I. Tổng Quan Nghiên Cứu Vành Răng Cảm Biến Tốc Độ ABS Xe Tải
Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đang nỗ lực cạnh tranh với các nhà sản xuất nước ngoài. Chính phủ khuyến khích phát triển phân khúc xe tải nhỏ. Hệ thống phanh đóng vai trò quan trọng trong an toàn. Hệ thống ABS nâng cao hiệu quả phanh và ổn định hướng. Hiện nay, ABS kết hợp với EBD, BAS, TRC, ASR, ESP. Tuy nhiên, tại Việt Nam, xe tải nhỏ chưa bắt buộc trang bị ABS. Các cơ sở sản xuất chưa làm chủ công nghệ. Việc nghiên cứu, thiết kế vành răng cảm biến tốc độ cho hệ thống ABS là cần thiết. Đề tài này tập trung vào thiết kế vành răng cho hệ thống phanh khí nén, góp phần nâng cao tính an toàn và khả năng cạnh tranh của xe tải Việt Nam. Cần có sự đánh giá từ chuyên gia và đồng nghiệp để sản phẩm được ứng dụng rộng rãi. Chúng tôi bày tỏ lòng cảm ơn tới PGS. Hồ Hữu Hải và TS. Hoàng Thăng Bình đã hỗ trợ trong quá trình nghiên cứu.
1.1. Tình Hình Nghiên Cứu Hệ Thống Phanh ABS Trong Nước
Công nghiệp ô tô Việt Nam còn khiêm tốn về số lượng, chất lượng, và sự hiện đại. Các doanh nghiệp chủ yếu lắp ráp từ linh kiện nhập khẩu hoặc sản xuất chi tiết đơn giản. Giá thành cao, chất lượng chưa đảm bảo. Hệ thống phanh đóng vai trò quan trọng trong an toàn. Các nhà sản xuất chưa làm chủ được công nghệ ABS. Việc nghiên cứu thiết kế vành răng cảm biến tốc độ của hệ thống ABS trong hệ thống phanh khí nén là cấp thiết.
1.2. Mục Tiêu Nghiên Cứu Thiết Kế Vành Răng Cảm Biến ABS
Mục tiêu của nghiên cứu là thiết kế, chế tạo vành răng cảm biến tốc độ cho hệ thống ABS khí nén. Thí nghiệm kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe, xây dựng quy trình chế tạo vành răng cảm biến, và thiết kế 3D vành răng cảm biến. Đối tượng nghiên cứu là vành răng cảm biến tốc độ của hệ thống ABS khí nén trên xe tải vừa và nhỏ.
1.3. Phương Pháp Tiếp Cận Thiết Kế Vành Răng ABS Khí Nén
Phương pháp tiếp cận là liên hệ các nhà sản xuất, lắp ráp xe tải như Mê Kông, Trường Hải. Nghiên cứu phương pháp gá đặt cảm biến trên xe thí nghiệm. Đánh giá thông số thí nghiệm để đưa ra phương án thiết kế phù hợp. Nội dung nghiên cứu bao gồm tìm hiểu hệ thống phanh khí nén, hệ thống ABS khí nén, lựa chọn phương án gá lắp, thiết kế 3D, và lập quy trình chế tạo vành răng.
II. Tổng Quan Hệ Thống Phanh Khí Nén Và ABS Ô Tô Hiện Đại
Hệ thống phanh khí nén và ABS là thành phần quan trọng trong an toàn ô tô. Cơ cấu phanh tang trống được sử dụng rộng rãi. Hệ thống dẫn động truyền và khuếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh. Dẫn động phanh thủy lực có thời gian chậm tác dụng ngắn và kết cấu đơn giản. Tuy nhiên, nó có tỷ số truyền không lớn và hiệu suất giảm khi nhiệt độ thay đổi. Dẫn động phanh khí nén sử dụng lực điều khiển nhỏ, áp suất không cao. Nó dễ dàng bố trí điều khiển tự động. Tuy nhiên, nó có nhiều chi tiết, kích thước lớn và giá thành cao.
2.1. Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động Phanh Khí Nén
Cơ cấu phanh tang trống sử dụng guốc phanh cố định và phanh với mặt trụ trong của tang trống. Quá trình phanh nhờ ma sát giữa tang trống và má phanh. Cơ cấu phanh được phân loại theo phương pháp bố trí và điều khiển guốc phanh. Trong hệ thống phanh khí nén, thường sử dụng cơ cấu phanh điều khiển bằng cam.
2.2. Hệ Thống Dẫn Động Điều Khiển Phanh Ô Tô Hiện Nay
Hệ thống dẫn động truyền và khuếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh. Dẫn động phanh thủy lực tạo lực ép đồng đều và đồng thời, tăng tính ổn định của ô tô khi phanh. Dẫn động phanh khí nén cho phép lực điều khiển nhỏ và dẫn động dài tới cơ cấu phanh.
2.3. Giới Thiệu Về Xe Tham Khảo Dùng ABS
Xe tham khảo là MODEL LF3070G1-2, dẫn động 4x2, tay lái thuận. Động cơ YC4F115-20, 4 xi lanh thẳng hàng, TURBO Euro 2. Dung tích xi lanh 3,907 cc. Công suất Max 85/3200 KW/rpm. Hệ thống phanh khí nén giúp xe vận hành an toàn hơn.
III. Phân Tích Cảm Biến Tốc Độ ABS Lựa Chọn Tối Ưu Nhất
Cảm biến tốc độ góc là yếu tố quan trọng trong hệ thống ABS. Có nhiều loại cảm biến, bao gồm cảm biến từ trở biến thiên, cảm biến quang, và cảm biến tiệm cận. Cảm biến tiệm cận được lựa chọn cho xe thí nghiệm do tính ổn định và dễ lắp đặt. Các thông số kỹ thuật của vành răng phải phù hợp với cảm biến tiệm cận. Việc lựa chọn phương án gá lắp vành răng ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của ABS. Cần xem xét các yếu tố như vị trí lắp đặt, vật liệu, và kích thước.
3.1. Các Loại Cảm Biến Tốc Độ Góc ABS Phổ Biến Hiện Nay
Các loại cảm biến tốc độ góc bao gồm cảm biến từ trở biến thiên, cảm biến quang, và cảm biến tiệm cận. Cảm biến từ trở biến thiên đo sự thay đổi từ trường. Cảm biến quang sử dụng ánh sáng để đo tốc độ. Cảm biến tiệm cận phát hiện vật thể kim loại mà không cần tiếp xúc.
3.2. Lựa Chọn Cảm Biến Tiệm Cận Cho Xe Thí Nghiệm ABS
Cảm biến tiệm cận được chọn do tính ổn định và dễ lắp đặt. Cần lựa chọn loại cảm biến tiệm cận phù hợp với hệ thống ABS và điều kiện làm việc của xe tải. Thông số kỹ thuật của vành răng phải tương thích với cảm biến tiệm cận.
3.3. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Lựa Chọn Cảm Biến ABS
Các yếu tố cần xem xét khi chọn cảm biến ABS bao gồm: Khoảng cách phát hiện, vật liệu của vành răng, kích thước của vành răng, và môi trường làm việc (nhiệt độ, độ ẩm, bụi bẩn). Cần đảm bảo cảm biến hoạt động ổn định và chính xác trong mọi điều kiện.
IV. Tính Toán Thiết Kế Vành Răng Cảm Biến Tốc Độ ABS Chi Tiết
Thiết kế vành răng cảm biến tốc độ đòi hỏi sự chính xác. Cơ sở thiết kế dựa trên thông số kỹ thuật của cảm biến tiệm cận. Các thông số kỹ thuật quan trọng bao gồm số răng, khoảng cách giữa các răng, và vật liệu. Việc lựa chọn phương án gá lắp vành răng ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của hệ thống ABS. Cần xem xét các phương án khác nhau như lắp vào vành ngoài ổ lăn, tựa vào mặt bích trống phanh, hoặc lắp phía ngoài mặt bích trống phanh.
4.1. Cơ Sở Thiết Kế Vành Răng Cảm Biến Tốc Độ ABS Chính Xác
Cơ sở thiết kế dựa trên thông số kỹ thuật của cảm biến tiệm cận. Số răng, khoảng cách răng, và vật liệu là các yếu tố quan trọng. Cần đảm bảo vành răng tạo ra tín hiệu chính xác cho cảm biến.
4.2. Tính Toán Các Thông Số Kỹ Thuật Vành Răng Cảm Biến ABS
Các thông số kỹ thuật cần tính toán bao gồm: số răng, khoảng cách giữa các răng, chiều rộng răng, đường kính trong, và đường kính ngoài của vành răng. Các thông số này phải phù hợp với cảm biến tiệm cận và không gian lắp đặt.
4.3. Lựa Chọn Vật Liệu Chế Tạo Vành Răng Cảm Biến ABS Bền Bỉ
Vật liệu chế tạo vành răng cần có độ bền cao, khả năng chống mài mòn tốt, và không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và độ ẩm. Thép là lựa chọn phổ biến do đáp ứng các yêu cầu này. Phải đảm bảo vành răng hoạt động ổn định trong thời gian dài.
V. Các Phương Án Gá Lắp Vành Răng Cảm Biến Tốc Độ ABS
Có nhiều phương án gá lắp vành răng. Phương án 1: Lắp vào vành ngoài ổ lăn. Phương án 2: Tựa vào mặt bích trống phanh, cắt răng ngoài. Phương án 3: Nằm trên mặt bích trống phanh, răng dài ra ngoài. Phương án 4: Lắp ngoài mặt bích trống phanh, cắt răng mặt bên. Việc lựa chọn phương án phù hợp phụ thuộc vào không gian lắp đặt và yêu cầu kỹ thuật.
5.1. Phương Án 1 Lắp Vành Răng Vào Vành Ngoài Ổ Lăn
Phương án này đơn giản, dễ thực hiện. Tuy nhiên, cần đảm bảo vành răng không ảnh hưởng đến hoạt động của ổ lăn. Cần xem xét không gian lắp đặt và khả năng tiếp cận để bảo trì.
5.2. Phương Án 2 Vành Răng Tựa Vào Mặt Bích Trống Phanh
Phương án này tận dụng mặt bích trống phanh để gá lắp vành răng. Cần cắt răng ngoài để cảm biến có thể nhận tín hiệu. Cần đảm bảo vành răng không bị rung lắc trong quá trình hoạt động.
5.3. Phương Án 3 Vành Răng Lắp Phía Ngoài Mặt Bích Trống Phanh
Phương án này cho phép thiết kế vành răng lớn hơn. Tuy nhiên, cần đảm bảo vành răng không bị va chạm với các bộ phận khác của xe. Cần cân nhắc giữa kích thước và tính thẩm mỹ.
VI. Mô Hình 3D Và Kiểm Nghiệm Vành Răng Cảm Biến ABS Thực Tế
Xây dựng mô hình 3D bằng phần mềm Solidworks. Kiểm nghiệm và đánh giá mô hình vành răng cảm biến. Lập quy trình chế tạo vành răng. Thực hiện các nguyên công như phay mặt đầu, mài tinh mặt, phay đường kính trong, kiểm tra độ đảo, chuốt tinh, phay đường kính ngoài, cắt răng, và khoan lỗ bắt vít. Thí nghiệm bộ cảm biến tốc độ góc bánh xe để đánh giá hiệu quả hoạt động.
6.1. Xây Dựng Mô Hình 3D Vành Răng Cảm Biến ABS Với Solidworks
Sử dụng phần mềm Solidworks để tạo mô hình 3D vành răng cảm biến. Mô hình phải chính xác và thể hiện đầy đủ các chi tiết. Kiểm tra kích thước và hình dạng của mô hình trước khi tiến hành kiểm nghiệm.
6.2. Lập Quy Trình Chế Tạo Vành Răng Cảm Biến ABS Chi Tiết
Quy trình chế tạo bao gồm các nguyên công như phay mặt đầu, mài tinh mặt, phay đường kính trong, kiểm tra độ đảo, chuốt tinh, phay đường kính ngoài, cắt răng, và khoan lỗ bắt vít. Cần lựa chọn các phương pháp gia công phù hợp để đảm bảo độ chính xác và chất lượng.
6.3. Thí Nghiệm Bộ Cảm Biến Tốc Độ Góc Bánh Xe ABS Thực Tế
Thí nghiệm để đánh giá hiệu quả hoạt động của bộ cảm biến tốc độ góc bánh xe. Đo tốc độ bắt đầu làm việc của cảm biến và tín hiệu cảm biến ở các tốc độ khác nhau. Phân tích kết quả thí nghiệm để đánh giá chất lượng của vành răng cảm biến và cảm biến.
