Xây dựng mô hình tính toán sự biến đổi áp suất trong dẫn động phanh khí nén hai dòng trên xe ô tô tải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BCH KHOA H NI CễNG QUANG VINH Xây dựng mô hình tính toán biến đổi áp suet dẫn động phanh khí nén hai dòng xe ô tô t¶i Chun ngành: kỹ thuật Cơ khí động lực LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Cơ khí động lực Người hướng dẫn: PGS.TS.Phạm Hữu Nam Hà Nội - 2014 MôC LụC Các ký hiệu dùng chung luận văn DANH MụC HìNH Vẽ, Đồ THị bảng biểu Lêi më ®Çu CHƯƠNG I Đặc điểm PHANH KHí NéN TRÊN Ô TÔ 1.1 NhiÖm vơ cđa hƯ thèng phanh 1.2 Đặc ®iĨm cđa hƯ thèng phanh khÝ nÐn 1.3 Đặt vấn đề nghiên cứu mục tiêu luận văn 13 CHƯƠNG PHƯƠNG PHáP MÔ TậP TRUNG TRONG TíNH TOáN DÉn ®éng khÝ nÐn 15 2.1 Đặc điểm phương pháp xây dựng mô hình tính toán hệ thống khí nén 15 2.2 Phương trình toán học mô tả dòng khí qua phần tử dẫn động khí nén 17 2.2.1 Phương trình lưu lượng nguồn cung cÊp khÝ nÐn 17 2.2.2 Lưu lượng biến đổi áp suất khÝ nÐn qua ®­êng èng 18 2.2.3 Lưu lượng biến đổi áp suất không khí nạp vào dung tích 19 2.2.4 Lưu lượng biến đổi áp suất khí nÐn qua c¸c van 23 CHƯƠNG Xây dựng Mô hình tính toán dẫn động PHANH KHí NéN HAI DòNG xe ô tô CöU lONG 28 3.1 S¬ đồ dẫn động phanh khí nén hai dòng xe ô t« Cưu Long 28 3.2 Các chế độ làm việc đặc trưng dẫn ®éng phanh khÝ nÐn 29 3.3 Sơ đồ khối mô tả dẫn động hệ thèng phanh khÝ 31 3.4 Xây dựng phương trình toán học theo phương pháp điểm nút mô tả chế độ 33 3.4.1 Quá trình nạp khí 33 3.4.2 Qúa trình đạp phanh 37 3.4.3 Qu¸ trình nhả phanh 45 3.5 Mô trình nạp khí xe Cửu Long 46 5.1 M« pháng hoạt động máy nén khí 46 3.5.2 M« pháng l­u lượng biến đổi áp suất khí nén qua ®­êng èng 47 3.5.3 M« pháng l­u lượng biến đổi áp suất khí nén nạp vào bình khí 48 3.5.4 Mô lưu lượng biến đổi áp suất khí nén qua van 49 3.6 M« trình làm việc hệ thống phanh khí nén xe Cưu Long 51 3.6.1 M« trình nạp khí 51 3.6.2 M« pháng trình đạp phanh 53 3.6.3 Mô trình nhả phanh 55 Chương Khảo sát dẫn ®éng HƯ thèng Phanh khÝ nÐn xe « t« cưu long 57 4.1 Các thông số tính toán 57 4.2 Phân tích kết trình làm việc dẫn động phanh xe Cửu Long 60 4.2.1 Phân tích kết qúa trình nạp khí 60 4.2.2 Phân tích kết trình ®¹p phanh 63 4.2.3 Phân tích kết trình nhả phanh 65 CHƯƠNG KÕT LUËN 68 Tµi liƯu tham kh¶o 70 Phô lôc 71 Các ký hiệu dùng chung luận văn ý nghĩa Ký hiệu Đơn vị đo A Hệ số thùc nghiÖm, A = 0,654 B HÖ sè thùc nghiÖm, B = 1,13 fi Tiết diện khảo sát phần tử thứ i k Chỉ số đoạn nhiệt, không khí k = 1,4 li Chiều dài đoạn ống thứ i m m Lưu lượng khí qua điểm nút m3/s pi áp suất dòng khí tiÕt diÖn thø i N/m2 R H»ng sè khÝ lý tưởng, không khí R=287,14 T Nhiệt độ tuyệt ®èi cđa dßng khÝ T = 273 oK o V vgh Thể tích m3 Vận tốc giới hạn dòng khí vgh 370 m/s ài Hệ số lưu lượng vị trí thứ i i Hệ số cản vị trí thứ i Hệ số ma sát = 0,028 C1 Độ cứng lò xo bầu phanh trước N/m C2 Độ cứng lò xo bầu phanh sau N/m m2 m2/(s2Ko) K DANH MụC HìNH Vẽ, Đồ THị bảng biểu Hình 2.1 Lưu lượng qua điểm nót 16 Hình 2.2 Điểm nút khảo sát mạch nèi ghÐp 16 Hình 2.3 Đường đặc tính lưu lượng máy nÐn khÝ xe ZIL130 17 Hình 2.5 Sơ đồ mô dòng khí vào bình khÝ nÐn 20 Hình 2.6 Lưu lượng áp suất vào dung tích thay đổi 21 Hình 2.7 lưu lượng dòng khí qua điểm nút có dung tích thay đổi 21 Hình 2.8 Sơ đồ loại van 24 H×nh 2.9 Sơ đồ mô dòng khí qua van 26 H×nh 3.1 Sơ đồ hệ thống phanh khí nén xe tải 28 H×nh 3.2 Sơ đồ mạch nạp khí hệ thống dẫn động phanh 31 H×nh 3.3 Phân chia điểm nút tính toán mạch nạp khí 31 Hình 3.4 Điểm nút tính toán dẫn động mạch đạp phanh cầu trước 38 Hình 3.5 Điểm nút tính toán mạch đạp phanh dẫn động cầu sau 41 Hình 3.6 Sơ đồ mô hoạt ®éng cđa m¸y nÐn khÝ 47 Hình 3.7 Modul máy nén khí 47 Hình 3.8 Sơ đồ mô lưu lượng biến đổi áp suất 48 cđa khÝ nÐn qua ®­êng èng 48 Hình 3.9 Modul mô lưu lượng biến ®ỉi 48 ¸p st cđa khÝ nÐn qua ®­êng èng 48 H×nh 3.10 Sơ đồ mô lưu lượng biến đổi áp suất khí nén vào bình khí nén 49 Hình 3.11 Modul mô lưu lượng biến đổi 49 ¸p st cđa khÝ nén vào bình khí nén 49 Hình 3.12 Sơ đồ mô lưu lượng biến đổi áp suất cđa khÝ nÐn qua van 50 H×nh 3.13 Modul mô lưu lượng biến đổi áp suất khí nén qua van 50 Hình 3.14 Mô lưu lượng biến đổi áp suất qua van điều chỉnh áp suất 51 Hình 3.15 Mô đun mô lưu lượng qua van điều chỉnh áp suất 51 Hình 3.16 Sơ đồ mô trình nạp khí hệ thống 53 Hình 3.17 Sơ đồ mô trình nạp khí vào bầu phanh trước trình đạp phanh 54 Hình 3.18 Sơ đồ mô trình nạp khí vào bầu phanh sau trình đạp phanh 55 Hình 3.19 Sơ đồ mô trình xả khí từ bầu phanh trước 55 Hình 3.20 Sơ đồ mô trình xả khí từ bầu phanh sau 56 H×nh 4.1 Thêi gian đầu nạp vào bình khí 60 Hình 4.2 Biến đổi áp suất thời gian sau 5s nạp vào bình khí 61 Hình 4.3 Đồ thị nạp khí vào bầu phanh đạp phanh lần 63 Hình 4.4 Sơ đồ mô trình xả khí từ bầu phanh trước 65 Hình 4.5 Sơ đồ mô trình xả khí từ bầu phanh sau 66 BảNG Bảng 2.1 Thông số hình học số van thông dụng 23 Bảng 4.1 Thông số tính toán xe ô tô Cửu Long 57 B¶ng 4.2 Thêi gian nạp khí vị trí đạt áp suất 74%Pmax 62 Bảng 4.3 Thời gian nạp khí vị trí đạt áp suất 4,55.105N/m2 62 Bảng 4.4 Số lần đạp phanh giảm áp suất bình khí 64 Lời mở đầu Trong tiến trình xây dựng đất nước theo xu công nghiệp hóa, nhu cầu vận tải hàng hóa, người, ngày gia tăng, số lượng chủng loại ô tô ngày nhiều, tốc độ trung bình chuyển động ngày tăng Từ năm thập kỷ 80 nước ta đà tiến hành nhập dòng xe có kết cấu tiên tiến, từ năm 1990 đến đà tiến hành nghiên cứu lắp ráp, chế tạo phục vụ nhu cầu nước Các hoạt động phục vụ nhu cầu vận tải đà mở tiến trình hội nhập khoa học, kỹ thuật tiên tiến nằm tiến trình công nghiệp hóa đất nước Trên giới nước ta nay, kết cấu xe ôtô đà hoàn thiện không ngừng trước sức ép, cạnh tranh toàn cầu về: an toàn, chất lượng, giá cả, mức tiêu thụ nhiên liệu, môi trường Sự hoàn thiện kết cấu hệ thống phanh ôtô đóng vai trò quan träng, ®ã cã hƯ thèng dÉn ®éng phanh khÝ nén Hiện nay, xe hệ đà sử dụng hệ thống phanh với tính năng, tiêu kỹ thuật cao nhằm đáp ứng qui định ngày khắt khe đảm bảo an toàn cho người, hàng hoá vận chuyển phương tiện giao thông Trên xe ô tô đại thường dùng hệ thống phanh khí dẫn động nhiều dòng độc lập sử dụng thay cho hệ thống phanh dòng 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 mà xe tải, xe chở khách Cho đến nay, nước ta công trình nghiên cứu tính toán hệ thống phanh dẫn động khí nén giai đoạn phát triển không ngừng đà có nghiên cứu trình động học dẫn động phanh khảo sát, phân tích nhân tố ảnh hưởng đến trình làm việc dẫn động phanh khí nén nhiên hiệu công trình nghiên cứu nhiều mặt hạn chế Xuất phát từ thực tế trên, đề tài: Xây dựng mô hình tính toán biến đổi áp suất dẫn động phanh khí nén hai dòng xe ô tô tải góp phần đáng kể trình nghiên cứu, cải thiện dẫn động điều khiển hệ thống phanh khí nén, đặc biệt hệ xe cũ Mục đích xây dựng mô hình tính toán biến đổi áp suất dẫn động phanh khí nén chế độ làm việc hệ làm cho việc xác định, lựa chọn phần tử hệ thống phanh đảm bảo cho trình lưu thông vận hành xe an toàn Nội dung đề tài bao gồm: - Đặc điểm hệ thống phanh khí nén - Phương pháp mô tập trung tính toán dẫn động hệ thống phanh - Xây dụng mô hình tính toán biến đổi áp suất hệ thống phanh khí nén hai dòng xe ô tô tải - Khảo sát trình biến đổi áp suất hệ thống phanh xe Cửu Long - Đánh giá nhận xét giai đoạn làm việc dẫn động phanh xe Cửu Long Trong quá trình thực gặp khó khăn vướng mắc, với cố gắng, nỗ lực thân, giúp đỡ tận tình Thầy hướng dẫn, ý kiến chân tình từ bạn đồng nghiệp Tôi đà hoàn thành nội dung yêu cầu luận văn Tôi xin chân thành cám ơn PGS -TS Phạm Hữu Nam tập thể Thầy giáo Viên Cơ Khí Động lực - Trường Đại học BKHN, bạn đồng nghiệp đà giúp đỡ, hướng dẫn tận tình tạo điều kiện tốt để hoàn thành luận văn Hà nội ngày 15 tháng năm 2014 Công Quang Vinh CHƯƠNG I Đặc điểm PHANH KHí NéN TRÊN ¤ T¤ 1.1 NhiƯm vơ cđa hƯ thèng phanh HƯ thống phanh ô tô có vai trò quan trọng trình vận hành lưu thông đường Hệ thống phanh có chức giảm tốc độ chuyển động ôtô dừng hẳn vị trí đến vận tốc định theo yêu cầu người lái Ngoài hệ thống phanh giữ vai trò quan trọng việc bảo đảm tính ổn định an toàn cho xe Qúa trình phanh xe thực cách tạo lực ma sát phần quay trống phanh phần đứng yên cấu phanh xe, động xe chuyển hóa thành nhiệt cấu ma sát truyền môi trường xung quanh Hệ thống phanh ô tô bao gồm phận chính: cấu phanh dẫn động phanh - Cơ cấu phanh: bố trí bánh xe, thực chức cấu ma sát nhằm tạo mô men hÃm bánh xe ô tô phanh; - Dẫn động phanh: gồm chi tiết liên kết từ cấu điều khiển (bàn đạp, cần kéo phanh, ống dẫn) tới chi tiết điều khiển hoạt động cấu phanh Dẫn động phanh làm nhiệm vụ truyền lực điều khiển hoạt động cấu phanh 1.2 Đặc điểm hệ thống phanh khí nén Trong hệ thống đẫn động phanh với dòng xe ô tô tải vừa lớn, phanh yêu cầu lực tác dụng lên cấu phanh lớn, sử dụng đẫn động phanh thủy lực thông thường, mà phải sử dụng dẫn động phanh khí nén kết hợp thủy lực-khí nén Dẫn động phanh khí nén có ưu điểm lực điều khiển lên bàn đạp phanh nhỏ, lực áp suất đường ống tạo lực phanh lớn cấu phanh Tuy nhiên hệ thống phanh khí nén tồn số nhược điểm độ nhạy kém, thời gian chËm t¸c dơng lín, kÝch th­íc c¸c kÕt cÊu hệ thống cồng kềnh, thích hợp cho ô tô vận tải vừa lớn Môi chất công tác dẫn động phanh khí không khí Chất khí vµ chÊt láng cã mét sè tÝnh chÊt gièng có nhiều điểm khác nên phải có công thức riêng để tính toán thông số trạng thái chất khí Khác với chất lỏng, không khí có khả chịu nén, tác dụng áp suất, thể tích không khí bị thay đổi lan truyền áp suất dẫn động khí nén bị chậm, không tức thời dẫn động phanh kiểu thuỷ lực, tính toán trình động học dòng khí nén cần có thông số đặc trưng cho tính chịu nén không khí Khối lượng riêng không khí nén thay ®ỉi rÊt lín ¸p st hay nhiƯt ®é khèi khí thay đổi Hệ thống phanh xe ôtô vận tải có tải trọng trung bình lớn, xe chở khách từ 24 chỗ ngồi trở lên thường sử dụng dẫn động phanh kiểu khí nén thuỷ khí, điện-thuỷ-khí dẫn động phanh thuỷ lực thông thường đơn giản không đủ đáp ứng yêu cầu lực phanh xe tải trọng lớn Trong lĩnh vực nghiên cứu nhiệt động học, định luật thực nghiệm chất khí cho phép khảo sát tính toán thông số trạng thái khí (p, V, T) trình đẳng nhiệt (định luật Boyle-Mariotte), trình đẳng áp (định luật Gay Lussac), trình đẳng tích (định luật Charles) Đối với khối lượng m khí theo định luật hợp chất khí ta có đẳng thức: pV = const T Nhà vật lý Clapeyron đà xây dựng phương trình liên hệ trạng thái p, V, T, m cho khí lý t­ëng : pV = m µ RT Nhµ vật lý Vander Walls nghiên cứu trạng thái chất khí thực đà đưa phương trình liên hƯ xÐt víi mol khÝ thùc: a  p+ V    (V − b) = RT a, b số thực nghiƯm  Trong hƯ thèng dÉn ®éng khÝ nÐn thùc tế, lưu lượng dòng khí bị tổn thất khắc phục sức cản qua phần tử khí động Đặc trưng cho tổn thất hệ số cản khí động Trị số hệ số cản phụ thuộc vào kết cấu, đặc tính dòng chảy chế độ làm việc của phần tử khí động Các trị số thường xác định thực nghiệm Do mức độ phức tạp trình xảy hệ thống dẫn động khí nén nên không Van điều chỉnh áp suất đạt áp suất pmax sớm nhất, đến bình ngưng, bình khí phanh trước sau, cuối bình khí phanh tay Thời gian nạp cụ thể sau: Bảng 4.2 Thời gian nạp khí vị trí đạt áp suất 95%Pmax Thứ tự Vị trÝ van Thêi gian (s) Van ®iỊu chØnh aps suÊt 198,7 B×nh ng­ng 189,9 B×nh khÝ phanh tr­íc 199,23 B×nh khÝ phanh sau 199,24 B×nh khí phanh tay 199,6 Thời gian nạp khí cho phần tử đạt p = 4,55.105 N/m2 tương đương 65%Pmax Theo tiêu chuẩn nhà sản xuất, cho phép áp suất dẫn động phanh khí đạt giá trị 65% Pmax xe khởi hành Bảng 4.3 Thời gian nạp khí vị trí đạt áp suất 4,55.105N/m2 Thø tù VÞ trÝ van Thêi gian (s) Van điều chỉnh áp suất 127,12 Bình ngưng 127,45 B×nh khÝ phanh tr­íc 127,8 B×nh khÝ phanh sau 127,8 Bình khí phanh tay 128 Khi chạy chương trình kết chế độ nạp khí, nhận thất trình biens đổi áp suất theo thời gian không tăng tuyến tính Aps suất cao thí thời gian nạp lâu Nguyên nhân phần tử có hệ số cản khác vạy phần tử thời điểm không nhau, đặc biệt thể rõ bắt đầu nạp Để bảo đảm xe khởi hành an toàn, phần tử nạp khí đạ giá trị 95%Pmax (6,65.105N/m2) Từ kết thu bảng 4.3 vả 4.4 thấy xe khởi hành an toàn sau nổ máy tốc ®é ®éng c¬ 2500v/ph víi thêi gianlaf 199,5 s 62 Tuy nhiên theo nhà sản xuất, xe hoạt động áp suất nạp vào bình đạt 65% Pmax (5,5.105N/m2) Tõ kÕt qu¶ b¶ng 4.4 xe cã thể khởi hành tốc độ vòng quay 2500 v/ph với thời gian 128 s 4.2.2 Phân tích kết trình đạp phanh * Kết khảo sát lần đạp phanh thứ Hình 4.3 Đồ thị nạp khí vào bầu phanh đạp phanh lần * Nhận xét: Trên đồ thị H 4.3 thể biến đổi áp suất bình khí nén bầu phanh, sau lần đạp phanh thứ (khi pmax = 7.105 N/m2) Trong trình đạp phanh, Khí nén nạp từ bình khí cho bầu phanh, áp suất bầu phanh tăng, áp suất bình khí giảm xuống Quá trình nạp kết thúc ¸p suÊt khÝ 63 bÇu phanh b»ng ¸p suÊt khí bình khí Các kết đồ thị cho thấy, thời gian nạp đầy bầu phanh trước áp suất ban đầu bình khí pmax 0,415 s thời gian nạp đầy bầu phanh sau 0.4 s, mức độ giảm áp suất bình khí từ 7.105 N/m2 xuống 5,6.105 N/m2 * Tính kiểm tra số lần đạp phanh liên tiếp mà bình khí nén cung cấp đủ (không có nạp khí bổ sung vào bình) Bảng 4.4 Số lần đạp phanh giảm áp suất bình khí Ap suất bình khí (N/m2) Số lần đạp phanh 7.105 5,6.105 4,8.105 4,4.105 3,8.105 3,25.105 Trường hợp xe xuống dốc dài, người lái xe đạp phanh liên giới hạn áp suất bình khí nén giảm, mặt khác đạp phanh tốc độ động giảm dần lượng khí nén bổ xung giảm Nếu đạp phanh liên tiếp lần sau lần đạp phanh áp suất giảm dần tới hạn (Pmin=3,2.10^5) Do không nắmđược điều việc vận hành xe đường dốc dài bị ảnh hưởng Với xe Cửu Long bảng 4.2, trình bày số lần đạp phanh liên tiếp Trong bảng đà thể lần đạp phanh tương ứng áp suất pmax =7*10^5 xuống áp suất giới hạn pmin = 3,2.10^5 N/m2 Vây với số lần đạp phanh liên tiếp giới hạn với xe Cửu Long lần Kết sau lần đạp phanh áp suất bình tù 7.105N/m2 giảm xuống 3,2 105N/m2 Apssuất thấp bình khí (áp suất hệ thống phanh) phải tù 3,2 - 3,5.105N/m2 Việc tăng số lần đạp phanh có ý nghĩa quan trọng bảo đảm tính động vận hành xe, đặc biệt xe hoạt động vùng đồi núi dốc dài Qua kết thu cho thấy ảnh hưởng đến trình đạp phanh chủ yếu 64 dung tích bình chứa khí, áp suất Pmax hệ thống khoảng cách bình khí bầu phanh 4.2.3 Phân tích kết trình nhả phanh * Kết khảo sát bầu phanh trước bầu phanh sau Khi đạp phanh, khí nén từ đường ống thoát khí quyển, áp suất bầu phanh giảm (hình 4.4) đồ thị mô tả biến đổi áp suất bầu phanh nhả phanh Từ đồ thị ta thấy đô dốc giảm áp 0.2s đầu lớn Khi áp suất < 2.105 (N/m2) độ dốc giảm dần Đây nguyên nhân khiến cho trình phanh kéo dài Thời gian xả phanh kéo dài làm ảnh hưởng tới tính động tính kinh tế nhiên liệu xe Thời gian xả phanh bầu phanh trước (0.75s) nhỏ thời gian xả phanh bầu phanh sau (1.2s) Đây yếu tố thời gian làm chậm linh hoạt xe đạp phanh Hình 4.4 Sơ đồ mô trình xả khí từ bầu phanh trước 65 Hình 4.5 Sơ đồ mô trình xả khí từ bầu phanh sau * Nhân xét Khi so sánh hai trình đạp phanh nhả phanh ta thấy: thời gian nạp khí vào bầu phanh đạp phanh 0.42s lớn thời gian xả khí nhả phanh 1.2s Đối chiếu số liệu tính toán với số liệu thực nghiệm nhà chế tạo (thời gian chậm tác dụng t = (0,4 - 0,55)s txả = (0,5 - 0,65)s) Như mô hình tính toán xây dựng phù hợp, có độ xác độ tin cậy cao Do mô hình sử dụng để tính toán, khảo sát, mô hình tương tự Sử dụng mô hình để khảo sát chế ®é lµm viƯc cđa dÉn ®éng phanh cã thĨ rót mét sè nhËn xÐt vµ kÕt luËn nh­ sau: - Thời gian nạp khí nén vào bình khí đạt tới áp suất Pmax - Sức cản chiều dài đường ống ảnh hưởng lớn tới thời gian nạp khí, đặc biệt đoạn ống cong tăng sức cản cục - Tăng tiết diện đường ống làm giảm sức cản lại làm tăng phần thể tích cần nạp đầy xe Cửu Long, đường ống hợp lý đường kính 9mm 66 - Khi đạp phanh, thời gian nạp khí vào bầu phanh trước 0,52s vào bầu phanh sau 0,55s - Thời gian áp suất bầu phanh tăng từ tới Pmax đặc trưng cho độ chậm tác dụng của dẫn động phanh làm cho thời gian phanh cđa dßng phanh xe dïng khÝ nÐn lín so với thủy lực Như vậy, giảm thời gian chậm tác dụng: van tăng tốc, van giảm áp, van nhả phanh nhanh - Số lần đạp phanh cã ý nghÜa quan träng viƯc an toµn vận hành - Dung tích bình khí có ảnh hưởng lớn đến trình nạp khí cho hệ thống số lần đạp phanh Nếu tăng dung tích tăng số lần đạp phanh tăng thời gian nạp khí Do cần chọn dung tích phù hợp để dung hòa hai yếu tố - Thời gian xả khí ảnh hưởng đến tính động xe tiêu hao nhiên liệu - Qua so sánh số kết tính toán mô hình, với số liệu thí nghiệm nhà máy đà cho kết phù hợp Mô hình tín toán đà sử dụng đảm bảo độ tin cậy 67 CHƯƠNG KếT LUậN - Trong đề tài đà áp dụng phương pháp mô tâp trung, với nguyên lý khái niệm điểm nút đề tài đà sử dụng phương pháp tính toán cho chế độ phanh xe ô tô Cửu Long - Tiến hành xây dựng phương trình vi phân mô tả biến đổi áp suất, lưu lượng dòng khí chế độ làm việc bản, chế độ: nạp khí, chế độ đạp phanh chế độ xả phanh Các kết qu¶ sè liƯu xe Cưu Long cho thÊy thêi gian nạp vào bình chứa khí đạt áp suất pmax khác nhiên xe hoạt động an toàn áp suất đạt giá trị (p = 5,5.105N/m2) với thời gian 128 giây, thời gian tối thiểu - Khi tính toán với chế độ đạp phanh lần đạp phanh áp suất bình chứa khí giảm đạp phanh liên tục mà nạp khí bổ sung vào bình khí, dẫn đến tượng bó phanh ảnh hưởng đến độ linh hoạt xe mức tiêu hao nhiên liệu Khi tính toán số lần đạp phanh với xe Cửu Long với lần đạp phanh liên tiếp từ ¸p suÊt pmax = 70.105 N/m2, xuèng cßn p = 3,25.105 N/m2 áp suất tối thiểu mà cần khuyến cáo cho người lái xe biết - Qua khảo sát mức độ chậm tác dụng ảnh hưởng đến hiệu phanh xe cửu Long 0,42 s - Thời gian xả khí kéo dài ảnh hưởng đến thời gian động xe tiêu hao nhiên liệu Sau thời gian nghiên cứu tìm tòi, với cố gắng lỗ lực thân, nhiệt tình bảo Thầy hướng dẫn, nội dung luận văn đà giải vấn đề cụ thể sau đây: Thiết lập hệ phương trình vi phân xây dựng mô hình toán học mô tả động học dẫn động phanh khí nén hai dòng - Tác giả đà phân thành chế độ làm việc riêng để khảo sát đà thiết lập hệ phương trình vi phân mô tả trình làm việc dẫn động phanh 68 chế độ việc - Sử dụng phương pháp mô tập trung để tính toán động lực học dẫn động phanh khí nén - Trong sơ đồ phân chia thành điểm nút để tính toán Việc phân chia thành điểm nút đà giúp cho việc tính toán rõ ràng, chặt chẽ đầy đủ - Các phương trình vi phân giải máy tính nhờ chương trình MatLab Simulink Việc sử dụng công cụ cho kết nhanh, trực quan, dễ quan sát, theo dõi, cập nhật, tính toán số cụ thể đà hệ phương trình vi phân mô tả Có thể thay đổi thông số để khảo sát biến đổi Thực giải hệ phương trình vi phân phương pháp mô pháng tËp trung sư dơng phÇn mỊm MatLab - Simulink đà cho phép khảo sát trình động học hệ thống dẫn động phanh khí chế độ làm việc hệ thống Đồng thời đà xác định nhân tố ảnh hưởng tới trình làm việc hệ thống phanh như: trình nạp khí, trình đạp phanh (nạp đầy bầu phanh) trình nhả phanh (xả khí) Sử dụng số thực xe Cửu Long để chạy chương trình đà cho kết quả: Khảo sát biến đổi thông số trình làm việc dẫn động phanh - Trong làm việc chế độ đạp phanh (nạp khí vào bầu phanh) xả khí khỏi bầu phanh nhận thấy độ dốc đường tăng áp suất không trình xả phanh Điều cho thấy thời gian đạp phanh (nạp khí vào bầu phanh) dài nhả phanh So sánh tính toán lý thuyết víi thùc tÕ sư dơng thÊy ®· cho kÕt phù hợp Như vậy, mô hình tính toán mà tác giả sử dụng đà đảm bảo kết đúng, cã ®é tin cËy ®ã cã thĨ sư dơng mô hình để tính toán, kiểm tra, thiết kế dẫn động phanh khí nén dòng xe tải Xin chân thành cảm ơn! 69 Tài liệu tham khảo Nguyễn Hữu Cẩn (2004), Phanh ô tô - Cơ sở khoa học thành tựu mới, Nhà xuất Khoa häc vµ kü tht, Hµ Néi Ngun Träng Hoan (2004), Bài giảng động lực học hệ thống thuỷ khí ô tô, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Phúc Hiểu, Vũ Đức Lập (2002), Lý thuyết ô tô quân sự, Nhà xuất Quân đội nhân dân, Hà Nội Nguyễn Văn Kiều (2002), Thuỷ khí động lực kỹ thuật, Nhà xuất Quân đội nhân dân, Hà Nội Vũ Đức Lập (1998), Hướng dẫn thiết kế môn học Kết cấu tính toán « t« qu©n sù, Häc viƯn kü tht qu©n sù, Hà Nội Vũ Đức Lập, Phạm Đình Vy (1995), Cấu tạo ô tô quân sự, HVKTQS Vũ Đức Lập, Phạm Đình Vi (1996), Thử nghiệm xe, Học viện KTQS TrÇn Sü PhiƯt, Vị Duy Quang (1978), Thủ khí động lực kỹ thuật, Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp Nguyễn Hoài Sơn (2002), ứng dụng Matlab tính toán kỹ thuật, Nhà xuất Đai học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh 10 Nguyễn Văn Trà (2005), Hướng dẫn thí nghiệm xe, HVKTQS, Hà Nội 70 Phụ lục Các đặc tính kỹ thuật xe Cửu Long tự đổ tÊn Thông tin chung Loại phương tiện Nhãn hiệu số loại phương tiện Công thức bánh xe Ơ tơ tải (tự đổ) CUULONG Ơ tơ tải (tự đổ) CUULONG DFA12080D DFA12080 D-HD 4x2R Thơng số kích thước Kích thước bao (D x R x C) (mm) Chiều dài sở (mm) Vết bánh xe trước/sau (mm) 1950 / 1860 Khoảng sáng gầm xe (mm) 290 6800x2490x2980 6810x 2500x 2970 3950 265 Thông số trọng lượng Trọng lượng thân (kG) 6975 Trọng tải (kG) Số người cho phép chở kể người lái (người) Trọng lượng toàn (kG) 7860 03 (195 kG) 15030 Thông số tính chuyển động Tốc độ lớn ô tô (km/h) Độ dốc lớn ô tô vượt (%) Bán kính quay vịng nhỏ theo vết bánh xe trước phía ngồi (m) 71 78 44,6 8,50 7,54 Động Kiểu loại YC4E160-20 Loại nhiên liệu, số kỳ, số xi lanh, cách Diesel, kỳ, xi lanh thẳng bố trí hàng, tăng áp, làm mát nước xi lanh, cách làm mát Dung tích xi lanh (cm3) 4257 Tỷ số nén Đường kính xi lanh x hành trình piston (mm) Cơng suất lớn (kW)/ Tốc độ quay (v/ph) Mô men xoắn lớn nhất(N.m)/ Tốc độ quay (v/ph) Ly hợp 17,5 : 110x112 118/2600 520/14001700 Một đĩa ma sát khô, dẫn động thuỷ lực, trợ lực khí nén Hộp số Hộp số Kiểu hộp số Dẫn động Cơ khí Số tay số Tỷ số truyền Hộp số phụ số tiến + 01 số lùi 7,670; 4,602; 2,630; 1,648; 1,278; 1,000; R6,989 Liền hộp số chính, dẫn động khí, Hộp số khí điều khiển khí nén + điện 1; 1,582 Tỷ số truyền số phụ Bánh xe lốp xe Trục (02 bánh) 12.00R20 (11.00-20) 72 11.0020 (12.00 R20) 11.0020 12.00R20 (11.00-20) (12.00 R20) Kiểu tang trống dẫn động khí nén hai dịng Phanh tang trống dẫn động khí nén + lị xo tích tác dụng lên bánh sau Treo trước treo sau: kiểu phụ thuộc, nhíp láGiảm chấn thuỷ lực cầu trước Trục (04 bánh) Hệ thống phanh Phanh đỗ xe Hệ thống treo Hệ thống lái Trục vít ê cu bi, trợ lực thuỷ lực 20,42:1 Kiểu loại Tỷ số truyền Thích hợp với cầu có tải trọng (kG) 6500 Hệ thống điện Ắc quy Máy phát điện Động khởi động 2x12Vx150Ah 28v, 55A 5,2 kW, 24V Cabin Kiểu loại Cabin lật Kích thước bao (D x R x C) (mm) 1970x2290x2010 Thùng hàng tự đổ Loại thùng m.File nhËp d÷ liƯu cđa hƯ thèng phanh xe Cöu Long %Data for simulink clear all pmax=7e+5;% Ap suat max, N/m^2 p0=pmax;%N/m^2 73 a=0.654; b=1.13; k=1.43; % Chi so doan nhiet ga=4.68e+3; %ty khong vgh=340; %Van toc gioi han dong khi, m/s n=2500; % toc may nen vong/phut l1=3; % Chieu dai ong tu may nen den van dieu chinh, m l2=1; % Chieu dai ong tu van dieu chinh den binh ngung, m l3=1; % Chieu dai ong tu binh ngung den van bao ve ba nga, m l41=0.4; % Chieu dai ong tu van ba nga den binh cho phanh cau truoc, l42=0.7; % Chieu dai ong tu van ba nga den binh cho phanh cau sau, l43=1; % Chieu dai ong tu van ba nga den binh cho phanh tay, m l51=3.4; % Chieu dai ong tu binh phanh cau truoc den van phanh chinh, l52=3.8; % Chieu dai ong tu binh phanh cau sau den van phanh chinh, l53=5; % Chieu dai ong tu binh phanh tay den van phanh tay, m l71=1.6; % Chieu dai ong tu van phanh chinh den bau phanh cau truoc, m l72=5.4;% Chieu dai ong tu van phanh chinh den bau phanh cau sau, m d=1e-2; % Duong kinh ong dan; d1=1e-2; f=pi*d^2/4; f1=pi*d1^2/4; v1=0.2e-3; % The tich qui doi ve van dieu chinh ap suat v2= 10e-3+l2*f;% The tich qui doi ve binh ngung v3= 0.2e-3+l3*f; % The tich qui doi ve van bao ve ba nga v41=20e-3+l41*f;% The tich qui doi ve binh cho phanh truoc v42=20e-3+l42*f; % The tich qui doi ve binh phanh sau v43=20e-3+l43*f; % The tich qui doi ve binh phanh tay v51=l51*f1; % The tich ong dan tu binh den van phanh chinh v52=l52*f1; % The tich ong dan tu binh den van phanh chinh v53=l53*f1; % The tich ong dan tu binh den van phanh chinh v71p=l71*f1; % The tich ong dan tu van phanh chinh den bau phanh truoc v71t=v71p; v72t=l72*f1; % The tich ong dan tu van phanh chinh den bau phanh sau 74 v72p=v72t; lamda=0.025; % He so tinh can duong ong pxivanapsuat=0.478; %He so can qua van dieu chinh ap suat pxi1=lamda*l1/d+pxivanapsuat; pxi2=lamda*l2/d; % He so can o nut binh ngung pxivan3=0.446; % He so can cua van nga pxi3=lamda*l3/d+pxivan3;% he so can o nut van nga pxi41=lamda*l41/d; % He so can o nut binh phanh truoc pxi42=lamda*l42/d; % He so can o nut binh phanh sau pxi43=lamda*l43/d; % He so can o nut binh phanh tay pxi51=lamda*l51/d1; % He so can o nut van phanh chinh (khoang phanh truoc) pxi52=lamda*l52/d1; % He so can o nut van phanh chinh (khoang phanh sau) pxi53=lamda*l53/d1; % He so can o nut van phanh tay pxi71=lamda*l71/d1; pxi72=lamda*l72/d1; mu2=1/(pxi1+pxi2)^0.5; mu3=1/pxi3^0.5; % He so luu luong o nut binh ngung % He so luu luong o nut van nga mu41=1/pxi41^0.5; % He so luu luong o nut binh phanh truoc mu42=1/pxi42^0.5; % He so luu luong o nut binh phanh sau mu43=1/pxi43^0.5; % He so luu luong o nut binh phanh tay mu51=1/pxi51^0.5; % He so luu luong o nut van phanh chinh (khoang phanh truoc) mu52=1/pxi52^0.5; % He so luu luong o nut van phanh chinh (khoang phanh mu53=1/pxi53^0.5; % He so luu luong o nut van phanh tay mu71=1/pxi71^0.5; mu72=1/pxi72^0.5; mubp1=0.55; mubp2=0.57; sm1=pi*0.18^2/4;% Dien tich mang cua bau phanh truoc, m^2 c1=8.5e4; % Do cung lo xo bau phanh truoc, N/m sm2=pi*0.206^2/4;% Dien tich mang cua bau phanh sau, m^2 c2=8.8e4; % Do cung lo xo bau phanh sau, N/m 75 %xaphanh Dapphanh %set_param('dapphanh','simulationcommand','start') %set_param('xaphanh','simulationcommand','start') 76 ... cụ mô SimuLink 27 CHƯƠNG Xây dựng Mô hình tính toán dẫn động PHANH KHí NéN HAI DòNG xe ô tô CửU lONG 3.1 Sơ đồ dẫn động phanh khí nén hai dòng xe ô tô Cửu Long Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống phanh khí. .. phương pháp xây dựng mô hình tính toán dẫn động phanh khí nén hai dòng xe ô tô tải Mô tính toán dẫn động phanh khí nén xe ô tô tải Cửu Long Nội dung luận văn trình bày chương Trong chương trình... trình mô tả hoạt 13 động toàn hệ thống Từ sở xây dựng mô hình tính toán ch­¬ng vỊ hƯ thèng khÝ nÐn, sang ch­¬ng áp dụng để xây dựng mô hình tính toán dẫn động phanh khí nén hai dòng xe ô tô tải