ĐẠI HỌC THÀNH ĐÔ KHOA ĐỘNG LỰC
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………
NHÓM SINH VIEN THỰC HIỆN ĐỒ ÁN HỆ THỐNG PHANH ABS
ĐẠI HỌC THÀNH ĐÔ KHOA ĐỘNG LỰC
NHẪN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG GIÁM KHẢO
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
sản xuất khoảng 12 đến 13 triệu chiếc.
Do mật độ ô tô trên đường ngày càng tăng và tốc độ chuyển động ngày càng
cao cho lên vấn đề tai nạn giao thông trên đường là vấn đề cấp thiết hàng đầu luôn
phải quan tâm. ở nước ta chỉ trong hai năm 1998 đến 2000 mỗi năm có 20.000 vụ tai
nạn giao thông làm 7100 người chết và 30772 người bị thương. Năm 2002 xẩy ra
27420 vụ tai nạn giao thông, làm 12998 người bị chết và hơn 30.000 người bị
thương. Đến năm 2006 có 42000 vụ tai nạn giao thông làm hơn 20.000 người chết.
Nó không những gây thiệt hại lớn về người mà còn gây thiệt hại lớn về tài sản của
nhà nước và của công dân. Một trong những nguyên nhân đó là do con người gây ra
( như lái xe say riệu, mệt mỏi, buồn ngủ....). Do hư hỏng máy móc trục trặc về kỹ
thuật và đương xá qúa xấu.
Trong nguyên nhân hư hỏng máy móc trục trặc kỹ thuật thì tỉ lệ tai nạn giao
thông do hệ thống phanh là 52.2 % đến 74.4%. Từ số liệu trên thấy rằng tai nạn do hệ
thống phanh chiếm tỉ lệ lớn nhất vì thế mà hiện nay hệ thống phanh càng được cải
tiến, tiêu chuẩn về thiết kế, chế tạo và sử dụng nghiêm ngặt và chặt chẽ nhằm tăng
hiệu quả phanh tính ổn định hướng, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo
an toàn chuyển động của ô tô.
Trong những cải tiến đó thì có hệ thống phanh trang bị ABS. No còn được gọi
là hệ thống phanh chống bó cứng bánh là một trong những hệ thống phanh có ưu
điển vượt trội nhất hiện nay. Nó đảm bảo cho người và phương tiện trên các loại
đường làm cho người lái chủ động được tốc độ.
Trong đồ án này của em tìm hiểu về hệ thống phanh, để hiểu rõ về công dụng
và cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống từ đó tìm ra cách sử dụng tốt nhất, cách
NHÓM SINH VIEN THỰC HIỆN ĐỒ ÁN HỆ THỐNG PHANH ABS
ĐẠI HỌC THÀNH ĐÔ KHOA ĐỘNG LỰC
bảo dưỡng và chuẩn đoán hư hỏng và đưa ra biện pháp sử lý. Do hệ thống ABS mới
được biết đến tại việt nam nên trong quá trình làm đồ án gặp một số khó khăn về tiếp
xúc thực tế và tài liệu tham khảo. Cùng với sự giúp đõ của thầy hướng dẫn Đặng
Tiến Hòa và các thầy trong khoa cơ khí động lực. Mặc dù vậy trong đồ án không
tranh khỏi những thiếu sót chưa thể hoàn chỉnh được. Mong các thầy và các bạn góp
1.2.1. Cảm biến tốc độ bánhxe. ..................................................................................... 36
1.2.2. Vị trí các cảm biến tốc độ trên bánh xe .............................................................. 36
2.3. Cảm biến gia tốc ..................................................................................................... 39
1.2.4. Cảm biến trọng lực (G) ...................................................................................... 40
1.2.Bộ điều khiển thủy lực ........................................................................................... 43
1.3.Bộ điều khiển thuỷ lực thực hiện nhiệm vụ chống trượt lê ................................... 43
1.5. Bơm điện ABS ....................................................................................................... 49
1.7. Nguyên tắc bố trí chung các hệ thống chống hãm cứng trên ô tô ......................... 51
3.2. Những lưu ý khi sửa chữa hệ thống phanh ABS và những hư hỏng thường gặp
và cách khắc phục. ......................................................................................................... 58
3.2.1. Những lưu ý trong kiểm tra sữa chữa hệ thông phanh ABS. ............................. 58
3.2.2. Các sự cố thường gặp cho hệ thống phanh ABS. ............................................... 60
3.2.2.1.Các sự cố về điện. .............................................................................................. 60
3.2.2.2. Các sự cố về cơ khí của cảm biến tốc độ. ........................................................ 61
3.2.2.3. Bảng hư hỏng và cách khắc phục. .................................................................... 61
3.4 Sửa chữa sự cố của ABS và sự tự chẩn đoán. ........................................................ 67
3.5. Cách kiểm tra về điện hệ thống ABS bằng hộp đầu nối. ...................................... 70
3.6. Kiểm tra áp suất thủy lực ....................................................................................... 72
3.7. GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA CHẨN ĐOÁN CÁC BỘ PHẬN
CỦA HỆ THỐNG ABS BẰNG MÃ ÁNH SÁNG ..................................................... 73
3.7.1. Kiểm tra hệ thống chẩn đoán .............................................................................. 73
3.7.2. Kiểm tra độ chấp hành ABS: ............................................................................... 79
3.7.3. Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe ....................................................................... 81
XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG PHANH ABS .................. 82
NHÓM SINH VIEN THỰC HIỆN ĐỒ ÁN HỆ THỐNG PHANH ABS
ĐẠI HỌC THÀNH ĐÔ KHOA ĐỘNG LỰC
GIỚI THIỆU CHUNG
1. Lý do chọn đề tài
Cơ cấu phanh là cơ cấu an toàn chủ động của ô tô, dùng để giảm tốc độ hay dừng và
đỗ ôtô trong những trường hợp cần thiết.
2.Bố cục của đồ án.
*Đồ án gồm 5 chương :
- Chương I. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu.
- Chương II. Cơ sở lý thuyết và nghiên cứu
- Chương III. Kết cấu và quá trình làm việc của hệ thống phanh ABS
- Chương IV. Xây dựng mô hình hệ thống phanh
- Chương V. Phần cá nhân thực hiện
Chương I. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu.
1. Sự phát triển chung của công nghệ ô tô trên thế giới và Việt Nam.
Chiếc xe ô tô chạy bằng động cơ xăng (động cơ Otto) được Karl Benz phát minh ra ở
Đức năm 1885. Mặc dù Karl Benz được công nhận là người sáng tạo ra chiếc ô tô
hiện đại, nhiều kỹ sư người Đức khác cũng đã làm việc để chế tạo ra những chiếc ô
tô khác trong cùng thời gian. Các nhà phát minh đó là: Karl Benz, người được cấp
một bằng sáng chế ngày 29 tháng 1 năm 1886 ở Mannheim cho chiếc ô tô ông chế
tạo năm 1885, Gottlieb Daimler và Wilhelm Maybach ở Stuttgart năm 1886 (cũng là
những nhà phát minh ra chiếc xe mô tô đầu tiên), và năm 1888/89 nhà phát minh
người Đức-Áo Siegfried Marcus ở Viên, mặc dù Marcus không đạt tới giai đoạn thực
nghiệm.
Hoạt hình của động cơ đốt trong bốn kỳNăm 1806 Fransois Isaac de Rivaz, một
người Thuỵ Sỹ, đã thiết kế ra chiếc động cơ đốt trong (hiện nay thỉnh thoảng được
viết tắt là "ICE") đầu tiên. Sau đó, ông dùng nó để phát triển ra loại phương tiện đầu
tiên trên thế giới chạy bằng động cơ sử dụng một hỗn hợp hydro và oxy để phát ra
năng lượng. Thiết kế này không thành công lắm, cũng giống như trường hợp nhà
phát minh người Anh Samuel Brown, và nhà phát minh người Mỹ, Samuel Morey,
những người đã chế tạo ra những phương tiện có động lực từ các động cơ đốt trong
kềnh càng vào khoảng năm 1826.
Etienne Lenoir đã chế tạo thành công một động cơ đốt trong đứng yên năm 1860, và
trong vòng vài năm, khoảng bốn trăm chiếc như vậy đã hoạt động ở Paris. Khoảng
tới năm 1863, Lenoir đã lắp cái động cơ của ông lên một chiếc xe. Có lẽ động cơ của
nó dùng nhiên liệu từ các bình gas thắp đèn thành phố, và Lenoir đã nói rằng nó
Thực tế ông đã bắt đầu suy nghĩ về khái niệm này năm 1861, nhưng đã bỏ rơi nó cho
tới giữa thập kỷ 1870.
Có một số bằng chứng, dù chưa được xác định, rằng Christian Reithmann, một người
Áo sống ở Đức, đã chế tạo ra một chiếc động cơ bốn thì hoàn toàn dựa trên ý tưởng
của mình năm 1873. Reithmann đã thực nghiệm các động cơ đốt trong ngay từ đầu
năm 1852.
Năm 1883, Edouard Delamare-Deboutteville và Leon Malandin nước Pháp đã lắp
một động cơ đốt trong dùng nhiên liệu là một bình khí gas đốt đèn thành phố lên một
chiếc xe ba bánh. Khi họ thử nghiệm thiết bị này, chiếc vòi bình gas bị hở, gây ra
một vụ nổ. Năm 1884, Delamare-Deboutteville và Malandin chế tạo và xin cấp bằng
sáng chế cho một phương tiện thứ hai. Chiếc xe này gồm một động cơ bốn thì dùng
nhiên liệu lỏng lắp trên một cái xe ngựa bốn bánh cũ. Bằng sáng chế, và có lẽ cả
chiếc xe, chứa nhiều cải tiến, và một số cải tiến đó còn được ứng dụng trong nhiều
thập kỷ tiếp theo. Tuy nhiên, trong lần thử nghiệm đầu tiên, cái khung rời ra, và chiếc
xe “rung lắc và rời ra từng mảnh” theo đúng nghĩa đen, theo lời thuật lại của
Malandin. Hai người này không chế tạo tiếp các xe khác nữa. Dự án kinh doanh của
họ hoàn toàn không được nhắc tới và bằng sáng chế cũng không được sử dụng.
Những kinh nghiệm và kết quả thực nghiệm của họ bị lãng quên trong nhiều năm
sau.
NHÓM SINH VIEN THỰC HIỆN ĐỒ ÁN HỆ THỐNG PHANH ABS
ĐẠI HỌC THÀNH ĐÔ KHOA ĐỘNG LỰC
Có lẽ, cuối thập kỷ 1870, một người Italia tên là Murnigotti đã xin cấp bằng phát
minh cho ý tưởng lắp đặt một đông cơ đốt trong lên trên một loại phương tiện, dù
không có bằng chứng là đã từng chế tạo được một thứ như thế. Năm 1884, Enrico
Bernardi, một người Italia khác đã lắp một động cơ đốt trong lên chiếc xe ba bánh
của con ông. Dù nó đơn giản chỉ là một thứ đồ chơi, có thể nói rằng về mặt nào đó nó
đã hoạt động khá thành công, nhưng một số người cho rằng động cơ quá yếu để có
thể làm chiếc xe di chuyển được.
Tuy nhiên, nếu tất cả những cuộc thực nghiệm trên không diễn ra, có lẽ sự phát triển
của xe hơi sẽ không thể nhanh chóng như vậy bởi vì có nhiều cuộc thực nghiệm
lui. Hai người Đức đó, Benz và Daimler, dường như không biết tới công việc của
nhau và làm việc độc lập. Daimler chết năm 1900. Trong thời chiến tranh thế giới thứ
nhất, Benz đề xuất hợp tác giữa hai công ty do hai người lập ra, nhưng mãi tới năm
1926 hai công ty mới hợp nhất dưới cái tên Daimler-Benz với cam kết sẽ cùng tồn tại
dưới tên này cho tới tận năm 2000.
NHÓM SINH VIEN THỰC HIỆN ĐỒ ÁN HỆ THỐNG PHANH ABS
ĐẠI HỌC THÀNH ĐÔ KHOA ĐỘNG LỰC
Năm 1890, Emile Levassor và Armand Peugeot nước Pháp bắt đầu sản xuất hàng
loạt các phương tiện gắn động cơ của Daimler, và từ đó mở ra nền tảng ban đầu cho
công nghiệp ô tô ở Pháp. Chúng đều bị ảnh hưởng từ chiếc Stahlradwagen của
Daimler năm 1889, từng được triển lãm ở Paris năm 1889.
Chiếc ô tô Hoa Kỳ đầu tiên bằng động cơ đốt trong chạy nhiên liệu gas có lẽ đã được
thiết kế năm 1877 bởi George Baldwin Selden ở Rochester, New York, ông đã xin
cấp một bằng sáng chế cho một chiếc ô tô năm 1879. Selden không hề chế tạo một
chiếc ô tô riêng biệt cho tới tận năm 1905, khi ông bị bắt buộc phải làm thế, theo
luật. Selden nhận được bằng phát minh của mình và sau đó kiện Ford Motor
Company vì vi phạm bằng phát minh của mình. Henry Ford hiển nhiên là chống đội
lại hệ thống cấp bằng sáng chế Hoa Kỳ và trường hợp của Selden kiện Ford đã phải
đưa lên Toà án tối cao, toà phán quyết rằng Ford, và bất kỳ người nào khác, tự do chế
tạo ô tô mà không cần trả tiền cho Selden, bởi vì công nghệ ô tô đã phát triển mạnh
từ khi Selden được cấp bằng và không ai còn chế tạo ô tô theo thiết kế của ông ta
nữa.
Trong lúc ấy, những cải tiến quan trọng trong lĩnh vực năng lượng hơi nước ở
Birmingham, England bởi Lunar Society đã xảy ra. Cũng chính ở nước Anh, thuật
ngữ sức ngựa được đem ra sử dụng lần đầu tiên. Và cũng chính ở Birmingham những
chiếc xe ô tô bốn bánh chạy bằng dầu được chế tạo lần đầu năm 1895 bởi Frederick
William Lanchester. Lanchester cũng được cấp bằng phát minh ra phanh đĩa tại thành
phố này. Các phương tiện chạy điện được một số nhỏ những công ty chế tạo.
Ford Model T, 1927Bằng sáng chế ô tô đầu tiên ở Hoa Kỳ được trao cho Oliver
Evans năm 1789 cho chiếc "Amphibious Digger" (Máy xúc chạy trên cạn và dưới
vậy các dự án tiếp thị và sản xuất đáp ứng thị trường thường thống lĩnh việc thiết kế
xe hơi. Chính Alfred P. Sloan là người thiết lập ý tưởng nhiều kiểu xe được sản xuất
bởi một hãng, để người mua có thể "vươn lên" khi họ trở nên giàu lên. Những kiểu
khác nhau này dùng chung một số linh kiện do vậy số lượng sản xuất nhiều sẽ làm
giảm giá thành cho từng mệnh giá khác nhau. Ví dụ, vào năm 1950s, Chevrolet dùng
chung phần trước xe, của, mái xe và của sổ với Pontiac; LaSalle của những năm
1930, bán ra bởi Cadillac, sử dụng những linh kiện cơ khí rẻ hơn được sản xuất bởi
phân xưởng của Oldsmobile.
Tình hình nghiên cứu chống bó cứng bánh xe ở Việt Nam.
Những kết quả nghiên cứu về về hệ thống chống bó cứng bánh xe trên ô tô ở
việt nam đến nay còn rất nhiều hạn chế,chưa có công trình chuyên sâu nghiên
cứu tổng thể về hệ thống .Một số công trình đã được thực hiện ở Việt Nam
hoặc ở nước ngoài của các tác giả Việt Nam chủ yếu đi sâu vào nghiên cứu
một phần trong hệ thống như hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh
như:
Đề tài: Nghiên cứu hệ thống phanh ABS trên cơ sở hệ thống thử nghiệm
tương đương, thực hiện năm 2005; Đề tài : Mô phỏng hệ dẫn động phanh dầu
sử dụng trợ lực chân không, thực hiện năm 2005; Đề tài: Thiết kế chế tạo mô
hình hệ thống phanh chống hãm cứng bánh xe, thực hiện năm 2006; Đề tài
“Tổng hợp bộ điều khiển điện tử và mô phỏng hệ thống phanh có ABS trên ô
tô du lịch” của tác giả anh Vũ. v.v.
Nhìn chung với các hiểu biết chưa nhiều ở nước ta, đề tài mong muốn tham gia
một phần trong mảng nghiên cứu chống trượt quay bánh xe giúp ô tô tăng khả
năng tăng tốc trên đường đặc biệt là đường có hệ số bám thấp. Đây là vấn đề
liên quan đến an toàn giao thông khi điều kiện đường xá nước ta còn chưa phát
triển và tạo điều kiện cho xe có khả năng tăng tốc tốt khi điều kiện thời tiết xấu.
NHÓM SINH VIEN THỰC HIỆN ĐỒ ÁN HỆ THỐNG PHANH ABS
ĐẠI HỌC THÀNH ĐÔ KHOA ĐỘNG LỰC
Để khắc phục những hiện tượng đó, phần lớn các ô tô con sang trọng hiện nay
đều được trang bị hệ thống chống trượt quay bánh xe, gọi tắt là ASR (Traction
rộng rãi hơn, đến nay ABS gần như trở thành tiêu chuẩn bắt buộc cho tất cả các
loại xe du lịch và cho phần lớn các loại xe hoạt động ở những vùng có đường
băng, tuyết dễ trơn trượt, ngày nay cơ cấu ABS không chỉ được thiết kế trên các
cơ cấu phanh thuỷ lực mà còn ứng dụng rộng rãi trên các cơ cấu phanh khí nén
của các xe tải và xe khách lớn.
Nhằm nâng cao tính ổn định và tính an toàn của xe trong mọi chế độ hoạt động
như khi xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, khi đi vào đường vòng với t ốc độ
cao,khi phanh trong những trường hợp khẩn cấp … Cơ cấu ABS còn được thiết
NHÓM SINH VIEN THỰC HIỆN ĐỒ ÁN HỆ THỐNG PHANH ABS
ĐẠI HỌC THÀNH ĐÔ KHOA ĐỘNG LỰC
kế kết hợp với nhiều cơ cấu khác.
Cơ cấu ABS kết hợp với cơ cấu kiểm soát lực kéo Traction Control (hay ASR)
làm giảm bớt công suất động cơ và phanh các bánh xe để tránh hiện tượng các
bánh xe bị trượt lăn tại chỗ khi xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, bởi điều này
làm tổn hao vô ích một phần công suất của động cơ và mất tính ổn định
chuyển động của ô tô. 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.
Cơ cấu ABS kết hợp với cơ cấu BAS ( Break Assist System) làm tăng thêmựlc
phanh ở các bánh xe để quãng đường phanh là ngắn nhất trong trường hợp phanh
khẩn cấp.
Cơ cấu ABS kết hợp với cơ cấu ổn định ô tô bằng điện tử (ESP) không chỉ có
tác dụng trong khi dừng xe, mà còn can thiệp vào cả quá trình tăng tốc và
chuyển động quay vòng của ô tô, giúp nâng cao hiệu quả chuyển động của ô tô
trong mọi trường hợp.
Ngày nay với sự phát triển vượt bậc và hỗ trợ rất lớn của kĩ thuật điện tử của
ngành điều khiển tự động và các phần mềm tính toán, lập trình đã cho phép nghiên
cứu và đưa vào ứng
dụng các phương pháp điều khiển mới trong ABS như điều
Ngoài ra còn có phanh chậm dần: Trên các ô tô máy kéo tải trọng lớn (như xe
tải, trọng lượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn, xe khách- lớn hơn 5 tấn) hoặc làm việc ở
vùng đồi núi,thường xuyên phải chuyển động lên xuống các dốc dài còn phải có loại
phanh thứ tư là phanh chậm dần, dùng để.
Phanh liên tục, giữ cho tốc độ của ô tô máy kéo không tăng quá giới hạn cho
phép khi xuống dốc.
Để giảm dần tốc độ của ô tô máy kéo trước khi dừng hẳn.
Các loại phanh trên có thể có các bộ phận chung và kiêm nhiệm chức năng của
nhau. Nhưng chúng phải có ít nhất là hai bộ phận điều khiển và dẫn động độc lập.
Ngoài ra, để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh chính còn được phân thành
các dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn làm việc
bình thường.
Để có hiệu quả phanh cao:
NHÓM SINH VIEN THỰC HIỆN ĐỒ ÁN HỆ THỐNG PHANH ABS
ĐẠI HỌC THÀNH ĐÔ KHOA ĐỘNG LỰC
- Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn.
- Phân phối mô men phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn
bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh. Muốn vậy, lực phanh trên các bánh xe phải tỷ
lệ thuận với phản lực pháp tuyến của đường tác dụng lên chúng.
- Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực hay dùng dẫn động
khí nén hoặc bơm thuỷ lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe cói trọng lượng
toàn bộ lớn.
2. Các cơ sở lý thuyết của quá trình phanh ô tô.
Tính năng phanh hay chất lượng quá trình phanh được định lượng thông qua 2 nhóm
chỉ tiêu : Hiệu quả phanh và Tính ổn định khi phanh.
Hiệu quả phanh đánh giá mức độ giảm tốc độ của ôtô khi người lái tác động lên cơ
cấu điều khiển phanh trong trường hợp phanh khẩn cấp.
Tính ổn định khi phanh đánh giá khả năng duy trì quỹ đạo của ôtô theo ý muốn của
người lái trong quá trình phanh.
2.1.Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh.
t
Trong trường hợp phanh khẩn cấp :
NHÓM SINH VIEN THỰC HIỆN ĐỒ ÁN HỆ THỐNG PHANH ABS
ĐẠI HỌC THÀNH ĐÔ KHOA ĐỘNG LỰC
dv
gj
dv
dt
j
p
⋅
⋅
==
ϕ
δ
max.
( )
21min.
.
.
1
2
vv
g
dv
g
t
j
v
v
v
2
- vận tốc của xe tại thời điểm kết thúc phanh.
Công thức (2.2) cho thấy, thời gian phanh sẽ dài khi vận tốc bắt đầu phanh lớn,
thời gian phanh sẽ ngắn khi hệ số bám lớn. Thời gian phanh trong trường hợp ly hợp
vẫn đóng (δ
j
> 1) thì thời gian phanh sẽ dài hơn so với trường hợp mở ly hợp.
b ) Gia tốc chậm dần phanh :
Gia tốc chậm dần đều khi phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh
giá chất lượng phanh và là đại lượng đặc trưng cho mức độ giảm tốc độ của ôtô trong
quá trình phanh. Khi phân tích các lực tác dụng lên ôtô, có thể viết phương trình cân
bằng lực kéo khi phanh ôtô như sau:
ifpj
PPPPPP
±++±=
ηω
( 2.3 )
Trong đó: P
j
: Lực quán tính sinh ra khi phanh ôtô.
P
p
: Lực phanh sinh ra ở các bánh xe.
P
f
: Lực cản lăn.
P
ω
: Lực cản không khí.
GPP
p
≤≤
max
nên ta có:
max
.
.
.
p
j
j
g
G
G
δ
ϕ
=
( 2.4 )
Trong đó:
j
δ
: Hệ số tính đến ảnh hưởng của các trọng khối quay của ôtô.
j
pmax
: Gia tốc chậm dần khi phanh.
g: Gia tốc trọng trường.
Từ biểu thức (2.4) có thể xác định gia tốc chậm dần cực đại khi phanh:
j
) là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượng
phanh của ôtô. Vì vậy trong tớnh năng kỹ thuật của ô tô, các nhà chế tạo cho biết
quãng đường phanh của ô tô ứng với vận tốc bắt đầu phanh đã định. 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 lý tốt trong khi phanh
ôtô trên đường.
NHÓM SINH VIEN THỰC HIỆN ĐỒ ÁN HỆ THỐNG PHANH ABS
ĐẠI HỌC THÀNH ĐÔ KHOA ĐỘNG LỰC
Để xác định quãng đường phanh nhỏ nhất, có thể sử dụng biểu thức sau:
j
p
g
dt
dv
j
δ
ϕ
⋅
==
max.
Rồi nhân cả 2 vế phương trình trên với dS
p
ta có :
p
j
p
dS
g
dS
g
S
j
v
v
j
p
−⋅
⋅
=⋅⋅
⋅
=
∫
ϕ
δ
ϕ
δ
Khi phanh ôtô đến dừng hẳn thì v
2
= 0, ta có:
2
1min.
2
v
g
S
j
p
⋅
⋅
ĐẠI HỌC THÀNH ĐÔ KHOA ĐỘNG LỰC
S
p
[ m ]
0
4 0
8 0
1 1 , 1 2 2 , 2
v
1
[ m / s ]
1 2 0
5 , 5 1 6 , 6
H. 2.1. Đồ thị chỉ sự thay đổi quãng đường phanh nhỏ nhất theo tốc độ bắt đầu phanh
v
1
và hệ số bám
Từ đồ thị thấy rằng: Ở vận tốc bắt đầu phanh v
1
càng cao thì quãng đường
phanh S càng lớn vì quãng đường phanh phụ thuộc bậc 2 vào v
1
và hệ số bám càng
cao thì quãng đường phanh S càng giảm.
d) Lực phanh và lực phanh riêng:
Lực phanh và lực phanh riêng cũng là chỉ tiêu để đánh giá chất lượng phanh.
Chỉ tiêu này được dùng thuận lợi nhất là khi thử phanh ôtô trên bệ thử. Lực phanh
sinh ra ở bánh xe được xác định theo biểu thức sau:
r
ϕ
=
⋅
==
G
G
G
P
P
p max
max.
( 2.9 )
Khi đánh giá chất lượng phanh của ôtô có thể sử dụng một trong bốn chỉ tiêu
trên. Trong đó quãng đường phanh là đặc trưng nhất, vì nó cho phép người lái hình
dung được vị trí xe sẽ dừng trước một chướng ngại vật mà họ phải xử lý để tránh
khỏi xẩy ra tai nạn khi người lái phanh ở một vị trí nào đấy. Do đó chỉ tiêu này
thường dùng để đánh giá hiệu quả tác động của phanh. Lực phanh và lực phanh riêng
thuận lợi khi đánh giá chất lượng phanh trên bệ thử.
2.2. Các chỉ tiêu đánh giá tính ổn định khi phanh
Tính ổn định phanh là khả năng đảm bảo quỹ đạo chuyển động của ôtô theo ý
muốn của người lái trong quá trính phanh. Tính ổn định khi phanh được đánh giá
bằng 2 chỉ tiêu: Góc quay khi phanh (
β
p
) và hành lang phanh (B
p
).
1) Góc quay khi phanh (
β
p
tr1
ở trục trước
và F
p
.
tr2
ở trục sau.
Tổng các lực phanh ở các bánh xe bên phải là:
F
p.ph
= F
p.ph1
+ F
p
.
ph2
(2.10)
Tổng các lực phanh ở các bánh xe bên trái là :
F
p
.
tr
= F
p
.
tr1
+ F
p
.
tr2
y1
tác dụng từ mặt đường
theo phương ngang và ở các bánh xe sau sẽ có phản lực R
y2
tác dụng.
Phương trình chuyển động của ôtô đối với trọng tâm A được viết
dưới dạng sau :
bRaRMI
yyqZ
...
21
−−=
β
( 2.13 )
Vì ôtô bị xoay đi một góc
β
tức là mômen quay vòng lớn hơn rất nhiều so với
các mômen khác do các lực R
y1
và R
y2
sinh ra, để đơn giản bớt ta có thể viết lại như
sau:
qZ
MI
=
β
.
hoặc
Z
I
M
Z
q
=
β
(2.16)
Qua biểu thức trên ta thấy
β
tỷ lệ thuận với M
q
, với bình phương thời gian
phanh t và tỷ lệ nghịch với mômen quán tính Iz của ôtô quanh trục Z đi qua trọng
tâm của nó. Theo yêu cầu của nhà chế tạo thì khi ôtô xuất xưởng thì phải bảo đảm
NHÓM SINH VIEN THỰC HIỆN ĐỒ ÁN HỆ THỐNG PHANH ABS
ĐẠI HỌC THÀNH ĐÔ KHOA ĐỘNG LỰC
lực phanh ở các bánh xe trên cùng một trục là như nhau và độ chênh lệch lực phanh ở
các bánh xe trên cùng một trục không vượt quá 15% so với giá trị lực phanh cực đại
ở các bánh xe ở trục này.
Giả sử rằng các bánh xe ở phía bên phải có lực phanh lớn nhất F
p.ph max
theo
điều kiện bám giữa bánh xe với mặt đường, thì lực phanh thấp nhất giữa các bánh xe
ở phía bên trái cho phép là:
F
p.tr.min
=0.85.F
p.ph max
(2.17)
Lúc này mômen cực đại M
max
:
2
max.
'
max
.2
..075,0
t
I
FB
Z
p
=
β
( 2.19 )
Ở biểu thức (2.19) thành phần F′
p.max
cần phải hiểu là lực phanh cực đại ở một phía
(có thể bên trái hay bên phải) tuỳ theo điều kiện bám.
Lực phanh cực đại:
max
max.
'
2
ϕ
G
F
p
=
các bánh trước bị hãm cứng sẽ làm cho xe không thể chuyển hướng theo sự điều
khiển được, nếu các bánh sau bị hãm cứng do sự khác nhau về hệ số bám giữa
bánh trái và bánh phải với mặt đường nên làm cho đuôi xe bị lạng, xe bị trượt
ngang và chuyển động lệch hướng so với trước lúc bắt đầu phanh. Trong trường
hợp xe phanh khi quay vòng, hiện tượng trượt ngang của các bánh xe dễ dẫn
tới hiện tượng quay vòng thiếu hay quay vòng thừa làm mất tính ổn định khi
xe quay vòng.
Để giải quyết bài toán về vấn đề hiệu quả và tính ổn định khi phanh, phần lớn các
xe
ô tô hiệ n nay đều trang bị cơ cấu chống hãm cứng bánh xe khi phanh, tức là
chống hiện tượng trượt lết của bánh xe, gọi là “Anti-Lock Braking System’’ và
thường được viết và gọi tắt là ABS.
Cơ cấu ABS hoạt động chống hãm cứng bánh xe khi phanh bằng cách điều
khiển thay đổi áp suất dầu tác dụng lên các xylanh bánh xe để ngăn không cho
nó bị hãm cứng khi phanh trên đường trơn hay khi phanh gấp, đảm bảo tính hiệu
quả và tính ổn định của ô tô trong quá trình phanh.
Hệ số bám và lực bám có ý nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo an toàn
chuyển động của ô tô, nó có liên quan chặt chẽ đến tính chất động lực học của ô
tô, đến hiệu quả phanh và độ ổn định khi phanh, tính năng dẫn hướng … Cơ
cấu ABS được thiết kế dựa trên cơ sở phân tích và xử lý đã đạt được các giá trị
tối ưu này.
NHÓM SINH VIEN THỰC HIỆN ĐỒ ÁN HỆ THỐNG PHANH ABS
ĐẠI HỌC THÀNH ĐÔ KHOA ĐỘNG LỰC
2.4.Hệ số bám
Bánh xe là phần tử đàn hồi kết hợp giữa xe và mặt đường. Nhờ có sự bám giữa
bánh xe với mặt đường mới có sự truyền động các mô men kéo, mô men phanh
được tạo ra từ động cơ hay cơ cấu phanh tới mặt đường, giúp cho xe chuyển
động hay dừng lại được.
Sự bám giữa bánh xe với mặt đường được đặc trưng bằng hệ số bám . Về cơ bản
có thể xem hệ số bám tương tự như hệ số ma sát giữa hai vật thể cơ học. Tuy
NHÓM SINH VIEN THỰC HIỆN ĐỒ ÁN HỆ THỐNG PHANH ABS
Copyright: Tài liệu đại học ©