Thiết kế, chế tạo và thử nghiệm hệ thống phanh lưu chất từ biến thế hệ mới dùng cho xe máy

BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH PHẠM VĂN VINH THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH LƢU CHẤT TỪ BIẾN THẾ HỆ MỚI DÙNG CHO XE MÁY Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Mã chuyên ngành: 60520103 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2017 Cơng trình đƣợc hồn thành Trƣờng Đại học Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Quốc Hƣng Ngƣời phản iện 1: TS Nguyễn Sỹ Dũng Ngƣời phản iện 2: TS Bùi Thanh Luân Luận v n thạc s đƣợc ảo vệ Hội đồng chấm ảo vệ Luận v n thạc s Trƣờng Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày 18 tháng 11 n m 2017 Thành phần Hội đồng đánh giá luận v n thạc s gồm: TS Nguyễn Viễn Quốc Chủ tịch Hội đồng TS Nguyễn Sỹ Dũng Phản iện TS Bùi Thanh Luân Phản iện TS Lê Thanh Danh Ủy viên TS Đƣờng Công Truyền Thƣ ký CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƢỞNG KHOA CƠNG NGHỆ CƠ KHÍ TS Nguyễn Viễn Quốc TS Châu Minh Quang BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Phạm V n Vinh MSHV: 15001451 Ngày, tháng, n m sinh: 12/11/1984 Nơi sinh: Tây Ninh Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí Mã chuyên ngành: 60520103 I TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống phanh lƣu chất từ biến hệ dùng cho xe máy II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống phanh lƣu chất từ iến hệ dùng cho xe máy nhằm thay hệ thống phanh tại, với nhiều tính n ng ƣu điểm vƣợt trội so với phanh MRF trƣớc Các nội dung ao gồm: - Tổng hợp nghiên cứu phanh MRF trƣớc - Đề xuất cấu hình phanh khắc phục nhƣợc điểm phanh MRF trƣớc moment phanh nhỏ với kích thƣớc, khối lƣợng phanh lớn - Thiết kế tối ƣu so sánh phanh đề xuất với loại phanh MRF trƣớc - Chế tạo kiểm nghiệm phanh MRF đƣợc đề xuất III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Theo Quyết định số 1756/QĐ-ĐHCN ngày 27/3/2017 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 27/9/2017 V NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Quốc Hƣng Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2017 NGƢỜI HƢỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO PGS.TS Nguyễn Quốc Hƣng TRƢỞNG KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ LỜI CẢM ƠN Q thầy kính mến! Em xin chân thành cám ơn quý thầy cô trƣờng Đại học Cơng nghiệp Tp Hồ Chí Minh tận tình hƣớng dẫn, truyền đạt giúp em có đƣợc kiến thức quý giá, đặc iệt giúp em hoàn thành khóa học Em xin chân thành gửi đến thầy PGS.TS Nguyễn Quốc Hƣng lời cám ơn tri ân sâu sắc, thời gian thực luận v n, thầy hƣớng dẫn hỗ trợ em hồn thành luận v n thạc s Tơi xin gửi lời cám ơn đến ạn học viên lớp CHCK5A, lớp CHCK5B ạn đồng nghiệp hỗ trợ, giúp đỡ tơi q trình học tập, nghiên cứu, hỗ trợ tơi hồn thành luận v n Xin kính chúc quý thầy cô, đồng nghiệp, ạn học viên sức khỏe, hạnh phúc thành công công tác sống i TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Hiện nay, loại phanh sử dụng xe máy thƣờng có khuyết điểm nhƣ: phát tiếng kêu, ố phanh ị mịn nhanh, ị kẹt, ị ó phanh, điều gây an toàn cho ngƣời sử dụng Do đó, để cải thiện khắc phục khuyết điểm cách hiệu phanh lƣu chất từ iến (Magneto Rheological Brake – MRB) đƣợc nghiên cứu cho đời MRB hoạt động tƣơng tự hệ thống chống ó cứng phanh (Anti-Lock Braking System – ABS) MRB có ƣu điểm trội nhƣ: thời gian đáp ứng nhanh, khơng ị hao mịn ma sát nhỏ, khơng có tiếng kêu, khơng gây ó phanh điều khiển dễ dàng Với đề tài: “Thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống phanh lƣu chất từ iến hệ dùng cho xe máy”, hệ thống MRB đƣợc nghiên cứu cải tiến có biên dạng r ng cƣa nhằm thay hệ thống phanh thông thƣờng sử dụng xe máy MRB với iên dạng r ng cƣa có ƣu điểm trội so với loại MRB trƣớc nhƣ giảm kích thƣớc nhƣ khối lƣợng phanh, đồng thời t ng moment phanh t ng diện tích tiếp xúc đ a phanh lƣu chất từ iến Bằng việc sử dụng ài tốn tối ƣu hóa kết hợp với phƣơng pháp phần tử hữu hạn thông qua phần mềm ANSYS, kết khối lƣợng nhỏ nhất, kích thƣớc phanh moment phanh đạt đƣợc theo yêu cầu nhƣ mục tiêu đề tài nghiên cứu Qua tiến hành thực nghiệm, cho thấy MRB iên dạng r ng cƣa hoàn tồn có khả n ng ứng dụng thực tế xe máy ii ABSTRACT Nowadays, the types of brakes used in the motorbikes often have some limitations, such as: noise, quick attrition, jam, locked, etc These would be unsafe for motorcycle controller Hence, to improve and overcome these upon disadvantages in an effective way, Magneto Rheological Brake (MRB) was researched and manufactured MRB works similarly to the Anti-Lock Braking System (ABS) MBR has some advantages, such as: quick response, no wore by small friction, non–jam, unlocked and easy operation Through the topic with title is: "Designing, manufacturing and testing Magneto Rheological Brake with new generation into a motorcycle", the studying carried out to improve MRB system with the brake designed in serrated shape, in order to replaces the conventional brake system used in current motorbike The MRB system with the brake designed in serrated shape has benefits more than previous The size and weight of brake were not only reduced, but also the value of braking torque raised by increasing the contacted area between brake disc and magnetic fluid By using the optimal problem combined with finite element method through ANSYS software resulted in the smallest brake mass, sizes and braking torque are agreed with requirements in this study Through the results of testing process, this MRB system with the brake designed in serrated shape could be applied in current motorbike iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu ản thân dƣới hƣớng dẫn thầy PGS.TS Nguyễn Quốc Hƣng Các kết nghiên cứu kết luận luận v n trung thực, không chép từ ất kỳ nguồn dƣới ất kỳ hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu đƣợc thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Học viên Phạm Văn Vinh iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ii ABSTRACT iii MỤC LỤC v DANH MỤC HÌNH ẢNH vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT x MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ PHANH LƢU CHẤT TỪ BIẾN VÀ ĐỘNG LỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu lƣu chất từ iến MRF ứng dụng 1.2 Các loại phanh dùng lƣu chất từ iến MRF 1.3 Các nghiên cứu phanh MRF cho ô tô, xe máy .10 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỂ TÍNH TỐN, THIẾT KẾ PHANH LƢU CHẤT TỪ BIẾN CHO XE MÁY .12 2.1 Lựa chọn lƣu chất từ iến MRF 12 2.2 Lựa chọn vật liệu chế tạo phanh 15 2.3 Lựa chọn vị trí lắp phanh 16 2.4 Tính toán moment phanh cần thiết xe máy 16 2.5 Đề xuất cấu hình phanh MRF 17 2.6 Tính tốn moment phanh 18 2.7 Tính tốn từ trƣờng phanh 24 2.7.1 Phƣơng pháp giải tích 24 2.7.2 Phƣơng pháp phần tử hữu hạn .25 2.8 Tính tốn tối ƣu thiết kế cấu phanh 26 2.8.1 Bài toán thiết kế tối ƣu phanh 26 2.8.2 Phƣơng pháp giải ài toán tối ƣu .26 2.8.3 Kết giải ài toán tối ƣu 29 2.8.4 Thiết kế cấu phanh 36 v CHƢƠNG CHẾ TẠO, THỬ NGHIỆM VÀ XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH PHANH MRF CHO XE MÁY 39 3.1 Chế tạo phanh 39 3.2 Xây dựng mơ hình thí nghiệm .42 3.3 Kết thử nghiệm mơ hình 42 3.4 Nhận xét đánh giá phanh 45 CHƢƠNG LẮP ĐẶT VÀ THỬ NGHIỆM PHANH MRF TRÊN XE MÁY THỰC TẾ .46 4.1 Thiết kế lại đùm xe (mayơ) 46 4.2 Sơ đồ lắp ráp hệ thống phanh xe máy 46 4.3 Hệ thống điều khiển phanh 47 4.4 Phƣơng pháp kết thực nghiệm 47 4.5 Nhận xét đánh giá 49 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50 Kết luận .50 Kiến nghị 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO .51 PHỤ LỤC 54 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN 74 vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Liên kết hạt thay đổi theo từ trƣờng Hình 1.2 Phanh lƣu chất từ iến truyền thống Hình 1.3 Mơ hình giảm chấn MRF .5 Hình 1.4 Khối gá động dùng MRF .6 Hình 1.5 Cấu tạo van MRF Hình 1.6 Kết cấu MRB dạng đ a .7 Hình 1.7 Phanh dạng tang trống Hình 1.8 Phanh dạng kết hợp Hình 1.9 MRB dạng kết hợp với cuộn dây .9 Hình 1.10 MRB dạng kết hợp có cuộn dây với rotor dạng chữ T Hình 1.11 MRB có cuộn dây quấn ên vỏ 10 Hình 1.12 Đề xuất cấu hình phanh MRF đ a có dạng r ng cƣa 11 Hình 2.1 Biểu đồ tƣơng quan chất lỏng Newton trƣợt dẻo Bingham 13 Hình 2.2 Đƣờng cong B-H MRF 132-DG 14 Hình 2.3 Đƣờng cong B-H thép C45 15 Hình 2.4 Vị trí chọn lắp phanh MRF ên ánh xe trƣớc xe máy 16 Hình 2.5 Cấu hình phanh MRF đề xuất 18 Hình 2.6 Mơ tả đoạn cần tính moment phanh MRF 19 Hình 2.7 Mơ tả phần tử vòng tròn nhỏ đoạn đ a phanh 19 Hình 2.8 Lƣu đồ thiết kế tối ƣu thiết ị MRF sử dụng FEM 27 Hình 2.9 Cấu hình phanh MRF đ a đơn cuộn dây ên vỏ .30 Hình 2.10 Cấu hình phanh MRF đ a đơn cuộn dây ên vỏ .30 Hình 2.11 Mơ FEM giải ài toán từ trƣờng phanh MRF 31 Hình 2.12 Kết tối ƣu phanh MRF 32 Hình 2.13 Đƣờng sức từ qua phanh MRF 34 Hình 2.14 Phân ố mật độ từ thông phanh MRF 35 Hình 2.15 Cấu tạo tổng thể ản vẽ lắp phanh 36 Hình 2.16 Cấu tạo đ a phanh 36 vii Khi từ trƣờng đủ lớn, từ hóa vật liệu vật liệu gần nhƣ trở thành nam châm Thơng thƣờng, đặc tính từ vật liệu đƣợc iểu diễn thơng qua đƣờng cong B-H Khi từ trƣờng thấp, xem xét mối quan hệ tuyến tính [21], mật độ từ thơng cƣờng độ từ trƣờng liên kết thứ k đƣợc tính xấp xỉ nhƣ sau: Bk = Nturns I n lk li Ak + i =1,i k i Ai k Hk = Nturns I n lk + (2-15) (2-16) Ak li i Ai k i =1,i k Đối với MRF, vật liệu cấu tạo đồng nhất, đó: 1= 2= 3=….= Vậy, mật độ từ thông cƣờng độ từ trƣờng qua thể tích hoạt động MRF đƣợc tính xấp xỉ nhƣ sau: (2-17) (2-18) Trong đó: mr lần lƣợt độ từ thẩm tƣơng đối MRF vật liệu thiết ị sử dụng MRF Để áp dụng phƣơng pháp giải tích, ta phải giả sử tính chất từ vật liệu tuyến tính (đƣờng B-H đƣờng thẳng) Bên cạnh đó, để đảm ảo độ xác, ta phân chia mạch từ phanh thành nhiều đoạn nhỏ 2.7.2 Phương pháp phần tử hữu hạn Phƣơng pháp giải tích có ƣu điểm tính tốn đơn giản Tuy nhiên, kết khơng xác Để đảm ảo độ xác, ngồi việc tính ằng phƣơng pháp giải tích, ài tốn từ trƣờng phanh MRF cịn giải ằng phƣơng pháp phần tử hữu 25 hạn (FEM) Trong nghiên cứu này, dùng phần mềm ANSYS để giải ài tốn từ trƣờng phanh Trong đó, phần tử đƣợc sử dụng phần tử đa trƣờng đối xứng trục plane 13 Tính tốn tối ƣu thiết kế cấu phanh 2.8 2.8.1 Bài toán thiết kế tối ưu phanh Thiết kế tối ƣu phanh nhƣ sau: - Hàm mục tiêu: cực tiểu khối lƣợng phanh, khối lƣợng nhỏ tốt để giảm kích thƣớc MRB chi phí chế tạo Và khối lƣợng đƣợc xác định nhƣ sau: (2-19) Trong đó: Vd ,Vh ,Vs ,VMR ,Vc thể tích tƣơng ứng đ a, thân, trục, lƣu chất, cuộn dây phanh Các giá trị có đƣợc q trình tính tốn thiết kế tối ƣu d , h , s , MR , c khối lƣợng riêng tƣơng ứng - Ràng uộc: Moment phanh phải lớn giá trị moment yêu cầu 273,3 N.m nhƣ phần moment phanh là: Tb 150 N m (2-20) - Kích thƣớc phanh: giới hạn không gian cho phép với chiều rộng tối đa là: (2-21) Từ phần tính tốn moment cơng thức (2-10), ài tốn tối ƣu thiết kế phanh lƣu chất từ iến đƣợc phát iểu nhƣ sau: Xác định kích thƣớc ản phanh nhƣ chiều rộng quấn dây đồng w c, chiều cao quấn dây đồng hc, chiều dày lớp vỏ to, chiều dày đ a , án kính đ a, chiều rộng khe lƣu chất cho moment phanh đạt nhƣ mong muốn khối lƣợng phanh nhỏ 2.8.2 Phương pháp giải tốn tối ưu Cần phải có giải thuật thích hợp để đạt đƣợc kết tối ƣu nhƣ mong muốn Có nhiều giải thuật để tìm đáp án tối ƣu cho ài toán nhƣ: phi đạo hàm, đạo hàm ậc 1, đạo hàm ậc Phƣơng pháp tối ƣu thƣờng dùng cho việc tối ƣu 26 thiết ị dùng MRF phƣơng pháp đạo hàm ậc 1, đƣợc sử dụng rộng rãi việc tính tốn tối ƣu thiết ị MRF dễ dàng việc tính tốn nhƣ lập trình Một giải thuật tối ƣu điển hình phƣơng pháp đạo hàm ậc 1, phƣơng pháp gradient liên hợp Lƣu đồ hình 2.8 sau đây, cho thấy cách mà phần mềm phần tử hữu hạn ANSYS tìm kết tối ƣu sử dụng phƣơng pháp đạo hàm ậc (first order) Hình 2.8 Lƣu đồ thiết kế tối ƣu thiết ị MRF sử dụng FEM 27 Trƣớc tiên, giá trị iến khởi tạo DV đƣợc xác định Thời gian tính tốn q trình tối ƣu phụ thuộc nhiều vào giá trị Vì thế, giá trị khởi tạo iến thiết kế đƣợc tính tốn trƣớc dựa kinh nghiệm thực tế Thông thƣờng, để tính tốn đặc tính hoạt động MRB, mật độ từ thơng ngang qua thể tích làm việc MRF đƣợc tính tốn Mật độ từ thơng B ứng suất điện từ H khe lƣu chất khơng phải số, nên tính tốn ta sử dụng giá trị trung ình chúng Giá trị trung ình B H ngang qua khe lƣu chất đƣợc tính ằng cách lấy tích phân mật độ từ thông dọc theo đƣờng dẫn xác định trƣớc Sau đó, chia cho chiều dài đƣờng dẫn [22], [23] Để tính số thời gian điện cảm, trƣớc hết từ thông đƣợc xác định theo cơng thức: (2-22) Trong đó: B(s) mật độ từ thông nút đƣờng cong, s iến số giả phép tích phân Phép tích phân đƣợc thực dọc theo chiều dài Lp đƣờng cong Ngồi ra, kích thƣớc hình học MRB thay đổi suốt q trình tối ƣu, nên kích thƣớc lƣới mơ hình phần tử hữu hạn đƣợc xác định ởi số phần tử đƣờng thẳng thay kích thƣớc phần tử Sau chuẩn ị liệu phân tích, q trình để đạt đƣợc thông số thiết kế tối ƣu phanh MRF sử dụng phƣơng pháp first order công cụ tối ƣu ANSYS đƣợc thực nhƣ sơ đồ hình 2.8 Bắt đầu với giá trị khởi tạo iến thiết kế, ằng cách chạy tập tin phân tích, ta có đƣợc giá trị khởi tạo đặc tính hoạt động phanh nhƣ n ng lƣợng điều khiển, số thời gian điện cảm, moment phanh Sau đó, cơng cụ tối ƣu ANSYS chuyển đổi ài tốn tối ƣu ị ràng uộc thành khơng ràng uộc thông qua hàm penalty Hàm mục tiêu tƣơng đƣơng khơng ràng uộc có phƣơng trình nhƣ sau: (2-23) Trong đó, OBJ0 giá trị mục tiêu quy chiếu, q thông số ề mặt phản hồi nhằm điều chỉnh thỏa ràng uộc Px hàm penalty ngoài, áp dụng cho iến x Pg hàm penalty nội ộ mở rộng, áp dụng cho iến trạng thái g Đối với vịng lặp đầu 28 tiên (j=0), việc tìm kiếm giá trị DV đƣợc giả sử chiều âm gradient hàm mục tiêu khơng ị ràng uộc Vì vậy, vector phƣơng đƣợc tính theo cơng thức: d ( 0) = - Q( x (0) ,1) (2-24) Giá trị DV vòng lặp đƣợc tìm theo cơng thức: x ( j +1) = x ( j ) + s j d ( j ) (2-25) Trong đó, tham số tìm kiếm sj đƣợc tính ằng cách sử dụng kết hợp giải thuật Golden-section với kỹ thuật local quadratic fitting Tập tin phân tích sau đƣợc thực thi với giá trị DV kiểm tra hội tụ hàm mục tiêu Nếu trình hội tụ xảy ra, giá trị DV vòng lặp thứ j giá trị tối ƣu; khơng vịng lặp đƣợc thực thi Tại vịng lặp tiếp theo, q trình diễn tƣơng tự nhƣ vòng lặp đầu tiên, ngoại trừ vector phƣơng đƣợc tính theo cơng thức đệ quy Polak-Ribiere (2-26) (2-27) Trong phần mềm ANSYS, có hỗ trợ vấn đề thiết kế tối ƣu ằng công cụ tối ƣu tích hợp sẵn Vì thế, hầu hết trƣờng hợp, ài toán tối ƣu thiết ị sử dụng MRF đƣợc giải trực tiếp ằng phần mềm ANSYS mà không cần phải thông qua ất kỳ phần mềm lập trình khác Tuy nhiên, số trƣờng hợp phải dùng đến giải thuật tối ƣu cấp cao nhƣ: giải thuật di truyền, Neural Network kết hợp ANSYS với phần mềm khác để tối ƣu nhƣ Matla , Fortran hay ngôn ngữ C 2.8.3 Kết giải tốn tối ưu Trong phần này, ngồi việc giải kết tối ƣu phanh MRF đƣợc đề xuất, để có sở so sánh, kết tối ƣu phanh MRF đ a đơn có cuộn dây cuộn dây quấn ên vỏ nhƣ trình ày hình 2.9 hình 2.10 đƣợc giải Mã chƣơng trình tính tốn phanh MRF đƣợc đề xuất dùng hệ thống lệnh đƣợc lập trình ANSYS đƣợc trình ày phụ lục 2.1 29 Hình 2.9 hình 2.10 mô tả cấu tạo nguyên lý làm việc phanh MRF đ a đơn có cuộn dây cuộn dây quấn ên vỏ Đa R Từ thông hc2 Rc2 Rc Cuộn dây wc Phốt hc1 Rc1 Rc R1 Trục Vỏ phanh Hình 2.9 Cấu hình phanh MRF đ a đơn cuộn dây ên vỏ Đa R Từ thông Cuộn dây Rc Rc3 wc Phốt Trục R1 Vỏ phanh Hình 2.10 Cấu hình phanh MRF đ a đơn cuộn dây ên vỏ 30 Hình 2.11 trình bày mơ FEM đƣợc sử dụng ài toán tối ƣu để giải ài toán từ trƣờng phanh nhƣ sau: a) MRB đề xuất b) MRB đ a đơn cuộn dây quấn hai ên vỏ c) MRB đ a đơn cuộn dây quấn hai ên vỏ Hình 2.11 Mơ FEM giải ài tốn từ trƣờng phanh MRF Hình 2.12 trình ày kết tối ƣu phanh MRF Sau 30 vòng lặp, vòng lặp 30 ta thấy: phanh đƣợc đề xuất, khối lƣợng phanh 4.55Kg, moment phanh 150.06Nm; phanh MRF đ a đơn có cuộn dây cuộn dây quấn ên vỏ, khối lƣợng moment phanh lần lƣợt m1=12.47Kg, Tb=150.42Nm, 31 m2=11.03Kg, Tb=150.17Nm Kết tối ƣu phanh MRF đề xuất đƣợc trình ày phụ lục 2.2 a) MRB đề xuất b) MRB đ a đơn cuộn dây quấn ên vỏ c) MRB đ a đơn cuộn dây quấn ên vỏ Hình 2.12 Kết tối ƣu phanh MRF 32 Kết tối ƣu loại phanh trên, đƣợc ghi nhận trình ày cụ thể ảng 2.3 Đây sở để so sánh nhằm đánh giá tối ƣu MRB đề xuất Bảng 2.3 Kết tối ƣu loại phanh MRF Loại MRB Kích thƣớc thiết kế (mm) Đ a r ng cƣa, cuộn dây ên vỏ (đề xuất) Cuộn dây: rộng wc=7.7; cao hc,=24; số vòng nturn=493 Vỏ: R=68.5, th=5, L=36.3 Đ a: Ri=32.5; Rd=63.5; dày b=4-8 Khe MRF: 1.0 Cuộn dây: rộng wc1,c2=6.7; cao hc1=10; hc2=8.7; số vòng: nturn1=180; nturn2=156; nturn=336 Vỏ: R=118.9, th=12.5, L=37.1 Đ a: Ri=32.5; Rd=116.4; dày b=10.6 Khe MRF: 0.8 đ a có cuộn dây nằm ên vỏ đ a có cuộn dây nằm ên vỏ Cuộn dây: rộng wc1,c2,c3=4.2; cao hc1=9; hc2=9.5; hc3=10; số vòng: nturn1=100; nturn2=106; nturn3=109; nturn=315 Vỏ: R=136.9, th=9, L=25.5 Đ a: Ri=32.5; Rd=135; dày b=6.7 Khe MRF: 0.8 Kết tối ƣu Moment phanh: 150.06Nm Khối lƣợng: 4.55Kg Điện trở cuộn dây: Rc=12.6Ω Moment phanh: 150.42Nm Khối lƣợng: 12.47 Kg Điện trở cuộn dây: Rc1=6.7Ω; Rc2=8.6Ω Moment phanh: 150.17Nm Khối lƣợng: 11.03 Kg Điện trở cuộn dây: Rc1=3.6Ω; Rc2=5.5Ω; Rc3=7.3Ω Nhƣ vậy, dựa vào kết so sánh ảng 2.3, ta lựa chọn MRB đ a dạng r ng cƣa đề xuất phù hợp nhƣ phân tích an đầu, đảm ảo đƣợc moment phanh theo yêu cầu xe máy nhƣng kích thƣớc khối lƣợng giảm đáng kể Tuy nhiên, phanh MRF đƣợc đề xuất, có số vịng dây quấn ên nhiều tổng số vòng dây quấn cuộn dây ên vỏ so với loại phanh cịn lại Do đó, điện trở cuộn dây phanh MRF đề xuất lớn hơn, dẫn tới làm tiêu hao dịng điện nhiều Vì vậy, khuyết điểm phanh MRF dạng r ng cƣa đƣợc đề xuất nghiên cứu Để có cách nhìn tổng quang phanh tối ƣu, hình 2.13 mơ tả đƣờng sức từ phanh tối ƣu hình 2.14 trình ày phân ố từ trƣờng phanh nhƣ sau: 33 Hình 2.13 trình bày mơ đƣờng sức từ qua khe lƣu chất phanh MRF sau đƣợc tối ƣu nhƣ sau: a) MRB đề xuất b) MRB đ a đơn cuộn dây quấn ên vỏ c) MRB đ a đơn cuộn dây quấn ên vỏ Hình 2.13 Đƣờng sức từ qua phanh MRF 34 Hình 2.14 trình ày phân ố mật độ từ thông khe lƣu chất vị trí khác phanh MRF sau tối ƣu Qua đó, thấy mật độ từ thông phanh MRF đƣợc đề xuất lớn so với loại phanh MRF đ a đơn có cuộn dây cuộn dây quấn ên vỏ a) MRB đề xuất b) MRB đ a đơn cuộn dây quấn ên vỏ c) MRB đ a đơn cuộn dây quấn ên vỏ Hình 2.14 Phân ố mật độ từ thông phanh MRF 35 2.8.4 Thiết kế cấu phanh Trên sở kết tối ƣu, dựa vào không gian lắp phanh lên xe máy để thuận tiện việc gá lắp, kết cấu phanh đƣợc thiết kế Hình 2.15 mô tả cấu tạo tổng thể ản vẽ lắp phanh đƣợc thiết kế nghiên cứu Hình 2.15 Cấu tạo tổng thể ản vẽ lắp phanh Sau ản vẽ chi tiết ộ phận phanh MRF đƣợc đề xuất: - Đ a phanh: Hình 2.16 Cấu tạo đ a phanh 36 - Trục phanh: Hình 2.17 Cấu tạo trục phanh - Má phanh 1: Hình 2.18 Cấu tạo má phanh - Má phanh 2: nhƣ má phanh 1, t ng thêm chiều dài thành vỏ cho phù hợp với kích thƣớc đ a để tạo khe lƣu chất d = mm 37 Hình 2.19 Cấu tạo má phanh - Nắp ít: Hình 2.20 Cấu tạo nắp 38 CHƢƠNG CHẾ TẠO, THỬ NGHIỆM VÀ XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH PHANH MRF CHO XE MÁY 3.1 Chế tạo phanh Chế tạo phanh thực theo ản vẽ thiết kế Q trình chế tạo gia cơng phanh thực theo đơn đặt hàng nhỏ lẻ, nên trình gia cơng nhiều cơng đoạn thời gian gia công Tuy nhiên, gia công cần lƣu ý số điểm sau: - Đ a phanh: phải đảm ảo độ xác cao, iên dạng, kích thƣớc, không ị iến dạng sau gia công - Trục phanh: đóng vai trị ràng uộc kích thƣớc phanh, nên cần gia cơng có độ xác cao khả n ng tháo lắp Trục phanh đ a phanh đƣợc lắp ghép nhƣ hình 3.1 thơng qua vít Đa Trục Má khớp Rãnh r ng cƣa Vít Hình 3.1 Trục đ a phanh lắp ghép với - Má phanh nhƣ hình 3.2: hai má phanh gia cơng phải đảm ảo độ xác nhƣ đ a phanh, cần tiến hành gia công từ từ tránh làm iến dạng má phanh có độ dày tƣơng đối nhỏ, nhằm đảm ảo iên dạng phanh nhƣ khe hở MRF 39 ... TÀI: Thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống phanh lƣu chất từ biến hệ dùng cho xe máy II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống phanh lƣu chất từ iến hệ dùng cho xe máy nhằm... thử nghiệm hệ thống phanh lƣu chất từ iến hệ dùng cho xe máy? ?? Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu đề tài thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống phanh lƣu chất từ iến hệ dùng cho xe máy nhằm thay hệ thống. .. ó phanh điều khiển dễ dàng Với đề tài: ? ?Thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống phanh lƣu chất từ iến hệ dùng cho xe máy? ??, hệ thống MRB đƣợc nghiên cứu cải tiến có biên dạng r ng cƣa nhằm thay hệ