Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS) kết nối máy tính phục vụ đào tạo

125 686 0
  • Loading ...
1/125 trang
Tải xuống

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 26/03/2015, 09:32

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG NGÔ PHẠM HỒNG PHƯỚC NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHANH CHỐNG HÃM CỨNG (ABS) KẾT NỐI MÁY TÍNH PHỤC VỤ ĐÀO TẠO LUẬN VĂN THẠC SĨ Khánh Hòa - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG NGÔ PHẠM HỒNG PHƯỚC NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHANH CHỐNG HÃM CỨNG (ABS) KẾT NỐI MÁY TÍNH PHỤC VỤ ĐÀO TẠO LUẬN VĂN THẠC SĨ Ngành: Kỹ thuật Cơ khí Động lực Mã số: 60520116 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NGUYỄN VĂN NHẬN CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG KHOA SAU ĐẠI HỌC Khánh Hòa - 2014 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả, số liệu nêu trong luận văn là trung thực, chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình nào. Tác giả Ngô Phạm Hồng Phước ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Luận văn này. Trước hết tôi xin kính gửi đến Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ nhiệm Khoa Sau đại học, Khoa Kỹ thuật Giao thông và Khoa Cơ khí - Trường Đại học Nha Trang sự kính trọng, sự tự hào được học tập và nghiên cứu tại trường trong những năm qua. Sự biết ơn sâu sắc nhất tôi xin được giành cho thầy PGS.TS. Nguyễn Văn Nhận - Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Nam Việt đã tận tình hướng dẫn, động viên để tôi hoàn thành luận văn. Xin cám ơn: Thầy PGS. TS Trần Gia Thái - Trưởng khoa Khoa Kỹ thuật Giao thông, Trường Đại học Nha Trang và các thầy cô phản biện đã cho tôi những lời khuyên quý báu để công trình nghiên cứu được hoàn thành có chất lượng. Đặc biệt xin được ghi nhớ tình cảm, sự giúp đỡ của: Ban Giám hiệu Trường Cao đẳng nghề Thanh niên dân tộc Tây Nguyên, quí thầy cô giáo trong Khoa Sau đại học, Khoa Kỹ thuật Giao thông - Trường Đại học Nha Trang, gia đình và bạn bè thân thiết luôn luôn chia sẻ cùng tôi trong quá trình nghiên cứu. Học viên Ngô Phạm Hồng Phước iii MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ix LỜI MỞ ĐẦU 1 Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4 1.1. SƠ LƯỢC VỀ MÔ HÌNH ABS Ở NƯỚC TA 4 1.2. MỘT SỐ CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU TRƯỚC ĐÂY 4 1.3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 7 1.4. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 7 1.5. PHẠM VI NGHIÊN CỨU 7 1.6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 7 Chương 2 - CƠ SỞ LÝ THUYẾT 9 2.1. QUÁ TRÌNH PHANH ÔTÔ 9 2.1.1. Chức năng của hệ thống phanh ôtô 9 2.1.2. Quá trình phanh ôtô 9 2.2. ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC QUÁ TRÌNH PHANH 10 2.2.1. Trọng lực (G) 11 2.2.2. Lực cản dốc (P i ) 11 2.2.3. Phản lực vuông góc (Z) 11 2.2.4. Lực cản lăn (P f ) 12 2.2.5. Lực cản không khí (P ω ) 13 2.2.6. Lực quán tính (P j ) 13 2.2.7. Lực kéo Remorque (P m ) 14 2.2.8. Lực và moment tác dụng lên bánh xe khi phanh 14 2.3. ĐIỀU KIỆN ĐẢM BẢO PHANH TỐI ƯU 15 2.4. CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG QUÁ TRÌNH PHANH 17 2.4.1. Gia tốc chậm dần khi phanh 17 iv 2.4.2. Thời gian phanh (t p ) 18 2.4.3. Quãng đường phanh 19 2.4.4. Lực phanh riêng 20 2.5. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ABS 20 2.5.1. Hệ số bám 20 2.5.2. Hiện tượng trượt lết của bánh xe khi phanh 22 2.5.2.1. Hiện tượng trượt lết của bánh xe khi phanh 22 2.5.2.2. Đặc tính trượt khi phanh 24 2.5.3. Mục tiêu của ABS 26 2.5.4. Hiệu quả của ABS 28 2.5.4.1. Lợi về tính hiệu quả phanh 28 2.5.4.2. Lợi về tính ổn định phanh 30 2.5.5. Quá trình điều khiển của ABS 31 2.5.5.1. Yêu cầu của ABS 31 2.5.5.2. Phạm vi điều khiển của ABS 32 2.5.5.3. Đặc tính trượt lý tưởng 34 2.5.5.4. Chu trình điều khiển của ABS 36 2.5.5.5. Tín hiệu điều khiển ABS 39 2.5.5.6. Quá trình điều khiển của ABS 40 2.5.5.7. Các phương pháp điều khiển của ABS 42 2.5.5.8. Các phương án bố trí điều khiển ABS 43 2.6. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ABS 46 2.6.1. Giới thiệu chung 46 2.6.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các cụm chi tiết của ABS 48 2.6.2.1. Cảm biến tốc độ bánh xe 48 2.6.2.2. Cảm biến giảm tốc 49 2.6.2.3. Cảm biến gia tốc ngang 51 2.6.2.4. Hộp điều khiển hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS ECU) 52 2.6.2.5. Bộ chấp hành thủy lực 55 2.6.3. Các chức năng kiểm tra, chẩn đoán và an toàn 61 2.6.3.1. Điều khiển các rơ le 61 2.6.3.2. Chức năng kiểm tra ban đầu và kiểm tra các cảm biến 62 v 2.6.3.3.Chức năng chẩn đoán 62 2.6.3.4. Chức năng an toàn 62 Chương 3 - NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH PHANH CHỐNG HÃM CỨNG (ABS) KẾT NỐI MÁY TÍNH 63 3.1. Ý TƯỞNG THIẾT KẾ 63 3.2. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU ĐỐI VỚI MÔ HÌNH 63 3.2.1. Mục đích 64 3.2.2. Yêu cầu 64 3.3. THIẾT KẾ CÁC BÀI THỰC HÀNH TRÊN MÔ HÌNH 64 3.3.1. Bài thực hành số 1: 64 3.3.1.1. Chuẩn bị 64 3.3.1.2. Trình tự thực hiện 65 3.3.2. Bài thực hành số 2: 66 3.3.2.1. Chuẩn bị 66 3.3.2.2. Trình tự thực hiện 67 3.3.3. Bài thực hành số 3: 70 3.3.3.1. Chuẩn bị 70 3.3.3.2. Trình tự thực hiện 70 3.4. THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH ABS 74 3.4.1. Phương án thiết kế 74 3.4.2. Thiết kế, chế tạo mô hình 75 3.4.2.1. Dự trù thiết bị, vật tư của mô hình 75 3.4.2.2. Thiết kế, chế tạo mô hình 77 3.4.2.3. Chọn vật liệu gia công 78 3.4.2.4. Một số hình ảnh mô hình thực tế trong quá trình gia công 81 3.5. THIẾT KẾ, LẬP TRÌNH PHẦN MỀM KẾT NỐI MÁY TÍNH 82 3.5.1. Giới thiệu phần mềm mô phỏng LABVIEW 82 3.5.1.1. Giới thiệu chung 82 3.5.1.2. VI (Vitual Instrument) - Thiết bị ảo 83 3.5.1.3. Front Panel và Block Diagram 83 3.5.2. Giới thiệu một số vi điều khiển 85 3.5.2.1. Vi điều khiển ATmega16 85 vi 3.5.2.2. Vi điều khiển ATmega8: 87 3.5.3. Thiết kế, chế tạo mạch giao tiếp máy tính 90 3.5.3.1. Thiết kế sơ đồ khối 90 3.5.3.2. Thiết kế, chế tạo mạch Salve 90 3.5.3.3. Thiết kế, chế tạo mạch trung tâm 93 3.5.3.4. Lưu đồ thuật toán 97 3.5.3.5. Phần mềm giao tiếp trên máy tính 98 3.6. MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 100 3.6.1. Một số hình ảnh thực tế của mô hình sau khi chế tạo 100 3.6.2. Hướng dẫn sử dụng 101 3.6.2.1. Điện áp sử dụng cho mô hình: 101 3.6.2.2. Vận hành mô hình: 101 3.6.3. Một số kết quả tính toán và thực nghiệm trên mô hình 103 3.6.3.1. Tính áp suất cực đại dòng chất lỏng trên mô hình 103 3.6.3.2. Thực nghiệm 1: 106 3.6.3.3. Thực nghiệm 2: 108 3.6.3.4. Kết luận 109 Chương 4 - KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 110 4.1. KẾT LUẬN 110 4.2. ĐỀ XUẤT 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO 111 vii DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ABS : Anti- lock Braking System (Hệ thống phanh chống hãm cứng). ABS ECU : Anti- lock Braking System Electronic Contol Unit (Hộp điều khiển điện tử hệ thống phanh chống hãm cứng). ADC : Analog to Digital Converter (Bộ chuyển đổi tương tự sang số). ALU Arithmetic Logic Unit (Bộ xử lý logic toán học). AVR : Tên riêng của một loại vi điều khiển. BITE : Buiit In Test Equipment (Chu trình kiểm tra). CISC : Complex Instruction Set Computer (Máy tính dùng tập lệnh phức) EEFROM : Electrically Erasable Programmable Read- Only Memory (Bộ nhớ có thể đọc ghi xóa bằng điện). LABVIEW : Virtual Instrument Engineering Workbench (Phần mềm lập trình đồ họa) LED : Light Emited Diod (Diod phát quang ) OP- AMP Operational Amplifier (Bộ khuếch đại) PWM : Pulse Width Modulator (Bộ điều chế xung). RISC : Reduced Instruction Set Computer (máy tính dùng tập lệnh rút gọn). RTC : Read - Time Clock (bộ đếm thời gian thực). SPI : Serial Peripheral Interface (Chuẩn truyền đồng bộ nối tiếp). SRAM : Static Random Access Memory (Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên tĩnh). USART : Universal Synchronous & Asynchronous serial Reveiver and Transmitter (Bộ truyền nhận nối tiếp đồng bộ và không đồng bộ). VI : Vitual Instrument (Thiết bị ảo). viii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 So sánh hiệu quả phanh của ABS với hệ thống phanh thường 29 Bảng 2.2 Các chế độ hoạt động của bộ chấp hành van 2 vị trí 61 Bảng 3.1 Bảng mã chẩn đoán hư hỏng của ABS 68 Bảng 3.2 Các hư hỏng thường gặp của ABS 73 Bảng 3.3 Thứ tự các Pan của mô hình 102 [...]... cơ c u phanh bánh xe 77 Hình 3.4 B n v l p mô hình ABS .79 Hình 3.5 Sơ b trí thi t b trên mô hình ABS 80 Hình 3.6 Mô hình th c t nhìn t phía trư c .81 Hình 3.7 Mô hình th c t nhìn t bên ph i 81 Hình 3.8 Front Panel và Block Diagram 83 Hình 3.9 V trí Icon và Connector 84 Hình 3.10 Sơ chân ATmega16 86 Hình 3.11 Sơ chân ATmega8 89 Hình 3.12... ã có s n xu t mô hình ABS ư c ch t o trên b n bánh xe và s d ng b n mô tơ kéo riêng bi t nhưng cũng ch là mô hình ơn thu n, không có ph n k t n i máy tính (xem hình 1.3) ho c các mô hình 6 ABS m t bánh xe có k t n i máy tính nhưng ư c l p trình trên các ph n m m ơn gi n ch th hi n dư i d ng sóng hình sin, không th hi n ư c các giai o n ho t ng c a ABS như cơ s lý thuy t ABS Hình 1.3 Mô hình ABS do công... b và mô hình ã có, chưa th áp ng ư c nhu c u gi ng d y hi n nay Nghiên c u thi t k , ch t o mô hình h th ng phanh ch ng hãm c ng (ABS) k t n i máy tính th hi n ư c các ch ho t ng c a các b ph n ABS phù h p v i tình hình gi ng d y hi n nay Mô hình ư c ch t o v i các thi t b th t c a ôtô hi n nay s d ng ph bi n và mô ph ng b ng ph n m m LabWiew là phù h p và không trùng l p v i các công trình ã nghiên. ..ix DANH M C HÌNH V , TH Hình 1.1 th bi u di n moment và l c phanh khi ABS không ho t Hình 1.2 th bi u di n moment và l c phanh khi ABS ho t ng 5 ng 5 Hình 1.3 Mô hình ABS do công ty Tân phát ch t o .6 Hình 2.1 L c và moment tác d ng lên ôtô khi phanh 1 Hình 2.2 Ph n l c t m t ư ng tác d ng lên bánh xe .12 Hình 2.3 L c và moment tác d ng lên bánh xe khi phanh 14 Hình 2.4 L c tác... ưa lên mô gi ng d y Các mô hình ABS thư ng ư c ch t o d a trên các chi ti t th t c a ôtô và có các d ng: mô hình các c m chi ti t r i, mô hình c t các chi ti t, mô hình c u t o c a h th ng và mô hình làm vi c Các mô hình làm vi c c a ABS do các công ty chuyên s n xu t thi t b d y h c các nư c s n xu t ư c thi t k trên sa bàn và b trí y như m t h th ng th t trên xe, có th xem như m t h th ng phanh trên... b , mô hình d y h c v ABS, ph n l n là ch dùng và gi i thi u v nguyên lý ho t i v i sinh d yv c ut o ng cơ b n c a c h th ng, ph n m m t o l i Các mô hình này thi u m t s ch c năng c n thi t ph c v cho vi c h c t p và nghiên 8 c u trên mô hình như: không quan sát ư c các ch ho t ng c a m t s b ph n, chi ti t Nghiên c u thi t k , ch t o mô hình h th ng phanh ch ng hãm c ng (ABS) k t n i máy tính ph... hoàn thi n, ch ơn thu n là m t mô hình c u t o Vì t cho sinh viên v h th ng này v n còn ơn i u, nghiêng v c u ng ơn gi n c a h th ng, thi u tính sinh ng và th c ti n V i mong mu n góp ph n nâng cao ch t lư ng gi ng d y, h c t p và nghiên c u v i h c sinh, sinh viên B n thân h c viên ch n tài Nghiên c u thi t k , ch t o mô hình h th ng phanh ch ng hãm c ng (ABS) k t n i máy tính ph c v C u trúc c a Lu... lên ôtô khi phanh .15 Hình 2.5 Các y u t nh hư ng n h s bám 22 Hình 2.6 Tr ng thái lăn c a bánh xe khi có trư t l t 23 Hình 2.7 c tính trư t khi phanh 24 Hình 2.8 c tính trư t ng v i các lo i ư ng khác nhau 24 Hình 2.9 S thay i các thông s khi phanh có ABS 27 Hình 2.10 S thay it c góc, t c ôtô và trư t theo th i gian khi phanh có ABS 28 Hình 2.11 S... th ng phanh ch ng hãm tài này (xem hình 1.1, 1.2) ch kh o sát moment và l c phanh trên mô hình và m t s bài t p ơn gi n trên mô hình chưa áp ng ư c th c t phát tri n c a ngành công nghi p ô tô và gi ng d y hi n nay Hình 1.1 Hình 1.2 th bi u di n moment và l c phanh khi ABS không ho t th bi u di n moment và l c phanh khi ABS ho t ng [12] ng[12] - Hi n nay m t s công ty thi t b trư ng h c mà i n hình. .. gian phanh chính, l c phanh ư c duy trì tr s c c i - Th i gian phanh (tp): kho ng th i gian tính t th i i m cơ c u i u khi n phanh b t u ư c tác ng n th i i m l c phanh ư c lo i b N u v n t c c a xe gi m xu ng b ng không trư c th i i m l c phanh ư c lo i b thì th i i m cu i tính th i gian phanh là th i i m xe b t u d ng h n [1] 2.4.3 Quãng ư ng phanh Quãng ư ng phanh (Sp) là o n ư ng mà ôtô i qua tính . DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG NGÔ PHẠM HỒNG PHƯỚC NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHANH CHỐNG HÃM CỨNG (ABS) KẾT NỐI MÁY TÍNH PHỤC VỤ ĐÀO TẠO . GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG NGÔ PHẠM HỒNG PHƯỚC NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHANH CHỐNG HÃM CỨNG (ABS) KẾT NỐI MÁY TÍNH PHỤC VỤ ĐÀO TẠO LUẬN. tập và nghiên cứu đối với học sinh, sinh viên. Bản thân học viên chọn đề tài Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS) kết nối máy tính phục vụ đào tạo . Cấu trúc
- Xem thêm -

Xem thêm: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS) kết nối máy tính phục vụ đào tạo, Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS) kết nối máy tính phục vụ đào tạo, Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS) kết nối máy tính phục vụ đào tạo

Từ khóa liên quan

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn