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
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN QUANG HƯNG NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM XÁC ĐỊNH THỜI GIAN CHẬM TÁC DỤNG CỦA HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS HỒ HỮU HẢI Hà Nội – Năm 2013 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061132095131000000 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả đề tài MỤC LỤC Danh mục hình vẽ……………………………………………………………… Lời nói đầu……………………………………………………………………….5 Chương I TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Hệ thống phanh có cơng dụng 1.1 Các tiêu đánh giá hệ thống phanh 1.1.1 Gia tốc chậm dần phanh (j p ) 1.1.2 Thời gian phanh (t p ) 1.1.3 Lực phanh lực phanh riêng (η p ) 12 1.2 Chỉ tiêu thời gian chậm tác dụng 13 1.3 Cấu tạo chung hệ thống phanh khí nén 14 1.4 Những đề tài nghiên cứu liên quan 18 1.5 Mục tiêu nội dung nghiên cứu đề tài 23 Chương NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ THIẾT BỊ XÁC ĐỊNH THỜI GIAN CHẬM TÁC DỤNG CỦA HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN 25 2.1 Nguyên lý hoạt động thiết bị 25 2.2 Thiết kế thiết bị xác định thời gian chậm tác dụng 27 2.2.1 Lựa chọn cảm biến áp suất 27 2.2.2 Khối nguồn 35 2.2.3 Khối vi xử lý 36 2.2.3.1 Khối vi điều khiển 36 2.2.3.2 Khối xử lý tín hiệu cảm biến 41 2.2.3.3 Khối lưu trữ hiển thị kết thử nghiệm 42` 2.3 Thiết kế mạch điện thuật toán điều khiển 47 2.3.1 Nguyên lý mạch điện 47 2.3.2 Thuật toán xử lý tín hiệu từ cảm biến 47 Chương CHẾ TẠO THIẾT BỊ VÀ XÂY DỰNG QUI TRÌNH THỬ NGHIỆM THỜI GIAN CHẬM TÁC DỤNG 50 3.1 Chế tạo thiết bị xác định thời gian chậm tác dụng 50 3.2 Mơ hình bố trí thiết bị xe thử nghiệm 51 3.3 Qui trình thử nghiệm 52 3.3.1 Bước 1: Chuẩn bị 53 3.3.2 Bước 2: Lắp đặt thiết bị 54 3.3.3 Bước 3: Kết nối tín hiệu 56 3.3.4 Bước 4: Khởi động hệ thống phanh kiểm tra công tác lắp đặt 59 3.3.5 Bước 5: Khởi động thiết bị 59 3.3.6 bước : Tiến hành thử nghiệm 60 3.3.7 Bước 7: kết thúc thử nghiệm 61 Chương THỬ NGHIỆM XÁC ĐỊNH THỜI GIAN CHẬM TÁC DỤNG 62 4.1 Chuẩn bị lắp đặt thiết bị 62 4.2 Kết thử nghiệm 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 70 PHỤ LỤC 71 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh khí nén Hình 1.2 Sơ đồ bố trí hệ thống phanh thường gặp cho xe tải Hình 1.3 Sơ đồ bố trí phanh xe rơ mooc Hình 1.4 Đề tài “diagnostic system for air brake in commercial verhicles” Hình 1.5 Mơ hình thiết bị thử phanh tiêu chuẩn ECE Hình 1.6 Mơ hình mơ đề tài: Modeling and Simulation Vehicle Air Brake System Hình 1.7 Kết diễn biến áp suất thu bầu phanh HÌnh 2.1 Sơ đồ khối thiết bị xác định thời gian chậm tác dụng Hình 2.2 Phần tử biến dạng kiểu ống hình trụ Hình 2.3 Lị xo ống Hình 2.4 Sơ đồ cấu tạo xiphơng Hình 2.5 – Sơ đồ màng đo áp suất Hình 2.6 – Sơ đồ cấu tạo màng dẻo có tâm cứng Hình 2.7 – Bộ chuyển đổi kiểu cảm ứng Hình 2.8 biến đổi điện kiểu vi sai Hình 2.9 – Bộ chuyển đổi kiểu điện dung Hình 2.10: Cảm biến kiểu áp trở Hình 2.11 Cảm biến áp suất SENSYS M5156-10286X-010-BG 15 17 17 Hình 2.12.Kích thước phương pháp kết nối Hình 2.13 Dạng tín hiệu đầu phương pháp chuyển đổi tín hiệu Hình 2.14: Mạch ngun lý khối nguồn Hình 2.15: Sơ đồ kết nối ATmega32 Hình 2.16 so sánh tín hiệu làm việc AVR máy vi tính Hình 2.17 Khối chức giao tiếp AVR máy vi tính Hình 2.18.Khối xử lý tín hiệu cảm biến Hình 2.19 Kết nối điều khiển LCD 1602 34 35 36 37 38 39 42 43 19 21 21 22 26 28 28 29 29 30 30 31 32 33 34 Hình 2.20.lập trình hiển thị lưu trữ liệu Hình 2.21 Đồ thị kết thử nghiệm thực tế Hình 2.22.mạch điện nguyên lý thiết bị thử nghiệm Hình 2.23 Thuật tốn điều khiển thiết bị Hình 3.1 Mặt trước sau mạch in Hình 3.2 Mạch điện sau hồn thiện Hình 3.3 Mơ hình bố trí thiết bị thí nghiệm Hình 3.4.Mối ghép cảm biến áp suất khí nén Hình 3.5 Kết nối tin hiệu cảm biến Hình 3.6.Cách kết nối tín hiệu vào mạch điện Hình 3.7 Thiết bị USB to COM phương án kết nối Hình 3.8 Các thơng số cần điều chỉnh Hình 4.1 Xe thử nghiệm Hình 4.2 Lắp đặt cảm biến áp suất bầu phanh Hình 4.3 lắp đặt cảm biến áp suất bình chứa khí nén Hình 4.4 kết nối thu thập tín hiệu phanh Hình 4.5 Kết thời gian trễ hiển thị LCD Hình 4.6 Đồ thị kết thử nghiệm tương ứng 44 45 47 48 50 51 52 55 57 58 59 60 62 63 63 64 64 65 LỜI NÓI ĐẤU Đất nước ta đà phát triển, để phù hợp với điều ngành cơng nghiệp tô nhà nước quan tâm, trú trọng để trở thành công nghiệp mũi nhọn cung cấp phương tiện vận tải cho nhu cầu vận chuyển nước Tuy nhiên phát triển nhanh công nghiệp ô tô giới với gia nhập công ty sản xuất ô tô nước ngồi mà cơng nghiệp tơ nước ta khó khăn để tìm chỗ đứng phù hợp Tôi nhân viên trực thuộc Cục Đăng Kiểm quốc gia, nhiều năm tham gia kiểm định cho hàng nghìn xe lớn có, nhỏ có, mà cơng việc xác định thơng số kĩ thuật đủ xe có khả lưu hành đường mà xác định thông số, tiêu nhằm nâng cao hiệu hệ thống phanh Vì kĩ sư, thạc sĩ tương lai tác giả canh cánh lịng phải làm điều cho phát triển ngành tơ Việt Nam Cũng mà đề tài “Nghiên cứu thử nghiệm xác định thời gian chậm tác dụng hệ thống phanh khí nén” tác giả lựa chọn luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Hệ thống phanh hệ thống quan trọng đảm bảo an toàn cho xe chuyển động đường Để đạt tiêu hiệu quả, ổn định hướng chuyển động xe phanh, tăng độ tin cậy làm việc, hệ thống phanh ô tô ngày hồn thiện bố trí, kết cấu, lắp đặt vận hành Tuy nhiên trung tâm đăng kiểm chưa thể xác định đầy đủ tiêu hệ thống phanh để phục vụ cho công tác nghiên cứu phát triển hệ thống phanh Vì đề tài tác giả chọn với mong muốn xây dựng, chế tạo thử nghiệm có đủ độ xác thuận tiện để thử nghiệm xác định thời gian chậm tác dụng ô tô, tiêu thường bị bỏ qua nghiên cứu hệ thống phanh ô tô đại Thời gian chậm tác dụng có liên quan lớn đến kết cấu hệ thống phanh, thời gian phản ứng hệ thống phanh xe chuyển động với vận tốc cao, tiêu rút ngắn làm giảm đáng kể quãng đường chuyển động ô tô phanh Đề tài mang đậm tính khoa học đề để phục vụ việc nghiên cứu phát triển hệ thống phanh Sau thời gian triển khai tác giả thực mục tiêu đề ra, kiến thức hạn chế mà đề tài tránh khỏi thiếu sót Vì tác giả mong có đóng góp q báu nhà nghiên cứu Đồng thời chân thành cảm ơn PGS.TS Hồ Hữu Hải tập thể thầy giáo môn ô tô xe chuyên dụng trường đại học Bách Khoa Hà Nội hướng dẫn tơi hồn thành luận văn Tác giả đề tài Nguyễn Quang Hưng TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Phanh ô tô phận quan trọng xe, với hệ thống hỗ trợ kèm đảm bảo an tồn cho xe q trình vận chuyển, đặc biệt tốc độ cao, nâng cao suất vận chuyển Hệ thống phanh ô tơ cần đảm bảo tính bền vững, độ tin cậy, phanh êm dịu, hiệu phanh cao, tính ổn định xe tốt, điều chỉnh lực phanh để tăng tính an tồn cho tơ vận hành Hệ thống phanh có cơng dụng Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ ôtô đến giá trị cần thiết dừng hẳn ôtô vị trí định Hệ thống phanh cịn có nhiệm vụ giữ cho ô tô đứng yên chỗ mặt dốc nghiêng hay mặt đường ngang Với công dụng vậy, hệ thống phanh hệ thống đặc biệt quan trọng, đảm bảo cho tơ, máy kéo chuyển động an tồn chế độ làm việc Nhờ phát huy hết khả động lực, nâng cao tốc độ suất vận chuyển xe Các tiêu đánh giá hệ thống phanh 1.1 Các tiêu thường dùng để đánh giá hiệu trình phanh bao gồm : - gia tốc chậm dần phanh, - thời gian phanh, - quãng đường phanh, - lực phanh lực phanh riêng 1.1.1 Gia tốc chậm dần phanh (j p ) Gia tốc chậm dần phanh tiêu quan trọng để đánh giá hiệu phanh Để xác định gia tốc chậm dần phanh ta viết phương trình cân lực phanh ôtô trường hợp tổng quát sau : F f ± F g + F w + F m + F p + F ms - F j = (1) F ms - lực cản ma sát hệ thống truyền động Thực nghiệm cho thấy lực F f , F w , F ms cản lại chuyển động ơtơ có giá trị nhỏ so với lực phanh F p Trong q trình phanh ơtơ lực phanh F p chiếm khoảng 98% tổng lực có xu hướng cản lại chuyển động ơtơ Vì ta bỏ qua lực F f , F w , F ms phương trình (1) Và để thuận tiện phân tích yếu tố ảnh hưởng biện pháp nâng cao chất lượng trình phanh, xét q trình phanh ơtơ trường hợp không kéo rơmooc: (F m = 0), ôtô phanh đường nằm ngang (F g = 0) Như phương trình cân lực phanh trường hợp viết sau : Fj = Fp (2) G g Thay F j.max = δ j j p max F p.max = ϕ.G vào biểu thức (2) Ta có : G g δ j j p max = ϕ.G (3) Từ biểu thức (2.19) ta xác định gia tốc chậm dần cực đại phanh sau : j p.max = φ.g δj (4)