Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ... 59 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 -6 -4 -2 0 2 4 6
Do thi quang duong phanh
Sx (m) S y ( m ) 0 0.5 1 1.5 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
Do thi goc quay than xe
Thoi gian phanh (s)
Toạ ựộ trọng tâm: Xc=7.189 (m) Yc=0.000 (m) độ lệch trọng tâm: b=0.000 (m) Bề rộng hành lang quét: B=1.480 (m)
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ... 60
Thời gian phanh: tp=1.466 (s) Quãng ựường phanh: S=8.459 (m) Thời ựiểm vận tốc quay max là: tm=1.466 (s) Gia tốc lớn nhất là: j = -6.752 (m/s2)
Nhận xét: Dựa kết quả nghiên cứu lý thuyết trên ta cĩ thể ựưa ra một số kết kết luận sau.
Với cùng vận tốc khi ựi trên hai loại ựường khác nhau cĩ hệ số bám khác nhau.
Khi xe ựi thẳng trên ựường khơ cĩ hệ số bám khác nhau, sự gia tăng quãng ựường phanh và thời gian phanh cũng như sự giảm của gia tốc phanh phụ thuộc vào sự suy giảm của tổng lực phanh.
Các trạng thái gây nên lệch ngang quỹ ựạo khi phanh gấp trong chuyển ựộng thẳng xảy ra khi hệ số bám mặt với bánh xe giống nhau ựối theo trục dọc của xe.
Quãng ựường phanh tăng lên khi tốc ựộ xe tăng sự nguy hiểm nhất xảy ra khi hệ số bám bánh xe ở cùng một bên so với trục ựối xứng dọc thân xe, quỹ ựạo lệch rất lớn như trong PAKS-2.1
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ... 61
CHƯƠNG 4. NGHIÊN CỨU THỰC NGHỆM 4.1. Mục ựắch và phương pháp thắ nghiệm
4.1.1. Mục ựắch thắ nghiệm
Quá trình phanh xẩy ra rất phức tạp, cĩ nhiều yếu tố ảnh hưởng ựến chất lượng (hiệu lực) phanh. Do ựĩ các chỉ tiêu ựánh giá quá trình phanh chỉ cĩ thể xác ựịnh chắnh xác bằng phương pháp thực nghiệm khi tiến hành khảo nghiệm phanh trên ựường hoặc trong phịng thắ nghiệm. Thơng qua khảo nghiệm phanh ta cĩ thể nghiên cứu sự ảnh hưởng của từng yếu tố riêng rẽ hoặc nhiều yếu tố tác ựộng cùng một lúc lên quá trình phanh. Trên cơ sở ựĩ cĩ thể tìm ra các phương án thiết kế hoặc cải tiến hệ thống phanh ựược tốt hơn, hồn thiện hơn và tìm ra các chế ựộ sử dụng phanh cho thắch hợp. đồng thời cũng thơng qua kết quả nghiên cứu thực nghiệm ta ựem so sánh, kiểm chứng và kết hợp với kết quả nghiên cứu lý thuyết ựể rút ra những kết luận chắnh xác nhất. Ngồi ra, trong qúa trình nghiên cứu lý thuyết chúng ta khơng thể xét hết các yếu tố tác ựộng của ngoại cảnh.
4.1.2. Phương pháp thắ nghiệm.
4.1.2.1. Phương tiện và thiết bị thắ nghiệm.
Với mục ựắch thắ nghiệm nêu trên, tác giả ựã sử dụng các phương tiện và thiết bị sau:
- Phần mềm DASYLab.
DASYLab là phần mềm thu thập xử lý số liệu rất ựa năng, sử dụng dễ dàng và thuận tiện. Các phép tắnh, thuật tốn ựược tắch hợp trên các mơ ựun chỉ việc lấy ra từ thư viện và kết nối chúng lại với nhau thành một chuỗi các mơ ựun gọi là Worksheet ựể thực hiện cơng việc mà người sử dụng yêu cầu. Trước khi dữ liệu ựược ựưa vào máy tắnh sử dụng phần mềm DASYLab ựể xử lý cần qua một thiết bị chuyển ựổi Analog - Digital thường gọi thiết bị này là Card A/D .
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ... 62
Thơng qua Card chuyển ựổi A/D, tất cả các tắn hiệu ra của các thiết bị ựo ựều ựược ựưa vào máy tắnh cĩ cài ựặt phần mềm thu thập và xử lý số liệu DASYLab 7.0. đây là một phần mềm mạnh và tiên tiến với rất nhiều module chức năng sẵn cĩ, cho phép thu thập và xử lý sơ bộ cũng như hiển thị các kết quả thắ nghiệm ựo lường.
Hình 4.1. Worksheet ựo lường trong thắ nghiệm
1-module A/D; 2-module lọc nhiễu; 3-module tỉ lệ; 4- module ựếm tần số; 5- module tắnh tốn; 6-module thống kê; 7-module hiển thị số; 8-module hiển thị
ựồ thị; 10-module ghi file số liệu TN
R e ad 00
D iffe re nti00
Filter 0 0 Sc a lin g00
R e c o r der 00 R e c o rd er0 1
Sta tis tic s0 0 X/Y C h art00
For mu la00
Hình 4.2.Worksheet xử lý kết quả thắ nghiệm
1 2 3 4 5 6 7 8 9
PMD-1608: AI Filter00 Scaling00 Formula00 Dig. Meter00 Recorder00
Puls-Analy00 Statistics00
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ... 63
Hình 4.3. Sơ ựồ hệ thống thơng tin ựo lường khi thắ nghiêm ơ tơ
- Thiết bị ựo tốc ựộ quay các bánh xe
để ựo tốc ựộ quay của hai bánh chủ ựộng chúng tơi sử dụng Sensor dạng quang học E3F3 của hãng Omron.
Hình 4.4. Sensor quang học E3F3
Thiết bị ựo E3F3 cĩ sẵn bộ khuyếch ựại, chống nhiễu tốt. Khoảng cách phát hiện 30cm, với bộ ựiều chỉnh ựộ nhạy loại khuyếch tán. Làm việc theo ngõ ra NPN hoặc PNP, phản xạ khuyếch tán hoạt ựộng Light-on.
Nguyên lý hoạt ựộng như sau: ựây là sensor phản xạ với tia hồng ngoại xung. Cĩ một ựèn ựi ốt phát hồng ngoại, khi ựến gần vật thể, tia hồng ngoại ựược phản xạ lại và ựược ựĩng qua một Transtor. để tách nhiễu từ các ánh
Kạt quờ thÝ nghiỷm Mịy tÝnh ấ tề TN Phẵn mỊm thu thẺp vộ xỏ lý Dasylab ậiỊu kiỷn chuyĨn ệéng
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ... 64
sáng lạ, tia hồng ngoại ựược tạo xung. điện tử ựĩn chỉ phản ứng với các tia cùng tần số.
- Thiết bị ựo vận tốc
Sensor vận tốc DatronV1 do CHLB đức chế tạo ựược thiết kế ở dạng sensor vận tốc loại quang học, cĩ khả năng ựo ựược các thành phần vận tốc dịch chuyển theo hai phương vuơng gĩc. Sensor vận tốc V1 ựược kết nối với máy tắnh thơng qua bộ chuyển ựổi và phần mềm Davit-Bus. Sai số của thiết bị khơng quá ổ 0,5%.
* đặc tắnh: Sensor DatronV1 là sensor ựo vận tốc loại quang học, cĩ trọng lượng nhẹ, kết cấu chắc chắn.
* Nguyên lý làm việc:
Sensor DatronV1áp dụng nguyên lý về sự tương quan quang học. Khi cĩ nguồn ựiện cung cấp cho Sensor DatronV1 thì ựèn phát sẽ phát sáng và chiếu xuống mặt ựất, ánh sáng phản xạ từ mặt ựất chiếu lên ựèn thu phắa sau. Khi ựĩ hình ảnh của mặt ựường ựược chiếu xuyên qua thấu kắnh lên trên lưới của mảng ựiốt ựược sắp xếp theo những khoảng bằng nhau. Cho nên các dịng ựiện quang của các mảng ựiơt cĩ tần số xác ựịnh tỷ lệ với vận tốc tương ựối của mảng ựiơt so với mặt ựường. Khi ựĩ tắn hiệu ựược ựưa vào xử lý, khoảng cách dịch chuyển ựược tắnh tốn theo phương và ựộ lớn.
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ... 65
Hình 4.5 Sơ ựồ nguyên lý hoạt ựộng của Sensor −−−− V1
để xác ựịnh vận tốc theo hai phương người ta thiết kế 2 mảng diơt ựể ghi lại khoảng cách dịch chuyển theo 2 phương ựĩ. Tắn hiệu ựầu ra, ựược phát ra bởi mỗi tắn hiệu chuyển vị thành phần, các chuyển vị thành phần tương ựương với mỗi xung số của tắn hiệu ựầu ra. Việc bù các tắn hiệu trong bộ xử lý ựược xác ựịnh theo chuyển ựộng dọc và ngang.
Hình4.6: Sơ ựồ biểu diễn các chuyển vị thành phần
a | V Hệ thống xử lý Khuếch ựại/Bộ lọc Mảng 2 Mảng 1 Mặt ựường Tắn hiệu ra Mặt hội tụ Gương phản chiếu Thấu kắnh ựường Vq VL
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ... 66
Trong ựĩ x là phương dọc, y là phương ngang và 1, 2 tương ứng là chuyển vị thành phần.
Trên hình 4.7 là sơ ựồ kết nối của sensor DatronV1.
a.Gá lắp senso V1 b.đường thắ nghiệm phanh
Hình 4.7: Sơ ựồ kết nối các thiết bị ựo.
1- Bộ chuyển ựổi AD, 2- Cáp truyền tắn hiệu, 3- Máy vi tắnh, 4- Bộ xử lý tắn hiệu từ Sensor V1, 5- Sensor V1, 6- Nguồn cấp cho ựèn sáng, 7- Cáp
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ... 67
c. Gá lắp senso vận tốc bánh sau
d. Vắ trắ lắp bộ chấp hành thuỷ lực
e. Thiết bị thu thập sử lý thơng tin
Hình 4.8 a,b,c,d,e giá lắp thiết bị thắ nghiệm
4.2. Các phương án và kết quả thắ nghiệm. 4.2.1 Các phương án thắ nghiệm 4.2.1 Các phương án thắ nghiệm
Trong thực tế sử dụng ơtơ tham gia giao thơng với những ựiều kiện rất ựa dạng phức tạp, vận tốc cũng như tải trọng thay ựổi rất nhiều, do ựĩ ta khơng thể tiến hành khảo sát ở mọi ựiệu kiện. Ta chỉ ựưa ra một số phương án thắ nghiệm ở các trạng thái thường gặp và cơ bản nhất.
điều kiện thắ nghiệm.
- Xe ơtơ UAZ-31512 cĩ trạng thái kỹ thuật tốt ựúng theo thiết kế chế tạo - Mặt ựường bê tơng nhựa khơ, ựường cát cĩ sỏi nhỏ bằng phẳng
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ... 68
- Các chi tiết hệ thống truyền lực, hệ thống phanh hoạt ựộng bình thường
Bảng 4.2. Các phương án thắ nghiệm:
4.2.2. Kết quả thắ nghiệm.
Với sơ ựồ các mơ ựun thu thập dữ liệu thắ nghiệm hình 4.7 ta cĩ kết
Phương án thắ nghiệm 1(PATN 1)
điều kiện thắ nghiệm: - Vo = 35 Km/h
- Phanh xe ơtơ cĩ ABS
Kết quả thu ựược :
đồ thị ựộ trượt và quãng ựường phanh thu ựược như sau:
Hình 4.9 a
Hình 4.9 b
Bánh xe khơng b
Phương án thắ nghiệm Vận tốc bắt ựầu phanh
Vo(Km/h)
Trạng thái cĩ(+) Và khơng cĩ (-) ABS
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ... 69
Nhận xét:
Trên ựồ thi (4.9b) thể hiện quãng ựường Trên ựồ thi khảo sát với vân tốc v = 35 km/h ta thấy, tại thời ựiểm bắt ựầu ựạp phanh hình(4.9a) với t=79s lúc này do lực phanh chưa ựạt giá trị cực ựai, vận tốc của xe cĩ giảm nhưng khơng ựáng kể, sau ựĩ khi t =79,5 lúc này lực phanh gần ựạt ựến giá trị hiệu chỉnh ABS lúc này gia tốc phanh giảm nhanh chĩng và vận tốc xe cũng tương ứng giảm nhanh
Quãng ựường phanh ựạt Sx = 17m, Sy =0,32m
phanh(Sx) và ựộ lệch của xe khi phanh (Sy) trị số này phụ thuộc vào nhiều yếu tố, mặt ựường,ựộ mịn lốp, hệ thống phanh...
Phương án thắ nghiệm 2 (PATN 2) điều kiện thắ nghiệm:
- Vo = 40km/h
- Phanh xe ơtơ khơng cĩ ABS
Kết quả thu ựược:
Các ựồ thị ựộ trượt và quãng ựường phanh thu ựược như sau:
Hình 4.10a. đồ thị ựộ trượt và quãng ựường phanh Sp(PATN 2)
Hình 4.10b. đồ thị ựộ trượt và quãng ựường phanh Sp(PATN 2)
Nhận xét: Trên ựồ thi khảo sát với vân tốc v = 40 km/h ta thấy, tại thời ựiểm bắt ựầu ựạp phanh hình(4.10a) khi t=54s lúc này do lực phanh chưa ựạt giá trị cực ựai, vận tốc của xe cĩ giảm nhưng khơng ựáng kể, sau ựĩ khi t =54,5 lúc này lực phanh gần ựạt ựến lực bám lúc này gia tốc phanh giảm
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ... 70
nhanh chĩng và vận tốc xe cũng giảm quãng ựường phanh ựạt : Sx = 25m, Sy =0,4m
Trên ựồ thi (4.10b) thể hiện quãng ựường phanh (Sx) và ựộ lệch của xe khi phanh(Sy) trị số này phụ thuộc vào nhiều yếu tố, mặt ựường,ựộ mịn lốp, hệ thống phanh...
Phương án thắ nghiệm 3(PATN 3 ) điều kiện thắ nghiệm:
- Vo = 27 trên ựường sân vận ựộng cĩ cát sỏi. - Phanh xe ơtơ cĩ ABS
Kết quả thu ựược:
đồ thị ựộ trượt và quãng ựường phanh thu ựược như sau:
c
Hình 4.11a. đồ thị ựộ trượt và quãng ựường phanh Sp(PATN 3)
H Hình 4.11.b đồ thị ựộ trượt(DT) và quãng ựường phanh Sp(PATN 3)
Nhận xét: Trên ựồ thi khảo sát với vân tốc v = 27 km/h ta thấy, tại thời ựiểm bắt ựầu ựạp phanh hình (4.11a) tại thời ựiểm t=55,3s lúc này do lực phanh chưa ựạt giá trị cực ựai, vận tốc của xe cĩ giảm nhưng khơng ựáng kể, sau ựĩ khi t =55,7 lúc này lực phanh gần ựạt ựến giá trị hiệu chỉnh ABS lúc này gia tốc phanh giảm nhanh chĩng và vận tốc xe cũng tương ứng giảm nhanh.
Sx = 13m, Sy =0,45m
Cĩ ABS, bánh xe khơng bị
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ... 71
Trên ựồ thi (4.11b) thể hiện quãng ựường phanh(Sx) và ựộ lệch của xe khi phanh (Sy) do ựiều kiện thắ nghiêm mặt ựường cát sỏi hệ số bám nhỏ lên ựộ lệch thân xe tăng.
Phương án thắ nghiệm 4 (PATN 4 ) điều kiện thắ nghiệm:
- Vận tốc khi phanh Vo = 35 km/h - Phanh xe ơtơ khơng cĩ ABS
Kết quả thu ựược:
đồ thị ựộ trượt và quãng ựường phanh thu ựược như sau:
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ... 72
Hình 4.12b. đồ thị ựộ trượt và quãng ựường phanh Sp(PATN 4)
Nhận xét: Trên ựồ thi khảo sát với vân tốc v = 35 km/h ta thấy, tại thời ựiểm bắt ựầu ựạp phanh hình (4.12a) tại thời ựiểm t= 48s lúc này do lực phanh chưa ựạt giá trị cực ựai, vận tốc của xe cĩ giảm nhưng khơng ựáng kể, sau ựĩ khi t =48,5 lúc này lực phanh ựạt ựến lực giá trị lực bám gia tốc phanh giảm nhanh và vận tốc xe giảm chậm lên quãng ựường phanh
Sx = 19,5m, Sy =0,55m
Trên ựồ thi (4.12b) thể hiện quãng ựường phanh(Sx) và ựộ lệch của xe khi phanh (Sy) trị số này phụ thuộc vào nhiêu yếu tố,trong trường hợp này yếu tố ựộ bám mặt ựường,ựộ mịn lốp, hệ thống phanh ảnh hưởng là lớn nhất ựến tắnh ổn ựịnh của xe khi phanh gấp.
* đánh giá kết quả phanh cĩ và khơng cĩ ABS.
Ta lấy hai phương án thắ nghiệm PATN 1 và PATN 4 cùng vận tốc bắt ựầu phanh:
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ... 73
- Phanh xe ơtơ cĩ ABS
Kết quả qủa thu ựược:
- Quãng ựường phanh: Sp = 17m
- Toạ ựộ trọng tâm dịch chuyển : b = 0.32 m Phương án thắ nghiệm 4 (PATN 4 ): Vo = 35km/h
- Phanh xe ơtơ khơng cĩ ABS
Kết quả qủa thu ựược:
- Quãng ựường phanh: Sp = 19,5m
- Toạ ựộ trọng tâm dịch chuyển : Sy = 0,55m Vậy ta cĩ: ∆S = 19,5- 17 = 2,5(m)
Toạ ựộ trọng tâm dịch chuyển: ∆y= 0,55- 0,32 = 0,23(m)
* đánh giá kết quả thực nghiệm và kết quả mơ hình lý thuyêt:
để ựánh giá, ta chọn phương án khảo sát PAKS 1.2 và phương án thắ nghiệm PATN 1 cĩ cùng ựiều kiện:
-Vo = 35km/h - Phanh cĩ ABS.
Kết quả lý thuyết
- Quãng ựường phanh nhỏ nhất Smin = 14,175m - Toạ ựộ trọng tâm Sy = 0.214( m)
Kết quả thực nghiệm
- Quãng ựường phanh: Sp = 17m - Toạ ựộ trọng tâm: Sy = 0,32(m)
- Sự sai khác quãng ựường phanh ∆Sx = 17- 14,175 = 2,825 m - Sự sai khác tạo toạ ựộ trọng tâm ∆Sy = 0,32 Ờ 0,214 = 0,116(m)
So sánh ựồ thị vân tốc của bánh xe:
điều kiện khảo sát so sánh:
-Vận tốc bắt ựầu phanh Vo= 35km/h - Phanh cĩ ABS
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ... 74 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 -6 -4 -2 0 2 4 6
Do thi quang duong phanh
Sx (m) S y ( m ) Kết quả thực nghiệm: Hình 4.13 Kết quả lý thuyết: Hình 4.14a Hình 4.14b Qua kết hai ựồ thị vận tốc gĩc từ mơ hình lý thuyết và thực nghiệm cho thấy quy luật biến ựổi vận tốc của xe cơ bản giống nhau, giai ựoạn ựầu quá trình phanh vân tốc xe trong mơ hình lý thuyết giảm nhanh hơn ựường thực nghiệm, vì trong quá trình tăng mơ men phanh ở mơ hình lý thuyết nhanh hơn thực nghiệm.