Luận văn Tính toán về hiệu quả phanh và ổn định phanh của ô tô có trang bị hệ thống phanh chống hãm cứng ABS (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Tính toán về hiệu quả phanh và ổn định phanh của ô tô có trang bị hệ thống phanh chống hãm cứng ABS (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 NGUYỄN VĂN HÒA TÍNH TOÁN VỀ HIỆU QUẢ PHANH VÀ ỔN ĐỊNH PHANH CỦA Ô TÔ CÓ TRANG BỊ HỆ THỐNG PHANH CHỐNG HÃM CỨNG ABS NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 60520116 S K C0 0 4 3 5 3 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 11/2014
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN HÕA TÍNH TOÁN VỀ HIỆU QUẢ PHANH VÀ ỔN ĐỊNH PHANH CỦA Ô TÔ CÓ TRANG BỊ HỆ THỐNG PHANH CHỐNG HÃM CỨNG ABS NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 60520116 Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2014
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN HÕA TÍNH TOÁN VỀ HIỆU QUẢ PHANH VÀ ỔN ĐỊNH PHANH CỦA Ô TÔ CÓ TRANG BỊ HỆ THỐNG PHANH CHỐNG HÃM CỨNG ABS NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 60520116 Hướng dẫn khoa học: TS. LÂM MAI LONG Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2014
4. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: NGUYỄN VĂN HÒA Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 11/1980 Nơi sinh: Đăng Hưng Phước Quê quán: Đăng Hưng Phước- Chợ gạo -Tiền Giang Dân tộc: Kinh Địa chỉ liên lạc: 60 QL1- F5- TP. Tân An- Tỉnh Long An Đơn vị công tác: Trường Cao Đẳng Nghề Long An Điện thoại đơn vị: 072.2460349 Điện thoại riêng: 0986034349 Fax: E-mail: nguyenvanhoa111980@yahoo.com.vn II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Cao đẳng: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 9/ 1998 đến 9/2002 Nơi học: Trường Cao Đẳng Sư Phạm Kỹ Thuật Vĩnh Long Ngành học: Cơ khí động lực 2. Đại học: Hệ đào tạo: Tại chức Thời gian đào tạo từ 09/2006 đến 09/2008 Nơi học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Ngành học: Cơ khí động lực Tên đồ án tốt nghiệp: Ngày & nơi thi tốt nghiệp: Giảng viên hướng dẫn: III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Từ 2008 Trường Cao Đẳng Nghề Long An Giảng Viên đến nay i
5. 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 ii
6. LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô tham gia đào tạo học viên cao học ngành Kỹ Thuật Cơ Khí Động Lực của trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật đã trang bị cho em thêm nhiều kiến thức mới và đặc biệt môn học cơ học chuyển động của ô tô đã tạo điều kiên thuận lợi cho em thực hiện đề tài nghiên cứu này. Cảm ơn các bạn học viên cùng khoá đã giúp đỡ tôi các phương tiện và những tài liệu có liên quan đến chuyên đề này. Em xin chân thành cảm ơn thầy Lâm Mai Long đã trực tiếp hướng dẫn em thực hiện luận văn này. Thầy đã cung cấp tài liệu và đưa ra những ý kiến đóng góp khắc phục, sửa chữa những sai sót trong quá trình em thực hiện luận văn. Tp HCM, ngày tháng năm 2014 Học viên thực hiện Nguyễn Văn Hòa iii
7. TÓM TẮT Một phương pháp tính toán hiệu quả phanh và ổn định phanh trên xe có trang bị hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS) được trình bày trong luận văn này. Tác giả sử dụng mô hinh tính toán các thông số hệ thống phanh ABS thay đổi biến thiên theo quy luật là hàm Cosin trên những loại đường khác nhau. Từ đó đã đánh giá được hiệu quả phanh trên những loại đường tương ứng. Đề tài đã xây dựng được phương pháp tính toán các chỉ tiêu phanh: Quãng đường phanh, gia tốc phanh và thời gian phanh cho xe có trang bị hệ thống phanh ABS. Kết quả nghiên cứu đã tính toán được các chỉ tiêu phanh ABS trên các loại đường khác nhau cho xe ô tô con nói chung và xe Toyota Corola Altis nói riêng với vận tốc phanh ban đầu (90km/h), trên loại đường bê tông khô thì gia tốc phanh đạt 8,72 (m/s2), quãng đường phanh là 36,2 (m). Trên loại đường trơn ướt gia tốc phanh đạt 5,684 (m/s2) với quãng đường phanh 57,3 (m). Tính toán được góc xoay thân xe, góc lệch hướng chuyển động của xe khi phanh ảnh hưởng bởi độ nghiêng của bề mặt đường thiết kế như hiện nay và độ cứng của lốp xe. Kết quả tính toán cho thấy góc xoay thân xe và góc lệch hướng chuyển động của xe tuy nhỏ nhưng với quãng đường phanh khá lớn thì xe sẽ bị văng ra ngoài làn đường và lệch xuống lề đường di chuyển. Hơn nữa, việc xây dựng được phương pháp tính toán hiệu quả phanh ABS sẽ làm cơ sở cho việc xác định được các thông số về chỉ tiêu phanh cho xe có trang bị hệ thống phanh ABS nhằm tăng cường chất lượng kiểm định cho các trung tâm đăng kiểm ô tô. iv
8. ASTRACT The efficient braking and braking stability of a mathematic method for vehicles equipped with an anti-lock braking system was presented in this study. The author uses the computational model parameters ABS variability changes as a rule, cosine function on different types of roads. Since then evaluated the effectiveness of the brakes on the corresponding sugars. Thread has developed computational methods brakes criteria: the distance of the brake, accelerator brake and brake time for vehicles with ABS. The study results were calculated by the ABS indicator on the different roads for the cars in general and in particular Toyota Corola Altis brake initial velocity (90km/h), the type of concrete roads dry the brake acceleration 8,72(m/s2), braking distance 36.2(m). On slippery road type brake acceleration reached 5,684(m/s2) with brake distance 57.3(m). Calculate body rotation, angle and direction of motion of the vehicle when braking affected by the inclination of the road surface and the current design of the tire stiffness. The calculation results showed that the rotation angle body angle and direction of motion of the vehicle is small but large distances the car will brake spilled out into the lane and pavement deflection moves. Further, the method developed ABS braking effectiveness calculations will serve as a basis for determining the target parameters of braking for vehicles equipped with ABS brake system to strengthen quality inspection for the automobile registration center. v
9. 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 ơn iii Tóm tắt iv Astract v Mục lục vi Danh sách các chữ viết tắt viii Danh sách các hình ix Danh sách các bảng xi Chƣơng 1.TỔNG QUAN 1 1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu 1 1.1.1 Đặt vấn đề 1 1.1.2 Tình hình nghiên cứu và hoàn thiện hệ thống phanh trên thế giới 3 1.1.3 Thực trạng nghiên cứu hoàn thiện hệ thống phanh ở Việt Nam 5 1.2 Mục đích của đề tài 6 1.3 Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài 6 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 6 Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 7 2.1 Lý thuyết về trƣợt và đặt tính trƣợt 7 2.1.1 Khái niệm về sự trượt 7 2.1.2 Sự lăn của bánh xe 7 2.1.3 Đặc tính trượt 10 2.1.4 Động lực học phanh của bánh xe 12 vi
10. 2.2 Cơ sở lý thuyết tính toán chỉ tiêu phanh của phanh ABS 14 2.2.1 Chỉ tiêu phanh của phanh cổ điển 14 2.2.2 Chỉ tiêu phanh của phanh ABS 16 2.3 Ổn định phanh ABS 21 2.3.1 Đặc tính hướng 21 2.3.2 Ổn định khi phanh 23 Chƣơng 3. TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ PHANH VÀ ỔN ĐỊNH PHANH CHỐNG HÃM CỨNG ABS TRÊN XE TOYOTA COROLLA ALTIS 28 3.1 Giới thiệu chung về xe Toyota Corolla Altis 28 3.2 Các thông số kỹ thuật chính 29 3.3 Tính toán chỉ tiêu phanh 31 3.3.1 Gia tốc phanh 32 3.3.2 Quãng đường phanh 34 3.4 Tính toán về ổn định phanh 36 3.4.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định hướng ô tô trong quá trình phanh 36 3.4.2 Tính toán góc xoay thân xe 38 3.4.3 Tính toán góc lệch hướng trong quá trình phanh 41 3.5 Tính toán các đặc tính kỹ thuật hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Corolla Altis 45 3.5.1 Các thông số dùng để tính toán 45 3.5.2 Xác định mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu trước và cầu sau 45 3.5.3 Xác định mô men phanh do các cơ cấu phanh sinh ra 51 3.5.4 Quan hệ áp suất phanh trước và sau 59 Chƣơng 4. KẾT LUẬN 60 4.1 Kết luận 60 4.2 Hƣớng phát triễn 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 vii
11. DANH SÁCH CÁC CHỮ 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 viii
12. DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1: Sự lăn bánh xe có trượt lết trên đường 8 Hình 2.2: Đồ thị quan hệ giữa bán kính lăn với lực kéo/lực phanh 9 Hình 2.3: Mối quan hệ giũa hệ số bám và độ trượt 11 Hình 2.4: Lực và mômen tác dụng lên bánh xe 12 Hình 2.5: Các lực tác dụng lên ô tô khi phanh. 14 Hình 2.6: Sự biến thiên của gia tốc phanh trong hệ thống ABS 17 Hình 2.7: sự lăn của bánh xe đàn hồi khi chịu tác dụng của lực ngang 21 Hình 2.8: Góc lệch hướng của bánh xe khi chịu lực ngang tác dụng. 22 Hình 2.9: Sơ đồ lưc̣ tác duṇ g lên ôtô có hiêṇ tươṇ g xoay thân xe 23 Hình 2.10: Góc lệch hướng tại các bánh xe cầu trước và cầu sau 25 Hình 2.11: Sự thay đổi thông số khi phhanh có ABS 26 Hình 2.12: Sự thay đổi áp suất trong dẫn động và gia tốc bánh xe khi phanh có ABS 27 Hình 3.1: Hình ảnh tổng thể xe Corolla Altis 28 Hình 3.2: Sơ đồ các lực tác dụng lên ô tô sinh ra góc xoay thân xe khi phanh 38 Hình 3.3: Các lực tác dụng lên xe trên mặt đường có độ dốc ngang 39 Hình 3.4: Độ lệch trọng tâm của xe khi phanh 43 Hình 3.5: Sơ đồ lực tác dụng lên ôtô khi phanh 45 Hình 3.6: Sự thay đổi hệ số bám dọc và hệ số bám ngang theo độ trượt tương đối của bánh xe 49 Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu trước và cầu sau theo độ trượt 50 Hình 3.8: Sơ đồ để tính toán bán kính trung bình của đĩa ma sát 51 Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa mô men phanh và mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu trước theo độ trượt khi phanh 54 Hình 3.10: Sơ đồ để tính toán bán kính trung bình của đĩa ma sát 55 ix
13. Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa mô men phanh và mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu sau theo độ trượt khi phanh 58 Hình 3.12: Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa áp suất phanh trước và sau theo lực bám 59 x
14. DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 2.1: Các thông số C1,C2,C3 trên các loại đường. 10 Bảng 3.1: Các thông số kỹ thuật chính của Toyota Corolla Altis. 29 Bảng 3.2: Bảng giới thiệu các trang thiết bị hệ thống của xe Toyota Corolla Altis 30 Bảng 3.3: Các thông số trong tính toán chỉ tiêu phanh ABS trên đường bê tông nhựa khô 31 Bảng 3.4: Các thông số trong tính toán chỉ tiêu phanh ABS trên đường trơn ướt 31 Bảng 3.5: Kết quả tính toán chỉ tiêu phanh cho hệ thống phanh ABS. 35 Bảng 3.6: Độ dốc ngang của mặt cắt ngang trên các loại đường 36 Bảng 3.7: Độ cứng lốp xe 37 Bảng 3.8: Góc lăn lệch bánh xe ở cầu trước trên đường có hệ số bám tốt 42 Bảng 3.9: Góc lăn lệch bánh xe ở cầu sau trên đường bám tốt 42 Bảng 3.10: Góc lăn lệch bánh xe ở cầu trước trên đường có hệ số bám kém 42 Bảng 3.11: Góc lăn lệch bánh xe ở cầu sau trên đường bám kém 42 Bảng 3.12: Quan hệ giữa hệ số bám dọc và độ trượt 49 Bảng 3.13: Quan hệ giữa mô men bám và độ trượt 49 Bảng 3.14: Quan hệ giữa mô men phanh trước với độ trượt ở giai đoạn tăng áp suất 52 Bảng 3.15: Quan hệ giữa mô men phanh trước với độ trượt ở giai đoạn giảm áp suất 53 Bảng 3.16: Quan hệ giữa mô men phanh trước với độ trượt ở giai đoạn giữ áp suất 53 Bảng 3.17: Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh trước với độ trượt ở giai đoạn tăng áp suất tiếp theo 53 Bảng 3.18: Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh sau với độ trượt ở giai đoạn tăng áp suất 56 xi
15. Bảng 3.19: Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh sau với độ trượt ở giai đoạn giảm áp suất 57 Bảng 3.20: Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh sau với độ trượt ở giai đoạn giữ áp suất 57 Bảng 3.21: Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh sau với độ trượt ở giai đoạn tăng áp suất tiếp theo 57 Bảng 3.22: Sự thay đổi áp suất phanh cầu trước theo hệ số bám 59 Bảng 3.23: Sự thay đổi áp suất phanh cầu sau theo hệ số bám 59 xii
16. LỜI NÓI ĐẦU Thị trường ô tô trên thế giới luôn luôn diễn ra sự cạnh tranh khốc liệt giữa các hãng xe. Đặc biệt là trong thời điểm hiện tại, khi nền kinh tế thế giới đang suy thoái, đặc biệt là nghành công nghệ ô tô ngày càng cạnh tranh gây gắt với những hãng xe hàng đầu trên thế giới. Người sử dụng xe không đủ tiền chi trả cho các chi phí khi sử dụng xe. Lúc này, các hãng xe đã sản xuất ra rất nhiều loại xe tiết kiệm nhiên liệu và không gây ô nhiễm môi trường đặc biệt đảm bảo tính an toàn trong chuyển động là mục tiêu hàng đầu. Ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật đã đạt được, các nhà sản xuất bắt tay vào nghiên cứu, chế tạo hệ thống phanh ABS với những tính năng ưu việt: chống bó cứng bánh xe khi phanh, ổn định hướng nhằm hạn chế những tai nạn đáng tiếc có thể xảy ra. Từ vấn đề đó, với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn, em quyết định thực hiện nghiên cứu vấn đề: “Tính toán về hiệu quả phanh và ổn định phanh của ô tô có trang bị hệ thống phanh chống hãm cứng ABS trên xe Toyota Corolla Altis”. Dưới sự hướng dẫn của thầy Lâm Mai Long, em đã thực hiện luận văn nghiên cứu này. Do thời gian có hạn, mặc dù đã cố gắng nhưng việc nghiên cứu và thực hiện luận văn vẫn còn nhiều thiếu sót không thể tránh khỏi. Em rất mong nhận được sự đóng góp của thầy cô và các bạn để chuyên đề được hoàn thiện hơn. Tp HCM, ngày tháng năm 2014 Học viên thực hiện Nguyễn Văn Hòa xiii
17. Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu 1.1.1 Đặt vấn đề Ngày nay cùng với sự phát triển của xã hội thì phương tiện giao thông cũng phát triển không ngừng trong đó ô tô là một phương tiện phổ biến. Do nhu cầu cấp thiết của người tiêu dùng, ngành công nghiệp ôtô đã cho ra đời rất nhiều loại ô tô với các tính năng và công dụng khác nhau. Cũng từ những đòi hỏi của người tiêu dùng về vận tốc của ôtô phải lớn và độ an toàn phải cao. Nhà sản xuất phải nghiên cứu về hệ thống phanh nhiều hơn nhằm đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng vì vậy hệ thống phanh chống hãm cứng đựơc ra đời là một trong những giải pháp cho vấn đề an toàn. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, điện tử và tin học đã giúp ngành công nghiệp ôtô thiết kế chế tạo thành công các hệ thống phanh chống hãm cứng với độ chính xác cao, an toàn, hiệu quả, nhỏ gọn vì vậy mà tính ổn định của ôtô và hiệu quả của ôtô cao hơn nhiều so với hệ thông phanh thường. Hiện nay ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và vận chuyển hàng hoá cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiện giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển. Ở nước ta, số người sử dụng ô tô ngày càng nhiều cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, giao thông vận tải, cho nên mật độ ô tô lưu thông trên đường ngày càng cao dẫn đến tai nạn giao thông ngày càng nhiều. Do đó để đảm bảo tính an toàn vấn đề tai nạn giao thông là một trong những hướng giải quyết cần thiết nhất, luôn được quan tâm của các nhà thiết kế và chế tạo ôtô mà hệ thống phanh đóng vai trò rất quan trọng. 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
18. Trên ô tô có trang bị hệ thống phanh nhằm mục đích giảm vận tốc hoặc dừng hẳn khi cần thiết. Lúc đó người lái giảm lượng nhiên liệu cung cấp vào động cơ, đồng thời phanh để hãm xe lại. Nhờ có hệ thống phanh mà người lái có thể nâng cao vận tốc chuyển động trung bình của ô tô và đảm bảo an toàn khi chuyển động. Do vận tốc chuyển động ngày càng cao cho nên việc đi sâu nghiên cứu để hoàn thiện sự làm việc của hệ thống phanh nhằm đảm bảo an toàn chuyển động của ô tô ngày càng cấp thiết. Trong hệ thống phanh ngày nay đã được cải tiến nhiều nhằm tăng hiệu quả phanh, tăng tính ổn định hướng và tính dẫn hướng phanh, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an toàn chuyển động và tăng hiệu quả vận chuyển của ô tô do đó người ta chế tạo ra một loại phanh chống hãm cứng ABS. Phanh sử dụng ABS là một trong những công nghệ bổ sung cho hệ thống phanh hữu dụng nhất của ngành công nghiệp ôtô thời gian gần đây. Vai trò chủ yếu của ABS là giúp tài xế duy trì khả năng kiểm soát xe trong những tình huống phanh gấp, giữ cho các bánh xe không bị hãm cứng hoàn toàn khi phanh gấp. Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm nhờ điểu khiển quá trình phanh một cách tối ưu. Để đạt được các tiêu chí trên thì phải phân tích các yêu cầu sau: - Lực phanh và các mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh. - Xác định các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh. - Tính toán sự phân bố lực phanh và ổn định của ô tô khi phanh. - So sánh các chỉ tiêu của hệ thống phanh thường với phanh chống hãm cứng ABS, để thấy được khả năng nâng cao hiệu quả và ổn định khi phanh. Cũng vì lý do đó mà tôi quyết định chọn đề tài: “Tính toán về hiệu quả phanh và ổn định phanh của ô tô có trang bị hệ thống phanh chống hãm cứng ABS”. 2
19. 1.1.2 Tình hình nghiên cứu và hoàn thiện hệ thống phanh trên thế giới Để 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 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, 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 3
20. 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. 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, 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, 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
21. 1.1.3 Thực 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 ngày thực 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. 5
22. S K L 0 0 2 1 5 4