Nghiên cứu tính ổn định chuyển động loại xe tải kéo container, điều kiện an toàn sử dụng

ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÝ VĂN TRUNG NGHIÊN CỨU TÍNH ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG LOẠI XE TẢI KÉO CONTAINER, ĐIỀU KIỆN AN TÒAN SỬ DỤNG CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT Ô TÔ – MÁY KÉO LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2010 GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ 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 GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LỜI CẢM ƠN D D Với khoảng thời gian năm theo học cao học trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh, tơi tiếp thu nhiều kiến thức khoa học kỹ thuật ngành ôtô từ quý Thầy Cô trường Đây tiền đề tốt giúp nâng cao khả tự nghiên cứu lĩnh vực chuyên ngành Đề tài với 70 trang thuyết minh, bao gồm chương Mặc dù cố gắng tiếp thu nhiều kiến thức từ thầy cô cập nhật thêm nhiều tài liệu liên quan trình độ hạn chế thời gian thực ngắn nên luận văn tránh sai sót Rất mong góp ý thầy cô bạn đồng môn để đề tài hồn thiện Tơi xin chân thành cám ơn Ban Giám hiệu, Phòng Cao học, khoa kỹ thuật giao thông trường Đại học Bách Khoa Tp HCM quý giảng viên tham gia giảng dạy cao học, đặc biệt giảng viên PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG tận tình giảng dạy, hướng dẫn, tạo điều kiện giúp đỡ tơi để tơi hồn thành tốt luận văn Tp HCM ngày tháng năm 2010 GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TĨM TẮT Để nhằm mục đích nâng cao tính chất động lực học phanh ơtơ, việc tìm cách phân bố sử dụng hợp lý lực phanh cầu bánh xe cầu điều cần phải quan tâm Một vấn đề quan trọng phanh ổn định phanh xe nhiều cầu xe chưa bị trượt đường Chính lẽ người nghiên cứu thực đề tài:″ Nghiên cứu tính ổn định chuyển động loại xe tải kéo container, điều kiện an tòan sử dụng’’ Do thời gian thực đề tài có hạn nên người nghiên cứu thực phần sau: Chương 1: Tổng quan đề tài Chương Đặc tính ơtơ container đặc điểm giao thơng Chương Đặc tính ổn định xe quay vịng Chương 4: Ổn định phanh Chương Tính tốn động học Container Sơmirơmóc Chương 6: Kết luận kiến nghị Ưu điểm đề tài có tính tính thực tiễn Người nghiên cứu quan tâm đến góc lệch hướng biến dạng trượt ngang bánh xe, phân tích ảnh hưởng góc lệch hướng đến ổn định phanh xe nhiều cầu Đây mục đích đề tài GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ MỤC LỤC Mục Trang Lời cảm ơn ……… …… Tóm tắt ………….… Lục mục ……………… Chương 1: Tổng quan đề tài …………….… 1.1.Tình hình ngồi nước liên quan đến đề tài……… 1.2 Phạm vi nghiên cứu 2.3 Phương pháp nghiên cứu 1.4 Tính cấp thiết đề tài 1.5 Ý nghĩa đề tài Chương Đặc tính ôtô container đặc điểm giao thông ……………… 2.1 Thông số xe HyunhDai HD700 2.2 – Đặc tính tốc độ ngồi động ………… .9 2.3 Phương trình đồ thị cân lực kéo .11 2.3.1 - Đặc tính nhân tố động lực học 2.3.2 - Đồ thị cân lực kéo nhân tố động lực học 2.4 Đặc tính lý bánh xe chuyển động 17 2.4.1 Góc lệch bên chịu tải bánh xe 2.4.2 Đường đặc tính quan hệ lực ngang Y góc lệch hướng lốp xe α GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ 2.4.3 Khả trược dọc ngang bánh xe Đặc điểm giao thông Việt Nam .23 2.5.1 Sự phân bố giao thông đường nước ta 2.5.2 Đặc điểm đường ôtô việt nam Chương Đặc tính oån định xe quay vòng … 30 3.1 Các thông số trọng tâm xe … 30 3.1.1 Tải trọng tĩnh 3.1.2 Phân bố tải trọng xe chuyển động 3.2 Thông số kết cấu (k) xe 35 3.3 Nghiên cứu đặc tính quay vịng xe 47 Chương 4: Ổn định phanh ………… 49 4.1 Đặt vấn đề 49 4.2 Trạng thái ổn định chuyển động phanh 49 4.3 Ảnh hưởng góc lệch hướng đến ổn định lực phanh 55 4.4 Ảnh hưởng chênh lệch lực phanh đến góc lệch hướng β 60 Chương Tính tốn động học container sơmirơmóc ……………………… 65 5.1 Tính tốn động học container 65 5.2 Tính tốn quay vịng ổn định chuyển động đoàn xe 67 5.1.1 Trường hợp quay vòng ổn định 5.2.2 Trường hợp quay vòng khơng ổn định 5.3 Tính tốn động học phanh container 69 Chương 6: Kết luận kiến nghị 73 6.1 Kết Luận .73 GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG 10 HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ 6.2 Kiến Nghị 74 Tài liệu tham khảo………………………………………………………………….76 GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG 11 HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ Chương TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình ngồi nước liên quan đến đề tài Trong xã hội phát triển, ơtơ đóng vai trị quan trọng kinh tế phục vụ lĩnh vực vận tải hành khách, vận chuyển hàng hóa… Với ngành cơng nghiệp ôtô Việt Nam Chúng ta chưa tự sản xuất ôtô mà chủ yếu nhập ngoại từ nước Nhật, Mỹ, Trung Quốc Có nhập động cơ, phụ kiện, chassic dây chuyền cơng nghệ nước ngồi lắp ráp, đóng thùng thủ cơng (đối với xe tải) TOYOTA ViệtNam, Mercedes Bent ViệtNam ISUZU ViệtNam đặc biệt xe đầu kéo Container sử dụng nước ta nhập từ nước ngồi với tình trạng kỹ thuật 100% xe qua sử dụng, tất chúng chưa trải qua đánh giá kiểm tra tính kỹ thuật với điều kiện sử dụng Việt Nam, mà trình sử dụng q trình chọn lọc đánh giá Đối với nước phát triển, họ có kinh tế phát triển ổn định mà trọng tâm phát triển cơng nghiệp có ngành cơng nghiệp sản xuất ôtô Để giảm thiểu tai nạn giao thơng giảm nnhiễm mơi sinh họ đầu tư trang thiết bị máy móc đo kiểm phịng thí nghiệm để kiểm tra đánh giá tất loại xe sản xuất nước hay xe nhập từ nước khác Vì năm họ tai nạn xảy có chi ảnh hưởng thời tiết mưa bảo gây ngập đường hay tuyết rơi nhiều làm cho ổn định chuyển động, phanh… Với Việt Nam kinh tế cịn nghèo nàng cơng nghệ cịn lạc hậu, có cơng nghiệp ơtơ chưa có sách đầu tư phát triển hợp lý giao thông đường công nghiệp ôtô Vì đối mặt với thực trạng ô nhiễm môi sinh ngày nghiêm trọng từ khí thải tơ, tai nạn giao thông ngày gia tăng, nạn ách tắc giao thông nghiêm trọng tương lai gần rác thải ơtơ ngun nhân nhập ôtô qua sử dụng chúng rác thải nước phát triển, ôtô chất lượng chưa qua kiểm tra đánh giá có qua kiểm định đơn giản GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG 12 HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ Song song lợi ích mà ơtơ mang lại năm có hàng trăm vụ tai nan giao thông từ xe đầu kéo container gây ra, vụ tai nạn gây hậu nghiêm trọng người thường xe phanh, xe bị lật quay vòng có số trường hợp lái xe ngủ gật vấn đề ngành, cấp, nhà quản lý, nhà khoa học người sử dụng đặc biệt quan tâm Chính vậy, việc tìm nguyên nhân giải pháp khắc phục nhược điểm mối quan tâm hàng đầu tồn xã hội Đối với ơtơ đầu kéo container điều kiện an toàn sử dụng đánh giá dựa chất lượng phanh ổn định khơng bị lật quay vịng 1.2 Phạm vi nghiên cứu Đây vấn đề phức tạp sở lý thuyết thực tế Hiện có tư liệu nghiên cứu ổn định phanh quay vòng xe đầu kéo container nhằm mục đích phục vụ cho học tập, giảng dạy cao đẳng, đại học đề tài có nhiệm vụ: - Nghiên cứu sở lý thuyết đặc tính lý bánh xe chủ động - Nghiên cứu động lực học ổn định xe quay vòng, tốc độ quay vòng xe - Nghiên cứu động lực học ổn định phanh, thời gian phanh quãng đường phanh xe container 2.3 Phương pháp nghiên cứu Kết hợp đồng thời phương pháp : - Phương pháp nghiên cứu tài liệu : Tham khảo tài liệu Lý thuyết ơtơ, tính tốn thiết kế ơtơ, thu thập tài liệu sách giáo khoa, luận văn thạc só, qua Internet, sách báo, thống kê tổng hợp số liệu thực tế - Tham khảo ý kiến: Thầy cô, chuyên gia giàu kinh nghiệm lĩnh vực ôtô, kiểm nghiệm lại thực tế 1.4 Tính cấp thiết đề tài Hiện giai đoạn công nghiệp hoá đại hoá kinh tế chuyển dần nơng nghiệp sang cơng nghiệp Cơng nghiệp phát triển nhu vận tải GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG 13 HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ hàng hố khu công nghiệp với khối lượng lớn ngày tăng địi hỏi xe vận tải có tải trọng lớn để đáp ứng nhu cầu có xe đầu kéo container Song xe đầu kéo container có tài liệu nói chúng việc thực đề tài cần thiết cho việc nghiên cứu tính xe container học sinh, sinh viên trường nghề, Cao Đẵng Đại Học sau 1.5 Ý nghĩa đề tài Cùng với phát triển không ngừng ngành ôtô Đề tài tài liệu sở lý thuyết cho việc học tập nghiên cứu đánh giá tính động học, động lực học xe container điều kiên giao thông Việt Nam Nhưng thời gian thực đề tài có hạn, tài liệu kiến thức hạn chế nên nội dung đề tài dừng lại nghiên cứu phân tích động lực học xe đầu kéo container sở lý thuyết GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG 14 HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ α = f ( Ry , C y , δ ) Theo mơ tả tốn học đặc tính hướng hình 2-14 chương ta có: Khi có ảnh hưởng độ trượt α1 ≤ α ≤ α Fm góc α tăng nhanh so với lực ngang Ry Độ trượt lảm cho góc lệch hướng α biến thiên theo đường cong phi tuyến Do ta có biểu đồ mô tả dạng đường cong ảnh hưởng chênh lệch lực phanh ∆FP với góc lệch β Hình 4-7: Mối quan hệ góc lệch β chênh lệch lực phanh ∆FP Ry phi tuyến ≤ ∆FP ≤ ∆FP1 : Chênh lệch lực phanh nhỏ nên lực ngang Ry nhỏ Độ trượt chưa ảnh hưởng nhiều đến góc lệch hướng α Do β = f (∆FP ) gần với đường bậc I ∆FP1 ≤ ∆FP ≤ ∆FP : Độ trượt lúc ảnh hưởng rõ nét đến góc lệch hướng β Đồ thị β = f (∆FP ) có dạng đường cong phi tuyến theo hàm mũ Ta thấy: Độ trượt lớn độ dốc đường cong lớn nghĩa góc ổn định phanh β tăng nhiều chênh lệch lực phanh nhỏ Mặt khác theo đặc tính trượt, ta có mối quan hệ lực phanh độ trượt Lực phanh lớn độ trượt lớn đến đạt giới hạn bám δ = Do lực phanh lớn xuất chênh lệch lực phanh góc ổn định lớn Điều giải GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG 71 HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ thích ngun nhân độ chênh lệch lực phanh ta đạp với cường độ cao ổn định phanh lớn so với ta đạp phanh với cường độ thấp ∆FP = ∆FP : Điểm tới hạn bám bánh xe ∆FP ≥ ∆FP : Tương ứng với β (∆FP ) tuyến tính theo hàm bậc I Các bánh xe đạt đến giới hạn bám Lực ngang bánh xe nhỏ β= ∆Fp 2I Z B t2 GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG 72 HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ Chương TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC CỦA CONTAINER VÀ SƠMIRƠMĨC 5.1 Tính tốn động học container Bảng thơng số trọng lượng STT Đơn vị Kg Thành phần trọng lượng Trọng lượng thân ôtô đầu kéo - Phân bố lên trục - Phân bố lên trục - Phân bố lên trục Trọng lượng kíp lái Kg ký hiệu Gđk Z1 đk Z2 đk Z3 đk Qkl giá trị 8720 4240 2240 2240 130 Bảng thơng số kích thước STT Thơng số kích thước Khoảng cách tâm xoay trục cân ôtô đầu kéo Khoảng cách cầu trước trục cân ôtô đầu kéo Đơn vị m Ký hiệu Giá trị Lm 0,26 L 3,7 m Tự trọng đoàn xe ký hiệu Gđx: Gđx=DSMRM+Gđk Tự trọng SMRM phân lên trục đầu kéo: Z1=Zck.Lm/L Tải trọng phân lên trục đầu kéo: Z1Q=Qck.Lm/L S T T Bảng thơng số tính tốn phân bố trọng lượng đồn xe Phân bố trọng lượng (Kg) Giá trị Đầu kéo Thành phần trọng lượng (kG) Trục Trục Trục Tự trọng ơtơ- SMRM 14020 4520 2700 2700 Kíp lái 130 130 0 Tải trọng 26700 800 6000 6000 Trọng lượng toàn đoàn 40850 5450 8700 8700 xe GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG 73 HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ Bảng thơng số tính tốn chiều cao trọng tâm Giá trị STT Thành phần trọng lượng (Kg) Trọng lượng dầm dọc, ngang, tà vẹt, sàn 3300 Trọng lượng cầu, cụm treo, hệ thống 1280 phanh Cụm chân chống 100 Trọng lượng chi tiết khác 620 Tải trọng 26700 Hi (mm) 1205 520 700 750 2550 Bảng thơng số tính tốn trọng tâm STT Thành phần Khoảng cách từ chốt kéo tới trục cân (Lrm) Vết bánh xe sau phía ngồi (B02) Khoảng cách trục trước – trục cân đầu kéo (L) Góc quay trung bình bánh xe dẫn hướng (q) Góc quay lớn đoàn xe Chiều rộng toàn đầu kéo Chiều rộng toàn SMRM Đơn vị mm mm mm độ độ mm mm Giá trị 10185 2160 3700 30 90 2495 2490 Xác định tọa độ trọng tâm đồn xe - Khoảng cách từ trọng tâm ơtơ đến tâm cầu trước: - a=Z2.L/Gđx - Khoảng cách từ trọng tâm ôtô đến tâm trục cân bằng: - b=L- a Tọa độ trọng tâm SMRM theo chiều dọc: - Khoảng cách từ trọng tâm SMRM đến tâm chốt kéo: - a’ = 2.Z2 rm.Lrm/Grm Z2 rm: trọng lượng phân bố lên trục SMRM Grm: trọng lượng toàn SMRM - Khoảng cách từ trọng tâm SMRM đến tâm trục cân bằng: - b’ = Lrm- a’ GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG 74 HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ Tương tự cho trường hợp toàn tải Tọa độ trọng tâm theo chiều cao: Căn vào thành phần trọng lượng tọa độ trọng tâm chúng, ta xác định chiều cao tọa độ trọng tâm SMRM theo công thức: hg= (∑ G i h i ) / (∑ G i ) G, hg: trọng lượng chiều cao trọng tâm SMRM thiết kế 5.2 Tính tốn quay vịng ổn định chuyển động đồn xe Khi nghiên cứu động học quay vịng đồn xe, thơng số quan trọng cần xác định bán kính quay vòng hành lang quay vòng nhỏ 5.2.1.Trường hợp quay vịng ổn định Rqmin = (L/tga)+B/2 Trong đó: L – Chiều dài sở đầu kéo (L=3,7 m) B – Vết bánh xe trước đầu kéo (B=2,040 m) a – Góc quay vịng lớn bánh xe dẫn hướng đầu kéo (a = 300) Thay số ta được: Rqmin = (3,7/tg300) + 2,04/2 = 7,43 (m) 5.2.2 Trường hợp quay vịng khơng ổn định Khi quay vịng khơng ổn định bán kính quay vịng đoàn xe phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loại đường, tốc độ quay vòng, khả người lái, theo lý thuyết quay vịng đồn xe bán kính quay vịng nhỏ đồn xe xác định theo cơng thức: Rqmin = Lđk (eKp.L.y-1)-1/2 Trong đó: Kp – Thông số đặc trưng cho chế độ chuyển động quay vịng đồn xe Kp = q0 / V0 (m-1) q0: tốc độ quay vịng trung bình bánh xe dẫn hướng V0: tốc độ chuyển động đoàn xe, V0 = 8~25 (km/h) Khi quay vòng đường nhựa đường đất cứng tốc độ 8~25 km/h Kp = 0,020 Y : Góc quay vịng cực đại đồn xe, Y = 900 Thay số ta được: GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG 75 HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ Rqmin = 9,7 (m) CΠ B I II B O' B' A R γ1 γ'R R0 RI RI Rb BΓ Sơ đồ xác định hành lang quay vịng đồn xe Từ sơ đồ vịng quay SMRM ta xác định hành lang quay vòng Hành lang quay vòng xác định theo công thức: BG = R-Rb = [(R0 + 0,5B0)2 + (Lđk+C0)2]1/2 – (R0*cosg1 – 0,5Bsm) Trong đó: - Lđk: Chiều dài sở ôtô đầu kéo, Lđk=4,35 - R0: Bán kính quay vịng nhỏ tính đến tâm đối xứng dọc ôtô đầu kéo, R0 ≈ Lđk*cotgq = 7,54 (m) - q: Góc quay trung bình bánh xe dẫn hướng phía phía ngồi ôtô đầu kéo; q = 300 - R: Bán kính ngồi hành lang quay vịng - Rb: Bán kính hành lang quay vịng - Bsm: Chiều rộng sơ mi, Bsm = 2,49 (m) - B0: Chiều rộng tồn tơ đầu kéo: B0= 2,95 (m) - C0: Khoảng cách từ tâm trục trước tới đầu ôtô đầu kéo, C0 = 1,495 (m) Hành lang quay vòng: R= [(R0 + 0,5B0)2 + (Lđk+C0’)2]1/2 = [(7,54 + 0,52,495)2 + (4,35+1,495)2]1/2= 10,56 (m) Rb = R0*cosg1 – 0,5Bsm)= 7,54*cos300 – 0,52,495 = 5,3 (m) GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG 76 HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BG = R-Rb = 10,56 – 5,3 = 5,26 (m) 1.1 5.3 Tính tốn động học phanh container 1.1.1.1.1.1 5.3.1 Tính tốn hiệu phanh Mơ men thực tế sinh cấu phanh bánh xe xác định theo công thức: Mp1= P*m*h*R/(0,5*h-m*R) Mp2= P*m*h*R/(0,5*h-m*R) Ở đây: P: Lực tác dụng lên guốc phanh SMRM R: Bán kính trống phanh m: Hệ số ma sát trống phanh má phanh, m=0,3 h: Khoảng cách từ điểm chốt cố định tới tâm cam ép cấu phanh dẫn động khí nén Mp = 2(Mp1 + Mp2) = 2R*m*h2*P/(0,25*h2-m2*R2) P=p*S*ik S: Diện tích bầu phanh SMRM p: áp suất khí nén bầu phanh, (p=6 Kg /cm2) ik: Tỷ số truyền cấu cam phanh Rbx: Bán kính bánh xe, Rbx = 0,507 (m) Mp: Mô men phanh sinh trục Với thông số phanh SMRM sau: h =310 (mm), R= 210 (mm), S = (D2+D*d+d2)= (182+18*12+122) =179 (cm2), ik=6,15, Mp =20,21*0,3*(6*6*179)*0,31/(0,25*0,31-0,32*0,212)= 3987,8 (Kg.m) Mô men phanh thực tế SMRM là: MSMRM = 2Mp = 2*3978,8 = 7975,6 (Kg.m) Mô men phanh cần thiết theo điều kiện bám GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG 77 HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ Mô men phanh cần thiết trục là: Mph2= G.j.Rbx(a-hg.j/g)/L Thay số ta được: Mph2= 32000*0,7*0,507(5,304-2,292*6/9,81)/9,43=4699 (Kg.m) Như khả hãm cấu phanh lớn so với mô men phanh yêu cầu SMRM, nên hệ thống phanh đáp ứng u cầu an tồn cho SMRM Tương tự tính cho trường hợp không tải Mph02= 5300*0,7*0,507(7,544-0,975*6/9,81)/9,43=1385 (Kg.m) Gia tốc chậm dần lớn phanh Jmax = (ΣMph*g)/(G*Rbx) = Mph2*g/G*Rbx (m/s2) Quãng đường phanh ngắn Sp=(V02/2*Jpmax)*mp mp: Hệ số xét đến không đồng lực phanh bánh xe, mp=1,23 V0: Vận tơc đồn xe trước phanh, V0 = 30 (km/h) Bảng kết tính tốn Giá trị Đơn Chỉ tiêu đánh giá Khơng vị Đầy tải tải Gia tốc chậm dần lớn phanh m/s2 6,33 5,05 Quãng đường phanh lớn m 6,75 8,46 TCVN Không Đầy tải tải ≥5,4 ≥5 ≤9 ≤10 Nhận xét: Từ kết tính tốn cho thấy SMRM thiết kế có hiệu phanh phù hợp với tiêu chuẩn hành Việt Nam 1.2 5.3.2 Kiểm tra hệ thống cung cấp dự trữ khí nén Xác định lượng khí nén tiêu hao sau lần đạp phanh: - Khe hở má phanh tang trống, dbx=0,2mm - Khe hở cán piston địn dẫn động, dxlc=2mm - Góc quay cam phanh bánh xe, a = 260 - Hành trình làm việc trục piston cấu phanh bánh xe: GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG 78 HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ Hbp=2L.sin(a/2) = 2*80*sin13 = 36 (mm) L: Chiều dài đòn dẫn động cam phanh, L=80 (mm) - Hành trình làm việc màng công tác cấu phanh bánh xe Hm=Hbp+dxlc =36+2=38 (mm) - Lực khí nén tiêu hao sau lần đạp phanh thể tích khí nén đường ống từ van phân phối đến bầu phanh bánh xe lượng khí bầu phanh Vkn=4.(p.d2/4).L0+4.(p.D2/4).Hm = 314,2+3868 = 4182,2 (cm3) = 4,2 (dm3) L0: Chiều dài đường ống khí nén từ van phân phối đến 01 cụm xi lanh phanh, L0= 100 cm d: Đường kính làm việc ống dẫn khí, d=1 (cm) D: Đường kính màng cơng tác bầu phanh, D=18 (cm) Sau lần đạp phanh, lượng khí nén ngồi làm giảm áp suất bình Kiểm tra áp suất bình sau lần đạp phanh, cho áp suất ban đầu 8,5 kG/cm2 đến lần đạp cuối phải lớn 4,25 kG/cm2, xác định từ phương trình đẳng nhiệt chất khí pt*Vt = ps*Vs Trong đó: - pt,Vt : áp suất, thể tích khí nén bình trước đạp phanh, pt = 8,5 kG/cm2,Vt = 50 dm3 - ps,Vs : : áp suất, thể tích khí nén bình sau đạp phanh: Vs = Vt+Vkn Áp suất bình lần đạp phanh 1: p1=pt.Vt/(Vt+Vkn) = 8,5*50/(50+4,2) = 7,84 (Kg/cm2) Áp suất bình lần đạp phanh 2: p2=p1.Vt/(Vt+Vkn) = 7,84*50/(50+4,2) = 7,23 (Kg/cm2) Áp suất bình lần đạp phanh 3: p3=p2.Vt/(Vt+Vkn) = 7,23*50/(50+4,2) = 6,67 (Kg/cm2) Áp suất bình lần đạp phanh 4: p4=p3.Vt/(Vt+Vkn) = 6,67*50/(50+4,2) = 6,15 (Kg/cm2) Áp suất bình lần đạp phanh 5: p5=p4.Vt/(Vt+Vkn) = 6,15*50/(50+4,2) = 5,67 (Kg/cm2) Áp suất bình lần đạp phanh 6: p6=p5.Vt/(Vt+Vkn) = 5,67*50/(50+4,2) = 5,23 (Kg /cm2) Áp suất bình lần đạp phanh 7: GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG 79 HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ p7=p6.Vt/(Vt+Vkn) = 5,23*50/(50+4,2) = 4,82 (Kg /cm2) Áp suất bình lần đạp phanh 8: p8=p7.Vt/(Vt+Vkn) = 4,82*50/(50+4,2) = 4,45 (Kg /cm2) Như khơng bổ sung khí nén vào bình chứa sau lần đạp phanh áp suất bình lớn 4,25 kG/cm2, đảm bảo cho hệ thống phanh làm việc hiệu 1.3 1.4 5.3.3 Tính tốn hiệu phanh dừng phanh bầu tích lị xo Thơng số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Khoảng cách từ điểm chốt cố định tới tâm cam ép cấu phanh dẫn động khí nén cầu sau H cm 31 Bán kính trống phanh cầu sau R cm 24 Đường kính lị xo D cm 7,5 Đường kính dây lị xo d cm 1,2 Hệ số ma sát cặp trống phanh, má phanh m - 0,3 Moduyn đàn hồi G Tỷ số truyền dẫn động khí ik - 6,15 Số vòng làm việc n - Biến dạng lớn lò xo f cm 4,5 kG/cm2 8,5.105 Momen phanh cần thiết để giữ SMRM đứng yên trờn đường dốc xác định công thức: MT = G0.sina rbx Trong đó: MT = Plx.ik.R.h.((0,5.h+m.R)+(0,5.h-m.R))/(0,25.h2-m2.R2) Với Pk lực đẩy lị xo bầu tích Ta có: - Độ cứng lị xo bầu tích năng: C= G.d4/8.D3.n = 147,57 (Kg /cm) - Lực đẩy lị xo bầu tích năng: Pk = C.f = 664 (Kg) g MT = 149981 (Kg.cm) Góc dốc mà xe cú thể đứng yên xác định công thức: Sina = MT/G0.rbx = 149981/5300*50,7=0,558 g a= 33,90 GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG 80 HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ Vậy góc dốc mà xe đứng yên GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG 81 67 (%) HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ Chương 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 Kết Luận Trong suốt trình học tập v thực đề tài luận văn thạc sĩ, nhờ giảng dạy hướng dẫn tận tình Quý thầy bạn đồng môn khoa Kỹ Thuật Giao Thông Trường Đại Học Bch Khoa Thnh Phố Hồ Chí Minh, đặt biệt tận tình giúp đỡ hướng dẫn PGS – TS Nguyễn Văn Phụng giúp tơi hồn thành luận văn Qua hai năm học tập thực luận văn giúp cho tơi có hội nghiên cứu xâu lý thuyết chuyên ngành thực tiễn cách thấu đáo nhằm giải vấn đề đề tài Đây đề tài thực mang tính kết hợp sở lý thuyết khảo sát thực tế có liên quan để đánh giá tính thích nghi ổn định động học, động lực học ôtô đầu kéo Container, cụ thể lọai xe Hyunhdai container HD700 điều kiện giao thông Việt Nam Bằng kiến thức học qua nghiên cứu tài liệu đề tài đưa nhìn tổng quan điều kiện giao thông nước ta Từ sở lý thuyết có áp dụng cho việc đánh giá động học động lực học xe Hyunhdai container HD700 số loại xe đầu kéo khác điều kiện giao thông nước ta Tuy nhiên, thời gian hạn chế nên đánh giá dừng lại mức tính tốn lý thuyết kết hợp đánh giá dựa thực nghiệm thực tế để áp dụng tính tốn khảo sát thực tế cụ thể vài đặc điểm để nhìn nhận loại xe tốt hay chưa tốt, phù hợp hay không phù hợp với điều kiện giao thông Việt Nam Muốn đánh gía xác cụ thể cần phải có nhiều trang thiết bị, máy móc thời gian thực Đồng thời cần có trình khảo nghiệm thực tế nhiều hơn, cụ thể thơng số khảo nghiệm phải nhà sản xuất cung cấp để tham số tính tóan xác Từ kết tính tốn ta đưa số kết luận sau đề tài này: - Đề tài thực khảo sát thống kê số điều kiện giao thông Việt Nam liên quan tới việc tính tốn động học động lực học ôtô container - Đề tài xây dựng hệ thống sơ lý thuyết đầy đủ cho việc tính tóan ổn định chuyển động ơtơ Cũng việc thiết lập lý thuyết động lực học ôtô tham gia giao thông - Đề tài xây dựng sở để ứng dụng chương trình tính tóan Matlab giải kết cụ thể đối xe container Hyunhdai HD700 - Những sở lý thuyết thiết lập ứng dụng việc tính tóan q trình chuyển động động lực học phanh xe container Hyunhdai HD700 có đựơc số kết nhận xét sau: - Các tính tốc độ cực đại, quãng đường tăng tốc, tốc độ cực đại, khả leo dốc, phân bố tải trọng khả bám phù hợp với điều kiện giao thông Việt Nam GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG 82 HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ - Hệ thống treo ôtô đáp ứng tần số dao động xe tải vận hàng hóa theo điều kiện mặt đường Việt Nam - Qua mơ hình tính tốn chuyển động xe dòng xe áp dụng với số thông số điều kiện giao thông Việt Nam (dù chư đầy đủ) ta nhận thấy xe container Hyunhdai HD700 đảm bảo khả tăng tốc đảm bảo an tịan lưu thơng dịng xe - Q trình xây dựng tính tóan động lực học quay vòng xe ta nhận thấy xe container Hyunhdai HD700 có đủ khả đảm bảo tính an tòan chuyển động quay vòng 6.2 Kiến Nghị Từ kết thu đề tài vấn đề nẩy sinh trình nghiên cứu thực đề tài người đề tài xin nêu số kiến nghị sau: - Đánh giá tính động học động lực học ôtô điều kiện định đề tài phức tạp sở lý thuyết tính tóan có nhiều khó khăn trong việc thống kê khảo nghiệm thực tế Nên trình nghiên cứu đề tài cần phải có thời gian dài cần làm việc theo nhóm để q trình thống kê sử lý số liệu cho cơng tác tính tóan đa dạng, phong phú - Việc nghiên cứu tính tóan động lực học ơtơ khơng nên bó hẹp số hệ thống phận xe mà nên nghiên cứu cách tổng quát tất chi tiết xe Vì tham gia giao thơng tịan thể ơtơ khối hoạt động thống Điều kiện làm trình nghiên cứu đánh giá cần nhiều thời gian công sức - Nên tổ chức điều tra thống kê sở liệu đầy đủ đặc trưng lưu thơng dịng xe Việt Nam Nếu có thống kê đầy đủ điều kiện áp dụng lý thuyết “Nghiên cứu tính ổn định chuyển động loại xe tải kéo container, điều kiện an toànn sử dụng” kết cuả đề tài xây dựng cẩm nang điều khiển xe thích nghi lưu thơng Việc giúp tài xế có thêm nhiều kỹ để lái xe an tòan tiết kiệm nhiên liệu giảm tai nạn giao thông la vấn đền cần giải toán ngành quản lý xúc người dân GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG 83 HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- Bộ Giao Thông Vận Tải – SỔ TAY THIẾT KẾ ĐƯỜNG GIAO THÔNG,(tập 1,2,3 – Hà Nội, 1993 2- Cục đăng kiểm Việt Nam – THÔNG SỐ KỸ THUẬT ÔTÔ – Hà Nội, 10/1996 3- Lâm Quang Cường – GIAO THÔNG ĐÔ THỊ VÀ QUY HỌACH ĐƯỜNG PHO, tập 1,2 – ĐH Xây Dựng, 1993 4- Doãn Hoa – QUẢN LÝ KHAI THÁC ĐƯỜNG ÔTÔ – NXB Xây Dựng, 2004 5- PGS-TS Nguyễn Văn Phụng – LÝ THUYẾT TÍNH TĨAN DAO ĐỘNG ÔTÔ – ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, 1997 6- Nguyễn Hịai Sơn, Nguyễn Thanh Việt, Bùi Xuân Lâm – ỨNG DỤNG MATLAB TRONG KỸ THUẬT, tập – NXB ĐH Quốc Gia TP Hồ Chí Minh 7- Đàm Hòang Phúc, Nguyễn Khắc Trai – NGHIÊN CỨU QUỸ ĐẠO CỦA ƠTƠ TRONG ĐƯỜNG VỊNG – ICAT 1999 8- Dư Quốc Thịnh – LÝ THUYẾT ÔTÔ – NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2000 9- PGS-TS Nguyễn Ngọc Thêm – LÝ THUYẾT ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG – ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, 1993 10- Crouse Anilyn – AUTOMOTIVE MECHANICS (tenth edition) – Mc Craw Hill Book Company 11- Charles Fayette Taylor – THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE IN THEORY AND PRACTICE – Mc Craw Hill Book Company 12- M Blundell, D Harty – THE MULTIBODY SYSTEMS APPROACH TO VEHICLE DYNAMICS – SAE International, 2002 13- Nguyễn Hữu Cẩn - Phan Đình Kiên, Thiết kế tính tốn ơtơ máy kéo, Tập 2, NXB ĐH&THCN, Hà Nội, 1984 14- Nguyễn Tuấn Kiệt, Động lực học kết cấu khí, NXB Đại học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh, 2002 15- Nguyễn Hoài Sơn - Nguyễn Thanh Việt - Bùi Xuân Lâm, Ứng dụng Matlab kỹ thuật, Tập 1, NXB Đại học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh, 2001 16- Nguyễn Hoài Sơn, Dao động kỹ thuật, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HồChí Minh, 1997 GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG 84 HVTH: LÝ VĂN TRUNG ĐH BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ 17- Lâm Mai Long , Cơ học chuyển động ơtơ, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.Hồ Chí Minh, 2001 18- Hung V.Vu, Ramin S.Esfandiari, Dynamic System: modeling and analysis, pp 19- 401 - 564 The McGraw – Hill Companes, Inc, Singapore, 1998 20- Mechanicaln Simulation Corporation, CarSim Educational – User manual Version 4.5, January 2000 21- Thomas D Gillespie, Fundamentals of vehicle dynamics, Society of Automotive 22- Engineers, Inc 400 Commonwealth Drive Warrendale, PA 15096-0001 23- František VIK, Dynamika motorov ých vozidel, Nakladatelství Vlk, Brno 2001 24- František VIK, Úlohy z Dynamika motorov ých vozidel, Nakladatelství VlkBrno 2004 25- GS.TS Nguyễn Hữu Cẩn - Thiết kế tính tóan ơtơ máy kéo tập III,1998 26- Nguyễn Khắc Trai - Cơ sở thiết kế ôtô Nhà xuất GTVT,2006 27- GS.TS Nguyễn Hữu Cẩn – Phanh ô tô Nhà xuất bẩn khoa học kỹ thuật 28- Ngô Thành Bắc - ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA ÔTÔ Tài liệu giảng dạy cao học ĐHBK Đà Nẵng 29- Đàm Văn Phúc- Nguyễn Khắc Trai- Nghiên cứu vĩ đạo ôtô đường vòng- ICAT 1999 30- Từ Internet www.edmunds.com www.intellichoice.com www.corp.int.msn.com www.nhtsa.dot.gov (recalls) www.motortrend.com GVHD: PGS – TS NGUYỂN VĂN PHỤNG 85 HVTH: LÝ VĂN TRUNG ... Chính lẽ người nghiên cứu thực đề tài:″ Nghiên cứu tính ổn định chuyển động loại xe tải kéo container, điều kiện an t? ?an sử dụng? ??’ Do thời gian thực đề tài có hạn nên người nghiên cứu thực phần... nhiệm vụ: - Nghiên cứu sở lý thuyết đặc tính lý bánh xe chủ động - Nghiên cứu động lực học ổn định xe quay vòng, tốc độ quay vòng xe - Nghiên cứu động lực học ổn định phanh, thời gian phanh quãng... nâng cao tính chất động lực học phanh ơtơ, việc tìm cách phân bố sử dụng hợp lý lực phanh cầu bánh xe cầu điều cần phải quan tâm Một vấn đề quan trọng phanh ổn định phanh xe nhiều cầu xe chưa