PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC VÀ NHIỆT PHANH TRÊN Ô TÔ CON DỰA TRÊN MÔ HÌNH TƯƠNG HỖ LƯỠNG HƯỚNG
Abstract
This paper investigates the bidirectional interaction between brake actuation parameters and vehicle dynamics, alongside thermal analysis of disc brake assemblies based on a simplified equivalent thermal model. A generalized Matlab-based algorithm is developed to simulate the variation of braking dynamic state parameters under optimal braking (forward approach) and evaluate Mean Fully Developed Deceleration (MFDD) in accordance with UN R13-H regulations (inverse approach). Simulation results across various load cases demonstrate consistent alignment between brake actuation parameters and braking dynamics, while confirming that MFDD values satisfy international standards. Furthermore, a simplified thermal model in Ansys Workbench verifies that the temperatures generated at the friction interfaces remain within the stable friction zone of the brake components.
Tóm tắt
Bài báo nghiên cứu sự tương hỗ lưỡng hướng giữa thông số dẫn động phanh và động lực học phanh, cùng với việc phân tích nhiệt độ cơ cấu phanh đĩa dựa trên mô hình nhiệt phanh giản lược tương đương. Sử dụng giải thuật tổng quát trên Matlab, nghiên cứu mô phỏng sự thay đổi của các thông số trạng thái động lực học phanh theo điều kiện phanh tối ưu (hướng thuận) và xác định gia tốc phanh trung bình ổn định (MFDD) theo quy định UN R13-H (hướng nghịch). Kết quả mô phỏng trên các mức tải trọng cho thấy sự phù hợp giữa thông số dẫn động phanh với động lực học phanh, đồng thời giá trị MFDD đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế. Ngoài ra, mô hình nhiệt giản lược trong Ansys Workbench xác nhận nhiệt độ phát sinh trên bề mặt tiếp xúc nằm trong vùng ma sát ổn định của các chi tiết phanh.
Tài liệu tham khảo
[1]. Dương Tuấn Tùng, Huỳnh Phước Sơn, Hồ Dương Duy Anh, và Ngô Quang Thành, "Nghiên cứu mô phỏng hệ thống phanh tái sinh dựa trên chu trình lái xe thực tế," Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ thuật - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, ISSN: 1859-1272, số 76, tr. 76-85, tháng 4, 2023. DOI: 10.54644/jte.76.2023.1271.
[2]. Ngô Quang Thành và Dương Tuấn Tùng, "Nghiên cứu tính toán mô phỏng hệ thống phanh tái sinh trên xe Plug-in Hybrid", Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ thuật, tr. 1-11, 2025, ISSN: 1859-1272. DOI: 10.54644/jte.2025.1824.
[3]. Zeina Ammar, Mahmoud Adly, Somia Yassin Hussain Abdalakrim, và Sherif Mehanny, "Incorporating date palm fibers for sustainable friction composites in vehicle brakes", Scientific Reports, tập 14, số 1, bài số 23204, năm 2024. DOI: 10.1038/s41598-024-73275-1.
[4]. Nguyễn Thành Trường Giang (2022), Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số đến hiệu quả phanh ô tô điện Tesla Model 3, Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật cơ khí, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long, Vĩnh Long.
[5]. Phan Thảo My (2023), Xây dựng mô hình mô phỏng nghiên cứu hiệu quả phanh của ô tô điện, Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật cơ khí, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long, Vĩnh Long.
[6]. Bộ Giao thông vận tải (2015), QCVN 09:2015/BGTVT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với xe ô tô, Hà Nội.
[7]. United Nations (2018), UN Regulation No. 13-H: Uniform provisions concerning the approval of passenger cars with regard to braking, Revision 4.
[8]. A. A. Yevtushenko and P. Grzes, "Initial Selection of Disc Brake Pads Material based on the Temperature Mode," Materials, vol. 13, no. 4, p. 822, Feb. 2020, doi: 10.3390/ma13040822.
[9]. PGS. TS. Cao Hùng Phi (2012), Nhiệt kỹ thuật, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam, Hà Nội.
[10]. TCVN 5658:1999 (1999), Phương tiện giao thông đường bộ - Hệ thống phanh - Yêu cầu kỹ thuật, Bộ Khoa học và Công nghệ.
[11]. TCVN 9595-3:2013 (2013), Độ không đảm bảo đo - Phần 3: Hướng dẫn trình bày độ không đảm bảo đo (GUM:1995), Bộ Khoa học và Công nghệ.
[12]. Rudolf Limpert (1999), Brake Design and Safety, 2nd edition, Society of Automotive Engineers (SAE), Warrendale, PA, USA.
[13]. Sivakumar Sarip (2011), Lightweight friction brakes for a road vehicle with regenerative braking, Ph.D. dissertation, School of Engineering, Design and Technology, University of Bradford, UK.
[14]. Thomas D. Gillespie (1992), Fundamentals of Vehicle Dynamics, Society of Automotive Engineers (SAE), Warrendale, PA, USA.
[15]. William C. Orthwein (2004), Clutches and Brakes: Design and Selection, 2nd edition, Marcel Dekker, Inc., New York, NY, USA.
[16]. Jo Yung Wong (2008), Theory of Ground Vehicles, 4th edition, John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey, USA.