Nghiên ứu mô phỏng hệ thống phanh thủy lự trên xe mô tô hai bánh

Nội dung đề tài như sau: Nghiờn Cứu Mụ Ph ng H Th ng Phanh Th y L c trờn Xe Mụ tụ Hai Bỏnh ỏ ệ ố ủ ự Nhằm đảm bảo tớnh trung thực, khỏch quan trong quỏ trỡnh nghiờn cứu và thực hi n nghi

B Ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜ NG Đ Ạ I H C BÁCH KHOA HÀ NỘI Ọ

-

VÕ VĂN CHAN

LU ẬN VĂN THẠ C S K THU T Ỹ Ỹ Ậ CHUYÊN NGÀNH : K THU Ỹ ẬT CƠ KHÍ ĐỘ NG L C Ự

NGƯỜI HƯỚ NG D N KHOA H C Ẫ Ọ

PGS.TS.H H U H I Ồ Ữ Ả

HÀ N I - 2014 Ộ

L ời cam đoan

-trưởng Trường Đại h c Bách khoa Hà Nọ ội đã giao đề tài luận văn thạc s cho em, ĩ

Giảng viên hướng d n: PGS.TS H H u H iẫ ồ ữ ả Nội dung đề tài như sau:

Nghiên Cứu Mô Ph ng H Th ng Phanh Th y L c trên Xe Mô tô Hai Bánh ỏ ệ ố ủ ự Nhằm đảm bảo tính trung thực, khách quan trong quá trình nghiên cứu và thực

hi n nghiêm túc v vệ ề ấn đề sao chép tài liệu luận văn

khác đã có và em hoàn toàn chịu trách nhi m v n i dung cệ ề ộ ủa đề tài này

ngày 25 tháng 0 năm 20143

Học viên cam đoan

VÕ VĂN CHAN

L i m u ờ ở đầ

Trong những năm gần đây xe mô tô hai bánh ở Việt Nam phát triển rất

nhanh để đáp ứng người tiêu dùng trong nước và xu t kh u; chính sách nấ ẩ ội địa hóa

ph ụtùng xe gắn máy của nước ta đã ạ t o điều kiện thuận lợi cho các nhà nghiên cứu,

thiết kế, chế ạo các cụm chi tiế , chi tiế ắp ráp, thay thế cho xe gắn máy nói chung t t t l ,

trong đó có hệ ố th ng phanh th y l c xe mô tô hai bánh Th c t vi c s d ng phanh ủ ự ự ế ệ ử ụ

thủy lự ở ứ ộc m c đ , hiệu quả phanh như thế nào? Chúng ta cầ tìm hiển u, hiểu biết

đề tài :

Nghiên Cứ u Mô Ph ng H Th ng Phanh Th y L c trên Xe Mô tô Hai ỏ ệ ố ủ ự

B ánh

Mục đích ối tượ, đ ng, phạm vi nghiên cứu củ ềa đ tài nhằm xây dựng cơ sở

lý thuy t hế ệ thống phanh thủy lực xe mô tô hai bánh và mô ph ng trên Matlab ỏ –

Simulink để nh n bi t rõ hi u qu phanh th y l c ậ ế ệ ả ủ ự

Đềtài cung cấp cơ sởlý thuyết về nghiên cứu và tính hiệu quả phanh thủy

lực trong quá trình điều khi n xe g n máy thông qua phể ắ ần mềm mô ph ng ỏ

Được sự giúp đỡ, hướng dẫn ực tiế đềtr p tài r t tấ ận tình của Thầy H Hồ ữu

H iả , phó giáo sư, tiến s cùng quý Th y, ĩ ầ Cô trường Đạ ọi h c Bách khoa Hà N i trong ộ

quá trình học tập và th c hi n ự ệ đề tài Em xin chân thành cám ơn

ngày 25 tháng 03 năm 2014

H c ọ viên thực hi n ệ

VÕ VĂN CHAN

M ục lụ c

Danh m c các ký hiụ ệu, các chữ ế ắ vi t t t 2 Chương 1 : Tổng quan v về ấn đề nghiên c u 3 ứ1.1 Xe mô tô: 3 1.2 H th ng phanh c a xe mô tô : 4 ệ ố ủ

1.3 C u trúc h ấ ệ thống phanh trên xe máy: 5 1.4 Các ch ỉ tiêu đánh giá chất lượng c a quá trình phanh, các tiêu chu n qui ủ ẩ

định h th ng phanh và tính ệ ố ổn định c a xe máy khi phanh: 12 ủ

1.5 Các đề tài nghiên c u v phanh ô tô và xe máy có liên quan: 19 ứ ề

1.6 M c tiêu, n i dung cụ ộ ủa đề tài: 19

2.1 Sơ lược v Matlab – Simulink 21 ề

2.2 Mô hình mô ph ng xy lanh chính : 23 ỏ

2.3 Mô hình mô ph nỏ g đường ng d n d u h th ng phanh thố ẫ ầ ệ ố ủy lực cho bánh xe

trước và bánh xe sau xe mô tô: 25

2.4 Mô hình mô phỏng cơ cấu phanh bánh xe: 30 2.5 Mô hình mô ph ng chuyỏ ển động c a xe 32 ủ

Chương 3: Kết qu mô ph ng h th ng phanh th y l c trên xe mô tô 2 bánh 40 ả ỏ ệ ố ủ ự3.1 Mô ph ng h ỏ ệ thống phanh khi thay đổ ực tác dụi l ng: 40 3.2 Mô ph ng h ỏ ệ thống phanh khi thay đổ ận tốc xe ban đầi v u : 49 3.3 Mô ph ng h ỏ ệ thống phanh khi thay đổ ệ ối h s bám : 58

K T LU N VÀ KI N NGH 68 Ế Ậ Ế ỊTÀI LIỆU THAM KHẢO 69

Chương 1 : Tổ ng quan v v n đ nghiên c u ề ấ ề ứ

1.1 Xe mô tô:

như là sự ế ợ k t h p giữa động cơ nổ và xe 2 bánh

Hình 1: Xe g n máy c ắ ổ

cơ đốt trong ch y b ng khí nhiên liạ ằ ệu có kích thướ ớc l n và n ng nên ặkhông đặt lên 2 bánh xe được

Hình Động cơ đố2: t trong c a ủ Etienne Lenoir

cơ của Lenoir Đây là sự ở đầ m u cho vi c đệ ặt động cơ đốt trong vào

xe 2 bánh

• Năm 1870 K ỹ sư người Pháp là Perô ch tế ạo được xe 2 bánh g n máy ắđầu tiên có động cơ hơi nước ch y b ng c n ạ ằ ồ

• T ừ năm 1887 nước Đức và nước Anh sản xuất xe gắn máy gắn động

cơ đốt trong

1.1.2 Xu hướng phát tri n : ể

Đầu thế ỷ 20, xe gắn máy dùng nhiều nhất trên thế k gi i ớ nhất là các nư c ớChâu Âu v i nh ng kiớ ữ ểu xe đẹp và hiện đại Nh t Bậ ản là là nước sản xu t xe gấ ắn máy n i ti ng nh t thổ ế ấ ế ớ Ở gi i Việt Nam đang lưu hành r t nhiấ ều loại xe g n máy ắmang thương hiệu các nước trên th gi i, Vi t Nam c ng có nhi u công ty liên ế ớ ệ ũ ềdoanh l p ráp và sắ ản xuất xe gắn máy

Xe gắn máy luôn được cải tiến và ngày càng hoàn thiện hơn, chế ạo gọn nhẹ , t

bền, đẹ , công suất lớn (xe mô tô), dùng phanh đĩ , phun xăng điện tử, hộp số ựp a t động …

1.2 H thệ ống phanh của xe mô tô :

Theo k t cế ấu cơ cấu phanh:

• H th ng phanh vệ ố ới cơ cấu phanh gu cố

• H th ng phanh vệ ố ới cơ cấu phanh đĩa

• Điều khi n phanh ph i nh , êm d u, ể ả ẹ ị ổn định trong mọi trường h p; ợ

• Dẫn động phanh có độ nh y cao, không t xi khi phanh;ạ ự ết

• Cơ cấu phanh ph i thoát nhi t t t; ả ệ ố

• Có h s ma sát giệ ố ữa phần quay và má phanh cao và ổn định ;

1.3.1.2 Nguyên lý hoạt động:

• Khi chưa phanh: Giữa má phanh và mặt trong tang trống phanh có khe hở

1.3.1.3 Phân loại phanh tang trống:

má đẩy, má mi t có hi u qu ế ệ ả phanh cao hơn má đẩy Lo i này dùng làm phanh sau ạ

xe mô tô thông thường

má phanh, b trí c 2 là má mi t Vì thố ả ế ế loại này l c phanh lự ớn gấp 1,5 lần lực phanh lo i 1má miạ ết 1 má đẩy Nó thường dùng làm phanh trước cho xe th thao, ểnhưng ngày nay được thay th bế ằng phanh đĩa

a) b) Hình 9: a) Lo i m t má mi t mạ ộ ế , ột má đẩy; b) Loại hai má miết 1.3.1.4 Tang trống phanh:

Tang trống phanh ật liệ v u bằng gang được ép chặt vớ moayơ Khi phanh, i

l c ma sát sinh nhi t làm gi m h s ma sát c a má phanhự ệ ả ệ ố ủ Để khắc phục hiện tượng này, bề ặ m t ngoài của moayơ có thiế ết k các gân tản nhiệt b ng nhôm ằ hợp kim có

vào bên trong tang tr ng phanh, bên ngoài có n p p má phanh ố ắ ố

a)

b)

Hình 10: a) Tang tr ng phanh có gân tố ản nhiệt

Tang tr ng phanh và nb) ố ắp ốp má phanh

1.3.2 Phanh đĩ a:

1.3.2.1 Cấu tạo:

Phanh đĩa gồm một đĩa kim loại làm bằng thép lắp với moayơ bánh xe và quay cùng bánh xe Khi phanh, d u th y lầ ủ ự ép piston đẩc y má phanh ép sát vào đĩa phanh

Truy n l c và chuyề ự ển động trong h th ng th y lệ ố ủ ực dựa trên định lu t Pascal ậ

Hình 11:Sơ đồ nguyên lý hoạt động chung củ a phanh đ ĩa

Khi lực F1 tác dụng vào piston bơm (piston chính) có diện tích mặt cắt là S1, cở ụm xy lanh ẹp (xy lanh công tác) diện tích mặt cắt của piston là S2 ( piston k

V y khi t s ậ ỷ ố l n ta có F2 l n khi tác d ng mớ ớ ụ ột lực F1 nh ỏ

• Nguyên lý hoạt động:

Khi phanh, xy lanh bơm (xy lanh chính) ẽ s chuyển lực tác dụng sang dạng

bằng nhự , gang hoặc nhôm hợp kim liên kết với xy lanh bơm Piston bơm được lắp a

ph t chớ ắn dầu làm kín và cao su ch n b i ắ ụ

Hình 12:Xy lanh chính và xy lanh công tác phanh đĩ a

Khi bóp phanh tay, lực ép lên piston bơm thắng lực lò xo hồi vị làm piston d ch chuyị ển Phớt lắp trên thân piston đóng lỗ ầ d u hồi và khi piston tiếp tục

đi vào thì làm áp suất dầu tăng lên ầu phanh theo đườ, d ng ng d n xu ng c m xy ố ẫ ố ụlanh ép (xy lanh công tác) làm cho piston ép và má phanh được đẩy ra th c hi n quá ự ệtrình phanh xe

Hình 13: Xy lanh chính và xy lanh công tác khi phanh

Khi nhả phanh tay, piston ép được đ y trở ại nhờ lò xo hồi vị, dầu ẩ lphanh tr l i bình ch a thông qua l dở ạ ứ ỗ ầu hồi

Hình 14: Xy lanh chính và xy lanh công tác khi nh ả phanh

1.3.3 Ưu nhượ c đi m củ ể a h thệ ống phanh dẫ n đ ộng th y lủ ực:

• Công ngh ệ chế ạ t o không phức tạp làm gi m giá thành s n xu t; ả ả ấ

• Khối lượng các chi tiết nhỏ ế ấu gọ, k t c n;

• Mô men phanh ổn định hơn so với cơ cấu ki u tang tr ng khi h s ể ố ệ ố

đị nh h th ng phanh và tính n đ nh c a xe máy khi phanh: ệ ố ổ ị ủ

1.4.1 Các ch ỉ tiêu đánh giá chất lượng của quá trình phanh:

Nhằm đánh giá chất lượng c a quá trình phanh có th ủ ể dùng các chỉ tiêu sau:

- Gia tốc chậm d n khi phanh ầ

- L c phanh và l c phanh riêng ự ự

Đây là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lư ng phanh xe ợmáy Khi phân tích các lực tác dụng lên xe máy có th viể ết phương trình cân bằng

Pj = Pp + Pf + P + P ± Pi (1 – 1)

Pj: l c quán tính sinh ra khi phanh xe máy;ự

Pp: L c phanh sinh ra ự ở các bánh xe;

P : Lực cản lăn;

j = = (1 – 5)

dt = d

T biừ ểu thức (1 6) ta thấy rằng thời gian phanh nhỏ- nhất phụ thuộc vào vận

tốc ban đầu phanh xe máy, phụ thuộc vào hệ ố và hệ ố s s gi a bánh xe v i ữ ớ

c t ly h p khi phanh ắ ợ

Quãng đường phanh là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượng phanh

Quãng đường phanh nhỏ nhất xác định bằng cách tích phân dS trong giới hạn

trình phanh Ta có:

Smin = d =

Smin = ( ) (1 – 8)

Khi phanh đến lúc xe máy d ng h n ừ ẳ = 0:

Smin = - 9) (1

T biừ ểu thức (1-9) ta thấy rằng quãng đường phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào

vận tốc chuyển động của xe máy lúc bắ ầt đ u phanh, phụ thuộc vào hệ ố s bám và

Để ảm quãng đườ gi ng phanh cần giảm h s ệ ố

Chú ý công thức (1 4 )- , (1-6 ), (1- ) 9 thì jPmax , tmin , Smin ph thuụ ộc hệ ố sbám , nhưng ph thu c vào t i tr ng tác d ng lên bánh xe ụ ộ ả ọ ụ cho nên gia tốc chậm

G c a xe máy ủ

Để hình dung rõ sự thay đổi của quãng đường phanh nhỏ nhất theo vận

giá trị ta quan sát đồ ị dướ th i

đây:

Hình 15: Đồ thị chỉ ự thay đổ s i quãng đư ng phanh nhỏ nhất theo tố ờ c đ ộ bắt

đầu phanh và h s bám ệ ố

(bi u thể ức 1-9), h s ệ ố bám càng cao thì quãng đường phanh S càng gi m ả

Lực phanh và lực phanh riêng là chỉ tiêu để đánh giá chất lượng phanh Chỉtiêu này dùng thu n l i nh t là khi th ậ ợ ấ ử phanh xe máy trên băng thử

L c phanh sinh ra ự ở các bánh xe xác định theo bi u thể ức:

Pp = (1 - 10) Trong đó:

Pp: L c phanh xe máy; ự

Mp: Mô men phanh của các cơ cấu phanh;

Rb: Bán kính làm vi c trung bình cệ ủa xe

Lực phanh riêng P là lực phanh tính trên một đơn vị ọ tr ng lư ng toàn bộợ G

th t giá tr 57 ể đạ ị ÷85 % Trong thực tế giá tr ị chỉ đạt 45 ÷ 65 %

Nhận xét:

Trong chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh thì ch ỉ tiêu quãng đường phanh là

s dẽ ừng trước một chướng ngại vật mà h ph i x ọ ả ử trí để tránh tai nạn

Chú ý:

Bốn chỉ tiêu nêu trên đều rất quan trọng ( giá trị tương đương) Vì thế khi đánh giá chất lượng phanh ch dùng m t trong b n ch tiêu nói trên ỉ ộ ố ỉ

1.4.2 Các tiêu chuẩn qui định ệ ống phanh: h th

Các tiêu chu n này do B GTVT Viẩ ộ ệt Nam quy định theo quyết định S : ố

tháng 01 năm 2002 ớ ố đăng ký: 22 TCN v i S - 224 - 01 như sau:

1.4.2.1 Các cụm , chi tiết đúng hồ sơ k thu t, lỹ ậ ắp ghép đúng và chắc chắn Đầy đủ các chi tiế ẹt k p ch t và phòng l ng ặ ỏ

1.4.2.2 Không được rò r d u phanh ho c khí nén trong h th ng, các ng d n d u ỉ ầ ặ ệ ố ố ẫ ầ

hoặc khí không được rạn n t ứ

1.4.2.3 Dẫn động cơ khí của phanh chính và phanh đỗ xe: linh ho t, nh nhàng, ạ ẹkhông bi n dế ạng, rạn nứt, hoạt động tốt Bàn đạp phanh ph i có hành trình tả ự do theo quy định c a nhà s n xuủ ả ất Cáp phanh đỗ (nếu có) không hư hỏng, không chùng l ng khi phanh ỏ

1.4.2.4 Đố ớ ệ ối v i h th ng phanh dẫn động khí nén (phanh hơi): áp suấ ủt c a h th ng ệ ốphanh hơi phải đạt áp suất quy định theo tài li u k thu t Bình chệ ỹ ậ ứa khí nén đủ ố s lượng theo h ồ sơ kỹ thu t, không r n nậ ạ ứt Các van đầy đủ, hoạt động bình thường 1.4.2.5 Tr lợ ực phanh đúng theo hồ sơ kỹ thu t, kín khít, hoậ ạt động t t ố

1.4.2.6 Hi u qu c a phanh chính và phaệ ả ủ nh đỗ xe:

Hiệu quả phanh chính khi thử trên đường:

s bám không nh ố ỏ hơn 0,6

Sp (m) hoặc gia tốc chậm dần lớn nhất khi phanh Jpmax (m/s2 ) vớ chế đội th ử phương tiện không t i tả ở ốc độ 30km/h và được quy định như sau :

- Khi phanh, quĩ đạo chuyển động của phương tiện không lệch quá 80 so với phương chuyển động ban đầu và không l ch kh i hành lang có chi u r ng 3,50m ệ ỏ ề ộ

- Ch thế độ ử: Phương tiện không t i ả

Phanh đỗ xe (Điề u khiển bằng tay ho c chân) : ặ

- Ch thế độ ử: phương tiện không t i ả

- Dừng lại ở độ ố d c 20% đ i với tất cả các loại xe khi thử trên dốc hoặc tổng lực ốphanh PF1 không nh ỏ hơn 16% trọng tải phương tiện không t i Gả 0 khi th ử trên băng

15km/h

Sau đây là ả b ng tiêu chuẩn và hiệu quả phanh (của hệ thống phanh chính)

Phân nhóm

SP (m)

Gia tốc chậm dần lớn nhất khi phanh

jmax(m/s2) Nhóm 1: Ô tô con, kể ả ô tô con c

chuyên dùng đến 09 ch ng i (k ỗ ồ ể

c ả người lái)

Nhóm 2: Ô tô tải có ọng lượ tr ng

tô khách trên 09 chỗ ngồi (kể ả c

người lái), có t ng chi u dài ổ ề

Nhóm 3: Ô tô hoặc đoàn ô tô có

kg, ô tô khách trên 09 chỗ ngồi (kể

c ả người lái) có tổng chiều dài lớn

hơn 7,5m

Nhóm 4: Mô tô 3 bánh, xe lam và

xích lô máy

1.4.3 Tính ổ n đ nh củ ị a xe máy khi phanh:

Trong quá trình phanh xe máy thì trục dọc của xe có th b ể ị nghiêng đi một

Đồng th i, s cân b ng c a xe máy là cân b ng đ ng nên r t d x y ra m t cân b ng ờ ự ằ ủ ằ ộ ấ ễ ả ấ ằ

trong quá trình phanh, gây m t an toàn ấ

1.5 Các đề tài nghiên cứu về phanh ô tô và xe máy có liên quan:

H i ả Trường Đại học Bách khoa Hà Nộ hướng dẫn Sinh viên thực hiện i –

••••• Ứng d ng ph n m m Matlab - simulink mô ph ng h th ng phanh ABS trên ụ ầ ề ỏ ệ ố

xe du lịch – Do ths Đồng Minh Tuấn Trường Đại họ SPKT Hưng Yên c

hướng d n – Sinh viên th c hi n Nguy n Trẫ ự ệ ễ ọng Khương

••••• Chun-Kuei Huang, Ming Chang Shih (2010), A study on Anti- -lock Brake

System of a Motorcycle, Department of Mechanical Engineering, National

Cheng- Kung University, Tainan, Taiwan, ROC

1.6 Mục tiêu ội dung của đề, n tài:

••••• M c tiêu cụ ủa đề tài:

Nghiên cứu hệ thống phanh thủy lực trên xe mô tô hai bánh, xây dựng, mô

phỏng hệ ống phanh thủy lự này trên Matlab Simulink để th c – nhận biết rõ hiệu quả

phanh th y lủ ực, đồng thời có cơ sở đánh giá , chúng hoàn thiện hơn ựd a trên mô

ph ng s ỏ ự thay đổ ề: lực tác dụi v ng, v n t c và h s bám ậ ố ệ ố

••••• N i dung cộ ủa đề tài:

sau:

Gi i thi u t ng quan v h th ng phanh trên xe mô tô hai bánh ớ ệ ổ ề ệ ố

Xây dựng mô hình mô phỏng hệ thống phanh thủy lực trong Matlab – Simulink

Kết quả mô phỏng hệ ống phanh thủy lực trên xe mô tô hai bánh và th nhận xétđánh giá ế, k t luận đố ớ ệ ối v i h th ng phanh này

Chương 2: M ụ hỡnh mụ ph ng h th ng phanh xe mỏy ỏ ệ ố

trong Matlab – Simulink.

2.1 Sơ lược v Matlab – ề Simulink

c rụ ất cần thiết giỳp cho cỏc nhà khoa học, cỏc chuyờn gia kỹ thuật trong việc tớnh toỏn, kh o sỏt, phõn tớch, thi t kả ế ế ở ấ r t nhi u cỏc chuyờn ngành khỏc nhau tề ừ cơ khớ, điện, điệ ử, điền t u khi n t ng, rụ b t cụng nghiể ự độ ố ệp cho đến cỏc ngành x lý toỏn ửchuyờn dụng như thống kờ, k toỏn… Matlab cú r t nhi u khế ấ ề ả năng khỏc nhau, Matlab cú thư viện cỏc hàm toỏn h c phong phỳ cho phộp gi i quy t cỏc lo i bài ọ ả ế ạtoỏn kỹ thuật kinh tế khỏc nhau, cỏc h ệ phương trỡnh vi phõn, tớch phõn tuyến tớnh, phi tuyến phức tạp hay cỏc bài toỏn ma trận với k t qu nhanh và chớnh xỏc Cỏc ế ả hàm toỏn này ngày càng được m r ng thụng qua cỏc hàm ng dở ộ ứ ụng đượ ạ ậc t o l p

bởi ngườ ử ụi s d ng hoặc thụng qua thư viện tr giỳp ợ

Matlab cho phộp l p trỡnh trờn ngụn ngậ ữ ậ b c cao dựa trờn cơ sở cỏc phộp toỏn với vộc tơ, mảng và ma trận để ả gi i cỏc bài toỏn k thu t ỹ ậ

mền dẻo, đơn giản và chớnh xỏc trong khụng gian hai chiều cũng như trong khụng gian ba chiều giỳp ngườ ử ụi s d ng quan sỏt k t qu m t cỏch trế ả ộ ực quan và đưa ra giải phỏp t t nh t ố ấ

đa mụi trường, d dàng liờn kễ ết động v i cỏc ph n m m chuyờn nghiớ ầ ề ệp khỏc như: cỏc phần m m x lý ề ử ảnh động, x lý tớn hi u ử ệ

các hệ động lực Đây là sản phẩm nằm bên trong Matlab và sử dụng nhiều hàm của

mềm dẻo của nó

Với Simulink chúng ta có thể xây dựng mô hình mô phỏng của hệ thống

khác nhau

Thưviện của Simulink thườ ng có 8 nhóm:

- Nhóm Continuous và Discrete: chứa các khối cơ bản để xử lý tín hiệu liên tục và rời rạc;

- Nhóm Function & table: chứa các khối thực hiện việc gọi hàm từ Matlab, khối nội suy và khối hàm truyền;

- Nhóm Math: chứa các khối thực thi các hàm toán học;

- Khối Monlinear: chứa các khối phi tuyến;

- Nhóm Sinks & Systems: chứa các khối công cụ xử lý tín hiệu;

- Nhóm Sinks: chứa các khối thực hiện chức năng xuất kết quả;

- Nhóm Source: chứa các khối phát tín hiệu

kéo khối đã chọn thả vào cửa sổ mô hình Trong cửa sổ mô hình, nếu muốn copy một khối, ấn phím Ctrl và rê chuột sang vị trí đặt bản copy; nếu muốn xoá hãy chọn

nó và ấn phím Delete

- Xác lập giá trị các thông số của mô hình;

- Xác lập điều kiện đầu;

- Lựa chọn cách thức xuất kết quả;

- iều khiển việc thực thi quá trình mô phỏng Đ

Khi mụ phỏng h th ng ph c t p cú nhi u ph n t n i ghộp, ta cú th t o cỏc ệ ố ứ ạ ề ầ ử ố ể ạ

mụ đun độ ập đểc l mụ ph ng cỏc h th ng con (h th ng thành phỏ ệ ố ệ ố ần) trong sơ đồ

độ ậc l p (Sub-system) như vậy s ẽ làm cho sơ đồ mụ ph ng cú tớnh c u trỳc, d theo ỏ ấ ễdừi, quan sỏt và sửa chữa chỳng

Trỡnh t th c hiự ự ện một quỏ trỡnh mụ ph ng gỏ ồm cỏc bước cơ bản:

Bước 1: Xõy dựng mụ hỡnh toỏn học là việc xõy dựng hệ phương trỡnh mụ tả

s hoự ạt động và th hi n cỏc qui lu t chung v v t lý cể ệ ậ ề ậ ủa hệ ố th ng

Matlab bao gồm cỏc bước cụng vi c: Ti n hành lệ ế ựa chọn cỏc khối chức năng thớch

trình vi phân đã được xây d ng; n i ghép các kh i ch c ự ố ố ứ năng trong sơ đồ mô ph ng ỏ

bằng cách sử ụng các đường truyền tín hiệu nối các khớp theo đúng trình tự d và

chức năng trong cấu trúc của hệ ố th ng c n kh o sát ầ ả

Bước 4: Thiết lập các điều khi n trong quá trình mô ph ng ể ỏ

Bước 5: Chạy chương trình và xuấ ết k t qu mô ph ng ả ỏ

Bước 6: Đánh giá nhận xét k t qu sau khi mô ph ng ế ả ỏ

Phương trình chuyể n đ ng c a piston: ộ ủ

Khi có lực F(N) tác dụng vào piston l n thđủ ớ ắng lực nén của lò xo hồi vị thì piston d ch chuyị ển theo phương trình sau:

m . F = P A Flxs (2.2)

Lưu lượng dòng d u ch y ra t ầ ả ừ xy lanh chính đến xy lanh công tác

- Lưu lượng vào: Q = A ( 2.3)

- Lưu lượng ra g m: ồ

+ Lưu lượng tiết lưu vào đường ng t khoang d u: Q ố ừ ầ (m3/s)

+ Lưu lượng tiết lưu về bình ch a t khoan d u: ứ ừ ầ

T ừ phương trình trên ta lập được sơ đồ mô phỏ ng xi lanh chính trong Matlap

simulink :

Đầu vào của khối gồm: L c ự tác dụng lên piston xy lanh chính (N)và p á

su t khoang d u (N/mấ ầ 2); Đầu ra c a mô hình mô phủ ỏng xi lanh chính là lưu lượng Q

2.3 Mô hình mô phỏng đường ống dẫn dầu hệ ống phanh thủy lực cho bánh th

xe trước và bánh xe sau xe mô tô:

Lưu lượng Q chảy vào đường ống và chia thành Q1 và Q2 lần lượ ết đ n xi

lanh đó lần lượt là Pxl1 và Pxl2 Áp su t ấ ở trước nút phân nhánh là P

Hình 18: Sơ đồ đường ống dẫn dầu hệ thống phanh thủ ực cho bánh xe trước y l

và bánh xe sau xe mô tô

- Áp suất P trước nút phân nhánh được xác định như sau:

P = ( Q Q1 2)dt + Po

Trong đó:

K: là mô đun đàn hồ ủa dầi c u phanh; k = 2.109 Pa;

Q: Lưu lượng d u chầ ảy từ khoang xy lanh chính đến;

Q1: Lưu lượng d u chầ ảy vào xy lanh bánh xe trước;

Q2: Lưu lượng d u ch y vào xy lanh bánh xe sau ầ ả

- Lưu lượng vào xy lanh cầu trước:

Trong đó:

Qd: Lưu lượng danh ngh a; ĩ

Pd: Áp su t danh ngh ấ ĩa;

Pxl1: Áp su t trong xy lanh ấ bánh xe trước;

- Lưu lượng vào xi lanh c u sau: ầ

Trong đó:

Pxl2: Áp su t trong xy lanh bánh xe sau ấ

- Áp suất xy lanh bánh xe trước (xy lanh 1):

Pxl2: Áp su t trong xy lanh bánh xe sau; ấ

Hình 19: mô phỏng đường ống dẫn dầu hệ ống phanh thủ ực cho th y l

bánh xe trước và bánh xe sau mô tô

Theo sơ đồ mô ph ng trên ta xây d ng khỏ ự ối đường ng vố ới bảng nh p thông s : ậ ố

• L: Chiều dài đường ng (m); ố

• D: đường kính của đường ng (m); ố

• mu: Độ nh t c a d u (kg/ms); ớ ủ ầ

• ro: Khối lượng riêng của dầu (kg/m3);

Đầu vào c a kh i: ủ ố

• Lưu lượng chảy qua đường ng (mố 3/s);

• Đạo hàm của lưu lượng;

• Áp su t cấ ủa đường ng (N/mố 3)

Đầu ra c a kh i: ủ ố

• Độ chênh áp 2 đầu đường ng (N/mố 2);

• Áp su t cuấ ối đường ng (N/mố 2)

2.4 Mô hình mô phỏng cơ cấu phanh bánh xe:

Khối cơ cấu phanh bánh xe mô tô dẫn động b ng th y l c có 2 lo i cơ bằ ủ ự ạ ản: Cơ

cấu phanh đĩa và cơ cấu phanh guốc

Cơ cấu phanh đĩa gồm xy lanh công tác, má phanh,đĩa phanh; cơ cấu phanh

guốc gồm xy lanh công tác, guốc phanh và tang trống phanh.Trên mô hình mô

Tại xy lanh công tác khi có lưu lượng Q1 chảy vào làm áp suất tăng lên và tạo

áp l c lên piston xy lanh công tác, làm chúng cóự xu hướng dịch chuyển G i xọ 1 là

độ ị d ch chuy n c a pistonể ủ , xy lanh công tác để ép má phanh vào đĩa phanh Mỗi cơ

lanh công tác bánh xe trước Pxl1:

Pxl1= (Q1 Sxlt 2x1) dt + P01 (2.13) Trong đó:

• Vxl1: T ng th tích cổ ể ủa đường ống d n dẫ ầu đến xy lanh công tác và thể tích

c a khoaủ ng xy lanh công tác bánh xe trước (m3);

• x1: Độ ị d ch chuy n c a pistonể ủ , xy lanh công tác cơ cấu phanh bánh xe trước

• Mxl1: Khối lượng piston , xy lanh công tác cơ cấu phanh bánh xe trước (kg);

• Ft: Lực cản chuyển động do má phanh tác dụng ngược tr l i piston (N); ở ạ

• x01: Độ ị d ch chuyển ban đầu của piston, xy lanh công tác để kh c ph c khe ắ ụ

h gi a hai má phanh vở ữ ới đĩa phanh của cơ cấu phanh (m);

• k: Độ ứ c ng c a v t li u làm má phanh(N/mủ ậ ệ 2);

• Fms: Lực cản nhớt của dầu (N);

• µ: Hệ ố ả s c n nh t c a d u (kgm/s); ớ ủ ầ

Khi piston, xy lanh công tác cơ cấu phanh m i bớ ắt đầu dịch chuy n (xể 1 x0) thì

lực Ft 0 là rất nhỏ (tương đương lực của lò xo hồi vị ) ta có thể ỏ qua, piston, xy b

lanh công tác ti p tế ục dịch chuy n khi xể 1 > x0 thì piston bắt đầu biến dạng do ép chặt

vào d a phanh ĩ

lượng d u t tầ ừ ổng phanh đến xy lanh công tác cơ cấu phanh bánh xe

Hình 21: Sơ đồ mô phỏng cơ cấu phanh bánh xe trước.

• Đầu vào kh i: ố

+ Q1 Lưu lượng d u chầ ảy qua van điều khiển đến cơ cấu phanh bánh xe trước;

• Đầu ra kh i: ố

+ Pxl1 Áp su t tấ ại xy lanh công tác cơ cấu phanh bánh xe trước;

+ x1Độ ị d ch chuy n c a piston, xy lanh công tác ể ủ

Khi piston, xy lanh công tác của cơ cấu phanh d ch chuyị ển và chưa khắc

ph c khe h giụ ở ữa má phanh và đĩa phanh (x1 x0) thì có th coi lể ực FN

Nếu piston, xy lanh cong tác cơ cấu phanh bánh xe tiếp tục dịch chuyển , khi

công tác cơ cấu phanh n u ti p tế ế ục tăng lên, má phanh ép chặt hơn vào đĩa phanh làm cho mô men phanh bánh xe tăng lên

Mô men phanh tương ứng các bánh xe : Mở p1 Mp2 được xác định:

Mp = 2fp FN Rtb (Nm) (2.16)

Trong đó:

• FN: l c ép, ép má phanh vự ới đĩa phanh (N);

• fp: H s ma sát gi a má phanh vệ ố ữ ới đĩa phanh;

• Rtb: Bán kính trung bình t m ma sát (m) ấ

2.5.1 Mô hình mô phỏng bánh xe

Khi bánh xe chuyển động, dưới tác d ng c a t i tr ng xe thì bánh xe bi n d ng ụ ủ ả ọ ế ạ

Lực dọc Fxcủa mặt đường tác dụng lên bánh xe phụ thuộc vào tải trọng và hệ ố s

bám H s bám gi thi t ph thuệ ố ả ế ụ ộc vào độ trượt: = ( )

• Fp: L c ép má phanh vự ới đĩa phanh;

• fb: H s ma sát gi a má phanh vệ ố ữ ới đĩa phanh;

Hình 23: Qui luật biến thiên của hệ ố bám theo độ trượ s t

Công thức trên mô t t ng quát cho c ả ổ ả trường hợp phanh xe và tăng tốc Quy ước: Khi tăng tốc gia t c góc c a bánh xe > 0ố ủ , độ trượt > 0

Qui luật biến thiên của hệ ố bám theo độ trượt được chọn trước có dạng như s

đến 0,25

Trong quá trình tiến hành mô phỏng, có thể chọn giá trị ệ ố bám cự h s c đ i ạ

hoặc thay đổi qui luật biến thiên của hệ ố bám theo độ trượ s t

Như vậy, ta có mô hình mô ph ng kh i bánh xe g m: ỏ ố ồ

Hình 24: Sơ đồ mô phỏng khối bánh xe

• Đầu vào c a kh i: ủ ố

+ Fz: T i tr ng tác d ng lên bánh xe; ả ọ ụ

+ v: V n t c xe t i thậ ố ạ ời điểm khảo sát;

2.5.2 Mô hình mô phỏng chuyể n đ ộng c a xe ủ

Khi mô phỏng khối chuyển động thẳng của xe mô tô trong quá trình phanh,

để đơn giản ta ch xét các l c tác d ng vào xe trong m t ph ng dỉ ự ụ ặ ẳ ọc, trên đường n m ằngang và b qua lỏ ực cản không khí