Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
5 Hệ thống chống trượt quay TCS : điều chỉnh tải của động cơ

5 Hệ thống chống trượt quay TCS : điều chỉnh tải của động cơ

Tải bản đầy đủ - 0trang

Hệ thống kiểm soát lực kéo sơ khai.



Đây là ý tưởng của hai nhà sáng chế người Mỹ là Michael H. Quinn và Paul

H. Quinn .

Mô tả hoạt động : Hệ thống kiểm soát lực bám của bánh xe và mặt đường bằng

cách sử dụng bột đá cẩm thạch được nằm trong một thùng chứa hình phễu đặt ở gần

bánh xe . Hệ thống hoạt động nhờ một solenoid điều khiển nắp 6 đóng mở qua một

cơng tắc trên vơlăng . Trong những điều kiện đường trơn trượt, băng tuyết người lái



29



xe có thể ấn cơng tắc kích hoạt hệ thống hoạt động , bột đá sẽ làm thay đổi hệ số

bám của đường và qua đó làm tăng lực bám giữa bánh xe và mặt đường .

Hệ thống tuy đơn giản nhưng khó có thể ứng dụng vào trong thực tế vì khơng

thể bố trí được thùng đựng bột đá gần với bánh xe, hơn thế phương pháp này mang

lại hiệu quả không cao, không điều khiển được lực bám phù hợp với từng bánh xe

và dẫn tới xe mất ổn định .

Hệ thống kiểm soát lực kéo : Cơ cấu điều chỉnh dây ga .

Phát minh của Takashi Sakai thuộc Trung tâm nghiên cứu và phát triển

Akebono.



Hệ thống bao gồm một piston được gắn trong một xylanh , cơ cấu này nằm

giữa chân ga và cần của bơm nhiên liệu ( với động cơ diesel ) hay là bướm ga ( đối

với động cơ xăng ) . Piston có thể dịch chuyển qua lại nhờ việc cấp và xả dầu vào

trong xylanh qua van cấp 18 và van xả 21.

Khi xảy ra hiện tượng trượt quay , hệ thống sẽ điều khiển van cấp 18 cấp dầu

vào trong xylanh để đẩy piston sang phía bên trái, đồng thời trả cần ga của bơm dầu

làm cho lượng nhiên liệu vào động cơ giảm xuống . Do trong trường hợp xe tăng

tốc nên lái xe sẽ nhấn ga, vì vậy sẽ có lực kéo piston sang phía bên phải , lúc này cơ

chế ròng rọc lò xo sẽ làm việc, khi lực bàn đạp ga lớn hơn lực nén của lò xo, lò xo

30



sẽ bị nén lại, người lái xe sẽ khơng thể tăng ga trong q trình trượt quay, lực bám

mặt đường được kiểm sốt .

Khi xe khơng còn hiện tượng trượt quay, hệ thống điều khiển mở van xả 21, lò

xo 14 trong xylanh kéo piston về vị trí ban đầu và đồng thời đẩy dầu ra khỏi xylanh

qua van xả 21. Bướm ga được trả lại về vị trí ban đầu , lái xe có thể điều khiển xe

tăng tốc theo ý mình .

Trong hình 1thể hiện sơ đồ khối điều khiển hệ thống , với việc lấy tín hiệu từ

cảm biến bánh xe sau đó đưa tín hiệu vào bộ xử lý trung tâm . Tại đây các tín hiệu

gửi từ cảm biến được xử lý và được so sánh với giá trị trượt tới hạn của xe. Nhờ đó

mà bộ điều khiển trung tâm có thể biết được mức độ trượt của xe và đưa ra lệnh

điều khiển đóng mở các van cấp và xả để điều chỉnh lượng nhiên liệu đi vào động

cơ một cách hợp lý nhất để xe có thể tăng tốc mà khơng xảy ra hiện tượng trượt

quay.



Hình 1: Sơ đồ khối điều khiển hệ thống .



31



Hình 2 : Thể hiện đặc tính điều khiển của hệ thống.

Hệ thống kiểm sốt lực kéo thông minh.

Hầu hết các loại xe ôtô ngày nay đều được trang bị hệ thống phun xăng điện

tử, hoặc phun dầu điện tử, nên việc điều chỉnh, tác động vào động cơ trong quá trình

xảy ra hiện tượng trượt quay của bánh xe là dễ dàng hơn rất nhiều .

Các tín hiệu cảm biến vận tốc , gia tốc từ các bánh xe được gửi về bộ xử lý

trung tâm (ECU) vài trăm lần trong mỗi giây. ECU sẽ phân tích , xử lý các tín hiệu

nhận so sánh với dữ liệu sẵn có , nếu như ECU phát hiện xe đang bị trượt quay thì

ngay lập tức nó sẽ điều khiển thời gian phun nhiên liệu để giảm cơng suất của động

cơ , qua đó làm giảm lực kéo tại các bánh xe chủ động .

Ngoài ra đối với các động cơ xăng, ngoài việc tác động vào lượng phun nhiên

liệu để giảm công suất người ta còn điều khiển ngắt đánh lửa 1 hoặc 2 máy của

động cơ , làm công suất của động cơ giảm một cách nhanh chóng khi xe bị trượt

quay.



32



CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH CẦU TRƯỚC

2.1.



Xác định momen phanh cần thiết trên cơ cấu phanh trước



Hình 2.1 : Sơ đồ các lực tác dụng khi phanh

-



Z , Z : Phản lực mặt đường tác dụng lên cầu trước và sau.



-



G: Trọng lượng toàn bộ xe.



-



hg: Chiều cao trọng tâm ô tô



-



a,b: Khoảng cách từ trọng tâm tới cầu trước và cầu sau.



-



Pj: Lực quán tính xuất hiện khi phanh



-



L: Chiều dài cơ sở.



1



2



Momen trên cơ cấu phanh được xác định theo điều kiện đảm bảo bánh xe không bị

lết khi phanh.

PPmax = Pφ = φ.G

Phương trình cân bằng momen quanh điểm O2:

∑MO2=L.Z1 – G.b - Pj.hg=0

Phản lực của đường tác dụng lên bánh xe cầu trước

j.h

1

G

Gb

Z = L (G.b + g j.h ) = L (1 + g .b )

g



1



g



Tương tự ta có phản lực của đường tác dụng lên bánh xe cầu sau



Z2 =

Ta có:



j.h g

1

G

G.a

(G.a − j.h g ) =

(1 −

)

L

g

L

g .a



Gb

Ga

= G 1;

= G2

L

L



33



Do trong q trình phanh trọng lượng xe dồn về phía trước nên ta có:



G = Z = m .G

p



1



1



1



G = Z = m .G



1



p



2



2



2



2



Với

-



j.h

m = 1 + b.g



: Hệ số phân bố lại tải trọng cầu trước khi phanh



-



j.h

m = 1 − a.g



: Hệ số phân bố lại tải trọng cầu sau khi phanh



g



1



g



2



Momen phanh cực đại trên cầu trước:



M PT =



jmax .hg

G.b 

1

+



2L 

g .b



 t

÷.ϕ .r bx





Momen phanh cực đại trên cầu sau:



M PS =



jmax .hg

G.a 

1





2L 

g .a





s

÷.ϕ .r bx





 a; b; hg : tọa độ trọng tâm (mm).

G2

5000

.L =

.3400 = 2212,1( mm)

G

7685

G

2685

b = 1 .L =

.3400 = 1187, 9 (mm)

G

7685

a=



hg = 980 (mm) = 0,98 (m)



 L: chiều dài cơ sở (mm).

 φ: độ bám. Chọn φ = 0.65

 jmax : gia tốc phanh cực đại (m/s2).

jmax = φ.g = 0,65 . 9,81 = 6.38 (m/s2)

 rbx: bán kính lăn (mm). Được xác định theo cơng thức:

 λ0 : hệ số kể tới sự biến dạng của lốp. Chọn λ = 0.945.



d

20 





r t bx = r s bx = 25, 4.λ0 .  B + ÷ = 25, 4.0,945.  8, 25 + ÷ = 438, 05(mm)

2

2 





Momen phanh cần sinh ra trên cơ cấu phanh cầu trước:

M PT =



7685.9,81.1,1879 

6,38.0,98 

1+



÷.0, 65.0, 438 = 5761, 21 ( Nm)

2.3, 4

 9,81.1,1879 



34



Momen phanh cần sinh ra trên cơ cấu phanh cầu sau:

M PS =



7685.9,81.2, 2121 

6,38.0,98 

1−



÷.0, 65.0, 438 = 4970,54 ( Nm)

2.3, 4

 9,81.2, 2121 



2.2. Thiết kế, tính tốn cơ cấu phanh dạng tang trống

2.2.1 Xác định góc δ và bán kính ρ của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh

cơ cấu phanh cầu trước.



a



P



ßt0



t2



ß



t



s



h



r



ß t1



α



Hình 2.2: Các thơng số hình học cơ cấu phanh



ρ



δ



O



R



N



r00



δ



Nx



O



N



T

φ



Ny



X



Y

Hình 2.3: Xác định lực tác dụng lên má phanh

Phản lực R của trống phanh tác dụng lên má phanh được phân làm hai thành phần:

35



 Thành phần hướng kính N (phương đi qua tâm O tạo với trục X – X góc δ,

hướng vào tâm). Điểm đặt của N được xác định qua hai thông số: δ và ρ

(khoảng cách từ tâm O tới điểm đặt lực N.

Xét 1 phần tử nhỏ trên má phanh có vị trí được xác định bởi góc β và bị giới hạn bởi

góc dβ.

Giả thiết má phanh phân bố theo quy luật sin, ta có

dN = qmax.sin(β.b.r1).dβ



(b: Bề rộng của má phanh)



 dN x = dN sin β = qmax .b.rt .sin 2 β .d β       

dN y = dN cos β = qmax .b.rt .sin  β .cos β .d β

β2



βt 2



β1



βt 1



N x = ∫ dN x = q max.b.r t. ∫ sin 2 β .d β = qmax .b.rt (



β sin 2 β βt1



)

βt 2

2

4



1

N x = qmax .b.rt (2β t 0 + sin 2β t1 − sin 2 β t 2 )

4

β

β

1

1

N y = ∫ dN y = qmax b.rt ∫ sin 2 β .d β = qmax b.rt ∫ sin 2 β .d 2 β

2

4

β

β

β

β2



t2



t2



1



t1



t1



1

N y = qmax brt (cos 2 β t1 − cos 2β t 2 )

4

 Thành phần tiếp tuyến T (phương vng góc với N).

Giả thiết: dT = µqmax.sin(β.b.r1).dβ

Ta có : dT=µ.dN (với µ là hệ số ma sát giữa má phanh và tang trống)

Lực R có điểm đặt trùng với N, phương tạo với N góc φvới tgϕ =



T

= µ , và

N



khoảng cách từ tâm O tới phương tác dụng của R là r 0.

Ta có:



tgδ t =



Ny

Nx



=



cos 2.β t1 − cos 2.β t 2

2.β t 0 + sin 2.β t1 − sin 2.β t 2



Góc δ cho phép xác định phương của lực N, chưa xác định được điểm đặt, còn

Giá trị của nó được tính bởi cơng thức



36



N = N x2 + N y2

N=



1

qmax brt (2β 0 + sin 2 β1 − sin 2 β 2 ) 2 + (cos2 β1 − cos2 β 2 ) 2

4



Do momen phanh được tạo bởi lực ma sát T nên gọi khoảng cách từ O đến điểm đặt



lực là ρ ta có:



=> ρ =



Mp = Tρ



Mp

T



=



Mp



µN



dM p = rt .dT = rt .µ.qmax .sin β .b.rt .d β



Mp =



βt 2



β t2



∫ dM = µ.q .r .b ∫ sin β .d β



βt 1



2



p



max



t



βt 1



M p = µ.qmax .rt 2 .b(cosβt 1 − cosβ t 2 )

=> ρt =



2rT ( cos βt1 − cos βt 2 )



β 2t 0 + sin β 2t 0 − 2βt 0 .cos ( βt1 + βt 2 ) .sin βt 0



Trong đó :

rT là bán kính tang trống ta có rT =160 (mm) =0,16(m)

βt1-Góc tính từ tâm chốt quay của guốc phanh đến đầu cuối tấm ma sát

βt2-Góc tính từ tâm chốt quay của guốc phanh đến đầu trên tấm ma sát

βt2 =βt1 + βt0βt0 - Góc ơm của tấm ma sát.

Với kết cấu cơ cấu phanh đã chọn, sự tác động của cam lên các guốc phanh với

chuyển vị như nhau, má phanh bị mòn gần như đều nhau, do vậy các má phanh trên

hai guốc có kích thước bằng nhau.



Thông số



Cầu trước

Má trước (’)



rt (mm)



Má sau (’’)

160



βt1 (o)



25



25



βto (o)



110



110



βt 2 (o)



135



135



c (mm)



120

37



a (mm)



120



α



15



o



()



Hình 2.4: Bảng thơng số kích thước bố trí cơ cấu phanh





tgδ 't = tgδ ''t =



cos 2.25 − cos 2.135

= 0,115

 110.3,14 

2. 

÷+ sin 2.25 − sin 2.135

 180 



Và:

2.0,16 ( cos 25 − cos135 )



ρ 't = ρ ''t =



2



110.3,14

 110.3,14 

2

.cos ( 25 + 135 ) .sin110



÷ + sin 110 − 2.

180

 180 



= 0,183 ( m )



Bán kính r0 xác định theo cơng thức:



r0t = ρ.



µ

1 + µ2



Chọn hệ số ma sát giữa má phanh và tang trống là µ = 0,3. Với ρ t thay vào công

thức trên ta được



0,3



r0t = r'0t = r''0t = 0,183.



1 + 0,32



= 0, 053 ( m )



o



Và φ = arctg(0,3) = 16,7 .



Thông số



Cầu trước

Má trước(’)



Má sau(’’)



δ ( o)



6,560



ρ(mm)



183



ϕ( o )



16,670



r0(mm)



53



Hình 2.5: Bảng thơng số xác

định họa đồ lực phanh



38



2.2.2. Xác định các lực tác dụng lên má phanh theo họa đồ lực phanh



Hình 2.6: Họa đồ lực phanh cơ cấu phanh sau

Cách







xây



dựng

họa

đồ:

Dựng hệ trục X-X và Y-Y (Y-Y đi qua tâm O

và tâm chốt



phanh).



Xác định và vẽ các lực tác dụng lên guốc phanh trước và sau (do hai guốc chọn như

nhau nên họa đồ chỉ thể hiện lực tác động lên một guốc phanh).

 Lực P: do cam sinh ra. Phương, chiều, đã xác định thông qua thông số a =

120 mm.

 Lực R: do trống phanh tác dụng lên má phanh. R chia làm 2 thành phần N và

T như trên. Điểm đặt của lực R xác định qua lực N dựa vào 2 thông số δ và

ρ. Phương N đi qua tâm O, hướng vào tâm. Dựa vào (δ t ρt) ta vẽ được các lực

P1; R1 và P2; R2. Kéo dài phương của P1 và R1 cắt nhau tại O1, P2 và R2 cắt

nhau tại O2.

 Lực U: do chốt phanh tác dụng lên guốc phanh. Điểm đặt của U 1,2 tại tâm của

chốt phanh O’ và O’’. Tại trạng thái cân bằng tổng các lực tác dụng lên guốc

phanh bằng 0, tức là phương của ba lực cắt nhau tại một điểm, đó là O 1,2. Do

đó phương của lực U1,2 đi qua điểm O1,2. Để xác định chiều của U 1,2 ta dựa



39



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

5 Hệ thống chống trượt quay TCS : điều chỉnh tải của động cơ

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×