MỤC LỤC
MỤC LỤC.. 1
LỜI NÓI ĐẦU.. 4
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG PHANH DẪN ĐỘNG BẰNG KHÍ NÉN 6
1.1. Công dụng, yêu cầu và phân loại hệ thống phanh 6
1.1.1. Công dụng. 6
1.1.2. Yêu cầu hệ thống phanh. 6
1.1.3. Phân loại 6
1.2. Giới thiệu về hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén 7
1.2.1. Giới thiệu về hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén 7
1.2.2. Dẫn động phanh. 8
1.2.3. Cơ cấu phanh. 11
CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH XE KAMAZ-5320 13
2.1. Các hệ thống phanh trên xe KAMAZ-5320. 13
2.1.1. Các hệ thống phanh. 13
2.1.2. Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của hệ thống 16
2.1.2.1. Các dòng dẫn động. 17
2.1.2.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh xe KAMAZ-5320 17
2.2. Kết cấu các cụm chính trong hệ thống phanh xe KAMAZ-5320 20
2.2.1. Cơ cấu phanh. 20
2.2.2. Máy nén khí 22
2.2.3. Bộ điều chỉnh áp suất 24
2.2.4. Van bảo vệ 3 ngả. 26
2.2.5. Van phanh 2 tầng. 28
2.2.6. Điều hòa lực phanh. 30
2.2.7. Van phanh tay. 33
2.2.8. Van gia tốc. 36
2.2.9. Van thông 2 ngả. 37
2.2.10. Bầu phanh kiểu 20 cùng với bộ tích trữ năng lượng 39
2.2.11. Van hạn chế áp suất 40
2.2.12. Các cụm thuộc hệ thống phanh bổ trợ. 43
2.2.13. Van phanh rơ móoc dẫn đọng hai dòng. 46
2.2.14. Van điều khiển phanh rơ móoc dẫn động một dòng 48
2.2.15. Van bảo vệ một ngả. 51
2.2.16. Van tách. 52
2.2.17. Đầu nối kiểu A và B. 53
CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM CƠ CẤU PHANH XE KAMAZ-5320 55
3.1. Sơ đồ tính toán và các số liệu đầu vào. 55
3.1.1. Sơ đồ tính toán. 55
3.1.2. Số liệu đầu vào. 56
3.2. Nội dung tính toán kiểm nghiệm cơ cấu phanh. 57
3.2.1. Tính lực đẩy từ cơ cấu doãng má phanh lên các guốc phanh P1, P2 56
3.2.2. Xác định mômen phanh thực tế và mômen phanh yêu cầu của cơ cấu phanh 60
3.2.2.1. Xác định mômen phanh thực tế. 60
3.2.2.2. Mômen phanh yêu cầu của cơ cấu phanh. 62
3.2.3. Tính toán kiểm tra khả năng làm việc của cơ cấu phanh 65
3.2.3.1. Tính toán xác định công ma sát riêng. 65
3.2.3.2. Tính toán xác định áp suất trên bề mặt má phanh 66
3.2.3.3. Tính toán xác định tỷ số khối lượng ô tô trên tổng diện tích ma sát má phanh 67
3.2.3.4. Tính toán xác định nhiệt sinh ra trong quá trình phanh 68
CHƯƠNG 4 CHẨN ĐOÁN KỸ THUẬT HỆ THỐNG PHANH XE KAMAZ-5320 70
4.1. Khái niệm chung về chẩn đoán. 70
4.2. Chẩn đoán kỹ thuật hệ thống phanh xe KAMAZ-5320 72
4.2.1. Những hư hỏng đặc trưng thường gặp ở các vị trí trên hệ thống phanh xe KAMAZ-5320 72
4.2.2. Các thông số chẩn đoán cơ cấu phanh. 72
4.2.3. Các phương pháp và thiết bị xác định thông số chẩn đoán 734.2.3.1. Xác định hiệu quả phanh. 73
4.2.3.2. Đo lực phanh và hành trình bàn đạp phanh. 76
4.2.3.3. Đo lực phanh và hành trình cần kéo phanh tay 78
4.2.3.4. Đo hiệu quả phanh của phanh tay. 78
4.2.3.5. Xác định sự không đồng đều của lực phanh hay moomen phanh 79
4.2.3.6. Một số tiêu chuẩn về hệ thống phanh. 80
4.2.4. Ứng dụng lý thuyết tập mờ để chẩn đoán hệ thống phanh xe KAMAZ-5320 85
4.2.4.1. Lý thuyết tập mờ. 85
4.2.4.2. Các phép toán logic tập mờ. 87
4.2.4.3. Ma trận chẩn đoán. 90
4.2.4.4. Mệnh đề hợp thành trong logic chẩn đoán. 94
4.2.5. Công cụ Fuzzy-logic trong phần mềm Matlab. 95
4.2.6. Ứng dụng Fuzzy-logic để chẩn đoán hư hỏng hệ thống phanh 98
4.2.6.1. Các bước giải bài toán bằng phần mềm Matlab 98
4.2.6.2. Khai báo các biến vào. 98
4.2.6.3. Mờ hóa các biến đầu ra. 104
4.2.6.4. Xây dựng luật hợp thành. 105
4.2.7. Chạy chương trình lấy kết quả và nhận xét 112
4.2.7.1. Kết quả chẩn đoán. 112
4.2.7.2. Đánh giá và phân tích kết quả. 113
KẾT LUẬN.. 114
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 115
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, nền kinh tế của nước ta đang vươn lên hoà nhập với khu vực và thế giới. Bên cạnh sự phát triển của các ngành kinh tế khác thì ngành vận tải ôtô cũng có những chuyển biến không ngừng. Cùng với việc sử dụng, sửa chữa các xe đã có, chúng ta còn nhập thêm nhiều loại xe hiện đại, có tải trọng lớn.
Tuy vậy chúng ta gặp không ít khó khăn trong khai thác sử dụng và làm quen với các hệ thống đó. Ngày nay, một số kết cấu đơn giản đã thay thế bằng các kết cấu hiện đại và phức tạp, một số thói quen trong sử dụng sửa chữa cũng không còn thích hợp nữa, nhất là khi công nghệ sửa chữa đã có những thay đổi cơ bản: chuyển từ việc sửa chữa chi tiết sang sửa chữa thay thế, do đó trong quá trình khai thác sử dụng nhất thiết phải sử dụng công nghệ chẩn đoán.
Hệ thống phanh trên ô tô đóng vai trò rất lớn trong việc đảm bảo an toàn chuyển động. Ngày nay, trên các xe ôtô hiện đại có tải trọng lớn hệ thống phanh khí nén được sử dụng rộng rãi hơn (như xe KAMAZ, MAZ, KRAZ...). Trên các xe này sử dụng phổ biến hệ thống phanh khí nén dẫn động nhiều dòng độc lập, các cụm được tiêu chẩn hoá đồng bộ. Đó là hệ thống phanh hiện đại có nhiều ưu điểm về chất lượng, cũng như độ tin cậy làm việc. Song do quá trình sử dụng, khai thác do sự hao mòn của các chi tiết và sự thay đổi tình trạng kỹ thuật do tác động của điều kiện khai thác dẫn đến các thông số, điều kiện kỹ thuật không còn đảm bảo nữa, làm giảm độ tin cậy sử dụng của hệ thống, do đó cần bảo dưỡng sửa chữa và kiểm tra các thông số kỹ thuật của các cụm cũng hư toàn hệ thống. Do đặc điểm về mặt kết cấu phức tạp và đòi hỏi độ chính xác cao nên việc kiểm tra các thông số kỹ thuật trong bảo dưỡng sửa chữa và khai thác sử dụng rất khó khăn. Để làm tốt công tác quản lý chất lượng ôtô, có thể quyết định nhanh chóng các tác động kỹ thuật tiếp sau, cần thiết phải nắm vững kỹ thuật chẩn đoán trên ôtô ngày nay.
Việc chẩn đoán hư hỏng ngày nay được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau.Việc chẩn đoán được thực hiện bằng máy móc thiết bị hoặc bằng trực giác của con người.
Logic mờ là hướng phát triển mới của toán học hiện đại và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như y tế, điều khiển …Tuy nhiên trong lĩnh vực ôtô thì chưa được ứng dụng nhiều do đó em được giao đồ án “Chẩn đoán kỹ thuật hệ thống phanh khí nén’’ để chẩn đoán hư hỏng hệ thống phanh xe tải có ứng dụng của lý thuyết tập mờ. Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm các nhiệm vụ sau đây:
* Một là, tìm hiểu đặc điểm kết cấu hệ thống phanh xe quân sự,
* Hai là, tìm hiểu về lý thuyết tập mờ,
* Ba là, sử dụng công cụ Fuzyy logic để chẩn đoán kỹ thuật hệ thống phanh.
Với đồ án tốt nghiệp này em đã xây dựng được một hệ thống chẩn đoán hư hỏng hệ thống phanh trên xe tải có ứng dụng lý thuyết tập mờ. Hệ thống này có ý nghĩa thực tế cao đặc biệt là được ứng dụng trong các trung tâm bảo hành bảo dưỡng ô tô.
Em xin chân thành cảm ơn thầy: PGS. TS.…………..,và các thầy giáo trong bộ môn Ôtô Học viện kỹ thuật Quân sự đã giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án này.
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG PHANH DẦN ĐỘNG BẰNG KHÍ NÉN
1.1. Công dụng, yêu cầu và phân loại hệ thống phanh
1.1.1. Công dụng
Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ôtô cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ nào đó theo yêu cầu của người lái. Giữ cho ôtô máy kéo dừng ở ngang dốc trong thời gian lâu dài hoặc cố định xe trong thời gian dừng xe.
1.1.2. Yêu cầu hệ thống phanh
Hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng của xe đảm nhận chức năng an toàn chủ động nên nó phải thoả mãn các yêu cầu sau:
- Có hiệu quả phanh cao nhất trong mọi trường hợp mà bánh xe bị trượt.
- Hoạt động êm dịu, không giật để đảm bảo êm dịu khi phanh.
- Điều khiển nhẹ nhàng để giảm cường độ lao động của người lái xe.
1.1.3. Phân loại
a. Theo công dụng.
- Hệ thống phanh chính (phanh chân);
- Hệ thống phanh dừng (phanh tay);
c. Theo dẫn động phanh.
- Hệ thống phanh dẫn động cơ khí;
- Hệ thống phanh dẫn động thủy lực;
- Hệ thống phanh dẫn động khí nén;
e. Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh.
Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ chống hãm cứng bánh xe ( hệ thống phanh ABS).
1.2. Giới thiệu về hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén.
1.2.1. Giới thiệu chung về hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén.
Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh khí nén thể hiện trên hình 1.1. Gồm có các bộ phận sau: Máy nén khí 1, van phanh 2, đường ống dẫn ra rơ moóc 5, bình chứa khí nén 6 của rơ moóc, cơ cấu phanh 7, bầu phanh 8, bình chứa khí nén của ôtô kéo 9.
1.2.2. Dẫn động phanh.
Hệ thống phanh có dẫn động bằng khí nén được sử dụng nhiều trên ôtô vận tải có tải trọng cỡ trung bình, cỡ lớn và các đoàn xe.
Dẫn động phanh khí nén đảm bảo hiệu quả phanh cao không phụ thuộc vào trọng lượng của phương tiện vận tải, lực tác dụng lên bàn đạp phanh nhỏ và đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực phanh ở các bánh xe với lực tác dụng lên bàn đạp, bố trí mạch dẫn động cho các khâu thuộc đoàn xe đơn giản hơn so với dẫn động thuỷ lực, làm việc tin cậy.
1.2.3. Cơ cấu phanh.
Cơ cấu phanh có nhiệm vụ tạo ra mômen phanh cần thiết và giữ ổn định về chất lượng phanh trong quá trình sử dụng.
Hiện nay trên ôtô, cơ cấu phanh bánh xe dẫn động phanh khí nén chủ yếu sử dụng loại guốc chốt tựa cùng phía dịch chuyển các guốc là như nhau. Hình 1.3 đưa ra sơ đồ nguyên lý của hệ thống phanh đơn giản với cơ cấu phanh loại guốc.
CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH XE KAMAZ-5320
2.1. Các hệ thống phanh trên xe KAMAZ-5320.
2.1.1. Các hệ thống phanh
Qua hình 2.1 ta thấy trên xe KAMAZ-5320 được trang bị bốn hệ thống phanh làm việc độc lập:
+ Hệ thống phanh công tác.
+ Hệ thống phanh dự trữ.
+ Hệ thống phanh dừng.
+ Hệ thống phanh phụ.
Dẫn động các hệ thống phanh này bằng khí nén. Ngoài ra xe còn được trang bị cơ cấu nhả phanh sự cố để đảm bảo xe vẫn có thể chuyển động được trong trường hợp xe tự phanh do khí nén trong các dòng dẫn động bị rò hoặc gặp sự cố. Như vậy trên xe KAMAZ-5320 có năm dòng dẫn động khí nén làm việc độc lập. Ngoài ra còn các hệ thống đèn tín hiệu sự cố, các đồng hồ kiểm tra, tín hiệu còi con ve cho phép kiểm tra khả năng của các dòng dẫn động khí nén
Hệ thống tín hiệu ánh sáng và âm thanh về hoạt động của các hệ thống phah và các cơ cấu dẫn động của chúng. Trên các điểm khác nhau của cơ cấu dẫn động khí nén co lắp các cảm biến điện-khí nén, các cảm biến này sẽ đóng mạch điện của đèn “ tín hiệu dừng “ khi một trong bất kỳ các hệ thống phanh hoạt động, trừ hệ thống phanh phụ. Các cảm biến giảm áp suất được lắp trong các bình chứa của cơ cấu dẫn động và khi áp suất giảm quá mức quy định thì chúng sẽ đóng mạch các đèn tín hiệu lắp trên bảng đồng hồ của ôtô cũng như đóng mạch tín hiệu âm thanh.
2.1.2. Cấu tạo chung và nguyên lý làm việc của hệ thống.
Máy nén khí là nguồn cung cấp khí nén. Máy nén khí 1, bộ điều hòa áp suất 2 và cơ cấu an toàn chống đóng băng 3 là các bộ phận nạp khí nén cho phần dẫn động, từ đây khí nén sẽ cung cấp cho các bộ phận còn lại và các bộ phận tiêu thụ khí nén khác với áp suất quy định và số lượng cần thiết.
2.1.2.1. Các dòng dẫn động.
a. Mạch dẫn động thứ nhất :
Dùng để cung cấp khí nén cho dẫn động các cơ cấu phanh các bánh xe cầu trước. Mạch này gồm bình chứa khí nén 10, tầng dưới của van phanh 17, van hạn chế áp suất 20, bầu phanh của các bánh trước 19.
b. Mạch dẫn động thứ hai:
Dùng để cung cấp khí nén cho dẫn động các cơ cấu phanh các bánh xe cầu giữa và cầu sau. Mạch này gồm có: bình chứa khí nén 9, tầng trên của van phanh 17, bộ điều hòa lực phanh 32, các bầu phanh 23.
2.1.2.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh xe KAMAZ-5320.
Cấu tạo hệ thống phanh xe KAMAZ-5320 gồm có ba phần:
Phần nguồn: máy nén khí 1, các bộ điều áp2, các van bảo vệ hai ngả 4 và ba ngả5 các bình chứa 6, 8, 9, 10.
Phần điều khiển: Tổng phanh 17, van tăng tốc 22, van hạn chế áp suất 20, van phanh taytác dụng ngược 21, van xả phanh cấp tốc 13.
Phần chấp hành gồm các bầu phanh bánh xe cầu trước 19, các bầu phanh kép cầu sau 23, các bầu phanh bánh xe rơmóoc.
Khi động cơ làm việc máy nén khí sẽ cung cấp khí nén qua van điều hòa áp suất, bộ chống đóng băng, van bảo vệ 2, 3 ngả, để nạp vào các bình chứa của các dòng chủ động.
2.2. Kết cấu của các cụm chính trong hệ thống phanh xe KAMAZ-5320.
2.2.1. Cơ cấu phanh
a. Công dụng : Cơ cấu phanh có nhiệm vụ tạo mô men phanh cần thiết và giữ ổn định về chất lượng trong quá trình phanh.
c. nguyên lý làm việc :
+ Khi không phanh: Dưới tác dụng của các lò xo hồi vị, các má phanh được giữ chặt không cho bung về phía trống phanh.
+ Khi phanh: Cam quay tạo ra áp lực trên đầu guốc phanh để đẩy guốc phanh áp sát vào trống phanh. Khi các má phanh đã tiếp xúc với trống phanh tạo nên mômen phanh hãm bánh xe lại.
2.2.2. Máy nén khí
a. Công dụng: Tạo ra nguồn khí nén có áp suất cao cung cấp cho các bình khí để thực hiện quá trình điều khiển và quá trình phanh .
c. Nguyên lý làm việc:
Máy nén khí dùng tronghệ thống phanh xe KAMAZ-5320 làloại máy pít tông, không thẳng dòng hai xi lanh, nén 1 bậc. Máy nén khí được lắp trên nút trước của các te động cơ. Cấu tạo máy nén khí gần giống với cấu tạo chung của động cơ đốt trong. Cơ cấu dẫn động máy nén khí làm việc từ trục khuỷu qua các bánh răng của cơ cấu dẫn động của các tổng thành.
2.2.3. Bộ điều chỉnh áp suất
a. Công dụng: Van điều áp có tác dụng duy trì áp suất của khí nén ở một giá trị xác định. Khi áp suất trong hệ thống vượt quá giới hạn này van điều áp sẽ hoạt động và có tác dụng phản hồi để lúc đó máy nén khí làm việc ở chế độ không tải
c. Nguyên lý làm việc:
Không khí từ đường ống IV qua phin lọc số 2 đi vào không gian bên trong ống 12 đi vào chi tiết số 10 đẩy van 11 mở ra không khí được nối thông với đường ống số II và đi vào bình chứa khí nén, đồng thời trong quá trính này không khí cũng được đi qua rãnh 9 lằm dưới piston số 8 mà piston số 8 được nén bởi lò xo cân bằng số 5 lúc này van xả số 4 được nối thông với khoang B lằm trên piston số 14 nối thông khoang A với khí trời qua cửa số I còn van nạp số 13 thì đóng lại dưới tác dụng của lò xo dưới tác dụng của các lò xo và đĩa lò xo 15 đẩy đóng van 1.
2.2.5. Van phanh 2 tầng
a. Công dụng: Van phanh 2 tầng dùng để điều khiển cơ cấu chấp hành của hệ thống phanh công tác của xe kéo và dẫn động phanh liên hợp ra rơ moóc khi dùng dẫn động riêng phanh cầu trước và phanh cầu sau.
c. Nguyên lý làm việc:
Ở vị trí ban đầu (bàn đạp phanh ở vị trí tự do hình 2.6a), các van 24,17 dưới tác dụng của các lò xo ép đóng van lại; Cửa Z2 phân cách với cửa V2 và cửa Z1 phân cách với cửa V1; cửa Z1 và Z2 được thông với khí quyển qua cửa 20.
Khi đạp bàn đạp phanh hình (2.6b), lực tác dụng sẽ được truyền đến van phanh và đến cần đẩy 6, phần tử đàn hồi 26 đến pit tông 25. Pit tông 25 dịch chuyển xuống dưới, ép lò xo 10 và đóng cửa xả khi nó tiếp xúc với van 24 để ngăn cách cửa Z1 với khí trời, và sau đó mở van 24.
Khi có hư hỏng ở tầng trên của van (không có áp suất ở cửa Z1), tầng dưới được điều khiển bằng cơ khí qua bu lông chặn 7 (hình 2.6c) và cần đẩy 28. Khi đó tác dụng tùy động thực hiện nhờ sự cân bằng của các lực đặt lên cần 1 từ phía trên, bằng áp lực của khí và lò xo 21 tác động lên pit tông 14 từ phía dưới. Nếu tầng dưới bị hư hỏng (không có áp suất ở cửa Z2), sự làm việc của tầng trên cũng không bị ảnh hưởng.
2.2.6. Điều hoà lực phanh.
a. Công dụng: Bộ tự động điều hoà lực phanh dùng để tự động thay đổi áp suất khí nén trong các bầu phanh các bánh xe hai cầu sau tuỳ thuộc vào tải trọng tác dụng lên các bầu khi phanh. Nhờ vậy tăng được khả năng sử dụng bám của bánh xe với đường, cho phép bảo đảm ổn định chuyển động của ôtô khi phanh.
c. Nguyên lý làm việc:
Ở vị trí ban đầu, van 1 dưới tác dụng của lò xo ép đế trong piston 2. Cửa I được ngăn cách với cửa II và nối thông với khí quyển qua tầng trên của van phanh. Các bầu phanh của các bánh xe sau thông với cửa II, cần đẩy rỗng 4 và cửa III được thông với khí quyển.
2.2.7. Van phanh tay.
a. Công dụng: Van phanh tay dùng để điều khiển bộ tích trữ năng lượng lò xo của dẫn động phanh và phanh dự trữ. Theo nguyên lý làm việc thì van phanh tay thuộc loại van tác dụng ngược – nó điều khiển các cơ cấu khí nén làm việc khi xả khí nén.
c. Nguyên lý làm việc:
Ở vị trí ban đầu (khi không phanh), chụp dẫn hướng 8 và cần đấy 9 dưới tác dụng của các lò xo sẽ ở vị trí dưới cùng. Van xả 10, cần 9 tách khỏi đế của piston 11 ngăn cách cửa I và cửa II và nối thông cửa I và cửa III. Khí nén qua lỗ trên piston 11 đi vào khoang a và qua cửa nạp của đế van đến khoang b, từ đó theo rãnh thẳng đứng đi đến của III và tiếp tục đến van gia tốc, bảo đảm cung cấp khí nén đến bình tích năng lò xo. Các lò xo dưới tác dụng của khí nén sẽ bị nén lại.
2.2.10. Bầu phanh kiểu 20 cùng với bộ tĩch trữ năng lượng
a. Công dụng : Bầu phanh kiểu 20 cùng bộ tích trữ năng lượng lò xo dùng để đưa cơ cấu phanh bánh xe các cầu sau vào làm việc khi các hệ thống phanh công tác, phanh dừng, phanh dự trữ làm việc.
c. Nguyên lý làm việc
Ở vị trí ban đầu (khi chưa phanh), khí nén chỉ có ở bộ tích trữ năng lượng.
Khi phanh ô tô bằng hệ thống phanh công tác, khí nén từ van phanh được đưa tới bầu phanh. Màng 9 bị uốn cong làm dịch chuyển cần 11, làm quay đòn điều chỉnh với cam ép, đẩy guốc phanh ép vào tang phanh một lực tỷ lệ với áp suất khí nén được đưa vào bầu phanh.
2.2.12. Các cụm thuộc hệ thống phanh bổ trợ.
a. Cơ cấu phanh động cơ:
Công dụng: Cơ cấu hãm động cơ sử dụng dạng vam được đặt trên đường ống xả dùng để giàm tiết diện thông qua trên đường ống xả nhằm mục đích chuyển động cơ về chế độ phanh.
b. Xilanh khí nén:
Công dụng: Xi lanh khí nén có nhiệm vụ là cơ cấu chấp hành, dẫn động đóng, mở van trên đường ống thải và dẫn động đòn ở bơm cung cấp nhiên liệu.
Các xi lanh này làm việc giống nhau. Khi đưa khí nén tới, piston chuyển dịch và đẩy cần nối với cơ cấu chấp hành. Xi lanh điều khiển dẫn động đóng mở van có đường kính 35mm, còn xilanh dẫn động ngừng cung cấp nhiên liệu có đường kính 30mm.
2.2.13. Van điều khiển phanh rơmóoc dẫn động một dòng.
a. Công dụng: Van điều khiển phanh rơmoóc dẫn động một đường dẫn đảm bảo cho việc điều khiển phanh và thôi phanh theo đúng tín hiệu của người lái xe.
c. nguyên lý làm việc.
Ở vị trí thôi phanh khí nén từ bình chứa của hệ thống phanh công tác được cấp đến cửa I, cửa IV được thông với khí quyển qua van phanh hai tầng. Dưới tác dụng của lò xo 14 và màng 15 đẩy cần 6 ở vị trí dưới. Khi đó van xả 20 đóng van nạp 21 mở ra và khí nén đi qua cửa II đến mạch ra rơmoóc. Đồng thời khí nén đi vào khoang b và c, áp suất ở b và c như nhau, do diện tích pistông phía dưới lớn nên pistông dịch chuyển lên phía trên cho đến khi bị chặn lại. Khi áp suất trong mạch rơmoóc đạt 4,8-5,2 KG/cm2 pistông dưới 4 hạ xuống đóng van 21 lại. Trong mạch rơmoóc áp suất được tự động duy trì có áp suất thấp hơn áp suất trong dẫn động xe kéo.
2.2.16. Đầu nối kiểu A và B.
a.Công dụng : Đầu nối kiểu A cho phép ta nối thông đường khí nén của xe kéo với rơmoóc khi A gắn với B và ngăn cách đường dẫn khí nén xe kéo với khí quyển khi không nối A không nối với B.
c. Nguyên lý làm việc:
*Ở trạng thái không ghép nối.
+ Đầu nối kiểu A: Dưới tách dụng của lò xo 2, van 3 tì vào đế van 4 làm ngăn cách mạch khí nén xe kéo với khí quyển.
+ Đầu nối kiểu B: Do không có gì cẩn trở nên mạch khí nén của rơmoóc được thông với khí quyển (rơmoóc ở trạng thái phanh).
Do chốt 5 tì vào van 3, van 3 mở, lúc này mạch khí nén xe kéo với rơmoóc thông với nhau.
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM CƠ CẤU PHANH XE KAMAZ-5320
3.1. Sơ đồ tính toán và các số liệu ban đầu.
3.1.1. Số liệu đầu vào:
+ Chiều cao trọng tâm xe: hg = 1,8 (m)
+ Chiều dài cơ sở của xe: L = 3190 + 660 (mm)
+ Tải trọng tác dung lên bánh xe trước ở trạng thái tĩnh trên mặt đường nằm ngang: G1 = 4375 (KG)
+ Tải trọng tác dụng lên các bánh xe sau ở trạng thái tĩnh trên mặt đường nằm ngang: G23 = 10930 (KG)
+ Tải trong khi xe khi đầy tải: G = 15305 (KG)
+ Tải trọng móc kéo: Grm = 11500 (KG)
+ Khoảng cách từ tâm cơ cấu phanh đến cam phanh: a = 0,18 (m)
+ Khoảng cách từ tâm cơ cấu phanh đến chốt tựa: c = 0,18 (m)
+ Khoảng cách từ chốt tựa đến tang phanh: d = 0,03 (m)
3.2. Nội dung tính toán kiểm nghiệm cơ cấu phanh.
3.2.1. Tính lực đẩy từ cơ cấu doãng má phanh lên guốc phanh P1, P2:
Các lực này xác định trên cơ sở biết được áp suất khí nén đưa đến bầu phanh và diện tích màng bầu phanh. Lực do bầu phanh sinh ra tỷ lệ với áp suất khí nén đưa đến bầu phanh. Theo tài liệu “Hướng dẫn thiết kế môn học” ta có áp suất khi nén đi vào bầu phanh xe: p = 6,5 (kg/cm2).
Với p= 6,5 (kg/cm2).
Gọi lực tác dụng lên guốc là P. Theo công thức [II.4] tài liệu [7] ta có:
P = p0.SM (3.
Thay D = 11(cm); d = 7(cm); ta có lực đẩy tác dụng lên các guốc phanh là: P = 420(kg).
Momen xoắn cần thiết Mt sinh ra trên các trục quay để trực tiếp ép các guốc phanh với truyền động cơ khí và cam có cánh tay đòn cố định được xác định theo công thức: ( tài liệu [7] công thức I.9 )
3.2.2. Xác định mômen phanh thực tế và mômen phanh yêu cầu của cơ cấu phanh.
3.2.2.1. Xác định mô men phanh thực tế.
Dưới tác dụng của các lực lên má phanh P1, P2 các má phanh được đẩy ra ép các má phanh sát vào tang phanh. Khi đó mômen ma sát giữa má phanh và tang phanh còn gọi là mômen phanh có tác dụng làm cho bánh xe quay chậm lại thực hiện quá trình phanh xe.
Để xác định được mômen phanh cần xác định quy luật phân bố áp suất trên cung má phanh và tùy theo sự thừa nhận quy luật phân bố áp suất khác nhau mà ta có công thức tính toán khác nhau.
a. Tính tọa độ điểm đặt hợp lực tác dụng lên má phanh
- Đối với cơ cấu phanh bánh trước: từ mục (3.2) ta đã tính được
δ = δ1 = 00 và ρ = 0,3 (m).
- Đối với cơ cấu phanh bánh giữa và bánh sau:
+ Đối với guốc trước: : β1 = 330; β2 = 1470; β0 = 1140
+ Guốc sau: β1 = 250; β2 = 1550; β0 = 1300
b. Xác định mômen phanh do cơ cấu phanh sinh ra.
Đối với cơ cấu phanh bánh giữa và bánh sau:
Tương tự như trên ta có: µ = 0,3; ρ2 = 0,363 (m); a = c = 0,18 (m);
θ = 16,70; δ2 = 00.
Thay các giá vào công thức trên ta có:
Mp2 = Mp3 = 1461 (KGm).
Vậy mômen thực tế toàn xe là:
Mp = Mp1 + Mp2 + Mp3 = 1208 + 1461 + 1461 = 4130 (KGm).
3.2.2.2. Mômen phanh yêu cầu của cơ cấu phanh.
a. Hệ số phân bố tải trọng lên cầu trước và cầu sau tương ứng là:
m1, m2 – hệ số phân bố tải trọng tương ứng lên cầu trước và trục cân bằng khi phanh. Từ hình 3.1 ta có:
a = G2.L/G = 2,85 (m) (3.10)
b = L – a = 1,00 (m) (3.11)
Thay các giá trị trên vào công thức (3.11) ta được:
rk = 0,932.0,514 = 0,479 (m).
a. Xác định mômen phanh yêu cầu.
Do ôtô KAMAZ-5320 có cơ cấu phanh của hệ thống phanh công tác đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe nên mômen phanh cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh của một bánh xe ở các cầu là:
Theo tài liệu [7] ta có:
Mp = Pp.rk (3.13)
+ Đối với cơ cấu phanh bánh trước:
Mp1 = 3216.0,479 = 1540 (KGm)
+ Đối với cơ cấu phanh bánh giữa và sau:
Mp2 = Mp3 = 2333.0,479 = 1117 (KGm)
Vậy mô men phanh yêu cầu của toàn xe là:
Mp = Mp1 + Mp2 + Mp3 = 1540 + 1117 + 1117 = 3774 (KGm)
* Nhận xét:
Qua kết quả tính toán ta thấy mô men phanh yêu cầu của toàn xe là 3774 (KGm) và mô men phanh thực tế của toàn xe là 4130 (KGm).
Như vậy mô men phanh thực tế do cơ cấu sinh ra bằng 96% mô men phanh yêu cầu. Sai số nằm trong giới hạn cho phép là nhỏ hơn 5%.
Do đó hệ thống phanh xe ô tô KAMAZ-5320 đảm bảo an toàn trong qua trình chuyển động.
3.2.3.4. Tính toán xác định nhiệt sinh ra trong quá trình phanh.
Trong quá trình phanh, động năng của ô tô sẽ chuyển thành nhiệt năng ở trong tang phanh và các chi tiết khác. Một phần nhiệt thoát ra môi trường không khí. Phương trình cân bằng nhiệt khi phanh do lực Pp gây lên sau quãng đường phanh dS và thời gian phanh dt.
Ga – trọng lượng ô tô khi đầy tải (kg), G = 26805 (kg);
v1, v2 – vận tốc ban đầu và vận tốc cuối quá trình phanh (m/s);
Gt – khối lượng của tang phanh và các chi tiết của tang phanh liên quan tới khôí lượng tang phanh (kg), Gt = 110 (kg);
c – nhiệt dung riêng của chi tiêt bị nung nóng (J/kg.độ), đối với thép và gang ta có c = 500 (J/kg.độ);
T – Hiệu nhiệt độ giữa tang phanh và không khí (0C);
k0 – hệ số truyền nhiệt tang trống và không khí (W/m2.0K);v
Theo tiêu chuẩn cho phép độ tăng nhiệt độ của tang phanh khi phanh với tốc độ ban đầu v1 = 30 (km/h) đến khi dừng hẳn v2 = 0 (km/h) không được vượt quá 15 0C, mà ta tính được độ tăng nhiệt độ của cơ cấu phanh xe KAMAZ-5320 trong trường hợp này là T = 14,2 0C vậy cơ cấu phanh đảm bảo thoát nhiệt tốt.
CHƯƠNG 4
CHẨN ĐOÁN KỸ THUẬT HỆ THỐNG PHANH XE KAMAZ-5320
4.1. Khái niệm chung về chẩn đoán kỹ thuật.
a. Khái niệm về chẩn đoán kỹ thuật ôtô
Khoa học chẩn đoán là môn khoa học nghiên cứu về phương pháp và công cụ xác định trạng thái của đối tượng chẩn đoán.
b. Mục đích của chẩn đoán kỹ thuật
Trong sử dụng, độ tin cậy làm việc của ôtô luôn suy giảm, mức độ suy giảm độ tin cậy chung của ôtô phụ thuộc vào độ tin cậy của các hệ thống và chi tiết bởi vậy để duy trì độ tin cậy chung cần thiết phải tác động kỹ thuật vào đối tượng.
c. Xuất phát từ những phân tích trên, chúng ta thấy chẩn đoán kỹ thuật có vai trò và ý nghĩa quan trọng sau đây.
Nâng cao độ tin cậy của xe và an toàn giao thông, nhờ phát hiện kịp thời và dự đoán trước được các hư hỏng có thể xảy ra, nhằm giảm thiểu tai nạn giao thông, đảm bảo năng suất vận chuyển.
Nâng cao độ bền lâu, giảm chi phí về phụ tùng thay thế, giảm được độ hao mòn các chi tiết do không phải tháo rời các tổng thành.
Giảm được tiêu hao nhiên liệu, dầu nhờn do phát hiện kịp thời để điều chỉnh các bộ phận về trạng thái làm việc tối ưu.
4.2. Chẩn đoán kỹ thuật hệ thống phanh xe KAMAZ-5320.
4.2.1. Những hư hỏng đặc trưng thường gặp ở các vị trí trên hệ thống phanh xe KAMAZ-5320.
- Máy nén khí
- Van điều chỉnh áp suất
- Trống phanh
- Van phanh chính
- Cơ cấu phanh trước
4.2.2. Các thông số chẩn đoán hệ cấu phanh.
- Lực tác dụng lên bàn đạp phanh
- Hành trình bàn đạp phanh
- Tốc độ máy nén khí
- Áp suất đo tại vị trí P18
- Áp suất đo tại vị trí P3t
- Áp suất đo tại vị trí P3s
- Áp suất đo tại vị trí P13
4.2.3. Các phương pháp và thiết bị xác định các thông số chẩn đoán.
4.2.3.1. Xác định hiệu quả phanh
a. Đo quãng đường phanh Sp trên đường
Chọn đoạn đường phẳng dài, mặt đường khô có hệ số bám cao, không có chướng ngại vật. Tại 1/3 quãng đường cắm cọc tiêu chỉ thị điểm bắt đầu đặt chân lên bàn đạp phanh. Cho ôtô không tải gia tốc đến tốc độ quy định (v), duy trì tốc độ này cho tới vị trí cọc tiêu phanh.
b. Đo gia tốc chậm dần, thời gian phanh trên đường
Phương pháp tương tự như trên, nhưng cần có dụng cụ đo gia tốc với độ chính xác ± 0,1m/ và xác định bằng giá trị gia tốc phanh lớn nhất trên dụng cụ đo. Đo gia tốc chậm dần lớn nhất là phương pháp cho độ chính xác tốt có thể dùng đánh giá chất lượng hệ thống phanh vì dụng cụ đo nhỏ, gọn (gắn trên kính ôtô).
4.2.3.2. Đo lực phanh và hành trình bàn đạp phanh
Việc đo lực phanh và hành trình bàn đạp phanh có thể tiến hành thông qua cảm nhận của người điều khiển, song để chính xác các giá trị này có thể dùng lực kế đo và thước đo chiều dài, khi xe đứng yên trên nền đường.
4.2.3.3. Đo lực phanh và hành trình cần kéo phanh tay
Khi đo cần xác định: Lực phanh lớn nhất đặt trên cần kéo phanh tay, hành trình toàn bộ cần kéo. Thông thường trên phanh tay có cơ cấu cóc hãm vì vậy dùng tiếng “tách” để xác định. Số lượng tiếng “tách’’ cho bởi nhà chế tạo.
4.2.3.6. Một số tiêu chuẩn về hệ thống phanh
* Chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh của một số nước
Từ cơ sở lý thuyết đã nghiên cứu có thể dùng bốn chỉ tiêu để đánh giá hiệu quả phanh như sau:
+ Quãng đường phanh,
+ Gia tốc chậm dần khi phanh,
+ Thời gian phanh,
4.2.5. Công cụ Fuzzy – Logic trong phần mềm Matlab
Để thuận tiện và dễ dàng xây dựng – soạn thảo – quan sát bộ điều khiển mờ, ta có thể sử dụng Fuzzy logic Toobox trong MATLAB. Có năm phần việc liên quan khi sử dụng Fuzzy logic Toobox để xây dựng hệ mờ là:
+ Soạn thảo phần cấu hình chung nhất với tên gọi “Soạn thảo hệ suy luận mờ FIS” (Fuzzy Inference System(FIS) Editor),
+ Soạn thảo hàm liên thuộc (Membership Function Editor),
+ Soạn thảo các luật mờ (Rule Editor),
a. Màn hình Fis editor
Các biến đầu vào: Input1, 2, 3…
Biến ra: Output
Tên các biến có thể thay đổi tuỳ theo yêu cầu mong muốn. Số lượng các biến đầu vào không hạn chế. Tuy nhiên số lượng này bị hạn chế bởi bộ nhớ của máy tính.
c. Màn hình Rule editor
Dựa vào bản chất vật lý, dựa vào số liệu đo đặc, dựa vào kinh nghiệm chuyên gia… để tạo nên các luật điều khiển. Đây chính là khâu quyết định độ chính xác kết quả bài toán.
d. Màn hình Rule viewer
Khi muốn quan sát tác dụng của các luật thì từ màn hình Relu Editor ta chọn View > Relu, lúc đó khung màn hình Relu Viewer sẽ xuất hiện.
Các giá trị của biến đưa vào có thể ở 2 dạng:
Dạng giá trị rõ: Giá trị cụ thể của các thông số đầu vào.
4.2.6. Ứng dụng Fuzzy lôgic để chẩn đoán hư hỏng hệ thống phanh
4.2.6.1. Các bước giải bài toán bằng phần mềm MATLAB
+ Bước: Khai báo các biến vào (Các biến vào ở đây là các thông số chẩn đoán đã được mờ hoá).
+ Bước 2: Khai báo các biến ra (Các biến ra ở đây là các vị trí hư hỏng trong hệ thống phanh chính đã được mờ hoá).
4.2.6.2. Khai báo các biến vào
Các thông số chẩn đoán là các biến vào chúng được mờ hoá ở các mức độ khác nhau.Được thể hiện qua thông số hàm phụ thuộc ( )
1. Biến ngôn ngữ “Lực tác dụng lên bàn đạp phanh (KG)’’ có các giá trị mờ
+ Lực bàn đạp nhỏ (A11): ( 12 12 13 14 )
+ Lực bàn đạp trung bình (A12): ( 13 14 15 16 )
3. Biến ngôn ngữ “Tốc độ máy nén khí (v/ph)” có các giá trị mờ
+ Tốc độ thấp (A31): ( 1300 1300 1400 1500 )
+ Tốc độ trung bình (A32): ( 1400 1500 1600 1700 )
5. Biến ngôn ngữ “ Áp suất đo tại vị trí 3t (kG/cm2)” có các giá trị mờ
+ Áp suất nhỏ (A51): ( 6 6 7 8 )
+ Áp suất trung bình (A52): ( 7 8 9 10 )
7. Biến ngôn ngữ “ Áp suất đo tại vị trí P13 (kG/cm2)” có các giá trị mờ
+ Áp suất nhỏ (A71): ( 1.5 1.5 1.7 1.9 )
+ Áp suất trung bình (A72): ( 1.7 1.9 2.1 2.3 )
+ Áp suất lớn ( A73 ): ( 2.1 2.3 2.5 2.5 )
14. Biến ngôn ngữ “ Nhiệt độ đường ống (0)” có các giá trị mờ
+ Nhiệt độ đường ống nhỏ(A141): ( 20 20 24 28 )
+ Nhiệt độ đường ống trung bình(A142): ( 24 28 32 36 )
+ Nhiệt độ đường ống lớn(A143): ( 32 36 40 40 )
9. Biến ngôn ngữ “ Bầu phanh sau ” có các giá trị mờ
+ Bầu phanh sau hỏng nhẹ (B91) : ( 0 0 2 4 )
+ Bầu phanh sau hỏng trung bình (B92) : ( 2 4 6 8 )
+ Bầu phanh sau hỏng nặng (B93) : ( 6 8 10 10 )
4.2.6.4. Xây dựng luật hợp thành
Các luật hợp thành thể hiện mối quan hệ giữa các thông số chẩn đoán và vị trí hư hỏng. Các mối quan hệ này được biểu diễn dưới dạng If – Then (Nếu – Thì).
Dựa vào cấu tạo nguyên lý của hệ thống phanh xe KAMAZ – 5320 và các nguyên nhân hỏng hóc của các bộ phận trên xe tôi đưa ra các luật hợp thành để chẩn đoán hệ thống phanh xe KAMAZ – 5320.
KẾT LUẬN
Sau một thời gian nghiên cứa học tập và được quan tâm giúp đỡ của các thầy trong bộ môn đặc biệt là thầy hướng dẫn: PGS. TS.………….., tôi đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp đại học. Trong quá trình làm đồ án tôi đã học được thêm rất nhiều kiến thức về chuyên ngành ôtô. Đồ án tốt nghiệp của tôi đã giải quyết được các vấn đề sau:
* Tìm hiểu được sâu về hệ thống phanh khí nén.
* Cách sử dụng và các bước để tiến hành chẩn đoán hệ thống bất kỳ trên quân sự.
* Đưa ra được kết quả chẩn đoán hệ thống phanh với độ chính xác cao.
Qua tiếp xúc và được các thầy chỉ dẫn tôi phần nào cũng tiếp cận được cách thức, phong làm việc một cách khoa học giúp tôi thấy mình trưởng thành và dần tạo nên thế giới quan trong phong cách làm việc.
Hướng phát tiển của đề tài: đề tài của tôi có thể làm tài liệu tham khảo để các đề tài sau phát triển đầy đủ hơn để chẩn đoán các hệ thống nào trên xe quân sự.
Tuy đã nỗ lực hết sức, quá trình ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật trong ôtô của thế giới và các thiết bị chẩn đoán cũng không ngừng hoàn thiện bản thân tôi chưa tiếp cận hết nên chắc hẳn đồ án của tôi còn nhiều khiếm khuyết. Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo: PGS. TS.………….., cùng các thầy trong bộ môn Ôtô quân sự, Khoa Động Lực đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và làm đồ án tốt nghiệp.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Phúc Hiểu, Võ Văn Hường. Lý thuyết ôtô quân sự. Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự – 1983.
[2]. Vũ Đức Lập, Phạm Đình Vy. Cấu tạo ôtô quân sự, tập 2. Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự – 1995.
[3]. Nguyễn Khắc Trai. Kỹ thuật chẩn đoán ôtô. Nhà xuất bản giao thông vận tải – 1999.
[4]. Ngô Hắc Hùng. Kết cấu và tính toán ôtô. Nhà xuất bản giao thông vận tải – 2008.
[5]. Phạm Thanh Tạo. Giáo trình MATLAB. Nhà xuất bản Đà Nẵng.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"