năng thủy lực
Trong quỏ trỡnh vận hành xe, hoạt động của hệ thống phanh trờn đường là đa dạng, cú trường hợp cần phanh giảm tốc và cú trường hợp cần phanh khẩn cấp; Trong phương ỏn xõy dựng hệ thống phanh thu năng thủy lực, ta vẫn giữ nguyờn hoạt động của hệ thống phanh nguyờn bản của xe (hệ thống phanh cơ khớ), khi đú cú trường hợp phanh khẩn cấp hệ thống phanh thu năng và hệ thống phanh cơ khớ sẽ cựng hoạt động và trường hợp phanh chỉ sử dụng hệ thống phanh thu năng thủy lực.
Cơ sở ỏp dụng chế độ phanh khẩn cấp là tiờu chuẩn kiểm tra phanh định kỳ trờn đường ở Việt Nam hiện nay [59] với thụng số ỏp dụng cho đối tượng nghiờn cứu như sau:
- Xe chạy ở khối lượng khụng tải, m =1700 kg; - Tốc độ bắt đầu phanh vo =30km/h;
- Quóng đường yờu cầu phanh Sp ≤ 9,5 (m); - Gia tốc yờu cầu avmax ≥ 5,0 (m/s2);
Thụng số chương trỡnh nhập số liệu đầu vào
Thụng số chương trỡnh nhập số liệu đầu vào được viết trờn mụi trường Matlab, nội dung chi tiết được trỡnh bày ở mục 3.1 phần phụ lục 3.
Kết quả
Một số kết quả tớnh toỏn 2 trường hợp được thể hiện bằng cỏc biểu đồ: Thụng số vận tốc xe (hỡnh 3.2), gia tốc (hỡnh 3.3), quóng đường phanh (hỡnh 3.4), vận tốc gúc bơm thủy lực (hỡnh 3.5), ỏp suất bỡnh tớch năng (hỡnh 3.6), năng lượng thu được (hỡnh 3.7).
Hỡnh 3. 2 Biểu đồ vận tốc xe trong quỏ trỡnh phanh trường hợp bằng hệ thống thu năng và
58
Hỡnh 3. 3 Biểu đồ gia tốc xe trong quỏ trỡnh phanh trường hợp bằng hệ thống thu năng và trường
hợp phanh khẩn cấp
Hỡnh 3. 4 Biểu đồ quóng đường phanh xe trong quỏ trỡnh phanh trường hợp bằng hệ thống thu năng
và trường hợp phanh khẩn cấp
Hỡnh 3. 5 Biểu đồ vận tốc bơm thủy lực trong quỏ trỡnh phanh trường hợp bằng hệ thống thu năng
59
Hỡnh 3. 6 Biểu đồ ỏp suất bỡnh ỏp năng trong quỏ trỡnh phanh trường hợp bằng hệ thống thu năng
và trường hợp phanh khẩn cấp
Hỡnh 3. 7 Biểu đồ năng lượng tớch trữ bỡnh ỏp năng trong quỏ trỡnh phanh trường hợp bằng hệ
thống thu năng và trường hợp phanh khẩn cấp
Bảng 3. 1 Bảng tổng hợp kết quả trường hợp phanh xe khẩn cấp và phanh bằng 100% hệ thống thu
năng
STT Tờn gọi
Kết quả số liệu 2 trường hợp phanh
(vo=30km/h, pgo =85bar)
Trường hợp phanh khẩn
cấp
Phanh hoàn toàn bằng hệ thống thu năng thủy
lực 1 Vận tốc phanh ban đầu khảo sỏt vo (km/h) 30 30 2 Tay số trong quỏ trỡnh phanh Tay số 3 Tay số 3 3 Áp suất làm việc ban đầu bỡnh ỏp
60
4 Áp suất bỡnh tớch năng lớn nhất pgmax (bar) 87.04 97.71 5 Vận tốc bơm lớn nhất npmax (v/ph) 1,745.51 1,745.51 6 Mụ men bơm bắt đầu Mpmin (Nm) 22.20 22.20 7 Mụ men bơm lớn nhất Mpmax (Nm) 22.46 25.13 8 Thời gian phanh tph 1.73 12.64 9 Quóng đường phanh Sph (m) 9.33 52.74 10 Gia tốc phanh lớn nhất (m/s2) 7.03 0.66 11 Năng lượng thu hồi Eamax (J) 3,079.42 18,429.44 12 Ev (năng lượng động năng của xe thu hồi
tại vận tốc phanh vo) (J) 67,631.22 67,631.22 13 Tỉ lệ thu năng đạt được a (Eamax/Ev) % 4.55 27.25 Từ hỡnh 3.2 đến hỡnh 3.7, trong điều kiện vận tốc phanh ban đầu của xe vo=30km/h, xe khụng tải m =1700kg, theo biểu thức (2.52) năng lượng động năng Ev =67.631 (J) ta thấy:
- Trong trường hợp cần phanh khẩn cấp, hệ thống phanh cơ khớ và hệ thống phanh thu năng thủy lực cựng hoạt động, thụng số quóng đường phanh và gia tốc phanh đỏp ứng được điều kiện an toàn cho xe (quóng đường phanh Sph =9,33 < 9,5m và gia tốc phanh j =7,03 > 5,0 m/s2), trong trường hợp này hệ thống thu năng thủy lực cựng hoạt động và đó thu được Ea
=3.079(J) đạt tỉ lệ nhất định (đạt 4.55%);
- Trong trường hợp nếu xe hoạt động được trong điều kiện đảm bảo, ta chỉ phanh hóm xe bằng hệ thống phanh thu năng thủy lực khi đú năng lượng thu được tăng lờn đến Ea = 18429 (J) tỉ lệ thu năng sẽ tăng cao đạt đến mức 27,25%.
3.1.2.2 Khảo sỏt ảnh hưởng của mức ỏp suất làm việc ban đầu bỡnh tớch ỏp năng p go khỏc nhau.
Áp suất làm việc ban đầu của bỡnh ỏp năng thủy khớ trong quỏ trỡnh phanh thu năng lượng là một thụng số quan trọng của hệ thống phanh thu năng thủy lực, vỡ thế nghiờn cứu ảnh hưởng của thụng số này đến quỏ trỡnh phanh thu năng lượng trờn mụ hỡnh cần phải được xem xột.
Thụng số chương trỡnh nhập số liệu đầu vào
Thụng số chương trỡnh nhập số liệu đầu vào được viết trờn mụi trường Matlab, chi tiết được trỡnh bày ở mục 3.2 phần phụ lục 3.
Kết quả
Kết quả tớnh toỏn được thể hiện bằng cỏc biểu đồ: Thụng số vận tốc xe (hỡnh 3.8), gia tốc (hỡnh 3.9), quóng đường phanh (hỡnh 3.10), vận tốc gúc bơm thủy lực (hỡnh 3.11), mụ men bơm thủy lực (hỡnh 3.12), lưu lượng bơm thủy lực (hỡnh 3.13), thể tớch dầu thu được (hỡnh 3.14), ỏp suất bỡnh tớch năng (hỡnh 3.15), năng lượng thu được Ea (hỡnh 3.16), Mụ men trục
61
thứ cấp hộp số (hỡnh 3.17) trong quỏ trỡnh phanh xe từ vo =30km/h đến khi xe dừng, khối lượng xe m= 2400kg, ở trường hợp ỏp suất làm việc ban đầu của bỡnh ỏp năng khỏc nhau pgo=75;100;125;150bar.
Hỡnh 3. 8 Biểu đồ vận tốc xe trong quỏ trỡnh phanh trường hợp pgo khỏc nhau
Hỡnh 3. 9 Biểu đồ gia tốc xe trong quỏ trỡnh phanh trường hợp pgo khỏc nhau
62
Hỡnh 3. 11 Biểu đồ vận tốc bơm thủy lực trong quỏ trỡnh phanh trường hợp pgo khỏc nhau
Hỡnh 3. 12 Biểu đồ mụ men bơm thủy lực trong quỏ trỡnh phanh trường hợp pgo khỏc nhau
63
Hỡnh 3. 14 Biểu đồ thể tớch dầu thủy lực trong quỏ trỡnh phanh trường hợp p go khỏc nhau
Hỡnh 3. 15 Biểu đồ ỏp suất bỡnh ỏp năng trong quỏ trỡnh phanh trường hợp p go khỏc nhau
Hỡnh 3. 16 Biểu đồ năng lượng tớch trữ bỡnh ỏp năng trong quỏ trỡnh phanh trường hợp p go khỏc
64
Hỡnh 3. 17 Biểu đồ mụ men trục thứ cấp hộp số trong quỏ trỡnh phanh trường hợp pgo khỏc nhau
Bảng 3. 2 Bảng tổng hợp kết quả trong trường thay đổi ỏp suất bỡnh ỏp năng p go khỏc nhau
STT Tờn gọi Theo cỏc trường hợp ỏp suất làm việc pnhau go khỏc
1 Áp suất làm việc ban đầu bỡnh ỏp năng thủy khớ p
go (bar) 75.00 100 125 150
2 Tay số hoạt động Tay số 3 Tay số 3 Tay số 3 Tay số 3 3 Áp suất bỡnh tớch năng lớn nhất p(bar) gmax 89.02 119.00 148.74 178.25 4 Vf max(lit) 2.74 2.26 1.93 1.68 5 Lưu lượng bơm lớn nhất Qpmax (lit/ph) 19.55 19.55 19.55 19.55 6 Vận tốc bơm lớn nhất nbom (v/ph) 1746 1746 1746 1746 7 Mụ men bơm bắt đầu Mpmin (Nm) 19.63 26.06 32.49 38.92 8 Mụ men bơm lớn nhất Mpmax (Nm) 22.89 30.60 38.25 45.84 9 Mụ men trục thứ cấp hộp số M(Nm) tchsmax 38.75 51.80 64.74 77.59 10 Thời gian phanh tph 16.78 13.8 11.7 10.2 11 Quóng đường phanh Sph (m) 70.14 57.92 49.36 43.02 12 Gia tốc phanh trung bỡnh (m/s2) 0.50 0.60 0.71 0.82 13 Năng lượng thu hồi Eamax (J) 23949 26437 28159 29416 14 Ehồi tại vận tốc phanh vv (năng lượng động năng của xe thu
o) (J) 91937 91937 91937 91937 15 Tỉ lệ thu năng đạt được α (Eamax/Ev) % 26.05 28.76 30.63 32.00
Cỏc biểu đồ từ Hỡnh 3.8 đến Hỡnh 3.17 đó thể hiện quỏ trỡnh phanh thu năng thủy lực của xe mụ hỡnh từ vận tốc vo=30km/h đến khi xe dừng (vo=0 km/h) ở tay số 3, khối lượng xe m=2400kg, với cỏc trường hợp ỏp suất làm việc ban đầu pgo ở cỏc mức khỏc nhau 75; 100; 125; 150bar.
65
Với ỏp suất làm việc ban đầu của bỡnh ỏp năng, với ỏp suất càng tăng thỡ thời gian dừng xe tph giảm (tph = 16,78; 13,8; 11,7; 10,2 s), gia tốc phanh trung bỡnh avtb càng tăng tăng lờn (avtb = 0,5; 0,6; 0,71; 0,82 m/s2), quóng đường phanh Sph giảm (70,1; 57,9; 49,3; 43m), tỉ lệ
năng lượng thu được α càng tăng lờn ( .