MỤC LỤC
MỤC LỤC........................................................................................................................................................................... 1
LỜI NÓI ĐẦU..................................................................................................................................................................... 4
CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH KẾT PHANH TRÊN XE URAL375D........................................................................................ 6
1.1. Giới thiệu chung xe Ural 375D................................................................................................................................. 6
1.2. Đặc tính kỹ thuật xe Ural 375D ................................................................................................................................ 7
1.3. Một số hệ thống chính trên xe Ural 375D............................................................................................................... 11
1.3.1. Động cơ................................................................................................................................................................... 11
1.3.2. Hệ thống truyền lực ................................................................................................................................................ 11
1.3.3 Hệ thống lái............................................................................................................................................................... 11
1.3.4 Hệ thống treo............................................................................................................................................................ 12
1.3.5 Hệ thống điện........................................................................................................................................................... 12
1.4. Phân tích hệ thông phanh trên xe Ural 375D......................................................................................................... 12
1.4.1. Giới thiệu chung về hệ thống phanh trên xe Ural 375D.......................................................................................... 12
1.4.2. Hệ thống phanh chính............................................................................................................................................. 14
1.4.3 Hệ thống phanh dừng.............................................................................................................................................. 15
1.4.4. Hệ thống phanh bổ trợ............................................................................................................................................ 16
1.4.5. Kết cấu một số cụm cơ bản trong hệ thống phanh chính xe Ural 375D................................................................. 16
1.5. KẾT LUẬN................................................................................................................................................................. 16
CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ PHANH TRÊN XE URAL 375D................................ 37
2.1. Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh.................................................................................................................... 37
2.1.1. Gia tốc chậm dần khi phanh.................................................................................................................................... 37
2.1.2. Thời gian phanh...................................................................................................................................................... 39
2.1.3. Quãng đường phanh.............................................................................................................................................. 39
2.1.4. Lực phanh và lực phanh riêng................................................................................................................................ 44
2.1.5. Một số tiêu chuẩn đánh giá hiệu quả phanh................................................................................................,.......... 45
2.2. Thiết lập mô hình khảo sát...................................................................................................................................... 51
2.2.1. Cơ sở thiết lập mô hình khảo sát..............................................................................................................,............. 51
2.2.2. Mô hình hóa chuyển động của ô tô khi phanh........................................................................................................ 55
2.2.3. Phân bố lực phanh trên các cầu xe........................................................................................................................ 57
2.2.4. Mô phỏng chuyển động của ô tô khi phanh............................................................................................................ 59
2.3. Xác định các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh xe Ural 375D.............................................................................. 61
2.3.1. Gia tốc phanh.............................................................................................................................................,............ 62
2.3.2. Thời gian phanh, quãng đường phanh................................................................................................................... 65
2.3.3. Phân bố lực phanh trên các cầu xe.............................................................................................................,.......... 66
2.4. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phanh xe Ural 375D............................................................. 68
2.4.1. Ảnh hưởng của vận tốc bắt đầu phanh..................................................................................................,................ 68
2.4.2. Ảnh hưởng của gia tốc phanh..............................................................................................................,................. 70
2.4.3. Ảnh hưởng của thời gian chậm tác dụng trong dẫn động phanh........................................................................... 71
2.4.4 Ảnh hưởng của hệ số bám...................................................................................................................................... 74
2.5 Kết luận..................................................................................................................................................................... 74
CHƯƠNG 3:HƯỚNG DẪN KHAI THÁC HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE URAL 375D.................................................. 76
3.1. Những chú ý cơ bản trong khai thác, sử dụng hệ thống phanh trên xe Ural 375D...........................................76
3.1.1. Kiểm tra hệ thống phanh xe trước khi vận hành.................................................................................................... 76
3.1.2. Trong quá trình vận hành....................................................................................................................................... 76
3.2. Bảo dưỡng hệ thống phanh xe Ural 375D............................................................................................................ 77
3.2.1. Bảo dưỡng thường xuyên...................................................................................................................................... 78
3.2.2. Bảo dưỡng cấp I.................................................................................................................................................... 78
3.2.3. Bảo dưỡng cấp II................................................................................................................................................... 78
3.2.4. Hướng dẫn kiểm tra, điều chỉnh trong quá trình khai thác hệ thống phanh trên xe Ural 375D............................. 79
3.3. Những hư hỏng thường gặp trong hệ thống dẫn động phanh xe Ural 375D và biện pháp khắc phục.......... 85
3.3.1. Đối với hệ thống phanh chính................................................................................................................................ 85
3.3.2. Đối với hệ thống phanh dừng................................................................................................................................. 87
3.4. Kết luân.................................................................................................................................................................... 89
KẾT LUẬN....................................................................................................................................................................... 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................................................................... 91
PHỤ LỤC......................................................................................................................................................................... 92
LỜI NÓI ĐẦU
Xã hội con người ngày càng phát triển, nhu cầu giao thông vận tải ngày càng tăng, số lượng và chủng loại ô tô hoạt động là rất lớn. Khả năng hạn chế của việc kiểm tra thường xuyên tình trạng kỹ thuật ô tô nói chung, hệ thống phanh nói riêng trong quá trình sử dụng dẫn đến hậu quả là các hư hỏng chỉ được phát hiện khi nó đã xuất hiện một cách rõ rệt. Các hư hỏng liên quan đến việc giảm thiểu công suất, tăng chi phí nhiên liệu, tăng lượng độc hại ở khí xả, biến dạng phần truyền lực, giảm hiệu quả phanh dẫn đến mất an toàn chuyển động..., có thể ngay cả người lái xe cũng không nhận biết kịp thời. Ở nước ta những năm gần đây số vụ tai nạn và số người chết do tai nạn là rất lớn. Theo thống kê của các nước thì trong tai nạn giao thông đường bộ 60-70% do con người gây ra, 10-15% do hư hỏng máy móc, trục trặc về kỹ thuật và 20-30% do đường sá xấu. Trong nguyên nhân hư hỏng do máy móc, trục trặc về kỹ thuật thì tỷ lệ tai nạn do các cụm của ô tô gây nên được thống kê như sau: phanh chân 52,2-74,4%, phanh tay 4,9-16,1%, lái 4,9-19,2%, chiếu sáng 2,3-8,7%, bánh xe 2,5-10%, các hư hỏng khác 2-18,2%. Từ các số liệu nêu trên thấy rằng, tai nạn do hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn nhất trong các tai nạn do kỹ thuật gây nên.
Chính vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến nhiều để đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của đất nước, để khai thác hệ thống phanh có hiệu quả người ta cũng phải tuân theo các qui tắc nhất định và xác định một cách kịp thời những hư hỏng sự cố. Các hư hỏng loại này trong thời kỳ phát sinh chỉ có thể nhận biết nhờ chẩn đoán.
Quân đội ta mặc dù có đặc thù riêng, xong cũng không thể tránh khỏi tham gia giao thông trong quá trình hoạt động. Để đảm bảo tham gia giao thông an toàn, các xe trong quân đội cũng cần có sự hoàn thiện về kỹ thuật, nâng cao hiệu quả và độ tin cậy làm việc của hệ thống phanh.
Vì vậy, đề tài tốt nghiệp “Khảo sát các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh trên xe Ural 375D” đặt ra là cần thiết và mang ý nghĩa thực tiễn. Đồ án đi vào giải quyết một số nội dung cơ bản sau:
Lời nói đầu.
Chương 1: Phân tích kết cấu hệ thống phanh trên xe Ural 375D.
Chương 2: Khảo sát các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh trên xe Ural 375D.
Chương 3: Hướng dẫn khai thác sử dụng hệ thống phanh trên xe Ural 375D.
Kết Luận:
Qua thời gian gần 3 tháng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo: Ths …………….., và các thầy trong khoa Ôtô quân sự, em đã hoàn thành nội dung đồ án được giao. Do thời gian thực hiện đề tài có hạn nên đồ án của em sẽ không tránh khỏi những thiếu xót. Em rất mong sự chỉ bảo của các thầy để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cám ơn!
TP. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
…………………
Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE URAL-375D
1.1. Giới thiệu chung về xe Ural 375D
Xe Ural-375D là xe vận tải hạng nặng được trang bị và sử dụng nhiều trong quân đội. Xe được thiết kế và chế tạo tại Liên Xô (Cũ), xe có 3 cầu chủ động , công thức bánh xe 6 x 6
Xe có tính cơ động cao, có sức chứa 5 tấn và kéo moóc trên tất cả các loại đường phức tạp, kể cả những nơi không có đường xá. Xe có khả năng hoạt động tốt trên mọi vùng khí hậu khác nhau, có thể hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ từ -40oc đến +50oc .
Xe Ural-375D được thiết kế lắp đặt động cơ ZiL 375, là động cơ xăng 4 kỳ bố trí hình chữ V. Thứ tự làm việc của động cơ 1-5-4-2-6-3-7-8 .
- Hệ thống bôi trơn: Kiểu hỗn hợp (bôi trơn bằng áp suất kết hợp với vung té)
- Hệ thống nhiên liệu: Dùng xăng.
- Hệ thống làm mát: Bằng chất lỏng (nước) tuần hoàn theo chu kỳ kín, có két làm mát nước, bơm nước kiểu ly tâm được dẫn động bằng dây đai từ đầu trục khuỷu động cơ .
- Truyền động các đăng kiểu hở, truyền lực qua then hoa. Cấu tạo các đăng kiểu ống, với số lượng 3 trục, khớp các đăng dùng ổ lăn kim.
- Cầu xe: có 3 cầu, tất cả đều là cầu chủ động, sử dụng truyền lực chính kép, sau truyền lực chính có đặt vi sai bánh răng côn đối xứng.
- Phanh tay (phanh dừng): Là loại phanh kiểu tang trống, được đặt ở hệ thống truyền lực sau hộp số phụ, dẫn động bằng cơ khí .
- Phanh phụ: Phanh bằng động cơ.
- Phanh rơ moóc: Dẫn động bằng khí nén.
1.2. Đặc tính chiến kỹ thuật của xe Ural 375D.
Hình dáng bao ngoài và một số kích thước cơ bản của xe Ural-375D được biểu diễn trên hình 1.1.
Một số thông số kĩ thuật cơ bản của xe Ural -375D được chỉ ra trong bảng 1.a
1.3 Một số hệ thống chính trên xe Ural 375D
1.3.1 Động cơ
Là động cơ xăng 4 kỳ, xu páp treo, có 8 xy lanh, bố trí hình chữ V.
+ Hệ thống bôi trơn kiểu hỗn hợp bôi trơn bằng áp suất kết hợp vung té, đáy các te kiểu ướt, bơm dầu kiểu bánh răng, dầu bôi trơn là loại AC8, AC10.
+ Hệ thống nhiên liệu dùng xăng A-76. Chế hoà khí K-88AE. Bơm nhiên liệu kiểu màng được dẫn động từ cam lệch tâm trên trục cam và có thể cung cấp nhiên liệu bằng bơm máy và bơm tay được. Có hai thùng nhiên liệu.
1.3.2. Hệ thống truyền lực.
+ Li hợp loại một đĩa ma sát khô, thường đóng, dẫn động bằng cơ khí, lò xo ép bố trí xung quanh.
+ Hộp số chính kiểu cơ khí, 3 trục dọc có 5 số tiến và 1 số lùi, các trục của hộp số được quay trơn trên các vòng bi và được truyền động qua các cặp bánh răng.
Các số truyền II, III, IV, V có bố trí bộ đồng tốc kiểu quán tính hoàn toàn.
Tỷ số truyền ở các tay số xem Bảng 1.
+ Hộp số phân phối là kiểu cơ khí có vi sai ở giữa các cầu, có hệ thống gài cầu trước bằng điện khí nén, hai cấp. Có tỉ số truyền xem Bảng 1.
1.3.4. Hệ thống treo.
Cầu trước sử dụng hệ thống treo phụ thuộc với phần tử đàn hồi là nhíp lá có cấu tạo đơn giản vì các lá nhíp vừa làm nhiệm vụ của phần tử đàn hồi vừa làm nhiệm vụ của phần tử dẫn hướng.
Cầu sau và cầu giữa sử dụng hệ thống treo cân bằng trên hai bộ nhíp. Hệ thống treo này đảm bảo sự bằng nhau của các tải trọng thẳng đứng trên cầu giữa và cầu sau.
1.3.5. Hệ thống điện.
Sử dụng điện áp toàn mạch 12V, dòng điện một chiều, thân xe làm mát.
1.4 Phân tích kết cấu hệ thống phanh trên xe Ural 375D
1.4.1 Giới thiệu chung về hệ thống phanh trên xe Ural 375D
Trên xe Ural – 375D được trang bị 3 hệ thống phanh riêng biệt: Phanh công tác, phanh dừng và phanh phụ. Các hệ thống phanh làm việc độc lập với nhau đảm bảo hiệu quả cao trong mọi điều kiện của quá trình khai thác phanh. Sơ đồ bố trí hệ thống phanh xe Ural – 375D được biểu diễn trên hình 1.2.
- Mạch 1: Khí nén từ máy nén khí qua bộ điều chỉnh áp suất nạp cho bình khí nén dẫn động phanh xe kéo, từ bình khí nén qua 1 đường dẫn khí nén đến tầng dưới của tổng van phanh chờ cấp cho xilanh thuỷ khí để phanh cầu trước, cầu giữa và cầu sau.
- Mạch 2: Khí nén từ máy nén khí qua bộ tự động điều chỉnh áp suất nạp cho bình khí nén dẫn động phanh rơmoóc, khí từ bình khí nén đến cấp tầng trên của tổng van phanh để ra điều khiển hệ thống phanh rơmoóc.
1.4.2 Hệ thống phanh chính
Phanh công tác xe Ural – 375D là hệ thống phanh hỗn hợp, kết hợp thuỷ lực và khí nén, nó gồm 1 mạch dẫn động khí nén mắc nối tiếp với 2 mạch dẫn động thủy lực. Mạch dẫn động thứ nhất dẫn động cho cầu trước và cầu giữa, mạch dẫn động thứ 2 dẫn cho cầu sau. Dẫn động khí nén đảm nhận chức năng điều khiển hệ thống, phần thuỷ lực đảm nhận chức năng của bộ phận chấp hành. Phần khí nén dự trữ và tác động lên phần thủy lực. Phần khí nén gồm có tổng van phanh, van điều chỉnh áp suất, van an toàn, các bình chứa khí nén.
1.4.3 Hệ phanh dừng.
Phanh tay là “trợ thủ” đắc lực cho “chốt” giúp trục xe không chuyển động khi dừng xe. Điều gì xảy ra khi về P trước khi kéo phanh tay ? Khi lái xe về P trước sẽ khiến hộp số bị ảnh hưởng do lúc này nó vẫn đang hoạt động dẫn đến có một lực tác động lên chốt sẽ tạo ra một lực quán tính.
Khi kéo cần phanh dừng 1, thông qua hệ thống tay đòn 5, 6 và cần kéo dẫn động phanh làm xoay cam phanh 8, đẩy doãng hai guốc phanh tỳ sát vào tang trống. Lúc này tang trống phanh tay bị khoá cứng làm trục ra hộp phân phối cũng bị khoá cứng.
1.4.4 Hệ thống phanh bổ trợ.
Phanh phụ dùng để giảm tải cho hệ thống phanh công tác khi xe xuống dốc dài, hoặc khi phải phanh xe với thời gian lâu.
Xe Ural – 375D sử dụng phanh phụ là phanh chậm dần kiểu xả, làm việc dựa trên cơ sở tạo ra một đối áp ở ống xả động cơ.
1.4.5 Kết cấu một số cụm cơ bản trong hệ thống phanh chính xe Ural 375D.
1.4.5.1. Máy nén khí
a. Công dụng:
Máy nén khí là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho hệ thống phanh của xe Ural 375D. Máy nén khí của xe URAL - 4320 được lắp phía trước ca bin cùng với động cơ. Máy nén khí được dẫn động từ động cơ thông qua truyền động bánh răng.
b. Kết cấu:
Kết cấu của máy nén khí sử dụng trên xe Ural – 375D được biểu diễn trên hình 1.4.
Qua hình 1.4 ta thấy:
Máy nén khí sử dụng trên xe Ural -375D là loại máy kiểu pistông, 2 xi lanh 1 cấp, dẫn động máy nén khí bằng truyền động đai từ trục khuỷa động cơ. Cũng giống như động cơ, thân máy nén khí, khối xy lanh, nắp máy nén khí được đúc bằng gang.
1.4.5.2.Bộ tự động điều chỉnh áp suất
a. Nhiệm vụ:
Bộ tự động điều chỉnh áp suất có nhiệm vụ tự động điều chỉnh áp suất khí nén trong bình khí nén trong khoảng giá trị theo yêu cầu (6
7,7 KG/cm2). Bộ điều chỉnh áp suất được lắp ở vị trí phía sau máy nén khí và phía trước của bình khí nén.
b. Kết cấu:
Kết cấu bộ tự động điều chỉnh áp suất được biểu diễn trên hình 1.6.
Bộ điều chỉnh áp suất được đặt trên khối xi lanh của máy nén khí ở khoang trong thân 1 nối thông với khoang dưới van trượt (khoang P) nhờ có rãnh a có 2 viên bi 4 và 5. Hai van này được ép bởi lò xo 9 thông qua cần đẩy 12, van nạp 4 phía dưới có đế tựa dạng vòng đệm lò xo 3. Kết cấu này không cho van bị dính vào đế tựa. Đế tựa của van xả 5 là mặt nút của ống dẫn hướng 13 của cần đẩy 12, ở ống dẫn hướng có rãnh nối thông khoang của viên bi với khí trời. Khí nén từ bình chứa khí nén được dẫn đến phần cốc lưới lọc của bộ điều chỉnh áp suất (cốc lưới lọc 2) để lọc dầu và lọc nước bị lẫn trong khí nén.
1.4.5.3. Van an toàn bình chứa.
a. Nhiệm vụ:
Đảm bảo an toàn cho hệ thống, ngăn ngừa việc tăng áp suất quá mức trong trường hợp bộ điều chỉnh áp suất bị hỏng hoặc điều chỉnh sai.
b. Cấu tạo: Cấu tạo van an toàn bình chứa được biểu diễn trên hình 1.7.
1.4.5.5. Van giảm áp giữa các bình.
a. Nhiệm vụ :
Để duy trì áp suất khí nén của hệ thống phanh luôn trong giới hạn nhất định, bảo đảm hệ thống phanh làm việc bình thường.
b. Cấu tạo:
Cấu tạo van giảm áp giữa các bình được biểu diễn trên hình 1.9.
1.4.5.7. Xi lanh thuỷ khí
a. Công dụng:
Dưới tác dụng của dòng khí nén, tạo ra dòng thủy lực có áp suất cao, điều khiển quá trình phanh.
b. Kết cấu:
Kết cấu của xi lanh thủy khí được biểu diễn trên hình 1.10.
+ Thân xi lanh được đúc bằng gang, trên thân có gia công các lỗ bù, lỗ thông qua, đồng thời đây cũng là chi tiết để gá đặt các chi tiết khác.
+ Pít tông: Mỗi buồng của xi lanh chính có một pít tông. Mỗi pít tông có một lò xo hồi vị riêng. Pít tông được chế tạo bằng nhôm đúc, phía đầu làm việc có gờ cố định gioăng làm kín, trên mỗi pít tông có khoan 8 lỗ và có khoang chứa dầu để bù dầu trong hành trình trả. Phía đuôi của pít tông khoang thứ nhất có hốc để chứa đầu cần đẩy.
1.4.5.8. Cơ cấu phanh
a. Công dụng:
Cơ cấu phanh là cơ cấu cuối cùng trong hệ thống phanh, và có nhiệm vụ
tạo ra mô men phanh cần thiết và giữ ổn định về hiệu quả phanh trong quá trình sử dụng.
b. Kết cấu :
Cơ cấu phanh Ural - 375D là cơ cấu phanh kiểu guốc; chốt tựa cùng phía, lực đẩy bằng nhau; được bố trí ở tất cả các bánh xe.
Trên xe Ural- 375D mỗi cơ cấu phanh có hai xy lanh thủy lực 2 nằm trong cùng một vỏ. Kết cấu cơ cấu phanh sử dụng trên xe Ural – 375D được biểu diễn trên hình 1.12.
* Tang phanh.
Được đúc bằng gang hợp kim (Có thêm thành phần Niken, Môlip đen, Đồng). Yêu cầu tang phanh phải có độ cứng vững cao, trọng lượng nhỏ, đảm bảo diện tích cần thiết và thoát nhiệt tốt. Tang phanh phải có hệ số má sát lớn, mòn đều ở bất kỳ điều kiện nhiệt độ nào.
Kết cấu tang phanh phải đảm bảo làm mát tốt, tang phanh và moay ơ phải đảm bảo cân bằng nhất định.
* Guốc phanh.
Guốc phanh được đúc từ gang, tiết diện chữ T (tăng độ cứng). Một đầu của guốc được tì vào xi lanh bánh xe dưới tác dụng của lò xo kéo 3, đầu còn lại cố định vào mâm phanh bằng chốt tựa 11.Các chốt tựa 11 có thể quay trong lỗ của mâm phanh 7. Trên chốt tựa người ta lắp các đệm lệch tâm đối với tâm quay của chốt. Các đệm này không thể quay quanh chốt nhưng có thể cùng với chốt quay quanh lỗ của guốc phanh.
1.4.5.9. Van điều khiển phanh rơmoóc.
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.
b. Kết cấu:
Kết cấu van điều khiển phanh romooc dẫn động một đường dẫn được biểu diễn trên hình 1.13.
Qua hình 1.13 ta thấy:
Van phanh romooc dùng trên hệ thống phanh xe Ural – 375D có thân làm từ hợp kim, nối từ bình khí nén tới mạch khí nén ra rơmooc, có tác dụng duy trì áp suất trong mạch nhờ vào van xả 20, trong thân van gồm các chi tiết chính piston, lò xo cân bằng, vít điều chỉnh, van xả, van nạp. Các chi tiết được gia công bằng thép hợp kim để tăng độ bền và độ tin cậy cho van.
1.4.5.11. 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.
Đầu nối kiểu B cho phép thông mạch khí nén từ xe kéo sang rơmoóc khi B được gắn với A và thông với khí quyển khi B không gắn với A.
b. Kết cấu
Kết cấu đầu nối kiểu A và B được biểu diễn trên hình 1.17.
Qua hình 1.17 ta thấy:
Thân đầu nối kiểu A-B sử dụng trên xe Ural - 375D được làm từ hợp kim thép có các chi tiết chính là lò xo hồi vị, van ngược, chốt. Chốt 5 được gắn cố định trên đầu nối B khi ghép nối với đầu nối A, có tác dụng đẩy van ngược lên phía trên để thông khí nén trong mạch khí nén tới rơmoóc.
1.5. Kết luận.
Hệ thống phanh trên xe Ural 375D được thiết kế một cách kỹ lưỡng, đảm bảo khả năng phanh an toàn và hiệu quả trong nhiều điều kiện đường khác nhau.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh này được thực hiện thông qua việc áp dụng lực phanh từ tay lái đến các bánh xe, tạo ra hiệu ứng phanh an toàn và linh hoạt. Sự kết hợp giữa các bộ phận và cơ chế truyền lực giúp đảm bảo hiệu suất phanh tối ưu và đáng tin cậy.
Tóm lại, hệ thống phanh trên xe Ural 375D là một phần quan trọng và không thể thiếu trong việc đảm bảo an toàn và ổn định khi vận hành. Sự hiểu biết sâu sắc về cấu trúc và hoạt động của hệ thống này sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảosự an toàn khi sử dụng xe.
CHƯƠNG 2
KHẢO SÁT CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ PHANH XE URAL 375D
2.1. Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh.
Hiệu quả phanh là tập hợp các tính chất xác định gia tốc phanh lớn nhất của ô tô khi nó chuyển động trên các loại đường khác nhau ở các chế độ phanh khác nhau, xác định giá trị giới hạn của ngoại lực khi ô tô được phanh cố định trên đường hoặc có vận tốc chuyền động tối thiểu khi chuyển động xuống dốc. Bên cạnh đó cần đánh giá bằng độ ổn định của ô tô khi phanh.
2.1.1. Gia tốc chậm dần khi phanh.
Đây là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá hiệu quả quá trình phanh ô tô. Khi phân tích các lực tác dụng lên xe khi phanh ta thiết lập được phương trình cân bằng lực như sau:
Pj = Pp +Pf + Pw + - Pi ; (2.1)
Trong đó:
Pj : là lực quán tính sinh ra khi phanh xe;
Pp : là tổng các lực phanh sinh ra ở các bánh xe;
Pf : là lực cản lăn của ô tô;
Pw: là lực cản không khí;
Pi : là lực cản lên dốc.
Thực nghiệm chứng tỏ khi phanh Pf, Pw, rất bé so với lực phanh Pp nên có thể bỏ qua. Sự bỏ qua này chỉ gây sai số khoảng 1,5 - 2 %. Khi phanh trên đường nằm ngang (Pi = 0) thì lực phanh Pp chiếm khoảng 98 - 98,5% tổng các lực có xu hướng cản sự chuyển động của xe, ta có phương trình sau:
Pj = Pp (2.2)
2.1.2. Thời gian phanh.
Thời gian phanh cũng là một trong các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả quá trình phanh. Thời gian phanh càng nhỏ thì hiệu quả phanh càng cao.
Ta thấy thời gian phanh nhỏ nhất tpmin không phụ thuộc vào trọng lượng xe mà phụ thuộc vào vận tốc bắt đầu phanh xe v1, phụ thuộc vào hệ số khối lượng quay s và phụ thuộc vào hệ số bám o giữa bánh xe với mặt đường. Để cho thời gian phanh nhỏ nhất thì cần phải giảm s, do đó người lái nên cắt ly hợp khi phanh.
2.1.3. Quãng đường phanh.
* Quãng đường phanh lý thuyết:
Quãng đường phanh là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá hiệu quả quá trình phanh của xe. Chỉ tiêu này mang tính trực quan giúp lái xe xử lý tốt khi phanh trên đường.
Quãng đường phanh nhỏ nhất được xác định bằng cách tích phân dS trong giới hạn vận tốc từ thời điểm ứng với vận tốc bắt đầu phanh v1 tới thời điểm vận tốc cuối quá trình phanh v2.
Như vậy quãng đường phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của xe lúc bắt đầu phanh v1 (theo hàm bậc 2), phụ thuộc vào hệ số ảnh hưởng của khối lượng quay s và phụ thuộc vào hệ số bám o giữa bánh xe với mặt đường. Để giảm quãng đường phanh cần giảm hệ số o, nên người lái cần phải cắt ly hợp trước rồi mới phanh.
Từ đồ thị trên ta thấy rằng vận tốc bắt đầu phanh v1 càng cao thì quãng đường phanh càng lớn vì quãng đường phanh phụ thuộc bình phương của vận tốc v1, đồng thời hệ số bám o càng cao thì quãng đường phanh càng giảm.
* Quãng đường phanh thực tế:
Các công thức (2.5), (2.8), (2.12) xác định gia tốc chậm dần cực đại, thời gian phanh nhỏ nhất và quãng đường phanh nhỏ nhất đều mang tính lý thuyết, tức là trong điều kiện lý tưởng, áp suất dẫn động (áp suất chất lỏng hoặc khí nén) đạt giá trị cực đại ngay tại thời điểm bắt đầu phanh và bỏ qua thời gian phản ứng của người lái. Thời gian phanh không phải được tính từ khi phanh bắt đầu có hiệu quả mà phải tính từ khi người lái nhận được tín hiệu để phanh. Do vậy mà Jpmax, tp, Sp sẽ lớn hơn so với các giá trị tính theo công thức ở trên.
Để xác định quãng đường phanh thực tế cần nghiên cứu quá trình phanh qua các đồ thị thực nghiệm để thể hiện được quan hệ giữa lực phanh Pp sinh ra ở bánh xe (hoặc mômen phanh Mp) với thời gian t. Đồ thị này được gọi là giản đồ phanh ( Hình 2.2).
Trên giản đồ, gốc tọa độ được coi là thời điểm người lái phát hiện ra chướng ngại vật ở phía trước và nhận thức được rằng cần phải phanh xe. Thời gian các giai đoạn trong quá trình phanh thực tế được xác định cụ thể gồm có:
t1: Thời gian phản xạ của người lái, tức là từ lúc thấy được chướng ngại vật cho đến lúc tác dụng vào bàn đạp phanh. Thời gian này phụ thuộc vào trình độ của người lái. Thời gian t1 nằm trong giới hạn t1 = 0,3 0,8s.
t2: Thời gian chậm tác dụng của hệ thống phanh do khắc phục hành trình tự do trong hệ thống, tức là thời gian từ lúc người lái tác dụng vào bàn đạp phanh cho đến khi má phanh ép sát vào tang phanh. Thời gian này phụ thuộc vào kết cấu dẫn động phanh, đối với phanh khí nén t2 = 0,2 - 0,4s.
t3: Thời gian tăng lực phanh và tăng gia tốc chậm dần, nó phụ thuộc vào kết cấu dẫn động phanh, đối với phanh khí nén t3 = 0,5 - 1s.
Khi xe đã dừng hoàn toàn thì thời gian phanh t5 không ảnh hưởng đến quãng đường phanh nhỏ nhất. Như vậy thời gian phanh thực tế tổng cộng kể từ lúc có tín hiệu phanh đến khi phanh dừng hẳn sẽ là:
tp=t1 + t2 + t3 + t4 (2.13)
Từ giản đồ phanh cho thấy ở thời gian t1 + t2, lực phanh và gia tốc chậm dần bằng không. Lực phanh và gia tốc bắt đầu tăng lên từ thời điểm A là điểm khởi đầu của thời gian t3, cuối thời gian t3 lực phanh và gia tốc chậm dần đạt giá trị cực đại và giữ không đổi trong suốt thời gian t4. Cuối thời gian t4, gia tốc chậm dần và lực phanh bắt đầu giảm. Hết thời gian t5 lực phanh bằng không. Gia tốc chậm dần trong thời gian t4 được gọi là gia tốc chậm dần ổn định.
Nếu kể đến thời gian phản xạ của người lái và thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh thì quãng đường phanh thực tế được xác định như sau:
SP = S1 + S2 + S3 + S4; (2.14)
Trong đó quãng đường phanh tương ứng với khoảng thời gian t1 và t2 khi xe phanh ở vận tốc ban đầu v1 sẽ là:
S1 + S2 = v1.(t1 + t2) (2.15)
2.1.4. Lực phanh và lực phanh riêng.
Lực phanh và lực phanh riêng cũng là chỉ tiêu để đánh giá hiệu quả phanh. Các giá trị này dùng để đánh giá khả năng sử dụng trọng lượng bám ở từng cầu. Chỉ tiêu này chỉ được dùng thuận lợi nhất khi thử phanh xe trên bệ thử.
Từ biểu thức (2.23) ta thấy lực phanh riêng cực đại có giá trị bằng hệ số bám. Như vậy, về mặt lý thuyết, lực phanh riêng cực đại có thể đạt được giá trị 70 - 80% trên mặt đường nhựa khô nằm ngang. Nhưng thực tế, giá trị đạt được chỉ trong khoảng 45 - 65%.
Cả bốn chỉ tiêu trên đều có giá trị ngang nhau, nghĩa là khi đánh giá hiệu quả phanh chỉ cần dùng một trong bốn chỉ tiêu đó. Tuy nhiên, chỉ tiêu quãng đường phanh là đặc trưng nhất vì nó cho phép người lái hình dung được vị trí xe có thể dừng trước một chướng ngại vật mà họ buộc phải xử trí để khỏi xảy ra tai nạn khi phanh xe ở tốc độ ban đầu nào đó.
2.1.5. Một số tiêu chuẩn đánh giá hiệu quả phanh.
Hiện nay tiêu chuẩn về hiệu quả phanh của các nước khác nhau, phụ thuộc vào trình độ phát triển công nghiệp ô tô, hiệu quả đường xá. Mặc dù Liên Hiệp Quốc có đề xuất tiêu chuẩn chung về phanh ô tô nhưng mỗi nước vẫn có tiêu chuẩn riêng để áp dụng cho nước mình.
- Tiêu chuẩn dùng cho nhà máy chế tạo ô tô và trong nghiên cứu khoa học.
- Tiêu chuẩn dùng cho cơ sở sử dụng ô tô.
- Tiêu chuẩn kiểm tra phanh định kỳ.
2.1.5.1. Tiêu chuẩn dùng cho nhà máy chế tạo ô tô và trong nghiên cứu khoa học.
Tiêu chuẩn cho nhà máy chế tạo ô tô và trong nghiên cứu khoa học thường được xác định bởi các quy định cụ thể của ngành công nghiệp và các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế. Đặc điểm của tiêu chuẩn này là yêu cầu hiệu quả phanh cao, khi thí nghiệm phải tiến hành ở tốc độ bắt đầu phanh lớn, ô tô chất đầy tải, tất các các ô tô phải thí nghiệm ở chế độ 0, chế độ I, một số loại ô tô cần tiến hành thí nghiệm ở cả chế độ II.
Trong bảng 2.1:
M1: Ô tô dùng để chở khách có số chỗ ngồi không lớn hơn 8 (không kể chỗ người lái) và các biến thể của nó để vận chuyển hàng hóa cỡ nhỏ.
M2: Như trên, nhưng số chỗ ngồi lớn hơn 8 và khối lượng toàn tải đến 5 tấn.
M3: Như trên, nhưng khối lượng toàn tải lớn hơn 5 tấn.
N1: Ô tô dùng để chở hàng hóa và các biến thể của nó, khối lượng toàn tải đến 3,5 tấn.
N2: Như trên, nhưng khối lượng toàn tải từ 3,5 tấn đến 12 tấn.
N3: Như trên, nhưng khối lượng toàn tải trên 12 tấn.
Chế độ thử phanh loại 0: Dùng để xác định hiệu quả hệ thống phanh công tác khi cơ cấu phanh nguội (nhiệt độ trống phanh<1000oC).
2.1.5.2. Tiêu chuẩn dùng cho cơ sở sử dụng ô tô.
Đặc điểm của tiêu chuẩn này là yêu cầu hiệu quả phanh có thấp hơn so với tiêu chuẩn dùng cho ô tô mới xuất xưởng. Tốc độ thí nghiệm yêu cầu cũng thấp hơn. Chế độ thử chỉ yêu cầu ở chế độ phanh nguội (chế độ 0). Thí nghiệm được tiến hành lúc đầy tải hoặc khi không tải.
Trên bảng 2.2 trình bày tiêu chuẩn về hiệu quả phanh của Nga dùng cho ô tô đang sử dụng (ΓОТС 25478 - 91 có hiệu lực từ ngày 01/07/1993).
2.1.5.3. Tiêu chuẩn kiểm tra phanh định kỳ.
Kiểm tra phanh định kỳ được tiến hành sau thời gian sử dụng quy định tùy theo loại ô tô. Kiểm tra phanh định kỳ có thể tiến hành trên đường hoặc trên bệ thử. Tiêu chuẩn dùng cho kiểm tra phanh định kỳ có đơn giản hơn so với hai chỉ tiêu đã xem xét ở trên. Kiểm tra phanh định kỳ thường được tiến hành ở trạng thái không tải và ở tốc độ ban đầu thấp.
Trên Bảng 2.2 trình bày tiêu chuẩn kiểm tra phanh định kỳ trên đường của Nga đang được áp dụng hiện nay. Tiêu chuẩn trong Bảng 2.3 ứng với tốc độ bắt đầu phanh là 40 Km/h, ở trạng thái không tải trên đường nhựa khô bằng phẳng nằm ngang. Giá trị trong ngoặc ứng với ô tô sản xuất trước ngày 01/01/1981.
Trên bảng 2.5 là tiêu chuẩn của liên minh Châu Âu về các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh của các loại ô tô.
2.2. Thiết lập mô hình khảo sát.
Việc khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu quả phanh ô tô có thể sử dụng phương pháp thực nghiệm hoặc lý thuyết dựa trên các mô hình tính toán. Trong đồ án này em sử dụng phương pháp lý thuyết dựa trên các mô hình tính toán thiết lập mô hình chuyển động của ô tô khi phanh bằng phần mềm MatLab trên máy tính.
2.2.1. Cơ sở thiết lập mô hình chuyển động của ô tô.
2.2.1.1. Các khái niệm cơ bản của mô hình chuyển động của ô tô.
Mô hình chuyển động phẳng của ô tô dựa trên các giả thiết chính như sau: Bánh xe bên trái và phải của cầu trước và sau được nhập thành một và chiều cao của trọng tâm ô tô so với mặt đường là bằng không (Mô hình một vết) như trên Hình 2.3.
Do vậy các tải trọng phân bố ngang và dọc giữa bánh xe bên trong và bên ngoài cũng như các bánh xe của cầu trước và cầu sau có thể bỏ qua và chuyển động lắc ngang của xe có thể bỏ qua.
* Hệ tọa độ:
Trong mô hình có hai hệ tọa độ song hành trong hình 2.3 đó là XOY (hệ tọa độ tuyệt đối, hay còn gọi là hệ tọa độ mặt đường, hoặc hệ tọa độ tổng thể) và hệ tọa độ xCy (là hệ tọa độ của ô tô, hay còn gọi là hệ tọa độ địa phương).
Ở đây X, Y là các véc tơ trong tọa độ XOY; x, y là các véc tơ trong tọa độ xCy.
* Phương trình chuyển động:
Ở đây Fx, Fy là các lực tác dụng lên trọng tâm C theo phương X và Y của ô tô, Jz là mô men quán tính khối lượng quay, Mz là mômen quay xung quanh trục thẳng đứng Z đi qua trọng tâm C.
Hệ phương trình (2.39) được gọi là hệ phương trình vi phân chuyển động của ô tô.
2.2.1.2. Quan hệ giữa góc lăn lệch và phản lực ngang.
Các lực ngang của cầu trước và cầu sau được xác định bởi hàm phụ thuộc giữa góc lăn lệch và phản lực pháp tuyến. Có nhiều hàm mô tả mối quan hệ giữa góc lăn lệch và lực ngang.
Ở đây B, C, D, E, Sh,Sv là các hệ số phụ thuộc vào tải trọng Z, chúng cần phải xác định từ các thử nghiệm thực tế và không có thứ nguyên.
Loại thứ hai được dẫn xuất từ các số liệu thống kê được lấy từ website (www.trucsim.com) theo đó thì hệ số lực ngang được định nghĩa như là tỷ số giữa lực ngang và phản lực thẳng đứng. Chúng được biểu diễn bằng một đa thức xấp xỉ bậc 5 của góc lăn lệch. (Hình 2.4)
2.2.2. Mô hình hóa chuyển động của ô tô khi phanh.
2.2.2.1. Giả thiết đặt ra và mô hình phẳng động lực học quá trình phanh xe.
Khi đang chuyển động trên đường cũng như khi bắt đầu vào chế độ phanh thì xe chịu tác dụng của nhiều nội lực và ngoại lực phức tạp. Để đơn giản và thuận tiện cho việc tính toán, ta đưa ra một số giả thiết sau:
Khảo sát mô hình phẳng của ô tô Ural 375D, không tính đến ảnh hưởng của chiều rộng bánh xe, và các bánh xe của một cầu được coi là một.
- Hệ số bám của các bánh xe ở các cầu là không đổi.
- Toàn bộ khối lượng của ô tô tập trung tại trọng tâm xe.
- Xe chuyển động trên đường phẳng, nằm ngang.
- Bánh xe tiếp xúc với mặt đường tại một điểm.
- Khi tính toán được tính cho chế độ phanh là chế độ phanh cấp tốc.
- Xe chuyển động thẳng hoặc quay vòng với bán kính không đổi trong khi bắt đầu phanh.
Từ các giả thiết trên, mô hình khảo sát động lực học quá trình phanh xe được đưa ra như trên Hình 2.5.
2.2.2.2. Hệ phương trình vi phân chuyển động.
Từ Hình 2.5 có thể xác định được các lực theo phương x và y và mômen xung quanh trọng tâm C của ô tô.
Ở đây Ppi là lực phanh ở cầu thứ i.
Nguyên lý elip ma sát: Trong trường hợp phanh xe khi đang quay vòng thì tại bề mặt tiếp xúc giữa lốp và mặt đường sẽ có các phản lực theo phương x và y. Phản lực theo phương x hoặc y sẽ bị giới hạn bởi phản lực theo phương còn lại.
Ở đây Pp0 và F0 được tạo ra tại góc lăn lệch đã cho (khi phanh không bị trượt ngang) và lực phanh lớn nhất tương ứng với góc lăn lệch bằng 0 (bằng μ.Z) đường cong của hình elip nói trên được thể hiện trong Hình 2.6.
2.2.3. Phân bố lực phanh trên các cầu của xe.
Sơ đồ phân bố lực phanh cho các cầu của xe Ural 375D được thể hiện trên Hình 2.7.
Các lực phân bố được bố trí như trong sơ đồ có điểm đặt lực C là trọng tâm của xe.
mg : trọng lượng xe kéo;
Z1, Z23 : các phản lực pháp tuyến của bề mặt tựa lên các bánh xe;
PP : lực phanh tại xe;
L : chiều dài cơ sở của xe;
Lực phanh bị giới hạn bởi điều kiện bám giữa bánh xe với mặt đường: Pp1≤.Z1; Pp23≤ Z23
2.2.4. Mô phỏng chuyển động của ô tô bằng SimuLink.
a. Giới thiệu về MatLab
MatLab là một phần mềm dùng cho cán bộ nghiên cứu, thiết kế và lập trình. Nó đóng vai trò một công cụ tính toán mạnh, cho phép nhanh chóng tính ra trị số của biểu thức phức tạp và lưu giữ trị số của biểu thức vào bộ nhớ của máy tính, MatLab cung cấp các công cụ sử lý các mảng dữ liệu: véc tơ, ma trận, ngoài ra nó còn cung cấp các hàm để giải quyết các vấn đề thường gặp trong kỹ thuật như:
* Tệp *.mat:
- Tệp này có phần mở rộng là mat, dùng để ghi lại các biến có trong môi trường làm việc của Matlab.
- Tệp này được ghi dưới dạng mã nhị phân.
*Tệp *.m (m-file):
Tệp này có nhiều chức năng:
- Có thể chứa các biểu thức của MatLab (script file) để gọi vào môi trường MatLab khi cần thiết.
- Là chương trình ứng dụng ngôn ngữ lập trình của MatLab.
- Là một hàm mới của MatLab do người dùng định nghĩa. m-file được lưu trữ dưới mã ASCII.
b. Giới thiệu về SimuLink
SimuLink là phần chương trình mở rộng của MatLab nhằm mục đích mô hình hoá, mô phỏng và khảo sát các hệ thống động lực học. Giao diện đồ hoạ trên màn hình của SimuLink cho phép thể hiện hệ thống dưới dạng sơ đồ tín hiệu với các khối chức năng quen thuộc.
c. Các mô đun giải bằng SimuLink
Simulink là một phần mềm mở rộng của MAtLab cho phép mô tả hệ thống tuyến tính, hệ phi tuyến, các mô hình trong miền thời gian lien tục, hay gián đoạn hoặc mô tả một hệ gồm cả lien tục và gián đoạn.
Để mô hình hóa, Simulink cung cấp một giao diện đồ họa để sử dụng và xậy dựng mô hình sử dụng thao tác nhấn và kéo với chuột để hình thành nên các mô đun là các Blocks trong các khối của thư viện.Thư viện của Simulink bao gồm các khối chuẩn nên người sử dụng cũng có thể thay đổi hay tạo ra các khối cho riêng mình.
Mô đun chính của chương trình như hình 2.8.
2.3. Xác định các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh của xe Ural 375D.
Sơ đồ khảo sát xe đã chọn có dạng như trên sơ đồ tính toán hình 2.9. Mô hình toán để xây dựng quỹ đạo chuyển động của xe khảo sát là các hệ phương trình phanh xe (2.49) và (2.50).
Trong đồ án em khảo sát ở trường hợp chuyển động thẳng lý tưởng nên tập trung vào một số chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh như sau: Gia tốc phanh, thời gian phanh, quãng đường phanh và lực phanh trên các cầu.
Các thông số đầu vào như bảng 2.6.
2.3.1. Gia tốc phanh.
Từ công thức (2.2)
Pj = Pp
Theo quy luật thay đổi lực phanh trên các cầu thay đổi theo thời gian (Hình 2.11) ta có:
BFi=BFi(t) (2.59)
Công thức (2.61) được sử dụng để tính gia tốc phanh cho ô tô Ural 375D. Giá trị gia tốc phanh thay đổi theo quy luật thay đổi lực phanh.
Để xác định chỉ tiêu về gia tốc phanh ô tô Ural 375D thì từ các thông số ban đầu của xe và mô hình tính toán khi phanh xe được xây dựng trong matlab sử dụng các mô đun SimuLink được khảo sát như sau:
Trình tự khảo sát bao gồm các bước:
a. Nhập các thông số vào:
- Các thông số chung của xe bao gồm các thông số khối lượng, các thông số kích thước, tọa độ trọng tâm, mô men quán tính khối lượng xung quanh trục Z đi qua trọng tâm xe.
- Vận tốc ban đầu Vx0 của xe .
- Hệ số bám của đường.
b. Tính toán các giá trị ban đầu (Zi, PPi (i=1,3))
(Nội dung của bước 1 và bước 2 được thực hiện trong tệp m- file nsl.m)
c. Lựa chọn các tham số của phương án khảo sát:
- Lực phanh bánh xe trên cầu trước của xe.
Giá trị lực phanh lớn nhất ở cầu trước có thể được xác định thông qua biến kBF1 trong tệp nsl.m.
- Lực phanh bánh xe cầu giữa và cầu sau.
Giá trị của lực phanh ở cầu giữa và cầu sau có thể xác định thông qua mối quan hệ phân bố lý tưởng theo công thức (2.35).
- Thời gian khảo sát
d. Giải hệ phương trình vi phân chuyển động bằng MatLab
e. Xử lý kết quả tính
Giá trị các tham số khi khảo sát là:
- Vận tốc bắt đầu khi phanh 30 km/h.
- Hệ số sử dụng trọng lượng bám ở cầu trước là 100 % tải trọng phân bố lên cầu trước;
- Thời gian chậm trễ tác dụng (T1+T2) của các cầu là như nhau và bằng 0.8s.
- Góc quay bánh xe dẫn hướng bằng 0 độ( Xét trường hợp xe phanh khi đang chuyển động thẳng không có chướng ngại vật phía trước).
- Thời gian khảo sát 10 s.
- Hệ số bám của đường là 0.7.
Hình 2.11 là dạng kết quả khảo sát được của gia tốc phanh. Do không có sự thay đổi về giá trị lực phanh nên gia tốc phanh có giá trị không đổi và bằng 3.79 m/s2.
2.3.2. Thời gian phanh, quãng đường phanh.
Thời gian phanh và quãng đường phanh là một trong các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh, trong đó quãng đường phanh là đặc trưng nhất vì nó cho phép người lái hình dung được vị trí xe dừng trước một chướng ngại vật mà họ phải xử lý để khỏi gây ra tai nạn khi phanh ở một vận tốc nào đó. Do đó chỉ tiêu này thường được sử dụng để đánh giá hiệu quả tác động của phanh.
Hình 2.12 là kết quả khảo sát được của quãng đường phanh và thời gian phanh cho trường hợp khảo sát với vận tốc 30km/h.
2.3.3. Lực phanh.
Khi phanh, trên moayơ bánh xe sẽ tác dụng mô men phanh, còn trên bánh xe tác dụng phản lực tiếp tuyến của đường hướng ngược với chiều chuyển động. Phản lực này được gọi là lực phanh.
Lực phanh là chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh của xe và thường được sử dụng khi thử phanh trên bệ thử. Lực phanh bằng tổng các lực phanh trên các bánh xe. Khác với các lực cản nhân tạo, lực phanh có thể điều chỉnh từ không đến trị số lớn nhất tương ứng với trường hợp phanh cấp tốc.
Giá trị các tham số của trường hợp này là:
Vận tốc bắt đầu khi phanh 30 km/h.
- Hệ số sử dụng trọng lượng bám ở cầu trước là 100 % tải trọng phân bố lên cầu trước;
- Thời gian chậm trễ tác dụng (T1+T2) của các cầu là như nhau và bằng 0.8s.
- Góc quay bánh xe dẫn hướng bằng 0 độ( Xét trường hợp xe phanh khi đang chuyển động thẳng không có chướng ngại vật phía trước).
- Thời gian khảo sát 10 s.
- Hệ số bám của đường là 0.7.
2.4. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phanh.
2.4.1. Ảnh hưởng của vận tốc bắt đầu phanh.
Trên Bảng 2.7 là kết quả khảo sát ảnh hưởng của vận tốc bắt đầu phanh. Đồ án đã tính với 3 giá trị của vận tốc bắt đầu phanh là 40 km/h, 50 km/h, 60 km/h.
Do không có thay đổi về lực phanh nên gia tốc phanh trong trường hợp này không đổi và đều bằng 3.79 m/s2.
Giá trị các tham số còn lại của trường hợp này là:
- Hệ số sử dụng trọng lượng bám ở cầu trước là 100 % tải trọng phân bố lên cầu trước;
- Thời gian chậm trễ tác dụng (t2) của các cầu như nhau và bằng 0.8 s.
- Góc quay bánh xe dẫn hướng bằng 0 độ.
- Thời gian khảo sát 10 s,
- Hệ số bám của đường là 0.7.
Có thể thấy kết quả khảo sát là phù hợp với lý thuyết. Khi vận tốc bắt đầu phanh giảm thì thời gian phanh, quãng đường phanh đều giảm.
2.4.2. Ảnh hưởng của gia tốc phanh.
Sự thay đổi của gia tốc phanh được thực hiện bằng việc thay đổi tổng lực phanh trên ô tô thông qua hệ số tận dụng trọng lượng bám tĩnh của cầu trước( hệ số kBF1). Đồ án đã tính với 5 giá trị của hệ số BF là 75 %, 85 %, 95 %, 105 %.115 %. Trên Bảng 2.8 là kết quả khảo sát ảnh hưởng của gia tốc phanh.
- Giá trị các tham số còn lại của trường hợp này là:
- Vận tốc bắt đầu khi phanh 60 km/h.
- Thời gian chậm trễ tác dụng (t2) của các cầu là như nhau và bằng 1 s.
- Góc quay bánh xe dẫn hướng bằng 0 độ.
Qua kết quả khảo sát có thể thấy khi gia tốc phanh tăng thì thời gian phanh và quãng đường phanh giảm. Với xe Ural 375D khi tận dụng hết trong lượng bám của cầu trước tới 115 % thì gia tốc phanh có thể đạt giá trị 4.46 m/s2 trên đường có hệ số bám 0.7.
2.4.3. Ảnh hưởng của thời gian chậm tác dụng trong dẫn động phanh.
Ảnh hưởng của thời gian chậm trễ tác dụng ở các cầu được khảo sát ở hai giả thiết khác nhau. Do không có thay đổi về lực phanh nên gia tốc phanh trong trường hợp này không đổi và đều bằng 3.79m/s2.
Giả thiết thứ nhất: thời gian chậm trễ tác dụng của các cầu là như nhau. Trong trường hợp này đồ án khảo sát với ba giá trị của t3 bằng 0.5 s, 1 s, 1.5 s. Kết quả khảo sát thể hiện ở Bảng 2.9.
Giá trị các tham số còn lại của trường hợp này là:
- Vận tốc bắt đầu khi phanh 60 km/h.
- Hệ số sử dụng trọng lượng bám ở cầu trước là 100 % tải trọng phân bố lên cầu trước;
- Thời gian chậm trễ tác dụng (t2) của các cầu là như nhau.
- Góc quay bánh xe dẫn hướng bằng 0 độ.
- Thời gian khảo sát 10 s.
Từ bảng 2.9 có thể thấy ảnh hưởng của thời gian chậm trễ tác dụng đến thời gian phanh và quãng đường phanh rõ rệt hơn. Khi tăng thời gan chậm trễ tác dụng thì thời gian phanh và quãng đường phanh đều tăng.
Qua khảo sát ở hai trường hợp ta thấy rằng khi thời gian chậm trễ tác dụng của cầu sau lớn hơn cầu trước và cầu giữa 0.5 s thì thời gian phanh và quãng đường phanh đều nhỏ hơn.
2.4.4. Ảnh hưởng của hệ số bám.
Ảnh hưởng của hệ số bám được khảo sát ở ba giá trị 0.5, 0.6, 0.7. Lúc này tỷ số tối ưu giữa lực phanh cầu trước với tổng lực phanh cầu giữa và sau sẽ thay đổi tăng dần tương ứng từ 0.5413, 0.5964, 0.6555.
Giá trị các tham số còn lại của trường hợp này: Vận tốc bắt đầu phanh 60 km/h.
- Thời gian chậm trễ tác dụng (t2) của các cầu là như nhau và bằng 1 s.
- Thời gian khảo sát 10 s, góc quay bánh xe dẫn hướng bằng 0 độ.
- Giả thiết hệ số sử dụng trọng lượng bám ở cầu trước không thay đổi và bằng 80 % tải trọng tĩnh phân ra cầu trước .
Kết quả khảo sát thể hiện ở bảng 2.11 cho thấy cùng với sự giảm của hệ số bám, tỷ số tối ưu giữa lực phanh cầu trước với tổng lực phanh cầu giữa và sau giảm theo do đó tổng lực phanh ở các cầu giữa và sau tăng lên, khả năng tận dụng trọng lượng bám cầu sau cũng tăng theo kết quả là gia tốc phanh cũng tăng theo, cải thiện đáng kể hiệu quả phanh. Tuy nhiên điều này chỉ đúng khi lực phanh ở các cầu chưa vượt qua giới hạn bám.
2.5. Kết luận
Như vậy qua chương trình khảo sát cho ta thấy quy luật thay đổi của các chỉ tiêu hiệu quả phanh vào các yếu tố khai thác.
Hệ số bám càng tăng thì hiệu quả phanh càng tốt, trong quá trình sử dụng để bảo đảm hiệu quả phanh xe tốt cần nên sử dụng xe ở chế độ tải trọng nhỏ, hạn chế sử dụng ở chế độ toàn tải và tránh sử dụng quá tải.
Vận tốc chuyển động của ô tô khi bắt đầu phanh ảnh hưởng rất lớn đến quãng đường phanh. Quãng đường phanh tỷ lệ bậc 2 với vận tốc bắt đầu phanh. Gia tốc phanh không phụ thuộc vào vận tốc bắt đầu phanh. Với điều kiện cơ sở hạ tầng giao thông hiện nay cho phép ô tô chuyển động với vận tốc tương đối cao do đó quãng đường phanh tương đối lớn. Điều này là nguyên nhân gây ra nhiều tai nạn giao thông. Do đo người điều khiển xe không được cho xe chạy với vận tốc lớn hơn vận tốc cho phép của từng loại đường và từng đường cụ thể.
Chương 3
HƯỚNG DẪN KHAI THÁC HỆ THỐNG PHANH XE URAL-375D
3.1. Những chú ý cơ bản trong khai thác, sử dụng hệ thống phanh trên xe ô tô Ural 375D.
3.1.1. Kiểm tra hệ thống phanh trước khi vận hành.
Hệ thống phanh là một hệ thống đảm bảo chuyển động của ô tô. Do vậy phải đáp ứng những yêu cầu kiểm tra khắt khe, nhất là khi ô tô hoạt động ở tốc độ cao.
Trong quá trình sử dụng, không được thay đổi kết cấu của hệ thống phanh nếu không được cơ quan có thẩm quyền cho phép.
Trong quá trình sử dụng, khi có chi tiết bị hư hỏng phải thay thế bằng các chi tiết tương tự do nhà máy chế tạo ô tô đó sản xuất hoặc do cơ sở chế tạo được cơ quan có thẩm quyền cho phép.
Hành trình làm việc và hành trình tự do của bộ phận điều khiển phải điều chỉnh đúng theo quy định của nhà chế tạo. Các đai ốc, mối nối phải xiết chặt (đủ lực xiết quy định). Tuyệt đối không rò rỉ, nứt, vỡ trên các đường ống dẫn khí nén và độ kín khít của cả hệ thống.
3.1.2. Trong quá trình vận hành.
Tránh phanh đột ngột để lết bánh xe trên đường làm lốp nhanh mòn và hiệu quả phanh không cao.
Giảm thiểu việc phanh xe với tốc độ quá lớn hoặc phanh liên tục vì như vậy sẽ làm cơ cấu phanh nóng lên, làm giảm hệ số ma sát của phanh đồng thời làm cho các chi tiết của hệ thống phanh nóng, làm giảm tuổi thọ cho các chi tiết và làm giảm hiệu quả của quá trình phanh.
Trong sử dụng phải thường xuyên kiểm tra sự làm việc của hệ thống để phát hiện sớm và khắc phục kịp thời những hư hỏng.
Nghiêm cấm không được sử dụng phanh tay thường xuyên khi xe đang chuyển động bình thường, không có tình huống phức tạp xảy ra đột ngột, vì nó nhanh chóng làm phá hỏng hệ thống truyền lực và dễ gây ra hiện tượng làm xe quay vòng tại chỗ, dễ gây lật đổ xe.
3.2. Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống phanh xe Ural -375D.
Quy trình bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống phanh xe Ural 375D được thể hiện ở và một số quy trình kiểm tra, điều chỉnh được thể hiện ở
3.2.1. Bảo dưỡng hệ thống phanh xe Ural 375D
Chu kỳ bảo dưỡng bảo dưỡng hàng ngày, bảo dưỡng trước khi xe đi công tác, bảo dưỡng trên đường, bảo dưỡng khi xe đi công tác về.
* Nội dung bảo dưỡng:
Kiểm tra độ kín các chỗ nối cơ cấu và khả năng làm việc của hệ thống phanh, độ bắt chặt trục guốc phanh, bầu phanh.
Kiểm tra trạng thái của các ống mềm liên kết hệ thống phanh của rơ moóc (đối với đoàn ôtô, kéo rơ moóc).
3.2.2. Bảo dưỡng cấp I.
Chu kỳ bảo dưỡng được thực hiện khi xe chạy được từ 1200 ¸ 1800 km.
* Nội dung bảo dưỡng:
Làm công việc bảo dưỡng thường xuyên và tiến hành các nội dung công việc sau:
Xem xét bên ngoài các phần tử và theo những chỉ bảo của các dụng cụ có trên xe để kiểm tra độ hoàn hảo của hệ thống phanh, khắc phục những hỏng hóc.
Bơm mỡ vào các vị trí bôi trơn các tay đòn, điều chỉnh các cơ cấu phanh.
Kiểm tra điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp phanh. (hành trình tự do nằm trong khoảng 28-38mm)
Kiểm tra điều chỉnh hành trình trục của bầu phanh.(hành trình nằm trong khoảng 15-25mm)
3.2.4. Hướng dẫn kiểm tra, điều chỉnh trong quá trình khai thác hệ thống phanh xe Ural 375D.
3.2.4.1. Phanh dừng.
Thường xuyên kiểm tra sự bắt chặt, và kiểm tra điều chỉnh khe hở giữa má phanh và tang trống. Khi độ mòn tấm ma sát tăng thì sẽ làm tăng hành trình tự do của phanh tay. Hành trình tự do được quy về răng trên thanh hãm, theo quy định từ 2-5 răng. Việc điều chỉnh được tiến hành theo các bước sau:
1. Tháo cung răng 26, thanh kéo 28 dẫn động ra.
2. Đẩy cần dẫn động (tay phanh) 30 tận cùng về phía trước.
3.2.4.3. Máy nén khí.
Cần phải kiểm tra siết chặt ốc bắt máy nén khí vào động cơ, bắt pu li, độ căng dây đai, đường ống dẫn khí nén.
Kiểm tra xiết lại ốc mặt máy của máy nén khí với lực siết vào khoảng 1,2- 1,7 KGm. Sau 800.000 - 100.000 km thì cần phải tháo mặt máy của máy nén khí ra để kiểm tra đỉnh pít tông, các van, van trượt, đế van, van không khí để làm sạch cũng như kiểm tra độ kín khít các van, sự làm việc của van điều hoà áp suất.
Nếu cần thiết phải thay vòng làm kín bằng cao su trên van trượt nhưng khi đó phải tuân thủ theo thứ tự các bước sau:
- Bước 1: Khởi động động cơ tới khi có áp suất trong hệ thống đạt 7,3 - 7,7 KG/cm2.
- Bước 2: Tắt động cơ
- Bước 3: Tháo đường ống dẫn cao su liên hệ giữa máy nén khí với bầu lọc không khí. Khi đường nối bộ giảm tải nối với máy nén khí bị hở thì nghe thấy tiếng ồn lớn và khi đó đồng hồ hơi báo áp suất thấp.
- Bước 4: Giảm áp suất không khí trong hệ thống 6 - 6,4 KG/cm2, khi đó van trượt sẽ tự hạ xuống
- Bước 6: Thay thế vòng làm kín bằng cao su trên van trượt trước khi lắp van trượt cùng đệm làm kín phải bôi một lớp dầu động cơ.
Dấu hiệu của máy nén khí hỏng là xuất hiện tiếng kêu lớn, có tiếng gõ, tăng lượng dầu ở các bình hơi báo hiệu vòng găng bị mòn phớt làm kín cuối trục khuỷu, các vòng bi (bạc) đầu dưới thanh truyền, hoặc bị tắc đường ống dẫn hơi của máy nén khí.
3.2.4.5. Van an toàn.
Yêu cầu van phải không rò khí, để khắc phục rò khí người ta tiến hành tháo rửa bằng xăng (hoặc dầu hoả) lau khô, trên bề mặt van (bi và đế) không có hiện tượng rỗ, sứt mẻ.
Trong trường hợp những hư hỏng trên không khắc phục được thì phải tiến hành thay thế van khác.
3.2.4.8. Khóa ngắt.
Được lắp trên đường dẫn khí nén từ ô tô xuống phanh rơ moóc. Nó được đặt ở trước đầu nối, dùng để đóng mở dòng không khí, vị trí khóa mở là khi cần của nó nằm song song với vỏ, còn vị trí khóa đóng là khi đặt vuông góc với vỏ.
3.2.4.9. Khoá xả cặn bình chứa khí nén.
Dùng để xả cặn bẩn lẫn trong không khí được lắng đọng trong đáy bình chứa khí nén ra ngoài, nó được lắp ở các bình chứa khí nén.
3.3. Những hư hỏng thường gặp trong hệ thống dẫn động phanh xe Ural 375D và biện pháp khắc phục.
3.3.1. Đối với hệ thống phanh chính.
Các hư hỏng làm biến xấu trạng thái kỹ thuật hệ thống phanh. Qua đó làm giảm hiệu quả phanh, thể hiện qua tăng hành trình tự do bàn đạp phanh, tăng quãng đường thời gian phanh do lực phanh ở các bánh xe không đều dẫn đến làm giảm độ ổn định và tính dẫn hướng của ô tô khi phanh. Đối với hệ thống phanh chính xe Ural 375D trong quá trình khai thác có thể xảy ra các hư hỏng và sự cố như bảng 3.1.
3.3.2. Đối với hệ thống phanh dừng.
Đối với hệ thống phanh dừng khi sử dụng dừng xe, đỗ xe trên dốc hoặc khi xe không hoạt động và không có người lái trên xe thì trong quá trình khai thác có thể xảy ra các hư hỏng và sự cố như bảng 3.2.
3.4. Kết luận.
Trong chương 3, chúng ta đã tìm hiểu cũng như nêu ra các cách khai thác hệ thống phanh trên xe Ural 375D một cách chính xác và an toàn. Việc hiểu rõ về cách hoạt động và việc bảo dưỡng, sửa chữa của hệ thống phanh sẽ giúp chúng ta tránh được những tai nạn không mong muốn khi lái xe. Bằng cách thực hành và rèn luyện kỹ năng, chúng ta sẽ trở nên thành thạo hơn trong việc điều khiển và khai thác hệ thống phanh trên xe Ural 375D. Điều quan trọng nhất là luôn tuân thủ quy tắc an toàn cho bản thân và những người xung quanh.
KẾT LUẬN
Sau một thời gian nghiên cứu thu thập tài liệu, vận dụng những kiến thức đã học và tính toán nội dung của đồ án, đồng thời được sự hướng dẫn tận tình, chu đáo của thầy giáo: Ths……………. cùng với sự giúp đỡ của các thầy trong Bộ Môn Ô Tô Quân Sự cùng với sự nỗ lực của bản thân, đến nay đồ án của tôi đã hoàn thành được các nội dung sau:
1. Tìm hiểu khái quát chung về xe Ural 375D, tiến hành phân tích kết cấu hệ thống phanh trên xe.
2. Khảo sát các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh xe và một số tiêu chuẩn đánh giá hiệu quả phanh xe của Việt Nam và các nước. Đưa ra các giả thiết và thiết lập mô hình tính toán hiệu quả phanh xe.
3. Xây dựng chương trình khảo sát các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh xe Ural 375D.
Khảo sát sự thay đổi các thông số của hệ thống phanh đến các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh.
Khảo sát sự thay đổi các thông số của điều kiện đường đến các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh.
Khảo sát sự thay đổi các thông số về sử dụng đến các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh.
Hạn chế của đồ án là mới chỉ tính toán khảo sát cho một loại xe, khảo sát ở trường hợp lý tưởng của xe khi phanh, chưa tính được cho nhiều xe đồng thời chưa khảo sát được các yếu tố ảnh hưởng trong mối quan hệ mật thiết giữa chúng. Trong quá trình tính toán khảo sát và thực hiện các bản vẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót, kính mong được sự đóng góp giúp đỡ của các thầy giáo và các đồng chí.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Vũ Đức Lập và Nguyễn Phúc Hiểu, Lý thuyết ô tô quân sự, NXB QĐND, Hà Nội 2002.
[2]. Vũ Đức Lập, Sổ tay tra cứu tính năng kỹ thuật ô tô, NXB Học viện kỹ thuật quân sự, Hà Nội 2005.
[3]. Vũ Đức Lập, Hướng dẫn thiết kế môn học “Kết cấu tính toán ôtô Quân sự” tập V: HỆ THỐNG PHANH, Học viện kỹ thuật quân sự, Hà Nội 1998.
[6]. Phạm Đình Vi và Vũ Đức Lập, Cấu tạo Ô tô quân sự tập 1 và 2, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội 1995;
[7]. Nguyễn Hữu Cẩn và Phan Đình Kiên, Thiết kế và tính toán ôtô- máy kéo Tập 2, Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 1968.
[8]. Nguyễn Hữu Cẩn, Phanh ô tô-cơ sở khoa học và thành tựu mới, Nhà xuất bản giao thông vận tải, Hà Nội 2004.
PHỤ LỤC
CHƯƠNG TRÌNH NGUỒN
1. Tệp nsl.m.
%%%%%%%%%%%%%% NHAP CAC THONG SO CUA XE 3%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
clc;
clear all;
%clear command window;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
g=9.8; %Don vi (m/s2)
Va=60; %Don vi (km/h)
Vx0=Va/3.6; %Don vi (m/s)
kBF1=1;
m=8200; %Don vi (kg)
muy=0.7;
muy1=0.7;
Jz=4.1*10^4; %Don vi (kgm2) (mo men quan tinh cua xe)
2. Tệp xkq.m.
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% "xuat do thi" %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
sim('Kien.mdl');
h=figure;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
subplot(3,2,1);
plot(clock1,steering1);
grid on;
set(gca,'Fontsize',6);
title('GOC LAI');
xlabel('thoi gian (s)');
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
subplot(2,2,3);
for i=2:60
if (Va(i-1)Va(i)=0;
jpc(i)=0;
Sp(i)=Sp(i-1);
end;
end;
3. Tệp mô hình.mdl.
- Khảo sát ở vận tốc 40km/h
- Khảo sát ở vận tốc 50km/h
- Khảo sát ở vận tốc 60km/h
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"