nghiên cứu khoa học mô phỏng hệ thống phanh dẫn động thủy lực trên xe con

Trang 1

Trường Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải

Nghiên Cứu Khoa Học

MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PHANH DẪN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN XE CON

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Sỹ Nguyên – MSV 72DCOT20193 Nguyễn Ngọc Minh – MSV 72DCOT20155

Ngành: Công nghê kỹ thuật ô tô

Giảng viên hướng dẫn : TS Đặng Đức Thuận ThS Hà Văn Hiếu

Trang 2

NỘI DUNG LUẬN VĂN

Trang 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan về hệ thống phanh dẫn động thủy lực

1 Bánh xe; 2 Đĩa phanh trước; 3 Xi lanh phanh trước; 4 Xi lanh chính; 5 Bầu trợ lực phanh; 6 Bàn đạp phanh; 7

Đĩa phanh sau; 8 Xi lanh phanh sau

-Các cơ sở lý thuyết về hệ thống phanh;

-Kết cấu các chi tiết của hệ thống phanh;

-Các biện pháp nâng cao hiệu quả phanh.

ÞSơ đồ hệ thống phanh dẫn động thủy lực 2 dòng.

Trang 4

1.2 Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh

 Gia tốc chậm dần khi phanh Thời gian phanh

 Quãng đường phanh

 Lực phanh và lực phanh riêng

 Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của quá trình phanh có ý nghĩa tương đương nhau

Hình 1 7 Đồ thị thời gian phanh thực tếThời gian phanh:

- Thời gian phản xạ của người t1;

- Thời gian chậm tác dụng của hệ thống phanh t2;

- Thời gian gia tăng áp lực phanh (t3); - Thời gian phanh chính (t4);

- Thời gian nhả phanh (t5)

t = t1 + t2 + t3 + t4

Trang 5

1.3 Những nghiên cứu đối với hệ thống phanh thủy lực

MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Phương pháp nghiên cứu

Mô phỏng của các thông số kết cấu của hệ thống phanh dẫn động thủy lực trên xe con 5 chỗ.

- Tìm hiểu, phân tích các cơ sở lý thuyết hệ thống phanh;

- Xây dựng hệ phương trình vi phân mô tả hoạt động của hệ thống;

- Mô phỏng bài toán bằng phần mềm mô phỏng số;Phân tích các nội dung, đối tượng nghiên

cứu, phương pháp nghiên cứu, phương pháp mô phỏng

Những nghiên cứu về hệ thống trên thế giớiNhững nghiên cứu về hệ thống ở Việt Nam

Trang 6

1.3 Những nghiên cứu đối với hệ thống phanh thủy lực

 Đối tượng nghiên cứu: Xe Corolla Altis Giới hạn đề tài

˗ Các thông số đầu vào mô phỏng được lựa chọn từ catalog của nhà sản xuất, đồ án tốt nghiệp, đo trực tiếp và từ giáo trình kĩ thuật.

˗ Quá trình mô phỏng trên cơ sở lý thuyết.˗ Đề tài tập trung vào đối tượng

nghiên cứu là hệ thống phanh dẫn động thủy lực trên xe con 5 chỗ;˗ Đề tài bỏ qua ảnh hưởng của xi

lanh chính và bầu trợ lực phanh;

Trang 7

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC

Tính chịu nén

Tính đàn hồi

2.2 Các mô hình mô phỏng

- Đây là mô hình khá hoàn chỉnh, cho phép nghiên cứu những quá trình phức tạp với độ chính xác cao.- Việc tính toán rất phức tạp

- Mô hình phép mô tả một cách tương đối chính xác các hiện tượng phức tạp xảy ra trong hệ thống

- Mô hình này quá đơn giản và không mô tả chính xác các quá trình vật lý xảy ra trong hệ thống

Trang 8

2.3 Mô hình đàn hồi hệ thống dẫn động thủy lực

- Mô hình này coi chất lỏng là nén được và phân bố tập trung tại một hoặc hai dung tích (mô hình với các thông số tập trung có kể đến ảnh hưởng của tính đàn hồi của các phần từ trong hệ thống)

- Lực đặt lên cần piston Pv thay đổi theo thời gian Pv(t)

˗ Không có rò rỉ trong hệ thống.

Trang 9

2.3 Mô hình đàn hồi hệ thống dẫn động thủy lực

Các bài toán:

1 Bài toán 3 phần tử đàn hồi

Phương trình chuyển động

Phương trình dòng chảy

Phương trình lưu lượng

Hệ phương trình vi phân mô tả hoạt động của hệ thống

Hình 2.4

Hình 2.5Hình 2.3

Trang 10

3.1 Sơ đồ dẫn động3.2 Sơ đồ mô phỏng

Hình 3.2 Sơ đồ mô phỏng cầu trước

Trang 11

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ PHƯƠNG TRÌNH MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG…

3.3 Phương trình mô tả hoạt động của hệ thống

Phương trình mô tả hoạt động cầu sau:

(3.30)

Trang 12

3.3 Phương trình mô tả hoạt động của hệ thống

Phương trình mô tả hoạt động cầu trước:

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ PHƯƠNG TRÌNH MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG…

Trang 13

3.3 Phương trình chuyển động theo phương dọc

- Fz1, Fz2 là phản lực từ mặt đường lên bánh xe trước, sau;

- Ff1, Ff2 là lực cản lăn bánh xe trước, sau;- Fp1, Fp2 là lực phanh ở bánh xe trước, sau;- Fw là lực cản khí động học theo phương dọc;- G là trọng lượng của xe.

Trang 14

3.4 Xây dựng hệ phương trình của mô hình rút gọn

Giả thiết:

- Quá trình hoạt động xảy ra tại piston xi lanh chấp hành bánh xe cầu sau là giống nhau;

- Quá trình hoạt động xảy ra tại piston xi lanh chấp hành bánh xe cầu trước là giống nhau;

- Coi độ cứng của các phần tử trong hệ thống đủ lớn, độ đàn hồi của chúng là không đáng kể => Hệ số đàn hồi được tính theo công thức 2.9

Trang 16

STTKí hiệuNội dungGiá trịĐơn vị STT Kí hiệuNội dungGiá trịĐơn vị1 fTiết diện đường ống1.26*10-5m210Cdh Độ cứng đàn hồi 14,4*1

2 Khối lượng riêng chất

lỏng 850 Kg/m

311ψ2 (p)Hệ số giãn nở của hệ thống1/Em2/N

3 lChiều dài đường ống3.5m12kCường độ đạp phanh231/s

Độ dài tương đương của xi lanh công tác tương ứng với thể tích chất lỏng ban đầu chứa trong chúng.

311ψ2 (p)Hệ số giãn nở của hệ thống1/Em2/N

3 lChiều dài đường ống3.5m12kCường độ đạp phanh231/s

Độ dài tương đương của xi lanh công tác tương ứng với thể tích chất lỏng ban đầu chứa trong chúng.

CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG

Trang 17

4.2 Kết quả mô phỏng

4.2.1 Kết quả mô phỏng tại cầu sau

Hình 4 4 Chuyển vị của piston xi lanh chính

Hình 4 3 Quá trình tăng áp suất tại xi lanh chính và xi lanh công tác cầu sau

Hình 4 5 Chuyển vị của xi

Trang 18

4.2 Kết quả mô phỏng

4.2.2 Kết quả mô phỏng tại cầu trước

Hình 4 7 Chuyển vị của piston xi lanh chính

Hình 4 6 Quá trình tăng áp suất tại xi lanh công tác cầu trước

Trang 19

Nhận xét:

-Đồ thị biến đổi áp suất tại xi lanh chính (p1) và trong xi lanh công tác (p2) cho thấy có 1 độ trễ rất nhỏ giữa p1 và p2 ở giai đoạn đầu khi đạp phanh (khoảng thời gian tăng áp t3) và đạt giá trị cực đại bằng p1max khi piston xi lanh công tác dừng dịch chuyển thể hiện bản chất quy luật độ nhạy cao của dẫn động thủy lực;

-Đồ thị chuyển vị của piston xi lanh chính và xi lanh chấp hành (xét trong khoảng thời gian t3) cho thấy ở giai đoạn ban đầu có 1 khoảng thời gian trễ vào khoảng 0.01s do các tổn thất và ma sát, sau đó tăng nhanh và đạt ổn định ở khoảng thời gian 0.22s Ngoài ra có sự dao động nhẹ trong các cột chất lỏng trong quá trình dịch chuyển;-Các kết quả mô phỏng hoạt động của hệ thống phanh cho thấy các quy luật tăng áp

phù hợp với lý thuyết.

Trang 20

Xin chân thành cảm ơnCác thầy cô đã lắng nghe!