Luận văn Nghiên cứu mô hình hóa dẫn động phanh khí nén và nghiên cứu động lực học dẫn động phanh khí nén trên rơ-Moóc nhiều cầu (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu mô hình hóa dẫn động phanh khí nén và nghiên cứu động lực học dẫn động phanh khí nén trên rơ-Moóc nhiều cầu (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐẶNG QUỐC CƯỜNG NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH HĨA DẪN ĐỘNG PHANH KHÍ NÉN VÀ NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC DẪN ĐỘNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN RƠ-MOĨC NHIỀU CẦU NGÀNH: KHAI THÁC VÀ BẢO TRÌ ƠTƠ MÁY KÉO - 605246 S K C0 0 3 7 4 0 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 09/2012
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐẶNG QUỐC CƯỜNG NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH HĨA DẪN ĐỘNG PHANH KHÍ NÉN VÀ NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC DẪN ĐỘNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN RƠ-MOĨC NHIỀU CẦU NGÀNH: KHAI THÁC VÀ BẢO TRÌ ƠTƠ MÁY KÉO Hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN NƯỚC Tp. Hồ Chí Minh, tháng 09/2012
3. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Đặng Quốc Cƣờng Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 21/02/1987 Nơi sinh: Bình Định Quê quán: Bình Định Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 23 TL 26, P. Thạnh Lộc, Q. 12 Điện thoại: 0908 560 595 Điện thoại nhà riêng: E-mail:dangquoccuong2102@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ / đến / Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: 2. Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2005đến 03/2010 Nơi học (trường, thành phố):ĐH Giao Thơng Vận Tải TP. HCM Ngành học:Cơ khí ơtơ Tên đồ án, luận án hoặc mơn thi tốt nghiệp:Nghiên cứu lý thuyết đốt nghèo trên động cơ phun xăng trực tiếp GDI Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp:Ngày 21/03/2010 Tại Trƣờng ĐH Giao Thơng Vận Tải TP. HCM Người hướng dẫn:Ths. Trƣơng Hùng III. QUÁ TRÌNH CƠNG TÁC CHUYÊN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi cơng tác Cơng việc đảm nhiệm i
4. LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tơi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2012 (Ký tên và ghi rõ họ tên) Đặng Quốc Cường ii
5. LỜI CẢM ƠN Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến mọi người đã tận tình giúp đỡ tơi trong suốt thời gian cơng tác, học tập và thực hiện luận văn cao học này: - Ban giám hiệu Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, phịng sau đại học và ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí Động Lực đã tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành khĩa học và luận văn này tốt nhất. - Quý thầy, cơ đã tham gia giảng dạy lớp cao học ngành khai thác và bảo trì ơ tơ máy kéo, khĩa 2010 – 2012. - TS. Nguyễn Nước đã dành nhiều thời gian để hướng dẫn tận tình và đĩng gĩp nhiều ý kiến quý báu cho luận văn. - Ths. Huỳnh Phước Sơn, Ths. Trần Đình Quý, quý thầy cơ trong bộ mơn khung gầm và khoa cơ khí động lực đã giúp đỡ nhiều về chuyên mơn và quá trình cơng tác, học tập của tơi trong thời gian qua. - Gia đình và các bạn học viên đã động viên, giúp đỡ tơi trong cơng việc và cuộc sống. Tp HCM, ngày tháng năm 2012 Học viên thực hiện Đặng Quốc Cường iii
6. TĨM TẮT Hệ thống phanh khí nén là một thống rất quan trọng trên các ơtơ vận tải, nĩ đảm bảo tính an tồn khi xe chuyển động trên đường, vì vậy khi thiết kế mới hoặc cải tạo hệ thống phanh cần phải tính tốn động lực học dẫn động (truyền động khí nén) trong hệ thống để nâng cao khả năng phản ứng nhanh và tính đồng bộ khi phanh của hệ thống. Quá trình lưu thơng của dịng khí trong hệ thống phanh khí nén rất phức tạp, lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố nên cho đến nay, vẫn chưa cĩ một biểu thức tốn học nào biểu diễn chính xác quá trình lưu thơng của dịng khí trong hệ thống. Vì vậy vấn đề được đặt ra là cần phải cĩ phương pháp tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén cĩ độ chính xác cao và cĩ khả năng ứng dụng vào thực tế.Đề tài luận văn đã giải quyết được vấn đề này và đạt được một số kết quả như sau: - Nghiên cứu phương pháp tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén dựa trên phương pháp mơ hình hĩa và áp suất tập trung tại điểm nút. - Ứng dụng phương pháp tính tốn trên để xác định đặc tính lưu thơng của dịng khí nén trong dẫn động phanh rơ-moĩc nhiều cầu. Cấu trúc luận văn gồm 5 chương: Chương 1: Tổng quan. Chương 2: Cơ sở lý thuyết. Chương 3:Tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén bằng phương pháp mơ hình hĩa. Chương 4: Tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén trên rơ-moĩc nhiều cầu. Chương 5: Kết luận. iv
7. ABSTRACT Air brake system is the most important system on the vehicle transport, it ensures safety of vehicles moving on the road, so when designing or renovating brakes need to calculate the dynamics driven (pneumatic actuator) system to improve the ability to respond quickly and synchronized braking system. The process flow of the gas in the pneumatic brake system is complex, depends on many factors, so far, there is no mathematical expression represented accurately process flow of the gas stream in systems. So the problem arises is the need to have dynamic calculation methods pneumatic brake actuator with high accuracy and the applicability of the results. Thesis has solved this problem and achieve some results as follows: - Research calculation methods pneumatic brake actuator dynamics by modeling method and pressure concentrated in nodes. - Applications calculation methods to determine the flow characteristics of the pneumatic in brake actuation trailers. Structure thesis consists of five chapters: Chapter 1: Overview. Chapter 2: Theoretical basis. Chapter 3: Calculate the pneumatic brake actuator dynamics by modeling method. Chapter 4: Calculation of the dynamics of pneumatic brake actuator on the trailer. Chapter 5: Conclusion. v
8. MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn ii Tĩm tắt iv Mục lục vi Danh sách các hình ix Danh sách các bảng xi Chƣơng 1: Tổng quan 1 1.1Lý do thực hiện và tầm quan trọng của đề tài 1 1.2 Mục tiêu của đề tài 1 1.3 Kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước 1 1.4 Hướng nghiên cứ u 2 1.4.1 Nhiệm vụ nghiên cứu 8 1.4.2 Đối tượng nghiên cứu 8 1.4.3 Hướng nghiên cứu 8 1.5 Giới hạn đề tài 9 Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết 10 2.1 Cơ sở lý thuyết về hệ thống phanh khí nén 10 2.1.1 Vài nét về vấn đề an tồn giao thơng và sự cần thiết của hệ thống phanh trên ơ tơ 10 2.1.2 Yêu cầu của hệ thống phanh khí nén 11 2.1.3 Dẫn động phanh khí nén 13 2.1.4 Các cụm chính của dẫn động phanh khí nén 33 2.2 Cơ sở lý thuyết về mơ hình hĩa 37 2.2.1 Sự tương đương giữa đại lượng điện và khí nén 37 2.2.2 Phương trình lưu lượng tại điểm nút 39 vi
9. 2.2.3 Phương trình lưu lượng của dịng khí qua lỗ tiết lưu 40 2.2.4 Phương trình lưu lượng đi vào dung tích 43 2.2.5 Khái niệm chung về mạch và dịng 49 2.3 Các phương pháp tính tốn 50 2.3.1 Bài tốn Cauchy 51 2.3.2 Phương pháp Euler 53 2.3.3 Phương pháp Runge – Kutta 54 2.3.4 Sử dụng phần mềm MATLAB 58 Chƣơng 3: Tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén bằng phƣơng pháp mơ hình hĩa 60 3.1 Phương pháp mơ hình hĩa 60 3.1.1 Các giả thiết cơ bản khi sử dụng phương pháp mơ hình hĩa 60 3.1.2 Phương pháp mơ hình hĩa 60 3.2 Xác định đặc tính lưu thơng khâu D-E cĩ thể tích thay đổi 72 3.2.1 Mục đích việc xác định đặc tính khâu D-E cĩ thể tích thay đổi 72 3.2.2 Đặc tính lưu thơng khí nén ở bầu phanh cĩ thể tích thay đổi 72 Chƣơng 4: Tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén trên rơ-moĩc nhiều cầu 78 4.1 Giới thiệu chung về hệ thống phanh khí nén trên rơ-moĩc 78 4.2 Sơ đồ mạch dẫn động phanh khí nén trên rơ-mĩoc nhiều cầu điển hình 79 4.3 Mơ hình hĩa và xây dựng hệ phương trình vi phân cho mạch dẫn động phanh khí nén trên rơ-moĩc nhiều cầu 80 4.4 Dùng Matlab để giải hệ phương trình vi phân 83 Chƣơng 5: Kết luận 87 5.1 Kết quả nghiên cứu 87 5.2 Hướng phát triển 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 vii
10. DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Giải thích ký hiệu 1 D-E Khâu động lực học gồm một tiết lưu D và một dung tích E. 2 푣 Vận tốc tới hạn của dịng khí nén, đơn vị (m/s). 3 R Hằng số khí, R = 287,14. 4 k Hệ số mũ đoạn nhiệt, k = 1,4. 5 T Nhiệt độ tuyệt đối của khí nén, đơn vị oK. 6 µ Hệ số lưu lượng. 7 Lưu lượng tức thời của dịng khí nén, = , đơn vị (m3/s) 푡 8 p Áp suất khí nén, đơn vị (Pa). 9 V Thể tích bình chứa, đơn vị (m3). 10 f Diện tích tiết diện lưu thơng đường ống, đơn vị (m2). 11 y Hành trình piston, đơn vị (m). 12 C Độ cứng lị xo, đơn vị (N/m). 13 t Thời gian, đơn vị (s). 14 F Diện tích bề mặt piston, đơn vị (m2). viii
11. DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1:Sơ đồ khối phương pháp mơ hình hĩa. Hình 1.2: Mơ hình hĩa hệ thống phanh khí nén. Hình 1.3: Mơ hình hĩa hệ thống phanh khí nén trên xe KrAZ-6510. Hình 1.4: Sơ đồ hệ thống phanh điện – khí nén. Hình 1.5:Sơ đồ mơ hình hĩa dẫn động khí nén. Hình 1.6:Sơ đồ hệ thống phanh khí nén. Hình 2.1: Cơ cấu địn xoay. Hình 2.2:Sơ đồ dẫn động phanh xe Kamaz-5320. Hình 2.3: Giản đồ phanh. Hình 2.4: Dẫn động phanh rơ-moĩc một dịng. Hình 2.5: Quá trình nạp và xả khí nén ở bình chứa. Hình 2.6: Dẫn động phanh rơ-moĩc hai dịng. Hình 2.7: Bố trí van tăng tốc trên xe. Hình 2.8:Sơ đồ bố trí van hạn chế áp suất cầu trước. Hình 2.9:Sơ đồ bố trí bộ điều hịa lực phanh. Hình 2.10:Vị trí lắp đặt bộ điều hồ lực phanh trên xe Kamaz. Hình 2.11: Van hiệu chỉnh mắc nối tiếp. Hình 2.12: Van hiệu chỉnh. Hình 2.13: Van hiệu chỉnh mắc song song. Hình 2.14: Các phương án bố trí bộ điều hịa lực phanh và van tăng tốc. Hình 2.15: Van tổng phanh. Hình 2.16: Bầu phanh. Hình 2.17: Liên kết giữa bầu phanh và cơ cấu phanh. Hình 2.18: Van tăng tốc trên xe đầu kéo rơ mooc terberg. Hình 2.19:sơ đồ bố trí van bảo vệ. Hình 2.20.Tiết lưu và kí hiệu. ix
12. Hình 2.21: Mơ hình hĩa bầu phanh. Hình 2.22: Mơ hình tính tốn bầu phanh. Hình 2.23: Đặc tính lưu thơng khâu D-E. Hình 3.1: Mạch dẫn động phanh chính. Hình 3.2: Mơ hình hĩa hệ thống dẫn động phanh khí nén. Hình 3.3: Mơ hình hĩa một đoạn ống dẫn. Hình 3.4: Đồ thị hệ số lưu lượng μ ứng với đường kính trong của đường ống. Hình 3.5: Mơ hình hĩa van tổng phanh. Hình 3.6: Van tăng tốc. Hình 3.7: Sơ đồ hai khâu D-E mắc nối tiếp. Hình 3.8: Sơ đồ hai khâu D-E mắc song song. Hình 3.9: Sơ đồ hai khâu D-E mắc hỗn hợp. Hình 3.10: Sơ đồ mơ hình hĩa bầu phanh. Hình 3.11: Mơ hình hĩa bầu phanh. Hình 3.12: Thuật tốn giải phương trình vi phân. Hình 3.13: Đặc tính áp suất ở bầu phanh trường hợp thể tích khơng đổi và thay đổi. Hình 4.1: Sơ đồ hệ thống phanh đầu kéo – rơ-moĩc. Hình 4.2: Hệ thống phanh rơ-moĩc nhiều cầu. Hình 4.3:Sơ đồ mơ hình hĩa mạch dẫn động phanh khí nén ba cầu. Hình 4.4: Thuật tốn giải hệ phương trình vi phân. Hình 4.5: Đặc tính động lực học hệ thống phanh rơ-moĩc ba cầu. Hình 4.6: Đặc tính động lực học khi phanh rơ-moĩc. x
13. DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1: Sự tương đương giữa điện và khí nén. Bảng 3.1: Các sơ đồ mạch dẫn động khí nén và các biểu thức tốn học. xi
14. LUẬN VĂN THẠC SĨ CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Lý do thực hiện và tầm quan trọng của đề tài: Ngày nay với sự phát triển khơng ngừng của nền kinh tế xã hội, ngành cơng nghiệp ơ tơ cũng khơng phải là ngoại lệ.Kể từ khi ra đời đến nay chiếc ơ tơ đĩng vai trị quan trọng và cần thiết trong đời sống xã hội.Nĩ tạo nên một mạng lưới rộng lớn về vận chuyển người và hàng hĩa trên tồn thế giới. Đặc biệt ở Việt Nam hiện nay, do nhu cầu vận chuyển hàng hĩa ngày càng nhiều bằng các loại xe tải cỡ lớn và xe đầu kéo rơ-moĩc vì vậy việc trang bị, bổ sung những tài liệu kỹ thuật về các loại xe trên là rất cần thiết, gĩp phần sử dụng và khai thác phương tiện đạt hiệu quả tốt nhất. Hiện nay đa số các tài liệu dùng cho các ngành cơ khí ơ tơ cịn ít, nếu cĩ thường là những tài liệu hướng dẫn sử dụng hay lý thuyết chung, rất ít các tài liệu về kết cấu xe cụ thể. Đặc biệt là các tài liệu riêng về hệ thống phanh trên xe kéo rơ- moĩc hầu như là chưa cĩ, việc này sẽ gây khĩ khăn trong việc cải tạo hoặc thiết kế mới hệ thống phanh trên xe rơ-mĩoc. Việc bổ sung những tài liệu chuyên ngành về ơ tơ cũng rất cần thiết, giúp hồn chỉnh hệ thống lý thuyết cho người nghiên cứu. Vì hai nhu cầu trên tơi quyết định chọn đề tài: “Nghiên cứu mơ hình hĩa dẫn động phanh khí nén và nghiên cứu động lực học dẫn động phanh khí nén trên rơ- mĩoc nhiều cầu”. Với đề tài này tơi hy vọng cĩ thể đáp ứng được phần nào những nhu cầu nĩi trên. 1.2 Mục tiêu của đề tài: Với yêu cầu nội dung của đề tài, mục tiêu cần đạt được sau khi hồn thành đề tài như sau: HVTH: Đặng Quốc Cường - 1 - GVHD: TS. Nguyễn Nước
15. LUẬN VĂN THẠC SĨ Nắm được cơ sở lý thuyết về hệ thống phanh khí nén, hiểu được cấu tạo, nguyên lý hoạt động các chi tiết, bộ phận trong hệ thống phanh khí nén. Mơ hình hĩa các chi tiết, bộ phận trong hệ thống phanh khí nén để phục vụ cho việc tính tốn động lực học hệ thống phanh khí nén. Đưa ra phương pháp tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén trên quan điểm mơ hình hĩa. Tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén trên rơ-mooc nhiều cầu. Từ đĩ xác định được vị trí bố trí các chi tiết, bộ phận trong hệ thống phanh rơ-mĩoc để đạt được hiệu quả phanh tốt nhất. 1.3 Kết quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớ c: Hệ thống phanh khí nén là một hệ thống rất phức tạp, do bản chất các hiện tượng vật lý xảy ra trong hệ thống phức tạp lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như kích thước đường ống, chất lượng lưu thơng của dịng khí, mật độ và áp suất của dịng khí và cho tới nay vẫn chưa cĩ được những biểu thức tốn học để biểu diễn chính xác quá trình lưu thơng của dịng khơng khí trong hệ thống. Do đĩ việc tính tốn động lực học hệ thống phanh khí nén phải dựa trên kết quả của các nghiên cứu cơ bản về hệ thống khí nén nĩi chung. Cĩ rất nhiều nhà khoa học đã thực hiện quá trình nghiên cứu cơ bản về hệ thống khí nén và đã cĩ những thành tựu đáng lưu ý như: Metlyuk N.F, Gertz E.V, Idelchyk I.E,PogorelovV.I, VytkovG.A, GlickmanB.F, RyzhykhL.O, ShypilinA.VHohrichianyG.V,BartoszP.R,BelenkyyY.B,TurenkoA.M,V.ABogomol ov,KazarinovV.M,A.VDolberhV.IKurbatov,ZhestkovV.V,ZhestkovV.A,LitkeP.E, Z elkin GG, Altshul A.D,Holzunov A.G Trong đĩ hai nhà khoa học Metlyuk N.F và Gertz E.V đã đưa ra phương pháp tính tốn động lực học hệ thống khí nén bằng cách mơ hình hĩa các chi tiết bộ phận trong hệ thống khí nén, cụ thể như sau: - Sử dụng phương pháp mơ hình hĩa để chuyển các cụm van, các đường ống thành một dạng sơ đồ khối tương đương bao gồm một thể tích và một cản trở tập trung hay cịn gọi là tiết lưu hoặc lỗ tiết lưu(hình 1.1). HVTH: Đặng Quốc Cường - 2 - GVHD: TS. Nguyễn Nước
16. LUẬN VĂN THẠC SĨ r1 2 V1 3 Y1 Hình 1.1:Sơ đồ khối phương pháp mơ hình hĩa. - Sử dụng lý thuyết mạch điện để nghiên cứu, tính tốn cho các mạch dẫn động khí nén, phương pháp này dựa trên cơ sở “Hai hệ thống vật lý được coi là tương đương nhau khi chúng là hai khái niệm vật lý được biểu diễn bằng cùng một hệ phương trình vi phân” Ta cĩ thể nhận ra rằng các đại lượng vật lý trong hệ thống điện và hệ thống khí nén cĩ sự tương đương với nhau, cụ thể: Khối lượng khí nén tương đương với điện tích 푞; Áp suất khí nén tương đương với điện áp ; Lưu lượng khối lượng khí nén tại một thời điểm tức thời tương 푡 푞 đương với cường độ dịng điện푖 = ; 푡 Thể tích bình chứa tương đương với điện dung tụ điện ; Cản trở lưu thơng của dịng khí tương đương với điện trở 푅 của mạch điện. Vậy hệ thống điện và hệ thống khí nén là hai hệ thống vật lý tương đương, do đĩ cĩ thể sử dụng các định luật trong mạch điện để xây dựng phương trình vi phân cho mạch khí nén. Ở đây các nhà khoa học đã sử dụng định luật Kiếc sốp I cịn gọi là định luật điểm nút của mạch điện, trong mạch khí nén định luật này được phát biểu như sau: “Tổng đại số các lưu lượng tức thời của dịng khí tại điểm nút thì bằng khơng” 푛 푛 푖 = = 0 (1.1) 푡 푖 푖=1 푖=1 Với = : lưu lượng tức thời của dịng khí tại điểm nút. 푡 HVTH: Đặng Quốc Cường - 3 - GVHD: TS. Nguyễn Nước
17. LUẬN VĂN THẠC SĨ Từ phương trình vi phân 1.1, các nhà khoa học cĩ thể tính được thời gian truyền năng lượng khí nén trong hệ thống đường ống. Về sau, các nhà khoa học khác đã sử dụng các kết quả nghiên cứu cơ bản trên để nghiên cứu, tính tốn động lực học các mạch dẫn động phanh rất đa dạng trên ơ tơ.Sau đây là một vài kết quả nghiên cứu tiêu biểu. 1. Alexander Kramskoy, “Improvement of calculation and dynamics air brake on vehicles”Kharkiv State road - Transport University, 2006. Đề tài gồm bốn phần: - Phần thứ nhất tác giả trình bày các xu hướng chính của hệ thống phanh khí nén. - Phần thứ hai: trình bày các giả thiết cơ bản khi mơ hình hĩa động lực học dẫn động phanh khí nén. - Phần thứ ba: mơ hình hĩa động lực học dẫn động phanh khí nén trên xe КrAZ- 6510 (hình 1.2). - Phần thứ tư: sử dụng phần mềm Matlab để tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén, sau đĩ đưa ra kết luận. Vк21 Vк31 Yк21 Yк31 rк21 rк31 Pк21 Pк31 3 V к11 3 Yк11 2 rк11 VT21 VT31 Pк11 1 YT21 rT21 YT31 rT31 2 1 2 VT11 2 4 YT11 YНС ТК rT11 Pm r30 YT30 Y30 VT30 V30 Pm r10 rНС ТК rT30 YВС ТК YT10 Y10 4 VНС ТК VT10 V10 rВС ТК rT10 VВС ТК rT12 2 2 VT22 VT32 YT12 2 YT22 rT22 YT32 rT32 VT12 3 rк12 3 V к12 rк22 rк32 Yк12 Vк22 Vк32 Yк22 Yк32 Pк12 Pк22 Pк32 Hình 1.2: Mơ hình hĩa hệ thống phanh khí nén. 2. A.L. Bondarenko, “The mathematical models of pneumatic brake drive of car of КrAZ-6510”Ukraina – 2008. HVTH: Đặng Quốc Cường - 4 - GVHD: TS. Nguyễn Nước
18. LUẬN VĂN THẠC SĨ Ở đề tài này tác giả tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén trên xe КrAZ-6510 cĩ tính đến hệ thống chống hãm cứng khi phanh (ABS) (hình 1.3). - Tác giả đã nghiên cứu lý thuyết mơ hình hĩa của Hertza E.V và Metlyuk N.F. - Mơ hình hĩa động lực học dẫn động phanh khí nén trên xe КrAZ-6510. - Tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén trên xe КrAZ-6510 (cĩ tính đến ABS) theo phương pháp Hertza E.V và Metlyuk N.F. - Phân tích, nhận xét kết quả đạt được. Hình 1.3: Mơ hình hĩa hệ thống phanh khí nén trên xe КрАЗ-6510. 3. S.I. Poseur, GS.TS. L.O. Red, GS.TS. A.N. Krasyuk, Mathematical modelof electronic circuit-pneumatic brakeactuators with proportional modulators, Moscow, tháng 4 năm 2009. Ở đề tài này các tác giả đưa ra mơ hình tính tốn động lực học dẫn động phanh điện – khí nén, qua đĩ đánh giá được hiệu suất, chất lượng của modul tỷ lệ (trong phần dẫn động điện). HVTH: Đặng Quốc Cường - 5 - GVHD: TS. Nguyễn Nước
19. LUẬN VĂN THẠC SĨ Hình 1.4: Sơđồ hệ thống phanh điện – khí nén. 1. Bàn đạp phanh điện. 4. Bình khí nén. 2. Mạch vi điều khiển. 5. Bầu phanh. 3. Modul tỉ lệ (bộ điều biến). 6. Ống dẫn khí nén. Để tính tốn động lực học khí nén trong mơ hình này các tác giả đã sử dụng phương pháp mơ hình hĩa của GS.Metlyuk, mơ hình như sau: Hình 1.5:Sơ đồ mơ hình hĩa dẫn động khí nén. 1: Modul tỉ lệ 2: Đường ống dẫn 3: Bầu phanh p0: Áp suất bình khí nén. p1: Áp suất bên trong modul tỉ lệ p2: Áp suất đường ống. p3: Áp suất tại bầu phanh. V1: Thể tích modul tỉ lệ. V2: Thể tích đường ống. V3: Thể tích bầu phanh. Từ mơ hình trên các tác giả đã xây dựng mơ hình tính tốn, xác định được biểu đồ thay đổi áp suất theo thời gian, từ đĩ đánh giá được hiệu suất, chất lượng của Modul tỉ lệ. HVTH: Đặng Quốc Cường - 6 - GVHD: TS. Nguyễn Nước
20. LUẬN VĂN THẠC SĨ 4. Zbigniew Kulesza, Franciszek Siemieniako, Modeling the air brake system equipped with the brake and relay valves,Bialystok University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering Department of Automatics and Robotics, Balan, 2010. Ở đề tài này các tác giả trình bày mơ hình tốn học của hệ thống phanh khí nén với hai loại van thường gặp đĩ là: van phanh kép và van relay. Hình 1.6:Sơđồ hệ thống phanh khí nén. 1, 15: Nguồn cung cấp khí nén. 2, 16: Van an tồn. 3: Bình khí nén mạch I. 4: Bình chứa mạch II. 5, 6, 8, 9, 10, 14, 18, 20, 21: Ống dẫn. 7: Van phanh kép. 11, 13, 22, 23: Bầu phanh. 17: Bình khí nén van relay. 19: Van relay. Hình 1.5 là mơ hình đặc trưng của hầu hết các xe tải nặng, các tác giả đã sử dụng phương pháp mơ hình hĩa để tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén trong mơ hình này. Tác giả đã xây dựng phương trình, hệ phương trình vi phân của áp suất trong hệ thống, dùng phần mềm Matlab để xây dựng thuật tốn kết hợp với các thơng số của mơ hình để xác định thể tích của bầu phanh, đường kính bầu phanh, độ cứng lị xo Đề tài này được dùng trong việc thiết kế mới hệ thống phanh xe tải nặng, xe đầu kéo HVTH: Đặng Quốc Cường - 7- GVHD: TS. Nguyễn Nước
21. LUẬN VĂN THẠC SĨ 1.4 Hƣớ ng nghiên cƣ́ u 1.4.1 Nhiệm vụ nghiên cứu. Nghiên cứu các cơ sở lý thuyết về hệ thống phanh khí nén. Nghiên cứu phương pháp mơ hình hĩa dẫn động phanh khí nén. Kết hợp kiến thức lý thuyết về hệ thống phanh khí nén và kiến thức về mơ hình hĩa để đưa ra phương pháp tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén trên rơ-mĩoc nhiều cầu. 1.4.2 Đối tƣợng nghiên cứu. Lý thuyết về hệ thống phanh khí nén trên ơ tơ. Các định luật về khí nén. Động lực học dẫn động phanh khí nén. Lý thuyết về mơ hình hĩa dẫn động phanh khí nén. 1.4.3 Hƣớng nghiên cứu. 1.4.3.1 Nghiên cứu lý thuyết về hệ thống phanh khí nén. Nghiên cứu tổng quan về hệ thống phanh khí nén. Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận. Nghiên cứu động lực học dẫn động phanh khí nén. 1.4.3.2 Nghiên cứu phƣơng pháp mơ hình hĩa dẫn động phanh khí nén. Các giả thiết để áp dụng phương pháp mơ hình hĩa. Mơ hình hĩa dẫn động phanh khí nén. Mơ hình tính tốn trong hệ thống phanh khí nén. 1.4.3.3 Nghiên cứu phƣơng pháp tính tốn động lực học dẫn động phanh khí nén trên rơ-mĩoc nhiều cầu. Nghiên cứu các mơ hình tính tốn dựa trên phương pháp mơ hình hĩa. HVTH: Đặng Quốc Cường - 8- GVHD: TS. Nguyễn Nước
22. S K L 0 0 2 1 5 4