BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Hoàng Quang Tuấn
Nghiên cứu áp dụng công nghệ dầu từ trường
trong hệ thống phanh bổ trợ ô tô
Ngành: Kỹ thuật ô tô
Mã số: 9520130
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Ô TÔ
Hà Nội – 2024
Công trình được hoàn thành tại:
Đại học Bách khoa Hà Nội
Người hướng dẫn khoa học:
1. TS. Trịnh Minh Hoàng
2. TS. Nguyễn Anh Ngọc
Phản biện 1:
Phản biện 2:
Phản biện 3:
Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Đại học Bách
khoa Hà Nội họp tại Đại học Bách khoa Hà Nội
Vào hồi …….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm ………
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Đại học Bách khoa Hà Nội
2. Thư viện Quốc gia Việt Nam
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
1. Hoàng Quang Tuấn, Trần Thanh Tùng, Nguyễn Tiến Hoàng (2021), “Mô phỏng từ
trường của phanh dầu từ trường đa cực từ”, Tạp chí khoa học công nghệ Hàng Hải, Số đặc
biệt 10/2021.
2. Hoang Quang Tuan, Nguyen Xuan Khoa, Trinh Minh Hoang (2023), “The Effect of
Gap-Size on A Multi-Pole Bi-Layer Magnetorheological Brake
Torque”, Journal of Mechanical Engineering Research and Developments, Vol. 46, No. 1, pp.
59-75 (Tạp chí quốc tế có phản biện).
3. Quang- Tuan Hoang, Huu-Dieu Bui, Thanh-Tung Tran (Mar-2023), “Design and
Simulation of Magnetorheological Brake Supporting Downhill Van Truck”, Journal of
Science and Technology: Engineering and Technology for Sustainable Development, ISSN
2734-9381, Volume 33, Issue 1; https://doi.org/10.51316/jst.164.etsd.2023.33.1.6.
4. Hoang Quang Tuan, Trinh Minh Hoang and Nguyen Xuan Khoa (July- 2023), “A
study the effect of key parameters on the magneto-rheological brake torque based on the
sim method”, ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, Vol. 18, No. 13, ISSN
1819-6608,
https://doi.org/10.59018/0723192 (Tạp chí Scopus Q4).
5. Tuan-Hoang Quang, Hoang-Trinh Minh, Ngoc-Nguyen Anh, and Tung- Tran Thanh
(30-Aug-23), “Determination of Magnetorheological Brake Characteristics by Experiment
on the Test Rig”, Springer, Cham; Print ISBN: 978-3-031-31823-8, Online ISBN 978-3-031-
31824-5,
https://doi.org/10.1007/978-3-031-31824-5_47. (Hội nghị quốc tế có phản biện, Index
Scopus).
6. Thanh-Tung Nguyen, Minh-Hieu Vu, Quang-Tuan Hoang, Quang-Thieu Do, Minh-
Hoang Trinh, Ngoc Nguyen-Anh (Nov-2023), “Analysis of the effects of assist braking
torque while going downhill on van truck”; Transport and Communications Science Journal;
Special issue, pp. 162-168.
7. Hoang Quang Tuan, Vu Minh Hieu, Do Quang Thieu, Nguyen Thanh Tung, Nguyen
Anh Ngoc, Trinh Minh Hoang (25/11/2023), “Evaluation of the braking performance of van
trucks when descending hills using auxiliary brakes”, Tạp chí khoa học công nghệ Đại học
công nghiệp Hà Nội, Vol. 59 - No. 6B, https://doi.org/10.57001/huih5804.2023.224
Trang 1
Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Hệ thống phanh trên ô tô đóng vai trò quan trọng trong việc tạo lực hãm chuyển động của xe.
Nhờ sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật và công nghệ vật liệu, ô tô ngày càng hiện đại, tốc
độ di chuyển cao hơn, đòi hỏi hệ thống phanh cũng cần được cải tiến và áp dụng những công nghệ
mới. Nhằm nâng cao tính an toàn, tiện nghi và điều khiển dễ dàng, nhiều hệ thống phanh bổ trợ đã
được nghiên cứu và ứng dụng trên ô tô. Chương này đề cập đến quá trình phanh khi xe xuống dốc,
các hệ thống hỗ trợ phanh trên ô tô, cũng như các nghiên cứu về lĩnh vực phanh ứng dụng công nghệ
vật liệu mới đã được thực hiện trong những năm gần đây.
1.1. Quá trình phanh khi xe xuống dốc
1.1.1. Thực trạng tai nạn giao thông
Mỗi năm, cả nước xảy ra khoảng 20.000 vụ tai nạn giao thông, trong đó có khoảng 9.000 người
tử vong và hàng chục nghìn người bị thương [1]. Tai nạn liên quan đến đường đèo dốc là một trong
những nguyên nhân gây ra tình trạng này. Để giảm thiểu tai nạn giao thông trên đường đèo dốc, cần
có sự phối hợp của nhiều bên. Cụ thể, nhà nước cần đầu tư xây dựng, nâng cấp hệ thống giao thông
trên đường đèo dốc, đảm bảo đủ bề rộng, có đường lánh nạn, biển báo an toàn. Người điều khiển
phương tiện cần nâng cao kỹ năng lái xe, đặc biệt là khi đi đường đồi núi. Các nhà sản xuất xe cần
cải tiến hệ thống phanh, đảm bảo an toàn khi xuống dốc.
1.1.2. Điều kiện địa hình đồi núi tại Việt Nam và các quy chuẩn đường dốc
Các nghiên cứu về độ dốc chung của địa hình Việt Nam cho thấy, địa hình Việt Nam ít bằng
phẳng, phần lớn là đồi núi, bị chia cắt nhanh nên độ dốc rất đa dạng [2]. Tuỳ theo cấp thiết kế của
đường, độ dốc dọc tối đa được quy định trong Bảng 1.1. Có thể thấy dốc dọc lớn nhất không vượt
quá 11 %.
Bảng 1.1 Độ dốc dọc lớn nhất của các cấp thiết kế của đường [3]
Cấp thiết kế
I
II
III
IV
V
VI
Địa hình
Đồng
bằng
Đồng
bằng
Đồng
bằng,
đồi
Núi
Núi
Núi
Đồng
bằng,
đồi
Núi
Độ dốc dọc lớn
nhất (%)
3
4
5
7
8
10
9
11
Bảng 1.2 Chiều dài lớn nhất của dốc dọc (m) [3]
Độ dốc
dọc, %
Tốc độ thiết kế, vtk, km/h
20
30
40
60
80
100
120
4
1200
1100
1100
1000
900
800
-
5
1000
900
900
800
700
-
-
6
800
700
700
600
-
-
-
7
700
600
600
500
-
-
-
8
600
500
500
-
-
-
-
9
400
400
-
-
-
-
-
10 và 11
300
-
-
-
-
-
-
Từ thực tế về điều kiện địa hình đồi dốc tại Việt Nam nói trên, việc di chuyển của các phương tiện
vận tải đòi hỏi ngày càng đảm bảo an toàn, đặc biệt là quá trình xe xuống dốc trong thời gian dài. Vì
thế cần sự ra đời và ứng dụng của các loại phanh bổ trợ ngoài hệ thống phanh chính của xe nhằm
nâng cao tính an toàn, độ tin cậy khi xe di chuyển trên dốc.
Trang 2
1.2. Các hệ thống phanh bổ trợ trên ô tô
Bảng 1.4 thể hiện các công nghệ phanh bổ trợ khác nhau. Các nhà sản xuất sẽ triển khai lắp đặt và
sử dụng các loại phanh bổ trợ khác nhau tùy thuộc vào công nghệ và nhu cầu cụ thể.
Bảng 1. 4 Thuật ngữ và định nghĩa về hệ thống phanh bổ trợ [6]
Loại thiết bị
điều khiển dùng
trong hệ thống
phanh bổ trợ
Thiết bị điều
khiển độc lập
Thiết bị điều khiển hệ thống phanh bổ trợ hoạt động độc lập
với hệ thống phanh chính.
Thiết bị điều khiển
tích hợp
Thiết bị giúp hệ thống phanh bổ trợ làm việc đồng thời với hệ
thống phanh chính để thực hiện hoạt động theo từng giai
đoạn thích hợp.
Thiết bị kiểm soát
vận tốc xe
Thiết bị cho phép vận tốc xe gần như không đổi bằng cách
vận hành và điều chỉnh tự động hệ thống phanh bổ trợ.
Thiết bị ngắt
Thiết bị cho phép chỉ sử dụng hệ thống phanh chính mà
không cần kích hoạt hệ thống phanh bổ trợ.
Thiết bị hãm
Thành phần biến đổi năng lượng được sử dụng để cung cấp lực phanh cho phép
kiểm soát vận tốc của xe một cách độc lập hoặc bổ sung cho phanh chính.
Các loại thiết bị
hãm
Thiết bị hãm chính
Thành phần giảm tốc nằm trên hệ thống truyền lực của ô tô ở
phía động cơ của hộp số (bộ biến mô).
Thiết bị hãm thứ cấp
Thành phần giảm tốc nằm trên hệ thống truyền lực của ô tô
giữa hộp số (bộ biến mô) và trục dẫn động.
Thiết bị hãm khác
Các thành phần hãm không phải là thiết bị hãm chính hoặc
thứ cấp (ví dụ, thiết bị hãm khí động học).
Các phương thức làm chậm của phanh bổ trợ
Phanh bổ trợ sử
dụng chất làm
chậm từ động cơ
đốt trong
Phanh động cơ
Thiết bị giúp tạo lực cản do động cơ khi giảm lượng nhiên
liệu đầu vào và điều tiết nguồn cung cấp không khí cảm ứng
trong khi động cơ được nối với các bánh dẫn động.
Thiết bị giúp tăng hiệu ứng giảm tốc bằng cách thay đổi thời
điểm đóng van để tăng nội trở (lực cản) của động cơ.
Phanh khí xả
Thiết bị nhằm tăng hiệu ứng giảm tốc bằng cách chặn dòng
khí thải để tăng nội trở trong của động cơ.
Phanh sử dụng
động cơ điện
Thiết bị trong đó sử dụng điện, liên kết với các bánh dẫn động, tạo ra tác dụng làm
chậm lại phương tiện đang chuyển động, ví dụ, bằng cách hoạt động như một máy
phát điện.
Thiết bị hãm thủy
lực
Thiết bị hãm (giảm tốc) trong đó tác dụng làm chậm đạt được do tác động của chất
lỏng lên các bộ phận quay/bơm được liên kết với một hoặc nhiều bánh xe.
Thiết bị hãm thủy
động lực
Thiết bị hãm thủy lực trong đó sự hấp thụ năng lượng dựa
trên nguyên lý động năng riêng của chất lỏng.
Thiết bị hãm thủy
tĩnh
Thiết bị hãm thủy lực trong đó sự hấp thụ năng lượng dựa
trên nguyên lý động năng riêng của chất lỏng.
Phanh điện từ
Thiết bị hãm điện từ
Thiết bị hãm sử dụng tác động của trường điện từ lên bộ phận
quay được liên kết với một hoặc nhiều bánh xe.
Thiết bị hãm nam
châm vĩnh cửu
Thiết bị hãm sử dụng tác động của từ trường vĩnh cửu lên một
bộ phận quay được dẫn vào một hoặc nhiều bánh xe.
Phanh tái sinh
Thiết bị giảm tốc phục hồi động năng của xe thông qua mômen phanh để khôi phục
nó về nguồn năng lượng của xe.
Phanh khí động
học
Thiết bị tạo lực hãm bằng cách làm tăng lực cản không khí, ví dụ sử dụng các bề
mặt có thể di chuyển được.