Nghiên cứu so sánh các loại hệ thống phanh và chọn loại hệ thống phanh tối ưu đảm bảo an toàn khi phanh xe trên đường ở TPHCM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÔ DUY SONG NGHIÊN CỨU SO SÁNH CÁC LOẠI HỆ THỐNG PHANH VÀ CHỌN LOẠI HỆ THỐNG PHANH TỐI ƯU ĐẢM BẢO AN TOÀN KHI PHANH XE TRÊN ĐƯỜNG Ở TPHCM NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 60520116 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC NGHIÊN CỨU SO SÁNH CÁC LOẠI HỆ THỐNG PHANH VÀ CHỌN LOẠI HỆ THỐNG PHANH TỐI ƯU ĐẢM BẢO AN TOÀN KHI PHANH XE TRÊN ĐƯỜNG Ở TPHCM HVTH: NGÔ DUY SONG GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN PHỤNG Tphcm Ngày 18 tháng 11 năm 2015 Luận văn Th.sỹ Trường ĐHSPKT.TPHCM LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: NGÔ DUY SONG Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 11/07/1984 Nơi sinh: Phú yên Quê quán: An Xuân – Tuy An – Phú Yên Dân tộc: Kinh Địa liên lạc: Đại Học Công Nghệ Đồng Nai Đơn vị công tác: Đại Học Công Nghệ Đồng Nai Điện thoại đơn vị: Điện thoại riêng: 0934859784 Fax: E-mail: anhsangmoi2010@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Cao đẳng: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 9/2005 đến 8/2008 Nơi học: Trường Cao Đẳng Công Nghiệp Ngành học: Cơ khí động lực Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 10/2008 đến 09/2010 Nơi học: Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Ngành học: Công Nghệ Ô tô HVTH: NGÔ DUY SONG – GVHD: PGS.TS: NGUYỄN VĂN PHỤNG Page i Luận văn Th.sỹ Trường ĐHSPKT.TPHCM Tên đồ án tốt nghiệp: Ngày & nơi thi tốt nghiệp: Giảng viên hướng dẫn: III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Từ 2012 Trường Đại học Công Nghệ Đồng đến Nai Giảng Viên LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015 Ký tên HVTH: NGÔ DUY SONG – GVHD: PGS.TS: NGUYỄN VĂN PHỤNG Page ii Luận văn Th.sỹ Trường ĐHSPKT.TPHCM LỜI CẢM ƠN    Với khoảng thời gian năm theo học cao học trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh, người nghiên cứu tiếp thu nhiều kiến thức quí báu từ Thầy Cô.Từ người nghiên cứu nâng cao khả tự nghiên cứu lĩnh vực chuyên ngành Đề tài với 80 trang thuyết minh, bao gồm chương Mặc dù cố gắng tiếp thu nhiều kiến thức từ thầy cô cập nhật thêm nhiều tài liệu liên quan trình độ hạn chế thời gian thực ngắn nên luận văn tránh sai sót Rất mong góp ý thầy cô bạn đọc để đề tài hoàn thiện Tôi xin chân thành cám ơn Ban Giám hiệu, Phòng tạo Cao học, khoa Cơ khí động lực trường đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM, thầy cô tham gia giảng dạy cao học, đặc biệt thầy PGS.TS NGUYỄN VĂN PHỤNG tận tình giảng dạy, hướng dẫn, tạo điều kiện giúp đỡ để hoàn thành tốt luận văn Tp HCM ngày tháng năm 2015 Học viên: Ngô Duy Song HVTH: NGÔ DUY SONG – GVHD: PGS.TS: NGUYỄN VĂN PHỤNG Page iii Luận văn Th.sỹ Trường ĐHSPKT.TPHCM TÓM TẮT Một vấn đề nguy hiểm tham gia giao thông đường hệ thống phanh phải thật an toàn Để hệ thống phanh an toàn ta phải có tiêu đánh giá chất lượng phanh ổn định phanh Phanh ăn mà ổn định phanh nguy hiểm phanh không ăn Nên việc cảnh báo an toàn hỗ trợ người tài xế trình điều khiển ô tô lưu thông đường cần thiết Đề tài “Nghiên cứu so sánh loại hệ thống phanh chọn loại hệ thống phanh tối ưu đảm bảo an toàn toàn phanh xe đường TPHCM” Trong đề tài này, em nghiên cứu thời gian tác dụng hệ thống phanh phải luôn lớn thời gian xe dừng để phanh xe an toàn không gây bánh xe bị hãm cứng hay ổn định trình phanh xe lưu thông đường đặc biệt đường TPHCM tính cụ thể cho xe THACO KINGLONG KB12SE sau chọn phanh tối ưu Nội dung luận văn thực bao gồm phần chính: - Tính toán thông số động học cần thiết cho ô tô tay số truyền - Tính toán thời gian tác dụng hệ thống luôn lớn thời gian xe dừng trường hợp phanh xe đột ngột phanh xe từ từ Để phanh xe an toàn không bị hãm cứng hay ổn định phanh, dùng công thức tính toán kết hợp kiểm nghiệm thực tế - Tính toán mômen phanh sinh cầu trước, cầu sau hệ thống phanh thủy khí, kiểm tra điều kiện tự xiết - Xây dựng quy luật thay đổi thông số có phanh ABS theo Geth mark Derney Toàn phân tích chương trình tính toán áp dụng cho loại xe tương tự khác Ta sử dụng cảm biến để thu thập thông số đầu vào để tính toán so sánh với giá trị thực tế đo đạc để hiệu chỉnh cho phù hợp trình thử nghiệm xe trình phanh ABS có phanh ABS HVTH: NGÔ DUY SONG – GVHD: PGS.TS: NGUYỄN VĂN PHỤNG Page iv Luận văn Th.sỹ Trường ĐHSPKT.TPHCM Abstract One of the dangerous issues when joining the traffic on the road is the brake system is really safe To a safe brake system, then we must have indicators evaluate the quality brakes and braking stability.The brake feeding instability when braking, the brake is not more dangerous to eat Should the safety warning and driver support in the automobile drivers to traffic on the road is very necessary The subject "comparative study of the type of brake system and select the optimal braking system ensures full safety when braking the vehicles on the road in the HO CHI MINH CITY" In this topic, I study the effects of brake system time is always greater than the time the truck stop to brake the car is safe and does not cause the wheel gets stiff brake or brake process of instability when the car traffic on the road especially in the path specific to HO CHI MINH CITY airport THACO KINGLONG KB12SE and then select the optimal braking The content of this essay is made consists of main parts: - Calculate the kinematic parameters required for cars in hands of transmission - Timing system effect is always greater than the time the car stopped in case of sudden car brakes and brake the vehicle slowly To brake the car safely without being hard or lose stability when braking the brakes, use formulas to combine actual testing - Calculate braking torque generated inquiries, the following requirements of the hydraulic brake system, check the conditions of the self - Build a rule change the parameters when brake ABS according to the Geth and mark Derney Comprehensive analysis and calculation program here can apply to other similar vehicles We can use the sensor to collect input parameters to calculate and compare with the values actually measured was to adjust accordingly in the process of testing the car braking process not have ABS and ABS brakes available HVTH: NGÔ DUY SONG – GVHD: PGS.TS: NGUYỄN VĂN PHỤNG Page v Luận văn Th.sỹ Trường ĐHSPKT.TPHCM MỤC LỤC HÌNH VÀ BẢNG BIỂU Hình 2.1 Quan hệ bán kính lăn bánh xe với lực kéo, lực phanh Hình 2.2 Bánh xe lăn không trượt Hình 2.3 Bánh xe lăn có trượt lết Hình 2.4 Bánh xe lăn có trượt quay Hình 2.5 Các lực tác dụng lên bánh xe bị động Hình 2.6 Các lực tác dụng lên bánh xe chủ động Hình 2.7 Các lực tác dụng lên bánh xe phanh Hình 2.8 Mối quan hệ hệ số bám độ trượt 11 Hình 2.9 Đặc tính trượt toàn Fk X 13 Hình 2.10 Đặc tính trượt bánh xe chủ động bánh xe phanh 13 Hình 3.1 Phanh bánh xe 15 Hình 3.2 Các lực tác dụng lên ô tô phanh 16 Hình 3.3 Các bánh xe cầu sau bị hãm cứng 22 Hình 3.4 Các bánh xe cầu trước bị hãm cứng 23 Hình 3.5 Các bánh xe bên phải hãm cứng 24 Hình 3.6 Các bánh xe bên trái hãm cứng 24 Hình 3.7 Góc lệch hướng phanh xe 25 Hình 3.8 Phanh xe đường dốc 35 Hình 3.9 Lực tác dụng lên ô tô phanh 37 Hình 3.10 Sơ đồ tính áp suất phân bố má phanh theo quy luật hình sin 39 Hình 3.11 Biều đồ phân bố áp suất má phanh theo quy luật hình sin 41 HVTH: NGÔ DUY SONG – GVHD: PGS.TS: NGUYỄN VĂN PHỤNG Page vi Luận văn Th.sỹ Trường ĐHSPKT.TPHCM Hình 3.12 Sơ đồ tính toán cấu ép 41 Hình 3.13 Sơ đồ xây dựng quy luật thay đổi có phanh ABS 43 Hình 4.1 Giản đồ phanh 47 Bảng 1.1 Giá trị thông số động học tính ứng với v1=20(m/s) .53 Bảng 1.2 Giá trị thông số động học tính ứng với v1=10(m/s) .53 Bảng 1.3 Giá trị thông số động học tính ứng với v1=10(m/s) .54 Bảng 1.4 Giá trị ZBN thay đổi theo ϻXB .55 Bảng 1.5 Giá trị thời gian tp1 thay đổi theo vận tốc v1(m/s) .56 Bảng 1.6 Giá trị thời gian tp1 thay đổi theo vận tốc v1(m/s) .57 Bảng 1.7 Giá trị thời gian tpdn phụ thuộc áp lực phanh 59 Bảng 1.8 Giá trị quan hệ tốc độ chậm dần VR tốc độ ban đầu v1 59 Bảng 1.9 Thời gian phụ thuộc tốc độ ban đầu v1 67 Bảng 1.10 Mô men phanh sinh cầu sau, trước theo hệ số bám .72 Bảng 1.11 Giá trị áp suất phanh cầu trước theo φ Mp1 trường hợp xe đầy tải 79 Bảng 1.12 Giá trị áp suất phanh cầu sau theo φ Mp2 trường hợp xe đầy tải 79 Bảng 1.13 Giá trị áp suất phanh cầu trước theo φ Mp1 trường hợp xe không tải 79 Bảng 1.14 Giá trị áp suất phanh cầu trước theo φ Mp1 trường hợp xe không tải 79 Bảng 1.15 Giá trị áp suất phanh cầu trước, sau theo φ Mp trường hợp xe đầy tải, không tải 80 Đồ thị mức độ hãm phanh 55 Đồ thị thời gian phanh đường có hệ số bám cao 56 Đồ thị thời gian phanh đường có hệ số bám thấp 57 HVTH: NGÔ DUY SONG – GVHD: PGS.TS: NGUYỄN VĂN PHỤNG Page vii Luận văn Th.sỹ Trường ĐHSPKT.TPHCM Đồ thị thời gian phanh tpdn phụ thuộc áp lực phanh Phyd .59 Đồ thị quan hệ tốc đô chậm dần VR tốc độ ban đầu v1 61 Đồ thị thời gian điều chỉnh hệ thống phanh phụ thuộc v1 67 Đồ thị mối quan hệ mômen phanh cầu trước, sau với hệ số bám xe đầy tải 72 Đồ thị mối quan hệ mômen phanh cầu trước, sau với hệ số bám xe không tải 74 Đồ thị tổng hợp mối quan hệ mômen phanh cầu trước, sau với hệ số bám tải 74 MỤC LỤC Chương 1:TỔNG QUAN CỦA ĐỀ TÀI I Giới thiệu II Mục đích nhiệm vụ luận văn III Giới hạn phương pháp nghiên cứu Chương 2: CƠ HỌC LĂN BÁNH XE 2.1 Bán kính lăn bán kính tính toán 2.1.1 Bán kính lăn 2.1.2 Bán kính tính toán 2.2 Quan hệ động học bánh xe lăn 2.2.1 Lăn không trượt 2.2.2 Bánh xe kéo 2.2.3 Bánh xe phanh 2.3 Quan hệ lực moment HVTH: NGÔ DUY SONG – GVHD: PGS.TS: NGUYỄN VĂN PHỤNG Page viii Luận văn Th.sỹ Trường ĐHSPKT.TPHCM 2.3.1 Bánh xe lăn không trượt 2.3.2 Bánh xe chủ động 2.3.3 Bánh xe phanh 2.4 Sự trượt khả bám bánh xe với mặt đường 2.4.1 Khả bám bánh xe 2.4.2 Đặc tính trượt 10 Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHANH 15 3.1 Phanh bánh xe 15 3.1.1 Phương trình tính toán động lực học phanh 16 3.2 Các trường hợp phanh xe 17 3.2.1 Phanh bánh xe cầu sau 17 3.2.2 Phanh bánh xe cầu trước 19 3.2.3 Phanh bánh xe cầu trước sau 19 3.2.4 Phanh xe cầu chủ động 21 3.2.5 Phanh xe hai cầu chủ động 21 3.3 Sự hãm cứng bánh xe phanh 21 3.3.1 Hãm cứng xe chuyển động thẳng 21 3.4 Phanh xe quay vòng 25 3.4.1 Cầu sau bị hãm cứng 25 3.4.2 Cầu trước bị hãm cứng 25 HVTH: NGÔ DUY SONG – GVHD: PGS.TS: NGUYỄN VĂN PHỤNG Page ix Luận văn Th.sỹ Trường ĐHSPKT.TPHCM 3.4.3 Hai cầu đồng thời bị hãm cứng 25 3.4.4 Góc lệch hướng phanh xe 25 3.5 Tính toán phanh thủy lực 27 3.5.1 Mức độ hãm phanh hệ thống phanh thủy lực 27 3.5.2 Thời gian giảm tốc phanh xe an toàn 27 3.5.3 Trường hợp phanh xe đột ngột 29 3.5.4 Trường hợp phanh xe từ từ 32 3.5.5 Trường hợp phanh xe đường dốc 35 3.6 Tính toán phanh thủy khí 37 3.6.1 Mômen sinh theo yêu cầu 37 3.6.2 Mômen phanh cấu phanh sinh 39 3.6.2.1 Mômen phanh cầu trước sinh 39 3.6.3 Xác định áp suất phanh 41 3.7 Tính toán kiểm tra cấu phanh .42 3.7.1 Kiểm tra điều kiện tự xiết .42 3.8 Xây dựng quy luật thay đổi thông số có phanh ABS .43 Chương 4: CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG PHANH 46 4.1.Gia tốc chậm dần phanh 46 4.2.Thời gian ngắn phanh 46 4.3.Quảng đường phanh ngắn 46 HVTH: NGÔ DUY SONG – GVHD: PGS.TS: NGUYỄN VĂN PHỤNG Page x Luận văn Th.sỹ Trường ĐHSPKT.TPHCM 4.4.Lực phanh riêng 48 Chương 5: ÁP DỤNG TÍNH TOÁN PHANH CHO MỘT LOẠI XE CỤ THỂ 49 5.1.Thông số kỹ thuật ô tô THACO KINGLONG KB12SE 49 5.2.Hình ảnh xe 51 5.3.Tính toán phanh thủy lực 52 5.3.1 Thông số tính toán phanh 52 5.3.2 Tính toán thông số động học tay số truyền 53 5.3.3.Mức độ hãm phanh hệ thống phanh thủy lực 54 5.3.4.Trường hợp phanh xe đột ngột 57 5.3.5 Trường hợp phanh xe từ từ 63 5.3.6.Trường hợp phanh xe đường dốc 66 5.4.Tính toán phanh thủy khí 68 5.4.1.Mômen phanh theo yêu cầu 68 5.5.Tính toán kiểm tra cấu phanh 79 5.5.1.Kiểm tra điều kiện tự xiết 79 5.6.Tính toán quy luật thay đổi thông số có phanh ABS 79 Chương 6: KẾT LUẬN 81 6.1 Kết luận 81 6.2.Hướng phát triển 82 Tài liệu tham khảo 83 HVTH: NGÔ DUY SONG – GVHD: PGS.TS: NGUYỄN VĂN PHỤNG Page xi Luận văn Th.sỹ HVTH: NGÔ DUY SONG – GVHD: PGS.TS: NGUYỄN VĂN PHỤNG Trường ĐHSPKT.TPHCM Page xii Luận văn Th.Sỹ Trường ĐHSPKT.TPHCM Chương I: TỔNG QUAN CỦA ĐỀ TÀI 1.Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu Hệ thống phanh sử dụng ôtô cấu an toàn quan trọng, nhằm giảm tốc hay dừng xe trường hợp cần thiết Nó phận ôtô, đóng vai trò định cho việc điều khiển ôtô lưu thông đường Chất lượng phanh ôtô đánh giá qua hiệu phanh (như quãng đường phanh, gia tốc chậm dần phanh, thời gian phanh lực phanh) đồng thời bảo đảm cho ôtô chạy ổn định phanh Đây mấu chốt mà nhà nghiên cứu ôtô quan tâm tìm giải pháp 1.2.Tình hình nghiên cứu nước 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nước Các hãng ô tô phòng nghiên cứu trường đại học lớn giới có công trình nghiên cứu, thử nghiệm để đưa số giải pháp để chọn phanh tối ưu tránh tai nạn không đáng có tham gia giao thông: Công trình nghiên cứu với đề tài (wheel slip control with moving slipding surface for traction control system) K.CHUN M.SUNWOO đại học Hanyang –seoul -Hàn Quốc (11/4/2004); tác giả phân tích trình điều khiển, tiến hành mô phần mềm Matlap- Simulink thử nghiệm xe điện (electric kart) công trình đạt - Đã tính tới yếu tố thời gian tăng tốc thời gian phản ứng hệ thống - Mô trình điều khiển - Kiểm nghiệm phòng thí nghiệm loại xe điện nhỏ Hạn chế đề tài : - Mới kiểm nghiệm dạng mô hình đơn giản 1.2.2.Tình hình nghiên cứu nước Đề tài: Nghiên cứu hệ thống phanh ABS sở hệ thống thử nghiệm tương đương, thực năm 2005; Đề tài : Mô hệ dẫn động phanh dầu sử dụng trợ lực chân không, thực năm 2005; Đề tài: Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống phanh chống hãm cứng bánh xe, thực năm 2006; Đề tài “Tổng hợp điều khiển điện tử mô HVTH:NGÔ DUY SONG – GVHD:PGS.TS:NGUYỄN VĂN PHỤNG Page Luận văn Th.Sỹ Trường ĐHSPKT.TPHCM hệ thống phanh có ABS ô tô du lịch” tác giả anh Vũ v.v Đề tài nghiên cứu tính toán so sánh loại hệ thống phanh để chọn loại hệ thống phanh tối ưu hiệu để sử dụng cho xe di chuyển đường TPHCM Tên đề tài: ‘Nghiên cứu so sánh loại hệ thống phanh chọn loại hệ thống phanh tối ưu đảm bảo an toàn toàn phanh xe đường TPHCM’ 1.3.Mục đích nhiệm vụ luận văn Đây đề tài phức tạp sở lý thuyết Hiện có nhiều tài liệu nghiên cứu sở lý thuyết phanh chưa có tài liệu nghiên cứu khẳng định loại hệ thống phanh tối ưu Vì đề tài có nhiệm vụ: - Nghiên cứu sở lý thuyết học lăn bánh xe, đặc biệt quan tâm tới đặc tính trượt bám - Nghiên cứu động lực học phanh xe cầu chủ động hai cầu chủ động - Nghiên cứu trình phanh bánh xe xảy tượng hãm cứng xe chuyển động thẳng xe quay vòng - Nghiên cứu tiêu đánh giá chất lượng phanh - Nghiên cứu phương pháp tính tốc độ giới hạn xe loại đường cao tốc - Nghiên cứu qui luật thay đổi thông số có phanh ABS 1.4.Giới hạn phương pháp nghiên cứu 1.4.1.Đối tượng nghiên cứu giới hạn đề tài Do thời gian thực đề tài có hạn, kiến thức phần mềm tin học hạn chế nên người nghiên cứu dừng lại nghiên cứu lý thuyết trạng thái hãm cứng phanh xe loại đường có hệ số bám khác Tính toán kiểm nghiệm loại xe thực tế 1.4.2.Phương pháp nghiên cứu Người nghiên cứu thực phương pháp nghiên cứu: + Phương pháp phân tích lý luận, tham khảo tài liệu + Tính toán kiểm nghiệm lại thực tế HVTH:NGÔ DUY SONG – GVHD:PGS.TS:NGUYỄN VĂN PHỤNG Page Luận văn Th.Sỹ Trường ĐHSPKT.TPHCM Chương 2: CƠ HỌC LĂN BÁNH XE 2.1.Bán kính lăn bán kính tính toán 2.1.1.Bán kính lăn rl - Tốc độ lý thuyết : v0   k r r: bán kính hình học bánh xe - Thực tế: xe bị xa lầy:  k  mà v=0 - Khi phanh trượt lết:  k  (hãm cứng) mà v  Vậy tốc độ lý thuyết V0=ωk.r không kể đến trượt thực tế trình xe chuyển động (bánh xe lăn) luôn có trượt Trượt quay kéo trượt lết phanh, để tính đến trượt người ta đưa tốc độ thực tế v v    rl  k v k rl (m ) (2 - 1) (2 - 2) - Khi sa lầy (trượt quay hoàn toàn) lúc rl  - Khi trượt lết hoàn toàn (phanh cứng) bán kính lăn rl= HVTH:NGÔ DUY SONG – GVHD:PGS.TS:NGUYỄN VĂN PHỤNG Page Luận văn Th.Sỹ Trường ĐHSPKT.TPHCM Nhận xét: - Vậy rl biến thiên từ (0→∞) - Nếu theo định nghĩa r l   v bán kính lăn thông số động học k - Như bán kính lăn phụ thuộc vào trượt bánh xe lăn Sự trượt bánh xe phụ thuộc vào lực kéo hay lực phanh, điều thể qua đồ thị sau  Nhận xét: - rlo: bán kính lăn bánh xe mà lực kéo, lực phanh bánh xe bị động không phanh - Khi lực kéo tăng lên bán kính lăn giảm, đến xảy trượt quay hoàn toàn bán kính lăn giảm đột ngột ( rl  0) lực kéo đạt giá trị cực đại Pk max - Khi lực phanh tăng lên  trượt lết tăng lên  bán kính lăn tăng lên Khi xe trượt lết hoàn toàn bán kính lăn tăng rl   lúc lực phanh đạt giá trị cực Ppmax - Các giá trị Pkmax Ppmax gọi giới hạn bám kéo phanh 2.1.2.Bán kính tính toán - Trong tính toán thông thường ta bỏ qua trượt người ta sử dụng bán kính tính toán r bánh xe Bán kính chọn rl cho cataloge xe 2.2.Quan hệ động học bánh xe lăn - Khi bánh xe lăn đường trạng thái: + Lăn không trượt ( bánh xe bị động không phanh) + Lăn có trượt kéo (trượt quay) bánh xe chủ động HVTH:NGÔ DUY SONG – GVHD:PGS.TS:NGUYỄN VĂN PHỤNG Page Luận văn Th.Sỹ Trường ĐHSPKT.TPHCM + Bánh xe phanh lăn có trượt lết 2.2.1.Lăn không trượt - Vì lăn không trượt  r l  r  v  v0   k r (2 - 3) P: tâm quay tức thời 2.2.2.Bánh xe kéo - Bán kính lăn nhỏ bán kính tính toán r l  r  v  k rl  v0  k r (2 - 4) - Xuất tốc độ trượt  Tốc độ trượt tính v v  v v0  - Độ trượt kéo  k k   vs v0  v v   1 v0 v0 v0   K  1 rl  (2 - 5) r - Khi trượt quay hoàn toàn v  0, rl    k  1(100%) - Khi trượt v  v0 k  2.2.3.Bánh xe phanh - Khi phanh rl  r  v  v0 Khi phanh lúc v  (tốc độ trượt) v  v  v0 HVTH:NGÔ DUY SONG – GVHD:PGS.TS:NGUYỄN VĂN PHỤNG Page Luận văn Th.Sỹ Trường ĐHSPKT.TPHCM - Độ trượt phanh p  v v0 v v0   1 v v v p  r   (2 - 6) rl - Khi trượt lết hoàn toàn  p  1(100%) 2.3.Quan hệ lực môment (Lực môment tác dụng lên bánh xe) Phản lực mặt đường tác dụng lên bánh xe Khi ôtô chuyển động, bề mặt bánh xe tiếp xúc với đường nhiều điểm tạo thành khu vực tiếp xúc Do tác dụng tương hỗ bánh xe với mặt đường, khu tiếp xúc xuất phản lực riêng phần từ đường tác dụng lên bánh xe Hợp phản lực riêng phần ta phản lực tập trung từ đường tác dụng lên bánh xe Phân tích hợp lực theo phương hệ toạ độ 0xyz ta có: Z - phản lực pháp tuyến vuông góc với mặt đường Y - phản lực tiếp tuyến theo phương ngang, nằm mặt phẳng song song với đường, tác dụng vuông góc với mặt phẳng dọc xe X - phản lực tiếp tuyến, nằm mặt phẳng đường, phương trục ox 2.3.1.Bánh xe lăn không trượt Tải trọng tác dụng lên bánh xe G1 HVTH:NGÔ DUY SONG – GVHD:PGS.TS:NGUYỄN VĂN PHỤNG Page Luận văn Th.Sỹ Trường ĐHSPKT.TPHCM Lực đẩy khung xe đặt vào tâm bánh xe, hướng theo chiều chuyển động Hợp lực Z phản lực pháp tuyến từ đường tác dụng lên bánh xe Khi bánh xe lăn, phần tử bánh xe tiếp xúc với đường bị nén lại, phần tử bánh xe phía sau khỏi khu vực tiếp xúc phục hồi lại trạng thái ban đầu phản lực riêng phần đường tác dụng lên bánh xe phần trước khu vực tiếp xúc lớn phần sau, tổng hợp lực Z bị lệch phía trước khoảng a so với đường thẳng đứng qua tâm trục bánh xe Hợp lực X phản lực tiếp tuyến song song với mặt đường ngược chiều chuyển động xe, X cản trở lăn bánh xe nên gọi lực cản lăn ký hiệu Pf Z  a  Pf  r  Pf  Z  a a  G1  r r Z G Đặt f  a  P  f  Z  f  G1 (2 - 7) r f - hệ số cản lăn, f = 0,010,015 Như Pf phụ thuộc vào hệ số cản lăn tải trọng Z Khi dời lực điểm tiếp xúc, ta có Mf gọi mômen cản lăn : Mf = Z.a= Pf.r (2 - 8) 2.3.2.Bánh xe chủ động Trên bánh xe chủ động có tác dụng mômen kéo Mk từ động truyền xuống G2 tải trọng thẳng đứng Lực cản Fx từ khung xe tác dụng lên bánh xe đặt tâm trục bánh xe ngược chiều chuyển động Z phản lực pháp tuyến pf , Mf lực cản lăn mômen cản lăn Fk lực kéo tiếp tuyến, Fk = Mk / r HVTH:NGÔ DUY SONG – GVHD:PGS.TS:NGUYỄN VĂN PHỤNG Page [...]... ĐHSPKT .TPHCM phỏng hệ thống phanh có ABS trên ô tô du lịch” của tác giả anh Vũ v.v Đề tài này nghiên cứu tính toán so sánh các loại hệ thống phanh để chọn ra được một loại hệ thống phanh tối ưu và hiệu quả nhất để sử dụng cho xe khi di chuyển trên đường ở TPHCM Tên đề tài: Nghiên cứu so sánh các loại hệ thống phanh và chọn loại hệ thống phanh tối ưu đảm bảo an toàn toàn khi phanh xe trên đường ở TPHCM ... thông trên đường Chất lượng phanh của ôtô được đánh giá qua hiệu quả phanh (như quãng đường phanh, gia tốc chậm dần khi phanh, thời gian phanh và lực phanh) và đồng thời bảo đảm cho ôtô chạy ổn định khi phanh Đây là mấu chốt mà các nhà nghiên cứu ôtô luôn quan tâm và tìm giải pháp 1.2.Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 1.2.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước Các hãng ô tô cũng như các phòng nghiên cứu. .. chủ động và hai cầu chủ động - Nghiên cứu quá trình phanh bánh xe xảy ra hiện tượng hãm cứng khi xe chuyển động thẳng và khi xe quay vòng - Nghiên cứu các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh - Nghiên cứu phương pháp tính tốc độ giới hạn xe trên các loại đường cao tốc - Nghiên cứu qui luật thay đổi các thông số khi có phanh ABS 1.4.Giới hạn và phương pháp nghiên cứu 1.4.1.Đối tượng nghiên cứu và giới... 16 3.2 Các trường hợp khi phanh xe 17 3.2.1 Phanh bánh xe cầu sau 17 3.2.2 Phanh bánh xe cầu trước 19 3.2.3 Phanh bánh xe cầu trước và sau 19 3.2.4 Phanh xe một cầu chủ động 21 3.2.5 Phanh xe hai cầu chủ động 21 3.3 Sự hãm cứng bánh xe khi phanh 21 3.3.1 Hãm cứng khi xe chuyển động thẳng 21 3.4 Phanh xe khi quay vòng... và nhiệm vụ của luận văn Đây là một đề tài khá phức tạp về cơ sở lý thuyết Hiện nay có rất nhiều tài liệu nghiên cứu về cơ sở lý thuyết phanh nhưng chưa có tài liệu nào nghiên cứu khẳng định rằng loại hệ thống phanh nào là tối ưu nhất Vì vậy đề tài này có nhiệm vụ: - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về cơ học lăn của bánh xe, đặc biệt quan tâm tới đặc tính trượt và bám - Nghiên cứu động lực học phanh ở xe. .. ảnh xe 51 5.3.Tính toán phanh thủy lực 52 5.3.1 Thông số tính toán phanh 52 5.3.2 Tính toán các thông số động học ở 6 tay số truyền 53 5.3.3.Mức độ hãm phanh của hệ thống phanh thủy lực 54 5.3.4.Trường hợp phanh xe đột ngột 57 5.3.5 Trường hợp phanh xe từ từ 63 5.3.6.Trường hợp phanh xe trên đường dốc 66 5.4.Tính toán phanh. .. giới hạn của đề tài Do thời gian thực hiện đề tài có hạn, kiến thức về các phần mềm tin học còn hạn chế nên người nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở nghiên cứu lý thuyết về các trạng thái hãm cứng khi phanh xe trên các loại đường có hệ số bám khác nhau Tính toán kiểm nghiệm trên một loại xe thực tế 1.4.2.Phương pháp nghiên cứu Người nghiên cứu đã thực hiện phương pháp nghiên cứu: + Phương pháp phân tích... 25 HVTH: NGÔ DUY SONG – GVHD: PGS.TS: NGUYỄN VĂN PHỤNG Page ix Luận văn Th.sỹ Trường ĐHSPKT .TPHCM 3.4.3 Hai cầu đồng thời bị hãm cứng 25 3.4.4 Góc lệch hướng khi phanh xe 25 3.5 Tính toán phanh thủy lực 27 3.5.1 Mức độ hãm phanh của hệ thống phanh thủy lực 27 3.5.2 Thời gian giảm tốc khi phanh xe an toàn 27 3.5.3 Trường hợp phanh xe đột ngột ... số khi có phanh ABS .43 Chương 4: CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG PHANH 46 4.1.Gia tốc chậm dần khi phanh 46 4.2.Thời gian ngắn nhất khi phanh 46 4.3.Quảng đường phanh ngắn nhất 46 HVTH: NGÔ DUY SONG – GVHD: PGS.TS: NGUYỄN VĂN PHỤNG Page x Luận văn Th.sỹ Trường ĐHSPKT .TPHCM 4.4.Lực phanh riêng 48 Chương 5: ÁP DỤNG TÍNH TOÁN PHANH CHO MỘT LOẠI XE. .. hình nghiên cứu trong nước Đề tài: Nghiên cứu hệ thống phanh ABS trên cơ sở hệ thống thử nghiệm tương đương, thực hiện năm 2005; Đề tài : Mô phỏng hệ dẫn động phanh dầu sử dụng trợ lực chân không, thực hiện năm 2005; Đề tài: Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống phanh chống hãm cứng bánh xe, thực hiện năm 2006; Đề tài “Tổng hợp bộ điều khi n điện tử và mô HVTH:NGÔ DUY SONG – GVHD:PGS.TS:NGUYỄN VĂN PHỤNG