Nghiên cứu hiệu quả phanh ô tô bằng mô hình động lực học phanh 12

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN ĐỨC THẮNG NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ PHANH Ơ TƠ BẰNG MƠ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC PHANH 1/2 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Hà Nội – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN ĐỨC THẮNG NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ PHANH Ô TÔ BẰNG MƠ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC PHANH 1/2 Chun ngành: Kỹ thuật khí động lực Mã số: 60520116 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS.TS VÕ VĂN HƯỜNG Hà Nội – 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn PGS.TS Võ Văn Hường Đề tài thực Bộ mơn Ơ tơ Xe chun dụng, Viện Cơ khí Động lực, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Các nội dung trình bày đề tài hồn tồn trung thực xác Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả Nguyễn Đức Thắng i MỤC LỤC MỤC LỤC i D NH MỤC CÁC K HI U VÀ CH VI T TẮT v D NH MỤC CÁC H NH VÀ Đ TH x Chương TỔNG QU N VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái niệm phanh ô tô 1.2 Khái niệm hiệu phanh 1.3 Đặc trưng phanh đoàn xe tiêu chuẩn đánh giá hiệu phanh đoàn xe SMRM 1.3.1 Phân loại đoàn xe 1.3.2 Tiêu chuẩn đánh giá hiệu phanh đoàn xe SMRM 1.4 Tình hình nghiên cứu nước 1.4.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.4.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 11 1.5 Mục tiêu, đ i tượng, phương pháp nội dung nghiên cứu 13 1.5.1 Mục tiêu nghiên cứu 13 1.5.2 Đ i tượng nghiên cứu 14 1.5.3 Phương pháp nghiên cứu 14 1.5.4 Nội dung nghiên cứu 14 1.6 Kết luận chương 15 ĐOÀN XE S MI R MO C 16 2.1 Phân tích cấu tr c ĐXSMRM giả thiết lập mơ hình 16 2.1.1 Phân tích cấu tr c ĐXSMRM 16 2.1.2 Một s giả thiết để thiết lập mơ hình 17 2.2 Phương pháp lập mơ hình 18 2.2.1 Định nghĩa hệ tọa độ cho ĐXSMRM 18 2.2.2 Lực mô men tác dụng lên ĐXSMRM 21 2.3 Phương trình động lực học ĐXSMRM mặt phẳng OXY 23 2.3.1 Phương trình động lực học XĐK mặt phẳng OXY 23 ii 2.3.2 Phương trình động lực học SMRM mặt phẳng OXY 24 2.4 Phương trình động lực học kh i lượng treo ĐXSMRM phương thẳng đứng 25 2.4.1 Phương trình động lực học XĐK phương thẳng đứng 25 2.4.2 Động lực học SMRM phương thẳng đứng 27 2.5 Phương trình động lực học bánh xe 29 2.6 Xác định lực mô men liên kết 30 2.6.1 Lực liên kết hệ th ng treo 30 2.6.2 Tính lực liên kết khớp yên ngựa (mâm xoay) 35 2.6.3 Tính lực liên kết l p-đường tâm vết tiếp x c bánh xe 36 2.7 Kết luận chương 40 Chương KHẢO SÁT ĐỘNG LỰC HỌC PH NH 41 ĐOÀN XE S MI R MO C 41 3.1 Phương pháp giải hệ phương trình động lực học phanh ĐXSMRM 41 3.1.1 Hàm điều khiển lái xe 42 3.1.2 Giá trị đầu vào phương trình vi phân 43 3.2 Cấu tr c chương trình mơ động lực học ĐXSMRM 44 Các thông s đầu vào khảo sát ĐXSMRM 47 3.3 Khảo sát hiệu phanh đoàn xe SMRM đường thẳng 50 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng hệ s bám đến hiệu phanh đoàn xe đường thẳng 50 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng cường độ phanh đến hiệu phanh ĐXSMRM đường thẳng 55 3.4 Khảo sát hiệu phanh ĐXSMRM đường vòng 60 3.4.1 Khảo sát ảnh hưởng hệ s bám đến hiệu phanh ĐXSMRM đường vòng 60 3.4.2 Khảo sát ảnh hưởng vận t c bắt đầu phanh đến hiệu phanh ĐXSMRM đường vòng 63 iii 3.4.3 Khảo sát ảnh hưởng góc quay bánh xe dẫn hướng đến hiệu phanh đồn xe đường vịng 67 3.5 Kết luận chương 71 K T LUẬN 72 TÀI LI U TH M KHẢO 73 iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Đơn vị XĐK Giải nghĩa Xe đầu k o (Tractor) Sơ mi rơ mc (Semi-trailer) SMRM ĐXSMRM Đồn xe sơ mi rơ moóc (Tractor Semi-trailer) G(OXYZ) Hệ tọa độ c định G Hệ tọa độ vật hệ tọa độ cục B B(Cxyz) Hệ nhiều vật (Multi Body System) MBS Hệ th ng phanh ch ng bó cứng bánh xe (Anti- ABS lock Brake System) Hệ th ng điều khiển lực k o (Traction Control TCS System) Hệ th ng phanh khí n n điều khiển b ng điện tử EPB (Electronic Pneumatic Brake) Điều khiển ổn định điện tử (Electronic Stability ESP Programe) S cầu đoàn xe sơ mi rơ mc, i = 1÷6 i Chuyển vị XĐK hệ tọa độ cục xc1 , yc1 , zc1 m xc , yc , zc m l1 m Khoảng cách từ cầu đến trọng tâm XĐK l2 m Khoảng cách từ cầu đến trọng tâm XĐK l3 m Khoảng cách từ cầu đến trọng tâm XĐK lk1 m hc1 m Chiều cao từ mặt đường đến trọng tâm XĐK l4 m Khoảng cách từ cầu đến trọng tâm SMRM B(C1xc1yc1zc1) Chuyển vị SMRM hệ tọa độ cục B(C2xc2yc2zc2) Khoảng cách từ tâm khớp yên ngựa đến trọng tâm XĐK v l5 m Khoảng cách từ cầu đến trọng tâm SMRM l6 m Khoảng cách từ cầu đến trọng tâm SMRM lk2 m hc2 m Chiều cao từ mặt đường đến trọng tâm SMRM hk1 m Chiều cao từ mặt đường đến tâm khớp yên ngựa hk2 m Chiều cao từ mặt đường đến tâm ch t k o Khoảng cách từ tâm ch t k o đến trọng tâm SMRM Chiều cao từ mặt đường đến điểm đặt lực liên kết hBi m ngang kh i lượng treo không treo cầu thứ i i rad Góc quay quanh trục y bánh xe thứ i  c1 Độ Góc quay thân XĐK quanh trục zc1  c2 Độ Góc quay thân SMRM quanh trục zc2  K   c1  c Độ Góc lệch thân XĐK thân SMRM k Độ Góc quay vơ lăng 1 Độ Góc quay bánh xe dẫn hướng i Độ Góc lệch bên bánh xe thứ i Hệ s trượt dọc bánh xe thứ i sxi Hệ s bám dọc, hệ s bám ngang bánh xe thứ xi, yi i x,max, x,min Hệ s bám dọc lớn nhỏ bánh xe Hệ s bám ngang lớn nhỏ bánh y,max, y,min  1,  ,  xe Độ treo Tọa độ tâm vết tiếp x c bánh xe thứ i xi , yi zc1 , zc1 Góc quay cân b ng dọc 1, 2, hệ th ng m, m/s2 Chuyển vị, gia t c phương thẳng đứng trọng tâm XĐK vi x c1 ,x c1 ,x c1 y c1 , y c1 , yc1 zc , zc x c ,x c ,x c y c , y c , yc m, m/s, Chuyển vị, vận t c, gia t c phương dọc trọng tâm m/s2 m, m/s, Chuyển vị, vận t c, gia t c phương ngang trọng m/s2 m, m/s2 m/s2 m/s2 yi , yi m, m/s  Ai ,  Ai m, m/s2 y Ai , y Ai , y Ai Chuyển vị, gia t c phương thẳng đứng trọng tâm SMRM SMRM m, m/s, Chuyển vị, vận t c, gia t c phương ngang trọng m, m/s x Ai , x Ai , x Ai tâm XĐK m, m/s, Chuyển vị, vận t c, gia t c phương dọc trọng tâm xi ,xi z Ai , z Ai , z Ai XĐK tâm SMRM Chuyển vị, vận t c phương dọc tâm vết tiếp x c bánh xe thứ i Chuyển vị, vận t c phương ngang tâm vết tiếp x c bánh xe thứ i Chuyển vị, gia t c phương thẳng đứng tâm bánh xe thứ i m, m/s, Chuyển vị, vận t c, gia t c phương thẳng đứng m/s2 trọng tâm cầu thứ i m, m/s, Chuyển vị, vận t c, gia t c phương dọc trọng tâm m/s2 cầu thứ i m, m/s, Chuyển vị, vận t c, gia t c phương ngang trọng m/s2 zk1 , z k m zi m i m tâm cầu thứ i Chuyển vị phương thẳng đứng tâm khớp yên ngựa xe đầu k o SMRM Chuyển vị phương thẳng đứng đầu hệ th ng treo bánh xe thứ i Chuyển vị phương thẳng đứng đầu hệ th ng treo bánh xe thứ i vii Biên độ mấp mô mặt đường bánh xe thứ i hi m exi m eyi m c m Chiều dài cân b ng dọc hệ th ng treo mc1, mc2 kg Kh i lượng treo XĐK SMRM Mc1, Mc2 kg Kh i lượng XĐK SMRM mAi kg Kh i lượng không treo cầu thứ i Jy1, Jy2 kgm2 Jy3 kgm2 JAyi kgm2 Mơ men qn tính trục y bánh xe thứ i FCi N Lực đàn h i hệ th ng treo bánh xe thứ i FKi N Lực cản hệ th ng treo bánh xe thứ i FCLi N Lực đàn h i hướng kính l p thứ i Fkx, Fkz N Phản lực ch t k o phương x, z thẳng đứng tác dụng lên bánh xe thứ i Khoảng dịch chuyển phương ngang phản lực thẳng đứng tác dụng lên bánh xe thứ i Mơ men qn tính trục y kh i lượng treo XĐK SMRM Mơ men qn tính trục y cân b ng dọc s hệ th ng treo Hệ s khí động khơng khí phương x, y Cwx, Cwy  Khoảng dịch chuyển phương dọc phản lực kg/m3 Mật độ khơng khí Tâm khí động XĐK SMRM Cw1, Cw2 Trọng tâm XĐK SMRM C1, C2 Trọng tâm cầu thứ i Ai Fxi , Fzi N Fxc1 , Fzc1 N Lực tác dụng tâm vết tiếp x c bánh xe thứ i phương x, z Tổng lực tác dụng lên XĐK qui trọng tâm C1 phương x, z viii deaths-reported [24]http://www.hvcsnd.edu.vn/vn/Acedemy/Tin-An-toan-giao-thong/207/3910/ Tong ket-tinh-hinh-tai-nan-giao-thong-nam-2013.aspx [25] http://www.svhvn.com/xe-dau-keo-faw-2-cau-350hp-40-tan-40t [26] Container hô 40 feet thường (2016) Ngu n: http://tanthanhcontainer.com/san-pham/8/54/container_kho_40_feet.html [27] http://vnexpress.net/tin-tuc/thoi-su/90-xe-container-o-hai-phong-chua-duoc-capphep2848248.html [28] http://www.vietnamplus.vn/nam-2014-gan-9000-nguoi-tu-vong-vi-tai- nan-giao-thong/298693.vnp 75 ... c u hệ thống A S dẫn động hí n n [3] Tác giả xây dựng mơ hình mơ chuyển động ô tô, kết hợp với mô hình mô hệ th ng phanh hệ th ng BS; mô q trình phanh tơ sử dụng hệ th ng phanh khí n n có BS;... [2] Tác giả xây dựng mơ hình tốn để nghiên cứu động lực học phanh tơ hai cầu có lắp điều hịa lực phanh; khảo sát ảnh hưởng điều hòa lực phanh tới chất lượng phanh ô 11 tô quân sử dụng Việt Nam;... việc cấu phanh tơ; đ ng thời tiến hành thí nghiệm nghiên cứu hiệu phanh ô tô cấu phanh bị ướt Dương Tiến Minh nghi n c u chất ượng phanh ô tô qu n s v i hệ thống phanh có p ộ u hịa c phanh [2]