Nghiên cứu phương pháp tính toán xác định quãng đường phanh ô tô có trang bị hệ thống phanh dẫn động khí nén

Nghiên cứu phương pháp tính toán xác định quãng đường phanh ô tô có trang bị hệ thống phanh dẫn động khí nén Nghiên cứu phương pháp tính toán xác định quãng đường phanh ô tô có trang bị hệ thống phanh dẫn động khí nén luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

l Bộ Giáo dục Đào tạo Trường Đại học Bách khoa Hà Nội ***** PHẠM VĂN TRUNG Nghiên cứu phương pháp tính tốn xác định qng đường phanh tơ có trang bị hệ thống phanh dẫn động khí nén Luận văn thạc sĩ kỹ thuật kỹ thuật khí động lực Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan Hà nội – Năm 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đề tài nghiên cứu riêng hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan Đề tài thực Bộ mơn Ơ tơ Xe chun dụng, Viện Cơ khí động lực Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Các số liệu, kết trình bày luận văn hồn tồn trung thực chưa công bố cơng trình Hà Nội, ngày 02 tháng 01 năm 2013 Tác giả Phạm Văn Trung LỜI CẢM ƠN Với tư cách tác giả luận văn này, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan, Thầy hướng dẫn tận tình chu đáo mặt chuyên mơn để tơi hồn thành luận văn Đồng thời xin chân thành cảm ơn thầy, cô bạn đồng nghiệp giúp đỡ tạo, điều kiện sở vật chất suốt thời gian học tập làm luận văn Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình bạn bè, người động viên chia sẻ với nhiều suốt thời gian tham gia học tập làm luận văn Tác giả Phạm Văn Trung MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .1 LỜI CẢM ƠN .2 LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu hệ thống phanh dẫn động khí nén 1.2 Các tiêu đánh giá hiệu phanh .20 1.3 Vấn đề nghiên cứu 27 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỘNG LỰC HỌC DẪN ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN 30 2.1 Phương pháp mô tập trung 30 2.2 Phương trình lưu lượng qua tiết lưu 32 2.3 Phương trình lưu lượng vào dung tích .36 2.4 Phương trình lưu lượng điểm nút 38 CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH PHANH CỦA HỆ THỐNG PHANH DẪN ĐỘNG KHÍ NÉN 40 3.1 Sơ đồ hệ thống dẫn động phanh xe tham khảo (kamaz5320) 40 3.2 Thiết lập hệ phương trình vi phân mơ tả q trình phanh hệ thống phanh dẫn động khí nén 42 3.3 Mô dẫn động điều khiển hệ thống phanh khí nén .45 3.4 Các thông số xe tham khảo (Kamaz5320) .49 3.5 Kết Quả mơ q trình đạp phanh .50 3.6 Tính tốn qng đường phanh 54 3.7 Các giải pháp giảm thiểu quãng đường phanh hệ thống phanh dẫn động khí nén 59 KẾT LUẬN .70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tiêu chuẩn kiểm tra hiệu phanh công tác định kỳ đường Việt Nam 27 Bảng 3.1 Các thông số xe tham khảo .51 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ khối hệ thống phanh khí nén .10 Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh khí nén điển hình 11 Hình 1.3 Cấu tạo máy nén khí xe ZIL-130 13 Hình 1.4 Bộ điều chỉnh áp suất .14 Hình 1.5 Cấu tạo tổng van phanh tầng ôtô ZIL-130 .15 Hình 1.6 Van an tồn 16 Hình 1.7 Bầu phanh đòn điều chỉnh cấu phanh .17 Hình 1.8 Cơ cấu phanh bánh trước 19 Hình 1.9 Cơ cấu phanh bánh sau 20 Hình 1.10 Đồ thị thay đổi quãng đường phanh theo vận tốc bắt đầu phanh v1 theo hệ số bám  25 Hỡnh 2.1 Sơ đồ hệ thống dẫn động phanh khớ nộn 31 Hình 2.2 Sơ đồ mơ dẫn động phanh 32 Hình 2.3 Tiết lưu ký hiệu sơ đồ mô .32 Hình 2.4 Sơ đồ mơ lưu lượng vào dung tích 36 Hình 2.5 Sơ đồ mơ lưu lượng vào dung tích thay đổi 37 Hình 2.6 Sơ đồ mô lưu lượng điểm nút 39 Hình 3.1 Sơ đồ dẫn động phanh Kamaz 5320 40 Hình 3.2 Sơ đồ mơ dẫn động phanh ơtơ Kamaz 5320 42 Hình 3.3 Sơ đồ mô lưu lượng biến đổi áp suất 47 Hình 3.4 Modul mô lưu lượng biến đổi .48 áp suất khí nén qua đường ống 48 Hình 3.5 Sơ đồ mơ lưu lượng biến đổi 48 áp suất khí nén qua van .48 Hình 3.6 Modul mơ lưu lượng biến đổi .49 áp suất khí nén qua van .49 Hình 3.7 Sơ đồ mơ lưu lượng biến đổi áp suất khí nén vào bầu phanh 49 Hình 3.8 Modul sơ đồ mơ lưu lượng biến đổi áp suất khí nén vào bầu phanh 49 Hình 3.9 Sơ đồ mơ q trình nạp khí vào bầu phanh cầu trước 52 Hình 3.10 Quá trình nạp khí vào bầu phanh cầu trước 52 Hình 3.11 Sơ đồ mơ q trình nạp khí vào bầu phanh cầu sau 53 Hình 3.12 Q trình nạp khí vào bầu phanh cầu sau 53 Hình 3.13 Sơ đồ tính tốn bầu phanh .55 Hình 3.13 Quãng đường phanh phanh tốc độ 8,3 m/s 56 Hình 3.14 Quãng đường phanh phanh tốc độ 9,7m/s .57 Hình 3.15 Quãng đường phanh phanh tốc độ 11 m/s .58 Hình 3.16 Quá trình nạp khí vào bầu phanh cầu trước 60 Hình 3.17 Q trình nạp khí vào bầu phanh cầu sau 61 Hình 3.18 Quãng đường phanh chọn lai tiết diện cho đoạn ốngvới vân tốc bắt đầu phanh 8,3/s 61 Hình 3.19 Quãng đường phanh chọn lai tiết diện cho đoạn ống với vân tốc bắt đầu phanh 9,7m/s .62 Hình 3.20 Quãng đường phanh chọn lai tiết diện cho đoạn ống với vân tốc bắt đầu phanh 11m/s 63 Hình 3.21 Sơ đồ cấu tạo van 63 tăng tốc 63 Hình 3.22.Sơ đồ mơ dẫn động cầu sau lắp thêm van tăng tốc .64 Hình 3.23 Sơ đồ mơ q trình nạp khí vào bầu phanh cầu sau lắp thêm van gia tốc 66 Hình 3.24 Q trình nạp khí vào bầu phanh cầu sau lắp thêm van tăng tốc 67 Hình 3.25 Quãng đường phanh lắp thêm van tăng tốc với vận tốc bắt đầu phanh 8,3m/s 67 Hình 3.26 Quãng đường phanh lắp thêm van tăng tốc với vận tốc bắt đầu phanh 9,7 m/s 68 Hình 3.27 Quãng đường phanh lắp thêm van tăng tốc với vận tốc bắt đầu phanh 11 m/s 68 LỜI NÓI ĐẦU Xã hội người ngày phát triển, nhu cầu giao thông vận tải tăng, hàng năm giới sản xuất 48 triệu ô tơ có khoảng 600 triệu tơ hoạt động Điều cho thấy mật độ xe đường ngày cao Cùng với tiến không ngừng khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp chế tạo ô tô giới ngày hoàn thiện nâng cao, đáp ứng mục tiêu chủ yếu khả chuyên chở, tốc độ, độ bền, an toàn kinh tế Số lượng xe nhiều, tốc độ xe lớn vấn đề an tồn vận tải tơ cần đặc biệt quan tâm Qua số liệu thống kê số nước phát triển người ta thấy số vụ tai nạn giao thơng hàng năm lớn: Mỹ có 574.000 người chết 3,6 triệu người bị thương Nhật có 14.000 người chết 828.000 người bị thương Khi phân tích ngun nhân gây tai nạn giao thơng chuyên gia đến kết luận: + 60 - 70% yếu tố người + 10 - 15% tình trạng kỹ thuật xe + 20 - 25% tình trạng đường sá Trong số 10 - 15% tình trạng kỹ thuật xe, tỉ lệ tai nạn cụm gây theo thống kê là: + Hệ thống phanh : 52,2  74,4% + Hệ thống lái : 4,9  19,2% + Hệ thống chiếu sáng tín hiệu : 2,3  8.7% + Bánh xe : 2.5  10% + Hệ thống khác : 2,0  18,2% Từ số liệu trên, nhận rõ vị trí, tầm quan trọng hệ thống phanh tơ việc nâng cao tính kinh tế an toàn chuyển động Cụ thể: vụ tai nạn giao thơng tình trạng kỹ thuật xe gây nên phần lớn hệ thống phanh (74,4%) 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 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 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 Xuất phát từ thực tế trên, đề tài: “Nghiờn cứu phương phỏp tớnh toỏn xỏc định qng đường phanh tơ có trang bị hệ thống phanh dẫn động khí nén ” góp phần đáng kể trình nghiên cứu, cải thiện dẫn động điều khiển hệ thống phanh khí nén, đặc biệt hệ xe cũ Tôi xin chân thành cám ơn thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan tập thể thầy giáo Viện khí động lực – trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tận tình giúp đỡ trình thực luận văn Học viên Phạm Văn Trung CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Để bảo đảm cho ơtơ chuyển động an tồn tốc độ cao, cho phép lái xe điều chỉnh tốc độ chuyển động dừng xe tình nguy hiểm nhằm nâng cao suất vận chuyển ơtơ trang bị hệ thống phanh Hầu hết ôtô thường bố trí hệ thống phanh với cấu phanh guốc dẫn động phanh thuỷ lực, khí nén phối hợp thuỷ lực khí nén Trên ơtơ vận tải loại trung bình lớn, xe buýt nội thị xe chở khách từ 24 chỗ ngồi trở lên thường sử dụng hệ thống phanh dẫn động khí nén dẫn động phanh khí nén để dẫn động cấu phanh người ta sử dụng lượng khí nén, lái xe cần sinh lực để điều khiển van phân phối khí nén Điều cho phép giảm nhẹ sức lao động lái xe tạo lực phanh lớn mà không cần lực tác động lên bàn đạp phanh lớn 1.1 Giới thiệu hệ thống phanh dẫn động khí nén 1.1.1 Cấu tạo chung hệ thống phanh dẫn động khí nén Hệ thống phanh tập hợp cấu liên kết với để thực trình phanh xe Hiện nay, ôtô đại tồn bốn hệ thống phanh khác chức năng, có kết cấu phức tạp thường dùng chung phần tử nguồn lượng, van phanh, cấu phanh Bốn hệ thống phanh là: + Hệ thống phanh cơng tác (cịn gọi hệ thống phanh chính) dùng để điều chỉnh tốc độ chuyển động ôtô điều kiện chuyển động + Hệ thống phanh dừng dùng để giữ cố định xe đường dừng xe thời gian tuỳ ý + Hệ thống phanh dự trữ dùng để dừng xe trường hợp hư hỏng hệ thống phanh công tác + Hệ thống phanh phụ dùng để giữ tốc độ chuyển động ôtô không đổi thời gian dài để điều chỉnh tốc độ ôtô giới hạn khác không Trên ơtơ thường đóng vai trị hệ thống phanh phụ động ... khối hệ thống phanh khí nén: Phản hồi Dẫn động Người lái phanh Cơ cấu phanh Máy nén khí Hình 1.1 Sơ đồ khối hệ thống phanh khí nén Hệ thống phanh khí nén gồm có nguồn lượng khí nén, dẫn động phanh. .. lao động lái xe tạo lực phanh lớn mà không cần lực tác động lên bàn đạp phanh lớn 1.1 Giới thiệu hệ thống phanh dẫn động khí nén 1.1.1 Cấu tạo chung hệ thống phanh dẫn động khí nén Hệ thống phanh. .. trình làm việc dẫn động phanh khí nén Xuất phát từ thực tế trên, đề tài: “Nghiờn cứu phương phỏp tớnh toỏn xỏc định qng đường phanh tơ có trang bị hệ thống phanh dẫn động khí nén ” góp phần đáng