(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu cải tiến hệ thống phanh khí nén một dòng thành hệ thống phanh nhiều dòng có bộ điều hòa lực phanh

(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu cải tiến hệ thống phanh khí nén một dòng thành hệ thống phanh nhiều dòng có bộ điều hòa lực phanh(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu cải tiến hệ thống phanh khí nén một dòng thành hệ thống phanh nhiều dòng có bộ điều hòa lực phanh(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu cải tiến hệ thống phanh khí nén một dòng thành hệ thống phanh nhiều dòng có bộ điều hòa lực phanh(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu cải tiến hệ thống phanh khí nén một dòng thành hệ thống phanh nhiều dòng có bộ điều hòa lực phanh(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu cải tiến hệ thống phanh khí nén một dòng thành hệ thống phanh nhiều dòng có bộ điều hòa lực phanh(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu cải tiến hệ thống phanh khí nén một dòng thành hệ thống phanh nhiều dòng có bộ điều hòa lực phanh(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu cải tiến hệ thống phanh khí nén một dòng thành hệ thống phanh nhiều dòng có bộ điều hòa lực phanh(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu cải tiến hệ thống phanh khí nén một dòng thành hệ thống phanh nhiều dòng có bộ điều hòa lực phanh(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu cải tiến hệ thống phanh khí nén một dòng thành hệ thống phanh nhiều dòng có bộ điều hòa lực phanh(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu cải tiến hệ thống phanh khí nén một dòng thành hệ thống phanh nhiều dòng có bộ điều hòa lực phanh(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu cải tiến hệ thống phanh khí nén một dòng thành hệ thống phanh nhiều dòng có bộ điều hòa lực phanh(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu cải tiến hệ thống phanh khí nén một dòng thành hệ thống phanh nhiều dòng có bộ điều hòa lực phanh(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu cải tiến hệ thống phanh khí nén một dòng thành hệ thống phanh nhiều dòng có bộ điều hòa lực phanh(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu cải tiến hệ thống phanh khí nén một dòng thành hệ thống phanh nhiều dòng có bộ điều hòa lực phanh(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu cải tiến hệ thống phanh khí nén một dòng thành hệ thống phanh nhiều dòng có bộ điều hòa lực phanh

LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng năm 2019 (Ký tên ghi rõ họ tên) Nguyễn Văn Thọ ii CẢM TẠ Trong trình học Cao học Trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh, giao làm luận văn “Nghiên cứu cải tiến hệ thống phanh khí nén dịng thành hệ thống phanh nhiều dịng có điều hịa lực phanh” Để luận văn đạt kết tốt đẹp, tơi nhận giúp đỡ nhiệt tình quý thầy cô, quan, tổ chức, cá nhân Với lịng biết ơn chân thành, cho phép tơi gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tất quý thầy cô quan tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình học tập làm luận văn Trước hết, xin gửi tới quý thầy khoa Cơ khí động lực khoa khác thuộc Trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh lời chào trân trọng nhất, với lời chúc sức khỏe lời cảm ơn sâu sắc Nhờ quan tâm, nhiệt tình truyền thụ kiến thức q thầy tơi hồn thành khóa học làm luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy TS Nguyễn Mạnh Hùng quan tâm giúp đỡ bảo, hướng dẫn làm luận văn suốt thời gian qua Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Ban lãnh đạo Khoa Cơ khí động lực Trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh, Ban lãnh đạo Khoa Ơ tơ Trường Đại học Trần Đại Nghĩa tạo điều kiện giúp đỡ trình học tập làm luận văn Với điều kiện vốn kiến thức hạn chế, luận văn khơng thể tránh thiếu sót Vì tơi mong nhận bảo thầy để nâng cao kiến thức thân, phục vụ tốt q trình cơng tác sau Tơi xin trân trọng cảm ơn./ iii TÓM TẮT Trên xe trang bị hệ thống phanh kiểu khí nén dòng, qua sử dụng nhiều năm nhận thấy nhược điểm lớn là: hệ thống khí nén bị hỏng hay rị rỉ khơng đủ áp suất để điều khiển phanh xe hệ thống phanh tác dụng, nguy gây an toàn cao Trong Quân đội sử dụng nhiều loại phương tiện vận tải có hệ thống phanh khí nén dịng như: ZIL-130, ZIL-131 Đây dòng xe cũ Liên Xô trang bị, loại xe trang bị hệ thống dẫn động điều khiển hệ thống phanh loại dòng, độ tin cậy thấp Nghiên cứu, cải tiến nâng cao hiệu hệ thống phanh khí nén cho xe ZIL-131 cần thiết Nội dung trình bày tổng quan hệ thống phanh dẫn động khí nén, từ nghiên cứu lý thuyết tiêu đánh giá hiệu phanh như: gia tốc chậm dần phanh, quãng đường phanh, thời gian phanh, lực phanh lực phanh riêng Sử dụng phương pháp mô tập trung để tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén, kết hợp với việc phân thành chế độ làm việc riêng để khảo sát thiết lập hệ phương trình vi phân mơ tả trình làm việc dẫn động phanh chế độ Mô phần mềm matlab động lực học dẫn động điều khiển động lực học trình phanh xe với số liệu xe ZIL-131, tính tốn thời gian chậm tác dụng hệ thống dẫn động, tiêu đánh giá hiệu phanh: gia tốc phanh, thời gian phanh, quãng đường phanh… Kết nghiên cứu đề xuất phương án cải tiến hệ thống phanh khí nén dịng, lựa chọn phương án hợp lý lắp đặt chi tiết hệ thống phanh lên xe ZIL-131 nhằm nâng cao chất lượng hiệu trình phanh xe Sau cải tiến kiểm chứng phần thực nghiệm, từ kết thí nghiệm tiêu đánh giá hiệu phanh so sánh với tiêu chuẩn ECE R13 iv ABSTRACT On vehicles that are equipped with air brake system,through many years of using, the biggest noticeable disadvantage is: if the pneumatic system is damaged or failed to maintain sufficient pressure to control vehicle’s brake, the brake system will malfunction, which leads to high risk of danger VN military still uses many transportation vehicles with one-way air brake system such as: ZIL-130, ZIL-131, etc Those are aged trucks from Soviet era, installed with one-way brake drive and control system, however, with low reliability It is required to research and improve effectiveness of ZIL-131’s air brake system This content hereby demonstrate in general about pneumatic drive brake, subsequently, a theoretical research is conducted about brake effectiveness evaluation factors such as: deceleration when brake, braking distance, braking duration, braking force, specific braking force Centralized simulation method is applied to calculate dynamics in air brake drive, and in combination with isolating process state so as to analyze, and establish a differential equation system to describe each working step of brake transmission system Stimulating, using Matlab software, controlling transmission dynamics and dynamics of brake process using statistics of ZIL-131 vehicles calculated delay period of transmission system, and performance indicators of braking system such as: braking deceleration, braking time, and braking distance etc Results were then analyzed and consolidated as proposed recommendations for improvement of single flow air brake system Based on those, a feasible resolution is applied to installing new parts of braking system on ZIL-131 vehicles By doing this, the quality and effectiveness of braking system are enhanced and elevated Not only new changes are applied but those enhancements are then verified through real life experiments The output statistics of the experiments are testified against criteria of evaluating braking performance of ECE R13 standards v MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan ii Cảm tạ iii Tóm tắt iv Mục lục vi Danh sách chữ viết tắt/ký hiệu khoa học x Danh sách hình xi Danh sách bảng xiii Chương TỔNG QUAN 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Tình hình nghiên cứu có liên quan 1.2.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.3 Mục tiêu nhiệm vụ đề tài 1.3.1 Mục tiêu đề tài 1.3.2 Nhiệm vụ đề tài 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.5.1 Phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết 1.5.2 Phương pháp thực nghiệm phân tích xử lý liệu Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT vi 2.1 Khảo sát động lực học trình phanh xe 2.1.1 Các giả thiết 2.1.2 Sơ đồ khảo sát 2.1.3 Động lực học trình phanh 2.1.3.1 Phương trình động lực học phanh 2.1.3.2 Điều kiện phanh xe hiệu 10 2.1.4 Động lực học trình phanh xe ZIL-131 sở lý thuyết điều hòa lực phanh 10 2.2 Động lực học dẫn động hệ thống phanh khí nén 16 2.2.1 Phương pháp mô tập trung để nghiên cứu động lực học dẫn động phanh khí nén 16 2.2.2 Các giả thiết xây dựng mơ hình 2.3 Các tiêu đánh giá hiệu phanh 17 18 2.3.1 Gia tốc chậm dần phanh 18 2.3.2 Thời gian phanh 19 2.3.3 Quãng đường phanh 20 2.3.3.1 Quãng đường phanh lý thuyết 20 2.3.3.2 Quãng đường phanh thực tế 21 2.3.4 Lực phanh lực phanh riêng 24 Chương CẢI TIẾN HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN MỘT DỊNG THÀNH HỆ THỐNG PHANH NHIỀU DỊNG CĨ BỘ ĐIỀU HÒA LỰC PHANH XE ZIL-131 26 3.1 Động lực học dẫn động hệ thống phanh khí nén xe ZIL-131 26 3.1.1 Chế độ nạp khí 29 3.1.2 Chế độ đạp phanh 31 3.1.3 Chế độ nhả phanh 34 3.2 Phương án cải tiến lắp đặt hệ thống phanh khí nén xe ZIL-131 36 3.2.1 Phương án cải tiến 36 3.2.2 Lắp đặt kết cấu thành phần hệ thống phanh cải tiến 39 vii 3.2.2.1 Tổng van phanh hai tầng 39 3.2.2.2 Bộ điều hòa lực phanh 43 3.2.2.3 Van bảo vệ hai ngả 47 3.2.2.4 Lắp đặt bình tích 48 3.2.2.5 Lắp đặt hệ thống điều khiển phanh dự phòng 51 3.2.2.6 Lắp đặt van gia tốc 52 3.3 Động lực học dẫn động hệ thống phanh khí nén xe ZIL-131 sau cải tiến 54 3.3.1 Hệ phương trình vi phân 55 3.3.1.1 Chế độ nạp khí 56 3.3.1.2 Chế độ đạp phanh 56 3.3.1.3 Chế độ nhả phanh 58 3.3.2 Mô Matlab 58 3.3.2.1 Chế độ nạp khí 59 3.3.2.2 Chế độ đạp phanh 60 3.3.3 Đặc tính điều hịa lực phanh sau cải tiến 63 Chương NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 65 4.1 Tiêu chuẩn hệ thống phanh 65 4.2 Phương pháp thử nghiệm phanh đường 67 4.2.1 Mục đích 67 4.2.2 Điều kiện thí nghiệm 67 4.2.3 Các phương tiện thiết bị đo 67 4.2.4 Sơ đồ kết nối thiết bị nguyên lý hoạt động 68 4.2.5 Quy trình đo 71 4.2.6 Xử lý kết 73 4.3 Kết thí nghiệm nhận xét 73 4.3.1 Kết thí nghiệm 74 4.3.2 Nhận xét 81 Chương KẾT LUẬN 82 viii 5.1 Kết luận 82 5.2 Khuyến nghị 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC 86 ix DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT/KÝ HIỆU KHOA HỌC CHỮ VIẾT TẮT/ Ý NGHĨA KÝ HIỆU KHOA HỌC A Hệ số thực nghiệm hàm tiêu thụ A=0,654 B Hệ số thực nghiệm hàm tiêu thụ B = 1,13 fi Tiết diện khảo sát phần tử thứ I (m2) k Chỉ số đoạn nhiệt, khơng khí k = 1,4 li Chiều dài đoạn ống thứ i (m) m Lưu lượng khí qua điểm nút (m3/s) mE Lưu lượng khí vào dung tích (m3/s) pi Áp suất dịng khí tiết diện thứ i (N/m2) P0 Đối áp (áp suất đầu ra) máy nén khí (N/m2) R Hằng số khí lý tưởng, khơng khí R=287,14 [m2/(s2Ko)] T Nhiệt độ tuyệt đối dịng khí T = 273 (oK) V Thể tích (m3) v gh Vận tốc giới hạn dịng khí vgh  370 (m/s) I Hệ số lưu lượng vị trí thứ i I Hệ số cản vị trí thứ i C1 Độ cứng lò xo bầu phanh trước (N/m) C2 Độ cứng lò xo bầu phanh (N/m) C3 Độ cứng lò xo bầu phanh sau (N/m) ECE R13 (Economic Tiêu chuẩn hiệu phanh Châu Âu Commission for Eurrope) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam x DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1: Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô phanh Hình 2.2: Đồ thị quan hệ mômen phanh cần sinh MP1, MPT với hệ số bám φ 13 Hình 2.3: Đường đặc tính phanh lý tưởng ơtơ 14 Hình 2.4: Đồ thị xác định mức độ sử dụng trọng lượng bám phanh 15 Hình 2.5: Đồ thị thay đổi quãng đường phanh theo vận tốc bắt đầu phanh v1 theo hệ số bám  21 Hình 2.6: Giản đồ phanh 22 Hình 3.1: Sơ đồ bố trí hệ thống phanh cơng tác xe ZIL-131 26 Hình 3.2: Sơ đồ tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén ZIL-131 27 Hình 3.3: Sơ đồ mơ chế độ nạp khí 30 Hình 3.4: Thời gian nạp khí vào bình chứa 30 Hình 3.5: Modul mơ áp suất bình khí nén 32 Hình 3.6: Sơ đồ mơ chế độ đạp phanh 33 Hình 3.7: Thời gian nạp khí vào bầu phanh 33 Hình 3.8: Sơ đồ mô chế độ nhả phanh 34 Hình 3.9: Thời gian xả khí khỏi bầu phanh 35 Hình 3.10: Các phương án bố trí dẫn động phanh hai dịng 37 Hình 3.11: Sơ đồ vẽ hệ thống phanh xe ZIL-131 sau cải tiến 38 Hình 3.12: Cấu tạo tổng van phanh hai tầng 39 Hình 3.13: Nguyên lý làm việc tổng van phanh hai tầng 40 Hình 3.14: Lắp đặt tổng van phanh hai tầng xe 42 Hình 3.15: Cấu tạo điều hịa lực phanh 43 Hình 3.16: Nguyên lý làm việc điều hịa lực phanh 44 Hình 3.17: Lắp lắp đặt điều hòa lực phanh xe 46 xi if Pm1(j)