Đang tải... (xem toàn văn)
ĐẠI HỌC DUY TÂN
TRƯỜNG CÔNG NGHỆ - KHOA CƠ KHÍ
Trang 2MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 3
LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 4
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH THÔNNG MINH 5
1.1 Công dụng hệ thống phanh thông minh Error! Bookmark not defined.5 1.2 Những yêu cầu của hệ thống phanh thông minh 5
1.3 Phân loại các hệ thống phanh thông minh 6
1.4 Cấu tạo chung hệ thống phanh thông minh 6
1.5 Nguyên lý hoạt động chung hệ thống phanh thông minh 7
CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH HỆ THỐNG PHANH THÔNG MINH 8
2.1 Hệ thống phanh ABS-Phanh chống bó cứng 8
2.1.1 Sơ đồ nguyên lý và cấu tạo phanh ABS 8
2.1.2 Nhiêm vụ và nguyên lý hoạt động phanh ABS 9
2.1.3 Ưu điểm và hạn chế của hệ thống phanh ABS 9
2.2 Hệ thống phanh EBD -Phanh tư động 10
2.2.1 Sơ đồ nguyên lý và cấu tạo phanh EBD 11
2.2.2 Nhiêm vụ và nguyên lý hoạt động phanh EBD 12
2.2.3 Ưu điểm và hạn chế của hệ thống phanh EBD 12
2.3 Hệ thống phanh EBS - Phanh điện tử 13
2.3.1 Sơ đồ nguyên lý và cấu tạo phanh EBS 13
2.3.2 Nhiêm vụ và nguyên lý hoạt động phanh EBS 14
2.3.3 Ưu điểm và hạn chế của hệ thống phanh EBS 14
2.4 Hệ thống phanh BA - Phanh khẩn cấp 15
2.4.1 Mô tả hệ thống phanh BA 15
2.4.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động phanh BA 15
2.4.3 Ưu điểm và hạn chế của hệ thống phanh BA 16
2.4.4 Tính hiệu quả và an toàn của hệ thống phanh BA 16
Trang 3GVHD: Trương Đình Phong 2 SVTH: Nhóm 3P
CHƯƠNG 3 KẾT LUẬN 17
3.1 Kết luận 17
3.2 Hạn chế của nghiên cứu 17
3.3 Định hướng cho các nghiên cứu tiếp theo 18
TÀI LIỆU THAM KHẢO 20
Trang 4LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại ngày nay, với sự tăng cường về sự di chuyển và ôtô trở thành một phần quan trọng trong cuộc sống hàng ngày, vấn đề an toàn giao thông trở nên ngày càng quan trọng Hệ thống phanh đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ tính mạng và tài sản của người lái xe và hành khách Đồng thời, sự tiến bộ nhanh chóng trong lĩnh vực công nghệ đã mở ra những cơ hội mới để cải thiện hiệu suất và tính an toàn của hệ thống phanh trên ôtô.
Bài đồ án này tập trung vào chủ đề "Phanh Thông Minh trên Ôtô", nghiên cứu về các công nghệ hiện đại được tích hợp vào hệ thống phanh nhằm cải thiện khả năng phản ứng và an toàn khi lái xe Chúng em sẽ nghiên về các hệ thống phanh thông minh, từ những công nghệ cơ bản đến những đổi mới tiên tiến như hệ thống phanh tự động tránh va chạm, hệ thống cảnh báo và kiểm soát áp suất phanh tự động, và nhiều tính năng khác.
Nhìn từ góc độ của người sử dụng và những người quan tâm đến sự an toàn giao thông, chúng em hy vọng rằng bài đồ án này sẽ cung cấp cái nhìn toàn diện về các phương pháp và công nghệ mới trong lĩnh vực phanh thông minh, đồng thời thúc đẩy sự hiểu biết về tầm quan trọng của việc áp dụng những tiến bộ này để nâng cao an toàn Bài đồ án được soạn lần đầu nên không tránh khỏi những thiếu sót Chúng em rất mong nhận được ý kiến đóng góp, phê bình và đánh giá Em xin chân thành cảm ơn ạ !
Trang 5GVHD: Trương Đình Phong 4 SVTH: Nhóm 3P LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Việc lựa chọn đề tài nghiên cứu về các loại hệ thống phanh thông minh là một quyết định được đưa ra dựa trên nhiều yếu tố quan trọng Lý do chọn đề tài này không chỉ đến từ sự quan tâm cá nhân về công nghệ ô tô hiện đại mà còn từ nhận thức về tầm quan trọng của an toàn giao thông và sự phát triển bền vững trong ngành công nghiệp ôtô.
Một trong những yếu tố quan trọng nhất là an toàn Với sự tăng cường về số lượng xe cộ trên đường và các yếu tố giao thông ngày càng phức tạp, an toàn trở thành mối quan tâm hàng đầu Các hệ thống phanh thông minh như ABS, EBD, AEB đóng vai trò quan trọng trong việc giảm nguy cơ tai nạn và bảo vệ người lái xe cũng như hành khách Hiểu rõ về cách những hệ thống này hoạt động và ảnh hưởng của chúng đối với an toàn có thể giúp tối ưu hóa hiệu suất của chúng và thiết lập các tiêu chuẩn an toàn cao hơn.
Ngoài ra, với sự gia tăng của xe điện và xe hybrid, hệ thống phanh cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất năng lượng và giảm tác động tiêu thụ nhiên liệu Hệ thống Regenerative Braking System đặc biệt quan trọng, vì nó có thể chuyển đổi năng lượng từ động cơ khi phanh thành điện để sạc lại pin, đồng thời giảm lượng năng lượng tổn thất.
Đồng thời, chọn đề tài này là một cơ hội để hiểu rõ hơn về sự phát triển công nghệ ô tô và ảnh hưởng của nó đối với cuộc sống hàng ngày Sự tiến bộ trong lĩnh vực này không chỉ là về mặt kỹ thuật mà còn về sự tương tác giữa con người và máy móc Điều này đặt ra những thách thức và cơ hội mới, đồng thời đánh dấu sự chuyển đổi toàn diện từ ô tô cổ điển đến xe thông minh và bền vững.
Đề tài nghiên cứu về các loại hệ thống phanh thông minh không chỉ là sự kết hợp của quan tâm cá nhân mà còn là sự đáp ứng đúng đắn đối với những thách thức và cơ hội đặt ra bởi sự phát triển không ngừng của công nghệ ô tô Nghiên cứu này hứa hẹn mang lại những kiến thức sâu sắc và đóng góp tích cực cho sự hiểu biết chung về an toàn giao thông và tiến bộ của ngành công nghiệp ô tô.
Trang 6CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH THÔNNG MINH
Trong bối cảnh hiện nay, an toàn giao thông trở thành ưu tiên hàng đầu, và hệ thống phanh thông minh trên ôtô nổi lên như một giải pháp đột phá giúp giảm tai nạn và tăng cường an toàn khi lái xe Hệ thống phanh thông minh không chỉ giới hạn ở việc cải thiện khả năng phanh truyền thống mà còn tích hợp nhiều công nghệ hiện đại để tối ưu hóa hiệu suất và phản ứng trong các tình huống nguy hiểm.
Hệ thống phanh thông minh là một phần quan trọng của công nghệ an toàn trên các phương tiện giao thông hiện đại Được thiết kế để cải thiện khả năng kiểm soát và an toàn trong quá trình lái xe, hệ thống phanh thông minh tích hợp nhiều công nghệ tiên tiến để đáp ứng thách thức đặt ra trong môi trường giao thông ngày nay.
Điểm độc đáo của hệ thống phanh thông minh không chỉ là khả năng ngăn chặn bánh xe bị khóa, mà còn khả năng tương tác với các hệ thống khác trên xe như hệ thống lái tự động và cảm biến an toàn Sự kết hợp này tạo ra một hệ thống an toàn toàn diện, nâng cao khả năng phản ứng và giảm nguy cơ tai nạn Đối với ngành công nghiệp ô tô, sự phát triển này là bước quan trọng để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao về an toàn và hiệu suất lái xe 1.1 Công dụng hệ thống phanh thông minh
Phanh thông minh trên ô tô đã cải thiện hiệu suất và an toàn khi phanh, giúp giảm nguy cơ tai nạn giao thông và tăng khả năng kiểm soát của người lái Ngăn chặn bánh xe trượt, giảm tốc độ phanh và duy trì sự ổn định của xe trong các tình huống khẩn cấp.Tận dụng năng lượng tái tạo được sinh ra trong quá trình phanh để tăng hiệu suất của hệ thống 1.2 Những yêu cầu của hệ thống phanh thông minh
Thời gian nhạy cảm bé, quãng đường phanh là ngắn nhất.
Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt, kết cấu gọn nhẹ và dễ chẩn đoán hư hỏng trong mọi điều kiện Có khả năng phanh khi đứng trong thời gian dài.
Trang 7GVHD: Trương Đình Phong 6 SVTH: Nhóm 3P Điều khiển nhẹ nhàng, phanh êm dịu trong bất kì mọi trường hợp đảm bảo sự ổn định của ô tô khi phanh.
Phân bố momen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với bất kì cường độ nào.
Không xảy ra hiện tượng tự siết phanh khi ô tô chuyển động tịnh tiến , quay vòng Tự đông phanh khi có vật cản phía trước mà không cần sự trợ giúp con người 1.3 Phân loại các hệ thống phanh thông minh
Dựa trên chức năng: phanh tự động để tránh va chạm, phanh tự động khi lùi để tránh va chạm, phanh tự động khi đỗ xe.
Dựa trên vận tốc: hoạt động trong đô thị, hoạt động cao trên đường xa.
Dựa trên năng lượng: sử dụng năng lượng tái tạo để làm sạch năng lượng khi phanh 1.4 Cấu tạo hệ thống phanh thông minh
Cấu tạo hệ thống phanh thuỷ lực:
Bộ phanh: bàn đạp phanh, xi lanh chính, xi lanh phanh bánh xe và ống phanh Hệ thống điều khiển bao gồm: các biến cảm ứng, bộ điều khiển để giám sát và điều chỉnh quá trình phanh.
Hệ thống truyền động: truyền động phanh từ xi lanh chính đến xi lanh bánh xe nhờ ống phanh và các ống phanh linh hoạt để truyền đến từng bánh xe.
Hình 1.1 hệ thống phanh thuỷ lực ôtô.
Trang 8Cấu tạo hệ thống phanh khí nén:
Máy nén khí, bể chứa, bàn đạp phanh, bộ truyền phanh, van an toàn, bộ thu gom bụi bẩn, phanh trống, dây dầu phanh, van ba, bộ lọc không khí và máy sấy, các biến cảm ứng, bộ điều khiển để giám sát và điều chỉnh quá trình phanh
Hình 1.2 Hệ thống phanh khí nén ôtô 1.5 Nguyên lý hoạt động chung hệ thống phanh thông minh
Hệ thống phanh thuỷ lực: thông thường hệ thống phanh dầu hoạt động, lực đạp phanh tác động lên guốc phanh thì lúc này các tín hiệu điều khiển được truyền dưới dạng các xung điện bộ vi xử lý và căn cứ vào nhiều các cảm biến khác nhau mà sẽ tính toán lực phanh cần thiết cho từng bánh xe Quá trình tính toán xảy ra trong vài phần nghìn/ giây.
Hệ thống phanh khí nén: trước khi cho xe chuyển động cần nổ máy tại chỗ cho đến khi trong bình chứa khí nén đạt giá trị cho phép Khi người lái đạp lên bàn đạp phanh, van phân phối khí mở khí có áp suất cao qua các ống dẫn khí đến bàu phanh trên các bánh xe, thông qua cơ cấu phanh trên các bánh xe lực nén của khí dược chuyển thành lực ép của má phanh lên tang trống, tao lực ma sát hãm cc bánh xe quay chậm lại
Trang 9GVHD: Trương Đình Phong 8 SVTH: Nhóm 3P CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH HỆ THỐNG PHANH THÔNG MINH
2.1 Hệ thống phanh ABS-Phanh chống bó cứng (Anti-lock Braking System) Hệ thống ABS dùng một máy tính để xác định tình trạng quay của 4 bánh xe khi phanh và có thể tự động đạp và nhả phanh Tỷ lệ giữa tốc độ xe và bánh xe là “hệ số trượt “ tạo nên sự ma sát tạo tác động như 1 lực phanh làm chậm tốc độ xe
Lực phanh không tỷ lệ với hệ số ma sát và đạt cực đại khi hệ số trượt trong khoảng 10-30% Nếu vượt quá 30% lực phanh sẽ giảm dần
Phanh ABS được phân loại dựa trên số lượng cảm biến và loại phanh được sử dụng hoặc được phân loại dược trên số kênh và số lượng cảm biến tốc độ (ABS 4 kênh 4 cảm biến, ABS 3 kênh 3 cảm biến, ABS 2 kênh 1 cảm biến ).
2.1.1 Sơ đồ nguyên lý và cấu tạo phanh ABS
Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh ABS Cấu tạo phanh ABS bao gồm:
ECU điều khiển trượt: Xác định mức trượt giữa bánh xe và mặt đường dựa vào các tín hiệu từ các cảm biến, và điều khiển bộ chấp hành của phanh Gần đây, một số kiểu xe có ECU điều khiển trượt lắp trong bộ chấp hành của phanh.
Trang 10Bộ chấp hành của phanh: điều khiển áp suất thuỷ lực của các xilanh ở bánh xe bằng tín hiệu ra của ECU điều khiển trượt.
Cảm biến tốc độ: phát hiện tốc độ của từng bánh xe và truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt.
Đồng hồ táp lô: gồm đèn báo ABS và đèn báo hệ thống phanh.
Đèn báo của ABS: khi ECU phát hiện thấy sự trục trặc ở ABS hoặc hệ thống hỗ trợ phanh, đèn này bật sáng để báo cho người lái.
Đèn báo hệ thống phanh: khi đèn này sáng lên đồng thời với đèn báo của ABS, nó bảo cho người lái biết rằng có trục trặc ở hệ thống.
2.1.2 Nhiêm vụ và nguyên lý hoạt động phanh ABS
Nhiệm vụ chính của hệ thống phanh ABS: ngăn chặn trơn trượt của bánh xe trong quá trình phanh, giữ cho bánh xe không bị khóa Điều này giúp tăng cường khả năng kiểm soát và giảm khoảng cách phanh trong tình huống khẩn cấp cải thiện an toàn và khả năng kiểm soát của xe trong điều kiện đường trơn hoặc trong các tình huống phanh gấp.
Nguyên lý hoạt động phanh ABS : cả trên bề mặt khô hay trơn trượt, ABS vẫn có thể làm tốt nhiệm vụ của mình khi người lái nhấn vào chân phanh ABS ngăn bánh xe bị khóa chặt bằng cách liên tục "nhấp nhả" má phanh vào đĩa phanh với tốc độ rất nhanh Từ đó, hiện tượng trượt bánh Sẽ được cải thiện và hầu như rất khó xảy ra (ngoại trừ các điều kiện đường đặc biệt như trên băng).ABS điều chỉnh áp suất dầu phanh mà không phụ thuộc vào lực tác dụng lên đĩa phanh Điều này nhằm đưa tốc độ quay của bánh xe về mức cần thiết để chiếc xe có hiệu suất phanh tối ưu nhất.
2.1.3 Ưu điểm và hạn chế của hệ thống phanh ABS Ưu điểm:
Kéo dài tuổi thọ lốp xe.
ABS tăng cường sự ổn định của xe, giúp người lái xe duy trì kiểm soát xe.
Trang 11GVHD: Trương Đình Phong 10 SVTH: Nhóm 3P Điều chỉnh tự động không cần phải điều chỉnh bàn đạp phanh, dễ sử dụng Duy trì kiểm soát lái xe trong quá trình phanh gấp, giảm nguy trơn trượt Giảm khoảng cách dừng xe trong một số điều kiện, đặc biệt trên bề mặt trượt ABS hiệu quả trên nhiều loại bề mặt đường: đường ẩm, đường băng, đường cát Hạn chế:
Giá thành đắt, chi phí bảo dưỡng, sửa chữa hoặc thay thế phức tạp và cao.
Phụ thuộc vào hệ thống điện tử ,nếu gặp sự cố hoặc trục trặc có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống phanh.
Phản hồi của phanh rung lắc của bàn đạp phanh trong quá trình hoạt động Không thay thế cho các phương pháp lái xe an toàn
Trên thị trường ô tô hiện đại, hầu hết các xe đều trang bị hệ thống phanh ABS như một tiêu chuẩn, thể hiện sự cam kết của ngành công nghiệp đối với an toàn và hiệu suất ABS không chỉ là một tiện ích mà còn là một yếu tố quyết định đối với việc chọn lựa xe hơi Hệ thống phanh ABS không chỉ là một công nghệ tiên tiến mà còn là một tiêu chí quan trọng để đảm bảo an toàn và thoải mái trong trải nghiệm lái xe.
2.2 Hệ thống phanh EBD -Phanh tư động
Hệ thống phanh EBD (Electronic Brakeforce Distribution) là công nghệ phanh ô tô tự động Nhờ sự kết hợp với ABS tạo thành một hệ thống phanh hiện đại và an toàn, cung cấp nhiều ưu điểm khi lái xe Khi hệ thống EBD hoạt động để điều chỉnh lực phanh trên từng bánh xe, hệ thống ABS đồng thời giữ cho bánh xe không bị bó cứng trong quá trình phanh.
Ngày nay, hệ thống EBD được trang bị trên hầu hết các dòng xe hơi, là một trong các tính năng an toàn trên ô tô rất quan trọng EBD còn có tác dụng ngăn ngừa và triệt tiêu
Trang 12tình trạng xe mất kiểm soát, duy trì trạng thái cân bằng trong mọi trường hợp, qua đó giảm thiểu tối đa nguy cơ xảy ra tai nạn.
2.2.1 Sơ đồ nguyên lý và cấu tạo phanh EBD
Hình 2.2 Sơ đồ cấu tạo phanh EBD Cấu tạo phanh EBD gồm:
Cảm biến tốc độ bánh xe: là thiết bị điện tử nhằm mục đích theo dõi tốc độ các bánh xe và truyền thông tin về bộ điều khiển ECU
Bộ điều khiển lực phanh: có chức năng bơm dầu vào đường dẫn và kích hoạt các xi lanh trên từng phanh.
Bộ điều khiển ECU: có vai trò như một bộ não, nó kiểm soát mọi hoạt động của động cơ thông qua việc tiếp nhận dữ liệu từ các cảm biến.
Cảm biến độ lệch thân xe: có nhiệm vụ đo vận tốc góc và độ giảm tốc theo mọi hướng của độ lệch xe khi xe vào cua, sau đó truyền tín hiệu đến ECU để điều chỉnh lực phanh phù hợp, đảm bảo an toàn và ổn định cho xe Ngoài ra được sử dụng cùng với kiểm soát ổn định điện tử (electronic stability control - ESC) để ngăn ngừa tai nạn lật xe.
Cảm biến góc lái: có nhiệm vụ ghi lại góc xoay của vô lăng, sau đó gửi tín hiệu về ECU để hệ thống nhận biết người lái đang muốn di chuyển xe về hướng nào.
2.2.2 Nhiêm vụ và nguyên lý hoạt động phanh EBD
Trang 13GVHD: Trương Đình Phong 12 SVTH: Nhóm 3P Phanh EBD có nhiệm vụ tự động kích hoạt, điều khiển lực phanh phù hợp cho từng bánh xe ngay khi cần thiết, kể cả người lái xe không đạp phanh Nếu EBD hoạt động đến ngưỡng phanh trên bánh xe bị bó cứng, hệ thống ABS sẽ lập tức can thiệp để bánh đó lấy lại gia tốc, giúp tài xế lấy lại trạng thái cân bằng cho xe và tiếp tục vận hành an toàn.Trong khi đó, hệ thống ABS có một hạn chế là lực phanh của các bánh xe gần như nhau nên khi đạp phanh, xe vẫn đi thêm 1 đoạn Lúc này, hệ thống EBD sẽ can thiệp để cân bằng lại lực phanh, giúp quãng đường phanh ngắn hơn.
Phanh EBD hoạt động sau khi khởi động xe, tất cả các dữ liệu trong quá trình di chuyển sẽ được truyền về bộ điều khiển trung tâm ECU qua các cảm biến Nó cũng theo dõi tốc độ quay của bánh xe và sự thay đổi tốc độ quay này thông qua các cảm biến để xác định tải trọng trên
Duy trì sự ổn định, kiểm soát và hiệu quả trên mọi điều kiện đường Tích hợp với hệ thống ABS, tăng tuổi thọ của lốp.
Hạn chế:
Chi phí ban đầu cao và khả năng sự cố, bảo dưỡng phức tạp.
Khó khăn khi phải xử lý nước, đặc biệt là khi đường trơn trượt hoặc ngập nước Hệ thống phanh EBD (Electronic Brakeforce Distribution) là một chiến lược quan trọng trong công nghệ phanh ô tô, mang lại nhiều lợi ích về an toàn và hiệu suất EBD không chỉ là một tiện ích mà còn là một phần quan trọng trong việc tối ưu hóa sự phân phối lực phanh trên xe.Với sự tích hợp của EBD trong hệ thống phanh, người lái xe có thể