Tải bản đầy đủ (.pdf) (146 trang)

thiết kế chế tạo mô hình hệ thống phanh khẩn cấp phục vụ giảng dạy

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (14.87 MB, 146 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH</b>

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT </b>

<b>THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG PHANH KHẨN CẤP PHỤC VỤ GIẢNG DẠY </b>

<b>NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC</b>

<b>Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2024</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH </b>

<b>LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ MINH THUẤN </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH </b>

<b>LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ MINH THUẤN </b>

<b>THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG PHANH KHẨN CẤP PHỤC VỤ GIẢNG DẠY </b>

<b>NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 8520116 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS. NGUYỄN MẠNH CƯỜNG </b>

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

iii

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

v

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

vii

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

ix

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b>LÝ LỊCH KHOA HỌC </b>

<b>I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: </b>

Ngày, tháng, năm sinh: 20/02/1982 Nơi sinh: Đồng Tháp Quê quán: Hoà Tân – Châu Thành – Đồng Tháp Dân tộc: Kinh

Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: tổ 3, ấp Hoà Thuận, xã Nguyễn Văn Thảnh, huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long

Điện thoại cơ quan: 02923883455 Điện thoại nhà riêng: 0987.779.588

<b> II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Cao Đẳng: </b>

Hệ đào tạo: Chính qui Thời gian đào tạo từ 08/2003 đến 06/2007 Nơi học (trường, thành phố): Trường Cao đẳng Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long. Ngành học: Cơ Khí Động Lực

<b> 2. Đại học: </b>

Hệ đào tạo: Khơng chính qui Thời gian đào tạo từ 10/2010 đến 10/2012 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh

Ngành học: Kỹ thuật cơ khí động lực

Tên đồ án, luận án tốt nghiệp: Soạn giáo án điện tử POWER POINT

Ngày giao đề tài: 10/05/2012, ngày nộp đề tài: 10/07/2012 tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh

Người hướng dẫn: GVC.ThS. Nguyễn Kim

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

xi

Ngày và nơi bảo vệ luận văn: 21/01/2024 tại Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật TP. Hồ chí Minh

Người hướng dẫn: TS Nguyễn Mạnh Cường

<b> III. Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: </b>

Tháng 11/2009 đến nay

Trường Cao Đẳng Nghề cần Thơ Giảng viên

<b>XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN/ĐỊA PHƯƠNG </b>

(Ký tên, đóng dấu)

<i>Ngày 06 tháng 03 năm 2024 </i>

<b>Người khai ký tên </b>

<b>Lê Minh Thuấn </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

<b>LỜI CAM ĐOAN </b>

Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tôi.

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ cơng trình nào khác

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng 01 năm 2024

Lê Minh Thuấn

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

xiii

<b>LỜI CẢM ƠN </b>

Trước tiên em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu, quý Thầy, Cô công tác tại khoa Cơ Khí Động Lực trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, đã tận tình chỉ dạy, truyền đạt kiến thức và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập vừa qua.

Đặc biệt em xin chân thành gửi đến Thầy TS. Nguyễn Mạnh Cường lời cảm ơn sâu sắc. Trong thời gian thực hiện luận văn Thầy đã quan tâm theo dõi, tận tình hướng dẫn và động viên để em hoàn thành tốt luận văn này.

Em xin gửi lời cảm ơn đến các bạn học viên cùng lớp đã nhiệt tình hỗ trợ, góp ý động viên để em hồn thành luận văn này.

TP. Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2024

Lê Minh Thuấn

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<b>TÓM TẮT </b>

Hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BA là viết tắt của cụm từ “Brake Assist”. Hệ thống có chức năng nhiệm vụ đúng theo tên gọi của nó là hỗ trợ lực phanh trong tình huống xảy ra cần phanh khẩn cấp nhưng người lái xe không cung cấp lực đủ. Hệ thống này đang được sử dụng phổ biến trên các loại xe hiện đại.

Việc nghiên cứu thiết kế mơ hình hệ thống phanh khẩn cấp là vấn đề cần thiết với người học và làm việc trong Ngành kỹ thuật ô tô hiện nay. Một trong những công việc cần làm đối với công tác giảng dạy tại một trường Cao Đẳng Nghề là phải thường xuyên cập nhật những kiến thức kỹ thuật mới, đầu tư cải tiến các thiết bị để phục vụ cho công tác giảng dạy được thuận lợi nhất. Với mục tiêu đó tác giả đã thực hiện “Thiết kế chế tạo một mơ hình hệ thống phanh khẩn cấp phục vụ giảng dạy” phù hợp và đáp ứng yêu cầu giảng dạy tại trường cao đẳng nghề Cần Thơ. Mơ hình được giao tiếp với máy chẩn đốn G-Scan2 có thực nghiệm đánh giá kết quả, đồng thời biên soạn các bài giảng thực hành về hệ thống phanh ABS, BA, VSC,...Luận văn được cấu trúc 5 chương:

Chương 1: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 3: Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống phanh khẩn cấp phục vụ giảng dạy.

Chương 4: Thực nghiệm, đánh giá kết quả và các bài tập thực hành. Chương 5: Kết luận và hướng phát triển của luận văn

Dưới sự chỉ đạo và hướng dẫn của thầy TS Nguyễn Mạnh Cường cùng các thầy trong khoa Cơ Khí Động Lực trường Đại học Sư phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh cùng với sự giúp đỡ của các đồng nghiệp. Luận văn đã hoàn thành được mục tiêu đề ra. Tuy nhiên, do điều kiện có hạn, lại tiếp cận với một lĩnh vực khoa học đa ngành, chắc chắn luận văn còn khiếm khuyết.

Xin thành thật kính mong q Thầy và đồng nghiệp thơng cảm góp ý để luận văn được hồn thiện hơn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

xv

<b>ABSTRACT </b>

BA emergency brake assist system stands for the phrase "Brake Assist". The system's function, according to its name, is to support braking force in situations where emergency braking is needed but the driver does not provide enough force. This system is being commonly used on modern car.

Researching and designing models of emergency braking systems is a necessary issue for students studying and working in the automotive engineering industry today. One of the tasks that need to be done in teaching at a Vocational College is to regularly update new technical knowledge and invest in improving equipment to facilitate teaching. best. With that goal, the author has implemented "Design and manufacture a model of emergency braking system for teaching" that is appropriate and meets the teaching requirements at Can Tho vocational college. The model is interfaced with the G-Scan2 diagnostic machine, has experimental results evaluated, and also compiled practical lectures on ABS, BA, VSC braking systems, etc. The thesis is structured in 5 chapters:

Chapter 1: Overview of research issues Chapter 2: Theoretical basis

Chapter 3: Design and manufacture a model of an emergency braking system for teaching purposes.

Chapter 4: Experiment, evaluate results and practice exercises. Chapter 5: Conclusion and development direction of the thesis

Under the direction and guidance of Dr. Nguyen Manh Cuong and teachers in the Department of Mechanical and Dynamics at Ho Chi Minh City University of Technical Education with the help of colleagues. The thesis has completed its set goals. However, due to limited conditions and access to a multidisciplinary scientific field, the thesis certainly has shortcomings.

We sincerely hope that our teachers and colleagues will sympathize and give comments to improve the thesis.

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

<i><b>MỤC LỤC </b></i>

LÝ LỊCH KHOA HỌC ... x

LỜI CAM ĐOAN ... xii

LỜI CẢM ƠN ... xiii

1.2 Các nghiên cứu trong nước: ... 2

1.3 Các nghiên cứu ngoài nước ... 3

1.4 Tổng quan về hệ thống phanh ... 4

1.5. Mục tiêu nghiên cứu ... 5

1.6. Đối tượng nghiên cứu ... 5

1.7 . Phương pháp nghiên cứu ... 5

CHƯƠNG 2 ... 6

CƠ SỞ LÝ THUYẾT ... 6

2.1. Lực phanh và các mômen phanh cần thiết trên ô tô. ... 6

2.1.1. Lực phanh và các mômen cần thiết tác dụng lên bánh xe khi phanh : ... 6

2.2. Một số chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh: ... 16

2.2.1. Gia tốc chậm dần khi phanh: ... 16

2.2.2. Thời gian ô tô phanh: ... 17

2.2.3. Quãng đường ô tô phanh: ... 18

2.3. Sự ổn định của ô tô khi phanh: ... 19

2.3.1. Sự ổn định của ô tô khi phanh nếu các bánh xe bị hãm cứng: ... 19

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

xvii

2.3.2. Sự ổn định của ô tô khi phanh nếu các lực phanh phân bố không đều: ... 24

2.3. Hệ thống phanh chống hãm cứng ABS khả năng nâng cao hiệu quả và ổn định của ô tô khi phanh: ... 27

2.3.2. Khái quát chung về ECU điều khiển trượt: ... 33

2.3.3. Hoạt động của ECU điều khiển trượt: ... 34

2.3.4. Khái quát chung về bộ chấp hành: ... 36

2.4. Hệ thống cân bằng điện tử ESP (Electronic Stability Program)... 42

2.4.1. Giới thiệu hệ thống cân bằng điện tử ESP ... 42

2.4.3. Cấu tạo hệ thống ESP ... 44

2.4.4. Nguyên lý hoạt động của hệ thống ESP ... 47

3.1.1. Mơ hình phanh ABS trên 1 bánh xe ... 57

3.1.2. Mơ hình hệ thống ABS trên Simulink ... 61

3.1.3. Mô phỏng hệ thống ABS trên Carsim ... 63

3.1.4. Đánh giá kết quả mơ phỏng hệ thống ABS ... 67

3.2. Mơ hình và mơ phỏng hệ thống ESP ... 76

3.2.1.Mơ hình hệ thống ESP trên Simulink ... 76

3.2.3. Đánh giá kết quả mô phỏng hệ thống ESP ... 78

3.3. Kết luận ... 80

CHƯƠNG 4 ... 81

THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG PHAH KHẨN CẤP ... 81

4.1. Các u cầu về mơ hình giảng dạy thực hành ... 81

4.1.1 Tính khoa học sư phạm ... 81

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

4.1.2 Tính nhân trắc học của phương tiện dạy học ... 81

4.1.3 Tính thẩm mỹ ... 81

4.1.4 Tính khoa học kỹ thuật ... 81

4.1.5 Tính kinh tế ... 82

4.2 Thi cơng, xây dựng mơ hình hệ thống phanh khẩn cấp phục vụ giảng dạy: ... 82

4.2.1. Chức năng của mơ hình: ... 82

4.2.2. Bản vẽ của mơ hình: ... 82

4.3. Các chi tiết lắp trên mơ hình ... 83

4.3.1. ECU điều khiển động cơ có điều khiển ABS và BA ... 84

4.3.2. Bộ chấp hành phanh thủy lực ... 85

4.3.3 Cảm biến tốc độ bánh xe ... 86

4.3.4 Cụm xy lanh chính và bầu trợ lực phanh: ... 87

4.3.5. Cảm biến góc xoay thân xe: ... 88

4.4.1. Thực nghiệm và đánh giá kết quả của mơ hình ... 93

4.5: Kết quả thực nghiệm đo bằng máy đo xung và máy G- Scan2 của các cảm biến trên mơ hình: ... 96

MỘT SỐ BÀI TẬP ỨNG DỤNG TRÊN MƠ HÌNH ... 102

CHƯƠNG 5 ... 108

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA CHUYÊN ĐỀ ... 108

1. Kết luận ... 108

2. Hướng phát triển của chuyên đề: ... 108

TÀI LIỆU THAM KHẢO ... 110

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

xix

<b>DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT </b>

ABS Antilock Braking System Hệ thống phanh chống bó cứng

CAN Controller Area Network Mạng điều khiển cục bộ DLC Diagnostic Link Connector Kết nối chẩn đoán

ESC Electronic Stability Control Hệ thống cân bằng điện tử EBD Electronic Brake-force

Distribution

Hệ thống phân phối lực phanh điện tử

ESP Electronic Stability Program Hệ thống ổn định xe điện tử

ECU Electronic Control Unit Bộ điều khiển điện tử

Hall Hall Magnetic Sensor Cảm biến từ trường Hall TRC Traction Control sytem Hệ thống kiểm soát lực kéo TCS Traction Control System Hệ thống chống trượt trên xe ô tô TCSS Traction Control Support

System

Hệ thống hổ trợ kiểm soát lực kéo

HCU Hydraulic Control Unit Bộ điều khiển thủy lực. VSC Vehicle Skid Control Hệ thống kiểm sốt tình trạng

trượt bánh xe.

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1. 1 Kết quả thực nghiệm của mơ hình ... 3Bảng 1. 2 So sánh quãng đường phanh khẩn cấp và phanh thông thường ... 4

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

xxi

<b>DANH MỤC HÌNH </b>

Hình 2. 1: Sơ đồ phân bố lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh. ... 6 Hình 2. 2: Các lực tác dụng lên ô tô khi phanh. ... 8 Hình 2. 3: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa mômen phanh M<small>p1</small> và M<small>p2</small> với hệ ... 12 Hình 2. 4: Đường đặc tính phanh lý tưởng của ơ tơ. ... 13 Hình 2. 5: Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa áp suất trong dẫn động phanh sau và dẫn 14 Hình 2. 6: Nguyên nhân xuất hiện phản lực ngang ở các bánh xe khi phanh. ... 20 Hình 2. 7: Vòng tròn giới hạn bám của bánh xe khi phanh. ... 21 Hình 2. 8: Các bánh xe ở cầu sau bị hãm cứng. ... 22 Hình 2. 9: Các bánh xe ở cầu trước bị hãm cứng. ... 23 Hình 2. 10: Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh mà có hiện tượng quay xe ... 25 Hình 2. 11: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hệ số bám dọc <small>x</small> và hệ số bám ngang <small>y</small> theo độ trượt tương đối <small>p</small>. ... 28 Hình 2. 12: Sự thay đổi hệ số bám dọc <small>x</small> và hệ số bám ngang <small>y</small> theo độ trượt tương đối <small>p</small> của bánh xe khi phanh. ... 29 Hình 2. 13: Sự thay đổi các thơng số M<small>p</small>, p và  khi phanh có hệ thống chống hãm cứng bánh xe. ... 31 Hình 2. 14: Sơ đồ các bộ phận hệ thống phanh ABS trên xe ... 32 Hình 2. 15: Sơ đồ thủy lực và mạch điện tổng quan trên xe có ABS ... 34 Hình 2. 16: Đồ thị thể hiện tốc độ, áp suất và thời gian phanh ở các bánh xe ... 35 Hình 2. 17: Sơ đồ thể hiện hoạt động của các van điện từ. ... 36 Hình 2. 18: Mặt cắt của bộ chấp hành ... 37 Hình 2. 19: Sơ đồ mạch thuỷ lực hệ thống phanh ABS,VSC,TRC&BA ... 38 Hình 2. 20: Sơ đồ thuỷ lực hệ thống phanh ABS,VSC,TRC&BA chưa hoạt động ... 39 Hình 2. 21: Sơ đồ mạch thuỷ lực hệ thống phanh ABS, VSC, TRC&BA chưa hoạt động (chế độ giảm áp suất) ... 40 Hình 2. 22: Sơ đồ mạch thuỷ lực hệ thống phanh ABS,VSC,TRC&BA chưa hoạt động( chế độ giữ áp suất) ... 41 Hình 2. 23: Sơ đồ mạch thuỷ lực hệ thống phanh ABS,VSC,TRC&BA chưa hoạt động( chế độ tăng áp suất) ... 42

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

Hình 2. 24: Chu trình điều khiển hệ thống ESP ... 44 Hình 2. 25: Cảm biến góc lái loại Hall ... 45 Hình 2. 26: Các bộ phận của hệ thống ESP ... 47 Hình 2. 27: Ngun lí hoạt động của hệ thống ... 47 Hình 2. 28: Tổng quan hệ thống phanh BA trên xe ... 49 Hình 2. 29: Hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp giúp giảm thiểu tai nạn ... 50 Hình 2. 30: Đồ thị so sánh lực phanh có BA và khơng có BA ... 51 Hình 2. 31: Sơ đồ thuỷ lực khi phanh BA làm việc ... 52 Hình 2. 32: Sơ đồ cấu tạo bộ trợ lực phanh khẩn cấp ... 53 Hình 2. 33: Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh khẩn cấp ... 53 Hình 2. 34: So sánh xe quảng đường phanh có BA và khơng có BA ... 54 Hình 2. 35: Mơ tả lực phanh khẩn cấp BA ... 55 Hình 3. 1: Mô phỏng phanh ABS trên 1 bánh xe bằng matlab simulink 57 Hình 3. 2: Bang Bang Controller ... 57 Hình 3. 3: Đồ thị tốc độ bánh xe ... 59 Hình 3. 4: Đồ thị vận tốc của xe... 59 Hình 3. 5: Đồ thị khoảng cách dừng của xe ... 60 Hình 3. 6: Đồ thị trượt thực tế của xe ... 61 Hình 3. 7: Thiết lập hệ thống phanh ABS trên Simulink ... 61 Hình 3. 8: Sơ đồ bộ điều khiển trong hệ thống ABS ... 62 Hình 3. 9: Sơ đồ chấp hành phanh ... 63 Hình 3. 10: Thơng số kỹ thuật của xe ... 63 Hình 3. 11: Thơng số kỹ thuật của xe ... 64 Hình 3. 12: Thiết lập áp suất phanh xe chạy trên đường thẳng hệ số bám cao ... 64 Hình 3. 13: Thết lập loại đường trường hợp hệ số bám cao ... 65 Hình 3. 14: Thiết lập áp suất phanh xe chạy trên đường thẳng hệ số bám thấp ... 65 Hình 3. 15: Thết lập loại đường trường hợp hệ số bám thấp ... 66 Hình 3. 16: Thết lập loại đường trường hợp xe vào cua ... 67 Hình 3. 17: Đồ thị quãng đường phanh trường hợp hệ số bám cao ... 68 Hình 3. 18: Đồ thị quãng đường phanh trường hợp hệ số bám thấp ... 68

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

xxiii

Hình 3. 19: Đồ thị quãng đường phanh trường hợp xe vào cua ... 69 Hình 3. 20: Đồ thị thể hiện tốc độ bánh xe trường hợp hệ số bám cao... 69 Hình 3. 21: Đồ thị thể hiện tốc độ bánh xe trường hợp hệ số bám thấp ... 70 Hình 3. 22: Đồ thị thể hiện tốc độ bánh xe trường hợp xe vào cua ... 71 Hình 3. 23: Đồ thị thể hiện áp suất phanh xe trường hợp hệ số bám cao ... 72 Hình 3. 24: Đồ thị thể hiện áp suất phanh xe trường hợp hệ số bám thấp ... 72 Hình 3. 25: Đồ thị thể hiện áp suất phanh xe trường hợp xe vào cua ... 73 Hình 3. 26: Kết quả mơ phỏng trường hợp xe chạy trên đường có hệ số bám cao... 74 Hình 3. 27: Kết quả mô phỏng trường hợp xe chạy trên đường có hệ số bám thấp . 74 Hình 3. 28: Kết quả mô phỏng trường hợp xe vào cua ... 75 Hình 3. 29: Hệ thống ESP trên Simulink ... 76 Hình 3. 30: Bộ điều khiển ESP ... 76 Hình 3. 31: Thiết lập loại đường và hệ số bám ... 77 Hình 3. 32: Thiết lập tốc độ xe ... 77 Hình 3. 33: Đồ thị góc lái ... 78 Hình 3. 34: Đồ thị tốc độ xe ... 79 Hình 3. 35: Đồ thị gia tốc ngang ... 79 Hình 3. 36: Kết quả mơ phỏng hệ thống ESP ... 80 Hình 4. 1: Bản vẽ mơ hình hệ thống phanh ABS có BA ... 83 Hình 4. 2: Bản vẽ 3D mơ hình hệ thống phanh ABS có BA ... 83 Hình 4. 3: ECU điều khiển ABS và BA ... 85 Hình 4. 4: Bộ chấp hành hệ thống phanh thuỷ lực ... 86 Hình 4. 5: Cảm biến tốc độ bánh xe ... 87 Hình 4. 6: Cảm biến tốc độ bánh xe đang hoạt động ... 87 Hình 4. 7: Cụm trợ lực phanh và xy lanh chính ... 88 Hình 4. 8: Cảm biến góc xoay thân xe ... 89 Hình 4. 9: Bảng đồng hồ taplo ... 89 Hình 4. 10: Máy hút chân khơng ... 90 Hình 4. 11: Cụm phanh đĩa ... 90 Hình 4. 12: Đồng hồ thuỷ lực ... 91

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

Hình 4. 13: Bướm ga điện tử ... 91 Hình 4. 14: Giắc chẩn đốn DLC ... 92 Hình 4. 15: Cách kết nối và đọc mã chẩn đoán ... 92 Hình 4. 16: Mơ hình hệ thống phanh ABS có sử dụng BA ... 93 Hình 4. 17: Xung AC của cảm biến tốc độ bánh xe phía trước bên phải ... 97 Hình 4. 18: Xung AC của cảm biến tốc độ bánh xe phía sau bên trái ... 97 Hình 4. 19: Dữ liệu của hệ thống khi kết nối với G- Scan2 ... 98 Hình 4. 20: Dữ liệu của góc xoay thân xe khi hoạt động ... 98 Hình 4. 21: Tắt - Mở đèn báo ABS ... 99 Hình 4. 22: Tắt - Mở đèn báo VSC ... 99 Hình 4. 23: Kích hoạt rờ le điều khiển Solenoid ... 100 Hình 4. 24: Kích hoạt rờ le điều khiển mô tơ bơm ABS ... 100 Hình 4. 25: Kích hoạt rờ le điều khiển chống trượt ... 101 Hình 4. 26: Kích hoạt rờ le điều khiển van dầu trong cụm ABS ... 101

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

1

<b>CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN </b>

<b>1.1 Đặt vấn đề: </b>

Cơ cấu phanh là cơ cấu an tồn chủ động của ơ tơ, dùng để giảm tốc độ hay dừng và đỗ ô tô trong những trường hợp cần thiết. 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. Theo Tổ chức Y tế Thế giới, thương tích giao thông đường bộ đã gây ra khoảng 1,35 triệu ca tử vong trên toàn thế giới trong năm 2016. Tức là cứ 25 giây lại có một người mất. 74% số ca tử vong do giao thông đường bộ xảy ra ở các nước có thu nhập trung bình, chỉ chiếm 53% số phương tiện được đăng ký trên thế giới. Ở các nước thu nhập thấp, điều đó cịn tồi tệ hơn. Chỉ 1% số ô tô trên thế giới đã gây ra 16% số ca tử vong do giao thông đường bộ trên thế giới. Điều này cho thấy rằng các quốc gia này chịu gánh nặng tử vong do giao thông đường bộ cao không tương xứng so với mức độ cơ giới hóa của họ. Để tránh những vụ tai nạn hay giảm thiểu độ thương vong do sự va chạm giữa các phương tiện, hệ thống phanh đóng vai trị vơ cùng quan trọng. Có rất nhiều hệ thống phanh được phát triển để tạo nên hệ thống phanh mượt mà và tương thích. Hệ thống phanh ABS là mơt trong số những ví dụ cho hệ thống phanh. Nhưng hệ thống phanh rất cần được được thiết lập để có thể phanh trong khoảng thời gian phù hợp với hồn cảnh nhất. Nếu hệ thống khơng được kích hoạt đúng thời gian, sẽ khó có thể ngăn chặn hay giảm thiểu khả năng va chạm giữa các phương tiện. Nhưng sự xuất hiện đột ngột của các phương tiện phía trước các phương tiện khác có thể gây ra sự hoảng loạn cho người lái. Vì vậy để đối mặt với các vấn đề đó hệ thống phanh khẩn cấp sẽ nhận định tình huống đạp phanh trên có phải là trường hợp đạp phanh khẩn cấp hay khơng. Từ đó, bộ chấp hành của hệ thống sẽ tăng cường lực phanh tối đa trên hệ thống phanh nhằm đảm bảo rằng chiếc xe sẽ dừng lại một cách sớm nhất có thể.

Bước vào thế kỉ 21 với sự phát triển nhanh chóng của cơng nghệ và nhu cầu học tập của con người ngày càng cao, phần lớn học sinh đều có thể vào học hệ Đại Học hoặc Cao Đẳng kể cả những người đi làm quay trở lại học Đại Học, Cao Đẳng với các chuyên ngành nâng cao ngày càng đông như hiện nay. Do vậy, đổi mới phương pháp dạy học là yêu cầu cấp bách, dựa trên những quan điểm phát huy tính tích cực của người học. Sự phát triển này đã làm thay đổi không chỉ cách giảng mà cịn thay đổi cả q trình tổ chức

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

dạy học, ứng dụng công nghệ dạy học, phương tiện dạy học trong giảng dạy. Điều này khắc phục được nhược điểm của phương pháp cũ, tạo ra chất lượng của phương pháp mới cho giáo dục và đào tạo, đây cũng là chủ trương về giáo dục của nhà nước ta hiện nay: đổi mới mạnh mẽ nội dung và phương pháp dạy học, học tập, chú trọng chất lượng không chạy theo số lượng và bệnh thành tích đặc biệt đổi mới các ngành Cơ Khí Động Lực, việc nghiên cứu và chế tạo mơ hình phục vụ cho cơng tác giảng dạy và học tập là nhiệm vụ cấp bách hiện nay.

Ngoài ra nhằm cập nhật những công nghệ mới, tăng tính trực quan hóa trong q trình giảng dạy và học tập, với mục đích nâng cao chất lượng dạy học và thực hành. Mơ hình này được thiết kế và thực hiện đầy đủ gồm phần hệ thống phanh ABS và BA. Song song đó cịn có các bài giảng mẫu được thiết kế dưới dạng phiếu thực hành giúp cho việc giảng dạy và học tập trên mơ hình đạt kết quả cao nhất.

Chính vì lẽ đó tơi quyết định thiết kế và chế tạo mơ hình Mơ hình hệ thống phanh khẩn cấp phục vụ giảng dạy tại trường Cao Đẳng Nghề Cần Thơ, với thiết kế nhỏ gọn, dễ di chuyển, sử dụng nguồn điện 12V nhằm giúp người dạy và người học dễ dàng vận hành và đo kiểm nhằm đạt hiệu quả tốt nhất.

<b>1.2 Các nghiên cứu trong nước: </b>

<b> Các công ty cung cấp thiết bị trên thi trường hiện như: CÔNG TY CỔ PHẦN </b>

THIẾT BỊ TÂN PHÁT, CÔNG TY CỔ PHẦN CƠNG NGHỆ BÁCH VIỆT thiết kế mơ hình hệ thống phanh ABS kết hợp BA thường cồng kềnh, rất khó di chuyển trong quá trình giảng dạy và sử dụng nguồn điện dẫn động bốn bánh xe là nguồn điện 3 pha 380V rất nguy hiểm cho người dạy và người học trong quá trình vận hành và đo kiểm.

Ngoài ra ở một số trường Đại học có nhóm tác giả: Vũ Hải Quân, Nguyễn Minh Tiến, Đặng Văn Bính, Nguyễn Văn Đạt của Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội đề tài nghiên cứu:<small> “</small>THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG PHANH CHỦ ĐỘNG SỬ DỤNG CẢM BIẾN SIÊU ÂM VÀ CẢM BIẾN IR” là đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường năm 2022.

Kết quả thực nghiệm cho thấy mô hình hoạt động ở nhiều dải tốc độ khác nhau, hoạt động ổn định, các mức độ cảnh báo hoạt động và đưa ra cảnh báo phù hợp với lý thuyết hoạt động của mơ hình khi xây dựng. Bảng 1 thể hiện kết quả thực nghiệm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

3

<b>Bảng 1. 1 kết quả thực nghiệm của mô hình </b>

Mơ hình được thiết kế với 03 mức độ cảnh báo khác nhau từ thấp đến cao nhằm giúp cảnh bảo người điều khiển về rủi do có thể xảy ra trong q trình vận hành xe bao gồm: Mức cảnh báo 1 là cảnh báo đèn còi, mức cảnh báo 2 là cảnh báo dật dây đai, mức cảnh báo 3 là cảnh báo phun nước. Sau 3 mức cảnh báo mà người lái xe vẫn chưa ý thức được sự nguy hiểm thì hệ phanh sẽ tự động được kích hoạt.

Về việc nghiên cứu tính tốn hệ thống phanh thì có một số Giảng Viên ở các trường Đại học như một số đề tài:

- Bài nghiên cứu “Ứng dụng Matlab để tạo giao diện và tính tốn hệ thống phanh ơ tơ” do thầy Dương Nguyễn Hắc Lân hướng dẫn. Đề tài này đã tính tốn và thơng qua những số liệu tính tốn để xây dựng giao diện Matlab về hệ thống phanh ô tô.

- Bài nghiên cứu “Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe nâng hàng FG70-7”. Đề tài đã đi sâu tìm hiểu tính năng hoạt động của hệ thống phanh, các nguyên lý làm việc của các bộ phận đến các chi tiết chính trong hệ thống.

<b>1.3 Các nghiên cứu ngoài nước </b>

Nghiên cứu của Tiến sĩ Pankaj Jat, Pritesh Koshti D. Y. Viện Kỹ thuật và Công nghệ Patil, Pune, Maharashtra, Ấn Độ về hệ thống phanh khẩn cấp. Từ biểu đồ đã phân biệt rõ ràng phanh thông thường với phanh khẩn cấp.

Tình huống phanh khẩn cấp trên đồ thị, chúng ta có thể quan sát rõ thời gian bàn đạp phanh đạt được 65% quãng đường đi trong tình huống khẩn cấp so với tình huống phanh bình thường.[14]

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

<b>Bảng 1. 2 So sánh quãng đường phanh khẩn cấp và phanh thông thường </b>

Như vậy cuối cùng nghiên cứu đã kết luận rằng bất kỳ người lái xe nào cũng có thể giảm khoảng cách dừng xe bằng cách thực hiện hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp và do đó tai nạn được giảm bớt. Kết quả cũng cho thấy rằng hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp hiệu quả hơn hệ thống phanh thông thường.

<b>1.4 Tổng quan về hệ thống phanh </b>

<b> 1.4.1 Lịch sử phát triển hệ thống phanh </b>

BA - Brake Assist (hay BAS) được phát triển lần đầu tiên bởi hãng Daimler-Benz và TRW/Lucas-Verity từ năm 1992 đến 1996, và được áp dụng đầu tiên trên hai dòng xe Mercedes-Benz S-Calss và SLK-Class. Sau Merecedes, hãng BMW và Volvo cũng gấp rút cho ra đời hệ thống tương tự. Đáng chú ý là Volvo phát triển hệ thống phanh tự động theo cảnh báo va chạm (Collision Warning with Auto Brake - CWAB) trên mẫu S80 vào năm 1998. CWAB nhờ được trang bị thêm radar nhận diện vật cản trong vòng 150 m và sẽ cảnh báo cho tài xế, trong trường hợp tín hiệu này bị bỏ qua (không tắt báo động, không giảm tốc...), hệ thống phanh tự động sẽ được kích hoạt tùy theo khoảng cách cịn lại trước vật cản.

Khơng dừng lại ở đó, Mercedes vẫn tiếp tục khẳng định vị trí tiên phong trong cơng nghệ an tồn khi nâng cấp BAS lên BAS Plus - hệ thống có trang bị thêm 2 rada làm nhiệm vụ đo tốc độ và khoảng cách tương đối của xe với vật thể phía trước với cơ chế hoạt động cũng giống như CWAB của Volvo.

<b> 1.4.2 Nhiệm vụ của hệ thống phanh </b>

<b> Phanh trên xe hơi là một bộ phận giữ nhiệm vụ đặc thù hoàn toàn ngược với các bộ </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

5

Để giảm tốc độ của một xe đang chạy, việc cần thiết phải làm là tạo ra một lực làm cho các bánh xe quay chậm lại. Khi người lái đạp bàn đạp phanh, cơ cấu phanh tạo ra một lực (phản lực của mặt đường) làm cho các bánh xe dừng lại và khắc phục lực quán tính đang muốn giữ cho xe tiếp tục chạy, do đó làm cho xe dừng lại. Nói khác đi, năng lượng (động năng) của các bánh xe quay được chuyển thành nhiệt do ma sát (nhiệt năng) bằng cách tác động lên các phanh làm cho các bánh xe ngừng quay. Người lái không những phải biết dừng xe mà còn phải biết cách cho xe dừng lại theo ý định của mình. Chẳng hạn như, các cụm phanh phải giúp xe giảm tốc độ theo mức thích hợp và dừng xe tương đối ổn định trong một đoạn đường tương đối ngắn khi phanh khẩn cấp.

Phanh là thiết bị cơ học có chức năng hạn chế chuyển động của bánh xe bằng cách tạo ra ma sát. Theo đó, hệ thống phanh trên ơ tơ được sử dụng để giảm tốc độ của xe ô tô đến một tốc độ nào đó hoặc cho đến khi ngừng hẳn. Ngồi ra hệ thống phanh có thể giữ cho ô tô dừng được ở trên đoạn đường dốc.

Phanh là một trong những cụm hệ thống quan trọng nhất, nó đảm bảo cho ơ tơ chạy an toàn ở mọi tốc độ đặc biệt là ở tốc độ cao, do đó sẽ nâng cao được năng suất vận chuyển và nâng cao được vận tốc trung bình của ô tô.

<b>1.5. Mục tiêu nghiên cứu </b>

- Nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên hướng dẫn sinh viên trong quá trình thực tập.

- Tạo ra những bài tập thực hành đo kiểm, tìm pan trên mơ hình gần giống trên trên xe thật.

- Trang bị mơ hình phục vụ giảng dạy ngành cơng nghệ ơ tô tại Trường Cao Đẳng Nghề Cần Thơ.

<b>1.6. Đối tượng nghiên cứu </b>

Các dòng xe Toyota có trang bị hệ thống phanh ABS và BA.

<b>1.7 . Phương pháp nghiên cứu </b>

Để hoàn thành luận văn nghiên cứu này, em đã áp dụng một loạt các phương pháp nghiên cứu đa dạng, bao gồm: phân tích và tổng hợp lý thuyết, giả thuyết hóa, mơ hình hóa, phân loại và hệ thống hóa lý thuyết, điều tra, và nghiên cứu trực tiếp. Những phương pháp này đã giúp cho em có được một cái nhìn toàn diện về chủ đề nghiên cứu và cung cấp những kết quả quan trọng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

<b>CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT </b>

<b>2.1. Lực phanh và các mômen phanh cần thiết trên ô tô. </b>

<b> 2.1.1. Lực phanh và các mômen cần thiết tác dụng lên bánh xe khi phanh : </b>

Khi người tài xế đạp phanh thì ở cơ cấu phanh ở các bánh xe tạo ra các mơmen ma sát cịn gọi là mômen phanh M<small>p.</small> Tại những vùng tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường xuất hiện lực phanh (F<small>p</small>) ngược với chiều chuyển động của ơ tơ khi phanh. [1]

Ta có:

F<small>p</small> = <sup>p</sup><small>b</small>M

Với :

F<small>p</small> – Lực phanh tác dụng tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường.

Khi mơmen phanh M<small>p</small> tăng thì lực phanh F<small>p</small> tăng, nhưng lực phanh không thể tăng một cách tùy ý. Bởi vì lực phanh lớn nhất bị giới hạn bởi điều kiện bám giữa bánh xe với mặt đường, nghĩa là:

Trong đó :

<small>Gb </small>

<small>Fp Fx </small>

<small>Zb v </small>

<small>Mp Mjb </small>

<small>Mf </small>

<small>rb  </small>

<small>0 </small>

<b>Hình 2. 1: Sơ đồ phân bố lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh. </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

7

Z<small>b</small> – Phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh xe.

Khi phanh, ngồi mơmen phanh, cịn có mơmen qn tính M<small>jb</small> và mômen cản lăn tác dụng lên bánh xe. Bởi vậy lực hãm tổng cộng tác dụng lên bánh xe sẽ là :

F<small>h</small> = <sup>p</sup> <sup>f</sup> <sup>jb</sup><small>b</small>

= F<small>p</small> + <small>b</small>

rMM −

Trong quá trình người tài xế đạp phanh, do M<small>p</small> tăng dần lên nên F<small>p</small> cũng tăng dần lên tương ứng và đến một lúc nào đó F<small>p</small> = F<small>pmax</small> = F<small></small> thì các bánh xe xảy ra hiện tượng bị trượt lết. Khi các bánh xe bị trượt lết hoàn tồn thì hệ số bám  sẽ giảm xuống giá trị nhỏ nhất <small>min</small>, cho nên lực phanh cũng giảm theo tương ứng xuống giá trị nhỏ nhất, do đó sẽ dẫn đến hiệu quả phanh thấp nhất. Ngoài ra, nếu các bánh xe dẫn hướng phía trước bị trượt lết sẽ làm mất tính dẫn hướng khi phanh (xe khơng điều khiển theo hướng mong muốn của người lái được), còn nếu các bánh xe sau bị trượt lết sẽ làm mất tính ổn định khi phanh (các bánh xe có xu hướng bị trượt ngang khi có lực ngang nhỏ tác dụng lên xe khi phanh).

Từ biểu thức (2.2) ta thấy rằng để có F<small>p</small> lớn thì cả hệ số bám  và Z<small>b</small> đều phải có giá trị lớn tương ứng. Cho nên để sử dụng hết toàn bộ trọng lượng bám của cả xe, vì vậy chúng ta phải bố trí cơ cấu phanh ở tất cả các bánh xe.

Khi người tài xế đạp phanh, thì động năng hoặc thế năng của xe bị tiêu hao do ma sát giữa má phanh và trống phanh, giữa lốp xe và mặt đường cũng như để khắc phục các lực cản chuyển động.

Nếu mômen phanh càng tang lên thì cơ năng biến thành nhiệt năng giữa trống phanh và má phanh, giữa lốp xe và mặt đường càng tang theo.

Khi bánh xe bị hãm cứng hồn tồn thì cơng ma sát giữa trống phanh và má phanh cũng như sự cản lăn khơng cịn nữa, tất cả năng lượng đó hầu như biến thành nhiệt năng ở vùng tiếp xúc giữa lốp và mặt đường.

Sự trượt lết sẽ làm giảm hiệu quả phanh, tăng độ mòn của lốp, tăng độ trượt dọc và ảnh hưởng xấu đến tính ổn định ngang của xe khi phanh.[1]

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

<b>2.1.2. Lực phanh trên ô tô và các điều kiện bảo đảm phanh tối ưu: 2.1.2.1. Lực phanh trên ô tô: </b>

Các lực tác dụng lên ôtô khi phanh:

+ Trọng lượng tồn bộ của ơ tơ G đặt tại trọng tâm. + Lực cản lăn ở các bánh xe trước và sau F<small>f1</small>, F<small>f2</small>.

+ Phản lực vng góc tác dụng lên các bánh xe trước và sau Z<small>1</small>, Z<small>2</small>. + Lực phanh ở các bánh xe trước và sau F<small>p1</small>, F<small>p2</small>.

+ Lực cản khơng khí F<small></small>.

+ Lực qn tính<small>F</small><sub>j</sub> do khi phanh có gia tốc chậm dần.

Lực quán tính <small>F</small><sub>j</sub>được xác định theo biểu thức sau: F<small>j</small> =

Ở đây:

g – Gia tốc trọng trường (g = 9,8 m/s<sup>2</sup>). j<small>p</small> – Gia tốc chậm dần khi phanh.

Khi người tài xế đạp phanh thì lực cản gió F<small></small> và lực cản lăn F<small>f1</small> và F<small>f2</small> khơng đáng kể, có thể khơng tính đến. Sự khơng tính đến này chỉ gây sai số khoảng 1,5  2%.

Khi lập các phương trình cân bằng mơmen của các lực tác dụng lên ô tô khi phanh đối với các điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường tại E và F, ta có thể xác định các phản lực vng góc Z<small>1</small> và Z<small>2</small> tác dụng lên các bánh xe ở cầu trước và ở cầu sau như sau:

<small>hg L </small>

<small>j </small>

<b>Hình 2. 2: Các lực tác dụng lên ô tô khi phanh. </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

9 Z<small>1</small> =

LhFGb+ <sub>j</sub> <sub>g</sub>

Z<small>2</small> = L

hFGa− <sub>j</sub> <sub>g</sub>

Với :

Z<small>1t</small> = LGb

; Z<small>2t</small> = LGa

m<small>1p</small> = 1 + <sup>j h</sup><sup>p</sup> <sup>g</sup>

gb ; m<small>2p</small> = 1 – <sup>j h</sup><sup>p</sup> <sup>g</sup>gaỞ đây :

Z<small>1t</small>, Z<small>2t</small> – Phản lực vng góc tác dụng lên các bánh xe cầu trước và cầu sau khi xe đứng yên trên mặt phẳng nằm ngang (phản lực tĩnh).

m<small>1p</small>, m<small>2p</small> – Hệ số thay đổi tải trọng tác dụng lên các bánh xe ở cầu trước và ở cầu sau khi phanh.

G<small>1t</small>, G<small>2t</small> – Tải trọng tĩnh tác dụng lên các bánh xe cầu trước và cầu sau.

Các lực phanh sinh ra ở các bánh xe ở cầu trước và ở cầu sau sẽ là: F<small>p1,</small> F<small>p2</small> cụ thể như sau:

F<small>p1</small> = F<small>1</small> = Z<small>1</small>  = <sup>G</sup>(b <sup>j h</sup><sup>p</sup> <sup>g</sup>)

F<small>p2</small> = F<small>2</small> = Z<small>2</small>  = <sup>G</sup>(a <sup>j h</sup><sup>p</sup> <sup>g</sup> )

L − g  (2.10)

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

Để tận dụng hết trọng lượng bám của cả ơtơ thì cơ cấu phanh được bố trí tất cả các bánh xe ở phía trước và các bánh xe ở phía sau và lúc này thì lực phanh lớn nhất đối với tồn bộ ơ tơ sẽ là:[1]

F<small>pmax</small> = G  (2.11)

<b>2.1.2.2. Phanh tối ưu phải bảo đảm các điều kiện sau đây: </b>

Phanh tối ưu có nghĩa là trong quá trình người tài xế đạp phanh đạt hiệu quả cao nhất. Q trình phanh có hiệu quả cao nhất được đánh giá thông qua các chỉ tiêu: S<small>p</small> = S<small>pmin</small>, t<small>p</small> = t<small>pmin</small>, j<small>p</small> = j<small>pmax</small>. Với S<small>p</small>, t<small>p</small>, j<small>p</small> là quãng đường phanh, thời gian phanh và gia tốc phanh.

Quá trình phanh đạt hiệu quả cao nhất là khi lực phanh sinh ra ở tất cả 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 lực quán tính <small>F</small><sub>j</sub> tác dụng lên xe.

Trong trường hợp phanh đạt hiệu quả nhất thì tỷ số giữa các lực phanh ở các bánh xe trước và ở các bánh xe sau sẽ là:

= <small>21</small>ZZ

=

(2.14)

Biểu thức (2.14) chính là điều kiện để đảm bảo sự phanh tối ưu nhất. Để đảm bảo điều kiện phanh tối ưu nhất thì khi phanh quan hệ giữa các lực phanh F<small>p1</small> và F<small>p2</small> phải luôn luôn thỏa mãn biểu thức (2.14).

Trong quá trình phanh tọa độ trọng tâm (a, b, h<small>g</small>) và hệ số bám dọc  luôn thay đổi

cho nên tỷ số <sup>p1</sup><small>p 2</small>

<small>F</small> cũng thay đổi theo. Muốn vậy ta phải thay đổi được mômen phanh

M<small>p1</small>, M<small>p2</small> sinh ra ở các cơ cấu phanh đặt ở các bánh xe cầu trước và cầu sau. Để thay đổi M<small>pi</small> thì phải thay đổi áp suất dầu hoặc áp suất khí nén dẫn đến các xy lanh phanh ở các bánh xe (đối với phanh dầu) hoặc dẫn đến các bầu phanh ( đối với phanh khí nén). Đối

</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">

11

với hệ thống phanh thường, sự thay đổi áp suất như trên là khơng xảy ra trong q trình phanh, cho nên khi phanh gấp, sau một thời gian ngắn trong tổng thời gian phanh, thì G<small>1</small>(hoặc Z<small>1</small>) tăng lên, G<small>2</small> (hoặc Z<small>2</small>) giảm xuống, đều này sẽ dẫn đến lực bám F<small>1</small> tăng, F<small>2</small>giảm, kết quả là: F<small>p1</small> < F<small>1</small>, F<small>p2</small> > F<small>2</small>, sẽ làm cho các bánh xe ở cầu sau có xu hương bị hãm cứng và trược lết hồn tồn. Trong lúc này chỉ cần có một lực ngang nhỏ tác dụng lên xe là các bánh xe ở cầu sau sẽ trượt ngang, làm cho độ ổn định của xe sẽ giảm nhanh, trong lúc này xe có xu hướng bị quay ngang và có khả năng bị lật đổ.

Như vây, để tránh xảy ra hiện tượng này, hiện nay trên dòng xe mới các hãng sản xuất ơ tơ đã bố trí bộ điều hòa lực phanh hoặc bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh. Các cơ cấu này sẽ tự động điều chỉnh lực phanh ở các bánh xe bằng cách thay đổi, điều chỉnh áp suất dẫn động phanh đến các cơ cấu phanh ở các bánh xe ở cầu trước và các bánh xe ở cầu sau.[1]

<b>2.1.3. Biểu thức và đồ thị phân bố lực phanh và mômen của ôtô khi phanh: </b>

Muốn quá trình phanh đạt hiệu quả nhất thì phân bố các lực phanh sinh ra ở các bánh xe phía trước F<small>p1</small> và ở các bánh xe phía sau F<small>p2</small> phải ln tn theo biểu thức (2.14). Nếu coi bán kính của bánh xe trước là r<small>b1</small> và bánh xe sau la r<small>b2</small> bằng nhau trong q trình phanh ta có thể viết quan hệ giữa mômen phanh ở các bánh xe trước M<small>p1</small> và M<small>p2 </small>như sau:

Mômen phanh sinh ra ở các bánh xe phía trước M<small>p1</small> và mơmen phanh sinh ra ở các bánh phía xe sau M<small>p2</small> được xác định từ điều kiện bám theo biểu thức sau:

M<small>p1</small> =  Z<small>1</small> r<small>b</small> = L

.G.r<sub>b</sub> 

(b + .h<small>g</small>) (2.17)

</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">

<small>0 </small>

<small>Mp2 Mp1 </small>

<small> Mp </small>

M<small>p2</small> =  Z<small>2</small> r<small>b</small> = L

.G.r<sub>b</sub> 

<b>Hình 2. 3: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa mômen phanh M</b><small>p1</small> và M<small>p2</small> với hệ số bám .

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

13 <small>Mp2 </small>

<small>1 </small>

<small>2 </small>

1 - Đầy tải 2 - Không tải.

Hiện nay đa số ô tô thường dùng dẫn động phanh thủy lực hoặc dẫn động phanh bằng khí nén, quan hệ giữa mơmen phanh sinh ra ở bánh xe và áp suất trong dẫn động phanh được biểu thị như sau :

k<small>1</small> và k<small>2 </small>– Hệ số tỷ lệ tương ứng với cụm phanh trước và cụm phanh sau.

Từ các biểu thức (2.19) và (2.20) ta có thể xác định được quan hệ giữa áp suất trong dẫn động phanh phía trước và phía phanh sau :

= <small>1p22p1</small>

</div>

×