Nghiên cứu công nghệ thu hồi để tái sử dụng năng lượng bằng hệ thống truyền động thủy lực khi phanh xe cơ giới

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Luyện Văn Hiếu NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ THU HỒI ĐỂ TÁI SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG BẰNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC KHI PHANH XE CƠ GIỚI LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Hà Nội – 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Luyện Văn Hiếu NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ THU HỒI ĐỂ TÁI SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG BẰNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC KHI PHANH XE CƠ GIỚI Ngành: Kỹ thuật Cơ khí động lực Mã số: 9520116 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGÔ SỸ LỘC TS TRẦN KHÁNH DƯƠNG Hà Nội – 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Cơng trình thực Bộ mơn Máy Tự động thủy khí, Viện Cơ khí Động lực, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội hướng dẫn khoa học PGS.TS Ngô Sỹ Lộc TS Trần Khánh Dương, kết nghiên cứu luận án trung thực, khách quan chưa tác giả khác cơng bố cơng trình khác Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Hà Nội, ngày TẬP THỂ HƯỚNG DẪN PGS.TS Ngô Sỹ Lộc TS Trần Khánh Dương tháng năm Người cam đoan Luyện Văn Hiếu LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Luận án Tiến sĩ này, bên cạnh cố gắng nỗ lực thân, Tôi nhận động viên giúp đỡ lớn nhiều thầy cô giáo tập thể nghiên cứu khoa học Tơi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Ngô Sỹ Lộc TS Trần Khánh Dương - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, người tận tình hướng dẫn, định hướng, đào tạo giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn anh, em nghiên cứu sinh, cao học sinh viên khóa thuộc mơn Máy Tự động thủy khí - Viện Cơ khí động lực - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội hết lòng hỗ trợ, động viên suốt thời gian thực luận án Tôi xin chân thành cảm ơn anh, em đồng nghiệp Khoa Cơ khí Động lực, lãnh đạo trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên, Công ty Cổ phần Công nghệ ô tô Việt Nam tạo điều kiện giúp đỡ thời gian vật chất để tơi hồn thành luận án Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lòng kính u biết ơn tới đại gia đình, bạn bè thực động viên, giúp đỡ suốt thời gian học tập Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Hà Nội, ngày tháng Nghiên cứu sinh Luyện Văn Hiếu năm MỤC LỤC DANH MỤC KÍ HIỆU iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ vii MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Năng lượng động xe giới 1.2 1.3 Hệ thống phanh xe giới Công suất tần suất phanh phương tiện xe giới 1.4 10 Sự phát triển hệ thống phanh thu thủy lực giới 1.5 Tình hình nghiên cứu phát triển hệ thống phanh thu thủy lực xe giới nước ta 14 1.6 Nghiên cứu khai thác động xe chuyên dùng nước ta 15 Kết luận chương 15 Chương MƠ HÌNH HỆ THỐNG PHANH THU NĂNG THỦY LỰC 17 2.1 2.2 Lựa chọn phương án xây dựng mơ hình hệ thống phanh thu thủy lực 17 Xây dựng mơ hình hệ thống thu thủy lực xe chuyên dùng thu gom chở rác loại 2,5 23 2.2.1 Cấu hình hệ thống phanh thu thủy lực xe chuyên dùng thu gom rác 2,5 23 2.2.2 Mơ hình hóa q trình phanh thu thủy lực 27 2.2.2.1 Động lực học trình phanh xe đường nằm ngang 27 2.2.2.2 Các phần từ thủy lực hệ thống phanh thu thủy lực 31 2.3 Một số phương án tái sử dụng lượng động 40 2.3.1 Phương án phanh tái sử dụng hệ thống chuyên dùng cấu nâng hạ 40 2.3.2 Phương án lắp thêm mô tơ thủy lực 42 2.3.3 44 2.3.4 48 Phương án thay đổi bơm thủy lực thành cụm bơm/mơ tơ kết hợp Mơ hình hóa q trình tái sử dụng lượng trường hợp hỗ trợ di chuyển Kết luận chương 55 Chương KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANH THU NĂNG THỦY LỰC 56 3.1 Khảo sát trình phanh thu thủy lực 56 3.1.1 Mô trình phanh thu thủy lực xe chuyên dùng chương trình Matlab - Simulink 56 3.1.2 Một số kết khảo sát trình phanh thu lượng động mơ hình mơ 57 3.1.2.1 Khảo sát trường hợp phanh khẩn cấp trường hợp phanh hệ thống phanh thu thủy lực 57 i 3.1.2.2 Khảo sát ảnh hưởng mức áp suất làm việc ban đầu bình tích áp pgo khác 60 3.1.2.3 Khảo sát ảnh hưởng vận tốc phanh ban đầu khác 65 3.1.2.4 Khảo sát ảnh hưởng khối lượng xe 71 3.1.2.5 Khảo sát ảnh hưởng lưu lượng riêng bơm đến phanh thu hồi lượng động 76 3.2 Khảo sát trình tái sử dụng lượng từ bình áp 80 3.2.1 Mơ hình mơ trình tăng tốc xe chương trình Matlab - Simulink 3.2.2 81 Khảo sát trình tái sử dụng hỗ trợ tăng tốc xe 81 Kết luận chương 89 Chương NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 90 4.1 4.2 90 Mục tiêu phạm vi nghiên cứu 90 Phương pháp nghiên cứu, đối tượng thực nghiệm phương pháp đo 4.2.1 Phương pháp nghiên cứu 90 4.2.2 Đối tượng thực nghiệm 90 4.2.3 Phương pháp đo 94 4.3 Quy trình thực nghiệm 96 4.4 4.4.1 Kết thực nghiệm 97 Kết thực nghiệm 1: Thực nghiệm ảnh hưởng áp suất làm việc ban đầu đến trình phanh thu lượng động 97 4.4.2 Kết thực nghiệm 2: Thực nghiệm phanh thu lượng xe theo vận tốc ban đầu phanh khác theo tay số tương ứng 99 4.4.3 4.5 4.6 Kết thực nghiệm 3: Thực nghiệm thay đổi khối lượng xe 102 Đánh giá kết thực nghiệm kết tính tốn mơ 104 Chu kỳ phanh dừng cho mô hình thực nghiệm 104 Kết luận chương 106 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 113 PHỤ LỤC 114 Phụ lục Phụ lục Thông số kỹ thuật ô tô khảo sát 114 Mơ hình mơ chương trình Simulink 118 Phụ lục Dữ liệu nhập từ chương trình Matlab 121 Phụ lục Mạch điều khiển hệ thống phanh thu thủy lực 131 Phụ lục Phụ lục Chương trình chạy phần mềm Arduino 131 Một số hình ảnh q trình thí nghiệm 134 ii DANH MỤC KÍ HIỆU STT Ký hiệu Tên gọi Đơn vị a Khoảng cách từ trọng tâm xe đến véc tơ phản lực Z1 av Gia tốc xe m/s2 avtb Gia tốc phanh trung bình m/s2 b Khoảng cách từ trọng tâm xe đến véc tơ phản lực Z2 C Tỷ số truyền chung cấu phanh d Đường kính ống dẫn dầu m m m dp Lưu lượng riêng bơm thủy lực m /vòng dm Lưu lượng riêng mơ tơ thủy lực m3/vòng E Động vật J 10 Ea Năng lượng bình tích J 11 Eamax Năng lượng bình tích lớn J 12 Ekq Động khối rắn chuyển động quay J 13 Ekt Động khối rắn chuyển động tịnh tiến J 14 Ev Động xe vận tốc v J 15 Evan Năng lượng điện cung cấp van J 16 17 Fbam Fphmht Lực bám bánh xe Lực cản tăng thêm hệ thống phanh N N 18 G Trọng lượng xe N 19 Ght Trọng lượng tăng thêm hệ thống phanh N 20 g Gia tốc trọng trường 21 H 22 hw Khoảng cách từ trọng tâm xe đến mặt đường Khoảng cách từ điểm đặt lực cản khơng khí Pw đến 23 24 itrp ih Tỷ số truyền từ trục bơm đến trục bánh xe Tỷ số truyền hộp số sàn 25 io Tỷ số truyền truyền lực 26 iptc Tỷ số truyền từ trục PTO đến trục thứ cấp hộp số 27 K Hệ số khí động học ô tô 28 k 29 L Hệ số đa biến khí Khoảng cách từ điểm đặt lực véc tơ phản lực Z1 đến 30 Lph m/s2 mặt đường Z2 Chu kỳ phanh m m m m iii 31 Lphmax Chu kỳ phanh lớn lần liên tiếp m 32 lm Chiều dài đường ống dẫn dầu nhánh tái sử dụng m 33 lp Chiều dài đường ống dẫn dầu nhánh thu m 34 Mbxp Mô men phanh bánh xe N.m 35 36 Mbxk Mp Mô men kéo bánh xe Mô men bơm thủy lực N.m Nm 37 Mm Mô men mô tơ thủy lực Nm 38 Mtchs Mơ men vị trí trục thứ cấp hộp số Nm 39 m Khối lượng vật, Khối lượng xe kg 40 41 mht Pw Khối lượng tăng thêm hệ thống phanh Lực cản không khí kg N 42 P’ Lực dẫn động tác dụng lên guốc phanh N 43 Pj Lực quán tính sinh phanh N 44 Pr1 Lực cản lăn bánh trước xe N 45 46 Pr2 Pp Lực cản lăn bánh sau xe Lực phanh tổng cộng bánh xe chủ động N N 47 Pp1 Lực phanh khí đặt bánh trước N 48 Pp2 Lực phanh khí đặt bánh sau N 49 Ppp 50 Pk 51 52 Lực phanh hệ thống phanh thu thủy lực đặt bánh sau N Lực kéo bánh chủ động N Pvan Công suất van điện từ W 53 pao pcr Áp suất nạp ban đầu khí Áp suất dầu thủy lực buồng cửa bơm thủy lực 54 pcv 55 pcrm Áp suất dầu thủy lực buồng cửa mô tơ thủy lực N/m2 56 pcvm Áp suất dầu thủy lực buồng cửa vào mô tơ thủy lực N/m2 57 pg Áp suất khí q trình làm việc N/m2 58 pgo Áp suất làm việc ban đầu khí N/m2 59 pf Áp suất dầu thủy lực cửa vào bình tích áp thủy lực N/m2 60 Qp Lưu lượng bơm thủy lực m3/s 61 Z1 62 Z2 Áp suất dầu thủy lực buồng cửa vào bơm thủy lực Phản lực thẳng góc từ mặt đường lên bánh xe trước Phản lực thẳng góc từ mặt đường lên bánh xe sau iv N/m2 N/m2 N/m2 N N Hình PL 16 Sơ đồ mơ thơng áp suất khí pg Hình PL 17 Sơ đồ mơ hình tổn thất thủy lực mạch nhánh tái sử dụng Phụ lục Dữ liệu nhập từ chương trình Matlab 3.1 Thơng số chương trình nhập liệu nhập tnh toán trường hợp phanh khẩn cấp phanh thu 100% xe vận tốc 30km/h, khối lượng không tải m = 1700kg; % file Data_hieu.m % So lieu dau vao %=================== clc clear all close all global t i vxe vxe1 luuluong Pkhi jphanh tocdobom lucphanh Sphanh Vdauthuyluc HesoRe Momenbom tonthatapsuat lucbam dongnang Ea mau chso m= 2400; %[kg] = khoi luong xe; rbx= 14*25.4/1000; % [m]Bán kinh banh xe; K=0.58; % he so can khong khi; g=9.81; % gia toc truong; io =5.375; % ty so truyen truyen luc chinh; sicmacb=9.05; % he so can cuc bo; sicmav =1.75; % he so can vao ong; nuy=58*10^(-6); % nhot donghoc ro=900; % [kg/m3]ty chat long; l=3; % [m]chieu dai duong ong; d=0.0127; % [m]duong kinh o thuy luc; Sgio=2.4; % [m2]dien tich can gio; f=0.018; % he so can lan; vo= 30/3.6; % [m/s]= Van toc xe ban dau; Jbx= 5.222; % [kg.m2] Mo men quan tinh banh xe; str=7.8; %ty so truyen tu truc bom->banh xe,tay so 3; dp=14/(100)^3; %[m3/vong] luu luong rieng bơm hsvp=0.75; % Hieu suat v bom ; hsmp=0.85; % Hieu suat ck bom ; hstr=0.95^6; % Hieu suat ck truyen luc bom-bx phi=0.6; % he so bam hsa=1.1; % thong so khoang cach tam xe den banh truoc [m]; hsh=0.8; % khoang cach tu tam xe den mat duong L=2; % khoang cach banh truoc den banh sau xe hw=0.8; % kc vec to luc can gio den mat duong pgo0= 85*9.81*10^4; %[N/m2]Ap suat làm việc ban dau pgo0 bar; Vao=0.025; % [m3] the tich binh tich khi; pao=70*9.81*10^4; % Ap suat nap ban dau [N/m2]; mauv=['b', 'r']; Ve_do_thi_01; for i=1:2 pgo=pgo0(i); ih=ih0(i); mau=mauv(i) open HRBHieu16515_sua sim('HRBHieu16515_sua.mdl') Ve_do_thi_02; end 3.2 Thơng số chương trình nhập liệu nhập tnh toán trường hợp thay đổi áp suất % file Data_hieu.m % So lieu dau vao %=================== clc clear all close all global t i vxe vxe1 luuluong Pkhi jphanh tocdobom lucphanh Sphanh Vdauthuyluc HesoRe Momenbom tonthatapsuat lucbam dongnang Ea mau m= 2400; %[kg] = khoi luong xe; rbx= 14*25.4/1000; % [m]Bán kinh banh xe; K=0.58; % he so can khong khi; g=9.81; % gia toc truong; io =5.375; % ty so truyen truyen luc chinh; sicmacb=9.05; % he so can cuc bo; sicmav =1.75; % he so can vao ong; nuy=58*10^(-6); % nhot donghoc ro=900; % [kg/m3]ty chat long; l=3; % [m]chieu dai duong ong; d=0.0127; % [m]duong kinh o thuy luc; Sgio=2.4; % [m2]dien tich can gio; f=0.018; % he so can lan; vo= 30/3.6; % [m/s]= Van toc xe ban dau; Jbx= 5.222; % [kg.m2] Mo men quan tinh banh xe; str=7.8; %ty so truyen tu truc bom->banh xe,tay so 3; dp=14/(100)^3; %[m3/vong] luu luong rieng bơm hsvp=0.75; % Hieu suat v bom ; hsmp=0.85; % Hieu suat ck bom ; hstr=0.95^6; % Hieu suat ck truyen luc bom-bx phi=0.6; % he so bam hsa=1.1; % thong so khoang cach tam xe den banh truoc [m]; hsh=0.8; % khoang cach tu tam xe den mat duong L=2; % khoang cach banh truoc den banh sau xe hw=0.8; % kc vec to luc can gio den mat duong pgo0= [75*9.81*10^4 100*9.81*10^4 125*9.81*10^4 150*9.81*10^4]; %[N/m2]Ap suat làm việc ban dau pgo0 bar; Vao=0.025; % [m3] the tich binh tich khi; pao=70*9.81*10^4; % Ap suat nap ban dau [N/m2]; mauv=['b', 'r', 'k', 'g']; Ve_do_thi_01; for i=1:4 pgo=pgo0(i); ih=ih0(i); mau=mauv(i) open HRBHieu16515_sua sim('HRBHieu16515_sua.mdl') Ve_do_thi_02; end 3.3 Thơng số chương trình số liệu nhập nhập vận tốc theo tay số khác % file Data_hieu.m % So lieu dau vao %=================== clc clear all close all global t i vxe vxe1 luuluong Pkhi jphanh tocdobom lucphanh Sphanh Vdauthuyluc HesoRe Momenbom Momenbomtc tonthatapsuat lucbam dongnang Ea mau chso m0= [2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400]; %[kg] = khoi luong xe; rbx= 14*25.4/1000; % [m]Bán kinh banh xe; K=0.58; % he so can khong khi; g=9.81; % gia toc truong; io =5.375; % ty so truyen truyen luc chinh; ic=2; % ty so truyen vi sai; ih0= [2 2.966 1.684 1.000 1.000 1.000 2.966 1.684 1.000 1.000 1.000 2.966 1.684 1.000 1.000 1.000]; % ty so truyen hop so; nkt= 700; % toc dong co khong tai nkt=700v/ph; sicmacb=9.05; % he so can cuc bo; sicmav =1.75; % he so can vao ong; nuy=58*10^(-6); % nhot donghoc ro=900; % [kg/m3]ty chat long; l=3; % [m]chieu dai duong ong; d=0.0127; % [m]duong kinh o thuy luc; Sgio=2.4; % [m2]dien tich can gio; f=0.018; % he so can lan; vo0= [7.5/3.6 15/3.6 30/3.6 50/3.6 70/3.6 5/3.6 10/3.6 20/3.6 40/3.6 60/3.6 10/3.6 20/3.6 40/3.6 60/3.6 80/3.6]; %[m/s]= Van toc xe ban dau; Jbx= 5.222; % [kg.m2] Mo men quan tinh banh xe; str0=[25.4 14.03 7.8 4.63 3.65 25.4 14.03 7.8 4.63 3.65 25.4 14.03 7.8 4.63 3.65 3.65]; %ty so truyen tu truc bom den banh xe; dp=14/(100)^3; %[m3/vong] luu luong rieng dpmax=32cc/rev; hsvp=0.8; % Hieu suat v bom ; hsmp=0.85; % Hieu suat ck bom ; hstr=0.95^6; % Hieu suat ck truyen luc bombanhxehspp=0.95^10; hstrluc=0.9; % hieu suat truyen tu dong co den banh xe; pvaop=0; % ap suat dau vao bom; phi=0.6; % he so bam hsa=0.964; % thong so khoang cach tam xe den banh truoc [m]; hsh=0.8; % khoang cach tu tam xe den mat duong L=2; % khoang cach banh truoc den banh sau xe hw=0.8; % kc vec to luc can gio den mat duong p1=85*9.81*10^4; %[N/m2]Ap suat ban dau p1=85 bar; V1=0.025; % [m3] the tich binh tich khi; mauv=['b', 'r', 'k', 'g', 'r','b', 'r', 'k', 'g', 'r','b', 'r', 'k', 'g', 'r']; Ve_do_thi_02_sua0; for i=1:15 str=str0(i); vo=vo0(i); m=m0(i); ih=ih0(i); mau=mauv(i) open HRBHieu16515_sua sim('HRBHieu16515_sua.mdl') Ve_do_thi_02_sua; end 3.4 Thơng số chương trình số liệu nhập đầu vào trường hợp khối lượng thay đổi Số liệu nhập vào chương trình chạy tay số vận tốc phanh ban đầu xe vo =30km/h, với trường hợp khối lượng m = 2400kg, m=2700kg m= 3000kg % file Data_hieu.m % So lieu dau vao %================= clc clear all close all global t i vxe vxe1 luuluong Pkhi jphanh tocdobom lucphanh Sphanh Vdauthuyluc HesoRe Momenbom tonthatapsuat lucbam dongnang Ea mau chso m0= [2400 2700 3000] %[kg] 3truongf hợp khoi luong xe; rbx= 14*25.4/1000; % [m] Bán kinh banh xe; K=0.58; % he so can khí động lực; g=9.81; % m/s2 gia toc truong; io =5.375; % ty so truyen truyen luc chinh; sicmacb=9.05; % he so can cuc bo; sicmav =1.75; % he so can vao ong; nuy=58*10^(-6); % nhot donghoc ro=900; % [kg/m3]ty chat long; l=1.5; % [m]chieu dai duong ong; d=0.0127; % [m]duong kinh o thuy luc; Sgio=2.4; % [m2]dien tich can gio; f=0.018; % he so can lan; vo= 30/3.6; %[m/s]= Van toc xe ban dau; Jbx= 5.222; % [kg.m2] Mo men quan tinh banh xe; str=7.8; %ty so truyen tu truc bom den banh xe,trường hợp xe chạy tay số 3; dp=14/(100)^3 ; %[m3/vong] luu luong rieng bơm; hsvp=0.75; % Hieu suat v bom ; hsmp=0.85; % Hieu suat ck bom ; hstr=0.95^6; %Hieu suat ck truyen luc từ bánh xe đến bơm TL; phi=0.6; % he so bam hsa=1.1; % thong so khoang cach tam xe den banh truoc [m]; hsh=0.8; % khoang cach tu tam xe den mat duong L=2; % khoang cach banh truoc den banh sau xe hw=0.8; % kc vec to luc can gio den mat duong pgo= 85*9.81*10^4; % Ap suat ban dau bình áp thủy khí; Vao=0.025; % the tich binh tich khi; pao=70*9.81*10^4; % Ap suat nap ban dau [N/m2]; mauv=['b', 'r', 'k', 'g']; Ve_do_thi_01; for i=1:3 m=m0(i); mau=mauv(i) open HRBHieu16515_sua sim('HRBHieu16515_sua.mdl') Ve_do_thi_02; end 3.5 Thơng số chương trình số liệu nhập đầu vào trường hợp thay đổi lưu lượng riêng Số liệu nhập vào chương trình chạy phanh xe tay số vận tốc phanh ban đầu xe vo =30km/h; khối lượng xe m=2400kg; Lưu lượng riêng thay đổi dp=8,4(cc/vòng), dp=14 (cc/vòng), dp=25(cc/vòng) % file Data_hieu.m % So lieu dau vao %================= clc clear all close all global t i vxe vxe1 luuluong Pkhi jphanh tocdobom lucphanh Sphanh Vdauthuyluc HesoRe Momenbom tonthatapsuat lucbam dongnang Ea mau chso m= 2400 %[kg] = khoi luong xe; rbx= 14*25.4/1000; % [m] = Bán kinh banh xe; K=0.58; % he so can khong khi; g=9.81; % gia toc truong; io =5.375; % ty so truyen truyen luc chinh; sicmacb=9.05; % he so can cuc bo; sicmav =1.75; % he so can vao ong; nuy=58*10^(-6); % nhot donghoc ro=900; % [kg/m3]ty chat long; l=1.5; % [m]chieu dai duong ong; d=0.0127; % [m]duong kinh o thuy luc; Sgio=2.4; % [m2]dien tich can gio; f=0.018; % he so can lan; vo= 30/3.6; %[m/s]= Van toc xe ban dau; Jbx= 5.222; % [kg.m2] Mo men quan tinh banh xe; str=7.8; %ty so truyen tu truc bom den banh xe, tay số 3; dp=[8.4/(100)^3 14/(100)^3 25/(100)^3]; %[m3/vong] luu luong rieng bơm; hsvp=0.75; % Hieu suat v bom ; hsmp=0.85; % Hieu suat ck bom ; hstr=0.95^6; % Hieu suat ck truyen luc từ bánh xe đến bơm TL; phi=0.6; % he so bam hsa=1.1; % thong so khoang cach tam xe den banh truoc [m]; hsh=0.8; % khoang cach tu tam xe den mat duong L=2; % khoang cach banh truoc den banh sau xe hw=0.8; % kc vec to luc can gio den mat duong pgo= 85*9.81*10^4; % Ap suat ban dau bình áp thủy khí; Vao=0.025; % the tich binh tich khi; pao=70*9.81*10^4; % Ap suat nap ban dau [N/m2]; mauv=['b', 'r', 'k', 'g']; Ve_do_thi_01; for i=1:3 m=m0(i); mau=mauv(i) open HRBHieu16515_sua sim('HRBHieu16515_sua.mdl') Ve_do_thi_02; end 3.6 Thơng số chương trình số liệu nhập đầu vào khảo sát trường hợp tái sử dụng lượng động thay đổi lưu lượng riêng dm khác % file Data_hieu.m % So lieu dau vao %=================== clc clear all close all global t i vxe luuluong Pkhi agiatoc tocdomoto luckeo Skeo Vdauthuyluc Momenmoto Ea mau m= 2400; %[kg] = khoi luong xe; rbx= 0.336; % [m] = Bán kinh banh xe; K=0.58; % he so can khong khi; g=9.81; % gia toc truong; nuy=58*10^(-6); % nhot donghoc ro=900; % [kg/m3]ty chat long; lm=1.5; % [m]chieu dai duong ong nhanh motor; d=0.0127; % [m]duong kinh o thuy luc; Sgio=2.4; % [m2]dien tich can gio; f=0.018; % he so can lan; Jbx= 5.222; % [kgm2] Mo men quan tinh banh xe ; dm0=[14/(100)^3 25/(100)^3]; %[m3/vong] luu luong rieng motor; hstr=0.95^6; % Hieu suat truyen dong ; hsvm=0.93; % Hieu suat the tich mo to; hsmm=0.93; % Hieu suat co mo to; pcram=0; % ap suat dau mo to; io =5.375; % ty so truyen truyen luc chinh; sicmacb=18; % he so can thuy luc; str=25.4; %ty so truyen tu truc PTO den banh xe tay truyen so strm =iptc.io; pao=70*9.81*10^4; % Ap suat nap binh70bar; Vao=0.025; % The tich nap binh ban dau 25lit; pga=101*9.81*10^4; %[N/m2]Ap suat ban dau nen nhap tu qua trinh thu; pstop=85*9.81*10^4; %[N/m2]Ap suat gioi hạn min; mauv=['k', 'm', 'b', 'g']; Ve_do_thi_02_sua0_Tai_tao; for i=1:3 mau=mauv(i) dm=dm0(i); open HRBHieuTai_tao sim('HRBHieuTai_tao.mdl') Ve_do_thi_02_Tai_tao; End 3.7 Thơng số chương trình số liệu nhập đầu vào khảo sát trường hợp tái sử dụng lượng động với áp suất pga khác % file Data_hieu.m % So lieu dau vao %=================== clc clear all close all global t i vxe luuluong Pkhi agiatoc tocdomoto luckeo Skeo Vdauthuyluc Momenmoto Ea mau m= 2400; %[kg] = khoi luong xe; rbx= 0.336; % [m] = Bán kinh banh xe; K=0.58; % he so can khong khi; g=9.81; % gia toc truong; nuy=58*10^(-6); % nhot donghoc ro=900; % [kg/m3]ty chat long; lm=1.5; % [m]chieu dai duong ong nhanh motor; d=0.0127; % [m]duong kinh o thuy luc; Sgio=2.4; % [m2]dien tich can gio; f=0.018; % he so can lan; Jbx= 5.222; % [kgm2] Mo men quan tinh banh xe ; dm=14/(100)^3; %[m3/vong] luu luong rieng motor; hstr=0.95^6; % Hieu suat truyen dong ; hsvm=0.93; % Hieu suat the tich mo to; hsmm=0.93; % Hieu suat co mo to; pcram=0; % ap suat dau mo to; io =5.375; % ty so truyen truyen luc chinh; sicmacb=18; % he so can thuy luc; str=25.4; %ty so truyen tu truc PTO den banh xe tay truyen so strm =iptc.io; pao=70*9.81*10^4; % Ap suat nap binh70bar; Vao=0.025; % The tich nap binh ban dau 25lit; pga0=[100*9.81*10^04 125*9.81*10^04 150*9.81*10^04]; %[N/m2]Ap suat ban dau nen nhap tu qua trinh thu; pstop=85*9.81*10^4; %[N/m2]Ap suat gioi hạn min; mauv=['k', 'm', 'b', 'g']; Ve_do_thi_02_sua0_Tai_tao; for i=1:3 pga=pga0(i); mau=mauv(i) open HRBHieuTai_tao sim('HRBHieuTai_tao.mdl') Ve_do_thi_02_Tai_tao; End 3.8 Chương trình file Ve_do_thi_01 function Ve_do_thi_01 %========================== % VE DO THI %========================== global t i vxe luuluong Pkhi jphanh Sphanh tocdobom Vdauthuyluc lucphanh HesoRe Momenbom tonthatapsuat dongnang lucbam Ea mau y0=400; dx=80;dy=32; % -h1=figure(1); hold on set(h1,'Name','Van toc V') set(h1,'position',[dx (y0-dy) 400 340],'Color','w') legendv(1) %% h2=figure(2); hold on set(h2,'Name','Luu luong Q') set(h2,'position',[2*dx (y0-2*dy) 400 340],'Color','w') legendv(1)%% h3=figure(3); hold on set(h3,'Name','Nang luong Ea') set(h3,'position',[3*dx (y0-3*dy) 400 340],'Color','w') legendv(1) %% h4=figure(4); hold on set(h4,'Name','Ap suat Pg') set(h4,'position',[4*dx (y0-4*dy) 400 340],'Color','w') legendv(2) %% h5=figure(5); hold on set(h5,'Name','Gia toc phanh av') set(h5,'position',[5*dx (y0-5*dy) 400 340],'Color','w') legendv(3) %% h6=figure(6); hold on set(h6,'Name','Toc bom ') set(h6,'position',[6*dx (y0-6*dy) 400 340],'Color','w') legendv(1) %% h8=figure(8); hold on set(h8,'Name','Mo men thu cap hop so') set(h8,'position',[8*dx (y0-8*dy) 400 340],'Color','w') legendv(1) %% h9=figure(9); hold on set(h9,'Name','Quang duong phanh') set(h9,'position',[9*dx (y0-9*dy) 400 340],'Color','w') legendv(2) %% h10=figure(10); hold on set(h10,'Name','Vf dau thuy luc') set(h10,'position',[10*dx (y0-10*dy) 400 340],'Color','w') legendv(2) %% h11=figure(11); hold on set(h11,'Name','Mo men bom thuy luc') set(h11,'position',[11*dx (y0-11*dy) 400 340],'Color','w') legendv(2) %% end function legendv(Vi_tri) %global i x=0; y=0; plot(x,y,'-b') plot(x,y,' r') plot(x,y,':k','linewidth',2) plot(x,y,'-.m') legend('pgo0 = 75bar','pgo0 = 85bar','pgo0 = 90bar','pgo0 = 150bar',Vi_tri) end 3.9 Chương trình file Ve_do_thi_02 function Ve_do_thi_02 %========================== % VE DO THI %========================== global t i vxe luuluong Pkhi jphanh Sphanh tocdobom Vdauthuyluc lucphanh HesoRe Momenbom tonthatapsuat dongnang lucbam Ea mau chso % h1=figure(1); hold on ; box on %plot(t,vxe,mau if i==1 plot(t,vxe,'b'); end; if i==2 plot(t,vxe,' r'); end; if i==3 plot(t,vxe,':k','linewidth',2); end; if i==4 plot(t,vxe,'-.m','linewidth',2); end; %text(t(end),vxe(end),ch) grid on title({'\bf Van toc xe \rm',chso}) xlabel('t(s)') ylabel('vxe(km/h)')%% h2=figure(2); hold on ; box on %plot(t,luuluong,mau) if i==1 plot(t,luuluong,'-b'); end; if i==2 plot(t,luuluong,' r'); end; if i==3 plot(t,luuluong,':k','linewidth',2); end; if i==4 plot(t,luuluong,'-.m','linewidth',2); end; % text(t(end),luuluong(end),ch) grid on title({'\bf Luu luong \rm',chso}) xlabel('t(s)') ylabel('Q(lit/ph)')%% h3=figure(3); hold on ; box on %plot(t,Ea,mau,'LineWidth',2) %plot(t,dongnang,mau,'LineWidth',2) if i==1 plot(t,Ea,'-b'); end; if i==2 plot(t,Ea,' r'); end; if i==3 plot(t,Ea,':k','linewidth',2); end; if i==4 plot(t,Ea,'-.m','linewidth',2); end; grid on title({'\bf Do thi nang luong Ea \rm',chso}) xlabel('t(s)') ylabel('Ea(J)')%% h4=figure(4); hold on ; box on %plot(t,Pkhi,mau,'LineWidth',2) if i==1 plot(t,Pkhi,'-b'); end; if i==2 plot(t,Pkhi,' r'); end; if i==3 plot(t,Pkhi,':k','linewidth',2); end; if i==4 plot(t,Pkhi,'-.m','linewidth',2); end; grid on title({'\bf Do thi ap suat pg \rm',chso}) xlabel('t(s)') ylabel('pg(bar)') %% h5=figure(5); hold on ; box on % plot(t,jphanh,mau,'LineWidth',2) if i==1 plot(t,jphanh,'-b'); end; if i==2 plot(t,jphanh,' r'); end; if i==3 plot(t,jphanh,':k','linewidth',2); end; if i==4 plot(t,jphanh,'-.m','linewidth',2); end; grid on title({'\bf Do thi gia toc phanh \rm',chso}) xlabel('t(s)') ylabel('av(m/s2)') %% h6=figure(6); hold on ; box on % plot(t,tocdobom,mau,'LineWidth',2) if i==1 plot(t,tocdobom,'-b'); end; if i==2 plot(t,tocdobom,' r'); end; if i==3 plot(t,tocdobom,':k','linewidth',2); end; if i==4 plot(t,tocdobom,'-.m','linewidth',2); end; grid on title({'\bf Do thi toc bom \rm',chso}) xlabel('t(s)') ylabel('np(v/ph)') %% h8=figure(7); hold on ; box on %plot(t,momentchs,mau,'LineWidth',2) if i==1 plot(t, momentchs,'-b'); end; if i==2 plot(t, momentchs,' r'); end; if i==3 plot(t, momentchs,':k','linewidth',2); end; if i==4 plot(t, momentchs,'-.m','linewidth',2); end; grid on title('\bf Mo men thu cap hop so Pp \rm') xlabel('t(s)') ylabel('Luc phanh Pp(N)') %% h9=figure(9); hold on ; box on % plot(t,Sphanh,mau,'LineWidth',2) if i==1 plot(t,Sphanh,'-b'); end; if i==2 plot(t,Sphanh,' r'); end; if i==3 plot(t,Sphanh,':k','linewidth',2); end; if i==4 plot(t,Sphanh,'-.m','linewidth',2); end; grid on title({'\bf Do thi quang duong S phanh \rm',chso}) xlabel('t(s)') ylabel('Sphanh(m)') %% h10=figure(10); hold on ; box on % plot(t,Vdauthuyluc,mau,'LineWidth',2) if i==1 plot(t,Vdauthuyluc,'-b'); end; if i==2 plot(t,Vdauthuyluc,' r'); end; if i==3 plot(t,Vdauthuyluc,':k','linewidth',2); end; if i==4 plot(t,Vdauthuyluc,'-.m','linewidth',2); end; grid on title({'\bf Do thi Vf dau thuy luc \rm',chso}) xlabel('t(s)') ylabel('Vf dau thuy luc(m3)') %% h11=figure(11); hold on ; box on % plot(t,Momenbom,mau,'LineWidth',2) if i==1 plot(t,Momenbom,'-b'); end; if i==2 plot(t,Momenbom,' r'); end; if i==3 plot(t,Momenbom,':k','linewidth',2); end; if i==4 plot(t,Momenbom,'-.m','linewidth',2); end; grid on title({'\bf Do thi mo men bom thuy luc theo t \rm',chso}) xlabel('t(s)') ylabel('Mp(Nm)') %% h12=figure(12); hold on ; box on %plot(t,lucbam,mau,'LineWidth',2) if i==1 plot(t,lucbam,'-b'); end; if i==2 plot(t,lucbam,' r'); end; if i==3 plot(t,lucbam,':k','linewidth',2); end; if i==4 plot(t,lucbam,'-.m','linewidth',2); end; grid on title('\bf Do thi luc bam Fbam \rm') xlabel('t(s)') ylabel('Luc bam Fbam(N)') %% end 3.10 Chương trình đo số liệu áp suất bình tch thủy lực Chương trình Matlab-Arduino IO clear all a=arduino('COM4', 'UNO'); line1=line(nan, nan, 'color', 'red'); i=0; while port=250*(readVoltage(a,'A0')-0.948)/(4.8-0.948); pause(0.1); x1=get(line1,'xData'); y1=get(line1,'yData'); x1=[x1 i]; y1=[y1 port]; set(line1, 'xData', x1, 'yData', y1); i=i+1; pause(0.1); grid on title({'Ap suat binh tich ap thuy khi'}) xlabel('t(s)') ylabel('Pg(Bar)') end Phụ lục Mạch điều khiển hệ thống phanh thu thủy lực Q1(D) SIM1 U1 D1 AREF ATMEL www o.cc blogembarcado.blogspot.com LED-RED ~11 ~10 ~9 DIGITAL (PW M~) A4 A5 SIMULINO A2 A3 ANALOG IN A0 A1 POWER CLPTO ATMEGA32 8P 5V GND 13 12 ARDUINO RESET ~6 ~5 ~3 TX > RX < R2 K PC817 100 U2 D2 Phanh LED-RED Caiso R1 D3 A K PC817 100 U3 Ga A A Q1 C E C 3.3k LED-RED Q2 R6 3.3k IRF540 R9 Q2(S) V=23.9997 100k R3 Lyhop Q1(S) V=23.9997 R5 100k E C IRF540 R4 100 K PC817 Q3 E IRF540 R7 3.3k SIMULINO UNO R8 Q3(S) V=23.9997 100k CBApsuat V=3.09993 Hình PL 18 Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống thu thủy lực mơ chương trình proteus Phụ lục Chương trình chạy phần mềm Arduino Chương trình điều khiển hoạt động hệ thống phanh thu lượng động #define Cong_Tac A0 // chan nhan tin hieu cong tac CLPTO #define Ap_Suat A4 // dau vao analog ap suat #define Ga // dau nhan tin hieu chan Ga #define Con // dau nhan tin hieu Con #define Phanh // dau nhan tin hieu Phanh #define V1 // dau V1 #define V2 // dau V2 #define V3 10 // dau V3 #define Bat LOW // muc tin hieu on #define Tat HIGH // muc tin hieu off #define Vao INPUT // dau vao #define Ra OUTPUT // dau #define Pmax 3.2 // Muc ap suat 160bar (160=3.2/5*250) #define Pmin // Muc ap suat 50bar (50=1/5*250) int Pin = 0; void setup() { pinMode(Cong_Tac,Vao); // cong tac la tin hieu vao pinMode(Ap_Suat,Vao); // ap suat la tin hieu vao pinMode(Ga,Vao); pinMode(Con,Vao); // la tin hieu vao pinMode(Phanh,Vao); phanh la tin hieu vao pinMode(V1,Ra); pinMode(V2,Ra); // ga ta tin hieu vao // V1 la tin hieu // V2 la tin hieu pinMode(V3,Ra); digitalWrite(Cong_Tac,Tat); digitalWrite(Ga,Tat); // digitalWrite(Con,Tat); digitalWrite(Phanh,Tat); digitalWrite(V1,Tat); digitalWrite(V2,Tat); digitalWrite(V3,Tat); } void loop() { Pin = (analogRead(Ap_Suat)*5)/1023; // doc gia tri ap suat if(digitalRead(Cong_Tac) == Tat) { // chua bat cong tac digitalWrite(V1,Tat); // tat V1 digitalWrite(V2,Tat); // tat V2 digitalWrite(V3,Tat); // tat V3 } else { // bat cong tac if(digitalRead(Phanh) == Bat) { if(Pin < Pmax) { // phanh nhan // ap suat < ap suat max digitalWrite(V1,Bat); // bat V1 digitalWrite(V2,Tat); // tat V2 digitalWrite(V3,Bat); // bat V3 } else { // ap suat > ap suat max digitalWrite(V1,Tat); // tat V1 digitalWrite(V2,Tat); // tat V2 digitalWrite(V3,Tat); // tat V3 } } else { // phanh nha if(digitalRead(Ga) == Bat) { if(Pin < Pmin) { // nhan ga // ap suat < ap suat digitalWrite(V1,Tat); // tat V1 digitalWrite(V2,Tat); // tat V2 digitalWrite(V3,Tat); // tat V3 } else { // ap suat > ap suat if(digitalRead(Con) == Bat) { digitalWrite(V1,Tat); // tat V2 // nhan // tat V1 digitalWrite(V2,Tat); digitalWrite(V3,Tat); // tat V3 } else { // nha digitalWrite(V1,Tat); // tat V1 digitalWrite(V2,Bat); // bat V2 digitalWrite(V3,Tat); // tat V3 } } } else { // nha ga digitalWrite(V1,Tat); // tat V2 digitalWrite(V3,Tat); // tat V1 digitalWrite(V2,Tat); // tat V3 } } } } Chương trình đo vận tốc xe mơ hình thí nghiệm #define encoderPinA #define encoderPinB volatile unsigned int encoderPos = 0; unsigned int lastReportedPos = 1; static boolean rotating = false; boolean A_set = false; boolean B_set = false; unsigned int newposition; unsigned int oldposition = 0; unsigned long newtime; unsigned long oldtime = 0; foat vantoc; void setup() { pinMode (encoderPinA, INPUT_PULLUP); pinMode (encoderPinB, INPUT_PULLUP); attachInterrupt(0, doEncoderA, CHANGE); attachInterrupt(1, doEncoderB, CHANGE); Serial.begin(9600); } void loop() { rotating = true; newtime = millis(); newposition = encoderPos; if (newtime - oldtime == 1000) { detachInterrupt(0); detachInterrupt(1); vantoc = (newposition - oldposition)*2*3.141592654*0.355*3.6/4; Serial.print (""); Serial.println(vantoc, DEC); oldposition = newposition; oldtime = newtime; attachInterrupt(0, doEncoderA, CHANGE); attachInterrupt(1, doEncoderB, CHANGE); } } void doEncoderA() { if (rotating) delay (1); if (digitalRead(encoderPinA) != A_set) { A_set = !A_set; if (A_set && !B_set) encoderPos += 1; rotating = false; } } void doEncoderB() { if (rotating) delay (1); if (digitalRead(encoderPinB)!= B_set) { B_set = !B_set; if (B_set && !A_set) encoderPos -= 1; rotating = false; }} Phụ lục Một số hình ảnh trình thí nghiệm Hình PL 19 Ảnh xe đường thủ nghiệm Hình PL 20 Ảnh chuyên gia nhà khoa học tham gia q trình thí nghiệm ... khí q trình phanh xe thu lượng với vận tốc phanh ban đầu vo=30km/h, xe chạy tay số 3, theo mức pgo khác 97 xii Hình 12 Biểu đồ thể tích dầu thu q trình phanh xe thu lượng với vận tốc phanh ban... đồ miền giá vận tốc xe trình phanh thu lượng xe vo =30km/h, pgo=85bar, khối lượng xe m =1800; 2400; 3000kg 74 Hình 35 Biểu đồ giá trị gia tốc xe trình phanh thu lượng xe vo =30km/h, pgo=85bar,... trình phanh thu lượng xe lưu lượng riêng dp khác 78 xi Hình 44 Biểu đồ vận tốc xe trình phanh thu lượng xe lưu lượng riêng dp khác 78 Hình 45 Biểu đồ gia tốc xe trình phanh