CHƯƠNG I. Đặc điểm PHANH KHí NéN TRÊN Ô TÔ
CHƯƠNG 3. Xây dựng Mô hình tính toán dẫn động PHANH KHí NéN HAI DòNG
3.5. Mô phỏng quá trình nạp khí xe Cửu Long
Qúa trình biến đổi áp suất và lưu lượng dòng khí qua các phần tử chính của hệ thống gồm: máy nén khí, bộ điều chỉnh áp suất, bình ngưng, van ba ngả bình chứa khí, van phanh, bầu phanh và các đường ống nối các phần tử đó.
3. 5.1. Mô phỏng hoạt động của máy nén khí
Hình 2.4 là sơ đồ mô phỏng máy nén khí trong dẫn động khí nén. Phù hợp với các quan hệ giữa lưu lượng máy nén khí với vận tốc và đối áp đầu vào biểu diễn bằng các phương trình (2.4) và (2.5), tín hiệu vào của sơ đồ mô phỏng là tốc độ máy nén và đối
áp trên đầu ra của nó.Tín hiệu ra của khối là lưu lượng của máy nén khí. Tốc độ vòng quay của máy nén ở chế độ nạp đầy khí cho các bình khí thường được chọn là tốc độ quay ứng với tốc độ định mức của động cơ.
Khi áp suất khí trong hệ thống đạt trị số pmax( trị số giới hạn điều chỉnh), trong máy nén thường có bố trí van giảm tải cho máy nén. Do tác động của van giảm tải, ở thời điểm pmax máy nén khi sẽ được từ động chuyển về chế độ không tải. Trong sơ đồ mô phỏng có sử dụng khối Switch (công tắc chuyển) để thực hiện chức năng giảm tải cho máy nén khí khi áp suất đầu ra của nó đạt bằng giá trị pmax
Hình 3.6. Sơ đồ mô phỏng hoạt động của máy nén khí
Trên hình 3.4 sử dụng modul (sub-system) "Máy nén khí" để biểu diễn sơ đồ mô
phỏng máy nén khí.
Hình 3.7. Modul máy nén khí
3.5.2. Mô phỏng lưu lượng và sự biến đổi áp suất khí nén qua đường ống
Đối với đường ống dẫn, hệ số cản phụ thuộc vào hệ số ma sát λ, đường kính và
chiều dài đường ống, trong đó phụ thuộc lớn nhất là vào chiều dài của đường ống.
Ngoài ra, còn có các tổn thất cục bộ do hình dạng của đường ống gây ra (đường ống có
độ cong lớn hoặc có nhiều đường cong thì hệ cản lớn hơn).
Từ phương trình (2.7) lưu lượng và sự biến đổi áp suất của khí nén qua đường ống
được mô tả như sau:
Tín hiệu vào của khối là áp suất trước khi vào đường ống p0. Tín hiệu ra của khối là áp suất cuối đường ống p1.
Hình 3.8. Sơ đồ mô phỏng lưu lượng và sự biến đổi áp suất của khí nén qua đường ống
Modul tạo thành sơ đồ con mô phỏng dòng khí qua đường ống như sau:
Hình 3.9. Modul mô phỏng lưu lượng và sự biến đổi áp suất của khí nén qua đường ống
3.5.3. Mô phỏng lưu lượng và sự biến đổi áp suất khí nén nạp vào bình khí
Từ phương trình (2.10) lưu lượng và sự biến đổi áp suất của khí nén vào bình khí nén được mô tả như sau:
Hình 3.10. Sơ đồ mô phỏng lưu lượng và biến đổi áp suất khí nén vào bình khí nén
Tín hiệu vào của khối là áp suất trước bình khí nén p0. Tín hiệu ra của khối là áp suất bình khí nén p1.
Modul tạo thành sơ đồ con mô phỏng lưu lượng vào bình khí nén như sau:
Hình 3.11. Modul mô phỏng lưu lượng và biến đổi áp suất của khí nén vào bình khí nén
3.5.4. Mô phỏng lưu lượng và biến đổi áp suất khí nén qua van
Trong hệ thống dẫn động phanh khí có nhiều loại van khác nhau. Hệ số cản của van phụ thuộc chủ yếu vào kiểu van và kích thước đặc trưng cho tiết diện thông qua của van (hành trình nâng van, diện tích tiết diện thông qua của van...). Từ phương trình (2.28), dòng khí qua khối “Van” được mô tả chung như sau:
Hình 3.12. Sơ đồ mô phỏng lưu lượng và sự biến đổi
áp suất của khí nén qua van
Tín hiệu vào của khối là áp suất trước van p0 và tín hiệu áp suất phần tử sau van.
Tín hiệu ra của khối là áp suất đầu ra của van p1.
Modul tạo thành sơ đồ con mô phỏng lưu lượng và sự biến đổi áp suất của khí nén qua van nh sau:
Hình 3.13. Modul mô phỏng lưu lượng và biến đổi áp suất khí nén qua van Trong hệ thống phanh khí có nhiều loại van, mỗi loại van có các thông số riêng về thể tích, diện tích tiết diện thông qua, hệ số cản và có đặc điểm riêng. Ví dụ ''van an toàn'' (van điều chỉnh áp suất) có đặc điểm là khi áp suất đạt giá trị định mức (Pmax) thì
van không cho nạp khí vào hệ thống. Do vậy khi mô phỏng hoạt của ''van an toàn'', ngoài các khối chức năng như van thông thường thì cần có thêm khối ''Switch'' để thể hiện đặc điểm làm việc đó. Hoạt động của van được mô phỏng như sau
Hình 3.14. Sơ đồ mô phỏng lưu lượng và biến đổi áp suất khí nén qua van điều chỉnh áp suất
Tín hiệu vào của khối là lưu lượng máy nén khí (Q) và tín hiệu áp suất từ bình ngưng là (Pthbn)
Tín hiệu ra của khối là áp suất ra của van điều chỉnh áp suất (Po)
Mô đun tạo thành sơ đồ con mô phỏng biến đổi lưu lượng áp suất khí nén qua van điều chỉnh áp suất