Luận án về hệ thống phanh hạn chế trượt lết cho xe máy

• Trường học: Trường Đại Học Kỹ Thuật
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
• Đề tài: Nghiên Cứu Hệ Thống Phanh Hạn Chế Trượt Lết Cho Xe Máy
• Loại tài liệu: Luận Án
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Sự cần thiết phải hạn chế trượt lết cho bánh xe khi phanh
• 1.2. Tình hình nghiên cứu hạn chế trượt lết bánh xe khi phanh
• 1.3. Nghiên cứu về hạn chế trượt lết bánh xe khi phanh (ABS) trên thế giới
• 1.4. Nghiên cứu về hạn chế trượt lết bánh xe khi phanh trong nước
• 1.5. Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.6. Nội dung và phương pháp nghiên cứu
• 1.7. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT VÀ MÔ HÌNH MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PHANH HẠN CHẾ TRƯỢT LẾT
• 2.1. Cơ sở lý thuyết hạn chế trượt lết bánh xe khi phanh
• 2.2. Hệ số bám của bánh xe với mặt đường khi phanh
• 2.3. Phương pháp điều khiển hạn chế trượt lết bánh xe khi phanh
• 2.4. Quá trình điều khiển hạn chế trượt lết bánh xe khi phanh theo gia tốc góc
• 2.5. Cấu hình hệ thống phanh hạn chế trượt lết cho xe máy
• 2.5.1. Hệ thống phanh xe máy
• 2.5.2. Đề xuất cấu hình hệ thống phanh hạn chế trượt lết
• 2.5.3. Đề xuất cơ cấu điều áp
• 2.5.3.1. Cấu tạo cơ cấu điều áp
• 2.5.3.2. Nguyên lý làm việc cơ cấu điều áp
• 2.5.3.3. Tính toán mô phỏng cơ cấu điều áp
• 2.6. Mô hình mô phỏng hệ thống dẫn động phanh xe máy có hệ thống hạn chế trượt lết
• 2.6.1. Mô hình xy lanh – pít tông phanh chính
• 2.6.2. Mô hình xy lanh – pít tông công tác
• 2.6.3. Mô hình mô phỏng động lực học của quá trình phanh xe
• 2.6.4. Mô hình mô phỏng bánh xe khi phanh
• 2.6.5. Mô hình mô phỏng bánh xe không phanh (bánh xe trước)
• 2.6.6. Mô hình mô phỏng lốp xe
• 2.6.7. Mô hình mô phỏng quá trình phanh trên đường thẳng
• 2.7. Kết quả mô phỏng bằng mô hình đã xây dựng
• 2.7.1. Mô phỏng xác định thông số cơ cấu điều áp
• 2.7.2. Mô phỏng xác định lực nam châm điện
• 2.7.3. Tính nam châm điện cơ cấu điều áp
• 2.8. Nghiên cứu khả năng đáp ứng tần số điều khiển của hệ thống có cơ cấu điều áp
• 2.9. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN (ECU)
• 3.1. Nghiên cứu chọn thuật toán điều khiển
• 3.2. Xác định ngưỡng gia tốc góc điều khiển hệ thống
• 3.3. Mô phỏng điều khiển theo độ trượt bánh xe
• 3.4. Mô phỏng điều khiển theo gia tốc góc bánh xe
• 3.5. Thiết kế chế tạo ECU
• 3.6. Cấu trúc hệ thống phanh hạn chế trượt lết và bộ điều khiển
• 3.7. Thiết kế khối cấp nguồn
• 3.8. Giới thiệu cảm biến đo vận tốc góc bánh xe
• 3.9. Khối xử lý tín hiệu cảm biến vận tốc góc
• 3.10. Khối xử lý tín hiệu từ công tắc bàn đạp phanh
• 3.11. Khối công suất điều khiển cơ cấu điều áp hệ thống phanh hạn chế trượt lết
• 3.12. Khối điều khiển
• 3.13. Kiểm tra bộ điều khiển
• 3.14. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
• 4.1. Bố trí hệ thống trên xe
• 4.2. Sơ đồ bố trí hệ thống trên xe máy
• 4.3. Bố trí hệ thống phanh hạn chế trượt lết trên xe máy thực
• 4.4. Mục đích thực nghiệm
• 4.5. Thiết bị đo ghi dữ liệu dùng trong thực nghiệm
• 4.6. Phương án thực nghiệm
• 4.7. Kết quả thực nghiệm hệ thống phanh hạn chế trượt lết
• 4.8. Kết luận chương 4
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN

I. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Nghiên cứu hệ thống phanh hạn chế trượt lết cho xe máy là một vấn đề cấp thiết trong bối cảnh giao thông hiện nay. Hệ thống phanh đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho người sử dụng xe máy, đặc biệt là trong điều kiện đường xá không ổn định. Việc hạn chế trượt lết bánh xe khi phanh không chỉ giúp cải thiện hiệu suất phanh mà còn tăng cường tính ổn định của xe. Theo báo cáo từ Trung tâm nghiên cứu tai nạn của Đại học Monash, hiệu quả của hệ thống phanh chống bó cứng (ABS) trên xe máy cao hơn so với ô tô, cho thấy sự cần thiết phải áp dụng công nghệ này cho xe máy. Hệ thống phanh hạn chế trượt lết sẽ giúp giảm thiểu tai nạn và nâng cao an toàn giao thông.

1.1. Sự cần thiết phải hạn chế trượt lết cho bánh xe khi phanh

Khi phanh, nếu bánh xe bị trượt lết, hệ số bám sẽ giảm mạnh, dẫn đến nguy cơ mất kiểm soát. Công nghệ phanh hiện đại như ABS đã chứng minh hiệu quả trong việc giảm thiểu tai nạn. Nghiên cứu cho thấy rằng việc trang bị ABS cho xe máy có thể giảm tỷ lệ tai nạn lên đến 39%. Điều này cho thấy rằng việc phát triển và ứng dụng hệ thống phanh hạn chế trượt lết là rất cần thiết, đặc biệt trong điều kiện giao thông phức tạp tại Việt Nam.

1.2. Tình hình nghiên cứu hạn chế trượt lết bánh xe khi phanh

Trên thế giới, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện về hệ thống phanh và công nghệ ABS cho xe máy. Tuy nhiên, tại Việt Nam, việc nghiên cứu và phát triển hệ thống này vẫn còn hạn chế. Các hãng sản xuất xe máy lớn đã bắt đầu nghiên cứu và ứng dụng ABS, nhưng chủ yếu chỉ cho các dòng xe phân khối lớn. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển hệ thống phanh hạn chế trượt lết cho xe máy phổ thông là một hướng đi mới, có thể cải thiện an toàn giao thông cho người sử dụng xe máy.

II. Nghiên cứu đề xuất và mô hình mô phỏng hệ thống phanh hạn chế trượt lết

Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển một hệ thống phanh có khả năng điều chỉnh áp suất nhằm hạn chế trượt lết bánh xe. Mô hình mô phỏng được xây dựng để đánh giá hiệu quả của hệ thống trong các điều kiện khác nhau. Việc sử dụng mô hình mô phỏng giúp xác định các thông số quan trọng như hệ số bám và lực tác dụng lên bánh xe trong quá trình phanh. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng hệ thống phanh hạn chế trượt lết có thể cải thiện đáng kể hiệu suất phanh và tính ổn định của xe.

2.1. Cơ sở lý thuyết hạn chế trượt lết bánh xe khi phanh

Cơ sở lý thuyết cho hệ thống phanh hạn chế trượt lết dựa trên nguyên lý điều khiển lực phanh. Hệ thống này sử dụng cảm biến để theo dõi tình trạng bánh xe và điều chỉnh áp suất phanh kịp thời nhằm ngăn chặn hiện tượng trượt lết. Việc nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phanh như độ bám của bánh xe với mặt đường là rất quan trọng để tối ưu hóa thiết kế hệ thống.

2.2. Quá trình điều khiển hạn chế trượt lết bánh xe khi phanh theo gia tốc góc

Quá trình điều khiển hệ thống phanh hạn chế trượt lết được thực hiện thông qua việc theo dõi gia tốc góc của bánh xe. Khi gia tốc góc vượt quá ngưỡng cho phép, hệ thống sẽ tự động điều chỉnh áp suất phanh để ngăn chặn trượt lết. Điều này không chỉ giúp duy trì tính năng an toàn mà còn cải thiện khả năng kiểm soát xe trong quá trình phanh. Mô hình mô phỏng cho thấy rằng việc điều chỉnh áp suất phanh kịp thời có thể giảm thiểu đáng kể nguy cơ mất kiểm soát khi phanh gấp.

III. Nghiên cứu thiết kế chế tạo bộ điều khiển ECU

Bộ điều khiển điện tử (ECU) là thành phần quan trọng trong hệ thống phanh hạn chế trượt lết. ECU sẽ nhận tín hiệu từ các cảm biến và điều chỉnh áp suất phanh theo yêu cầu. Việc thiết kế ECU cần đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy cao để có thể hoạt động hiệu quả trong mọi điều kiện. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa thuật toán điều khiển có thể nâng cao hiệu suất của hệ thống phanh, giúp cải thiện an toàn giao thông cho người sử dụng xe máy.

3.1. Nghiên cứu chọn thuật toán điều khiển

Thuật toán điều khiển được lựa chọn phải đảm bảo khả năng phản hồi nhanh và chính xác với các thay đổi trong điều kiện vận hành. Việc sử dụng các thuật toán điều khiển hiện đại như PID hoặc Fuzzy Logic có thể giúp cải thiện khả năng điều chỉnh áp suất phanh. Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng các thuật toán này có thể giảm thiểu thời gian phản hồi và nâng cao hiệu quả của hệ thống phanh.

3.2. Thiết kế chế tạo ECU

Quá trình thiết kế và chế tạo ECU bao gồm việc lựa chọn linh kiện phù hợp và lập trình phần mềm điều khiển. ECU cần được thiết kế để có thể hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt của xe máy. Việc kiểm tra và hiệu chỉnh ECU là rất quan trọng để đảm bảo rằng hệ thống phanh hoạt động hiệu quả và an toàn trong mọi tình huống.

IV. Nghiên cứu thực nghiệm

Nghiên cứu thực nghiệm được thực hiện để đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh hạn chế trượt lết trên xe máy. Các thử nghiệm được tiến hành trong điều kiện thực tế để thu thập dữ liệu về hiệu suất phanh và tính ổn định của xe. Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng hệ thống phanh hạn chế trượt lết có thể cải thiện đáng kể khả năng kiểm soát xe trong quá trình phanh, từ đó nâng cao an toàn giao thông cho người sử dụng xe máy.

4.1. Bố trí hệ thống trên xe

Hệ thống phanh hạn chế trượt lết được lắp đặt trên xe máy theo một bố trí hợp lý để đảm bảo tính hiệu quả và an toàn. Việc bố trí các cảm biến và bộ điều khiển cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo rằng hệ thống hoạt động ổn định trong mọi điều kiện. Kết quả từ các thử nghiệm cho thấy rằng việc lắp đặt đúng cách có thể nâng cao hiệu suất của hệ thống phanh.

4.2. Kết quả thực nghiệm hệ thống phanh hạn chế trượt lết

Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng hệ thống phanh hạn chế trượt lết đã hoạt động hiệu quả, giúp giảm thiểu tình trạng trượt lết bánh xe khi phanh. Các số liệu thu thập được cho thấy rằng hệ thống đã cải thiện đáng kể khả năng kiểm soát xe, từ đó nâng cao an toàn cho người sử dụng. Việc phân tích kết quả thực nghiệm sẽ là cơ sở để tiếp tục hoàn thiện và phát triển hệ thống phanh trong tương lai.