Luận văn Phương pháp khảo sát động lực học phanh ô tô du lịch (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Phương pháp khảo sát động lực học phanh ô tô du lịch (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI VĂN HOÀNG PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT ĐỘNG LỰC HỌC PHANH Ô TÔ DU LỊCH NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 S K C0 0 4 4 1 7 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2014
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI VĂN HOÀNG PHƢƠNG PHÁP KHẢO SÁT ĐỘNG LỰC HỌC PHANH Ô TÔ DU LỊCH NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 Hướng dẫn khoa học: TS. LÂM MAI LONG Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2014 0
3. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ và tên : Bùi Văn Hoàng Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh :16/08/1979 Nơi sinh: Bình Thuận Quê quán :Mộ Đức – Quãng Ngãi Dân tộc: Kinh Địa chỉ liên lạc: 8/5 KP Long Sơn, Long Bình, Quận 9 TPHCM. Điện thoại di động : 0919659497 E mail : Bvhoang_79@yahoo.com.vn II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Thời gian Nơi học tập Công việc đảm nhiệm 9/2000 - Trường đại học SPKT Tp.HCM Học đại học 5/2005 10/2010 – Trường đại học SPKT Tp.HCM Học cao học đến nay III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 6/2005- Công ty TNHH vận tải Transiscor Nhân viên kỹ thuật. 7/2005 Thủ Đức 8/2005- Công ty TNHH công nghệ in Nhân viên kỹ thuật 5/2008 ALLIANCE. 6/2008- đến Trường cao đẳng nghề số 8. Giáo viên nay i
4. LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công 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 công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014 Ký tên Bùi Văn Hoàng ii
5. LỜI CẢM TẠ Vớikhoảngthờigian hai nămhọcCaohọc tạitrườngĐạihọcSư PhạmKỹThuật TpHồChíMinh,tôiđãtíchlũy đượcnhiềukiếnthứcbổíchvà nâng cao được khả năng tự nghiên cứu về chuyên môn nghiệp vụ cũng như tinh thần làm việc sau này. - Luận văn được hoàn thành tốt, tôi xin chân thành gởi lời cảm ơn đến Thầy TS. LÂM MAI LONG đã tận tình giảng dạy và hướng dẫn chuyên môn, giúp tôi xác định hướng đi để tôi có thể hoàn thành luận văn này. - Tôi cũng xin chân thành gởi lời cảm ơn đến các thầy cô trong khoa cơ khí động lực của trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập cũng như trong quá trình làm luận văn. - Quý thầy phản biện đề tài đã giành thời gian đọc và đóng góp ý kiến quý báu giúp đề tài hoàn thiện. - Cảm ơn các bậc sinh thành, người thân trong gia đình là nguồn động viên cho tôi trong suốt quá trình học tập, phấn đấu. Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn với tất cả tấm lòng của mình. Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014 Học viên thực hiện Bùi Văn Hoàng iii
6. TÓM TẮT Một phương pháp mô phỏng số học đã được tiến hành khảo sát động lực học phanh xe Huyndai sonata 2011 cho cả hai hệ thống phanh ABS và phanh thường để so sánh đánh giá các chỉ tiêu hiệu quả phanh trong những điều kiện thay đổi sau: trên đường bám tốt, đường bám kém với vận tốc khi phanh ban đầu 60 km/h và 40 km/h. Người nghiên cứu đã xây dựng thành công mô hình tính toán động lực học phanh và chương trình tính toán- khảo sát động lực học và quỹ đạo chuyển động của xe Huyndai sonata 2011 khi phanh với sự trợ giúp của phần mềm Matlab. Bên cạnh đó, luận văn đã xây dựng được phương pháp đánh giá hiệu quả phanh ôtô thông qua quãng đường, vận tốc, gia tốc, thời gian phanh, góc quay và vận tốc góc quay thân xe. Kết quả được đánh giá và biểu diễn bằng đồ thị nhằm đánh giá một cách thuận tiện, bảo đảm độ chính xác tin cậy và nhanh chóng. Kết quả nghiên cứu cho thấy rõtrên xe ô tô được trang bi hệ thống phanh ABS, về các chỉ tiêu cơ bản đánh giá quá trình phanh được nâng cao hơn hẳn so với các xe ô tô sử dụng phanh thường; tính ổn định hướng của xe vẫn được đảm bảo khi phanh gấp và tuổi thọ của lốp xe được kéo dài do lốp ít bị trượt lê trong trường hợp xe có trang bị hệ thống phanh ABS. Kết quả này đồng thuận với các nghiên cứu liên quan. iv
7. ABSTRACT A numerical simulation method was to survey dynamic brake Hyundai Sonata 2011 for both ABS and brake systems typically evaluated to compare the performance indicators of the brake after changing conditions: good grip on the road, it sits poorly with the initial braking velocity of 60 km/h and 40 km/h. The researchers have successfully developed a research model and calculation- program survey orbit dynamics and movement of the brake Hyundai Sonata 2011 with the aid of software Matlab. Besides, the thesis has developed assessment methods through efficient automobile brake distance, velocity, acceleration, braking time, rotation angle and rotation speed of the vehicle body. Results are evaluated and graphically represented to assess a convenient way to ensure the accuracy and reliability quickly. In addition, the car is equipped with ABS brakes, the mechanical brake evaluation process is more advanced compared to the cars brakes are often used; direction of the vehicle stability is assured when braking and tire life is extended due to less tire slip pear in case vehicles equipped with ABS brakes. This result agreed with the relevant research. v
8. MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Xác nhận của cán bộ hướng dẫn Lý lịch khoa học i Lời cam đoan ii Lời cảm tạ iii Tóm tắt iv Abstract v Danh sách các chử viết tắt ix Danh sách các hình x Danh sách các bảng xii Chƣơng 1. TỔNG QUAN 1 1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu 1 1.1.1 Tình hình nghiên cứu và hoàn thiện hệ thống phanh trên thế giới. 2 1.1.2 Thực trạng nghiên cứu hoàn thiện hệ thống phanh ở Việt Nam. 5 1.2 Mục đích đề tài và giới hạn đề tài 6 1.2.1 Mục đích đề tài 6 1.2.2 Giới hạn đề tài. 6 1.3 Nhiệm vụ đề tài 6 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 6 Chƣơng 2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH PHANH Ô TÔ 7 2.1 Cơ học lăn bánh xe 7 2.1.1 Lực tác dụng lên bánh xe khi phanh 7 2.1.2 Động học bánh xe khi phanh 10 2.1.3 Đặc tính trượt và khả năng bám 12 vi
9. 2.1.4 Sự lăn không ổn định của bánh xe 14 2.2 Xác định các thông số đánh giá hiệu quả phanh 18 2.2.1 Phanh thường 18 2.2.1.1 Gia tốc chậm dần khi phanh 18 2.2.1.2 Thời gian phanh 20 2.2.1.3 Quãng đường phanh 21 2.2.2 Phanh ABS 22 2.2.2.1 Gia tốc chậm dần khi phanh 23 2.2.2.2 Thời gian phanh 23 2.2.2.3 Quãng đường phanh 24 Chƣơng 3. TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC PHANH XEHUYNDAI SONATA 25 3.1 Các thông số kỹ thuật dùng để tính toán. 25 3.2Xây dựng mô hình tính toán 26 3.2.1 Các giả thiết 26 3.2.2 Mô hình toán học 27 3.3 Tính toán giá trị các thành phần lực và mômen 29 3.3.1 Xác định phản lực pháp tuyến 29 3.3.2 Xác định lực phanh trên bánh xe 30 3.3.3 Tính toán lực cản không khí. 31 3.3.4 Tính toán mômen cản xoay thân xe 31 3.3.5 Xác định mômen quán tính 31 3.4 Phƣơng pháp tính toán 32 3.5 Phương pháp xác định góc lệch hướng ô tô khi phanh 35 3.6 Phần mền Matlab 36 3.6.1 Giới thiệu 36 3.6.2 Lập trình trong Matlab 36 vii
10. Chƣơng 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37 4.1. Phƣơng án khảo sát 37 4.1.1 Đặc trưng kỹ thuật xe Huyndai Sonata 2011 37 4.1.2 Phương án khảo sát 38 4.2 Kết quả khảo sát hiệu quả phanh thƣờng và phanh ABS trên đƣờng bám tốt . 39 4.2.1 Quãng đường phanh 39 4.2.2 Vận tốc trong quá trình phanh 42 4.2.3 Gia tốc phanh 44 4.2.4 Góc xoay thân xe khi phanh 45 4.3 Kết quả khảo sát hiệu quả phanh thƣờng và phanh ABS trên đƣờng bám kém . 47 4.3.1 Quãng đường phanh 47 4.3.2 Vận tốc trong quá trình phanh 50 4.3.3 Gia tốc phanh 51 4.3.4 Góc xoay thân xe khi phanh 52 4.4 So sánh và đánh giá kết quả nghiên cứu 53 Chƣơng 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 5.1. Kết luận 54 5.2 Kiến nghị 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 PHỤ LỤC 59 viii
11. DANH SÁCH CÁC CHỬ VIẾT TẮT ABS :Anti-lock Braking System – Hệ thống phanh chống bó cứng bánh xe EBD : Electronic Brakeforce Distribution – Hệ thống phối lực phanh điện tử BAS :Brake Assist System – Hệ thống hỗ trợ phanh gấp ESP :Electronic Stability Program – Hệ thống ổn định điện tử SBC :Sensotronic Brake Control – Hệ thống điều khiển kiểm soát quá trình phanh ECU : Electric Control Unit – Bộ vi xử lý MATLAB : Matrix Laboratory – Phần mềm tính toán, mô phỏng ix
12. DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1: Sơ đồ lực và mô men trên bánh xe phanh 7 Hình2.2: Trạng thái lăn của bánh xe khi trượt lết 10 Hình 2.3: Đồ thị sự thay đổi hệ số bám φ theo độ trượt λ trên các loại đường 12 Hình 2.4 : Sơ đồ cân bằng mô men trên bánh xe 14 Hình 2.5: Sự thay đổi mô men phanh và khả năng bám của bánh xe chuyển động . 15 không ổn định khi phanh 15 Hình 2.6: Các dạng đồ thị lực phanh chống hãm cứng bánh xe 16 Hình 2.7: Quá trình phanh thường (a) và quá trình phanh chống hãm cứng (b) 17 Hình 2.8: Các lực tác dụng lên xe trên đường nằm ngang 18 Hình 2.9: Độ trượt của phanh chống hãm cứng bánh xe 22 Hình 2.10: Đồ thị hệ số thay đổi theo thời gian 24 Hình 3.1: Sơ đồ các lực tác dụng lên ô tô khi phanh 27 Hình 3.2: Sơ đồ lực tác dụng trên ô tô khi phanh trên mặt phặng thẳng đứng 29 Hình 3.3: Sơ đồ xác định tọa độ trọng tâm ô tô 35 Hình 3.4: Giao diện Matlab 36 Hình 4.1: Huyndai Sonata 2011 37 Hình 4.2: Đồ thị quãng đường phanh ABS và phanh thường ở vận tốc 60km/h trên đường bám tốt 39 Hình 4.3: Đồ thị quãng đường phanh ABS và phanh thường ở vận tốc 40 km/h 40 trên đường bám tốt 40 Hình 4.4: Đồ thị vận tốc của phanh ABS và phanh thường ở vận tốc 60 km/h (a), 42 ở vận tốc 40km/h (b) trên đường bám tốt 42 Hình 4.5: Đồ thị gia tốc của phanh ABS và phanh thường ở vận tốc 60 km/h (a), . 44 ở vận tốc 40 km/h (b) trên đường bám tốt 44 Hình 4.6: Đồ thị góc quay và vận tốc góc quay thân xe của phanh ABS và phanh thường ở vận tốc 60 km/h (a) và ở vận tốc 40 km/h (b) trên đường bám tốt 45 x
13. Hình 4.7: Đồ thị quãng đường phanh ABS và phanh thường ở vận tốc 60 km/h trên đường bám kém 47 Hình 4.8: Đồ thị quãng đường phanh ABS và phanh thường ở vận tốc 40 km/h trên đường bám kém 48 Hình 4.9: Đồ thị vận tốc của phanh ABS và phanh thường ở vận tốc 60 km/h (a), 50 ở tốc độ 40 km/h (b) trên đường bám kém 50 Hình 4.10: Đồ thị gia tốc của phanh ABS và phanh thường ở vận tốc 60 km/h (a), ở vận tốc 40 km/h (b) trên đường bám kém 51 Hình 4.11: Đồ thị góc quay và vận tốc góc quay thân xe của phanh ABS và phanh thường ở vận tốc 60 km/h (a), ở vận tốc 40 km/h (b) trên đường bám kém 52 xi
14. DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 3.1: Các thông số kỹ thuật dùng để tính toán 25 Bảng 4.1: Các phương án khảo sát (PAKS) 38 Bảng 4.2: Kết quả các thông số khảo sát quãng đường phanh ảnh hưởng bởi vận tốc phanh trên đường bám tốt. 41 Bảng 4.3: Kết quả các thông số khảo sát quãng đường phanh ảnh hưởng bởi vận tốc phanh trên đường bám kém. 49 Bảng 4.4Mức tăng hiệu quả phanh ABS so với phanh thường trên các loại đường 50 xii
15. Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu Ngày nay ngành công nghệ ô tô trên thế giới đã phát triển vượt bậc, ô tô là phương tiện vận chuyển rất quan trọng đối với con người và hàng hóa cho các nghành kinh tế quốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiện giao thông cá nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển. Ngay ở nước ta ô tô cá nhân cũng đang phát triển rất mạnh mẽ cùng với sự tăng trưởng kinh tế của đất nước. Sớm nhận thức được tầm quan trọng của ngành công nghệ này, các nước phát triển như Mỹ, Nhật Bản, Anh, Pháp, Đức, Hàn Quốc,v.v đã rất chú trọng phát triển ngành công nghệ ô tô đảm bảo về chất lượng và đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của các cụm chi tiết đặc biệt là hệ thống phanh trong quá trình công nghiệp hoá để phục vụ không chỉ nhu cầu trong nước mà còn xuất khẩu sang các thị trường các nước khác trong có Việt Nam. Do mật độ ô tô lưu thông trên đường ngày càng lớn và tốc độ chuyển động ngày càng cao cho nên vấn đề tai nạn giao thông trên đường là vấn đề cấp thiết hàng đầu mỗi người tham gia giao thông luôn phải quan tâm đến các cụm chi tiết trên xe ô tô như hệ thống phanh, hệ thống lái và đường xá quá xấu, lái xe say rượu, đua xe, chạy ẩu và buồn ngủ v.v. Qua thống kê ở nước ta trong năm 2013 có trên 29.385 vụ tai nạn giao thông, làm chết trên 9.369 người và bị thương 29.500 người. Tai nạn giao thông không những gây thiệt hại lớn về người mà còn gây thiệt hạn lớn về tài sản của Nhà nước và của công dân. Vì vậy ngày 29/ 05/ 1995 Chính phủ Nước Cộng hòa Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam đã ban hành Nghị định 36 CP về bảo đảm an toàn giao thông đường bộ và trật tự giao thông an toàn đô thị. 1
16. Theo thống kê của các nước thì trong tai nạn giao thông đường bộ 60 – 70 % do con người gây ra (như say rượu, mệt mỏi, buồn ngủ v.v.), 10 – 15 % do hư hỏng máy móc, trục trặc về kỹ thuật và 20 – 30 % do đường sá quá xấu. Trong các nguyên nhân do hư hỏng máy móc, trục trặc về kỹ thuật thì tỷ lệ tai nạn do các cụm của ô tô gây nên được thống kê như sau: Phanh chân 52,2 – 74,4 % Phanh tay 4,9 – 16,1 % Lái 4,9 – 19,2 % Ánh sáng 2,3– 8,70 % Bánh xe 2,5– 10,0 % Các hư hỏng khác 2,0 – 18,2 % Từ các số liệu trên thấy rằng, tai nạn do hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn nhất trong các tai nạn do kỹ thuật gây nên. Cũng vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ. 1.1.1 Tình hình nghiên cứu và hoàn thiện hệ thống phanh trên thế giới. Với sự hiểu biết đơn giản và kinh nghiệm, tránh hiện tượng các bánh xe bị hãm cứng trong quá trình phanh khi lái xe trên đường trơn trượt, người lái xe đạp phanh bằng cách nhấn liên tục lên bàn đạp phanh để duy trì lực bám ngăn không cho bánh xe bị trượt lết và đồng thời có thể điều khiển được hướng chuyển động của xe. Về cơ bản chức năng của cơ cấu phanh ABS cũng giống như vậy nhưng hiệu quả, độ chính xác và an toàn cao hơn. Cơ cấu ABS được sử dụng lần đầu tiên trên các máy bay thương mại vào năm 1949, chống hiện tượng trượt ra khỏi đường băng khi máy bay hạ cánh. Với công nghệ thời đó, kết cấu của cơ cấu ABS còn cồng kềnh, hoạt động không tin cậy và không tác động đủ nhanh trong mọi tình huống. Trong quá trình phát triển ABS đã được cải tiến từ loại cơ khí sang loại điện và hiện nay là loại điện tử. Vào thập niên 60, nhờ kỹ thuật điện tử phát triển, các vi mạch điện tử ra đời, giúp cơ cấu ABS lần đầu tiên được lắp trên ô tô vào năm 1969, sau đó cơ cấu ABS 2
17. được nhiều công ty sản suất ô tô nghiên cứu và đưa vào ứng dụng vào năm 1970. Công ty Toyota sử dụng lần đầu tiên cho các xe tại Nhật Bản vào năm 1971 đây là cơ cấu ABS một kênh điều khiển đồng thời hai bánh sau. Nhưng phải đến thập niên 80 cơ cấu này mới được phát triển mạnh nhờ cơ cấu điều khiển kĩ thuật số, vi xử lý thay cho các cơ cấu điều khiển tương tự đơn giản trước đó. Lúc đầu cơ cấu ABS chỉ được lắp ráp trên các xe du lịch mới, đắt tiền, được trang bị theo yêu cầu và theo thị trường. Dần dần cơ cấu này được đưa vào sử dụng 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 tốc độ cao, khi phanh trong những trường hợp khẩn cấp, v.v. Cơ cấu ABS còn được thiết 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 ôtô. Các công ty như BOSCH, AISIN, DENCO, BENDI là những công ty đi đầu trong việc nghiên cứu, cải tiến và chế tạo các cơ cấu ABS và cung cấp cho các công ty sản xuất ô tô trên toàn thế giới. Tuy nhiên, những sáng chế cải tiến của các nhà thiết kế nhằm nâng cao hiệu quả làm việc của hệ thống phanh trong khoảng thời gian 70-80 năm kể từ khi xe ô tô ra đời vẫn tỏ ra không đáp ứng được yêu cầu. Chỉ với việc áp dụng các thành tựu của ngành công nghiệp điện tử, hệ thống phanh xe ô tô mới dần đạt được những tính năng cần thiết. Việc ứng dụng các thiết bị điện tử trong các bộ phận, hệ thống của xe ô tô nói chung và hệ thống phanh nói riêng, thể hiện ở sự kết hợp những thành phần cơ học, 3
18. điện và điện tử để thực hiện các chức năng cơ học theo sự điều khiển của các modul (hoặc bộ vi xử lý) điện tử. Đối với hệ thống phanh, ứng dụng thiết bị cơ - điện tử đầu tiên có thể kể đến là hệ thống chống bó cứng phanh ABS (Anti-lock Braking System) xuất hiện năm 1978, ban đầu là trên các xe thể thao đắt tiền, còn ngày nay đã trở thành không thể thiếu ở một số mác xe trung và cao cấp. ABS là thiết bị hỗ trợ cho hệ thống phanh, ngăn chặn hiện tượng trượt của các bánh xe khi phanh gấp mà không phụ thuộc vào của người lái, nhưng đồng thời vẫn bảo đảm lực phanh đạt giá trị cực đại ứng với khả năng bám của bánh xe với mặt đường. Bước tiếp theo là sự ra đời của hệ thống phối lực phanh điện tử EBD (Electronic Brakeforce Distribution). Hệ thống hỗ trợ phanh gấp BAS (Brake Assist System) có tác dụng tăng tức thỡ lực phanh đến mức tối đa trong thời gian ngắn nhất khi phanh khẩn cấp, xuất hiện cũng nhằm mục đích tăng cường hiệu quả cho hệ thống phanh. Bên cạnh đó, một số hệ thống khác như: ổn định điện tử ESP (Electronic Stability Program), chống trượt ETS (Electronic Traction System),v.v. đều có tác dụng gián tiếp nâng cao hiệu quả phanh bằng các biện pháp như tăng thêm các xung lực phanh đến các bánh xe khi cần thiết (ESP), hoặc phân phối lại lực kéo giữa các bánh xe khi xuất hiện trượt lúc phanh (ETS). Gần đây, hợp tác với Bosch, hãng Mercedes-Benz cho ra đời hệ thống điều khiển điện tử kiểm soát quá trình phanh với tên gọi Sensotronic Brake Control (SBC) trên mẫu xe SL. Hiện nay, hệ thống này đã là trang bị tiêu chuẩn trên các xe sedan từ hạng E của Mercedes-Benz (dạng E-class sản xuất tại Việt Nam cũng có trang bị SBC). 4
19. 1.1.2Thực trạng nghiên cứu hoàn thiện hệ thống phanh ở Việt Nam. Với sự phát triển của ngành ô tô của Việt Nam như hiện nay, cùng với chiến lược phát triển của nhà nước, chính sách nội địa hoá phụ tùng ôtô trong việc sản xuất và lắp ráp đó tạo điều kiện cho các nhà thiết kế nghiên cứu, chế tạo các cụm, các hệ thống trên ôtô trong nước, trong đó có hệ thống phanh. Vấn đề nghiên cứu thiết kế và chế tạo các phần tử của hệ thống phanh ABS là phù hợp với xu hướng phát triển của thế giới và chủ trương nội địa hoá sản phẩm ôtô của Việt Nam. Trong tình hiện hiện nay, ngành ô tô của nước ta chủ yếu là lắp ráp nên để có thể độc lập chế tạo các chi tiết của ôtô rất cần những nghiên cứu ứng dụng vào thực tế. Nghiên cứu các vấn đề về lý thuyết và điều khiển hệ thống phanh ôtô hiện đại nhằm ứng dụng thiết kế và chế tạo các hộp đen ECU điều khiển hệ thống phanh là một vấn đề rất phức tạp nhưng đó là công việc cần phải bắt tay vào làm để trong tương lai không xa chúng ta có thể tự nghiên cứu và sản xuất ra những sản phẩm ôtô riêng của Việt Nam. Ở nước ta trước kia việc kiểm tra hệ thống phanh trong lần kiểm tra xe định kỳ còn manh tính chất hình thức, tùy tiện, dựa trên sự quan sát bằng mắt, không dựa trên một tiêu chuẩn nào và chưa dùng thiết bị đo nào cả. Từ ngàythực hiện nghị định 36 CP của Chính phủ thì Bộ Giao thông vận tải mới ra những tiêu chuẩn bước đầu để kiểm tra phanh và đã dùng những phương tiện để đo để xác định hiệu quả phanh. Hiện nay cả nước đã có rất nhiều trạm đăng kiểm phương tiện cơ giới đường bộ có các thiết bị hiện đại kể cả thiết bị kiểm tra phanh. Tuy nhiên các thiết bị kiểm tra phanh hiện có ở nước ta còn hạn chế ở dạng bệ thử với tốc độ thấp, còn thiết bị kiểm tra phanh định kỳ trên đường vẫn còn hạn chế, các thiết bị để nghiên cứu về phanh ô tô lại càng khan hiếm việc nghiên cứu khảo sát các yếu tố ảnh tới hiệu quả phanh của ô tô là thực sự cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao. Do đó, đề tài “Phƣơng pháp khảo sát động lực học phanh ô tô du lịch” là vấn đề nghiên cứu cần thiết. 5
20. 1.2 Mục đích đề tài và giới hạn đề tài 1.2.1 Mục đích đề tài Nghiên cứu, đánh giá hiệu quả phanh của ô tô du lịch làm cơ sở khoa học để so sánh chất lượng phanh của hệ thống phanh ABS so với hệ thống phanh thường trên cùng một loại xe cụ thể. Từ đó, hoàn thiện hệ thống phanh, đưa vào khai thác và sử dụng có hiệu quả. 1.2.2 Giới hạn đề tài. Do điều kiện kinh tế cũng như thời gian mà đề tài giới hạn trong phạm vi: - Nghiên cứu dựa vào cơ sở lý thuyết và thành lập các phương trình tính toán thu thập các số liệu cụ thể - Tính toán trên cùng một xe cụ thể trong hai trường hợp phanh ABS và phanh thường, trong quá trình tính toán đưa ra kết quả so sánh. - Nghiên cứu tập trung chủ yếu vào hai hệ thống phanh cổ điển và phanh ABS trên xe Huyndai Sonata 2011. - Kiểm tra bằng phần mềm matlab trên hai loại đường chính: Đường có hệ số bám tốt và đường có hệ số bám kém. 1.3 Nhiệm vụ đề tài - Nghiên cứu tổng quan động lực học phanh ô tô du lịch - Khảo sát, tính toán các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phanh - Cho thấy tính hiệu quả của hệ thống phanh ABS tốt hơn phanh thường trên cùng một loại đường. 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu - Nghiên cứu kết hợp giữa lý thuyết và tính toán - Nghiên cứu chủ yếu về hệ thống phanh ABS và đánh giá kết quả so sánh với phanh thường trên cùng một trạng thái. - So sánh kết quả nghiên cứu với các tiêu chuẩn quy định kiểm định của hệ thống phanh. 6
21. Chƣơng 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH PHANH Ô TÔ 2.1 Cơ học lăn bánh xe 2.1.1 Lực tác dụng lên bánh xe khi phanh Để thực hiện phanh người lái ngắt ly hợp để tách động cơ khỏi hệ thống truyền lực đồng thời tác động lên bàn đạp phanh để hãm bánh xe lại. Trong quá trình phanh vận tốc quay banh xe ωbthay đổi liên tục do tác dụng của mô men phanh và lực bám của mặt đường. Lực Fζ sinh ra do khối lượng khung xe tác dụng vào trục bánh xe và lực cản lăn Ff tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường. Ta có sơ đồ lực và mô men tác dụng lên bánh xe trong mặt phẳng thẳng đứng như hình 2.1. ωb Gb V Mjb Fζ Mp rb Mf Fp Ff Zb Hình 2.1: Sơ đồ lực và mô men trên bánh xe phanh Khi người lái tác động lên bàn đạp phanh thì cơ cấu phanh sẽ tạo ra mô men ma sát còn gọi là mô men phanh Mp làm giảm tốc độ quay của bánh xe hoặc ngừng quay. Lúc đó ở bánh xe xuất hiện phản lực tiếp tuyến Fp ngược với chiều chuyển động. Phản lực Fp gọi là lực phanh và được xác định theo biểu thức. 7
22. S K L 0 0 2 1 5 4