Nghiên cứu sự suy giảm hiệu quả phanh khi phanh liên tục trên dốc dài

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHẠM VIỆT ANH LÊ QUỐC HƯNG KỸ THUẬT Ô TÔ NGHIÊN CỨU SỰ SUY GIẢM HIỆU QUẢ PHANH KHI PHANH LIÊN TỤC TRÊN DỐC DÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC CH2016A Hà Nội – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ QUỐC HƯNG NGHIÊN CỨU SỰ SUY GIẢM HIỆU QUẢ PHANH KHI PHANH LIÊN TỤC TRÊN DỐC DÀI Chuyên ngành : Kỹ thuật Cơ khí động lực LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN TRỌNG HOAN Hà Nội – 2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Trang Danh mục hình vẽ, đồ thị Trang Lời nói đầu Trang CHƯƠNG 1: Tổng Quan Trang 1.1 Giới thiệu chung hệ thông phanh Trang 1.1.1 Chức năng, nhiệm vụ Trang 1.1.2 Phân tích đặc điểm cấu tạo loại phanh Trang 10 1.1.2.1 Phanh đĩa Trang 10 1.1.2.2 Phanh guốc hay gọi phanh tang trống Trang 12 1.1.3 Các loại dẫn động phanh Trang 14 1.1.3.1 Dẫn động phanh thủy lực Trang 14 1.1.3.2 Dẫn động phanh khí nén Trang 16 1.1.3.3 Dẫn động phanh thủy khí Trang 17 1.1.3.4 Dẫn động điện Trang 18 1.2 Vật liệu sử dụng loại cấu phanh Trang 18 1.2.1 Các loại vật liệu Trang 18 1.2.2 Các tính chất vật liệu ma sát Trang 19 1.3 Chỉ tiêu đánh giá hiệu phanh tiêu chuẩn Trang 21 1.3.1 Chỉ tiêu đánh giá hiệu phanh Trang 21 1.3.2 Các tiêu chuẩn khác Trang 26 1.4 Sự ảnh hưởng nhiệt độ tới hệ số ma sát Trang 31 1.4.1 Sự nóng lên cấu phanh phanh liên tục Trang 31 1.4.2 Sự suy giảm hiệu phanh nhiệt độ Trang 32 1.4.3 Hiện tượng phanh xuống dốc dài Trang 33 1.5 Vấn đề nghiên cứu luận văn Trang 34 GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN HVTH: LÊ QUỐC HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chương Phương pháp tính tốn nhiệt phát sinh q trình phanh Trang 36 2.1 Nhiệt sinh trình phanh Trang 36 2.1.1 Phanh khẩn cấp Trang 36 2.1.2 Phanh liên tục dốc dài Trang 37 2.1.2.1 Trường hợp ngắt động phanh Trang 37 2.1.2.2 Trường hợp phanh liên tục kết hợp với gài số Trang 40 2.2 Sự phụ thuộc hệ số ma sát vào nhiệt độ Trang 42 2.3 Sự suy giảm hiệu phanh nhiệt độ Trang 43 2.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ tới hệ số ma sát Trang 43 2.3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ tới hệ số truyền nhiệt Trang 45 2.3.3 Đánh giá mức suy giảm hiệu phanh Trang 46 2.4 Chương trình tính tốn matlab simulink Trang 47 Chương 3: Tính tốn khảo sát suy giảm hiệu phanh dốc dài Trang 48 3.1 Các số liệu tính tốn Trang 48 3.2 Tính tốn theo chế độ thử “I” Trang 49 3.3 Tính tốn điều kiện vận hành khắc nghiệt, không gài số Trang 50 3.3.1 Kết tính tốn cho tơ tải 16 Trang 51 3.3.2 Kết tính tốn cho tơ khách 29 chỗ Trang 52 3.3.3 Kết tính tốn cho tơ khách 47 chỗ Trang 54 3.3.4 So sánh kết tính tốn cho tơ Trang 57 3.4 Tính tốn trường hợp phanh kết hợp với gài số Trang 58 3.5 Tính tốn trường hợp vận tốc thấp Trang 61 3.6 Tính tốn trường hợp chở q tải Trang 62 Kết luận Tài liệu tham khảo Trang 64 Trang 65 GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN HVTH: LÊ QUỐC HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: - Những số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị - Mọi giúp đỡ cho việc thuật luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn điều rõ nguồn gốc Tác giả Lê Quốc Hưng GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN HVTH: LÊ QUỐC HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU Bảng 1.1 Tiêu chuẩn kiểm tra hiệu phanh công tác định kỳ đường Việt Nam Trang 26 Bảng 1.2 Các tiêu đánh giá hiệu hệ thống phanh ( Tiêu chuẩn Nga Trang 27 Bảng 1.33 Các tiêu đánh giá hiệu hệ thống phanh dự trữ ( tiêu chuẩn Nga Trang 28 Bảng 1.4 Hiệu phanh đố i với ̣ thớ ng phanh phanh dự phòng Trang 30 Bảng 3.1 Thơng số khảo sát xe ô tô tải ô tô khách Trang 48 Bảng 3.2 Kết tính tốn với độ dốc từ 6, 7, 8, 10% Trang 52 Bảng 3.3 Kết tính tốn cho xe khách 29 chỗ Trang 54 Bảng 3.4 Kết tính tốn cho xe khách 47 chỗ Trang 56 Bảng 3.5 So sánh kết tính tốn cho xe Trang 57 Bảng 3.6 Kết tính tốn phanh có động tay số 6, 5, 4, Trang 59 Bảng 3.7 Kết tính tốn với độ dốc 10%, quãng đường 5000m, tay số Trang 60 Bảng 3.8 Kết tính tốn cho số trường hợp chở tải trọng thiết kế Trang 62 GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN HVTH: LÊ QUỐC HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Cơ cấu phanh đĩa kiể u khung cố định Trang 11 Hình 1.2 Cơ cấu phanh đĩa kiể u khung bơi Trang 11 Hình 1.3 Cơ cấu phanh kiểu “Simplex” Trang 13 Hình 1.4 Cơ cấu phanh kiểu “Duplex” Trang 14 Hình 1.5 Cơ cấu phanh kiểu “Duo-Duplex” Trang 14 Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống dẫn động phanh thuỷ lực Trang 15 Hình 1.7 Sơ đồ hệ thống dẫn động phanh khí nén Trang 16 Hình 1.8 Sơ đồ hệ thống dẫn động phanh thủy khí Trang 18 Hình 1.9 Các loại vật liệu sử dụng loại cấu phanh Trang 19 Hình 1.10 Biểu đồ phụ thuộc hệ số ma sát vào nhiệt độ Trang 20 Hình 1.11 Các vùng giới hạn đường cong hệ số bám hiệu dụng Trang 24 Hình 1.12 Đồ thị giới hạn phạm vi phân bố đường quan hệ hệ số lực phanh yt xe kéo áp suất pM đường điều khiển hệ thống phanh rơ móc bán móc Trang 25 Hình 1.13 Nhiệt độ cấu phanh phanh liên tục đường Trang 32 Hình 2.1 Sơ đồ lực tác dụng theo phương dọc xe phanh đường dốc Trang 37 Hình 2.2 Đặc tính kéo ô tô tải Trang 41 Hı̀nh 2.3 Sự phu ̣ thuô ̣c của ̣ số ma sát vào nhiê ̣t đô ̣ của mô ̣t số loa ̣i vâ ̣t liê ̣u Trang 42 Hı̀nh 2.4 Sự phu ̣ thuô ̣c của ̣ số ma sát vào nhiê ̣t ̣ Trang 43 Hình 2.5 Quy luật thay đổi hệ số ma sát theo nhiệt độ số vật liệu Trang 44 Hình 2.6 Sự phụ thuộc hệ số ma sát vào nhiệt độ Trang 44 Hình 2.7 Chương trình tính tốn hiệu phanh lại Matlab - Simulink Trang 47 Hình 3.1 Biến thiên nhiệt độ cấu phanh theo quãng đường Trang 49 Hình 3.2 Biến thiên hệ số ma sát cấu phanh theo quãng đường Trang 50 GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN HVTH: LÊ QUỐC HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Hình 3.3 Biến thiên nhiệt độ tang trống phanh độ dốc từ – 10% Trang 51 Hình Kết tính tốn nhiệt độ cấu phanh xe khách 29 chỗ Trang 52 Hình 3.5 Sự suy giảm hệ số ma sát theo quãng đường phanh Trang 53 Hình 3.6 Sự suy giảm hệ số ma sát theo nhiệt độ tang trống (i = 10%) Trang 53 Hình 3.7 Kết tính tốn nhiệt độ cấu phanh xe khách 47 chỗ Trang 55 Hình 3.8 Sự suy giảm hệ số ma sát theo quãng đường phanh Trang 55 Hình 3.9 Sự suy giảm hệ số ma sát theo nhiệt độ tang trống (i = 10%) Trang 56 Hình 3.10 Nhiệt độ cấu phanh xe với độ dốc đường tăng từ 6-10% Trang 57 Hình 3.11 Biến thiên nhiệt độ tang trống phanh mà không ngắt động Trang 59 Hình 3.12 Biến thiên nhiệt độ tang trống theo vận tốc chuyển động: tay số 4, i=10%; Sp=5000m Trang 60 Hình 3.13 Biến thiên nhiệt độ tang trống trường hợp chở tải 50% Trang 61 GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN HVTH: LÊ QUỐC HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ LỜI NĨI ĐẨU Sản xuất tơ giới ngày tăng vượt bậc, ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng hành khách hàng hoá cho ngành kinh tế quốc dân, đồng thời trở thành phương tiện giao thông tư nhân nước có kinh tế phát triển Ở nước ta xe ô tô phát triển với tăng trưởng kinh tế, mật độ ô tô lưu thông đường ngày cao Do mật độ ôtô tham gia đường ngày lớn tốc độ chuyển động ngày cao, ô tô tham gia giao thông nhiều loại đường đại hình khác vấn đề tai nạn giao thông đường vấn đề cấp thiết phải quan tâm Ở nước ta, số vụ tai nạn giao thơng tình trạng báo động Theo thống kê nước tai nạn giao thơng đường 60 ÷ 70 % người gây ra, 10 ÷ 15 % hư hỏng máy móc, trục trặc kỹ thuật 20 ÷ 30% đường sá xấu Trong nguyên nhân hư hỏng máy móc, trục trặc kỹ thuật theo thống kê cho thấy tai nạn hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn (52 ÷ 75%) Cũng mà hệ thống phanh ngày cải tiến, tiêu chuẩn thiết kế chế tạo sử dụng hệ thống phanh ngày nghiêm ngặt chặt chẽ Đặc biệt phanh phanh liên tục đường dốc dài tai nạn tương đối phổ biến xảy tương đối nhiều vùng nước Ðối với sinh viên ngành khí tơ việc khảo sát, nghiên cứu, tính tốn hệ thống phanh có ý nghĩa thiết thực Ðể giải vấn đề trước hết ta cần phải hiểu rõ nguyên lý hoạt động, kết cấu chi tiết, phận hệ thống phanh Từ tạo tiền đề cho việc khảo sát thiết kế, cải tiến hệ thống phanh nhằm tăng hiệu phanh, tăng tính ổn định hướng tính dẫn hướng phanh, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an tồn chuyển động tăng hiệu vận chuyển tơ Ðó lý em chọn đề tài Trong đề tài em tập trung vào vấn đề tìm hiểu khảo sát, đánh giá suy giảm hiệu phanh phanh liên tục dốc dài theo thông số như: Độ dốc đường; Chiều dài đoạn GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN HVTH: LÊ QUỐC HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ đường; Vận tốc chuyển động Nhằm tìm giải pháp giúp người lái xe thực lái xe an toàn xe xuống đường dốc kéo dài đưa số giải pháp kỹ thuật, thông số kỹ thuật cảnh báo trình phanh đường dốc dài để nâng cao hiệu phanh xe chuyển động dốc dài liên tục Em hy vọng đề tài tài liệu chung để giúp người sử dụng tự tìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc cách khắc phục tượng phanh điều khiển xe xuống dốc dài cách tốt để đảm bảo an toàn cho người tài sản GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN HVTH: LÊ QUỐC HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ 3.3.1 Kết tính tốn cho tơ tải 16 Các kết tính tốn cho Kết tính tốn cho tơ tải 16 xe tải 16 thể hình 3.3 bảng 3.2 cho thấy, độ dốc 6% hiệu phanh lại 75,5%, đáp ứng yêu cầu hiệu phanh chế độ “II” Hình 3.3 Biến thiên nhiệt độ tang trống phanh độ dốc từ – 10% Các số liệu bảng 3.2 cho thấy mức gia tăng nhiệt độ suy giảm hiệu phanh giảm theo độ dốc đường Với độ dốc 10%, hiệu phanh lại khoảng 46% Ở đây, hiệu phanh lại tính sau: hq = µmin 100% µmax Trong cơng thức µmin hệ số ma sát cuối trình phanh µmax hệ số ma sát ban đầu (khi cấu phanh nguội) GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN 51 HVTH: LÊ QUỐC HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Bảng 3.2 Kết tính tốn với độ dốc từ 6, 7, 8, 10% Độ dốc Nhiệt độ, 0C Hiệu phanh lại, hq 6% 7% 8% 9% 10% 280.05 356.50 437.47 523.28 614.24 75.50 68.81 61.72 54.21 46.25 Các tính tốn thực với giả thiết động bị ngắt khỏi hệ thống truyền lực 3.3.2 Kết tính tốn cho tơ khách 29 chỗ Các tính tốn tương tự thực cho ô tô khách Hyundai County 29 chỗ Kết tính tốn trình bày đồ thị hình 3.4, 3.5, 3.6 bảng 3.3 Hình Kết tính tốn nhiệt độ cấu phanh xe khách 29 chỗ Đồ thị hình 3.4 cho thấy nhiệt độ cấu phanh tăng dẫn theo quãng đường xe bị phanh Mức tăng khác độ dốc khác Nhiệt độ lớn đạt xấp xỉ 3820C phanh đường dốc 10% GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN 52 HVTH: LÊ QUỐC HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Hình 3.5 Sự suy giảm hệ số ma sát theo quãng đường phanh Cũng đường dốc 10%, ta thấy hệ số ma sát giảm từ xấp xỉ 0,4 xuống khoảng 0,27 (hình 3.5) Hình 3.6 Sự suy giảm hệ số ma sát theo nhiệt độ tang trống (i = 10%) GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN 53 HVTH: LÊ QUỐC HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Sự suy giảm hệ số ma sát nhiệt độ làm giảm hiệu phanh xuống 66,6% (hình 3.6, bảng 3.3) Đồ thị hình 3.6 vẽ với giả thiết quan hệ hệ số ma sát với nhiệt độ bậc trình bày chương Bảng 3.3 Kết tính tốn cho xe khách 29 chỗ Độ dốc 6% 7% 8% 9% 10% Nhiệt độ, 0C 181.81 228.35 277.03 328.10 381.79 Hiệu phanh lại 84.09 80.02 75.76 71.29 66.59 Kết tổng hợp bảng 3.3 cho thấy, giá trị nhiệt độ hiệu phanh lại cuối q trình phanh dốc với độ dốc từ 6% đến 10% So với kết tính tốn cho tô tải 16 ta thấy nhiệt độ cấu phanh nhỏ hơn, suy giảm hiệu phanh 3.3.3 Kết tính tốn cho ô tô khách 47 chỗ Đối với ô tô khách 45 chỗ, kết tính tốn trình bày đồ thị 3.7, 3.8, 3.9 bảng 3.4 So với trường hợp ô tô khách 29 chỗ, nhiệt độ cấu phanh đạt cuối trình phanh dốc 10% cao nhiều (hơn 6170C) Kết gần với kết tính tốn cho tơ tải 16 chúng có tổng trọng lượng gần thông số cấu phanh tương tự GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN 54 HVTH: LÊ QUỐC HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Hình Kết tính toán nhiệt độ cấu phanh xe khách 47 chỗ Hình Sự suy giảm hệ số ma sát theo quãng đường phanh GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN 55 HVTH: LÊ QUỐC HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Các kết đồ thị hình 3.8, 3.9 thể quy luật biến thiên hệ số ma sát tương tự trường hợp trình bày Hình Sự suy giảm hệ số ma sát theo nhiệt độ tang trống (i = 10%) Kết bảng 3.4 cho thấy mức độ nguy hiểm việc sử dụng phanh lâu dài dốc, hiệu phanh giảm xuống khoảng 46% đường dốc 10% Bảng Kết tính tốn cho xe khách 47 chỗ Độ dốc 6% 7% 8% 9% 10% Nhiệt độ, 0C 279.6 356.3 437.7 524.4 617.4 Hiệu phanh lại 75.53 69.00 61.70 54.11 45.98 GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN 56 HVTH: LÊ QUỐC HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ 3.3.4 So sánh kết tính tốn cho tơ Để so sánh kết tính tốn cho loại xe: xe khách 29 chỗ, xe khách 47 chỗ xe tải có trọng lượng tồn 16 tấn, luận văn thiết lập bảng 3.5 thồ thị hình 3.10 Bảng 3.5 So sánh kết tính tốn cho xe Độ dốc i (%) Nhiệt độ tang trống (0C) Hiệu phanh lại (%) Bus-29 Bus-47 Tải 16 Bus-29 Bus-47 Tải 16 181.81 279.66 280.05 84.09 75.53 75.49 228.35 356.29 356.5 80.02 69.00 68.81 277.03 437.67 437.47 75.76 61.7 61.72 328.10 524.44 523.28 71.29 54.11 54.21 10 381.793 617.37 614.24 66.5931 45.98 46.25 Hình 3.10 Nhiệt độ cấu phanh xe với độ dốc đường tăng từ 6-10% GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN 57 HVTH: LÊ QUỐC HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Có thể nhận thấy kết tính toán cho xe khách 47 chỗ xe tải 16 gần trùng (các đường gần trùng lên hình 3.10) lý trình bày 3.4 TÍNH TỐN TRONG TRƯỜNG HỢP PHANH KẾT HỢP VỚI GÀI SỐ Để đánh giá hiệu sử dụng phanh động cơ, tính tốn thực cho trường hợp tơ xuống dốc có độ dốc 10%, dài km Lái xe sử dụng phanh kết hợp với phanh động cách gài số Các số liêu tính tốn tham khảo từ tài liệu [3] với đối tượng ô tô tải loại cầu có trọng lượng tồn 16 thông số sau: − Mô men cực đại động Memax = 883 Nm; − Mô men phanh động Mep coi tăng tuyến tính theo vận tốc trục khuỷu với giá trị nhỏ 0,15.Memax lớn 0,35.Memax; − Vận tốc nhỏ động 600 v/ph; vận tốc cực đại 2100 v/ph; − Tỷ số truyền hệ thống truyền lực iH tay số từ đến là: 38,96; 22,58; 13,56; 9,12; 6,15; 4,3; − Bán kính động lực bánh xe rd = 0,526 m Trên hình 3.11 bảng 3.6 thể kết tính tốn theo điều kiện sau: người lái dùng phanh để trì vận tốc chuyển động 30km/h dốc có độ dốc 10%, dài 6km, có kết nối động với hệ thống truyền lực tay số 6, 5, Các kết tính tốn bảng 3.6 cho thấy việc lựa chọn tay số hợp lý phát huy tốt hiệu phanh động Nếu người lái sử dụng số cuối trình phanh nhiệt độ cấu phanh tăng lên đến 2160C hiệu phanh đạt khoảng 81% Nhưng dùng tay số cao hộp số (số số truyền thẳng) cấu phanh nóng lên tới gần 5500C với hiệu phanh lại xấp xỉ 52% GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN 58 HVTH: LÊ QUỐC HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Mặc dù vậy, số số thấp sử dụng, số vận tốc quay trục khuỷu đạt tới 2049v/ph, gần với vận tốc cực đại động (2100v/ph) Nếu cài số thấp gây hại cho động vận tốc lớn làm tăng tốc độ mài mòn chi tiết Hình 3.11 Biến thiên nhiệt độ tang trống phanh mà khơng ngắt động Bảng 3.6 Kết tính tốn phanh có động tay số 6, 5, 4, Tay số Nhiệt độ tang trống, 0C Hiệu phanh lại, % 615.36 549.79 501.34 402.21 216.27 46.16 51.89 56.13 64.81 81.08 Các kết tính tốn cho thấy hiệu phanh động tăng mạnh theo tỷ số truyền Vì vậy, việc lựa chọn cấp số hợp lý giúp cho lái xe điều khiển tơ chuyển động với vận tốc mong muốn mà đảm bảo an tồn 3.5 TÍNH TỐN TRONG TRƯỜNG HỢP VẬN TỐC THẤP Đặc điểm đường đồi núi Việt Nam lòng đường hẹp, chất lượng mặt đường kém, nhiều khúc cua gấp nên lái xe thường phải trì vận tốc thấp dẫn đến GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN 59 HVTH: LÊ QUỐC HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ sử dụng phanh thường xuyên với cường độ cao Để đánh giá hiệu phanh điều kiện vận hành trên, tính toán thực cho số trường hợp chuyển động tay số với vận tốc từ 15 đến 40km/h quãng đường dài 5km có độ dốc 10% Kết thể đồ thị hình 3.12 số liệu bảng 3.7 Hình 3.12 Biến thiên nhiệt độ tang trống theo vận tốc chuyển động: tay số 4, i=10%; Sp=5000m Kết tính toán vận tốc thấp 15km/h (tương ứng với vận tốc trục khuỷu xấp xỉ 700v/ph) cho thấy nhiệt độ cấu phanh lên tới 4400C Bảng 3.7 Kết tính tốn với độ dốc 10%, quãng đường 5000m, tay số Vận tốc, km/h 40 30 20 15 Nhiệt độ tang trống, 0C 320.48 370.78 420.15 444.44 Hiệu phanh lại, % 71.96 67.56 63.24 61.11 GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN 60 HVTH: LÊ QUỐC HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Các số liệu bảng 3.7 cho thấy việc trì vận tốc thấp dốc làm hiệu phanh giảm mạnh Chẳng hạn, vận tốc 40km/h hiệu phanh khoảng 72% Nhưng phải chuyển động vận tốc 15km/h hiệu xấp xỉ 61% 3.6 TÍNH TỐN TRONG TRƯỜNG HỢP VẬN CHỞ QUÁ TẢI Một đặc điểm khác đặc trưng ngành vận tải nước ta tượng chở tải Mức nguy hiểm tượng tăng lên nhiều ô tô phải chuyển động điều kiện đồi núi Dưới số kết tính tốn, đánh giá hiệu phanh trường hợp chở tải Các tính toán thực cho điều kiện sau: vận tốc 30km/h, độ dốc 10%, quãng đường 5km với mức tải trọng: 100% tải 150% tải Lái xe kết hợp phanh gài số Các kết tính tốn trình bày đồ thị hình 3.13 Ngoài ra, giá trị nhiệt độ cuối q trình phanh hiệu phanh lại thống kê bảng 3.8 Hình 3.13 Biến thiên nhiệt độ tang trống trường hợp chở tải 50% GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN 61 HVTH: LÊ QUỐC HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ So sánh hai trường hợp: chở định mức chở 150% định mức ta thấy khác biệt lớn nhiệt độ tang trống (hình 3.13) mức suy giảm hiệu phanh (bảng 3.8) Bảng 3.8 Kết tính tốn cho số trường hợp chở tải trọng thiết kế Mức tải 100% 150% Nhiệt độ tang trống, 0C 202.69 374.45 Hiệu phanh lại, % 82.26 67.23 Có thể thấy rằng, tơ chở 150% so với định mức nhiệt độ tang trống tăng lên cao so với trường hợp chở định mức Các số liệu cụ thể cho thấy mức độ nguy hiểm việc chở tải phổ biến Việt Nam Đặc biệt mức tải thực tế thường cao nhiều so với trường hợp tính tốn Kết luận Phương pháp tính tốn kết cho thấy hiệu hệ thống phanh hỗ trợ ô tô tải loại N3 cần thiết phải trang bị hệ thống phanh cho loại ô tô tải trọng lớn Các kết sử dụng tài liệu tham khảo bổ ích cần lựa chọn loại xe để vận chuyển điều kiện đồi núi Mặc dù vậy, kết tính tốn tính lý thuyết với số liệu gần thông số xác định gần từ tài liệu tham khảo Nếu đo thực tế số liệu với việc hoàn thiện phương pháp tính tốn có kể đến ứng xử người lái kết tính tốn xác có độ tin cậy cao Trong tính tốn chưa kể đến yếu tố người lái Thông thường, hiệu phanh giảm xuống, vận tốc ô tơ tăng lên, phản xạ tự nhiên người lái tăng áp lực lên bàn đạp phanh Khi đó, lực ép lên má phanh tăng lên làm GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN 62 HVTH: LÊ QUỐC HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ nhiệt độ cấu phanh gia tăng hiệu phanh tiếp tục giảm, dẫn đến nguy tăng tốc ngồi ý muốn tơ trở nên kiểm soát Hiện tượng thường gọi “mất phanh”, lỗi kỹ thuật mà sai lầm người lái Để tránh tượng trên, người lái cần tuân thủ quy định tải trọng điều khiển xe, đặc biệt điều kiện đường đồi núi GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN 63 HVTH: LÊ QUỐC HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KẾT LUẬN Phương pháp tính tốn kết cho thấy mức độ ảnh hưởng điều kiện sử dụng tới hiệu phanh ô tô sử dụng tài liệu tham khảo bổ ích cho nhà thiết kế người sử dụng ô tô hoạt động điều kiện đồi núi Các kết tính tốn theo điều kiện thử phanh chế độ “I” “II” hoàn tồn tương thích với số liệu thực nghiệm biết Đây coi minh chứng cho độ tin cậy phương pháp tính tốn thiết lập Mặc dù vậy, kết tính tốn tính lý thuyết với số liệu gần thông số kết cấu cấu phanh (kích thước khối lượng) khơng xác định xác tuyệt đối, số thơng số tính tốn (hệ số ma sát, hệ số truyền nhiệt) lấy gần từ tài liệu tham khảo Nếu đo thực tế số liệu kết tính tốn xác có độ tin cậy cao GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN 64 HVTH: LÊ QUỐC HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Henz Heisler: “Advanced Vehicle Technology” Butterworth-Heinemann, second edition 2002 [2] Giancarlo Genta, Lorenzo Morello: “The Automotive Chassis Vol 1: Components Design, Vol 2: System Design” Springer, 2009 [3] Harald Naunheimer, Bernd Bertsche, Joachim Ryborz, Wolfgang Novak: “Automotive Transmissions: Fundamentals, Selection, Design and Application” Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2011 [4] HANDBOOK OF HEAT TRANSFER McGraw-Hill, Third Edition, 1998.Hi [5] ECE - R13 - Braking Regulations _ Revision - Oct 2004 GVHD: PGS NGUYỄN TRỌNG HOAN 65 HVTH: LÊ QUỐC HƯNG ... TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ QUỐC HƯNG NGHIÊN CỨU SỰ SUY GIẢM HIỆU QUẢ PHANH KHI PHANH LIÊN TỤC TRÊN DỐC DÀI Chuyên ngành : Kỹ thuật Cơ khí động lực LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ... 26 1.4 Sự ảnh hưởng nhiệt độ tới hệ số ma sát Trang 31 1.4.1 Sự nóng lên cấu phanh phanh liên tục Trang 31 1.4.2 Sự suy giảm hiệu phanh nhiệt độ Trang 32 1.4.3 Hiện tượng phanh xuống dốc dài Trang... Nhiệt sinh trình phanh Trang 36 2.1.1 Phanh khẩn cấp Trang 36 2.1.2 Phanh liên tục dốc dài Trang 37 2.1.2.1 Trường hợp ngắt động phanh Trang 37 2.1.2.2 Trường hợp phanh liên tục kết hợp với gài