Khảo sát và tính toán động lực học hệ thống dẫn động phanh ô tô bằng khí nén

LỜI CAM ĐOAN Học viên Đỗ Văn Trực xin có lời cam đoan cơng trình khoa học Tồn thơng tin, số liệu trình bày luận văn học viên sưu tầm, tập hợp sau phân tích, lựa chọn để trình bày theo mục tiêu đề tài Các mơ hình tốn khảo sát, phương trình tính tốn, kết đạt học viên thiết lập giải hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan Nếu có điều khơng đúng, học viên xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Hà Nội, ngày 25 tháng năm 2013 Học viên Đỗ văn Trực MỞ ĐẦU Nền kinh tế Việt Nam đà phát triển mạnh mẽ, với tăng nhanh sản lượng sản xuất công nghiệp, nhu cầu tăng cao vận tải hành khách, hàng hoá, dịch vụ mà tơ trở thành phương tiện vận tải chủ lực với tỉ trọng 90% tổng lượng hàng hoá hành khách cho ngành kinh tế quốc dân Sự gia tăng nhanh nhu cầu vận chuyển hành khách điều kiện kinh tế đa số người dân chưa cao tạo điều kiện thuận lợi cho gia tăng nhanh chóng số lượng xe ô tô chở khách đặc biệt hệ thống xe buýt thành phố lớn Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh….Việc gia tăng phương tiện vận tải làm gia tăng tai nạn giao thông gây thiệt hại lớn người cho xã hội Trong nguyên nhân gây tai nạn tình trạng kĩ thuật xe khơng đảm bảo chiếm tới 52 – 75% nguyên nhân hệ thống phanh, yêu cầu hệ thống phanh ngày nâng cao nên cần phải liên tục nghiên cứu, cải tiến nhằm nâng cao hiệu sử dụng, giúp tơ an tồn chuyển động Hiện nay, xe hệ sử dụng hệ thống phanh với tính năng, tiêu kỹ thuật cao nhằm đáp ứng qui định ngày khắt khe đảm bảo an tồn cho người, hàng hố vận chuyển phương tiện giao thông Trên xe ô tô đại thường dùng hệ thống phanh khí dẫn động nhiều dòng độc lập trang bị thêm thiết bị, phận, hệ thống hỗ nhằm tăng mức độ an toàn hiệu cho xe Các hệ thống phanh có trang bị chống hãm cứng bánh xe phanh sử dụng rộng rãi không xe du lịch, xe khách, xe buýt mà xe tải Cho đến nay, nước ta cơng trình nghiên cứu tính tốn hệ thống phanh khí nén thường dừng giai đoạn tính tốn tĩnh mà chưa có nghiên cứu đầy đủ trình động học dẫn động phanh khảo sát, phân tích nhân tố ảnh hưởng đến trình làm việc dẫn động phanh khí nén Đối với dẫn động phanh khí nén, nhược điểm lớn thời gian chậm tác dụng hệ thống (thời gian phản ứng) tương đối lớn Xuất phát từ thực tế trên, đề tài: “Khảo sát tính tốn động lực học hệ thống dẫn động phanh khí nén” góp phần nhỏ trình nghiên cứu, cải thiện dẫn động điều khiển hệ thống phanh khí nén Mục đích nghiên cứu đề tài nghiên cứu trình động lực học dẫn động phanh khí nén chế độ làm việc hệ thống phanh khí nén để làm cho việc xác định thời gian chậm tác dụng hệ thống, từ khảo sát số trường hợp nhằm đánh giá mức độ chậm tác dụng hệ thống Tôi xin chân thành cám ơn thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan tận tình giúp đỡ trình thực luận văn Cảm ơn tập thể thầy giáo Viện Cơ khí Động lực, Viện đào tạo sau đại học - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, bạn lớp tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi suốt khoá học vừa qua./ DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1: Sơ đồ dẫn động phanh xe KaMAZ-5320 Hình 1.2: Giản đồ phanh Hình 1.3:Bố trí van tăng tốc xe Hình 1.4: Sơ đồ bố trí van hạn chế áp suất cầu trước Hình 1.5:Sơ đồ bố trí điều hịa lực phanh Hình 1.6:Vị trí lắp đặt điều hồ lực phanh xe Hình 1.7: Van hiệu chỉnh mắc nối tiếp Hình 1.8: Van hiệu chỉnh Hình 1.9: Van hiệu chỉnh mắc song song Hình 1.10:Các phương án bố trí điều hịa lực phanh van tăng tốc Hình 1.11: Van tổng phanh Hình 1.12: Bầu phanh Hình 1.13: Liên kết bầu phanh cấu phanh Hình 1.14: Van tăng tốc Hình 1.15:Sơ đồ bố trí van bảo vệ Hình 2.1 Mơ tả điểm nút khí nén Hình 2.2.Tiết lưu kí hiệu sơ đồ mơ Hình 2.3 Dung tích khơng đổi Hình 2.4: Mơ hình dung tích thay đổi Hình 2.5: Mơ hình tính tốn dung tích thay đổi Hình 2.6: Mơ hình đoạn ống dẫn Hình 2.7: Đồ thị hệ số lưu lượng ứng với đường kính đường ống Hình 2.8 Sơ đồ mơ dịng khí qua van Hình 2.9: Sơ đồ hai khâu D-E mắc nối tiếp Hình 2.10: Sơ đồ hai khâu D-E mắc song song Hình 2.11: Sơ đồ mơ hình hóa bầu phanh Hình 2.12: Van tăng tốc Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống phanh khí nén xe bt Deawoo-BS-090 Hình 3.2:Sơ đồ tính dẫn độnghệ thống phanh xe buýt Deawoo-BS-090 Hình 3.3: Sơ đồ mơ dẫn động phanh cầu trước Hình 3.4: Sơ đồ mơ dẫn động phanh cầu sau Hình 3.5: Sơ đồ tính tốn dẫn động phanh cầu sau Hình 3.6: Sơ đồ mơ dẫn động phanh cầu trước Hình 3.7: Đồ thị trình nạp khí vào bầu trước Hình 3.8: Sơ đồ mơ dẫn động phanh cầu sau Hình 3.9: Đồ thị q trình nạp khí bầu phanh sau Hinh 3.10: Đồ thị áp suất bầu phanh Hình 4.1: Đồ thị qui luật tác động phanh Hình 4.2: Đồ thị áp suất bầu trước áp suất vào thay đổi tuyến tính Hình 4.2 :Đồ thị áp suất bầu trước áp suất vào thay đổi phi tuyến Hình 4.3: Đồ thị áp suất bầu trước thay đổi áp suất nguồn Hình 4.4: Đồ thị áp suất bầu sau thay đổi áp suất nguồn Hình 4.5 Đồ thị áp suất bầu trước thay đổi áp suất nguồn đường kính bầu phanh Hình 4.6 :Đồ thị áp suất bầu sau thay đổi a/s nguồn đường kính bầu phanh DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1: Sự tương đương điện khí nén Bảng 2.2:Các sơ đồ mạch dẫn động khí nén biểu thức toán học: CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Lý thực tầm quan trọng đề tài Ngày với phát triển không ngừng kinh tế xã hội, sản xuất công nghiệp gia tăng, ngành công nghiệp ô tô ngoại lệ Kể từ đời đến tơ đóng vai trị quan trọng cần thiết đời sống xã hội Nó tạo nên mạng lưới rộng lớn vận chuyển người hàng hóa tồn giới Ở Việt Nam nay, nhu cầu vận chuyển hành khách hàng hóa ngày nhiều đặc biết đường với loại xe khách xe tải cỡ lớn Lượng phương tiện tăng nhanh, tốc độ trung bình phương tiện ngày cao, yêu cầu an tồn vận chuyển cho tơ ngày trọng đặc biệt yêu cầu hệ thống phanh Các yêu cầu hệ thống phanh pháp lí hố thơng qua tiêu chuẩn quốc gia quốc tế ngày trở nên khắt khe Các nhà sản xuất trung tâm nghiên cứu phải cập nhật từ yêu cầu thiết yếu hệ thống phanh để đáp ứng tiêu chuẩn đưa Việc trang bị, bổ sung tài liệu kỹ thuật loại xe cần thiết, góp phần sử dụng khai thác phương tiện đạt hiệu tốt Việc mơ tính tốn hệ thống dẫn động phanh khí nén để xác định hiệu phanh tìn giải pháp nâng cao hiệu phanh đáp ứng tiêu chuẩn hành cần thiết Phương pháp mơ tính tốn với trợ giúp máy tính giúp cho nhà thiết kế tiết kiệm thời gian chi phí Trong diều kiện cịn thiếu trang thiết bị thí nghiệm nước ta phương pháp thích hợp có tính khả thi cao Vì lí trên, tơi chọn đề tài : “Khảo sát tính tốn động lực học hệ thống dẫn động phanh tơ khí nén” Với đề tài tơi hy vọng đáp ứng phần nhu cầu nói 1.2 Mục tiêu đề tài Với yêu cầu nội dung đề tài, mục tiêu cần đạt sau hoàn thành đề tài sau:  Nắm sở lý thuyết hệ thống phanh khí nén, hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động chi tiết, phận hệ thống phanh khí nén  Mơ hình hóa chi tiết, phận hệ thống phanh khí nén để phục vụ cho việc tính tốn động lực học hệ thống phanh khí nén  Đưa phương pháp tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén quan điểm mơ hình hóa  Tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén sở xe Buýt DEAWOOBS-090  Khảo sát số trường hợp thay đổi tác động đầu vào xác định thời gian chậm tác dụng hệ thống nhằm đạt hiệu phanh tốt 1.3 Những nghiên cứu hệ thống phanh khí nén Hệ thống phanh khí nén hệ thống phức tạp, ghép nối nhiều phần tử khí động có chế độ làm việc đặc trưng, chất tượng vật lý xảy hệ thống phức tạp lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác kích thước đường ống, chất lượng lưu thơng dịng khí, mật độ áp suất dịng khí…và chưa có biểu thức tốn học để biểu diễn xác q trình lưu thơng dịng khơng khí hệ thống Việc tính tốn động lực học hệ thống dẫn động phanh khí nén nhằm khảo sát qui luật biến đổi áp suất khí nén theo thời gian điểm hệ dẫn động, nhân tố gây tổn thất lưu lượng, làm chậm trình xác lập trị số áp suất đầu hệ thống (tại van điều khiển, bầu phanh, ) 1.3.1 Tình hình nghiên cứu giới Các tác giả N.F Metliuk, V.P Av-tu-sen-ko nhiều tác giả khác tiến hành nghiên cứu trình động lọc dẫn động khí nén thủy lực Bằng cách sử dụng phương pháp mô tập trungđã xây dựng phương trình mơ tả biến đổi lưu lượng, áp suất qua phần tử khí động (tiết lưu, thể tích khí, ).các kết nghiên cứu dùng làm sở để tính tốn, khảo sát q trình động học hệ dẫn động khí nén có nối ghép nhiều phần tử khí động phức tạp Trên tơ sử dụng hệ thống phanh dẫn động khí nén đại, thường sử dụng dẫn động nhiều dòng, với hệ thống phanh (phanh chân) thơng thường sử dụng dẫn động dịng độc lập, làm tăng tính an tồn chuyển động tơ, việc tình tốn phần tử hệ thống phanh phức tạp Các hãng sản xuất ô tô trung tâm nghiên cứu ln có nghiên cứu tính tốn cụ thể hệ thống phanh khí nén ô tô đại nhiên số liệu cơng thức tính tốn thường công bố rộng rãi Sau vài kết nghiên cứu tiêu biểu Alexander Kramskoy, “Improvement of calculation and dynamics air brake on vehicles”Kharkiv State road - Transport University, 2006 Đề tài gồm bốn phần: - Phần thứ tác giả trình bày xu hướng hệ thống phanh khí nén - Phần thứ hai: trình bày giả thiết mơ hình hóa động lực học dẫn động phanh khí nén - Phần thứ ba: mơ hình hóa động lực học dẫn động phanh khí nén xe КrAZ6510 (hình 1.2) - Phần thứ tư: sử dụng phần mềm Matlab để tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén, sau đưa kết luận Zbigniew Kulesza, Franciszek Siemieniako, Modeling the air brake system equipped with the brake and relay valves, Bialystok University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering Department of Automatics and Robotics, Balan, 2010 Ở đề tài tác giả trình bày mơ hình tốn học hệ thống phanh khí nén với hai loại van thường gặp là: van phanh kép van relay Các tác giả sử dụng phương pháp mô hình hóa để tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén mơ hình Tác giả xây dựng phương trình, hệ phương trình vi phân áp suất hệ thống, dùng phần mềm Matlab để xây dựng thuật tốn kết hợp với thơng số mơ hình để xác định thể tích bầu phanh, đường kính bầu phanh, độ cứng lị xo…Đề tài dùng việc thiết kế hệ thống phanh xe tải nặng, xe đầu kéo… 1.3.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam Trong lĩnh vực nghiên cứu, chế tạo tơ nước, có số cơng trình nghiên cứu tính tốn biện pháp cụ thể dẫn động phanh khí nén, từ đưa phương pháp làm giảm độ chậm tác dụng cải thiện tính hệ thống 1, Tác giả Đặng Quốc Cường (ĐH SPKT TP HCM, 2012) nghiên cứu, mô động lực học dẫn động điều khiển hệ thống phanh khí nén Rơ-mooc nhiều cầu Tác giả đưa số phương pháp bố trí chi tiết, cụm chi tiết để đảm bảo tính đồng dẫn động phanh cầu Tuy nhiên tính tốn, tác giả lại coi bầu phanh thể tích khơng đổi, có sai số đáng kể kết tính tốn 2, Tác giả Trương Mạnh Hùng (ĐH GTVT-2006) tiến hành tính tốn tĩnh tính tốn động hệ thống dẫn động phanh khí nén tơ tải cỡ trung bình cỡ lớn Trong tác giả tiến hành tính tốn tĩnh hệ thống dẫn động tính tốn động phương pháp mô hệ thống dẫn động phanh khí nén máy tính từ xác định thông số hệ thống phanh trạng thái tĩnh (trạng thái xác lập) đồ thị quan hệ áp suất, dịch chuyển với thời gian phần tử hệ thống Ngoài việc khảo sát thơng số ảnh hưởng để tìm thơng số hợp lý cho hệ thống phục vụ cho việc tính tốn thiết kế hệ thống phanh khí nén 3, Tác giả Vương Xuân Sinh (HV KTQS – 2007) tiến hành nghiên cứu, tính tốn mơ hệ thống dẫn động phanh khí nén xe Zil-130 tính tốn cải tiến hệ thống phanh khí nén từ dịng thành dòng độc lập Đây hệ thống đơn giản, khơng có van phụ trợ, q trình tính tốn bỏ qua thay đổi thể tích tức thời bầu phanh có ảnh hưởng đến kết tính tốn 1.4 Hƣớn n n cứu 1.4.1 Nhiệm vụ nghiên cứu  Nghiên cứu sở lý thuyết hệ thống phanh khí nén  Nghiên cứu phương pháp mơ hình hóa dẫn động phanh khí nén  Kết hợp kiến thức lý thuyết hệ thống phanh khí nén kiến thức mơ hình hóa để đưa phương pháp tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén xe chọn 1.4.2 Đố tƣợng nghiên cứu  Lý thuyết hệ thống phanh khí nén tơ  Động lực học dẫn động phanh khí nén  Lý thuyết mơ hình hóa dẫn động phanh khí nén 1.4.3 Hƣớng nghiên cứu 1.4.3.1 Nghiên cứu lý thuyết hệ thống phanh khí nén  Nghiên cứu tổng quan hệ thống phanh khí nén  Tìm hiểu cấu tạo nguyên lý hoạt động phận  Nghiên cứu động lực học dẫn động phanh khí nén 1.4.3.2 Nghiên cứu p ƣơn p áp mơ ìn óa dẫn động phanh khí nén  Các giả thiết để áp dụng phương pháp mơ hình hóa  Mơ hình hóa dẫn động phanh khí nén  Mơ hình tính tốn hệ thống phanh khí nén 10 3.5.2 Mô phỏn lƣu lƣợng biến đổi áp suất dẫn động phanh cầu sau Trong dẫn động phanh cầu sau, khí nén từ bình khí, qua van tổng phanh, tới mở van gia tốc cho dịng khí nén từ bình chứa qua van gia tốc tới chạc tới bầu phanh sau Quá trình thể qua phương trình (3.6), (3.7), (3.8), (3.9), (3.10), (3.11), (3.12), (3.13) Trong đó: p9, p10 áp suất khí bầu phanh sau x, dịch chuyển piston van gia tốc z, dịch chuyển màng bầu phanh Sơ đồ mô dẫn động cầu sau: 79 p0 Constant p5 -KSubtract Gain3 B Gain s Subtract3 Integrator Divide Subtract2 -KSubtract8 Divide4 B Gain11 Gain12 Product pA s -KSubtract11 Gain7 Integrator4 Divide1 -KGain19 -KGain17 s -K- -KGain18 Subtract7 Integrator2 Subtract13 x -K- Gain20 Scope7 Gain21 -Ks Constant2 -Kp0 Subtract12 Gain22 Subtract14 Gain23 Constant1 pB -KSubtract1 Divide3 s Gain13 Divide5 Subtract10 B Integrator3 Gain8 Subtract9 -KSubtract18 B Divide6 p8 Divide9 Gain16 s -K- Gain15 Gain10 Subtract16 Product9 Subtract17 -KSubtract4 Divide2 Gain5 Product3 Gain2 B s -K- Gain4 Gain1 Subtract5 -KGain9 Gain24 Gain14 p9 Integrator1 Divide7 -K-K- Integrator6 s Scope5 z Integrator7 Subtract6 Hình 3.8 Sơ đồ mơ dẫn động phanh cầu sau 80 Scope6 Kết mô Hình 3.9 Đồ thị q trình nạp khí bầu phanh sau Nhận xét: Đồ thị hình 3.9 thể biến đổi áp suất vào bầu phanh sau trình đạp phanh (q trình nạp khí vào bầu phanh) Ban đầu đường cong có độ dóc lớn thể tăng nhanh áp suất khí thời điểm ban đầu Khi áp suất bầu đạt khoảng 3,5.105 Pa thời điểm 0,1s áp suất bầu tăng chậm dần sau tốc độ tăng áp xảy chậm Áp suất bầu phanh đạt giá trị 6,3.105 Pa (giá trị 90% áp suất định mức lớn nhất) thời điểm 0,32s, tức thời gian chầm tác dụng phanh trước 0,32s < 0,54s Vậy kết luận phanh sau xe xét đạt tiêu chuẩn thời gian chậm tác dụng theo tiêu chuẩn ECE – R13 TCVN – 2001 thời gian chậm tác dụng dẫn động phanh khí nén 81 Hinh 3.10 Đồ thị áp suất bầu phanh Nhận xét: Đồ thị cho thấy áp suất bầu phanh sau tăng nhanh bầu phanh trước đạt giá trị áp suất lớn thời điểm 0.65s so với 0,97s cầu trước Bầu sau có thời gian chậm tác dụng nhỏ so với bầu phanh trước khoảng cách từ tổng van phanh đến bầu phanh sau lớn so với bầu phanh trước Điều có hệ thống có lắp thêm van gia tốc, áp suất đầu vào van thường trực áp suất lớn nhất, giúp giảm thời gian dịng khí từ bình tới bầu phanh Do thấy cách bố trí phần tử mạch dẫn động có ảnh hưởng lớn đến hiệu trình phanh, đặc biết rõ thời gian chậm tác dụng hệ thống 82 CHƢƠNG 4: KHẢO SÁT MỘT SỐ THÔNG SỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN THỜI GIAN CHẬM TÁC DỤNG CỦA HỆ THỐNG 4.1 Các yếu tố ản ƣởn đến thời gian chậm tác dụng hệ thống phanh khí nén Việc mơ phỏng, khảo sát tính tốn thơng số kết cấu dẫn động phanh để tìm yếu tố ảnh hưởng đến thời gian chậm tác dụng hệ thống cần thiết nhằm đảm bảo hiệu hệ thống phanh, đảm bảo an toàn cho xe đảm bảo tính kinh tế thiết kế sửa chữa…Hầu hết tất thông số mặt kết cấu nhiều ảnh hưởng đến thời gian chậm tác dụng hệ thống Trong phạm vi luận văn, tác giả khảo sát số thông số sau: - Khảo sát thay đổi độ lớn áp suất nguồn (áp suất lớn hệ thống) đến độ chậm tác dụng hệ thống thông số khác không đổi - Khảo sát mối quan hệ áp suất nguồn đường kính bầu phanh đến độ chậm tác dụng đảm bảo lực sinh cấu phanh 4.2 Khảo sát số yếu tố ản ƣởn đến thời gian chậm tác dụng 4.2.1 Khảo sát t ay đổi giá trị áp suất nguồn Trong trường hợp này, ta khảo sát sụ thay đổi giá trị áp suất nguồn thống số khác hệ thống không đổi điều kiện phanh ngặt (người lái đạp phanh đột ngột) Áp suất nguồn hệ thống thay đổi cài đặt có chủ đích người sai hỏng van điều chỉnh áp suất hệ thống Khảo sát ảnh hưởng sụ thay đổi áp suất nguồn đến thời gian chậm tác dụng hệ thống với giá trị pmax = 6.105; 7.105; 8.105; ta có đồ thị sau: Với bầu phanh trước: 83 Hình 4.3 Đồ thị áp suất bầu trước thay đổi áp suất nguồn pn (Pa) p90% (Pa) tchậm (s) t100% (s) 6.105 5,4.105 0,36 0,76 7.105 6,3.105 0,43 0,95 8.105 7,2.105 0,54 1,23 Nhận xét: Với bầu phanh trước, giảm áp suất nguồn xuống 6bar, thời gian bầu phanh đạt tới giá trị 90% (5,4 bar) áp suất lớn 0,36s Khi tăng áp suất nguồn lên 8bar thời gian bầu phanh đạt tới giá trị 90% (7,2 bar) áp suất lớn 0,54s Khi áp suất nguồn 7bar thời gian bầu phanh đạt tới giá trị 90% (6,3 bar) áp suất lớn 0,43s Kết luận: Khi tăng hay giảm áp suất nguồn thời gian chậm tác dụng hệ thống tăng giảm, trường hợp tăng giảm này, thời giam chậm tác dụng nằm tiêu chuẩn cho phép ( 0,54s) Tuy nhiên, tăng hay giảm áp suất nguồn, lực sinh cấu phanh tăng giảm (do giữ 84 nguyên bầu phanh), việc ảnh hưởng đến an tồn q trình phanh, đặc biệt trường hợp giảm áp suất phanh, lực sinh không đủ để phanh xe dẫn tới an tồn cho tơ Do cần phải kiểm tra điều chỉnh áp suất hệ thống cho phù hợp Với bầu phanh sau: Hình 4.4 Đồ thị áp suất bầu sau thay đổi áp suất nguồn pn (Pa) p90% (Pa) tchậm (s) t100% (s) 6.105 5,4.105 0,26 0,57 7.105 6,3.105 0,32 0,62 8.105 7,2.105 0,34 1,78 Nhận xét: Với bầu phanh sau, giảm áp suất nguồn xuống 6bar, thời gian bầu phanh đạt tới giá trị 90% (5,4 bar) áp suất lớn 0,26s Khi tăng áp suất nguồn lên 8bar thời gian bầu phanh đạt tới giá trị 90% (7,2 bar) áp suất lớn 85 0,34s Khi áp suất nguồn 7bar thời gian bầu phanh đạt tới giá trị 90% (6,3 bar) áp suất lớn 0,32s Kết luận: Khi tăng hay giảm áp suất nguồn thời gian chậm tác dụng hệ thống tăng giảm,tuy nhiên mức độ tăng giảm lại nhỏ nhiều so với cầu trước Trong trường hợp tăng giảm này, thời giam chậm tác dụng nằm tiêu chuẩn cho phép ( 0,54s) Tuy nhiên, tăng hay giảm áp suất nguồn, lực sinh cấu phanh tăng giảm (do giữ nguyên bầu phanh), việc ảnh hưởng đến an tồn q trình phanh, đặc biệt trường hợp giảm áp suất phanh, lực sinh không đủ để phanh xe dẫn tới an tồn cho tơ Do cần phải kiểm tra điều chỉnh áp suất hệ thống cho phù hợp 4.2.2 Khảo sát mối quan hệ giá trị áp suất nguồn vớ đƣờng kính bầu p an đến thời gian chậm tác dụng hệ thống phanh Đây thay đổi có chủ đích người thiết kế hay sửa chữa hệ thống Trong trường hợp này, ta tiến hành khảo sát mối quan hệ với điều kiện đảm bảo lực sinh cấu phanh nằm khoảng cho phép (thay đổi – 8% so với trường hợp tiêu chuẩn), hành trình lớn cần bầu phanh không đổi, giữ nguyên cấu phanh Với xe khảo sát, áp suất tiêu chuẩn 7.105 (Pa), đường kính màng bầu phanh cầu trước 18cm, cầu sau 20cm Ta tính tốn được: Hành trình lớn cần bầu phanh tính theo cơng thức: y = Trong đó: : Áp suất lớn hệ thống phanh F : Diện tích màng bầu phanh C: Độ cứng tương đương cấu phanh Cơng thức tính tốn đường kính màng bầu phanh: d=√ Ta lập bảng thơng số sau: 86 p (Pa) Đường kính bầu phanh trước (m) dhiện 6.105 7.105 0,18 8.105 dtính tốn dchọn 0,1946 0,2 0,1802 0,18 0,1656 0,16 Đường kính bầu phanh sau (m) dhiện 0,2 dtính tốn dchọn 0,2156 0,22 0,1987 0,2 0,185 0,18 Bảng 4.1: Bảng tính tốn thơng số liên quan áp suất vào đường kính bầu phanh Sau thay đổi thông số trên, ta đồ thị: Với phanh cầu trước: Hình 4.5 Đồ thị áp suất bầu trước thay đổi áp suất nguồn đường kính bầu phanh 87 Phanh trước p (Pa) d (m) tchậm (s) t100% (s) 6.105 0,2 0,425 7.105 0,18 0,43 0,95 8.105 0,16 0.435 0,85 Nhận xét: Khi áp suất tăng lên 8bar, thay bầu phanh có đường kính 16cm, thời gian chậm tác dụng 0,435s , giảm áp suất xuống 6bar, thay bầu phanh đường kính 20cm, thời gian chậm tác dụng 0,425s, so với 0,43s áp suất 7bar, đường kính bầu phanh 18cm., trường hợp thay đổi nằm tiêu chuẩn cho phép Kết luận: Khi giảm áp suất nguồn vào, với thay đổi đường kính bầu phanh phù hợp làm giảm thời gian chậm tác động hệ thống phanh cầu trước, lợi ích thay đổi không nhiều so với việc phải tăng đường kính bầu phanh, phát sinh thêm nhiều vấn đề bố trí lắp đặt giá thành Khi tăng áp suất nguồn giảm kích thước bầu phanh với việc áp suất tăng, địi hỏi xác thiết bị, gia tăng chi phí Trường hợp thay đổi có chủ đích người thiết kế hay sửa chữa, thơng số khảo sát thông số tham khảo cho việc thay đổi Với phanh cầu sau: 88 Hình 4.6 Đồ thị áp suất bầu sau thay đổi a/s nguồn đường kính bầu phanh p Phanh sau (Pa) d (m) tchậm (s) t100% (s) 6.105 0,22 0,31 0,58 7.105 0,2 0,3 0,6 8.105 0,18 0.28 0,63 Nhận xét: Khi áp suất tăng lên 8bar, thay bầu phanh có đường kính 18cm, thời gian chậm tác dụng 0,28s , giảm áp suất xuống 6bar, thay bầu phanh đường kính 22cm, thời gian chậm tác dụng 0,31s, so với 0,3s áp suất 7bar, đường kính bầu phanh 20cm., trường hợp thay đổi nằm tiêu chuẩn cho phép 89 Kết luận: Khi giảm áp suất nguồn vào, với thay đổi đường kính bầu phanh phù hợp làm giảm thời gian chậm tác động hệ thống phanh cầu trước, lợi ích thay đổi khơng nhiều so với việc phải tăng đường kính bầu phanh, phát sinh thêm nhiều đề bố trí lắp đặt giá thành Khi tăng áp suất nguồn giảm kích thước bầu phanh với việc áp suất tăng, địi hỏi xác thiết bị, gia tăng chi phí Trường hợp thay đổi có chủ đích người thiết kế hay sửa chữa, thông số khảo sát thông số tham khảo cho việc thay đổi Qua việc khảo sát phụ thuộc việc thay đổi áp suất nguồn đường kính bầu phanh đến thời gian chậm tác động hệ thống ta thấy tất trường hợp thay đổi có thời gian chậm tác động nằm tiêu chuẩn cho phép Thời gian chậm tác động thay đổi không nhiều nên thay đổi cần cân nhắc đến hiệu kinh tế 90 KẾT LUẬN Kết nghiên cứu: Sau thời gian tìm hiểu nghiên cứu, với nhiệm vụ đặt ra, luận văn giải quýêt vấn đề cụ thể sau đây: - Tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu kết nghiên cứu nước liên quan đến đề tài, từ xác định phương pháp nghiên cứu, hướng nghiên cứu đề tài luận văn - Nghiên cứu sở lý thuyết phương pháp mơ hình hóa, từ sở lý thuyết này, ta mơ hình hóa đường ống, cụm van hệ thống phanh khí nén - Xây dựng phương pháp tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén phương pháp mơ hình hóa, phương pháp tính gồm ba bước:  Mơ hình hóa phận mạch dẫn động phanh khí nén thành khâu D-E  Thiết lập phương trình vi phân khâu  Dùng phần mềm Matlab để giải phương trình vi phân, từ xác định đặc tính động lực học phanh - Ứng dụng phương pháp tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén cho mạch dẫn động phanh cụ thể, mạch dẫn động phanh khí nén dịng xe Daewoo – BS-090 đưa phương pháp hiệu chỉnh (khi cần thiết) - Khảo sát số thông số đầu vào thông số kết cấu hệ thống để từ xác định thời gian chậm tác dụng hệ thống, đề số phương án thay đổi nhằm nâng cao hiệu hệ thống phanh có xét đến tính kinh tế - So sánh lý thuyết tính tốn thực tế cho thấy kết phù hợp Như phương pháp nghiên cứu mà tác giả sử dụng có độ tin cậy cao Do sử 91 dụng mơ hình kết nghiên cứu cho mục đích tính tốn, kiểm tra thiết kế hệ thống phanh khí nén Nội dung luận văn tài liệu mang tính hệ thống, đầy đủ, áp dụng vào thực tế để tính tốn động lực học dẫn động hệ thống phanh khí nén Do thời gian có hạn nên đề tài mang tính lý thuyết, chưa có nghiệm để kiểm nghiệm phương pháp tính tốn Hƣớng phát triển đề tài: Do hạn chế mặc thời gian kinh phí nên đề tài dừng lại việc nghiên cứu lý thuyết phương pháp tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén.Trong tương lai, có điều kiện phát triển thêm đề tài mở rộng theo hướng: - Xây dựng mơ hình thực tế để tính tốn kiểm nghiệm độ xác phương pháp tính tốn, đánh giá sai số tính tốn lý thuyết thực nghiệm, từ tìm hệ số thực nghiệm để đưa phương pháp tính tốn vào ứng dụng thực tế - Sử dụng phương pháp mơ hình hóa để tính tốn mạch dẫn động phanh khí nén phức tạp hệ thống phanh khí nén có sử dụng van điện từ, hệ thống phanh khí nén có sử dụng ABS, ASR… Cuối xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy giáo PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan, tận tình hướng dẫn trình làm luận văn, cảm ơn quan tâm giúp đỡ thầy Viện Cơ khí Động lực, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện đào tạo sau đại học bạn bè đồng nghiệp tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành luận văn thời gian quy định / Xin chân thành cảm ơn 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Hữu Cẩn, Đỗ Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn văn Tài, Lê Thị Vàng (2002) Lý thuyết ô tô máy kéo, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Hữu Cẩn (2004), Phanh ô tô – Cơ sở khoa học thành tựu mới, NXB Khoa học kĩ thuật Hà Nội Nguyễn Trọng Hoan (2004), “Bài giảng động lực học hệ thống thuỷ khí tơ”, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Phùng Quang (2004) MATLAP & Simulink, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Hoài Sơn (2002), Ứng dụng Matlap tính tốn kĩ thuật, NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hường, Nguyễn Văn Chương, Trịnh Minh Hồng (2009), Kết cấu tơ, NXB Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Khắc Trai (2006), Cơ sở thiết kế ô tô, NXB Giao thông vận tải Hà Nội Nguyễn Khắc Trai (2006), Cấu tạo gầm ô tô tải, ô tô buýt, NXB Giao thông vận tải Hà Nội Tiêu chuẩn ECE R13 93 ... lực học dẫn động phanh khí nén. ? ?Động lực học dẫn động phanh? ?? động lực học truyền động khí nén bên hệ thống phanh, phạn vi luận văn, tính tốn phần liên quan đến truyền động khí nén bên hệ thống, ... làm sở để tính tốn, khảo sát q trình động học hệ dẫn động khí nén có nối ghép nhiều phần tử khí động phức tạp Trên ô tô sử dụng hệ thống phanh dẫn động khí nén đại, thường sử dụng dẫn động nhiều... hệ thống phanh khí nén kiến thức mơ hình hóa để đưa phương pháp tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén xe chọn 1.4.2 Đố tƣợng nghiên cứu  Lý thuyết hệ thống phanh khí nén ô tô  Động lực