Nghiên cứu đánh giá hệ thống chống bó cứng phanh so với hệ thống phanh thường bằng phần mềm Carsim

Nền công nghiệp ô tô đang ngày càng phát triển mạnh, số lượng ô tô tăng nhanh, mật độ lưu thông trên đường ngày càng lớn. Các xe ngày càng được thiết kế với công suất cao hơn, tốc độ chuyển động nhanh hơn thì yêu cầu đặt ra với cơ cấu phanh cũng càng cao và nghiêm ngặt hơn. Bài viết trình bày việc nghiên cứu đánh giá hệ thống chống bó cứng phanh so với hệ thống phanh thường bằng phần mềm Carsim.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu đánh giá hệ thống chống bó cứng phanh so với hệ thống phanh thường bằng phần mềm Carsim NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG CHỐNG BÓ CỨNG PHANH SO VỚI HỆ THỐNG PHANH THƯỜNG BẰNG PHẦN MỀM CARSIM Lê Thanh Tùng, Đặng Thị Y Phụng, Lê Hà Lan Quỳnh, Nguyễn Diệp Hưng, Lê Thành Được* *Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh GVHD: ThS. Huỳnh Quang Thảo TÓM TẮT Nền công nghiệp ô tô đang ngày càng phát triển mạnh, số lượng ô tô tăng nhanh, mật độ lưu thông trên đường ngày càng lớn. Các xe ngày càng được thiết kế với công suất cao hơn, tốc độ chuyển động nhanh hơn thì yêu cầu đặt ra với cơ cấu phanh cũng càng cao và nghiêm ngặt hơn. Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) ngày nay là một yêu cầu bắt buộc đối với các dòng xe du lịch. Do tầm quan trọng của hệ thống phanh trên ô tô về sự an toàn giao thông trong quá trình hoạt động mà việc nghiên cứu để so sánh và đánh giá tính hiệu quả của hệ thống phanh ABS phải được tiến hành. Từ khóa: ABS, An toàn phanh, Carsim, Hệ thống phanh chống bó cứng, Hiệu quả phanh. 1. GIỚI THIỆU. Hệ thống phanh ABS được trang bị sẽ giúp ô tô hạn chế tối đa tình trạng bánh xe bị bó cứng và trượt lết trong quá trình phanh, đảm bảo tính hiệu quả và ổn định phanh ở mức tối ưu nhất. việc nghiên cứu và đánh giá tính hiệu quả của hệ thống phanh ABS thông qua các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh cần phải được thực hiện bằng các bài thực nghiệm với những điều kiện cụ thể. Tuy nhiên để thực nghiệm cần phải tuân thủ những yêu cầu và điều kiện cụ thể như cơ sở vật chất, trang thiết bị, đặc biệt tốn rất nhiều thời gian, công sức, tiền của mới đưa ra được kết quả và đôi khi qua nhiều khâu chuyển đổi, tính toán trung gian sẽ làm độ chính xác của kết quả bị giảm đi. Chính vì lẽ đó, phần mềm sẽ là một sự lựa chọn tất yếu để có thể nâng cao chất lượng và năng suất. Sử dụng phần mềm sẽ giảm thiểu được những tổn hao về kinh tế, thời gian và mang lại độ chính xác cao. Vấn đề chủ yếu mà nghiên cứu muốn hướng tới là so sánh, đánh giá hiệu quả và tính ổn định phanh ô tô đối với xe có sử dụng và không sử dụng hệ thống phanh chống bó cứng. 2. PHẦN MỀM MÔ PHỎNG CARSIM. Phần mềm Carsim cung cấp những giải pháp để giúp người dùng mô phỏng hóa bài toán mà thực tế đưa ra. Nghiên cứu này trình bày cách thức sử dụng phần mềm cơ bản từ thiết lập cơ sở dữ liệu mẫu đến cách thức lập một bài toán mô phỏng cơ bản, bao gồm: mô phỏng ô tô chuyển động phanh trên đường bằng phẳng, mặt đường trơn có hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường thấp; xuất dữ liệu mô phỏng và đánh giá tính ổn định của xe khi 261 xe có trang bị hệ thống phanh ABS và không có ABS Phần mềm có thể xuất ra được dữ liệu ra dưới dạng video chuyển động và dạng đồ thị để thuận lợi trong quá trình phân tích. Hình 1. Màn hình chính phần mềm Carsim 3. THIẾT LẬP DỮ LIỆU MÔ PHỎNG. Dữ liệu đầu vào mà phần mềm Carsim yêu cầu chính là những mô hình ô tô, thông số kết cấu và các tình trạng ngoại cảnh tác động lên nó. Để thuận tiện cho quá trình này, phần mềm đã tích hợp một kho lưu trữ đầy đủ các chủng loại xe trên thực tế để người sử dụng có thể nhanh chóng đưa và mô phỏng. Trong quá trình xây dựng mô hình mô phỏng, chúng ta có thể tác động vào các thông số sẳn có của phần mềm để thay đổi theo những thông số xe cần mô phỏng. Ta thiết lập dữ liệu đầu vào là xe Hatchback B – Class. Lựa chọn hệ thống phanh không có ABS, các thông số còn lại chúng ta có thể thay đổi theo dưc liệu đầu vào từ xe thực tế. Hình 2. Thiết lập các thông số đầu vào cho xe không có hệ thống phanh ABS Tiếp theo ta thiết lập các thông số điều kiện đường, chọn loại đường Slip mu, đây là loại đường bằng phẳng, thẳng và có sự khác biệt hệ số bám mặt đường bên trái và phải. 262 Hình 3. Chọn và thiết lập thông số mặt đường Sau khi đã thiết lập mô hình đối với xe không có hệ thống phanh ABS, tiếp tục sử dụng các thông số của mô hình đó và tạo một mô hình mô phỏng mới có hệ thống phanh ABS. Hình 4. Thiết lập hệ thống phanh ABS cho mô hình mô phỏng Sau khi đã thiết lập xong hai mô hình mô phỏng của xe có và không có hệ thống phanh ABS, tiến hành cho chạy hay mô hình trong cùng một mô phỏng để so sánh sự tính hiệu quả và ổn định trong quá trình phanh. 263 4. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ. Phần mềm mô phỏng Carsim sẽ cho ra hai dạng kết quả là video mô phỏng và đồ thị. Hình 5. Video mô phỏng và đồ thị thông số kết quả quá trình phanh. Từ kết quả video mô phỏng quá trình phanh của xe ô tô có trang bị hệ thống phanh ABS và không có hệ thống phanh ABS trên đường có hệ số bám khác nhau giữa các bánh xe bên trái và phải dễ dàng nhận thấy rằng có sự khác biệt lớn về tính ổn định phanh. Xe có sử dụng hệ thống phanh ABS tuy có sự lệch hướng chuyển động nhưng không lớn, quỹ đạo chuyển động của xe vẫn là chuyển động thẳng, thân khung xe không bị dao động nhiều do vậy vẫn đảm bảo tính an toàn khi phanh. Tuy nhiên, nếu không trang bị hệ thống phanh ABS thì trong quá trình phanh xe bị mất hoàn toàn tính ổn định, xe không còn giữ được quỹ đạo chuyển động thẳng sẽ chuyển sang quay vòng, xe mất phương hướng và trượt trên đường. Phần mềm Carsim cho ra các kết quả về lực, vận tốc, gia tốc, góc xoay, góc đánh lái,… của cả 2 xe. Hình 6. Đồ thị góc đánh lái vô lăng và biên dộ dao động của hệ thống treo Từ đồ thị hình 10, ta thấy rằng với xe không sử dụng hệ thống phanh ABS, trong khoảng thời gian phanh, góc đánh lái vô lăng lên đến 700 độ, lớn hơn xe có ABS gấp hơn 10 lần (khoảng 70 độ) trong một một khoảng thời gian chưa đến 2 ...