Cũng chính vì thế mà đề tài “Nghiên cứu thử nghiệm xác định thời gian chậm tác dụng của hệ thống phanh khí nén” được tác giả lựa chọn trong luận văn tốt nghiệp thạc sĩ của mình.. Đồng th
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Các ch ỉ tiêu đánh giá hệ th ố ng phanh
Các chỉ tiêu thường được dùng để đánh giá hiệu quả của quá trình phanh bao gồm :
- gia tốc chậm dần khi phanh,
- lực phanh và lực phanh riêng
1.1.1 Gia t ốc chậm dần khi phanh (j p )
Gia tốc chậm dần khi phanh là chỉ tiêu quan trọng đánh giá hiệu quả phanh của ôtô Để xác định gia tốc này, ta cần viết phương trình cân bằng lực phanh
Ff ± Fg + Fw + Fm + Fp + Fms - Fj = 0 (1)
Fms- lực cản do ma sát trong hệ thống truyền động
Thực nghiệm cho thấy lực phanh Fp chiếm khoảng 98% tổng lực cản chuyển động của ôtô, cho phép bỏ qua các lực Ff, Fw, Fms trong phân tích Để thuận tiện trong việc nâng cao chất lượng quá trình phanh, ta xem xét trường hợp ôtô phanh không kéo rơ-mooc (Fm = 0) và trên đường nằm ngang (Fg = 0) Phương trình cân bằng lực phanh trong trường hợp này được thiết lập để phân tích rõ hơn.
G và Fp.max = ϕ.G vào biểu thức (2)
Từ biểu thức (2.19) ta có thể xác định được gia tốc chậm dần cực đại khi phanh như sau :
Để nâng cao hiệu quả phanh và tăng cường gia tốc chậm dần khi phanh, cần giảm hệ số δj Trong tình huống phanh khẩn cấp, người lái nên cắt ly hợp để tách động cơ khỏi hệ thống truyền lực, giúp giảm δj và tăng jp.max, từ đó nâng cao hiệu quả phanh.
Gia tốc chậm dần khi phanh tỷ lệ thuận với hệ số bám (ϕ) giữa lốp xe và mặt đường, với hệ số bám tối đa ϕmax đạt từ 0,7 đến 0,8 trên đường nhựa tốt Nếu giả định δj ≈ 1, thì gia tốc chậm dần cực đại của ô tô trong trường hợp phanh khẩn cấp có thể đạt từ 7 đến 8 m/s².
Trong quá trình vận hành ô tô, thường xảy ra hiện tượng phanh với gia tốc chậm dần nhỏ hơn nhiều so với gia tốc chậm dần tối đa mà hệ thống phanh có thể đạt được.
Thời gian phanh cũng là một chỉtiêu dùng đểđánh giá hiệu quả của quá trình phanh Thời gian phanh càng nhỏ thì hiệu quả phanh càng lớn
Trong trường hợp tổng quát ta có : j p dt = dv (5)
2 v g v g dv j t dv j v v j v v p p = ∫ = ∫ ϕ δ ⋅ =ϕ δ − (6) Trong trường hợp phanh khẩn cấp, vận tốc ở cuối quá trình phanh v 2 = 0 Ta có : g dv j dt dv j p
10 v1-vận tốc của xe tại thời điểm bắt đầu phanh v2-vận tốc của xe ở cuối quá trình phanh
Thời gian phanh tối thiểu được xác định bởi biểu thức (8), cho thấy nó tỷ lệ thuận với hệ số (δj) và vận tốc bắt đầu phanh (v1), trong khi lại tỷ lệ nghịch với hệ số bám (ϕ) và gia tốc trọng trường (g) Để giảm thời gian phanh, người lái cần giảm hệ số (δj) bằng cách cắt ly hợp khi phanh.
Thời gian phanh được tính theo các công thức (6) và (8) là thời gian lý thuyết, tức là thời gian này được xác định trong điều kiện lý tưởng Trong điều kiện này, áp suất của chất lỏng (hoặc khí nén) đạt giá trị tối đa ngay khi bắt đầu phanh và không tính đến thời gian phản ứng của người lái xe.
Thực tế, thời gian phanh bao gồm những khoảng thời gian sau :
Thời gian phản xạ của người lái (t1) là khoảng thời gian từ khi lái xe quyết định phanh đến khi chân tác động lên bàn đạp phanh Thời gian này phụ thuộc vào khả năng phản xạ của người lái, thường dao động trong khoảng 0,3 đến 0,8 giây.
Thời gian chậm tác dụng của hệ thống phanh (t2) là khoảng thời gian từ khi người lái nhấn bàn đạp phanh cho đến khi má phanh ép sát vào trống phanh Thời gian này (t2) phụ thuộc vào kiểu dẫn động phanh, với t2 = 0,03 giây đối với dẫn động phanh thủy lực và t2 = 0,3 giây đối với dẫn động phanh bằng khí nén.
Thời gian phát triển lực phanh (t3) là khoảng thời gian từ khi lực phanh bắt đầu tác động đến bánh xe cho đến khi lực phanh đạt đến một giá trị nhất định Trong nhiều tài liệu giáo khoa, thời điểm kết thúc giai đoạn phát triển lực phanh được xác định là khi lực phanh đạt giá trị cực đại.
• Thời gian phanh chính (t 4 ) : thời gian này được xác định theo công thức
(8) Trong thời gian này, lực phanh (Fp) hoặc gia tốc chậm dần (jp) được duy trì ở giá trị cực đại
Thời gian nhả phanh (t5) là khoảng thời gian từ khi người điều khiển bỏ chân khỏi bàn đạp phanh cho đến khi lực phanh hoàn toàn biến mất (Fp = 0) Khi ô tô đã dừng hẳn, t5 không ảnh hưởng đến quãng đường phanh tối thiểu Thời gian phanh thực tế, từ khi người điều khiển quyết định phanh cho đến khi xe dừng lại, được tính bằng công thức: t = t1 + t2 + t3 + t4.
Quãng đường phanh (S p) là khoảng cách mà ôtô di chuyển từ khi bắt đầu phanh cho đến khi dừng hẳn, và đây là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá hiệu quả phanh của ôtô Người điều khiển xe thường rất quan tâm đến chỉ tiêu này, vì nó giúp họ nhận thức rõ hơn và xử lý tốt các tình huống khẩn cấp khi phanh trên đường.
Trong trường hợp phanh khẩn cấp : j p g dt j dv δ ϕ. max
Nhân cả hai vế phường trình trên với dS p ta có : p j p g dS dt dS dv
Khi phanh đến lúc ôtô dừng hẳn (v 2 = 0) ta có :
Quảng đường phanh tối thiểu được xác định bởi vận tốc ôtô khi bắt đầu phanh, hệ số bám (ϕ) và hệ số quán tính quay (δj) Để giảm quãng đường phanh, cần cắt ly hợp khi phanh nhằm giảm hệ số (δj).
1.1.3 L ực phanh và lực phanh riêng (η p )
Khi kiểm tra hệ thống phanh trên bệ thử, lực phanh và lực phanh riêng là hai chỉ tiêu quan trọng để đánh giá hiệu quả của hệ thống này Lực phanh (Fp) được xác định theo công thức: p p bx.
Lực phanh riêng (ηp) – còn gọi là hiệu suất phanh là tỷ số giữa lực phanh và trọng lượng của xe : ηp
Lực phanh riêng đạt cực đại khi phanh với lực phanh cực đại ηp.max = = ϕ = ϕ
Quãng đường phanh là chỉ tiêu quan trọng nhất trong đánh giá chất lượng phanh của ô tô, giúp người lái có cái nhìn trực quan về hiệu suất phanh Khi nắm rõ quãng đường phanh của xe, người lái có thể điều chỉnh tốc độ di chuyển và khoảng cách phanh hợp lý, từ đó giảm thiểu nguy cơ tai nạn cho bản thân và các phương tiện giao thông khác.
Chỉ tiêu về thời gian chậm tác dụng
Mặc dù tác giả đã trình bày các chỉ tiêu đánh giá hệ thống phanh ô tô, nhưng vẫn còn thiếu thông tin về thời gian chậm tác dụng của hệ thống phanh khí
• Thời gian phản ứng của hệ thống phanh chính được xác định khi xe đỗ
Thời gian phản ứng phụ thuộc vào thời gian tác động (t f), được xác định thông qua một chuỗi các tác động, bắt đầu từ thời gian tác động ngắn nhất có thể.
14 tăng dần đến thời gian khoảng 0,4 giây Trị số đo được phải được vẽ trên đồ thị
Thời gian phản ứng trong thử nghiệm được xác định là 0,2 giây, tương ứng với thời gian tác động phanh Thời gian này có thể được tính toán thông qua phương pháp nội suy từ đồ thị.
Thời gian tác động tối đa cho hệ thống phanh không được vượt quá 0,6 giây, từ lúc bắt đầu tác động đến khi áp suất trong bầu phanh đạt khoảng 75% áp suất tiệm cận Độ chậm tác dụng là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá hiệu quả phanh thực tế và cần được tối ưu hóa trong thiết kế Các yếu tố ảnh hưởng đến độ trễ như chiều dài và đường kính ống, kích thước tiết lưu, và việc sử dụng van gia tốc cần được tính toán cẩn thận để đảm bảo hệ thống phanh đạt độ chậm tác dụng nhỏ nhất (≤ 0,6 giây) mà không làm tăng tổng thời gian phanh.
C ấ u t ạ o chung c ủ a h ệ th ố ng phanh khí nén
Hệ thống phanh khí nén, mặc dù có cấu tạo cồng kềnh và phức tạp, lại mang lại ưu điểm vượt trội cho các phương tiện có trọng tải lớn so với các loại phanh khác Thông thường, hệ thống này được thiết kế với nhiều thành phần để đảm bảo hiệu suất phanh tối ưu.
1 Máy nén khi 4 Cụm van chia, bảo vệ
2 Bộ điều chỉnh áp suất 5 Bình chứa khí nén mạch I
3 Bình làm khô 6 Bình chứa khí nén mạch II b) Cụm điều khiển: 7 Van phân phối hai dòng c) Cơ cấu chấp hành: 8.Bầu phanh và cơ cấu phanh trước
9 Bầu phanh và cơ cấu phanh sau d) Các đường ống dẫn khí
Phần cung cấp khí nén có nhiệm vụ chính là hút không khí từ môi trường bên ngoài và nén không khí đến áp suất yêu cầu từ 0,7 đến 0,9 Mpa (tương đương 7 đến 9 kg/cm²) Điều này đảm bảo cung cấp đủ lưu lượng khí cho hệ thống phanh khí nén hoạt động hiệu quả.
Hình 0.1: Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh khí nén
Máy nén khí hoạt động hiệu quả nhất ở áp suất 11 kg/cm²; nếu áp suất vượt quá mức này, van điều áp sẽ ngắt máy để đảm bảo an toàn Độ bền và độ tin cậy của hệ thống phanh khí nén phụ thuộc vào chất lượng khí nén, vì vậy khí nén cần phải được đảm bảo khô, sạch và có áp suất an toàn trong quá trình làm việc.
Hệ thống dẫn động khí nén được phân chia độc lập sau máy nén khí thông qua cụm van chia và bảo vệ Khí nén sau khi làm việc sẽ được thải ra ngoài khí quyển, do đó các bình chứa dự trữ khí nén với thể tích lớn giúp duy trì sự ổn định và hiệu quả trong quá trình làm việc của hệ thống.
Van phân phối là bộ phận quan trọng kết nối với bàn đạp, có nhiệm vụ điều khiển việc đóng mở dòng khí nén từ bình chứa đến bầu phanh bánh xe khi phanh, đồng thời thải khí trong bầu phanh khi nhả phanh Ngoài ra, van phân phối còn giúp người lái cảm nhận mức độ hoạt động của hệ thống phanh.
Bầu phanh là một bộ xi lanh pit tông khí nén, đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điều khiển, chuyển đổi áp suất khí nén thành lực cơ học tác động lên cam để thực hiện quá trình phanh bánh xe Các đầu nối và đường ống có chức năng dẫn khí nén tới các cụm công tác liên quan theo sơ đồ bố trí dẫn động.
Trong hệ thống phanh khí nén, độ chậm tác dụng phụ thuộc vào cấu trúc của hệ thống dẫn động Việc lựa chọn hệ thống dẫn động khí nén cần đảm bảo nâng cao hiệu quả phanh, giảm độ chậm tác dụng và cải thiện chất lượng động lực học của ô tô khi phanh.
Dưới đây là dạng bố trí thường gặp trên xe tải và xe kéo mooc:
Hình1.2 Sơ đồ bố trí hệ thống phanh thường gặp cho xe tải
Hình 1.3 Sơ đồ bố trí phanh xe rơ-mooc
Nh ững đề tài nghiên c ứ u liên quan
Việc phát triển thiết bị xác định thời gian chậm tác dụng đã được nghiên cứu từ lâu trên thế giới, nhưng ở Việt Nam, mô hình thiết bị này vẫn còn thiếu các đề tài nghiên cứu Do đó, luận văn này tham khảo kinh nghiệm và nghiên cứu từ một số đề tài quốc tế để xây dựng thiết bị phù hợp.
- A diagnostic system for air brake in commercial verhicles – Shankar Ram Coimbatore Subramanian Luận văn tiến sĩ tại Texas A&M University
- Modeling and Simulation Vehicle Air Brake System- Li He, Xiaolong Wang, Yunqing Zhang, Jinglai Wu, Liping Chen, Huazhong University of Science and Technology, China
- Tiêu chuẩn ECE R13 do ủy ban kinh tế Châu Âu ban hành
- Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN6919 – 2001, tổng cục đo lường tiêu chuẩn chất lượng ban hành ( dựa theo tiêu chuẩn ECE.R13)
In the research materials reviewed, the author has gathered valuable insights, particularly focusing on the topics of "A Diagnostic System for Air Brake in Commercial Vehicles," "Modeling and Simulation of Vehicle Air Brake Systems," and the ECE R13 standard These subjects are discussed in detail, addressing the challenges of brake testing in heavy-duty trucks and the development of practical brake testing models.
A diagnostic system for air brakes in commercial vehicles is a research project focused on developing a device that simulates the pneumatic brake system in trucks This study is conducted by researcher Shankar Ram Coimbatore Subramanian.
Nghiên cứu này tại Texas A&M tập trung vào ảnh hưởng của áp suất khí nén trong bầu phanh đến sự dịch chuyển thanh đẩy trong cơ cấu phanh Qua việc phân tích áp suất trong bầu phanh bánh xe, nghiên cứu xác định được lỗ hở trong hệ thống phanh khí nén cũng như thời gian chậm tác dụng của hệ thống phanh Đồng thời, nghiên cứu cũng theo dõi diễn biến áp suất khí nén trong các bầu phanh, cung cấp cái nhìn sâu sắc về hiệu suất của hệ thống phanh Sơ đồ nguyên lý của thiết bị được trình bày dưới đây.
1 Thanh đẩy 2 Khối kết nối 3 Cảm biến chuyên động thanh đẩy
4 Cảm biến áp suất 5,6 van chia dòng 7 Khối điều khiển động cơ servo
8 động cơ servo 9 Bình khí nén 10 van điều chỉnh
11 cảm biến độ mở van 12 van phân phối 2 ngả
Hình 1.4 Mô hình thiết bị trong đề tài
“diagnostic system for air brake in commercial verhicles”
Thiết bị này được trang bị 4 cảm biến áp suất tại các bầu phanh bánh xe, cùng với một cảm biến xác định độ dịch chuyển của thanh đẩy trong cơ cấu phanh Nhờ đó, thiết bị thu thập dữ liệu và truyền về máy tính để xử lý.
Phương pháp này phát triển mô hình mô phỏng hệ thống phanh với cơ cấu chấp hành điện, cho phép mở van phanh chân qua điều khiển điện tử Mặc dù đề tài "Modeling and Simulation Vehicle Air Brake System" từ nhóm tác giả tại Huazhong University of Science and Technology, Trung Quốc, có quy mô và chi tiết, nhưng nhược điểm lớn là chỉ phù hợp cho nghiên cứu hệ thống phanh khí nén trong phòng thí nghiệm và có kích thước cồng kềnh Việc chế tạo mô hình mô phỏng tốn nhiều thời gian và chi phí Đề tài này tập trung vào xây dựng mô hình phanh dẫn động khí nén dựa trên cấu trúc thực tế của các thành phần trong hệ thống, đồng thời thiết lập chương trình mô phỏng bằng phần mềm MWork.
Hệ thống phanh khí nén bao gồm nhiều bộ phận quan trọng như van phanh chân với hai đường van trên và dưới, van xả nhanh, bầu phanh, pedal lực, các nguồn cấp khí nén và các đường ống dẫn Các bộ phận này hoạt động phối hợp để đảm bảo hiệu suất phanh tối ưu trong các phương tiện giao thông.
Hình:1.5 Mô phỏng các chi tiết cơ bản
Các chi tiết đã được mô phỏng sẽ được thể hiện qua một biểu tượng đơn giản và được sắp xếp trong một sơ đồ tổng thể, bao gồm tất cả các thiết bị và bộ phận của hệ thống phanh khí nén, như minh họa trong hình dưới đây.
9 Van phanh dưới 8 Relay valve
Hình1.6 : Mô hình mô phỏng trong đề tài:
Modeling and Simulation Vehicle Air Brake System
Các đường ống sẽ được thiết lập với đường kính và độ dài cụ thể, trong khi các nguồn cấp khí nén sẽ được điều chỉnh áp suất và bàn đạp mô phỏng sẽ thể hiện độ lớn lực tác động Sau khi mô phỏng, mô hình sẽ được chạy để thu thập kết quả, bao gồm diễn biến áp suất tại các bầu phanh trước và sau, cũng như các giá trị áp suất tại các bình chứa, thời điểm đạp phanh và nhả phanh Qua đó, đồ thị sẽ được vẽ để xác định mối quan hệ giữa áp suất tại các bầu phanh trước và sau theo thời gian.
Hình1.7: Kết quả về diễn biến áp suất thu được tại các bầu phanh
Mô hình này là một mô phỏng lý thuyết về hệ thống phanh, nhưng nó phản ánh rõ ràng diễn biến tại các bầu phanh Nó cho phép kiểm tra ảnh hưởng của các thông số như áp suất nguồn khí nén, đường kính, độ dài dây dẫn và kích thước lò xo tích năng tới diễn biến áp suất bầu phanh.
Đề tài "Mô hình hóa và mô phỏng hệ thống phanh khí nén trên xe" tập trung vào nghiên cứu lý thuyết về hệ thống phanh ô tô, cung cấp cái nhìn tổng quan về diễn biến áp suất trong hệ thống này Việc triển khai các chương trình nghiên cứu như vậy trên toàn bộ các bộ phận của ô tô sẽ giúp sinh viên ô tô Việt Nam tiếp cận nhanh chóng hơn với việc phát triển các hệ thống và chức năng trên xe, điều mà hiện tại vẫn còn hạn chế tại Việt Nam.
Sau khi phân tích các đề tài nghiên cứu liên quan, tác giả đã xác định được mục tiêu và nội dung nghiên cứu cần đạt được cho đề tài của mình.
Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của đề tài
Mục tiêu của đề tài
Sau khi đã phân tích các đặc điểm của hệ thống phanh khí nén, tác giả tập trung nghiên cứu và giải quyết các nội dụng như sau:
- Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị thực tế thiết bị xác định thời gian chậm tác dụng
- Đề xuất qui trình thực nghiệm xác định thời gian chậm tác dụng
- Thực hiện xác định thời gian chậm tác dụng
- Hiển thị kết quả đo áp suất trên đồ thị
Quan sát diễn biến khí nén trong bầu phanh và bình chứa là rất quan trọng, đồng thời việc lưu trữ dữ liệu này sẽ hỗ trợ hiệu quả cho công tác nghiên cứu và phát triển.
NGHIÊN C Ứ U, THI Ế T K Ế THI Ế T B Ị XÁC ĐỊ NH TH Ờ I GIAN CHẬM TÁC DỤNG CỦA HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN
CHẬM TÁC DỤNGCỦA HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN
Hệ thống phanh khí nén hoạt động dựa trên dòng khí nén áp suất cao từ máy nén khí, nhưng do khí là môi chất có khả năng nén, nên có độ trễ từ khi người lái tác động vào bàn đạp phanh đến khi bầu phanh đạt đủ áp suất Thời gian chậm tác dụng này phụ thuộc vào cấu trúc của hệ thống phanh Do đó, cần thực hiện các thí nghiệm để xác định thời gian từ khi tác động đến khi áp suất khí nén tại bầu phanh đạt mức hoạt động, nhằm cải tiến và tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống phanh.
2.1 Nguyên lý hoạt động của thiết bị
Để xác định thời gian chậm tác dụng, cần xác định hai thời điểm quyết định.
- Thời điểm bắt đấu phanh,
- Thời điểm áp suất khí nén tại bầu phanh xa nhất đạt đến mức mà tại đó hệ thông phanh bắt đầu có tác dụng
Thời điểm thứ 2 là yếu tố then chốt trong việc đánh giá hệ thống phanh, với các tiêu chuẩn trong nước và quốc tế đều thống nhất về thời điểm này Thông tin chi tiết đã được trình bày trong phần 1.5 chương I của luận văn.
26 Để cụ thể hóa tác giảxin đưa ra đây sơ đồ khối của thiết bịnhư sau:
Hình 2.1 Sơ đồ khối thiết bị xác định thời gian chậm tác dụng
Chức năng các khối chức năng trên sơ đồ khối như sau:
- Cảm biến áp suất: chuyển đổi tín hiệu dạng áp suất khí nén thành tín hiệu điện
Khối tín hiệu phanh sẽ gửi tín hiệu điện áp đến khối vi xử lý ngay khi người lái thực hiện thao tác điều khiển phanh.
Khối vi xử lý nhận tín hiệu từ các cảm biến và tín hiệu phanh, kích hoạt bộ đếm thời gian chậm tác dụng Đồng thời, nó chuyển đổi tín hiệu áp suất thành dạng số hóa và gửi tín hiệu xác nhận thời điểm đạp phanh đến khối chuyển đổi tín hiệu Giá trị thời gian chậm tác dụng được hiển thị trên màn hình LCD.
- LCD: Khối hiển thị cơ bản hiển thị giá trị về thời gian chậm tác dụng
Khối chuyển đổi tín hiệu là một thành phần quan trọng trong máy vi tính hiện đại, giúp người dùng giao tiếp hiệu quả bằng cách chuyển đổi ngôn ngữ phù hợp.
Máy vi tính thu thập dữ liệu từ khối chuyển đổi tín hiệu và trực quan hóa chúng bằng cách vẽ đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của các tín hiệu theo thời gian
2.2 Thiết kế thiết bị xác định thời gian chậm tác dụng
Trong phần trước, tác giả đã trình bày sơ đồ khối của thiết bị với các chức năng cơ bản Ở phần này, tác giả sẽ đi sâu vào quá trình thiết kế chi tiết các khối chức năng.
- Khối chuyển đổi tín hiệu
2.2.1 L ựa chọn cảm biến áp suất a Các loại cảm biến áp suất
Hệ thống phanh khí nén hoạt động với áp suất thấp hơn 10 bar, do đó việc lựa chọn cảm biến thích hợp là rất quan trọng để đảm bảo độ phân giải tín hiệu thu được.
Khi phần tử này chịu tác động từ sự chênh lệch áp suất giữa mặt trong và ngoài, nó sẽ gây ra biến dạng cho các tenzo dán xung quanh ống Nhà sản xuất sẽ tiến hành xử lý để đảm bảo hiệu suất tối ưu.
28 tín hiệu về sự biến dạng này rồi cho ta giá trị áp suất chênh lệch giữa môi trường trong và ngoài ống trụ
Hình 2.2 – Phần tử biến dạng kiểu ống hình trụ a) Sơ đồ cấu tạo b) Vị trí gắn cảm biến
Lò xo ống là một thiết bị đo áp suất với cấu trúc vòng lò xo rỗng Khi có chênh lệch áp suất giữa môi trường bên trong và bên ngoài ống, lò xo sẽ bị biến dạng, chủ yếu theo phương tiếp tuyến Dựa vào sự biến dạng này, người ta có thể tính toán được chênh lệch áp suất giữa hai môi trường.
Ống xi phông là một ống hình trụ xếp nếp có khả năng biến dạng dưới áp suất, với độ cứng không đổi trong giới hạn tuyến tính, được xác định bởi tỉ số giữa lực tác dụng và biến dạng Để tăng cường độ cứng, người ta thường lắp thêm lò xo bên trong ống Vật liệu chế tạo ống xi phông bao gồm đồng, thép cacbon và thép hợp kim, với đường kính từ 8 đến 100mm và chiều dày thành từ 0,1 đến 0,3mm.
Màng dùng để đo áp suất được chia ra màng đàn hồi và màng dẻo
Màng đàn hồi có dạng tròn phẳng hoặc có uốn nếp được chế tạo bằng thép
Hình 2.5 – Sơ đồ màng đo áp suất
Khi áp suất tác động lên hai mặt của màng không đồng nhất, nó tạo ra lực làm biến dạng màng Biến dạng này là hàm phi tuyến của áp suất và có sự khác biệt tùy thuộc vào vị trí khảo sát Đối với màng phẳng, độ phi tuyến thể hiện rõ rệt.
30 lớn khi độ võng lớn, do đó thường chỉ sử dụng trong một phạm vi hẹp của độ dịch chuyển của màng
Khi đo áp suất nhỏ, người ta sử dụng màng dẻo hình tròn phẳng hoặc uốn nếp, được chế tạo từ vải cao su Trong một số trường hợp, màng dẻo có tâm cứng được sử dụng, với tâm màng được kẹp chặt giữa hai tấm kim loại.
THỬ NGHIỆM XÁC ĐỊNH THỜI GIAN CHẬM TÁC DỤNG
4.1 Chuẩn bị và lắp đặt thiết bị
Sau khi hoàn thiện các quy trình thử nghiệm, tác giả đã tiến hành thực nghiệm và thu được những kết quả nhất định Trước khi lấy kết quả, tác giả đã thực hiện đầy đủ các bước trong quy trình thử nghiệm đã được thiết lập Dưới đây là một số hình ảnh minh họa cho việc chuẩn bị và lắp đặt thiết bị.
Xe thử nghiệm THACO FLD1000 là mẫu xe tải được sản xuất và phân phối bởi công ty Thaco, có khả năng chở trọng tải lên đến 10 tấn Xe được trang bị hệ thống phanh dẫn động khí nén và cầu sau với bầu phanh tích năng, đảm bảo hiệu suất và an toàn khi vận hành.
Hình 4.2 Lắp đặt cảm biến áp suất bầu phanh
Hình 4.3 lắp đặt cảm biến áp suất tại bình chứa khí nén
Hình 4.4 kết nối thu thập tín hiệu phanh
Sau khi hoàn tất công tác chuẩn bị và lắp đặt, tác giả đã tiến hành kết nối tín hiệu và thực hiện nhiều lần đo thử nghiệm, thu được những kết quả tích cực.
Hình 4.5 Kết quả thời gian trễ hiển thị trên LCD
Kết quả thời gian chậm tác dụng hiển thị trên màn hình LCD phụ thuộc vào giá trị áp suất ngưỡng do người thử nghiệm thiết lập Tuy nhiên, màn hình chỉ có khả năng hiển thị một giá trị thời gian trễ tại ngưỡng áp suất đã xác định.
Đồ thị kết quả thử nghiệm, cùng với giá trị thời gian chậm tác dụng hiển thị trên màn hình LCD, phản ánh một cách rõ ràng dữ liệu và kết quả thu được từ quá trình thử nghiệm.
Việc thu thập kết quả thử nghiệm là cần thiết cho nghiên cứu và phát triển hệ thống phanh Thông qua việc phân tích bảng số liệu thử nghiệm, chúng ta có thể xác định diễn biến thời gian chậm tác dụng tương ứng với các trạng thái áp suất trong bầu phanh.
Trong phần 1.4, tác giả trình bày một nghiên cứu bổ sung, cho thấy sự tương đồng giữa hai kết quả Điều này chỉ ra rằng nghiên cứu thực tế về hệ thống phanh và nghiên cứu lý thuyết đều mang lại những kết quả tương đương.
Bảng ph ụ lục thể hiện công tác phân tích dữ liệu trong một lần thử nghiệm:
So với dạng dữ liệu nguyên gốc, bảng dữ liệu trên có thêm 2 cột nữa là cột
Tỷ lệ phần trăm giữa áp suất bầu phanh và áp suất bình chứa khí nén (PP bbbb / PP bbbn) cùng với thời gian phanh (Δt) cung cấp thông tin quan trọng về sự thay đổi áp suất phanh theo thời gian khi đạp phanh Hai cột này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về tổn thất khí nén từ nguồn đến bầu phanh xa nhất, cụ thể là bầu phanh cầu sau.
Có 2 vị trí được in đậm trong bảng số liệu mà ta cần chú ý là:
- Thời điểm bắt đầu đạp phanh ứng với Δt=0 Đây là thời điểm người lái bắt đầu tác dụng lực lên bàn đạp phanh
- Thời điểm %(𝑃𝑃 𝑏𝑏𝑏𝑏 /𝑃𝑃 𝑏𝑏𝑏𝑏𝑛𝑛 ) = 75%, đây là giá trị mà tiêu chuẩn TCVN
6919 định nghĩa là thời gian chậm tác dụng của hệ thống phanh khí nén, thời điểm này ứng với thời gian phanh là 528 ms.
Áp suất cao nhất mà khí nén trong bầu phanh có thể đạt được chỉ khoảng 90% so với áp suất trong bình chứa khí nén, điều này cho thấy sự tổn thất khí nén trong hệ thống phanh.
Bảng thống kê dưới đây trình bày các kết quả thử nghiệm của tác giả, bao gồm các chỉ tiêu quan trọng như áp suất khí nén trong bầu phanh (𝑃𝑃 𝑏𝑏𝑏𝑏𝑛𝑛), thời gian hiển thị trên LCD (𝑇𝑇 𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛), thời gian từ khi người lái đạp phanh đến khi áp suất trong bầu phanh đạt ngưỡng (𝑇𝑇 𝑛𝑛𝑛𝑛𝑚𝑚𝑡𝑡), thời gian để áp suất trong bầu phanh đạt 75% áp suất bình chứa khí nén (𝑡𝑡 75% ), và tỷ lệ phần trăm áp suất cực đại trong bầu phanh so với áp suất trong bình khí nén (%𝑃𝑃 𝑏𝑏𝑏𝑏𝑚𝑚𝑏𝑏𝑏𝑏).
Sau nhiều lần thử nghiệm và thu giữ số liệu tác giả đã thu được bảng số liệu như sau:
Bảng4.2 Thống kê số liệu thử nghiệm
Trong bảng trên, các số liệu thu thập được không có sự thay đổi lớn về mặt giá trị, tuy nhiên, giá trị trong lần thử nghiệm thứ 7 cao hơn giá trị trung bình sơ bộ đáng kể, có thể do sai số ngẫu nhiên Khi loại bỏ giá trị này, giá trị trung bình của các số liệu thu thập cho thấy kết quả tổng quan về thời gian chậm tác dụng như sau:
Hệ thống phanh khí nén của xe đã đạt tiêu chuẩn kiểm nghiệm theo TCVN 6919 với giá trị 1111 = 77115 (mmmm), đảm bảo thời gian phản hồi dưới 06 giây.
Hệ thống phanh ô tô đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho người lái và hành khách Đầu tư vào nghiên cứu và cải tiến hệ thống phanh không chỉ giúp giảm thiểu thương vong mà còn bảo vệ tài sản của chủ xe, góp phần ngăn chặn tai nạn giao thông.
Nghiên cứu thời gian chậm tác dụng, mặc dù chưa được khai thác nhiều tại Việt Nam, lại rất quan trọng trong việc kiểm nghiệm và phát triển hệ thống phanh Thiết bị nghiên cứu có khả năng xác định thời gian chậm tác dụng thông qua hai phương pháp: thử nhanh và thử nghiệm thu thập đầy đủ dữ liệu Qua 12 lần thử nghiệm trên xe thực tế, kết quả thu được cho thấy tính ổn định của thiết bị Thiết bị đã đáp ứng hầu hết các yêu cầu của đề tài, cho phép thu thập và hiển thị dữ liệu dưới dạng đồ thị theo thời gian phanh, lưu trữ dữ liệu nhanh chóng, và bộ đếm thời gian hoạt động chính xác, không sai lệch nhiều so với thời gian thực.
Thiết bị này được sử dụng để nghiên cứu và thu thập dữ liệu điện áp, truyền tải chính xác các giá trị và thời gian về máy tính, đồng thời mở ra hướng phát triển cho đề tài.