BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
oo0oo
PHAN THANH BẢO
51CKOT PHÂN TÍCH CƠ SỞ LÝ THUYẾT, KẾT CẤU VÀ MÔ PHỎNG
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS
TRÊN Ô TÔ VIOS DO HÃNG TOYOTA SẢN XUẤT
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Nha Trang – 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
Họ và tên sinh viên : Phan Thanh Bảo Lớp: 51CKOT
Chuyên ngành : Công nghệ kỹ thuật ô tô Mã ngành: D510205
Tên đề tài: “Phân tích cơ sở lý thuyết, kết cấu và mô phỏng nguyên lý hoạt động
của hệ thống phanh ABS trên ô tô Vios do hãng Toyota sản xuất”.
Số trang: 121 Số chương: 4 Số tài liệu tham khảo: 12
Hiện vật: CD – ROM chứa toàn bộ nội dung đồ án.
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
Kết luận
Nha trang, ngày… tháng…. năm 2013
Cán bộ hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)
TS. LÊ BÁ KHANG
ii
PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG LÀM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI CẢM ƠN
ĐIỂM CHUNG
Bằng số Bằng chữ
iii
Bốn năm ngồi trên ghế giảng đường đại học cũng dần trôi qua, đây thật sự là
một chặng đường dài vô cùng ý nghĩa. Tôi đã học hỏi được rất nhiều điều bổ ích từ
những người thầy, người cô để có thể trang bị cho bản thân những hành trang cần
thiết bước vào cuộc sống. Thông qua đề tài này, tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất cả
những người đã quan tâm giúp đỡ tôi trong những tháng ngày học đại học.
Đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn tất cả những thầy cô trường Đại học Nha
Trang nói chung và những thầy cô trong khoa Kỹ thuật Giao thông, Bộ môn Kỹ thuật
ô tô, Xưởng thực tập ô tô nói riêng đã dạy dỗ, dìu dắt và giúp đỡ tôi từ những ngày
đầu bước vào giảng đường đại học cho đến khi hoàn thành đề tài tốt nghiệp Đại học.
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy TS. Lê Bá Khang,
người đã trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành đề tài này. Thầy đã tận tình giúp đỡ và
truyền đạt cho tôi những kiến thức từ lý thuyết cũng như thực tế, những kinh
nghiệm từ những người đi trước. Giúp tôi củng cố những kiến thức còn thiếu sót để
có thể giải quyết những khó khăn trong quá trình thực hiện đề tài này.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn thầy Trần Ngọc Anh đã tận tình giảng dạy,
hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành phần vẽ mô phỏng nguyên lý hoạt động của hệ
thống phanh ABS trên xe Toyota Vios.
Bên cạnh đó tôi rất cảm ơn sự nhiệt tình giúp đỡ và chỉ dẫn của các chú, các anh
trong Trung tâm dịch vụ Công ty cổ phần Mai Linh Nha Trang, Công ty sửa chữa ô tô
công nghệ mới Bạn Đường, garage ông Ngọ trong quá trình khảo sát thực tế tại đây.
Qua đây, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Bố Mẹ, Anh Chị và những
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS
(ANTI-LOCK BRAKING SYSTEM)…………………………… 26
2.1. Chức năng, yêu cầu và phân loại hệ thống phanh của ô tô…………………. 26
2.1.1. Chức năng của hệ thống phanh……………………………………… 26
2.1.2. Yêu cầu của hệ thống phanh………………………………………… 26
2.1.3. Phân loại hệ thống phanh………………………………………… 27
2.2. Động lực học quá trình phanh ô tô……………………………………… 29
2.2.1. Trọng lực…………………………………………………………… 29
v
2.2.2. Hợp lực phản lực vuông góc………………………………………… 29
2.2.3. Lực kéo rơ moóc…………………………………………… ………. 30
2.2.4. Lực quán tính………………………………………….…………… 31
2.2.5. Lực cản lăn………………………………………………………… 31
2.2.6. Lực cản của không khí………………………………………………. 31
2.2.7. Lực cản dốc……………………………………………………… 32
2.2.8. Lực phanh sinh ra ở bánh xe…………………… …………………. 32
2.2.9. Điều kiện đảm bảo sự phanh tối ưu…………………………………. 34
2.3. Phương trình cân bằng lực phanh………………………………………… 37
2.4. Các chỉ tiêu đánh giá tính năng phanh…………….…………….………… 39
2.4.1. Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh…………….…………………. 39
2.4.1.1. Gia tốc chậm dần khi phanh…………….…………….………. 39
2.4.1.2. Thời gian phanh…………….…………….…………….…… 40
2.4.1.3. Quãng đường phanh…………….…………….……………… 40
2.4.1.4. Lực phanh và lực phanh riêng…………….………………… 42
2.4.2. Tính ổn định khi phanh…………….……………………………… 42
2.4.3. Các biện pháp nâng cao tính năng phanh…………………………… 45
2.5. Cơ sở lý thuyết của hệ thống phanh ABS……………………………. ……. 46
2.5.1. Đặc tính của ma sát………………………………………………… 46
2.5.2. Hệ số bám…………………………………………………………… 47
2.5.3. Tác hại của trượt lết…………………………………………………. 48
3.3.3.1. Xây dựng dữ liệu đầu vào cho chương trình Flash…………… 84
3.3.3.2. Mô phỏng hệ thống phanh ABS bằng phần mềm Flash……… 86
CHƯƠNG 4. CHẨN ĐOÁN KỸ THUẬT VÀ KHẮC PHỤC HƯ HỎNG
CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS……………………………… 98
4.1. Thiết bị phục vụ chẩn đoán và tiến hành chẩn đoán kỹ thuật…………… 98
4.1.1. Khái niệm chẩn đoán kỹ thuật………………………………………. 98
4.1.2. Thiết bị phục vụ chẩn đoán hệ thống phanh ABS………………… 98
4.1.3. Tiến hành chẩn đoán kỹ thuật………………………………………. 103
vii
4.1.3.1. Phương pháp thử theo quãng đường phanh………………… 104
4.1.3.2. Sử dụng thiết bị MB 6000 đo lực phanh…………… ……… 105
4.1.3.3. Sử dụng dụng cụ quét cầm tay Scan tool……………….……. 105
4.2. Kiểm tra hệ thống ABS…………………………………………………… 106
4.3. Kiểm tra hệ thống chẩn đoán……………………………………………… 107
4.4. Kiểm tra bộ phận chấp hành………………………………………………. 113
4.5. Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe………………………………………… 114
4.6. Sửa chữa hư hỏng một số chi tiết, bộ phận chính………………………… 115
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT…………………………………………………… 119
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………… 121 ix
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1-1. Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe Toyota vios 1.5G năm 2011…. 13
Bảng 1-2. Thông số kỹ thuật động cơ …………………………………………. 15
Bảng 2-1. Phân loại tổng quát hệ thống phanh ôtô …………………………… 27
Bảng 4-1. Kết quả thực nghiệm về quan hệ giữa tốc độ khi phanh
và quãng đường phanh đối với các loại đường ………………… 104
Bảng 4-2. Mã chẩn đoán hư hỏng hệ thống ABS …………………………… 109
Bảng 4-3. Mã chẩn đoán hư hỏng cảm biến tốc độ 112
Hình 1.18. Dây an toàn…………………………………………………….… 23
Hình 1.19. Túi khí ………………………………………………………… 23
Hình 1.20. Lốp ô tô ……………………………………………………… 24
Hình 1.21. Các thiết bị trong cabin ô tô …………………………………… 24
Hình 1.22. Hàng ghế phía sau xe …………………………………………… 25
Hình 1.23. Khoang hành lý phía sau xe …………………………………… 25
Hình 2.1. Phản lực từ mặt đường tác dụng lên bánh xe…………………… 30
Hình 2.2. Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh………… 33
Hình 2.3. Lực tác dụng lên ô tô khi phanh……………………………… 34
xi
Hình 2.4. Lực và mômen tác dụng lên ôtô trong quá trình phanh……… 38
Hình 2.5. Đồ thị chỉ sự thay đổi quãng đường phanh nhỏ nhất
theo tốc độ bắt đầu phanh v
1
và hệ số bám ϕ …………………… 41
Hình 2.6. Sơ đồ lực tác dụng lên ôtô khi phanh mà bị quay ngang …… 43
Hình 2.7. Ma sát tĩnh lớn hơn ma sát động……………………………… 46
Hình 2.8. Sự thay đổi hệ số bám dọc ϕ
x
và hệ số bám ngang ϕ
y
theo độ trượt tương đối λ của bánh xe khi phanh……………… 48
Hình 2.9. Sự thay đổi các thông số M
p
, p và j khi phanh
có chống hãm cứng bánh xe ………………… 50
Hình 2.10. Sự thay đổi tốc độ góc ω
b
của bánh xe, tốc độ ôtô v và độ trượt λ
Hình 3.32. Thanh Properties…………………………………………………… 85
Hình 3.33. Thanh Object Snap………………………………………………… 85
Hình 3.34. Thanh Layers……………………………………………………… 85
Hình 3.35. Sơ đồ hệ thống phanh ABS vẽ trên AutoCad 2007………… …… 86
Hình 3.36. Chuyển định dạng ảnh trong Flash………………………… ……. 87
Hình 3.37. Xuất hình ảnh vào Flash…………………………………………. 87
Hình 3.38. Tô màu và tạo từng bộ phận thành symbol riêng lẻ……………… 88
Hình 3.39. Tạo nút nhấn……………………………………………………… 89
Hình 3.40. Tạo phim mô phỏng nguyên lý hoạt động
của hệ thống phanh ABS……………………………………….…. 91
Hình 3.41. Tạo tín hiệu báo về ECU…………………………………………. 91
Hình 3.42. Vẽ đồ thị và điều khiển chạy trong Flash……………………… 92
Hình 3.43. Câu lệnh dừng vị trí đầu tiên khi mở phim tại Frame đầu tiên…… 93
Hình 3.44. Câu lệnh trên Frame cuối cùng cho đoạn phim chạy liên tục……… 93
Hình 3.45. Lệnh đầy màn hình khi mở phim…………………………………. 94
Hình 3.46. Câu lệnh cho nút chú thích……………………………………… 94
Hình 3.47. Câu lệnh cho nút Stop…………………………………………… 95
Hình 3.48. Câu lệnh cho nút Play…………………………………………… 95
Hình 3.49. Câu lệnh cho nút Next Frame……………………………………… 96
xiii
Hình 3.51. Lệnh cho nút phanh không có ABS…………………………………. 96
Hình 3.52. Lệnh nút trang chủ………………………………………………… 96
Hình 3.52. Lệnh nút trang chủ…………………………………………………… 97
Hình 4.1. Bệ đo trọng lượng ô tô……………………………………………… 99
Hình 4.2. Bệ có tang lăn……………………………………………………… 99
Hình 4.3. Bảng đồng hồ hiển thị lực phanh……………………………………… 99
Hình 4.4. Bảng điều khiển……………………………………………………… 100
Hình 4.5. Màn hình…………………………………………………………… 100
Hình 4.6. Bộ điều khiển từ xa………………………………………………… 101
Hình 4.7. Dụng cụ quét cầm tay Scan tool…………………………………… 101
hướng dẫn của thầy giáo TS. Lê Bá Khang.
Nội dung đề tài bao gồm 4 chương:
Chương 1. Giới thiệu về tập đoàn Toyota Motors Corporation và xe Toyota Vios.
Chương 2. Cơ sở lý thuyết của hệ thống phanh ABS.
Chương 3. Kết cấu, nguyên lý hoạt động và mô phỏng hoạt động của hệ thống
phanh ABS trên xe Toyota Vios.
Chương 4. Chẩn đoán kỹ thuật và khắc phục hư hỏng của hệ thống phanh ABS.
2
Trong thời gian thực hiện đề tài, do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế
nên không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Tôi rất mong nhận được sự
quan tâm, giúp đỡ và đóng góp ý kiến của Quý thầy cô cùng tất cả các bạn để đề tài
của bản thân được bổ sung hoàn thiện hơn.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn thầy TS. Lê Bá Khang cùng các thầy
cô trong Bộ môn, các chú, các anh trong Trung tâm dịch vụ Công ty cổ phần Mai
Linh Nha Trang, Công ty sữa chữa ô tô công nghệ mới Bạn Đường, garage ông Ngọ
và các bạn đã giúp tôi hoàn thành đồ án này!
Nha Trang, tháng 07 năm 2013
Sinh viên thực hiện Phan Thanh Bảo
nên hệ thống sản xuất Toyota và gây dựng được thương hiệu Toyota như ngày nay.
Có thể tóm tắt quá trình phát triển của Tập đoàn Toyota thành 5 thời kỳ sau đây:
4
1.1.1. Thời kỳ đầu sáng lập
Toyota xuất phát từ một xưởng dệt nhỏ Toyoda Automatic Loom Works trên
mảnh đất Mikawa giàu truyền thống phấn đấu. Xưởng dệt được thành lập bởi
Sakichi Toyoda, chính là người đã phát minh ra máy dệt tự động không mắc lỗi, đã
trở thành khuôn mẫu nổi tiếng của dòng họ Toyoda. Ông đã ghi dấu ấn của mình
lên ngành công nghiệp thế giới với chiếc máy dệt thông minh nên ông muốn con
trai của ông, Kiichiro Toyoda sẽ đóng góp tên tuổi cho xã hội với việc phát triển
sản xuất một thương hiệu xe ô tô của Nhật Bản. Vì thế, năm 1929, Sakichi đã đồng
ý bán lại bản quyền sáng chế chiếc máy dệt cho công ty Platt Brothers với giá
100.000 bảng Anh. Ông đã cho Kiichiro dùng toàn bộ số tiền này để khởi tạo dây
chuyền sản xuất ô tô. Với quyết tâm và sự cần mẫn hiếm có, đúng phẩm chất đặc
thù của người Nhật Bản, cha con Toyoda vừa duy trì sản xuất máy dệt vừa âm thầm
chuẩn bị cho dây chuyền sản xuất ôtô đầu tiên của Nhật Bản.
Bắt đầu năm 1930, lần lượt từng dây chuyền sản xuất vỏ xe, gầm xe rồi động
cơ xe ôtô được gia đình Toyoda hoàn thiện. Năm 1933, Toyoda Automatic Loom
Works (nhà máy dệt tự động Toyoda) thành lập một công ty con mới chuyên sản
xuất xe hơi dưới sự lãnh đạo của Kiichiro Toyoda.
Năm 1934 chiếc xe mẫu đầu tiên ra đời và được đưa vào sản xuất đại trà vào
năm 1935 dưới tên gọi Toyota A1 cùng với đó là chiếc xe tải G1 được sản xuất
thành công vào tháng 08 năm 1935 và bắt đầu được giới thiệu trên thị trường vào
tháng 11.
Hình 1.2. Toyota A1 (bên trái) và chiếc xe tải G1 (bên phải)
5
Tháng 4 năm 1937, Toyota chính thức được đăng ký bản quyền thương mại.
Toyota duy trì một triết lý “địa phương hóa” thiết kế và khâu sản xuất để phù hợp
với điều kiện đường sá, thời tiết và kinh tế của dân cư địa phương. Toyota không
chỉ thiết kế sản xuất ô tô tại nước ngoài mà còn thử nghiệm chúng tại đó. Trong giai
đoạn từ những năm 1960 đến đầu những năm 1970, Toyota thực sự phát triển rực rỡ
với việc mở rộng các cơ sở nghiên cứu và sản xuất ra nước ngoài (Thái Lan,
Australia), ghi dấu mốc sản xuất được 10 triệu xe, dành được giải thưởng Quản lý
chất lượng Deming Prize của Nhật Bản và có mặt trên toàn thế giới cùng với sự
kiện xuất khẩu được chiếc xe thứ một triệu.
Do cuộc khủng hoảng dầu mỏ năm 1973, khách hàng ở thị trường béo bở Mỹ
bắt đầu quay sang dùng loại xe hơi nhỏ hơn ít tiêu tốn nhiên liệu. Đây là “cơ hội
vàng” cho Toyota bởi các dòng xe của Toyota đều là những dòng xe tiết kiệm nhiên
liệu và chất lượng cao. Nhờ vậy mà Toyota đã phát triển có mặt tại khắp thị trường
rộng lớn Bắc Mỹ.
1.1.4. Trở thành tập đoàn toàn cầu hàng đầu trong lĩnh vực sản xuất ô tô
Vào năm 1982, công ty Toyota Motor và Toyota Motor Sales sáp nhập thành
Tập đoàn Toyota Motor. Hai năm sau đó Toyota tham gia một liên doanh với GM
(General Motors) để vực lại NUMMI (New United Motor Manufacturing Inc), một
nhà máy sản xuất ô tô ở Fremont, bang California, nước Mỹ. Đây được coi là “sự hợp
tác lịch sử” giữa hai gã khổng lồ trong ngành sản xuất ô tô. NUMMI được coi là đã
tạo ra cuộc cách mạng trong ngành công nghiệp xe hơi tại Mỹ nhờ việc áp dụng hệ
thống sản xuất Toyota TPS. Ngoài những thành công thu được từ NUMMI, trong
năm 1989, Toyota đã tung ra thị trường dòng xe sang trọng Lexus, đánh dấu bước
phát triển mới cho Toyota, khi lần đầu tiên gia nhập vào dòng xe hơi sang trọng.
Trong giai đoạn những năm 90, Toyota ghi dấu sự phát triển vượt bậc của mình với
việc liên tục phát triển các sản phẩm mới hướng tới người tiêu dùng trẻ. Đặc biệt phải
kể tới sự ra đời của loại xe ô tô hybrid (xe kết hợp ít nhất là hai dạng máy giúp tiết
kiệm tối đa nhiên liệu), Toyota Prius là một đột phá về mặt công nghệ lúc bấy giờ.
Đồng thời, Toyota cũng lập được những kỷ lục mới như: Prius đã trở thành loại xe
7
8
quyền từ tháng 6 năm 2009, đã phải gấp rút điều chỉnh chiến lược. Tuy nhiên, cuộc
khủng hoảng vẫn tiếp tục kéo dài đến hết năm 2010 và thực sự trở thành “nỗi đau nhức
nhối” nhất của Toyota khi mà có tới hơn 8 triệu xe bị thu hồi (tương đương với sản
lượng sản xuất trong 1 năm). Những báo cáo độc lập cho thấy không có lỗi nào liên
quan đến phần cơ khí hay điện tử (chỉ có một số lỗi liên quan đến tấm thảm sàn ô tô
hoặc chân ga). Giữa lúc đang nỗ lực dẹp “ác mộng” thu hồi, Toyota lại chịu thử thách
một lần nữa vào tháng 3 năm 2011 khi động đất và sóng thần ở Nhật đã làm gián đoạn
sản xuất. Thảm họa này đã gây thiệt hại cho các nhà máy phía Bắc nước Nhật, làm gián
đoạn nguồn cung của hơn 500 linh kiện, phụ tùng và Toyota đã không thể tìm ra
nguồn thay thế. Trong thời điểm khó khăn đó, Tổng giám đốc Akio đã tổ chức lại vị trí
quản lý ở các phòng ban tại Nhật và đi một bước đi bất thường: trực tiếp hướng dẫn họ
khôi phục lại sản xuất. Đồng thời ông cũng gửi các nhóm kỹ sư đến từng nhà máy để
tìm hiểu vấn đề và tìm kiếm các linh kiện, phụ tùng thay thế. Đồng thời, Tổng giám
đốc Akio đã thực hiện được những thay đổi quan trọng khác trong cách điều hành
Toyota để cùng đưa Tập đoàn vượt khó “sóng gió”.
Kết thúc năm 2011, Toyota Motor (Nhật), từng là hãng xe lớn nhất thế giới, đã
thụt lùi về hàng thứ ba sau General Motors (Mỹ) và Volkswagen (Đức). Toyota đã
phải chịu một loạt những thảm họa trong vòng 3 năm qua. Đầu tháng 2 năm 2012,
Toyota cho biết lợi nhuận hoạt động ước tính kết thúc vào tháng 3 năm 2012 là 270
tỉ yên (3,5 tỉ USD), tăng từ mức dự báo 200 tỉ yên.
Cũng trong giai đoạn khủng hoảng ấy, tinh thần Kaizen “cải tiến không ngừng”
của Toyota lại được phát huy. Với quyết tâm lấy lại lòng tin của khách hàng, những
chiếc ô tô Toyota không chỉ chất lượng và còn có thiết kế bắt mắt hơn được chú trọng
sản xuất, Toyota đã đầu tư nhiều hơn để đẩy mạnh khâu thiết kế và nội thất trong xe.
Toyota dự kiến sẽ tung ra 19 mẫu xe mới hoặc được tái thiết kế tại Mỹ trong năm
2012, trong đó có việc bành trướng mạnh dòng xe lai Prius. Đặc biệt, mùa xuân năm
2012, Toyota sẽ tung ra chiếc xe lai Prius plug-in (cắm sạc) có giá 32.000 USD. Với
sự ra mắt của hàng loạt dòng xe mới. Sang tháng 1 năm 2012, Camry đã trở thành
Việt Nam. Hãng là một trong những công ty sản xuất và phân phối ô tô hoạt động có
hiệu quả cũng như tích cực tham gia các hoạt động đóng góp cho cộng đồng.
Công ty ô tô Toyota Việt Nam có trụ sở chính tại phường Phúc Thắng, Thị xã
Phúc Yên, Tỉnh Vĩnh Phúc. Hệ thống đại lý, chi nhánh đại lý và các trạm dịch vụ ủy
quyền chính hãng Toyota Việt Nam có mặt trên toàn quốc.
Hình 1.4. Hệ thống đại lý, chi nhánh và các trạm dịch vụ ủy quyền
chính hãng Toyota Việt Nam vào năm 2012
Mới đây công ty cổ phần Toyota Nha Trang chính thức đi vào hoạt động ngày
1 tháng 1 năm 2013 theo mô hình 3S của Toyota Motor Việt Nam (bán xe ô tô
Toyota mới; cung cấp dịch vụ bảo hành, bảo dưỡng, sửa chữa chuyên nghiệp chất
Copyright: Tài liệu đại học ©