầu phanh sẽ được bơm lại nhằm giữ cho xe vẫn tiếp tục lăn bánh trong quá trình giảm tốc chậm từ từ, bánh xe không bị bó cứng.
* Tác dụng:
Người lái xe làm chủ được tay lái, phanh xe không bị bó cứng sẽ giúp cho xe ô tô tránh những tình huống nguy hiểm như lật xe, chệch tay lái khỏi làn đường đang đi đổi hướng va chạm với những phương tiện khác… Nhất là trong trường hợp mặt đường kém ma sát, mức độ khóa cứng bánh xe tăng lên 4 bánh thì nguy hiểm sẽ càng tăng cao.
* Ưu điểm và nhược điểm:
Tuy nhiên, ưu điểm cũng chính là nhược điểm của hệ thống chống bó cứng phanh ABS đó là việc hệ thống phanh làm nhiệm vụ hỗ trợ cho người lái xe sẽ dẫn đến lơ là, mất cảnh giác và phụ thuộc vào tính năng an toàn chủ động này.
* Giải thích được các hiện tượng của hai xe có cài ABS và không cài ABS:
Trong những tình huống gặp phải chướng ngại vật cẩn chuyển hướng hay dừng khẩn cấp để tránh xảy ra va chạm nhiều lái xe lựa chọn đạp phanh, hoặc đánh lái nhằm tránh chướng ngại vật. Tuy nhiên, nếu phanh quá gấp dễ xảy ra hiện tượng bó cứng phanh, trượt bánh và mất lái.
Khi xe của bạn được trang bị ABS hay còn gọi là hệ thống chống bó cứng phanh thì việc phanh xe gấp được hỗ trợ khi xe sẽ không gặp phải hiện tượng bó cứng phanh, trượt bánh dẫn đến mất lái. Phanh xe khi có hệ thống ABS giúp lái xe không bị phân tâm và tập trung để xử lý tình huống khi phanh gấp.
Từ biểu đồ có thể chỉ ra được sự khác nhau giữa xe có ABS và ABS và giải thích được tại sao lại có sự khác nhau như vậy.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] . Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng (2004) “Lý Thuyết Ôtô Máy Kéo” Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật
[2] . “CarSim Quick Start” Tài liệu sử dụng phần mềm carsim
[3] . Lê Văn Anh, Nguyễn Thanh Quang, Phạm Văn Thoan, Trần Phúc Hòa (2017) “Giáo trình lý thuyết ô tô” Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật
[4] . Nguyễn Oanh (2002) “Kỹ thuật sửa chữa ôtô và động cơ nổ hiện đại tập 4 - Khung gầm bệ ôtô” Nhà xuất bản Đồng Nai
[5] . Nguyễn Khắc Trai (1996) “Cấu tạo gầm xe con” Nhà xuất bản Giao thông vận tải
[6] . Nguyễn Thành Trí, Châu Ngọc Thạch (2002) “Hệ thống thắng trên ôtô” Nhà xuất bản Trẻ
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"