دانلود پایان نامه : شبيه سازي ديناميكي شيرترمز اتوماتيك لكوموتيو

دانلود پایان نامه : شبيه سازي ديناميكي شيرترمز اتوماتيك لكوموتيو

تعداد صفحات: 138

فرمت فایل: word

دسته بندی:

قیمت: 6600 تومان

تعداد نمایش: 246 نمایش

ارسال توسط:

تاریخ ارسال: 17 آوریل 2016

به روز رسانی در: 17 آوریل 2016

خرید این محصول:

پس از پرداخت لینک دانلود برای شما نمایش داده می شود.

6600 تومان – خرید

دانلود پایان نامه : شبيه سازي ديناميكي شيرترمز اتوماتيك لكوموتيو

 

مقدمه :

اين گزارش به تشريح عملكرد سوپاپ ترمز اتوماتيك به منظور شبيه سازي و تحليل رفتار ديناميكي شير مي پردازد . هدف اصلي از تحليل ، تعيين فشار دبي خروجي از شير پر بر حسب زمان در وضعيتهاي تلف كاري آن مي باشد . بدين منظور لازم است تا ابتدا تشريح دقيقي از عملكرد و وضعيت سيستم ارائه گردد ، تا بر پايه آن بتوان مقادير ورودي و خروجي را به هم مرتبط نمود . لذا لازم است تا ابعاد و اندازه هاي شير اعم از اندازه مقاطع و حجم ها ، و نيز ساير مشخصات شير ، نظير ثابت فنرهاي تعيين گردد . 

بر اساس آنچه ذكر شد در اين گزارش ابتدا به بررسي مدار كلي شير ترمز اتوماتيك و جايگاه اين شير در ارتباط با ساير اجزا ترمز مي پردازيم .  سپس مسير و جريان هوا در ادامه شرحي بر عملكرد اجزا تشكيل دهنده ترمز اتوماتيك ارائه مي گردد . در پايان ابعاد و اندازه هاي شير ارائه مي گردد . 

علاوه بر اين ، ترجمه متن اصلي ير ترمز اتوماتيك ارائه شده از طرف كارخانه سازنده (شركت وابكو) ، ضميمه گرديده است .

 

  • مروري نحوة عملكرد سيستم ترمز اتوماتيك

ترمز به عنوان كنترل كننده سرعت در قطار ، اصلي ترين ركن ترددايمن مي باشد .  بنابراين  نخستين اولويت در طراحي اين سيستم ، بالا بودن ايمني ، حتي به ازاي هزينه بالا و  استفاده از روشهاي غير معمول ، مي باشد .

به همين منظور ترمز قطار به نحوي طراحي گرديده كه بر خلاف سيستمهاي رايج ، كاهش شار لوله ترمز ، باعث عمل ترمز گيري مي شود . اين امر خصوصاٌ در موقع گسيختگي قطار حائز اهميت است و باعث خواهد شد تا در موقع گسيختگي قطار كاهش خوبخودي در لوله ترمز روي داده و قطار به طور خودكار ترمز بگيرد . 

به طور مختصر مكانيزم مدار ترمز و جايگاه سوپاپ ترمز اتوماتيك در آن را مي توان اينگونه بيان نمود :

موتور قطار مستقيماٌ در ارتباط با كمپرسوري است كه مي تواندهواي متراكم با فشار حدود 14.Psi توليد مي نمايد .  هواي فشرده پس از ذخيره شدن در مخزن اصلي عيور از لوله ها و صافي ها وارد سوپاپ ترمزاتوماتيك (يا شش دنده ) مي گردد و طي پروسي تبديل به هواي با فشار حدود 70Psi مي شود و از آن پس ، اين فشار تنظيم شده وارد ولوله اي به نام لوله اصلي brake pipe) يا لوله ترمز ) مي گردد . اين لوله در سرتاسر قطار امتداددارد و توسط لوله هاي لاستيكي بين واگن ها ارتباط آنهابا يكديگر و نيز لوله اصلي لكومتيو برقرار مي شود. 

حال هنگامي كه فشار در اين لوله از مقدار 70Psi  كاهش يابد ، عمل ترمز در سرتاسر قطار صورت مي گيرد . توسط قسمتهاي مختلفي امكان كاهش فشار وجود دارد. دستگاه شش دنده يكي از تجهيزاتي است كه توسط راننده اين كاهش فشار را در لوله اصلي ايجاد مي كند .  و يا سيستمهاي ايمني موجود در مواقعي كه راننده هوشيار نباشد ، از سرعت مجاز تخطي نمايد ، بدون توجه وارد ايستگاه شود و … مي تواند كاهش فشار را ايجاد نمايد . همچنين چنانچه ذكر شد در موقع گسيختگي، به علت پارگي لوله هاي لاستيكي بين واگنها فشار خود به خود كاهش مي يابد . اين گاهش فشار توسط سوپاپهايي در لكومتيو و نيز در واگنهاي حس مي شود و ترمز گرفته مي شود .

در لكومتيو سوپاپ كنترل ولو 26-D و در واگنها انواع سوپاپ سه قلو نسبت به كاهش فشار لوله اصلي حساس مي باشند و پس از احساس كاهش فشار به وجود آمده (پس از يك وقفه زماني به منظور همزمان كردن ترمز همه واگنها) ، به تناسب كاهش فشار به سيلندر هاي ترمز دستور ترمز  را مي دهند .

 

2-تحليل حالتهاي مختلف سوپاپ ترمز اتوماتيك

2-1- حالت هواگيري (Release)

در اين حالت هواي توليد شده توسط كمپرسور پس ازعبور از مخازن هوا از طريق لوله 30 وارد پايه دستگاه شش دنده مي شود.  اين هوا به منزله خط تغذيه اصلي قسمتهاي مختلف دستگاه شش دنده مي‌باشد . همانطور كه در شكل 2-1 مشاهده مي شود اين هوا كه با رنگ قرمز مشخص گرديده در داخل پايه شش دنده به چندين قسمت تقسيم مي شود و به قسمتهاي مختلفي هدايت مي گرد ، در ضمن در داخل خود دستگاه شش دنده نيز اين  هوا جهت امكان صدور فرمانهاي مختلف و يا عملكرد هر يك از المانها وارد قسمتهاي مختلفي چون سوپاپ لغو ترمز جريمه ،  شير خروسكي ، رگلاتور و سوپاپ تغذيه اصلي و قسمتهاي ديگري كه در شكل مشاهده مي شود مي گردد . 

در داخل پايه شش دنده يكي از انشعابات اين هوا وارد دستگاه سه دنده مي شود وديگري به لوله اي مي رود كه به سوپاپ H-5 منتهي مي شود ، شاخه ديگر آن كه به طور مستقيم وارد شش دنده مي شود ، به طور مستقيم به رگلاتور  (R) مي‌رود كه در اين قسمت هواي 140psi پس از ورود به داخل رگلاتور و با چرخاندن دسته تنظيم (A) ، نشيمنگاه R از جايگاه خود به سمت چپ حركت كرده و اجازه عبور هواي مخزن اصلي را به سمت چپ خود مي دهد (شكل 2.2) هواي سبز رنگ داراي فشار كمتري نسبت به هواي مخزن اصلي مي باشد و مقدار آن بسته به تنظيم دستي فشار فنر RS دارد ( اين فشار معمولاٌ 70psi تنظيم مي شود . )‌  

 

 

شكل 2-1- مسير هواي مخزن اصلي در سوپاپ ترمز اتوماتيك

شكل 2-2-سوپاپ ترمز اتوماتيك در وضعيت هواگيري – هواگيري مخزن تعادل

 

اين هوا پس از جاري شدن در مدخل  منتهي به لوله اي مي شود كه در نهايت به لوله اي منتقل مي شود كه در نهايت به شير قطع و وصل مخزن تعادل (شير E ) مي رسد .  حال در اين قسمت مجبور به توضيح چگونگي عبور هوا از اين  شير مي باشيم. 

در حالت فعلي كه در شكل 2-2 نشان داده شده شير خروسكي (شير C ) در وضعيت باري قرار دارد و يكي از انشعابات هواي مخزن اصلي كه وارد خودشش دنده گردييده پس از عبور از لوله اي كه ما بين دو سوپاپ لغو ترمز جريمه (S) و سوپاپ اضطراري (EM) مي باشد ، وارد قسمت انتهايي سوپاپ لغو ترمز جريمه مي شود كه از آنجا نيز وارد لوله اي مي گردد كه در نهايت با شماره 3 از پايه شش دنده خارج مي گردد اما اين لوله  قبل از خروج از پايه با يك مسير انحرافي در سمت راست خود به اسپول شير خروسكي  (( C  وارد شده و پس از يك چرخش در داخل اسپول اين شير به قسمت زيرين قطع و وصل مخرن تعادل هدايت مي گردد .  (سوپاپ (E  و حال به بحث قبل خود مي رسيم .  زماني كه شير قطع و وصل مخرن تعادل باز شود هواي خارج شده از دهانه O1  رگلاتور از اين شير گذشته و وارد پايه شش دنده مي شود و  از آنجا با شماره 15 از پايه خارج شده و به سمت سوپاپ P2A مي رود كه پس از آن كه يك چرخش در داخل سوپاپ P2A نمود ، باشماره 5 ( هواي آبي رنگ ) از P2A خارج شده و در برگشت خود پس از پر كردن مخزني به نام مخزن تعادل با حجم 220  اينچ مكعب با شماره 5 وارد پايه شش دنده مي گردد اين لوله مستقيماٌ فشار هواي 70psi را به پشت ديافراگم بزرگ L مربوط به سوپاپ رله ولو مي رساند . 

.

.

 

6- اصول شبيه سازي

مقدمه

شبيه سازي فرآيندي است كه طي آن پديده اي فيزيكي ، اجتماعي ، اقتصادي و يا هر پديده ممكن ديگر را با مدلي رياضي تقريب زده و به تحليل نتايج حاصله مي پردازند. به اين ترتيب شبيه سازي موضوع جديدي نيست و قدمتي بسيار طولاني دارد ، اما آنچه امروزه باعث كاربرد وسيع تر اين واژه گشته، بهره گيري از كامپيوتر به منظور حل مسائل مي باشد. به كمك روشهاي عددي فرآيند حل مسئله سرعت بسيار بيشتري پيدا كرده است . به علاوه امكان حل مسائلي به وجود آمده كه حل آنها با روشي تحليلي بسيار طولاني و عملا غير ممكن بود.

اين مطلب كه مي توان مسائل زياد و دشواري را با سرعتي بسيار زياد حل نمود، نه تنها باعث تسريع در حل مسئله مي شود بلكه اساسا باعث شده تا شيوه برخورد با مسئله تغيير كند و محققين به جاي آنكه توجه خود را بر انتخاب يك مسئله از ميان مسائل متعددي كه در ذهن دارند، معطوف نمايند ، بتوانند با آزمايشات سريع، متعدد و كم خرج كامپيوتري درك درستي از ماهيت مسئله پيدا كنند. بنابر اين شبيه سازي تركيبي است از شيوه تحليلي و شيوه آزمايش .

مهمترين معضلي كه در رابطه با مسئله شبيه سازي، بروز مي كند ، فراموش كردن اين نكته است كه شبيه سازي چيزي جز حل عددي فرمولها نيست و دقتي در حد دقت فرمولهاي به كار رفته دارد. اما از آنجايي كه بسياري از كاربران برنامه هاي شبيه سازي، خود اقدام به برنامه نويسي نمي كنند، آگاهي درستي نسبت به فرمولهاي به كار رفته ندارند ،و از محدوده صحت جوابها آگاهي ندارند و بدون آنكه هرگز متوجه شوند ، جوابهاي غلط شبيه سازي را حتي دقيقتر از واقعيت قلمداد مي كنند.

لذا در اينجا مباحث تئوري به كار رفته جهت اين پروژه در حد امكان ، بيان مي گردد، كه مطالعه آن پيش از به كارگيري مدل اكيدا توصيه مي گردد .

6-1 نيازها و اهداف شبيه سازي

موضوع پروژه حاضر شبيه سازي المان شير ترمز اتوماتيك مي باشد. نخستين و مهمترين گام در انجام هر پروژه شبيه سازي تعريف دقيقي از صورت مسئله و تعيين اهدافي است كه از شبيه سازي مد نظر است.

شبيه سازي تنها استفاده از روابط رياضي براي حل مسئله است، بنابر اين تا زماني كه تعيين نگردد در شبيه سازي به دنبال چه چيزي هستيم، انتخاب فرمولهاي مناسب و تعيين روش شبيه سازي مقدور نخواهد بود . دقت شبيه سازي در ارتباط مستقيم با فرمولهايي  است كه براي اين كار انتخاب مي شوداهدافي كه براي اين شبيه سازي تعيين شده به شرح زير مي باشد.

  • بررسي خروجي شير در قبال انواع ورودي ها به صورت تعيين مقدار فشار در طول زمان
  • امكان ايجاد تغييرات در شير و بررسي نقش المانهاي جايگزين
  • امكان شبيه سازي حالات محتمل خرابي و رفتار شير در حين خرابي
  • امكان اتصال اين شير به ساير المانهاي سيستم ترمز
  • امكان تعيين فشار در قسمتهاي مختلف شير

متاسفانه در اين پروژه تعريف دقيق از اهداف شبيه سازي در دست نبود و اهداف حاضر با توجه به نيازهاي آتي كارفرما تعيين گرديد.

در مجموع سعي گرديده تا در حد مقدور شبيه سازي چند منظوره صورت پذيرد.

6-2 بررسي روشهاي ممكن جهت انجام پروژه

به طور كلي در برخورد با مسئله شبيه سازي مدارات نيوماتيك ( و يا بسياري از سيستم هاي ديناميكي مشابه) مي توان به 2 شيوه كلي برخورد نمود.

  • شبيه سازي عملكرد
  • شبيه سازي اجرا

با يك مثال به تشريح مفهوم هر يك از اين  دو روش خواهيم پرداخت. فرض مي كنيم كه قصد شبيه سازي يك شير يكسو كننده جريان را داريم. در روش شبيه سازي عملكرد، ابتدا عملكرد و كاربرد شير در مجموعه را برسي مي كنيم و توسط يك برنامه آن عملكرد را مستقيما شبيه سازي مي كنيم . به اين ترتيب كه برنامه اي مي نويسيم كه با استفاده از يك عبارت شرطي عبور جريان در يك جهت را اجازه مي دهد و در جهت مخالف جريان را عبور نمي دهد .در روش شبيه سازي اجزا توجه خود را بر مكانيزم عملكردي شير متمركز كنيم، در واقع توسط المانهايي نظير فنر ، دهانه و …….. مكانيزمي ساخته شده كه عمل يكسو سازي را انجام مي دهد و در شبيه سازي ما نيز همان مكانيزم را شبيه سازي خواهيم نمود. يعني معادلات مربوط به فنر را خواهيم نوشت و با معادلات مربوط به مساحت مقطع عبور هوا مرتبط خواهيم نمود.

مسلما هر يك از اين روشها مزايا و معايب خود را دارد. در روش شبيه سازي عملكرد، نياز به آگاهي از اجزا داخلي سيستم نيست به علاوه مستقيما عملكرد شبيه سازي مي شود و معادلات ساده تري خواهد داشت. اما با اين روش امكان تغيير دادن اجزا ميسر نمي باشد . مثلا نمي توان عملكرد شير را در وضعيتي كه فنر به علت فرسودگي ثابت k كمتري دارد را سنجيد.

وجه ديگري از اين روش شبيه سازي آن است كه ارتباطات آن يك سويه است . يعني براي مثال ، پس از آنكه شير ترمز اتوماتيك به اين روش شبيه سازي شد تفاوتي نمي كند كه اين شير در ارتباط با چه اجزا ديگري كار مي كند و مستقل از آنها عمل خواهد نمود. مسلما اين ويژگي براي مقاصد مطالعاتي ، با روش صحيح، عيب محسوب مي گردد.

در حل مسئله به روش شبيه سازي اجزا از معادلات ديفرانسيل براي توصيف حالات سيستم استفاده مي شود . اصول اين روش در درس كنترل تشريح مي گردد، اما شبيه سازي سيستمي مانند شير ترمز اتوماتيك تفاوتهايي دارد كه نمي توان از همان روشها عينا استفاده نمود. به اين تفاوتها در قسمتهاي آتي اشاره خواهد شد.

در كنترل دو روش كلي جهت شبيه سازي ارائه مي گردد روش كلاسيك كنترل يا روش استفاده از تابع تبديل و روش مدرن كنترل بر مبناي استفاده از متغيرهاي فضاي حالت.

روش استفاده از تابع تبديل ،  تنها در سيستم هايي خطي با يك ورودي و بدون مقادير اوليه قابل استفاده است . بنابر اين علي رغم مزاياي زياد  قابل استفاده نمي باشد.

روش متغير هاي فضاي حالت براي سيستمهاي خطي ولي با چندين ورودي و خروجي قابل استفاده است. از آنجايي كه سيستم هاي نيوماتيكي غير خطي مي باشند ، دشواري هاي جهت استفاده از اين روش و جود دارد.

 

.

.

.

جهت دریافت و خرید متن کامل پایان نامه و تحقیق و مقاله مربوطه بر روی گزینه خرید که در بالای صفحه قرار دارد کلیک نمایید و پس از وارد کردن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت هایی عضو شتاب قابل پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت انلاین به صورت خودکار لینک دانلود مربوطه فعال گردیده که قادر به دانلود فایل کامل ان می باشد.

پاسخ دهید