Tính toán hiệu quả phanh và ổn định phanh của ô tô có trang bị hệ thống phanh chống hãm cứng ABS

vi

MCăLC

 TRANG


Lý lch khoa hc i
L ii
Li c iii
Tóm tt iv
Astract v
Mc lc vi
Danh sách các ch vit tt viii
Danh sách các hình ix
Danh sách các bng xi

Chngă1.TNG QUAN 1
1.1 Tng quan chung v lƿnhăvc nghiên cu 1
t v 1
1.1.2 Tình hình nghiên cu và hoàn thin h thng phanh trên th gii 3
1.1.3 Thc trng nghiên cu hoàn thin h thng phanh  Vit Nam 5
1.2 Mcăđíchăcaăđ tài 6
1.3 Nhim v và gii hn caăđ tài 6
1.4ăPhngăphápănghiênăcu 6


Chngă2.ăCăS LÝ THUYT 7
2.1 Lý thuyt v trtăvƠăđặtătínhătrt 7
2.1.1 Khái nim v s t 7

2.1.2 S a bánh xe 7
t 10
ng lc hc phanh ca bánh xe 12

vii

2.2ăCăs lý thuyt tính toán ch tiêu phanh ca phanh ABS 14
2.2.1 Ch tiêu phanh ca phanh c n 14
2.2.2 Ch tiêu phanh ca phanh ABS 16
2.3 năđnh phanh ABS 21
ng 21
2.3.2 nh khi phanh 23

Chngă3.ăTÍNH TOÁN HIU QU PHANH VÀ NăĐNH PHANH CHNG
HÃM CNG ABS
TRÊN XE TOYOTA COROLLA ALTIS 28
3.1 Gii thiu chung v xe Toyota Corolla Altis 28
3.2ăCácăthôngăsăkăthutăchính 29
3.3 Tính toán ch tiêu phanh 31
3.3.1 Gia tc phanh 32
ng phanh 34
3.4 Tính toán v năđnh phanh 36
3.4.1 Các yu t n ng ô tô trong quá trình phanh 36
3.4.2 Tính toán góc xoay thân xe 38
3.4.3 Tính toán góc lng trong quá trình phanh 41
3.5ă Tínhă toánă cácă đặc tính k thut h thng phanh ABS trên xe Toyota
Corolla Altis 45
 45
 45
 51

3.5.4 Quan h áp suc và sau 59


Chngă4.ăKT LUN 60
4.1 Kt lun 60
4.2ăHng phát trin 61
TÀI LIU THAM KHO 62

viii


DANHăSỄCHăCỄCăCHỮăVITăTT

ABS : Anti-lock Braking System  
EBD : Electronic Brakeforce Distribution  
BAS : Brake Assist System  
ESP : Electronic Stability Program  
SBC : Sensotronic Brake Control  
ECU : Electric Control Unit  

ix

DANH SÁCH CÁC HÌNH

HÌNH TRANG
Hình 2.1: S t lng 8
Hình 2.2 th quan h gii lc kéo/lc phanh 9
Hình 2.3: Mi quan h  s  t 11
Hình 2.4: Lc và mômen tác dng lên bánh xe 12
Hình 2.5: Các lc tác dng lên ô tô khi phanh. 14
Hình 2.6: S bin thiên ca gia tc phanh trong h thng ABS 17
Hình 2.7: s i khi chu tác dng ca lc ngang 21
Hình 2.8: Góc lng ca bánh xe khi chu lc ngang tác dng. 22
Hình 2.9: 












 23
Hình 2.10: Góc lng ti các bánh xe cc và cu sau 25
Hình 2.11: S i thông s khi phhanh có ABS 26
Hình 2.12: S i áp sut trong dng và gia tc bánh xe
khi phanh có ABS
27
Hình 3.1: Hình nh tng th xe Corolla Altis 28
Hình 3.2 các lc tác dng lên ô tô sinh ra góc xoay thân xe khi phanh 38
Hình 3.3: Các lc tác dng lên xe trên m dc ngang 39
Hình 3.4 lch trng tâm ca xe khi phanh 43
Hình 3.5 lc tác dng lên ôtô khi phanh 45
Hình 3.6: S i h s bám dc và h s bám ngang 
i
ca bánh xe 49
Hình 3.7 th biu din quan h gia mô men bám ca mi bánh xe  cc
và c t 50
Hình 3.8:   tính toán bán kính trung bình c 51
Hình 3.9:  th biu din quan h gia mô men phanh và mô men bám ca mi
bánh xe  c t khi phanh 54
Hình 3.10:   tính toán bán kính trung bình c 55

x

Hình 3.11 th biu din quan h gia mô men phanh và mô men bám ca mi
bánh xe  c t khi phanh 58

Hình 3.12 th biu din quan h gia áp suc và sau theo lc bám
59

xi

DANHăSỄCHăCỄCăBNG

BNG TRANG
Bng 2.1: Các thông s C
1
,C
2
,C
3
trên các long. 10
Bng 3.1: Các thông s k thut chính ca Toyota Corolla Altis. 29
Bng 3.2: Bng gii thiu các trang thit b h thng ca xe Toyota Corolla Altis 30
Bng 3.3: Các thông s trong tính toán ch     ng bê tông
nha khô 31

Bng 3.4: Các thông s trong tính toán ch t 31
Bng 3.5: Kt qu tính toán ch tiêu phanh cho h thng phanh ABS. 35
Bng 3.6 dc ngang ca mt ct ngang trên các long 36
Bng 3.7 cng lp xe 37
Bng 3.8ch bánh xe  cng có h s bám tt 42
Bng 3.9ch bánh xe  cng bám tt 42
Bng 3.10ch bánh xe  cng có h s bám kém 42
Bng 3.11ch bánh xe  cng bám kém 42
Bng 3.12: Quan h gia h s bám d t 49
Bng 3.13: Quan h gi t 49
Bng 3.14: Quan h gic v trt  t
52
Bng 3.15: Quan h gic v t  n gim áp sut
53
Bng 3.16: Quan h gic v t  n gi áp sut
53
Bng 3.17: Quan h gia mô men phanh ca mc v t 
t tip theo 53
Bng 3.18: Quan h gia mô men phanh ca mu phanh sau v t 
t 56

xii

Bng 3.19: Quan h gia mô men phanh ca mu phanh sau v t 
n gim áp sut 57
Bng 3.20: Quan h gia mô men phanh ca mu phanh sau v t 
n gi áp sut 57
Bng 3.21: Quan h gia mô men phanh ca mu phanh sau v t 
t tip theo 57
Bng 3.22: S i áp sut phanh cc theo h s bám 59

Bng 3.23: S i áp sut phanh cu sau theo h s bám 59






















xiii


LIăNịIăĐU


hãng xe



. Lúc

           
 
tay và              
 


: “Tínhătoánăvăhiuă
quăphanhăvƠănăđnhăphanh caăôătôăcóătrangăbăhăthngăphanh chngăhƣmă
cngăABSătrênăxeăToyota Corolla Altis”.
 nghiên

 







NguynăVĕnăHòa

1

Chngă1
TNGăQUAN

1.1ăTngăquanăchungăvălƿnhăvcănghiênăcuă
1.1.1 Đặtăvnăđ
 giao thông 

 




an toàn.
,   ã
giúp 



               






       



2


 



      






Phanh              





- 
- 
- 
- 


“Tínhătoánăvăhiuăquăphanh vƠănăđnhăphanhăcaăôătôăcóătrangăbăhă
thngăphanhăchngăhƣmăcngăABS





3

1.1.2 TìnhăhìnhănghiênăcuăvƠăhoƠnăthinăhăthngăphanhătrênăthăgii
 tránh hing các bánh xe b hãm cng trong quá trình phanh khi lái xe
p phanh bng cách nhn liên tp
 duy trì l t lng thi có th
u khing chuyng ca xe. V n chu phanh
u qu 
c s dng l
1949, chng hit ra kh cánh. Vi công
ngh tht cu cu ABS còn cng knh, hong không tin cy và
 nhanh trong mi tình hung. Trong quá trình phát tri
c ci tin t lon và hin nay là lon t.
Vào thp niên 60, nh k thun t phát trin, các vi mn t i,
u ABS lc lp trên ô tô vu ABS
c nhiu công ty sn sut ô tô nghiên cng d
Công ty Toyota s dng lu tiên cho các xe ti Nht B
u ABS mu khing thn thp niên
u này mc phát trin mnh nh u khit s, vi x lý
u khi 
u ABS ch c lp ráp trên các xe du lch mt tic
trang b theo yêu cu và theo th ng. Dn d dng
rn nay ABS g thành tiêu chun bt buc cho tt c các loi
xe du lch và cho phn ln các loi xe ho ng  nh 
tuyu ABS không ch c thit k u phanh thu lc
mà còn ng dng ru phanh khí nén ca các xe ti và xe khách ln.
Nhm nâng cao tính nh và tính an toàn ca xe trong mi ch  hong
t ngt, khi ng vòng vi t cao,
khi phanh trong nhng hp khn cc thit k kt
hp vi nhi     u ABS kt hp v  u kim soát lc kéo
Traction Control (hay ASR) làm gim bt công suh các bánh xe

4

 tránh hing các bánh xe b i ch khi xe khc
t ngt, bu này làm tn hao vô ích mt phn công sut ct
tính  nh chuy ng c        
BENDI là nhu trong vic nghiên cu, ci tin và ch t
cu ABS và cung cp cho các công ty sn xut ô tô trên toàn th gii.
Vic ng dng các thit b n t trong các b phn, h thng ca xe ô tô nói
chung và h thng phanh nói riêng, th hin  s kt hp nhng thành phc,
n t  thc hin các chc theo s u khin ca các modul
(hoc b vi x n ti vi h thng phanh, ng dng thit b - n t
u tiên có th k n là h thng chng bó cng phanh ABS (Anti-lock Braking
System) xut hiu là trên các xe th t tin, còn ngày nay
 thành không th thiu  mt s mác xe trung và cao cp. ABS là thit b h
tr cho h thn hit ca các bánh xe khi phanh gp
mà không ph thuc vào cng thi vn bm lt
giá tr ci ng vi kh a bánh xe vi mng.
c tip theo là s i ca h thng phi ln t EBD (Electronic
Brakeforce Distribution). H thng h tr phanh gp BAS (Brake Assist System) có
tác dc th ln mc ti gian ngn nht khi phanh
khn cp, xut him mng hiu qu cho h thng phanh.
Bên ct s h thn t ESP (Electronic Stability
Program), chu có tác dng gián
tip nâng cao hiu qu phanh bng các bic phanh
n các bánh xe khi cn thit (ESP), hoc phân phi li lc kéo gia các bánh xe
khi xut hit lúc phanh (ETS).
G-i h thu khin t kim soát
quá trình phanh vi tên gi Sensotronic Brake Control (SBC) trên mu xe SL. Hin
nay, h thng      tiêu chun trên các xe sedan t hng E ca
Mercedes-Benz (dng E-class sn xut ti Vi SBC).

5

1.1.3 ThcătrngănghiênăcuăhoƠnăthinăhăthngăphanhăăVităNam
Vi s phát trin ca ngành ô tô ca Vin nay, cùng vi chin
c phát trin cc, chính sách na hoá ph tùng ôtô trong vic sn
xut và lu kin cho các nhà thit k nghiên cu, ch to các cm,
các h th thng phanh. V nghiên cu
thit k và ch to các phn t ca h thng phanh ABS là phù hp vng
phát trin ca th gii và ch a hoá sn phm ôtô ca Vit Nam.
Trong tình hin hin nay, ngành ô tô cc ta ch yu là l có
th c lp ch to các chi tit ca ôtô rt cn nhng nghiên cu ng dng vào thc
t. Nghiên cu các v v lý thuyu khin h thng phanh ôtô hii
nhm ng dng thit k và ch to các hu khin h thng phanh là
mt v rt phc tp nc cn phi b trong
 t nghiên cu và sn xut ra nhng sn phm
ôtô riêng ca Vit Nam.  c kia vic kim tra h thng phanh trong ln
kinh k còn manh tính cht hình thc, tùy tin, da trên s quan sát
bng mt, không da trên mt tiêu chut b . T
ngày
thc hin ngh nh 36 CP ca Chính ph thì B Giao thông vn ti mi ra
nhng tiêu chu kih 
 nh hiu qu phanh.
Hin nay c t nhiu trng b
có các thit b hii k c thit b kim tra phanh. Tuy nhiên các thit b kim tra
phanh hin có  c ta còn hn ch  dng b th vi t thp, còn thit b
kinh k ng vn còn hn ch, các thit b  nghiên cu v
phanh ô tô li càng khan him vic nghiên cu kho sát các yu t nh ti hiu qu
phanh ca ô tô là thc s cn thihc tin cao.

6

1.2 Mcăđíchăcaăđ tài
+ Tí
- 
- 
- Gi.
+ 
Vì khi phanh xe 

 thân xe.
Khi mô men quay thân xe   g
 bánh  góc. 

xác.
 


              

1.3ăNhimăvăvƠăgiiăhnăcaăđătƠi

 Tác gi ch tính toán quá trình phanh có
   m hiu qu phanh và  nh phanh cho mt loi xe c th.
 cp ti thit k hay ch to phanh ABS.
1.4 Phngăphápănghiênăcu

Tác gi s d chn lc tài liu trong 
ng lý thuyt hiu qu phanh và nh phanh da
vào các kin thc nc trang b trong thi gian hc i hc và Cao hc. Tác
gi vn dng lý thuyt v hiu qu phanh và  tính toán.


7

Chngă2
CăS LÝ THUYT

2.1 Lý thuyt v trtăvƠăđặtătínhătrt
2.1.1 Khái nim v s trt
Khi bánh xe i tác dng ca mômen xon ch ng, các bánh xe có mu
bám tác dm ngang và có chic vi chiu
chuyng ct b nén v phía sau mn làm cho trc ca bánh xe b
dch chuyn v phía sau mn so vng hp không bin dt
trong nhng nguyên nhân làm cho xe mt vn tc tnh tin
cht ca hit.
Mt khác, s bin dp tuyn ca các th lp do tác dng ca
mômen xon M
k
m vân tc ca xe, gây ra s t. Ngoài ra còn nhng
n s t ca bánh xe ch i trng
tác dng, cu to vt liu lp, áp sut không khí trong lu king xá.
2.1.2 S lĕnăca bánh xe

                





Khi bánh 

sau:
-  không  áp  cho bánh xe   và không phanh.
- L có  quay  bánh xe  
-  có   bánh xe phanh.

8



0

ngoài bánh xe nên r
l
> r
 V



Hình 2.1: S bánh xe t lng
Trên hình 2.1:
V
0
= 
k
.r : T lý thuyt.
r : Bán kính tính toán ca bánh xe:

V = 
k
.r
l
: T thc t ca xe.
r
l
: Ba bánh xe.

k
: T góc ca bánh xe.
Vn t
V

= V  V
0
(2.1)
 
1
r
r
r
rr
V
VV
V
V

ll
o







(2.2)

T công thc (2.2) ta thy:
r

k

P
V


V
0

V
r
l


9

Khi vân tc thc t cân bng vi vn tc lý thuyt (V = V
o
)  t khi

phanh bng không   y ra. Nu bánh xe hãm cng
hoàn toàn, lúc này vn tc thc t bng vn tt V

= V ta có các mi quuan h
sau:
V

= V
w
k
= 0 (2.3)
r
l
 
 1
 
l
) mà bán
kính 
l
ph thuc vào lc kéo hoc l th quan h gia bán
i lc kéo hoc lc phanh.

Hình 2.2:  th quan h gii lc kéo/lc phanh

r
l
= r
l0


F
.F
p
(2.4)

r
l0
: Ba bánh xe khi có lc kéo hay lc phanh.

F
: H s bin dng vòng
F
p
: Lc phanh tác dng lên bánh xe
T công thc (2.4) ta th t ph thu
l
, mà bán

l
li ph thuôc vào lc phanh F
p
. Nh  ph c vào lc
phanh F
p
.

 hoàn toàn
F
p
F

pmax
0 F
kmax

F
r
l0

r
l


10

2.1.3 Đặc tínhătrt
Thc nghim chng ta rng h s bám  không phi là hng s i vi mi
loi mng mà ph thu t ca mt mng 
 
Theo Kiencke & Nielsen [01], 

C
3
C
1
42
C)e(1C[(v,




(2.5)

C
1
: Lcong ma sát
C
2
: 
C
3
: S
V 
C
1
, C
2
, C
3

Bngă2.1
1
,C
2
,C
3
trên .

C
1

C
2

C
3


1,2801
23,99
0,52

0,857
33,822
0,347

1,1973
25,168
0,5373

1,3713
6,4565
0,6691

0,4004
33,7080
0,1204

0,1946
94,129
0,0646


0,05
306,39
0



1
, C
2
, C
3
là (1.2801; 23.99; 0.52)
  mô   quan  này  là  tính       
  30%)


11

  hoàn toàn khi phanh  thì h s bám dc 
x

s
không
phi là giá tr ci mà giá tr ci là 
p
ng v t t n 0,3
i vi mi long.

Hình 2.3: Mi quan h  s  t

Trng thái này bánh xe b hãm cng thi h s bám ngang 
y
gn bng
không tc là ô tô không còn kh n v nh
ca ô tô khi phanh và hiu qu     c phanh c i nh  
m ca h thng phanh hãm cng.
F
p
= F
pmax

s
(2.6)

F
pmax
: Lc phanh ci ti các bánh xe.
Z : Ti trng tác dng lên bánh xe 

s
: H s bám dc khi bánh xe b hãm cng.
H s bám dc có giá tr ci 
p
 giá tr  t t 
0
= 10%  30%. 
giá tr  t này không nhm bo h s bám dc có giá tr ci 
xmax

p

mà h s  khá ly nu gi cho quá trình phanh
xy ra   t ca bánh xe là 
p
thì s c lc phanh ci.
F
pmax
= Z. 
p
(2.7)
u qu phanh s cao nhm bo nh t
u ch t ca h thng phanh chng hãm cng bánh
xe có h thng ABS.
λ
p


x


y


x


y


x


s





s


p



p



12

2.1.4 Đng lc hc phanh ca bánh xe
luôn 
            
bánh xe thì M.Oudghiri, Chadli [02  
.

Hình 2.4: Lc và mômen tác dng lên bánh xe

 phanh trên hình 2.4, 


)](F(t)VB(t)[4F
m
1
(t)V

2
vvp
v
v





(2.8)
(t)]M(t)B(t)M[
J
1
(t)
p
2
kb
k
k
k


(2.9)


V
v
(t) : 
k
(t)

m
v
 
M
b
(t) 
M
p
(t)  , M
p
(t) = r
k
F
p
(t).
B
v
, B
k
:  và bánh xe, r
k

F
p

(t) , F
p
(t) 
v


v

cos
4
.gm
)(N
v
v


F

() :  
g.sinm)(F
v


 

J
k
: Mô men quán tính bánh xe,
V

m
v


k

F
p

M
p

N
v

M
b


r
k

J
k

m
v
.g