Nghiên cứu tính chất ổn định chuyển động của ôtô khách

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN NGỌC THẠNH NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA OÂ TOÂ KHÁCH Chuyên ngành : Kỹ thuật Ơtơ –Máy kéo LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2007 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học :PGS TS NGUYỄN VĂN PHỤNG (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày tháng năm 200 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN NGỌC THẠNH Phái: NAM Ngày, tháng, năm sinh: 16/102/1981 Nơi sinh: TT-HUẾ Chuyên ngành: Kỹ thuật ôtô- Máy kéo MSHV:01305290 I- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA ÔTÔ KHÁCH II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nghiên cứu động lực học ổn định chuyển động ô tô - Nghiên cứu ổn định chuyển động ô tô phanh, phân tích khả tơ ổn định phanh, tối ưu lực phanh tối ưu trình phanh - Nghiên cứu quan hệ độ bám bánh xe mặt đường với độ trượt bánh xe bị trượt, sở lý thuyết chống hãm cứng bánh xe phanh - Phân tích ổn định phanh tơ khách 30 chỗ ngồi đựơc đóng sát xi tải III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ (Ngày bắt đầu thực LV ghi Quyết định giao đề tài): 05/02/2007 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS TS NGUYỄN VĂN PHỤNG CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Học hàm, học vị, họ tên chữ ký) CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ Hội đồng chun ngành thơng qua TRƯỞNG PHỊNG ĐT – SĐH Ngày tháng năm TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CẢM ƠN Với nỗ lực thân, với giúp đỡ động viên khuyến khích quan, gia đình, thầy cô bạn giúp tơi hồn thành luận án tốt nghiệp Đầu tiên, xin cảm ơn Cha, Mẹ giúp đỡ động viên, tạo điều kiện cho đường học vấn Tôi xin chân thành cảm ơn tất quý thầy cô trường Đại học Bách Khoa Tp HCM, khoa Kỹ thuật Giao thông trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, khoa Cơ khí Động lực tận tình giảng dạy truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt hai năm học vừa qua Đặc biệt cảm ơn tận tình hướng dẫn PGS TS Nguyễn Văn Phụng giúp đỡ tơi hồn thành luận án tốt nghiệp Tơi xin chân thành cảm ơn bạn cơng tác phịng kỹ thuật Công ty SAMCO, Công ty ISUZU giúp đỡ hỗ trợ nhiệt tình tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn tất luận án Một lần xin chân thành cảm ơn! Tp HCM, ngày 21 tháng 12 năm 2007 Học viên thực Nguyễn Ngọc Thạnh TÓM TẮT Trong thời gian vừa qua, nước ta có nhiều cơng ty sản xuất ơtơ khách Cơng nghệ chủ yếu đóng thùng xe chassis nhập từ nước ngồi Khi đóng thùng xe chassis nhập về, tơ có thơng số kích thước, vị trí trọng tâm, phân bố tải trọng lên cầu thay đổi so với ô tô nguyên thủy Từ thực tế trên, việc nghiên cứu ổn định chuyển động ô tô khách cần thiết, nhằm nâng cao khả an tồn chuyển động tơ đường Do thời gian thực đề tài có hạn, luận án tập trung nghiên cứu vấn đề sau: - Nghiên cứu động lực học ổn định chuyển động ô tô trường hợp: ô tô chuyển động đường thẳng, tơ quay vịng, tơ chuyển động có gió ngang, tơ phanh - Nghiên cứu ổn định chuyển động ô tô phanh, phân tích khả tơ ổn định phanh, tối ưu lực phanh tối ưu trình phanh - Nghiên cứu quan hệ độ bám bánh xe mặt đường với độ trượt bánh xe bị trượt, sở lý thuyết chống hãm cứng bánh xe phanh, làm sở cho việc tính tốn thiết kế hệ thống phanh ABS - Ứng dụng lý thuyết ổn định chuyển động ô tô phanh để phân tích ổn định tơ khách 30 chỗ ngồi SAMCO đóng thùng xe chassis tơ tải ĐH BÁCH KHOA TP HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ MỤC LỤC Chương 0: MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài II Mục đích đề tài III Đối tượng nghiên cứu Chương 1: ĐỘNG LỰC HỌC ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG ÔTÔ 1.1 Động lực học ổn định chuyển động ôtô đường thẳng 1.1.1 Ổn định chuyển động ôtô đường nghiêng dọc 1.1.2 Ổn định chuyển động ôtô đường nghiêng ngang 1.2 Động lực học ổn định chuyển động ôtô quay vòng 1.2.1 Ổn định chuyển động ôtô quay vòng tốc độ thấp 1.2.2 Ổn định chuyển động ôtô quay vòng tốc độ cao 1.2.3 Ổn định chuyển động ôtô quay vòng đường nghiêng ngang 1.3 Động lực học ổn định chuyển động ôtô có gió ngang 1.3.1 Lực cản gió (Drag fore) 1.3.2 Lực bên ( side fore) 1.3.3 Lực nâng (lift fore ) 1.3.4 Momen quanh truïc y (Pitching moment) 1.3.5 Momen quanh truïc Z (yaw moment ) 1.3.6 Momen quanh truïc x (Rolling moment ) 1.4 Góc đặt bánh xe ổn định chuyển động ô tô 1.5 Động lực học ổn định chuyển động ôtô phanh GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG HVTH: KS NGUYỄN NGỌC THẠNH ĐH BÁCH KHOA TP HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ Chương 2: ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG ÔTÔ KHI PHANH 2.1 Động lực học ôtô phanh 2.1.1 Tải trọng tỉnh trục bánh xe 2.1.2 Tải trọng động trục bánh xe 2.1.3 Lực phanh tối ưu 2.1.3.1 Hệ số bám trình phanh 2.1.3.2 Lực phanh trục bánh xe 2.1.3.3 Tối ưu trình phanh đường thẳng 2.1.3.4 Đường số hệ số ma sát 2.1.4 Sự sử dụng ma sát bánh xe mặt đường 2.1.5 Sự phân phối lực phanh thực tế cầu ô tô 2.1.6 p suất tối ưu đường ống phanh thuỷ lực 2.1.7.So sánh lực phanh tối ưu lực phanh thực tế 2.1.8 Phân tích ổn định ô tô phanh 2.1.8.1 Khái niệm ổn định 2.1.8.2 Phân tích ổn định ô tô phanh 2.1.8.3 Phân tích mở rộng ổn định ô tô phanh 2.2 Các tiêu đánh giá chất lượng trình phanh 2.2.1 Các tiêu đánh giá hiệu phanh 2.2.2 Các tiêu đánh giá tính ổn định hướng ôtô phanh GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG HVTH: KS NGUYỄN NGỌC THẠNH ĐH BÁCH KHOA TP HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CHỐNG HÃM CỨNG KHI PHANH 3.1 Quan hệ hàm số giá trị lực bám độ trượt bánh xe 3.1.1 Quan hệ hàm số giá trị lực bám độ trượt bánh xe lực phanh xe 3.1.2 Quan hệ hàm số giá trị lực bám độ trượt bánh xe lực bên tác dụng 3.2 Quá trình phanh xe từ từ 3.2.1 Thời gian giảm tốc phanh 3.2.2 Mức độ hãm phanh, áp lực điều khiển hệ thống phanh 3.2.3 Thời gian giảm áp lực phanh hệ thống phanh thủy lực 3.3 Quá trình phanh xe đột ngột ( phanh gấp) 3.3.1 Sự thay đổi áp lực phanh 3.3.2 Thời gian bắt đầu phanh đến bánh xe bắt đầu bị hãm cứng 3.3.3 Gia tốc chậm dần bánh xe 3.4 Phanh đường dốc 3.5 Tính toán loại phanh khí 3.6 Sự đo đếm số vòng quay bánh xe phanh Chương 4: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH ÔTÔ KHI PHANH VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN 4.1 Tính toán thông số kỹ thuật ôtô khách 30 chỗ ngồi đóng sát-xi ôtô tải 4.1.1 Thông số tính kỹ thuật ôtô Sát-xi tải NQR 4.1.2 Hệ thống phanh thủy lực ôtô Sát xi 4.1.3 Tính toán thông số kỹ thuật ôtô khách 30 chỗ ngồi 4.1.3.1 Tọa độ trọng tâm ôtô đầy tải 4.1.3.2 Tải trọng phân bố lên cầu ôtô đầy tải 4.1.3.3 Tải trọng phân bố lên cầu ôtô không tải GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG HVTH: KS NGUYỄN NGỌC THẠNH ĐH BÁCH KHOA TP HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ 4.1.3.4 Hệ số chiều cao trọng tâm, hệ số phân bố tải trọng ôtô không tải ôtô đầy tải 4.2 Phân tích tính toán ổn định phanh ôtô khách 30 chỗ ngồi 4.2.1 Quá trình phanh tối ưu 4.2.2 Phân tích ổn định phanh ôtô khách 30 chỗ ngồi 4.3 Tính toán lắp đặt điều hòa lực phanh cho ôtô khách 30 chỗ ngồi 4.3.1 Van điều hòa áp lực dầu 4.3.1.1 Van điều hòa loại P van 4.3.1.2 Van điều hòa loại P &BV 4.3.2 Tính toán lắp đặt van điều hòa lực phanh Chương 5: KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG HVTH: KS NGUYỄN NGỌC THẠNH ĐH BÁCH KHOA TP HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ BẢNG GHI CHÚ CÁC KÍ HIỆU A Diện tích mặt trước (chắn gió) phương tiện a Gia tốc chậm dần phanh a Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến bánh xe trước b Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến bánh xe sau C Chiều rộng sở ô tô Cαf Độ cứng bánh xe trước Cαr Độ cứng bánh xe sau CA Hệ số cản khí động lực học ρ Khối lượng riêng δ Góc lái α Góc lệch bánh xe αf Góc lệch bánh xe trước αr Góc lệch bánh xe sau αv Góc xoay xe ô tô ε Gia tốc góc g Gia tốc trọng trường t Thời gian L Chiều dài sở ô tô hg Chiều cao trọng tâm ô tô ψ Hệ số phân bố tải trọng lên cầu sau ô tô χ Hệ số chiều cao trọng tâm chiều dài sở Þ Hệ số phân phối lực phanh cầu sau so với tổng lực phanh μ Hệ số bám bánh xe với mặt đường μ1 Hệ số bám bánh xe cầu trước với mặt đường GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG HVTH: KS NGUYỄN NGỌC THẠNH 95 ĐH BÁCH KHOA TP HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ Kết hợp phân phối lực phanh thực tế φ=0,45 phân phối lực phanh tối ưu theo phương trình (4-4a, 4-4b) trường hợp ôtô không tải ôtô đầy tải biểu diễn đồ thị (4-10) μ=0,8 0.8 Không tải Đầ y tải 0.6 Φ=0.45 0g B acrit C 8g 0.4 6g 4g 0.2 2g Lự c phanh bánh xe cầu trước / trọng lượng ôtô 1.0 0.2 0.4 0.6 0.8 Lự c phanh bánh xe cầu sau / trọng lượ ng ôtô 1.0 Hình 4-10: phân tích ổn định phanh ôtô khách 30 chổ ngồi Giả sử ôtô chuyển động đường có hệ bám cao μ=0,8 Khi lực bàn đạp phanh tác dụng, lực phanh thực tế sinh cấu phanh cầu trước cầu sau gia tăng theo đường thẳng φ=0,45 đến cắt đường số ma sát μ= 0,8 điểm C tương ứng với gia tốc là7,5g Với hệ số ma sát bánh xe với mặt đường 0,8; bánh xe trục cầu sau bị hãm cứng ứng với điểm tương ứng với điểm C Tiếp tục gia tăng lực bàn đạp phanh làm tăng gia tốc phanh theo đường thẳng CB tất bánh xe bị hãm cứng gia tốc 0,8 (điểm B GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG HVTH: KS NGUYỄN NGỌC THẠNH ĐH BÁCH KHOA TP HCM 96 LUẬN VĂN THẠC SĨ đồ thị) Quá trình phanh không ổn định bánh xe trục cầu sau bị hãm cứng trước bánh xe trục cầu trước Đường phân phối lực phanh thực tế φ=0,45 cắt đường phân phối lực phanh tối ưu trường hợp ôtô không tải gia tốc gần 0,64g Với gia tốc phanh lớn 0,64g, bánh xe trục cầu sau luôn bị hãm cứng trước bánh xe trục cầu trước lực phanh thực tế trục cầu sau lớn trục phanh tối ưu Gia tốc 0,64g gia tốc mà trình phanh chuyển từ trạng thái ổn định sang trạng thái không ổn định, gọi gia tốc tới hạn acrit Với ôtô đại ngày nay, gia tốc tới hạn có giá trị gần Tiêu chuẩn an toàn Châu u yêu cầu gia tốc tới hạn phải lớn 0,82g Do ôtô khách 30 chỗ ngồi có gia tốc tới hạn acrit=0,64 nhỏ 0,82 tiêu chuẩn an toàn Châu u, nên ôtô khách chưa đảm bảo an toàn Để ôtô khách 30 chỗ ngồi chuyển động an toàn đạt hiệu phanh cao, cần lắp thêm điều hòa lực phanh đảm bảo cho lực phanh thực tế phải gần lực phanh tối ưu bánh xe trục cầu trước bị hãm cứng trước bánh xe trục cầu sau 4.3 Tính toán lắp đặt điều hòa lực phanh cho ôtô khách 30 chỗ ngồi Quá trình phanh ôtô khách 30 chỗ ngồi phân tích mục 4.2 cho thấy ôtô không ổn định, để ôtô khách 30 chỗ ngồi chuyển động an toàn đạt hiệu phanh cao, cần lắp thêm điều hòa lực phanh đảm bảo cho lực phanh thực tế phải gần lực phanh tối ưu bánh xe trục cầu trước bị hãm cứng trước bánh xe trục cầu sau Trong luận văn tác giả đề xuất lắp vào hệ thống phanh ôtô khách 30 chỗ ngồi van điều hòa áp lực dầu loại P van van điều hòa loại P &BV 4.3.1 Van điều hòa áp lực dầu 4.3.1.1 Van điều hòa loại P van GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG HVTH: KS NGUYỄN NGỌC THẠNH ĐH BÁCH KHOA TP HCM 97 LUẬN VĂN THẠC SĨ a/ Tải tác dụng lên lốp trứơc lốp sau: Lực phanh, gây ma sát lốp – đường tăng theo tải Với xe động đặt trước phía trước nặng phía sau, đạp phanh, trọng tâm xe có su hướng dịch phía trước quán tính Vì lại tăng thêm tải tác dụng lên cầu trước giảm tải tác dụng lên cầu sau Do trọng tâm dịch phía trước lực phanh lớn nên tải trọng tác dụng lên cầu sau lại giảm nhiều b/ Sự nguy hiểm việc sớm bó cứng bánh sau: Giả thiết bánh trước bánh sau chịu lực phanh điều kiện trên, bánh sau chịu tải nhỏ có xu hướng bị bó cứng sớm Nó làm cho bánh sau bị trượt lết Khi bánh sau bị trượt, ma sát lốp đường trở nên đặc biệt nhỏ lốp không đảm bảo đủ lực bám với đường Trong điều kiện này, ô tô bị xoay ngang nguy hiểm (xem mục 2.1.5 phân tích ổn định ô tô) c/ Giải pháp chống bó cứng bánh sau: Lực phanh bánh sau phải giảm xuống nhỏ bánh trước để chống việc bỏ cứng sớm Điều thực nhờ van điều hoà (P.van) Van thiết kế để tự động giảm áp suất dầu (áp suất tỷ lệ với lực đạp phanh) từ xi lanh phanh đến xi lanh bánh sau Cầu sau Cầu trước Hình 4-11: Vị trí van điều hòa (P.van) hệ thống phanh thủy lực GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG HVTH: KS NGUYỄN NGỌC THẠNH 98 ĐH BÁCH KHOA TP HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ 4/ Đường áp suất dầu lý tưởng: Đồ thị đường áp suất dầu lý tưởng cho bánh trước bánh sau (giá trị thực tế thay đổi kiểu xe) P.van thiết kế để tạo đường áp suất thực tế gần với đường lý tưởng phạm vi kỹ thuật cho ÁP LỰC DẦU CỦA PHANH TRỤC CẦU TRƯỚC FPl1 (N) 900 120 180 300 600 150 phép P van có P van Đường tố i ưu 300 600 900 1200 1500 ÁP LỰC DẦU CỦA PHANH TRỤC CẦU SAU FPl2 (N) Hình 4-12: Đặc tính áp suất dầu có van điều hòa d/ Nguyên lý hoặt động P.van Khi áp suất xy lanh thấp: Piston bị đẩy sang phải lò xo Dòng dầu từ xy lanh phanh qua khe hở cupben xy lanh piston vào xy lanh bánh xe sau (hình 4-13) Khi áp suất xy lanh cao: Piston bị đẩy sang phải lòø xo Tuy nhiên, áp suất tác dụng lên phía đầu bên phải piston, piston dịch sang trái áp suất tăng Khi áp suất tăng đến giới hạn định, piston tiếp xúc GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG HVTH: KS NGUYỄN NGỌC THẠNH 99 ĐH BÁCH KHOA TP HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ với cupben xy lanh đóng cửa dầu xy lanh phanh xy lanh bánh xe sau Lúc này, áp suất dầu điểm gãy K hình 4-14 Từ xylanh Cupben Piston Lò xo Từ xylanh bánh Hình 4-13: Cấu tạo nguyên lý làm việc van điều hòa áp lực dầu p suất xy lanh T K p suất xy lanh bánh sau Hình 4-14: p suất xy lanh bánh xe sau có van điều hòa Tại thời điểm piston tiếp xúc với cupben xy lanh làm đóng cửa dầu, dầu hai phía cupben có áp suất Khi đạp bàn đạp phanh sâu nữa, áp suất xy lanh tăng, nên piston bị đẩy sang phải tách khỏi cupben xy lanh Khi GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG HVTH: KS NGUYỄN NGỌC THẠNH ĐH BÁCH KHOA TP HCM 100 LUẬN VĂN THẠC SĨ áp suất dầu xy lanh bánh xe tăng, piston lại bị đẩy sang trái (do chênh lệch diện tích bề mặt mà áp suất dầu tác dụng lên piston) làm đóng cửa dầu Quá trình lặp lại liên tục để điều chỉnh áp suất xy lanh bánh xe Khi nhả phanh: Khi áp suất xy lanh giảm, piston dịch sang trái chênh lệch áp suất Nó làm giảm áp suất xy lanh phanh bánh xe sau Khi áp suất xy lanh giảm trở nên thấp áp suất xy lanh bánh xe sau, dầu phanh xy lanh bánh xe sau, chảy qua khe hở cupben thành xy lanh xy lanh Nó triệt tiêu chênh áp hai phía piston (phía xy lanh phía xy lanh bánh xe ), làm piston dịch sang phải lực lò xo.(hình 4-15) Hình 4-15: áp suất dầu từ xy lanh bánh xe hồi xy lanh GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG HVTH: KS NGUYỄN NGỌC THẠNH 101 ĐH BÁCH KHOA TP HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ 4.3.1.2 Van điều hòa loại P &BV Chức năng: Van P&BV có hai chức Thứ nhất, hoặt động P van bình thường Thêm vào mạch dầu phanh trước bị hỏng lý đó, làm P.van (làm giảm áp suất tác dụng lên bánh xe sau) ngừng hoặt động Nếu mạch phanh trước hỏng, có phanh sau thực việc phanh xe, nên lực phanh giảm Vì vậy, dịch chuyển trọng tâm xe phía trước mức độ giảm tải trọng tác dụng lên bánh sau nhỏ Nếu có P van giảm áp suất tác dụng lên xy lanh bánh xe sau tải trọng tác dụng lên bánh sau tăng trình bày trên, nên lực phanh không tăng Vì lý đó, P&BV làm ngừng hoặt động P.van điều kiện để giảm quảng đường phanh Cấu tạo nguyên lý làm việc: Đến xy lanh bánh trước Từ xy lanh t ù Từ xy lanh sau Cupben xy lanh Piston soá Piston soá Đến xy lanh bánh Hình 4-16: Cấu tạo van điều hòa P&BV GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG HVTH: KS NGUYỄN NGỌC THẠNH 102 ĐH BÁCH KHOA TP HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ P&BV gần giống P.van có thêm piston số (hình 4-16) p suất dầu tác dụng lên bánh xe trước đẩy piston số sang trái, lúc piston số làm P.van Khi mạch dầu phanh trước hỏng, áp suất mạch phanh trước giảm xuống không nên chênh lệch áp suất dầu đẩy piston số sang phải, đẩy piston số sang phải mở cửa dầu Do đó, piston số làm ngừng hoặt động P.van.(hình 4-17) Đến xy lanh bánh xe trước Từ xy lanh Từ xy lanh sau Cupben xy lanh Piston số Piston số Đến xy lanh bánh xe sau Hình 4-17: Van điều hòa P&BV mạch dầu trước bị hỏng 4.3.2 Tính toán lắp đặt van điều hòa lực phanh Hai thông số quan trọng việc tính toán để chọn van điều hòa lực phanh lắp đặt cho ôtô khách 30 chỗ ngồi, áp suất dầu Pk thời điểm van giảm áp lực phanh độ giảm áp lực phanh SL van điều hòa lực phanh Độ giảm áp lực phanh van điều hòa có giá trị khoảng 0,3÷0,5 p suất giảm áp Pk tính toán công thức sau: - Định luật Newton ta có: GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG HVTH: KS NGUYỄN NGỌC THẠNH ĐH BÁCH KHOA TP HCM 103 LUẬN VĂN THẠC SĨ 2(F p1 + F p ) = Ga 2[( Awc BFrη c / R )1 + ( Awc BFrη c / R )2 ] p k = Ga Suy ra: p k = aGR 2[( Awc BFrη c )1 + ( Awc BFrη c )2 ] (N/cm2) p suất giảm áp pk nên chọn gia tốc phanh 80 đến 90% gia tốc tới hạn acrit trường hợp ôtô không tải: pk = (0,8 ÷ 0,9)acrit Go R 2[( Awc BFrη c )1 + ( Awc BFrη c )2 ] (N/cm2) (4-8) Trong đó: acrit_gia tốc tới hạn (đơn vị g) Go_trọng lượng không tải (N) Awc_diẹân tích xylanh bánh xe (cm2) BF_hệ số cấu phanh R_bán kính làm việc bánh xe (cm) r_bán kính trống phanh (cm) Ôtô khách có thông số sau: Hai cấu phanh cầu trước cầu sau cấu phanh trống Các thông số kết cấu nhau, khác đường kính xylanh bánh xe: đường kính xylanh bánh xe cầu trước d1=33,34mm; d2=30.16mm Các thông số khác nhö sau: Go=51000 (N) R= 5,82 cm r= 3,20 cm BF= 2,9 ηc= 0,96 acrit =0,64g Diện tích xylanh cầu trước (Awc)1= 8,73 cm2 GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG HVTH: KS NGUYỄN NGỌC THẠNH ĐH BÁCH KHOA TP HCM 104 LUẬN VĂN THẠC SĨ Diện tích xy lanh cầu sau: (Awc)2=7,14 cm2 Thay thông số vào phương trình (4-8) ta tính áp suất giảm áp pk: pk= 571 (N/cm2) Chọn độ dốc giảm áp SL=0,45 (45%) Với thông số ô tô khách 30 chỗ ngồi theo tính toán ta chọn van điều hòa lực phanh có thông số kỹ thuật : - p suất giảm áp lực dầu pk= 571 (N/cm2) - Độ dốc giảm áp lực dầu SL= 0.45 (45%) p suất dầu đường ống dẫn động phanh cầu trước dẫn động phanh cầu sau hệ thống phanh thủy lực ôtô khách 30 chỗ ngồi hai trường hợp có sử dụng van điều hòa không sử dụng van điều hòa biểu diễn hình 4-18 p lực dầu tối ưu dẫn động phanh cầu trước cầu sau trường hợp không tải đầy tải biểu diễn Khi ô tô lắp van điều hòa lực phanh áp lực dầu dẫn động phanh cầu trước cầu sau áp suất dầu xy lanh đươc biểu diễn hình 4-18 theo đường thẳng không điều hòa tỷ lệ 1:1 Khi ô tô có lắp van điều hòa lực phanh phân phối áp lực dầu dẫn động phanh cầu trước cầu sau theo đường thẳng điều hòa tỷ lệ 2,2:1 áp suất giảm áp pk (điểm K hình 4-18) Đường thẳng điều hòa cắt đường phân phối áp lực dầu tối ưu trường hợp ô tô không tải gia tốc tới hạn acrit gần 1g, trường hợp ô tô đầy tải gia tốc tới hạn lớn 1g (Gia tốc tới hạn ôtô khách đại gần 1g, Tiêu chuẩn an toàn Châu u yêu cầu gia tốc tới hạn lớn 0,82g) Vậy với điều hòa lực phanh tính toán có thông số: p suất giảm áp lực dầu pk= 571 (N/cm2), Độ dốc giảm áp lực dầu SL= 0.45 (45%) lắp đặt ô tô khách 30 chỗ ngồi làm cho ô tô ổn định chuyển động hướng GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG HVTH: KS NGUYỄN NGỌC THẠNH 105 ĐH BÁCH KHOA TP HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ phanh đạt hiệu phanh cao Hai phương án lắp van điều hòa phương án lắp van điều hòa loại P (hình 4-19) phương án lắp van điều hòa loại P&BV để đạt hiệu phanh cao ổn định phanh đường Điều hòa 1g 1: 2.2 :1 Đầy tải Không điều hòa 0.6 g 6g 0.8g 1g 8g Không tải 4g 4g K 2g 2g ÁP LỰ C DẦU CỦA PHANH TRỤ C CẦU TRƯỚC PL1 (N) 900 1200 1800 300 600 1500 2100 ống phanh bánh xe trước bị hỏng lý (hình 4-20) 300 600 900 1200 1500 ÁP LỰC DẦU CỦA PHANH TRỤC CẦU SAU PL2 (N) Hình 4-18: p lực dầu dẫn động phanh cầu trước cầu sau hệ thống phanh có sử dụng Van điều hòa lực phanh GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG HVTH: KS NGUYỄN NGỌC THẠNH ĐH BÁCH KHOA TP HCM 106 LUẬN VĂN THẠC SĨ (C) (D) (E) (B) (A) (F) (D) (E) (A)_Baà u phanh, (B)_Xylanh chính, (C)_Bình dầu, (D)_Xylanh bá nh xe cầ u trướ c, (E)_Xylanh bá nh xe cầu sau, (F)_P.van Hình 4-19: Phương án lắp van điều hoà lực phanh loaïi P.van (C) (D) (E) (D) (E) (B) (A) (F) (A)_Bầ u phanh, (B)_Xylanh chính, (C)_Bình dầ u,(D)_Xylanh bánh xe cầu trướ c, (E)_Xylanh bá nh xe cầ u sau, (F) van P&BV Hình 4-20: phương án lắp van điều hòa lực phanh loại P&BV GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG HVTH: KS NGUYỄN NGỌC THẠNH ĐH BÁCH KHOA TP HCM 107 LUẬN VĂN THẠC SĨ Chương 5: KẾT LUẬN Trong luận án này, tác giả nghiên cứu tổng quan nhân tố ảnh hưởng đến ổn định chuyển động ô tô chuyển động đường Nghiên cứu ổn định chuyển động ô tô phanh, phân tích lực momen trình phanh, phân tích trường hợp không ổn định ô tô phanh, tối ưu lực phanh tối ưu trình phanh Khảo sát quan hệ bám bánh xe mặt đường theo độ trượt bánh xe phương trình đại số, nghiên cứu sở lý thuyết tính toán chống hãm cứng phanh Qua nghiên cứu ô tô khách 30 chỗ ngồi đóng thùng xe chassis nhập từ nước thông số: kích thước, vị trí trọng tâm, phân bố tải trọng thay đổi, dẫn đến trình phanh tối ưu, lực phanh tối ưu thay đổi theo Tác giả tính toán phân tích trình phanh tối ưu, ổn định ô tô khách 30 chỗ ngồi sau đóng với hệ thống phanh nguyên thủy ô tô sát xi (xem chương 4) Kết cho thấy ô tô khách không ổn định gia tốc phanh lớn gia tốc tới hạn acrit=0,64g Tác giả đề xuất hai phương án cải tạo hệ thống phanh ô tô khách cách lắp thêm van điều hòa lực phanh P van van P&BV với thông số tính toán chương Kết đạt lắp van điều hòa áp lực dầu thực tế hệ thống phanh thủy lực gần với áp lực dầu tối ưu trình phanh ôtô (đạt tiêu chuẩn an toàn Châu u), đảm bảo cho ô tô khách 30 chỗ ngồi ổn định hướng phanh đạt hiệu phanh cao GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG HVTH: KS NGUYỄN NGỌC THẠNH TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Pgs TS Nguyễn Văn Phụng, Ổn định chuyển động ôtô [2] Gs TSKH Nguyễn Hữu Cẩn, Phanh ôtô-cơ sở khoa học thành tựu mới, NXB KH& KT, 2002 [3] Gs TSKH Nguyễn Hữu Cẩn, Lý thuyết ôtô, NXB Kỹ thuật, 2000 [4] Lưu Văn Tuấn-Võ Văn Hường, Một vài quan điểm an toàn đường bộ, VSAE 1999 [5] Lưu Văn Tuấn-Võ Văn Hường, Một số biện pháp giảm tai nạn giao thông Việt nam, VSAE-ICAT 2002 [6] Automotive Handbook, Bosch, 2000 [7] Thomas D Gillespie, Fundamemtals of vehicle Dynamics, SAE [8] Rudolf Limpert, Brake Design and Safety, Second Edition, SAE [9] Rajesh Rajamani, Vehicle Dynamics and Control, Springer [10]Yasuji Shibahata, Progress and future direction of chassis control technology, Esevier [11] Jonathan Hall and Jerry Magrall, Modling Vehicle rollover, The Behrend college, Erie, PA [12] Limpert, R Engineering Design Hanhbook, analysis and Design of automotive Brake system, USArmy Material Development and readiness Command, DARCOM-P706-358,1976 [13] Automotive Handbook, Bosch, 1986 [14] Muller, W “Contribution to the Analysis anhd Testing of Motor Vehicle Drum Brake” No 207.1971 [15] Mitsche, M Motor vehicle Dynamic, springer Publisher, 1972 [16] Flaim, Thomas “SAE paper No.890804, Society of atomotive engineerings, 1986 [17] An-ti-lock braking for Passenger and light Truck-A Review, SAE PT-29, Society of Automotive Engineers Warrendle [18] “Braking system for passenger” Bocsh Technicla: Intructin, stuttgary, gemany [19] Limper R “Minicar RSV brake system, 5th internation, Butomobile Congree, 1977 [20] Jonathan Hall and Jerry Magrall, Modling Vehicle rollover, The Behrend college, Erie, PA [21] Limpert, R Engineering Design Hanhbook, analysis and Design of automotive Brake system, USArmy Material Development and readiness Command, DARCOM-P706-358,1976 [22] Muller, W “Contribution to the Analysis anhd Testing of Motor Vehicle Drum Brake” No 207.1971 ... tượng nghiên cứu Chương 1: ĐỘNG LỰC HỌC ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG ÔTÔ 1.1 Động lực học ổn định chuyển động ôtô đường thẳng 1.1.1 Ổn định chuyển động ôtô đường nghiêng dọc 1.1.2 Ổn định chuyển động ôtô. .. 1: ĐỘNG LỰC HỌC ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG ÔTÔ Nghiên cứu ổn định chuyển động ôtô nghiên cứu động lực học ôtô, tức nghiên cứu lực tác dụng lên ôtô chuyển động đường Các lực tác động lên ôtô làm cho ôtô. .. ôtô nguyên thủy Các thông số ảnh hưởng trực tiếp đến ổn định chuyển động ôtô Để đảm bão tính an toàn chuyển động ôtô khách lưu thông đường, cần ? ?nghiên cứu tính chất ổn định chuyển động ôtô khách? ??