Mô phỏng và khảo sát động lự họ hệ thống dẫn động phanh bằng thủy lự trên ô tô

84 Trang 10 Gxe Trọng lợng của xe ôtô N Mp Mô men phanh N.m Pp ; P0 Lực phanh và lực phanh riêng N Ppmax;P0max Lực phanh cực đại và lực phanh riêng cực đại N rbx Bán kính bánh xe m v1;

GNUYỄN VĂN HÀ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI *************************** LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC MÔ PHỎNG VÀ KHẢO SÁT ĐỘNG LỰC HỌC HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG PHANH BẰNG THUỶ LỰC TRÊN ÔTÔ 2006-2008 NGUYỄN VĂN HÀ Hà Nội 2008 HÀ NỘI 2008 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205217781000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔ PHỎNG VÀ KHẢO SÁT ĐỘNG LỰC HỌC HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG PHANH BẰNG THUỶ LỰC TRÊN ƠTƠ NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Mà SỐ : NGUYỄN VĂN HÀ Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN TRỌNG HOAN HÀ NỘI 2008 Lời cam đoan Học viên Nguyễn Văn Hà xin có lời cam đoan danh dự công trình khoa học Toàn thông tin, số liệu trình bày luận văn học viên su tầm, tập hợp sau phân tích, lựa chọn để trình bày theo mục tiêu đề tài Các mô hình toán khảo sát, phơng trình tính toán, kết đạt đợc học viên thiết lập giải dới hớng dẫn PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan Nếu có điều không đúng, học viên xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trớc Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Hà nội ngày tháng năm 2008 Học Viên Nguyễn Văn Hà Mục lục Trang Trang b×a phơ Môc lôc Danh mục bảng Danh mục hình vẽ đồ thị Danh mục ký hiệu chữ viÕt t¾t Lời nói đầu Ch¬ng II: Tỉng quan vấn để nghiên cứu 1.1 Công dụng, yêu cầu chung hệ thèng phanh 1.1.1 C«ng dông 1.1.2 Yêu cầu chung 1.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc chung hệ thống phanh thuỷ lực 1.2.1 Sơ đồ cấu t¹o 1.2.2 Nguyên lý làm việc 1.3 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống phanh dầu số xe 1.3.1 Sơ đồ hệ thống phanh thuỷ lực đợc áp dụng xe MAZDA 6 1.3.2 Sơ đồ hệ thống phanh thuỷ lực đợc áp dụng xe NISSAN TERRANO 1.4 u nhợc điểm hệ thống phanh thuû lùc 1.5 Tổng quan vấn đề cần nghiên cứu hệ thống phanh 1.5.1 Các tiêu đánh giá chất lợng trình phanh 1.5.2 Bản chất việc nghiên cứu trình phanh 10 1.5.3 Những nghiên cøu ®èi víi hƯ thèng phanh 13 1.5.4 Vấn đề nghiên cứu 15 Ch¬ng II: Ph¬ng pháp mô hệ thống dẫn động phanh thuỷ lực.18 2.1 Các tính chất chất lỏng công tác 18 2.1.1 Khối lợng riêng trọng lợng riêng 18 2.1.2 TÝnh nhít 18 2.1.3 TÝnh gi·n në theo nhiƯt ®é 19 2.1.4 TÝnh chÞu nÐn 19 2.1.5 TÝnh ®µn håi cđa hƯ thèng thủ lùc 21 2.2 Các mô hình mô 22 2.2.1 Mô hình truyền sóng 23 2.2.2 Mô hình đàn hồi 23 2.2.3 Mô hình không đàn hồi 24 2.3 Mô hình ®µn håi hƯ thèng phanh dÉn ®éng b»ng thủ lùc 24 2.3.1 Phơng trình chuyển động 25 2.3.2 Phơng trình dòng chảy chất lỏng 27 2.3.3 Phơng trình lu lợng 31 Chơng III: Mô hệ thống dẫn động phanh thuỷ lực xe ôtô du lÞch 34 3.1 S¬ ®å hƯ thèng dÉn ®éng phanh b»ng thủ lùc 34 3.2 Sơ đồ mô 35 3.3 Phơng trình toán học mô tả trình hoạt động hệ thống 36 3.3.1 Phơng trình mô tả hệ thống phanh cầu sau 36 3.3.2 Phơng trình mô tả hƯ thèng phanh cÇu tríc 42 3.4 Thiết lập hệ phơng trình mô hình rút gän 48 3.4.1 ThiÕt lập phơng trình mô hình rút gọn hệ thống phanh cầu sau 49 3.4.2 Thiết lập phơng trình mô hình rút gọn hệ thống phanh cầu trớc 54 3.5 Phơng pháp giải hệ phơng trình vi phân 59 3.5.1 Đặt toán 60 3.5.2 Phơng pháp ơle ơle cải tiến 60 3.5.3 Phơng pháp Runge - Kutta 61 3.5.4 Phơng pháp Runge Kutta Fehlberg (RKF45) 62 NhËn xÐt: 64 3.6 KÕt giải hệ phơng trình vi phân mô tả hệ thống phanh 67 3.6.1 Kết hệ thống dẫn động phanh cầu sau 67 3.6.2 Kết hệ thống dẫn động phanh cÇu tríc 69 3.6.3 So sánh biến thiên áp suất xilanh bánh xe cầu tríc vµ sau 72 3.7 KÕt ln 73 Chơng IV: Khảo sát thông số ảnh hởng đến chất lợng làm việc hệ thống phanh 75 4.1 Các yếu tố ảnh hởng chất lợng làm viƯc cđa hƯ thèng phanh 75 4.1.1 Kh¶o sát ảnh hởng độ nhớt chất lỏng 75 4.1.2 Khảo sát ảnh hởng độ cứng quy đổi đến hiệu làm việc hÖ thèng phanh 78 4.1.3 ảnh hởng lợng khí không hoà tan (a) chất lỏng công tác đến chất lợng làm việc hệ thống phanh 81 4.1.4 ¶nh hëng cđa đờng kính ống dẫn dầu phanh (d) đến chất lợng lµm viƯc cđa hƯ thèng phanh 84 4.2 KÕt luËn 85 KÕt luËn 87 Về mặt phơng pháp 87 Tính đắn phơng pháp 87 Khả ứng dụng phơng pháp 88 Khả mở rộng đề tài 89 Tài liệu tham khảo 90 Phô lôc Danh mục bảng Trang Bảng 3.1: Các thông số tính to¸n 66 Danh mục hình vẽ đồ thị Trang Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống phanh thuỷ lực hai dòng Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống phanh dầu xe MAZDA Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống phanh dầu xe NISSAN- TERRANO ABS Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống phanh dầu xe NISSAN- TERRANO có ABS Hình 1.5 Sơ đồ trình phanh ôtô 11 Hình 1.6 Đồ thị trình độ 12 Hình 2.1 Sự phân lớp dòng chảy 18 Hình 2.2 Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực đơn giản ôtô 24 Hình 2.3 Sơ đồ mô đoạn hệ dẫn động thuỷ lực có đàn hồi thông số tập trung 27 Hình 2.4 Sơ đồ mô điểm nút hệ dẫn động thuỷ lực có đàn hồi th«ng sè tËp trung 31 Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống phanh thủ lùc dßng 35 Hình 3.2: Sơ đồ mô hệ thống phanh sau 35 H×nh 3.3: Sơ đồ mô hệ thống phanh trớc 36 Hình 3.4: Sơ đồ mô hình quy đổi xilanh công tác 41 Hình 3.5 Sơ đồ mô rút gọn hƯ thèng phanh thủ lùc cÇu sau 49 Hình 3.6 Sơ đồ mô rút gọn hệ thống phanh cầu trớc 54 Hình 3.6: Đồ thị áp suất xilanh bánh xe cầu sau 67 Hình 3.7: Đồ thị dịch chun cđa pÝtt«ng thø cÊp xi lanh chÝnh 68 Hình 3.8: Đồ thị dịch chuyển píttông xi lanh bánh xe cầu sau 68 Hình 3.9: Đồ thị áp suất bánh xe cầu trớc 69 Hình 3.10: Đồ thị dịch chuyển píttông sơ cấp xi lanh 70 Hình 3.11: Đồ thị dịch chuyển píttông xilanh bánh xe cầu trớc 70 Hình 3.12: Đồ thị biến thiên áp suất bánh xe trớc sau 72 Hình 3.13: Đồ thị dịch chuyển pittông xilanh bánh xe cầu trớc sau 72 Hình 4.1:Đồ thị áp suất xilanh bánh xe cầu sau độ nhớt thay đổi 76 Hình 4.2: Đồ thị dịch chuyển píttông xilanh bánh xe cầu sau độ nhớt thay đổi 76 Hình 4.3: Đồ thị dịch chuyển pittông thứ cÊp xilanh chÝnh 77 ®é nhít thay ®ỉi 77 Hình 4.4: Đồ thị áp suất xilanh bánh xe cầu sau độ 79 cøng quy ®ỉi (C) thay ®ỉi 79 Hình 4.5: Đồ thị dịch chuyển pittông xilanh bánh xe cầu sau 79 độ cứng quy ®ỉi (C) thay ®ỉi 79 Hình 4.6: Đồ thị dịch chun pitt«ng thø cÊp xilanh chÝnh 80 ®é cøng quy ®ỉi C thay ®ỉi 80 H×nh 4.7: Đồ thị áp suất xilanh bánh xe cầu sau lợng khí 81 không hoà tan (a) thay ®ỉi 81 Hình 4.8: Đồ thị dịch chuyển pittông thứ cấp xilanh khi lợng khí không hoà tan (a) thay đổi 82 Hình 4.9: Đồ thị dịch chuyển pittông xilanh bánh cầu sau lợng khí không hoà tan (a) thay đổi 82 Hình 4.10: Đồ thị áp suất xilanh bánh xe cầu sau đờng kính ống dÉn (d) thay ®ỉi 84 Hình 4.11: Đồ thị dịch chuyển pittông thứ cấp xilanh 84 ®êng kÝnh èng dÉn (d) thay ®ỉi 84 H×nh 4.12: Đồ thị dịch chuyển pittông xilanh bánh xe đờng kÝnh èng dÉn (d) thay ®ỉi 85 Danh môc ký hiệu, chữ viết tắt Ký hiệu Tên gọi Gxe Trọng lợng xe ôtô Mp Mô men phanh Pp ; P0 Lực phanh lực phanh riêng Ppmax;P0max Lực phanh cực đại lực phanh riêng cực đại rbx v1 ; v2 B¸n kÝnh b¸nh xe VËn tèc «t« lóc tríc phanh vµ sau phanh Smin QuÃng đờng phanh Jmin Gia tốc chậm dần phanh t Thời gian phanh Đơn vị N N.m N N m m/s m m/s2 s ϕ HƯ sè b¸m bánh xe với mặt đờng Hệ số tính đến ảnh hởng trọng khối quay ôtô Eu ; Ea Mô đun đàn hồi chất lỏng đẳng nhiệt, đoạn nhiệt MPa pi ;pmax áp suất dầu ¸p st dÇu lín nhÊt cđa hƯ thèng phanh N/m2 Vi Thể tích chất lỏng (dầu phanh) m3 Mô đun đàn hồi chất lỏng lẫn khí đẳng nhiệt đoạn nhiệt MPa E ao Thông số phụ thuộc vào chất lỏng nhiệt độ N/m2 Aa Thông số phụ thuộc vào chất lỏng nhiệt độ Ec; Ecs i (pi) Hệ số đàn hồi m 2/N a Thể tích tơng đối chất khí không hoà tan Qi Lu lợng chất lỏng (dầu phanh) Khối lợng riêng cđa chÊt láng (dÇu phanh) f DiƯn tÝch tiÕt diƯn ®êng èng dÉn ®éng m2 Fi DiÖn tÝch tiÕt diÖn xilanh hay pittông m2 Dịch chuyển pittông m xi ;zi ;yi Ci Độ cứng quy đổi phần tử cấu phanh % m3/s kg/m2 N/m