Hệ thống phanh đĩa là một trong những bộ phận quan trọng nhất của ô tô, đảm bảo an toàn khi lái xe trên đường.Trong quá trình hoạt động, hệ thống phanh đĩa trên ô tô sẽ chịu tác động của
Thực trạng về vấn đề nhiệt trong nước và trên thế giới
Thực trạng về vấn đề nhiệt cơ cấu phanh đĩa
Trong điều kiện đường sá nóng và khối lượng xe tăng, nhiệt độ phanh đĩa ô tô tại Việt Nam có thể tăng cao và dễ gây ra các vấn đề như bó cứng phanh, mòn đĩa phanh, giảm hiệu quả phanh và đôi khi còn gây nổ lốp Để giải quyết vấn đề này, các nhà sản xuất ô tô tại Việt Nam đang áp dụng các công nghệ mới như sử dụng hợp kim nhôm, thép không gỉ, sợi cacbon, đồng thau để làm đĩa phanh và cải thiện hệ thống làm mát phanh.
Các nhà sản xuất ô tô trên thế giới cũng đang nghiên cứu và áp dụng các công nghệ mới nhằm giải quyết vấn đề nhiệt phanh đĩa ô tô Nhiều hãng xe đã sử dụng các vật liệu mới như carbon-ceramic, silicon-carbide hay các loại hợp kim nhôm,magiê để tăng khả năng chịu nhiệt cho đĩa phanh và cải thiện hệ thống làm mát phanh Ngoài ra, các công nghệ mới như phun sương nước, các cảm biến nhiệt độ trên đĩa phanh cũng được sử dụng để tăng hiệu quả phanh và đảm bảo an toàn cho người lái.
Công dụng
Hệ thống phanh có nhiệm vụ giảm vận tốc chuyển động, dừng hoặc giữ ô tô đứng yên trên một độ dốc nhất định [5] Cơ cấu phanh được sử dụng trên các loại xe hơi, xe tải, xe bus, xe máy, xe đạp và các loại phương tiện khác.
Các công dụng của cơ cấu phanh bao gồm:
- Đảm bảo an toàn: Cơ cấu phanh là một phần quan trọng của hệ thống an toàn của phương tiện giao thông, giúp người lái kiểm soát tốc độ và dừng lại phương tiện một cách an toàn.
- Giảm tốc độ: Cơ cấu phanh giúp giảm tốc độ của phương tiện khi cần thiết, đặc biệt là khi điều khiển phương tiện trên đường dốc hoặc khi cần phải dừng lại đột ngột.
- Kiểm soát phanh: Cơ cấu phanh cung cấp sự kiểm soát và ổn định cho người lái khi phanh, giúp tránh những trường hợp phanh quá mạnh hoặc bị trơn trượt.
- Tiết kiệm năng lượng: Cơ cấu phanh được thiết kế để tiêu thụ ít năng lượng nhất có thể, giúp giảm chi phí nhiên liệu.
- Bảo trì phương tiện: Cơ cấu phanh đóng vai trò quan trọng trong việc bảo trì phương tiện giao thông, giúp giảm thiểu các thiệt hại do sử dụng xe quá mức.
Tóm lại, cơ cấu phanh là một phần không thể thiếu trong hệ thống an toàn và bảo trì của phương tiện giao thông, đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và tiết kiệm năng lượng cho phương tiện.
Phanh tang trống Phanh đĩa
Hình 1.1:Cơ cấu phanh trên xe ô tô.
1-Lò xo; 2-Má phanh; 3-Xilanh con; 4-Chốt định vị;
5-Lò xo điều chỉnh; 6-Mâm phanh; 7-Cùm phanh; 8-Bạc đạn;
9-Bulông bánh xe; 10-Đĩa phanh.
Các yếu tố liên quan đến sự tăng giảm nhiệt độ cơ cấu phanh
Sự phụ thuộc của thời gian phanh với nhiệt độ cơ cấu phanh
Thời gian phanh có một sự phụ thuộc đáng kể đến nhiệt độ cơ cấu phanh Khi bạn sử dụng phanh, năng lượng từ động cơ của xe được chuyển đổi thành nhiệt năng thông qua ma sát giữa miếng phanh và đĩa phanh Quá trình này tạo ra nhiệt độ cao trong cơ cấu phanh.
Khi bạn phanh trong một khoảng thời gian ngắn hoặc với lực phanh mạnh,lượng nhiệt tạo ra sẽ tăng đáng kể, dẫn đến tăng nhiệt độ trong cơ cấu phanh Trong trường hợp này, đĩa phanh có thể trở nên quá nóng và gây ra các vấn đề như biến dạng, mòn hoặc trầy xước.
Ngược lại, khi bạn sử dụng phanh một cách nhẹ nhàng hoặc trong một khoảng thời gian dài, lượng nhiệt được tạo ra ít hơn và nhiệt độ cơ cấu phanh không tăng lên một cách đáng kể Điều này giúp duy trì hiệu suất phanh và giảm nguy cơ gây hư hỏng đĩa phanh.
Sự phụ thuộc của quãng đường phanh với nhiệt độ cơ cấu phanh
Quãng đường phanh cũng có ảnh hưởng đáng kể đến nhiệt độ cơ cấu phanh. Khi bạn phanh, năng lượng từ động cơ được chuyển đổi thành nhiệt năng thông qua ma sát giữa miếng phanh và đĩa phanh Quãng đường phanh là thời gian và khoảng cách mà bạn cần để dừng xe hoàn toàn sau khi bắt đầu phanh.
Khi bạn phanh trong một quãng đường ngắn, nhiệt độ cơ cấu phanh tăng lên nhanh chóng do lượng nhiệt được tạo ra tập trung trong một thời gian ngắn Điều này có thể làm tăng nhiệt độ của đĩa phanh và các thành phần khác trong hệ thống phanh.
Nếu quãng đường phanh quá ngắn hoặc phanh quá mạnh, nhiệt độ cơ cấu phanh có thể tăng lên quá cao, vượt quá khả năng làm mát của hệ thống phanh Điều này có thể dẫn đến hiện tượng "fading" (mất tác dụng phanh tạm thời) khi đĩa phanh không thể cung cấp đủ ma sát để giảm tốc độ xe Ngoài ra, quãng đường phanh ngắn cũng đặt áp lực cao lên hệ thống phanh và có thể làm gia tăng mài mòn và mỏi mòn. Khi bạn phanh trong một quãng đường dài hơn, nhiệt độ cơ cấu phanh được phân tán ra một cách tương đối đồng đều trong thời gian kéo dài Điều này giúp giảm áp lực và nhiệt độ trong hệ thống phanh, giữ cho đĩa phanh và các thành phần khác ở một nhiệt độ ổn định hơn.
Do đó, điều quan trọng là sử dụng phanh một cách hợp lý và phù hợp với quãng đường phanh Điều này giúp duy trì nhiệt độ cơ cấu phanh ổn định và đảm bảo hiệu suất phanh tốt nhất trong mọi tình huống lái xe.
Sự phụ thuộc của lực phanh với nhiệt độ cơ cấu phanh
Lực phanh cũng có ảnh hưởng đến nhiệt độ cơ cấu phanh Lực phanh là mức độ áp lực mà bạn áp dụng lên bàn đạp phanh để giảm tốc độ hoặc dừng xe Khi bạn áp dụng lực phanh cao, sẽ tạo ra một lượng ma sát lớn giữa miếng phanh và đĩa phanh, và do đó tạo ra nhiều nhiệt năng.
Khi lực phanh cao, nhiệt độ cơ cấu phanh sẽ tăng lên nhanh chóng Điều này xảy ra do lượng nhiệt được tạo ra trong cơ cấu phanh tập trung trong một diện tích nhỏ Đĩa phanh và các thành phần khác trong hệ thống phanh sẽ nhanh chóng hấp thụ nhiệt và nhiệt độ của chúng sẽ tăng lên.
Nếu lực phanh quá cao và được sử dụng trong thời gian dài, nhiệt độ cơ cấu phanh có thể vượt quá khả năng làm mát của hệ thống phanh Điều này gây nguy cơ làm biến dạng, mòn hoặc trầy xước đĩa phanh và có thể làm giảm hiệu suất phanh. Tuy nhiên, nếu lực phanh được điều chỉnh và sử dụng một cách cân nhắc, nhiệt độ cơ cấu phanh có thể được duy trì ở mức an toàn Lực phanh nên được điều chỉnh sao cho phù hợp với tốc độ di chuyển, trạng thái đường và các điều kiện lái xe khác.
Do đó, việc sử dụng lực phanh một cách hợp lý là quan trọng để duy trì nhiệt độ cơ cấu phanh ổn định và đảm bảo hiệu suất phanh tốt nhất trong quá trình lái xe.
Các ảnh hưởng và hiện tượng của cơ cấu phanh
Ảnh hưởng của độ nhám bề mặt của má phanh và đĩa phanh
Độ nhám bề mặt của má phanh và đĩa phanh có ảnh hưởng đến nhiệt độ cơ cấu phanh trong một số khía cạnh nhất định Dưới đây là một số điểm cần lưu ý:
- Truyền nhiệt tốt hơn: Một bề mặt có độ nhám cao hơn giúp tăng khả năng truyền nhiệt từ đĩa phanh đến má phanh Khi má phanh và đĩa phanh tiếp xúc, nhiệt độ sinh ra từ ma sát sẽ được truyền qua bề mặt liên kết Nếu bề mặt làm việc có độ nhám cao, diện tích tiếp xúc giữa má phanh và đĩa phanh tăng lên, cung cấp diện tích truyền nhiệt lớn hơn và giúp tản nhiệt hiệu quả hơn.
- Giảm phôi mòn: Độ nhám bề mặt của má phanh và đĩa phanh cũng có thể ảnh hưởng đến quá trình phôi mòn Khi bề mặt có độ nhám tốt, cấu trúc bề mặt của phanh được duy trì tốt hơn, giúp giảm đáng kể quá trình mài mòn Điều này có thể làm giảm khả năng hình thành phôi mòn và kéo dài tuổi thọ của cơ cấu phanh.
- Ổn định và hiệu suất phanh: Độ nhám bề mặt cũng có thể ảnh hưởng đến ổn định và hiệu suất phanh Một bề mặt có độ nhám không đều có thể gây trượt và tạo ra hiệu ứng chập chờn khi phanh, ảnh hưởng đến hiệu suất phanh và cảm giác lái xe. Trong khi đó, một bề mặt có độ nhám đều và tương đối nhẵn sẽ cung cấp một cảm giác ổn định hơn và tăng khả năng kiểm soát phanh. Độ nhám bề mặt của má phanh và đĩa phanh có ảnh hưởng đến nhiệt độ cơ cấu phanh bằng cách cải thiện khả năng truyền nhiệt, giảm phôi mòn và ổn định hiệu suất phanh Một bề mặt có độ nhám tốt sẽ cung cấp hiệu suất phanh tốt hơn và kéo dài tuổi thọ của hệ thống phanh.
Ảnh hưởng của độ mòn và biến dạng của má phanh và đĩa phanh
Độ mòn và biến dạng của má phanh và đĩa phanh có thể ảnh hưởng đến nhiệt độ cơ cấu phanh trong hệ thống phanh của xe Dưới đây là các tác động chính:
- Độ mòn: Khi má phanh và đĩa phanh mòn đi, diện tích tiếp xúc giữa chúng giảm, dẫn đến áp lực tăng lên trên mỗi đơn vị diện tích Điều này có thể tạo ra nhiệt độ cao hơn trong hệ thống phanh Khi má phanh và đĩa phanh mòn quá nhiều, chất lượng bề mặt của chúng sẽ bị suy giảm, gây ra ma sát không đều và làm tăng nhiệt độ cơ cấu phanh.
- Biến dạng: Biến dạng của má phanh và đĩa phanh có thể ảnh hưởng đến việc truyền nhiệt hiệu quả và làm mát của hệ thống phanh Nếu má phanh và đĩa phanh bị biến dạng do sử dụng quá nhiều hoặc do quá trình làm lạnh không đồng đều, điều này có thể gây ra sự không ổn định trong quá trình truyền nhiệt và làm mát Nhiệt độ cơ cấu phanh có thể tăng lên nhanh chóng và không thể được điều chỉnh một cách hiệu quả.
- Hiệu suất phanh: Độ mòn và biến dạng của má phanh và đĩa phanh cũng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất phanh tổng thể Khi má phanh và đĩa phanh mòn và bị biến dạng, ma sát giữa chúng có thể không đồng đều và không hiệu quả, dẫn đến tăng ma sát và nhiệt độ cơ cấu phanh Điều này có thể gây ra sự giảm hiệu suất phanh, hiện tượng phanh yếu, kéo dài quãng đường phanh và gia tăng nguy cơ xảy ra tai nạn. Độ mòn và biến dạng của má phanh và đĩa phanh có thể gây ra tăng nhiệt độ cơ cấu phanh và ảnh hưởng đến hiệu suất phanh Để đảm bảo an toàn và hiệu suất của hệ thống phanh, quá trình kiểm tra, bảo dưỡng và thay thế thường xuyên các bộ phận này là rất quan trọng.
Ảnh hưởng của vật liệu chế tạo má phanh và đĩa phanh
Vật liệu chế tạo má phanh và đĩa phanh có ảnh hưởng đáng kể tới nhiệt độ cơ cấu phanh trong hệ thống phanh của xe Dưới đây là các yếu tố ảnh hưởng chính:
- Dẫn nhiệt: Vật liệu phải có khả năng tốt trong việc dẫn nhiệt để có thể truyền nhiệt từ má phanh và đĩa phanh đến cơ cấu phanh và môi trường xung quanh Vật liệu chế tạo má phanh và đĩa phanh tốt trong việc dẫn nhiệt giúp giảm nhiệt độ cơ cấu phanh và duy trì hiệu suất phanh ổn định.
- Khả năng chịu nhiệt: Vật liệu phải có khả năng chịu nhiệt cao để chịu được nhiệt độ cao tạo ra từ ma sát giữa má phanh và đĩa phanh Vật liệu phải có khả năng chịu được nhiệt độ trong khoảng từ hàng trăm đến hàng ngàn độ Celsius mà không bị biến dạng hay suy giảm chất lượng.
- Ma sát và mài mòn: Vật liệu má phanh và đĩa phanh phải có khả năng tạo ma sát hiệu quả để tạo ra lực phanh cần thiết Tuy nhiên, vật liệu cũng cần đảm bảo giảm mài mòn và không gây ra quá nhiều mài mòn trên bề mặt Mài mòn quá mức có thể làm tăng nhiệt độ cơ cấu phanh và làm giảm hiệu suất phanh.
- Độ bền và độ ổn định: Vật liệu phải có độ bền và độ ổn định cao để chịu được tác động lớn từ ma sát và nhiệt độ Nó cần duy trì tính chất cơ học và kích thước ổn định trong điều kiện hoạt động khắc nghiệt.
Vật liệu chế tạo má phanh và đĩa phanh có vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng tới nhiệt độ cơ cấu phanh Việc lựa chọn và sử dụng vật liệu phù hợp sẽ đảm bảo hiệu suất phanh ổn định và độ an toàn của hệ thống phanh.
Hiện tượng Fading phanh
Hiện tượng fading phanh là một hiện tượng xảy ra khi hệ thống phanh trên một phương tiện không hoạt động hiệu quả sau một thời gian sử dụng liên tục hoặc trong các điều kiện khắc nghiệt Khi xảy ra fading phanh, hiệu suất phanh giảm đáng kể và khoảng cách dừng xe tăng lên, gây nguy hiểm cho người lái và các thành phần giao thông khác.
Nguyên nhân chính của hiện tượng fading phanh thường liên quan đến sự tăng nhiệt trong hệ thống phanh Khi bạn sử dụng phanh liên tục hoặc ở tốc độ cao, ma sát giữa bốn mặt phanh (đĩa hoặc bánh xe) và bốn mặt gạt (bốn bộ phanh hoặc lốp) tạo ra nhiệt độ cao Nhiệt độ này có thể dẫn đến hiện tượng mất hiệu suất phanh do các lớp khí giữa các bề mặt phanh và gạt giảm đi, gây mất tính năng phanh.
Một số nguyên nhân khác có thể góp phần vào hiện tượng fading phanh bao gồm:
- Quá tải hệ thống phanh: Sử dụng phanh quá mức hoặc không phù hợp với khả năng của hệ thống phanh có thể gây nhiệt độ quá cao và làm mất tính năng phanh.
- Hệ thống phanh kém hiệu suất: Lớp phanh đã bị mòn hoặc hệ thống phanh không được bảo trì đúng cách có thể dẫn đến hiện tượng fading phanh.
- Chất lượng phanh kém: Sử dụng các bộ phanh hoặc lốp không đạt tiêu chuẩn chất lượng có thể làm tăng khả năng xảy ra fading phanh.
- Đường trơn trượt: Phanh trên bề mặt đường không đồng nhất, trơn trượt hoặc có dầu mỡ có thể làm giảm hiệu suất phanh. Để tránh hiện tượng fading phanh, quan trọng để duy trì hệ thống phanh trong tình trạng tốt và tuân thủ các quy định bảo dưỡng định kỳ Đồng thời, hãy sử dụng phanh một cách khôn ngoan, tránh sử dụng phanh liên tục trong thời gian dài và điều chỉnh lực phanh phù hợp với tình huống giao thông.
THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH
Cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế
Phanh đĩa ô tô dựa trên nguyên lý chuyển đổi năng lượng từ năng lượng động của ô tô thành nhiệt năng Phanh đĩa là một hệ thống phanh phổ biến trên ô tô, sử dụng đĩa phanh đặt trên bánh xe để tạo ma sát và giảm tốc độ di chuyển của xe. Trong quá trình phanh, nhiệt độ tăng lên do sự ma sát Hiểu và quản lý nhiệt độ là yếu tố quan trọng trong thiết kế phanh đĩa để đảm bảo hiệu suất và an toàn.
2.1.2 Nguyên lý hoạt động của phanh đĩa.
- Hệ thống phanh đĩa gồm hai thành phần chính là bánh phanh và xi lanh phanh.
- Khi người lái nhấn pedan phanh, xi lanh phanh sẽ được kích hoạt và tác động lên bánh phanh.
- Bánh phanh là một đĩa kim loại dày và có vòng đường kính lớn, được gắn cố định trên trục bánh xe.
- Khi xi lanh phanh tác động lên bánh phanh, gây ra áp lực ma sát giữa bề mặt của bánh phanh và lớp bố mỏng của pad phanh.
- Ma sát giữa bánh phanh và pad phanh tạo ra lực ma sát, làm giảm tốc độ quay của bánh xe và xe ô tô.
- Năng lượng động của xe ô tô chuyển đổi thành nhiệt năng do sự ma sát giữa bánh phanh và pad phanh.
- Quá trình chuyển đổi nhiệt năng này giúp giảm tốc độ di chuyển của xe và dừng lại hoặc giảm tốc độ tùy thuộc vào lực tác động lên bánh phanh.
- Ưu điểm của hệ thống phanh đĩa bao gồm khả năng phân tán nhiệt tốt hơn, khả năng phanh hiệu quả và ổn định trong điều kiện lái xe cường độ cao Tuy nhiên, cũng cần lưu ý rằng hệ thống phanh đĩa cần được bảo dưỡng và kiểm tra định kỳ để đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả.
2.1.3 Ảnh hưởng của diện tích và khe rãnh trên má phanh.
2.1.3.1 Ảnh hưởng của diện tích má phanh.
Diện tích ma sát đối với má nhanh phanh đĩa có ảnh hưởng quan trọng đến hiệu suất và hiệu quả của hệ thống phanh Khi bạn áp lực lên phanh, năng lượng cơ học được chuyển thành nhiệt năng thông qua ma sát giữa bề mặt phanh và đĩa phanh Diện tích ma sát càng lớn, diện tích tiếp xúc giữa phanh và đĩa cũng lớn hơn, dẫn đến khả năng phanh hiệu quả hơn.
Tăng diện tích ma sát có thể mang lại một số lợi ích, bao gồm:
- Tăng khả năng phanh: Diện tích ma sát lớn giữa phanh và đĩa tạo ra lực phanh lớn hơn, giúp xe dừng lại nhanh chóng và an toàn hơn.
- Tản nhiệt tốt hơn: Khi phanh, ma sát gây ra nhiệt năng, và diện tích ma sát lớn có thể tản nhiệt tốt hơn, giúp hệ thống phanh không bị quá nhiệt và giảm khả năng phai mòn hoặc hư hỏng.
- Độ bền tốt hơn: Diện tích ma sát lớn giữa phanh và đĩa giúp phân bổ lực phanh đồng đều, tránh tình trạng phanh kẹt hoặc mòn không đều Điều này kéo dài tuổi thọ của bộ phanh và giảm khả năng phải thay thế linh kiện.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng diện tích ma sát không phải là yếu tố duy nhất ảnh hưởng đến hiệu suất phanh Các yếu tố khác như vật liệu phanh, hệ thống truyền động phanh, và điều kiện bề mặt đường cũng đóng vai trò quan trọng trong hiệu suất phanh của xe. ảnh hưởng của khe rãnh.
2.1.3.2 Ảnh hưởng của khe rãnh đối với má phanh.
Khe rãnh trên bề mặt má nhanh phanh đĩa có thể có ảnh hưởng đến hiệu suất và khả năng phanh của hệ thống phanh Dưới đây là một số ảnh hưởng chính của khe rãnh:
- Tăng khả năng làm sạch: Khe rãnh trên bề mặt má nhanh phanh đĩa có thể giúp làm sạch một phần bụi và chất cặn tích tụ trên bề mặt phanh Điều này giúp cải thiện khả năng tiếp xúc giữa phanh và đĩa, làm tăng hiệu suất phanh.
- Giảm tình trạng trượt: Khe rãnh có thể giúp tạo ra các đường ổn định cho chất lỏng (như nước) được loại bỏ khỏi bề mặt phanh Điều này giảm nguy cơ tình trạng trượt (trượt mất ma sát), tăng độ bám giữa má phanh và đĩa phanh, cải thiện khả năng phanh, đặc biệt là trong điều kiện mưa, ẩm ướt hoặc trên bề mặt đường không hoàn hảo.
- Tăng cường khả năng phanh: Khe rãnh có thể tạo ra các cạnh sắc, làm tăng diện tích tiếp xúc giữa phanh và đĩa Điều này có thể cung cấp khả năng phanh tốt hơn,đặc biệt trong các điều kiện phanh cực đoan hoặc khi cần phanh nhanh và mạnh.
- Làm sạch bề mặt phanh: Khe rãnh có thể giúp loại bỏ bụi, chất cặn và dầu từ bề mặt phanh Điều này cải thiện khả năng tiếp xúc giữa phanh và đĩa, làm tăng hiệu suất phanh và giảm hiện tượng phanh yếu.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng khe rãnh cũng có một số hạn chế và ảnh hưởng tiêu cực có thể xảy ra:
- Mài mòn nhanh hơn: Khe rãnh có thể làm tăng diện tích tiếp xúc và tạo ra lực ma sát mạnh hơn Điều này có thể dẫn đến mài mòn nhanh hơn trên bề mặt má nhanh phanh đĩa, làm giảm tuổi thọ của phanh và đĩa.
- Tiếng ồn và rung: Khe rãnh có thể tạo ra tiếng ồn và rung khi phanh Điều này có thể tạo ra sự bất tiện cho người lái và tạo ra một cảm giác không ổn định trong quá trình phanh.
- Tăng cường mài mòn của bốn mặt phanh: Khe rãnh trên má nhanh phanh đĩa cũng có thể tạo ra mài mòn không đồng đều trên bốn mặt phanh.
- Khi má nhanh phanh đĩa có khe rãnh, diện tích tiếp xúc giữa phanh và đĩa không đồng đều trên các mặt phanh Điều này có thể dẫn đến mài mòn không đồng đều và không hiệu quả trên bề mặt phanh Khi mặt phanh mài mòn không đều, nó có thể gây ra hiện tượng rung và làm tăng tiếng ồn trong quá trình phanh Đồng thời, mài mòn không đều cũng có thể làm giảm khả năng phanh và độ ổn định của hệ thống phanh.
Xác định mô men phanh thực tế và mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh
- Đối với cơ cấu phanh bánh trước:
Trong đó: μ =0,4, hệ số ma sát của tấm ma sát.
N 1 : Lực ép má phanh vào đĩa (N).
R tb : Bán Kính trung bình của má phanh (120 mm).
Z : Số lượng bề mặt ma sát cho một cơ cấu phanh ( Z =2).
Thay các giá trị vào công thức (2.5) ta được:
M p 1 = 0,4 x 19438,6 x 0,120 x 2 = 1866 (N.m) Vậy mô men ở cơ cấu phanh bánh trước là: 1866 (N.m)
M p2 = μ N 2 R tb Z = 0,4 x 19438,6x0,118x 2= 1835 (N.m) Vậy mô men ở cơ cấu phanh bánh sau là: 1835(Nm)
Vậy mô men phanh thực tế ở toàn xe là:
Mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh. Để đảm bảo phanh xe có hiệu quả nhất trong bất kỳ điều kiện nào, lực phanh yêu cầu trên các bánh xe được xác định như sau:
Lực phanh cực đại tác dụng lên một bánh xe cầu trước và cầu sau là: Theo tài liệu [8] ta có:
Trong đó: G 1, G 2:Trọng lượng phân bố trên cầu trước và cầu sau
(N) m 1 , m 2: Hệ số phân bố tải trọng lên cầu trước và cầu sau khi phanh. φ : Hệ số bám giữa lốp và mặt đường ,φ= 0,7
Theo tài liệu [8], lực phanh yêu cầu trên hai bánh xe cầu trước và cầu sau là:
- Mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh là:
+ Đối với cơ cấu phanh bánh trước:
+ Đối với cơ cấu phanh bánh sau:
Với cỡ lốp bánh trước và bánh sau lốp Michelin 235/60R18 Primacy Suv.
Hệ số biến dạng ( λ ) của lốp Michelin 235/60R18 Primacy Suv là 0,935.
Ta có r bx =r 0 λ (2.10) Ở đây r 0là bán kính tự do của bánh xe có giá trị gần bằng bán kính thiết kế ta có: r 0 ≈ r = 2 H +d
Thay vào công thức (2.10), (2.11) ta được: r bx =(B 0,60 + d
Hệ số phân bố tải trọng lên các cầu khi phanh, theo tài liệu [5] ta có: m 1 =1+ J pmax h g g b =1+ φ ' h g b
Trong đó: h g : Chiều cao trọng tâm ô tô, h g = 600mm. a,b : Khoảng cách tương ứng từ trọng tâm ô tô đến các cầu. j pmax :Gia tốc chậm dần khi phanh, j pmax = 6,867 (m/s 2 ). g: Gia tốc trọng trường, g= 9,81 (m/s 2 ). φ ' : Hệ số đặc trưng cường độ phanh (0,7).
Thay G1 = 940 x 9,81= 9221,4 (N); G2 = 770 x 9,81 = 7553,7 (N), các giá trị vào công thức (2.12) và (2.13) ta được: m 1 =1+ 0,68 x 0,6
1,52 = 0,7 Thay các giá trị đã tính toán được vào công thức (2.8) và (2.9) ta được:
Vậy mô men phanh yêu cầu của toàn xe là:
Mô men do cơ cấu phanh sinh ra lớn hơn mô men phanh yêu cầu của phanh Vậy mô men của phanh đạt yêu cầu đặt ra.
2.2.5 Tính toán xác định công ma sát riêng.
Công ma sát riêng được xác định trên cơ sở má phanh thu toàn bộ động năng của ô tô ở vận tốc nào đó.
Theo tài liệu [5], ta có:
Trong đó: G: Trọng lượng toàn bộ của ô tô khi đầy tải.
V 0 :Vận tốc của ô tô khi bắt đầu phanh (m/s) (Lấy V max = 80km/h = 22,2(m/s). g: Gia tốc trọng trường , g = 9,81 (m/s 2 )
F ∑ : Tổng diện tích toàn bộ má phanh ở tất cả các cơ cấu phanh của ô tô: F ∑ =4 x 1,04 x (140 2 −98 2 )A583,36 mm 2 =0,042 (m 2 )
Thay các giá trị vào công thức (1) ta có:
2 x 9,81 x 0,042 032( KNm m 2 ) Theo tài liệu [5], trị số cho phép công ma sát riêng đối với cơ cấu phanh ở Ô tô du lịch ( L ms ¿ = 4000 ÷ 15000 KNm/m 2
Do vậy công ma sát riêng tính trên thỏa mãn điều kiện cho phép.
Thời hạn phục vụ của má phanh phụ thuộc vào công ma sát riêng, công ma sát càng lớn thì nhiệt độ phát ra càng lớn, má phanh nhanh chóng bị hỏng.
2.2.6 Tính toán xác định áp lực lên má phanh.
-Giả thiết áp suất trên bề mặt má phanh phân bố đều Theo tài liệu [2] ta có: q = M P μ F mp
Trong đó: M P :Mô men sinh ra ở một cơ cấu phanh (Nm). μ : Hệ số ma sát.
+ Đối với cơ cấu phanh bánh trước: q 1 = M P1 μ F mpt = 1866
0,4 x 0,005198 7460( N m 2 ) + Đối với cơ cấu phanh bánh sau: q 2 = M P2 μ F mps = 1835
-Giá trị cho phép áp suất bề mặt má phanh theo tài liệu [5] thì :
-Do đó áp suất trên bề mặt tính toán các má phanh thỏa mãn điều kiện.
2.2.7 Tính toán nhiệt trong quá trình phanh.
Trong quá trình phanh, động năng của ô tô chuyển thành nhiệt năng của đĩa phanh và các chi tiết khác một phần thoát ra môi trường không khí Theo tài liệu
[2] phương trình cân bằng năng lượng có dạng sau:
Trong đó: G: Trọng lượng của ô tô; G = 1710kg = 17100 N g: Gia tốc trọng trường; g = 9,81(m/s 2 )
V1,V2: Vận tốc ban đầu và vận tốc cuối quá trình phanh.
Lấy V1 = 30 (km/h) = 8,33 (m/s); V2 = 0. m t : Khối lượng của đĩa phanh và các chi tiết bị nung nóng(32 kg).
C: Nhiệt dung riêng của chi tiết bị nung nóng Đối với thép, gang thì C = 500 (J/kg.độ)
F t : Diện tích làm mát đĩa phanh (m 2 )
K : Hệ số truyền nhiệt của đĩa phanh ra ngoài không khí.
Số hạng thứ nhất ở vế phải phương trình là năng lượng nung nóng đĩa phanh. Còn số hạng thứ hai là phần năng lượng truyền ra không khí Khi phanh ngắt với thời gian ngắn, năng lượng truyền ra môi trường coi như là không đáng kể, cho nên số hạng thứ hai có thể bỏ qua Trên cơ sở đó, có thể xác định sự tăng nhiệt độ của đĩa phanh trong quá trình phanh như sau: τ = G ( V 1 2 −V 2 2 )
Thay các giá trị vào công thức (2.17), ta được: τ = 17100 x 8,33 2
Theo tài liệu[5] đối với xe con phanh ở 30km/h thì tăng nhiệt độ cho phép không lớn hơn 15 o C Do đó nhiệt độ tính toán ở trên đã thỏa mãn yêu cầu.
Qua việc nghiên cứu các tài liệu và cơ sở lý thuyết về nhiệt cơ cấu phanh đĩa, nguyên lý hoạt động của phanh đĩa, khi ta xây dựng quy trình thiết kế cần phải chú ý tới các phương pháp và yêu cầu trong việc thiết kế sao cho phù hợp với các quy chuẩn thiết kế.
Trên đây ta đã tính toán và kiểm nghiệm nhiệt độ phanh của xe ô tô HuynDaiSantaFe, kết quả cho thấy thông số của xe qua tính toán thỏa mãn điều kiện lý thuyết, đảm bảo xe được vận hành 1 cách an toàn và hiệu quả nhất Ở chương tiếp theo, ta sẽ kiểm nghiệm và đánh giá kết quả phanh ở điều kiện thực tế qua phần mềm mô phỏng Abaqus.
XÂY DỰNG MÔ HÌNH 3D VÀ MÔ PHỎNG NHIỆT CƠ CẤU
Quy trình thiết kế
Các bước thực hiện thiết kế:
Bước 1: Tổng hợp số liệu, kích thước, hình dáng sao cho phù hợp.
Bước 2: Lựa chọn kiểu dáng, vật liệu và các thông số đầu vào.
Bước 3: Thiết kế sơ bộ:
+ Má phanh: loại có rãnh và loại không có rãnh.
+ đĩa phanh: loại có cánh tản nhiệt.
Bước 4: Đưa ra bản thiết kế và đánh giá sơ bộ bản vẽ.
Bước 5: Sửa chữa thiết sót và hoàn thiện bản vẽ.
Có một số quy chuẩn được sử dụng để đánh giá quá trình phanh và nhiệt độ trong hệ thống phanh đĩa ô tô.
Xây dựng mô hình 3D
NX Siemens là một phần mềm thiết kế sản phẩm đầy đủ tính năng, cho phép thực hiện tất cả các quy trình thiết kế trong một môi trường tích hợp Điều này cho phép người dùng tối ưu hóa quy trình thiết kế và chuyển đổi từ ý tưởng thành sản phẩm đồng thời tăng cường chất lượng sản phẩm.
Với tính năng mô phỏng tích hợp, NX Siemens cung cấp một bộ công cụ vượt trội cho các kỹ sư và thiết kế viên nhằm giảm thiểu thời gian và chi phí trong môi trường sản xuất Từ pre-processing đến post-processing, NX Siemens cho phép các kỹ sư và nhà phát triển sản phẩm mô phỏng các quá trình sản xuất trong một môi trường tích hợp và hỗ trợ cho các quy trình sản xuất phức tạp.
Bên cạnh đó, NX Siemens còn cung cấp các công cụ vượt trội cho phân tích động lực học và độ cứng vật liệu, giúp người sử dụng dự đoán và giải quyết các vấn đề kỹ thuật phức tạp trước khi sản phẩm được sản xuất.
Ngoài ra, NX Siemens cũng hỗ trợ các quy trình quản lý sản phẩm, bao gồm quản lý bản vẽ và dữ liệu sản phẩm Điều này đảm bảo quản lý tiến trình thiết kế sản phẩm chặt chẽ, linh hoạt và an toàn.
Với những tính năng và công cụ vượt trội, NX Siemens đã trở thành một công cụ kỹ thuật hiệu quả nhất cho các sản phẩm phức tạp trong các ngành công nghiệp như hàng không, ô tô, sản xuất và năng lượng.
Những điểm nổi bật của phần mềm NX:
- Khả năng thiết kế nhanh: Phần mềm NX cung cấp cho người dùng khả năng thiết kế nhanh nhờ công cụ Synchronous Hỗ trợ kỹ sư một cách linh hoạt trong việc thiết kế, chỉnh sửa dữ liệu.
- Khả năng hiệu chỉnh dữ liệu: NX cung cấp khả năng đọc và chỉnh sửa toàn bộ dữ liệu 2D (dxf, dwg) và 3D ( Text,step,parasolid, fem,par, pms…) Thông thường qua đó các kỹ sư có thể mở dữ liệu và chỉnh sửa trực tiếp.
- Liên kết dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau: Phần mềm thiết kế CAD/CAM NX cho phép người dùng mở trực tiếp và chỉnh sửa dữ liệu từ các phần mềm như: Inventor, Solidwork, Catia, PTC-Creo… Như vậy sẽ tiết kiệm thời gian đáng kể cho việc chuyển đổi dữ liệu.
- Năng suất: NX cung cấp giải pháp tổng thể phần mềm thiết kế CAD/CAM/CAE Công cụ quản lý dữ liệu giúp kỹ sư và người quản lý nâng cao năng suất Tận dụng được dữ liệu cũ vào việc phát triển các sản phẩm mới…
- Sức Mạnh – NX xử lý được những bài toán cực kỳ phức tạp thông qua giải pháp CAD/CAM/CAE toàn diện.
3.2.2 Xây dựng mô hình phanh đĩa.
Dưới đây là các mẫu đĩa phanh và má phanh:
Hình 3.8 Mẫu phanh cánh gió thẳng.
Hình 3.9 Mẫu má phanh có khe rãnh.
Hình 3.10 Mẫu má phanh không có khe rãnh.
Hình 3.2: Hình mẫu phanh thiết kế.
ABAQUS là gói phần mềm thương mại dành cho phân tích phần tử hữu hạn được phát triển bởi HKS Inc của Rhode Island, Hoa Kỳ và hiện được bán trên thị trường dưới thương hiệu SIMULIA của Dassault Systemes S.A Bộ sản phẩmABAQUS bao gồm ba sản phẩm cốt lõi: ABAQUS/Standard, ABAQUS/Explicit vàABAQUS /CAE như trong hình ABAQUS/Standard là một bộ giải đa năng sử dụng lược đồ tích phân ẩn truyền thống để giải các phép phân tích phần tử hữu hạn
ABAQUS/Explicit sử dụng sơ đồ tích hợp rõ ràng để giải quyết các phân tích động và bán tĩnh nhất thời phi tuyến tính cao ABAQUS/CAE cung cấp môi trường mô hình hóa (tiền xử lý) và trực quan hóa (xử lý sau) tích hợp cho các sản phẩm phân tích Các sản phẩm ABAQUS sử dụng ngôn ngữ kịch bản mã nguồn mở Python để tạo kịch bản và tùy chỉnh ABAQUS/CAE sử dụng bộ công cụ fox để phát triển GUI.
ABAQUS được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô, hàng không vũ trụ và sản phẩm công nghiệp Sản phẩm này phổ biến với các tổ chức học thuật và nghiên cứu do khả năng tạo mô hình vật liệu rộng và khả năng tùy chỉnh của chương trình ABAQUS cũng cung cấp một bộ sưu tập tốt các khả năng đa môi trường, chẳng hạn như các khả năng liên kết cấu trúc âm thanh, áp điện và cấu trúc lỗ rỗng, khiến nó trở nên hấp dẫn đối với các mô phỏng ở cấp độ sản xuất, nơi cần kết hợp nhiều trường (Nguồn: http://en.wikipedia org/wiki/Abaqus).
ABAQUS/CAE là một môi trường ABAQUS hoàn chỉnh cung cấp giao diện đơn giản, nhất quán để tạo, gửi, theo dõi và đánh giá kết quả từ các mô phỏng ABAQUS/Standard và ABAQUS/Explicit ABAQUS/CAE được chia thành các mô- đun, trong đó mỗi mô-đun xác định một khía cạnh logic của quy trình lập mô hình; ví dụ: xác định hình học, xác định thuộc tính vật liệu và tạo lưới Khi bạn chuyển từ mô- đun này sang mô-đun khác, bạn xây dựng mô hình mà từ đó ABAQUS/CAE tạo tệp đầu vào mà bạn gửi tới sản phẩm phân tích ABAQUS/Standard hoặc ABAQUS/Explicit.
Sản phẩm phân tích thực hiện phân tích, gửi thông tin tới ABAQUS/CAE để cho phép bạn theo dõi tiến trình của công việc và tạo cơ sở dữ liệu đầu ra Cuối cùng, bạn sử dụng mô-đun Trực quan hóa của ABAQUS/CAE (cũng được cấp phép riêng như ABAQUS/Viewer) để đọc cơ sở dữ liệu đầu ra và xem kết quả phân tích của bạn. ABAQUS/Viewer cung cấp hiển thị đồ họa của các kết quả và mô hình phần tử hữu hạn ABAQUS ABAQUS/Viewer được tích hợp vào ABAQUS/CAE dưới dạng mô- đun Trực quan hóa (Nguồn: Cẩm nang ABAQUS).
3.2.4 Các bước xây dựng hệ thống mô phỏng trên phần mềm ABAQUS:
Quy trình tiến hành bài toán mô phỏng nhiệt phanh đĩa:
Bước 1: Nhập mô hình thiết kế trên NX vào phần mềm Abaqus
Bước 2: Nhập các thông số vật liệu rồi gắn cho từng bộ phận: đĩa phanh, má phanh (PROPERTY).
Bước 3: Lắp ghép các mô hình: đĩa phanh, má phanh (ASSEMBLY).
Bước 4: Cài đặt thời gian mô phỏng (STEP).
Bước 5: Thiết lập tương tác giữa đĩa phanh và má phanh, hệ số ma sát (INTERACTION).
Bước 6: Thiết lập áp suất tác dụng lên má phanh, tốc độ quay của đĩa (LOAD).
Bước 7: Chia lưới cho từng bộ phận (MESH).
Bước 8: Chạy kết quả (JOB).
3.2.5 Thiết lập bài toán mô phỏng nhiệt.
-Vật liệu của đĩa phanh:
Bảng 3.1 Bảng thông số vật liệu đĩa phanh.
(tấn/mm 3 ) 7,25.10^-9 1,75.10^-9 2,5.10^-9 Độ dãn nhiệt
- Vật liệu của má phanh:
Bảng 3.2 Bảng thông số vật liệu má phanh.
Khối lượng riêng (tấn/mm 3 ) 1.4x10 -9 Độ dãn nhiệt
Nhiệt dung riêng (mmJ/tonn ° C ) 1.10 9
3.2.5.2 Tạo lưới cho mô hình. Để lựa chọn được phương pháp chia lưới tối ưu, nhóm chúng em tiến hành chia lưới kích thước lớn và kích thước nhỏ
Mô hình được chia lưới với kích thước lớn:
Hình 3.12 Đĩa phanh được chia lưới với kích thước lớn.
- Kích thước lưới của đĩa phanh: 14mm.
- Kích thước lưới của má phanh: 9.2mm.
Mô hình được chia lưới với kích thước nhỏ:
Hình 3.13 Mô hình được chia lưới với kích thươc nhỏ
- Kích thước lưới của đĩa phanh: 7 mm.
- Kích thước má phanh: 7 mm.
Nếu mô hình chia lưới càng nhỏ thì sẽ cho ra kết quả càng chi tiết và chính xác nhưng thời gian máy tính tính toán sẽ lâu hơn rất nhiều Để đơn giản hóa thì nhóm em quyết định chia lưới với kích thước lớn.
3.2.3 Thiết lập các điều kiện biên:
Nhận xét, đánh giá kết quả
Bảng 3.3 Thời gian máy tính tính toán so với thời gian thực.
3.3.1 Các kết quả đầu ra.
- Nhiệt độ phân bố: Nhiệt độ ( Temperature): Nhiệt độ phân bố trên vật liệu cho biết sự phân phối của nhiệt độ trên bề mặt vật liệu đó Thông qua nhiệt độ phân bố, chúng ta có thể suy ra được các khu vực trên bề mặt vật liệu đang được làm nóng hay làm lạnh, cũng như mức độ nóng hoặc lạnh của từng khu vực đó Thông tin này có thể rất hữu ích trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ thiết kế và vận hành các hệ thống làm mát đến quá trình sản xuất và chế tạo các sản phẩm kỹ thuật Kết quả này sẽ cho chúng ta đánh giá được sự phân bố nhiệt độ trên mô hình từ đó để đánh giá xem vật liệu có khả năng truyền nhiệt tốt hay không, nếu khoảng nhiệt độ là cao thì sẽ đánh giá được vật liệu sử dụng cho trống phanh có khả năng phân bố đều nhiệt tránh gây ra hiện tượng quá nhiệt.
Hình 3.17 Nhiệt độ của má phanh và đĩa phanh.
- Nhiệt độ má phanh nóng nhất ở 2 rìa do áp suất đặt lên má phanh tập trung nhiều ở 2 tai của má phanh dẫn đến áp suất ở rìa má phanh cao làm nhiệt độ tăng cao hơn.
- Thời gian phanh(braking time) là khoảng thời gian mà một phương tiện hoặc hệ thống phanh cần để giảm tốc độ hoặc dừng lại từ tốc độ ban đầu Nó là thời gian mà lực phanh được áp dụng và tác động lên phương tiện để giảm tốc độ di chuyển.
Hình 3.18 Thời gian chạy bài toán.
Từ 0s đến 0,3s là thời gian má phanh ép vào đĩa phanh và làm đĩa phanh giảm tốc độ và dừng lại Từ giây 0,3 đến 0,5 là khoảng thời gian đĩa phanh đã dừng.
3.3.2 So sánh các trường hợp mô phỏng.
- So sánh 2 trường hợp hình dạng má phanh khác nhau trong cùng 1 trường hợp vật liệu để xem ảnh hưởng của hình dạng má phanh tới sự truyền nhiệt.
Hình 3.19 Nhiệt độ má phanh không có rãnh.
Trong trường hợp má phanh không có rãnh, nhiệt độ tập trung nhiều ở hai phía rìa má phanh Điều này do áp suất được đặt lên mặt sau của má phanh tác dụng vào hai tai của má làm ép thêm vào rìa má phanh.
Hình 3.20 Nhiệt độ má phnah có rãnh.
Trường hợp má phanh có rãnh tương tự như trường hợp má phanh không có rãnh, nhiệt độ tập trung nhiều ở hai phần cạnh của má phanh Nhiệt độ trên má phanh này là 226 ° C cao hơn má phanh không rãnh Điều này do diện tích tiếp xúc nhỏ hơn dẫn đến sự truyền nhiệt có thể bị hạn chế và dẫn đến sự gia tăng của nhiệt độ.
- So sánh 2 trường hợp dạng đĩa khác nhau trong cùng một điều kiện nhất định để đánh giá ảnh hưởng của hình dạng đĩa phanh tới sự truyền nhiệt.
Trên thực tế có các loại đĩa phanh có hình dạng và số lượng cánh gió khác nhau Các nhà nghiên cứu cũng đã chỉ ra ảnh hưởng của góc cánh gió, bán kính đầu vào của cánh, số lượng cánh, điểm xoắn của cánh, khoảng cách khe thông gió để phân tích hiệu quả làm mát đối với phanh đĩa Ở đây nhóm em sẽ đi so sánh 2 trường hợp đĩa phanh cánh thẳng và đĩa phanh cánh cong.
(b) Hình 3.21 Mặt trước và mặt sau của 2 trường hợp (a) cánh thẳng, (b) cánh cong.
Mặt có cánh gió (ở giữa đĩa) chưa có nhiệt vì nhiệt độ còn thấp chưa thể truyền hết được độ dày của đĩa Nhiệt độ phân bố trên 2 bề mặt đĩa có phần giống nhau do bài toán mới chỉ xét đến khả năng sinh nhiệt do ma sát giữa đĩa phanh và má phanh mà không xét đến các tính chất như gió thổi qua và mô men quán tính.
- Kết quả thu được sau khi mô phỏng kiểm tra cơ cấu phanh đĩa, ta có các bảng số liệu sau:
Bảng 3.4 Trường hợp má phanh không có rãnh.
Kết quả Gang xám Carbon Gốm tổng hợp
Trong trường hợp má phanh không có rãnh, các kết quả liên quan đến nhiệt độ má phanh, nhiệt độ đĩa phanh, ứng suất và thời gian phanh được thể hiện để dễ dàng so sánh giữa các trường hợp vật liệu khác nhau.
Bảng 3.5 Trường hợp má phanh có rãnh.
Kết quả Gang xám Carbon Gốm tổng hợp
Trường hợp má phanh có rãnh cho các kết quả nhiệt độ của gang xám và cacbon cao hơn nhưng gốm tổng hợp lại thấp hơn Thời gian phanh hầu như không thay đổi.
- Từ bảng 3.4 và 3.5 nhóm có đưa ra 3 đồ thị so sánh nhiệt độ giữa má phanh có rãnh, má phanh không rãnh và đĩa phanh, từ đó ta có thể thấy được nên sử dụng vật liệu nào cho việc sản xuất.
Hình 3.22 Đồ thị so sánh của vật liệu Gang xám.
Hình 3.23 Đồ thị so sánh của vật liệu Carbon.
Hình 3.24 Đồ thị so sánh của vật liệu Carbon.
Qua 3 đồ thị trên chúng ta có thể thấy được về phần nhiệt độ của má thì vật liệu Carbon có nhiệt độ thấp nhất nhưng về nhiệt độ của đĩa phanh thì vật liệu Gốm tổng hợp là thấp nhất.
Vật liệu gang xám có sự khác biệt nhiệt độ lớn nhất giữ má phanh và dãi phnah trong 2 trường hợp má phanh có rãnh và má phanh không rãnh.
Nếu xét về vật liệu làm đĩa phanh thì Gốm tổng hợp là tối ưu về nhiệt hơn 2 vật liệu còn lại Nhưng nếu mà để tối ưu và không bị sai lệch nhiều về nhiệt độ giữa má phanh và đĩa phanh là vật liệu Carbon.
Thực tế 2 vật liệu Carbon và Gốm Tổng hợp là 2 loại vật liệu phổ biến trong việc lựa chọn sản xuất và sử dụng cho đĩa phanh của các siêu xe trong thời điểm hiện tại.
Bảng 3.6 Hai dạng thiết kế đĩa phanh khác nhau
Mẫu Kết quả Đĩa cánh thẳng Đĩa cánh cong Nhiệt độ đĩa phanh 22,5 22,5
Kết luận chương 3
Trong thời gian nghiên cứu, nhóm em đã tìm nhiều phương pháp khác nhau sao cho kết quả sát với thực tế nhất có thể ví dụ như: Tăng khối lượng đĩa sao cho bằng khối lượng xe Gắn thêm trục tròn để thay thế cho bánh xe Tìm cách đưa trọng lực vào bài toán Nhưng do kiến thức về phần mềm còn hạn chế, công cụ chưa đáp ứng được bài toán liên quan đến chuyển động dẫn đến thời gian kéo dài mỗi khi kiểm tra
Do đó nhóm chúng em mới chỉ mô phỏng được sự thay đổi nhiệt độ trên bề mặt đĩa phanh, chưa đưa được yếu tố quán tính để sát với thực tế Kết quả vật liệu carbon và gốm tổng hợp luôn nhận nhiệt ít hơn so với vật liệu gang xám trong mọi trường hợp Bên cạnh đó vật liệu carbon và gốm tổng hợp cho hiệu quả phanh tốt hơn
Trên thực tế, carbon và gốm tổng hợp là những vật liệu đắt tiền thường được sử dụng trên các dòng siêu xe bởi chúng có ưu điểm là: Độ bền cao có khả năng chịu được áp lực và nhiệt độ cao mà không bị biến dạng hay hư hỏng, tản nhiệt tốt giúp làm lạnh đĩa phanh nhanh chóng và giảm nguy cơ mất hiệu suất phanh do quá nhiệt, khả năng chống mài mòn giúp tăng tuổi thọ của đĩa phanh, trọng lượng nhẹ giúp giảm trọng lượng tổng thể của hệ thống phanh và cải thiện khả năng tăng tốc và tiết kiệm nhiên liệu của xe Đối với các dòng xe phổ thông hiện nay thì gang xám được xem là vật liệu kinh tế nhất đối với đĩa phanh vì nó có ưu điểm giống với carbon và gốm tổng hợp nhưng mức độ không bằng Vậy bài toán của nhóm chúng em đã đáp ứng được yêu cầu về vật liệu.
