Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o TRêng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi ****** NguyÔn viÕt thiªm Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng phanh khÝ nÐn ®¸p øng theo tiªu chuÈn ECE LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt K[.]
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN
Công dung của hệ thống phanh
Hệ thống phanh có nhiệm vụ giảm tốc độ chuyển động, dừng hẳn ô tô, hoặc giữ ô tô đứng yên trên một độ dốc nhất định.
Phân loại hệ thống phanh
Hệ thống phanh đƣợc phân chia theo tính chất hình thành hệ thống phanh:
1.2.1 Theo đặc điểm điều khiển
- Phanh chính (phanh chân) dùng để giảm tốc độ khi xe đang chuyển động
- Phanh phụ (phanh tay) dùng để đỗ xe khi người lái rời khỏi buồng lái và dùng làm phanh dự phòng
Phanh bổ trợ, bao gồm phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ, được sử dụng để tiêu hao một phần động năng của ô tô trong các tình huống cần phanh lâu dài, như khi phanh trên dốc dài.
1.2.2 Theo kết cấu của cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh là bộ phận quan trọng giúp tiêu hao động năng của xe khi phanh, được điều khiển từ buồng lái Phanh hoạt động dựa trên nguyên lý tạo ma sát giữa phần quay và phần cố định Trên ô tô, hai loại cơ cấu phanh phổ biến là phanh tang trống và phanh đĩa.
Cơ cấu phanh tang trống được phân loại theo phương pháp bố trí và điều khiển các guốc phanh thành các dạng:
Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục được sử dụng cho hệ thống phanh thủy lực và khí nén Trong hệ thống phanh thủy lực, cơ cấu này thường được lắp đặt trên cầu sau của ô tô con và xe tải nhỏ, với xi lanh thủy lực điều khiển guốc phanh ép vào trống phanh Ngược lại, trong hệ thống phanh khí nén, cơ cấu phanh được bố trí trên cầu trước của ô tô tải vừa và nặng, sử dụng xi lanh khí nén điều khiển cam xoay để ép guốc phanh vào trống phanh.
Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua tâm được sử dụng chủ yếu với xi lanh thủy lực và thường được lắp đặt ở cầu trước của ô tô con hoặc ô tô tải nhỏ Kết cấu này được thiết kế để đảm bảo hiệu suất phanh tối ưu và sự ổn định trong quá trình vận hành.
Khi xe chuyển động tiến, cả hai guốc phanh hoạt động như guốc siết, mang lại hiệu quả phanh lớn Tuy nhiên, khi xe lùi, hai guốc này chuyển thành guốc nhả, dẫn đến hiệu quả phanh giảm.
Cơ cấu phanh tang trống dạng bơi có thiết kế đặc biệt với cả hai đầu guốc phanh chịu tác động trực tiếp từ lực điều khiển và có khả năng di trượt Hệ thống này được áp dụng cho ô tô tải, sử dụng cơ chế dẫn động phanh thủy lực kết hợp với điều khiển khí nén.
Cơ cấu phanh tự cường hóa có khả năng tăng cường hiệu quả tạo mô men phanh khi có lực điều khiển tác động Tuy nhiên, do sự biến đổi nhanh chóng của mô men phanh khi lực điều khiển gia tăng, tính ổn định của mô men kém, nên kết cấu này chỉ nên sử dụng trong những trường hợp cần thiết.
Hình 1.1 Cơ cấu phanh tang trống dẫn động thủy lực
Hình 1.2 Cơ cấu phanh tang trống dẫn động khí nén
13 Đối với cơ cấu phanh tang trống dẫn động khí nén:
Cam Acsimet có thiết kế đơn giản với bố trí cam quay và guốc phanh đối xứng qua trục Sự dịch chuyển của các guốc phanh khi cam hoạt động lớn ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả sinh ra mô men phanh của các cơ cấu phanh khác nhau.
- Cam Cycloit: cho phép dịch chuyển của các guốc phanh khi cam làm việc nhỏ hơn nên đƣợc dùng phổ biến
+ Mô men phanh lớn do diện tích tiếp xúc giữa má phanh, trống phanh lớn + Cơ cấu phanh đƣợc che kín trong quá trình làm việc
+ Má phanh lâu mòn hơn
+ Kém ổn định hơn, khi tiến và lùi hiệu quả phanh không đều b) Cơ cấu phanh đĩa
Cấu tạo cơ cấu phanh đĩa đƣợc chia thành loại có giá đỡ xi lanh cố định và loại có giá đỡ xi lanh di động
Hình 1.3 Cơ cấu phanh đĩa
Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa gồm:
- Đĩa phanh đƣợc lắp và quay cùng với moay ơ của bánh xe
- Giá đỡ xi lanh đồng thời là xi lanh điều khiển, trên đó bố trí các đường dẫn dầu áp suất cao, bên trong xi lanh có các piston
- Hai má phanh phẳng đặt ở hai bên đĩa phanh và đƣợc tiếp nhận lực điều khiển bởi các piston trong xi lanh bánh xe
Cơ cấu phanh đĩa đảm bảo mô men phanh ổn định ngay cả khi hệ số ma sát thay đổi, giúp bánh xe phanh hoạt động hiệu quả và ổn định, đặc biệt là trong điều kiện nhiệt độ cao.
+ Thoát nhiệt tốt, khối lƣợng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn
+ Dễ dàng trong sửa chữa và thay thế tấm ma sát
+ Áp suất tác dụng lên má phanh lớn nên yêu cầu vật liệu tốt hơn
+ Khi phanh sinh ra các lực phụ tác dụng lên ổ bi bánh xe
+ Kết cấu hở, dễ dính bụi, bùn đất nên các tấm ma sát của loại phanh này mòn nhanh hơn phanh guốc, ít dùng trên xe tải
1.2.3 Theo dẫn động phanh a) Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí
Hệ thống dẫn động cơ khí có độ tin cậy cao nhưng yêu cầu lực tác dụng bàn đạp lớn, vì vậy chỉ được sử dụng cho phanh tay Trong khi đó, hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực mang lại hiệu suất tốt hơn và dễ dàng điều khiển hơn trong các tình huống phanh.
Dẫn động phanh thủy lực có những ưu điểm nổi bật như phanh êm dịu, dễ bố trí và độ nhạy cao do dầu không bị nén Tuy nhiên, nhược điểm của hệ thống này là tỉ số truyền không lớn, dẫn đến khả năng tăng lực điều khiển trên cơ cấu phanh hạn chế Chính vì vậy, hệ thống dẫn động phanh thủy lực thường được sử dụng cho ô tô con và ô tô tải nhỏ.
15 c) Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén
Hệ thống dẫn động phanh khí nén sử dụng lực điều khiển trên bàn đạp để cung cấp khí nén tới các bầu phanh bánh xe, tạo ra lực tác dụng lên guốc phanh và thực hiện phanh ô tô Ưu điểm của hệ thống này là lực điều khiển nhỏ, áp suất đường ống không cao, cho phép dẫn động dài tới các cơ cấu phanh cần thiết Tuy nhiên, nhược điểm là độ nhạy kém với thời gian chậm tác dụng lớn và các kết cấu có kích thước lớn, do đó hệ thống này thích hợp cho các ô tô tải vừa và lớn Hệ thống phanh dẫn động liên hợp thủy lực – khí nén mang lại hiệu quả trong việc kiểm soát phanh cho các phương tiện vận tải nặng.
Hệ thống phanh kết hợp ưu điểm của dẫn động thủy lực và khí nén, được áp dụng cho ô tô tải và ô tô buýt trung bình đến lớn Hệ thống phanh này sử dụng trợ lực để nâng cao hiệu suất phanh, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình vận hành.
Hệ thống dẫn động điều khiển ô tô yêu cầu điều chỉnh tốc độ và dừng xe một cách thường xuyên Các bộ truyền thủy tĩnh không cho phép tỷ số truyền động lớn, vì vậy cần giảm lực bàn đạp phanh Bộ trợ lực phanh trong hệ thống phanh thủy lực sử dụng nhiều nguồn năng lượng khác nhau như chân không, khí nén, thủy lực và điện Trên ô tô con và ô tô tải nhẹ, trợ lực chân không là lựa chọn phổ biến cho hệ thống dẫn động phanh thủy lực.
1.2.4 Theo mức độ hoàn thiện hệ thống phanh
Hệ thống phanh được hoàn thiện theo hướng nâng cao chất lượng điều khiển ô tô khi phanh, do vậy trang bị thêm các bộ điều chỉnh lực phanh:
- Bộ điều chỉnh lực phanh (bộ điều hòa lực phanh)
- Bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh có ABS)
Yêu cầu kết cấu
Hệ thống phanh trên ô tô cần đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau:
- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe, nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất, khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm
- Đảm bảo sự ổn định chuyển động của ô tô và phanh êm dịu trong mọi trường hợp
- Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao, đảm bảo mối tương quan giữa lực bàn đạp với sự phanh của ô tô trong quá trình thực hiện phanh
- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt, duy trì ổn định hệ số ma sát trong cơ cấu phanh trong mọi điều kiện sử dụng
- Hạn chế tối đa hiện tượng trượt lết bánh xe khi phanh với các cường độ lực bàn đạp khác nhau
- Có khả năng giữ ô tô đứng yên trong thời gian dài, kể cả trên nền đường dốc
Để đảm bảo độ tin cậy của hệ thống phanh trong mọi tình huống, ngay cả khi có hư hỏng, ô tô cần được trang bị hệ thống phanh hiệu quả Hệ thống phanh giúp xe chuyển động an toàn ở tốc độ cao và cho phép lái xe điều chỉnh tốc độ hoặc dừng xe khi gặp nguy hiểm Hiện nay, hầu hết ô tô sử dụng cơ cấu phanh guốc và dẫn động phanh bằng thủy lực, khí nén hoặc kết hợp cả hai Đặc biệt, các xe vận tải trung bình và lớn, như xe buýt nội thị và xe chở khách từ 24 chỗ ngồi trở lên, thường áp dụng hệ thống phanh dẫn động khí nén Hệ thống này sử dụng năng lượng khí nén để điều khiển các cơ cấu phanh, giúp giảm bớt sức lao động cho lái xe và tạo ra lực phanh lớn mà không cần áp lực lớn lên bàn đạp phanh.
Cấu tạo chung hệ thống phanh dẫn động khí nén
Hệ thống phanh ô tô là một tập hợp các cơ cấu liên kết với nhau để thực hiện quá trình phanh xe Hiện nay, có bốn hệ thống phanh chính trên ô tô hiện đại, mỗi hệ thống có chức năng và kết cấu phức tạp riêng, nhưng đều sử dụng chung các phần tử như nguồn năng lượng, van phanh và cơ cấu phanh.
- Hệ thống phanh công tác (còn gọi là hệ thống phanh chính) dùng để điều chỉnh tốc độ chuyển động của ô tô trong điều kiện chuyển động bất kỳ
- Hệ thống phanh dừng dùng để giữ cố định xe trên đường khi dừng xe trong thời gian tuỳ ý
- Hệ thống phanh dự trữ dùng để dừng xe trong trường hợp hư hỏng hệ thống phanh công tác
Hệ thống phanh phụ giúp duy trì tốc độ ổn định cho ô tô trong thời gian dài hoặc điều chỉnh tốc độ của xe ở một mức nhất định.
Ngoài ra, các xe đời mới còn có thể có hệ thống phanh tự động
Trên hình 1.4 là sơ đồ khối của hệ thống phanh khi nén:
Hình 1.4 Sơ đồ khối của hệ thống phanh khí nén
Hệ thống phanh khí nén bao gồm ba thành phần chính: nguồn năng lượng khí nén, dẫn động phanh và cơ cấu phanh Theo sơ đồ khối, cấu tạo của hệ thống phanh khí nén điển hình được minh họa trong hình 1.5.
Hệ thống phanh khí nén được cấu tạo từ nhiều thành phần quan trọng, bao gồm máy nén khí làm nguồn năng lượng, các van phanh trong khối điều khiển, và khối truyền với các đường ống dẫn khí, ống mềm và đầu nối Ngoài ra, khối tích năng chứa các bình chứa khí nén, trong khi khối chấp hành bao gồm các bầu phanh.
Hình 1.5 Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh khí nén điển hình
1 Máy nén khí; 2 Tổng van phanh; 3 Đường ống dẫn ra rơ mooc; 4 Đầu nối; 5 Van điều khiển phanh rơ mooc; 6 Bình chứa khí phanh rơ mooc; 7 Cơ cấu phanh;
8 Bầu phanh; 9 Bình chứa khí nén của ô tô kéo
Phân tích kết cấu hệ thống phanh dẫn động khí nén loại một dòng
1.5.1 Sơ đồ kết cấu chung
Hệ thống phanh khí nén một dòng đƣợc thể hiện trên hình 1.6
Hình 1.6 Sơ đồ bố trí hệ thống phanh khí nén một dòng
Hệ thống phanh này bao gồm các thành phần chính như máy nén khí 7 cung cấp năng lượng, các van phanh 2 và 6 nằm trong khối điều khiển, khối truyền với các đường ống dẫn khí, ống mềm và đầu nối, cùng với khối tích năng là bình chứa khí nén, và khối chấp hành là các bầu phanh.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh là khi đạp lên bàn đạp phanh, khí nén từ bình chứa được truyền qua van phanh đến bầu phanh, làm xoay cam phanh và ép guốc phanh vào tang trống để thực hiện phanh xe Khí nén trên đường ống dẫn ra rơ moóc sẽ được xả ra ngoài qua van phanh, tạo ra sự giảm áp để điều khiển van phanh rơ moóc hoạt động Khi nhả bàn đạp phanh, khí nén từ bầu phanh ô tô và bầu phanh rơ moóc sẽ xả ra ngoài qua các van tương ứng Hệ thống này có ưu điểm là điều khiển nhẹ nhàng, cấu trúc đơn giản và tạo lực phanh lớn Tuy nhiên, nhược điểm của nó là phụ thuộc vào chế độ làm việc của động cơ đốt trong, độ nhạy kém hơn so với phanh thủy lực, và có cấu trúc cồng kềnh cùng chi phí cao.
Hệ thống phanh khí nén hoạt động bằng cách sử dụng không khí nén đến áp suất nhất định, yêu cầu một máy nén khí được lắp đặt trên động cơ để cung cấp không khí sạch và ổn định Trong các ô tô tải, máy nén khí thường là loại piston 2 xi lanh, được thiết kế với năng suất cao để nạp nhanh tất cả các bình khí trên xe sau khi khởi động động cơ.
1.5.3 Bộ điều chỉnh áp suất
Bộ điều chỉnh áp suất tự động duy trì áp suất khí nén trong hệ thống ở mức 0,6 ÷ 0,77 MPa, giúp giảm tải cho máy nén khí Áp suất này đảm bảo dòng khí nén từ các bình chứa đến bầu phanh đạt áp suất 0,45 MPa với tốc độ ổn định, tương đương với tốc độ âm thanh và lưu lượng không đổi.
20 một giây lớn nhất nhờ vậy đảm bảo đƣợc thời gian chậm tác dụng của hệ thống phanh ngắn nhất
Hình 1.7 trình bày cấu trúc của bộ điều chỉnh áp suất, trong đó khoang bên trong thân 9 kết nối với khoang dưới của con trượt 42 qua cửa III, và việc điều chỉnh áp suất được thực hiện thông qua rãnh 7 với hai van bi.
Lưới lọc 8 được sử dụng để loại bỏ dầu và nước trong khí nén khi đi qua cửa Hai van bi chịu lực từ lò xo 3 thông qua cần đẩy 5, với van nạp 13 có đế tựa 15 và vòng đệm đàn hồi 12, giúp ngăn van bi dính vào đế tựa Đế tựa 16 của van thải 14 hoạt động như mặt mút dẫn hướng cho cần đẩy 5, trong khi ống dẫn hướng 16 có rãnh nối thông khoang của các viên bi với khí trời Bộ điều chỉnh áp suất ở phần dưới được kết nối với bình chứa khí qua cửa I.
Hình 1.7 Bộ điều chỉnh áp suất
1 Chụp bảo vệ; 2 Chụp điều chỉnh; 3 Lò xo; 4 Bi tỳ; 5 Cần của van; 6 Đai ốc hãm; 7 Rãnh dẫn; 8 Lưới lọc; 9 Thân; 10 Nút; 11 Lọc dùng kim loại gốm; 12.Vòng đàn hồi; 13 Van nạp; 14 Van xả; 15 Đế van nạp; 16 Đế van xả; l7 Đệm điều chỉnh; 18 Vòng chặn; I Khí nén áp suất cao từ bình chứa; II Cửa thoát khí ra ngoài khí trời; III Khí từ khối giảm áp của máy nén
Hình 1.8 Van phân phối dẫn động hai dòng
Cửa khí nén từ bình khí tới (P1, P2) điều khiển quá trình hoạt động của hệ thống phanh Các thành phần chính bao gồm: cửa xả khí (R), cửa ra cơ cấu phanh sau (B1) và cơ cấu phanh trước (B2) Hệ thống được cấu tạo bởi nhiều bộ phận như chụp che bụi (1), lò xo hồi vị piston trên (2), vòng hãm đế van trên (3), piston dưới (4), lò xo hồi vị van dưới (5), thân van dưới (6), van xả khí (7), đế đỡ lò xo hồi vị van dưới (8), van dưới (9), lò xo hồi vị piston dưới (10), lò xo hồi vị van trên (11), van trên (12), lò xo đỡ trục xuyên tâm (13), lò xo ép piston trên (14), piston trên (15), thân van trên (16), nắp van phanh (17), vít điều chỉnh (18), cốc ép (19) và chốt tỳ (20).
21 Con lăn; 22 Bàn đạp Phanh
Khí nén được nạp đầy trong bình chứa sẽ được điều khiển thời điểm và lưu lượng cung cấp vào hệ thống qua tổng van phanh, một thiết bị giống như van khóa Tổng van phanh có cấu trúc khác nhau tùy thuộc vào dẫn động một dòng hoặc hai dòng Dưới đây là cấu tạo của tổng van phanh 2 tầng dành cho dẫn động phanh 1 dòng.
Van an toàn là thiết bị quan trọng trong hệ thống khí nén, bao gồm các thành phần như đế van, thân van, van bị, lò xo, đai ốc hãm, vít điều chỉnh và thanh đẩy Chức năng chính của van an toàn là ngăn chặn áp suất quá lớn trong hệ thống, đặc biệt khi bộ tự động điều chỉnh áp suất gặp sự cố Van thường được lắp đặt gần máy nén khí trong các bình chứa khí nén của ô tô và được điều chỉnh để mở ở áp suất từ 0,9 đến 0,95 MPa.
Bầu phanh bánh xe hoạt động như một xi lanh lực tác động một chiều, với vỏ bầu phanh được gắn cố định trên vỏ cầu Đòn đẩy tựa chặt trên piston đẩy và thực hiện việc dịch chuyển để điều khiển cam quay.
Bầu phanh bánh xe có nhiệm vụ tạo lực khí nén đẩy đòn đẩy dịch chuyển, tạo nên xoay cam quay ở cơ cấu phanh a) Bầu phanh đơn
1,7 Nửa vỏ; 2 Lò xo hồi vị; 3 Đầu nối khí; 4 Tấm đỡ; 5 Màng cao su; 6 Đòn đẩy; 8 Bu lông bắt với giá; 9 Đai ốc điều chỉnh; 10 Đầu nối chữ U
Bầu phanh đơn dạng màng bao gồm hai nửa vỏ, với màng cao su được đặt giữa để chia thành hai khoang Khoang trên có cửa P dẫn khí nén từ van phân phối, trong khi khoang dưới có lỗ thông R với khí quyển Lò xo hồi vị giúp đẩy màng về vị trí ban đầu khi không phanh Màng được đỡ bằng tấm đỡ và nối với đòn đẩy, tạo thành cơ cấu dẫn động quay cam để đóng mở phanh Chiều dài đòn đẩy có thể điều chỉnh bằng đai ốc, đảm bảo vị trí phù hợp với cam quay.
Khi không có phanh, màng 5 nằm ở vị trí cao nhất nhờ lò xo hồi vị 2 Khi phanh, khí nén áp suất cao được dẫn vào khoang trên của bầu phanh qua lỗ P, đẩy màng 5 và đòn đẩy 6 xuống dưới, kích hoạt cơ cấu phanh Khi nhả phanh, lò xo hồi vị 2 đẩy màng 5 trở lại vị trí ban đầu, trong khi khí nén trong khoang trên được thoát ra qua van phân phối, hoàn tất quá trình phanh.
Cấu tạo của bầu phanh và các trạng thái làm việc thể hiện trên hình 1.11:
Hình 1.11 Bầu phanh tích năng
Bầu phanh tích năng gồm: hai bầu phanh đƣợc ghép nối tiếp nhau, một bầu phanh chính và một bầu phanh tích năng
Bầu phanh chính được thiết kế dựa trên nguyên lý hoạt động của bầu phanh đơn dạng màng, bao gồm hai khoang: khoang P kết nối với khí quyển và khoang S liên kết với hệ thống cấp và thoát khí nén từ van phân phối khi thực hiện phanh.
Bầu phanh tích năng dạng xi lanh piston khí được chia thành hai khoang: khoang T kết nối với khí trời qua đường ống 4, trong khi khoang Q kết nối với van phanh tay qua đường dẫn B Khoang tích năng T bao gồm vỏ bầu phanh tích năng 3.
Thực trạng về hệ thống phanh khí nén ở Việt Nam hiện nay
Do yêu cầu lực phanh lớn trên các xe tải lớn, xe kéo mooc và bán mooc, hệ thống phanh thủy lực không thể được sử dụng Hệ thống này chỉ phù hợp với xe con và xe tải nhỏ, vì lực phanh phụ thuộc vào lực bàn đạp Ngược lại, trong hệ thống phanh khí nén, lực bàn đạp chỉ điều khiển dòng khí nén, trong khi lực phanh thực sự được tạo ra nhờ trợ lực khí nén.
Trong thiết kế hệ thống phanh tại Việt Nam hiện nay, việc áp dụng các tiêu chuẩn vẫn còn hạn chế, ảnh hưởng đến sự ổn định trong quá trình phanh Điều này là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến các tai nạn giao thông thường xuyên xảy ra.
Vì vậy việc áp dụng các tiêu chuẩn trong quá trình thiết kế là một vấn đề cấp thiết, trong đó có tiêu chuẩn ECE
Một số hình ảnh về xe sử dụng phanh khí nén
Hình 1.17 Xe tải N 3 sử dụng phanh khí nén
Hình 1.18 Xe bus sử dụng phanh khí nén
TIÊU CHUẨN ECE VỀ HỆ THỐNG PHANH
Phân chia lực phanh
Phương trình chuyển động của ô tô khi phanh có thể được viết như sau:
Hệ số δ’ phản ánh ảnh hưởng của các khối lượng quay, trong khi tổng lực phanh tại các bánh xe được ký hiệu là 𝜮F Hệ số cản lăn được biểu thị bằng f, và quãng đường xe chạy là S Hệ số cản không khí được ký hiệu là k, cùng với diện tích cản chính diện của ô tô là F.
Khi phanh có ngắt động cơ, hệ số ảnh hưởng của các khối lượng quay được coi là bằng 1 (' = 1,02 ÷ 1,04) Để đánh giá hiệu quả phanh ô tô, người ta sử dụng hệ số lực phanh T.
Trong khi tính toán xác định gia tốc chậm dần và quãng đường phanh, người ta có thể bỏ qua lực cản không khí
Như vậy, phương trình (2.1) có dạng:
Khi phanh gấp, hệ số trượt T gần bằng hệ số bám φ, và trên đường tốt khô ráo, ta có φ >> f Do đó, trong trường hợp phanh gấp, lực cản lăn có thể được bỏ qua.
T d S g dt Gọi gia tốc chậm dần là a, ta có thể viết:
Hiệu quả phanh cực đại đạt đƣợc khi hệ số sử dụng trọng lƣợng bám tại tất các bánh xe bằng nhau:
Để đạt được hiệu quả phanh tối đa, lực phanh tác động lên các cầu ô tô cần phải tỷ lệ thuận với tải trọng trên các cầu đó trong quá trình phanh.
Với sự phân bố lực phanh lý tưởng ta có được gia tốc cực đại: a max = g Tmax = g
Trong trường hợp các hệ số sử dụng trọng lượng bám tại các cầu không bằng nhau, ta có biểu thức sau:
Khi phanh đến giới hạn lết tại một cầu, trong khi cầu khác không sử dụng hết khả năng bám, hệ số sử dụng trọng lượng bám sẽ thấp hơn hệ số bám tối đa Điều này dẫn đến gia tốc phanh thấp hơn so với gia tốc lý tưởng khi lực phanh được phân bố đồng đều.
Phanh lết bánh xe gây ra mòn lốp nhanh chóng và ảnh hưởng đến an toàn Khi phanh lết xảy ra, sự trượt giữa lốp và mặt đường tăng lên, dẫn đến giảm hệ số bám, làm cho ô tô trở nên không ổn định và khó kiểm soát.
Hiện nay, hiệu quả phanh và phân bố lực phanh giữa các cầu đang được chú trọng, nhằm đảm bảo sự ổn định trong chuyển động của ô tô khi phanh.
Theo tiêu chuẩn ECE, ô tô không có hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS phải đáp ứng các yêu cầu cụ thể Đối với hệ số ma sát trong khoảng 0,2 đến 0,8, giá trị T phải lớn hơn 0,1 cộng với 0,85 nhân với ( - 0,02) Cụ thể, điều này áp dụng cho loại xe N 1.
Hình 2.1 Đồ thị tiêu chuẩn ECE cho loại xe N 1
Đối với xe loại N 1, lực phanh riêng cần đạt từ 0,15 đến 0,50 Điều kiện này được coi là thoả mãn khi lực phanh riêng nằm trong khoảng 0,15 đến 0,30, và các đường cong sử dụng hệ số bám của mỗi trục xe phải nằm giữa hai đường song song với đường lý tưởng được xác định bởi phương trình φ = T 0,08.
Nếu T từ 0,50 đến 0,61 thì T ≥ 0,5 φ + 0,21 b) Đối với loại xe M 1
Hình 2.2 Đồ thị tiêu chuẩn ECE cho loại xe M1 Đối với xe loại M1 với mọi lực phanh riêng từ 0,15 đến 0,8
Với giá trị T trong khoảng 0,0 đến 0,45, đường cong cho phép sử dụng hệ số bám trục cầu sau cao hơn, miễn là hệ số bám này không vượt quá 0,05 và điều kiện đương φ bằng T được đảm bảo.
Đối với xe không thuộc loại M 1 và N 1, mọi chế độ tải trọng yêu cầu hệ số sử dụng trọng lượng bám của cầu trước phải nằm trên đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám của cầu sau trong khoảng giá trị T = 0,15 ÷ 0,30 Điều này được coi là đạt yêu cầu khi các đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám của mỗi cầu nằm giữa hai đường thẳng song song với đường lý tưởng, như được mô tả bởi phương trình liên quan.
= T 0,08 và nếu với T > 0,30 đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám của cầu sau thoả mãn: T 0,3 + 0,74( - 0,38)
Các miền phân bố các đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám được thể hiện trên hình 2.3
Hình 2.3 Đồ thị tiêu chuẩn ECE cho loại không phải M 1 và N 1
Thời gian phản ứng
Các xe được trang bị hệ thống phanh chính phụ thuộc hoàn toàn hoặc một phần vào nguồn năng lượng không phải từ lực của người lái cần phải đáp ứng các yêu cầu sau đây.
Trong các tình huống khẩn cấp, khoảng thời gian từ khi thiết bị điều khiển bắt đầu tác động đến khi lực phanh trên trục xe đạt mức hiệu quả quy định không được vượt quá 0,6 giây.
- Trong trường hợp xe được trang bị hệ thống phanh khí nén, yêu cầu trên coi nhƣ đã đƣợc đáp ứng nếu xe tuân thủ những điều sau:
2.2.1 Yêu cầu chung a) Thời gian phản ứng của hệ thống phanh chính đƣợc xác định khi xe đỗ, áp suất được đo ở đầu vào xi lanh phanh Trong trường hợp xe được trang bị hệ thống phanh kết hơp khí nén thuỷ lực, áp suất có thể đƣợc đo ở cụm thuộc phần khí nén Đối với xe đƣợc trang bị van điều tiết tải trọng, van này cần phải đƣợc đặt ở vị trí "có tải" b) Trong khi thử, hành trình yêu cầu cho cơ cấu phanh của các xi lanh phanh trên các trục xe khác nhau phải đƣợc hiệu chỉnh thật chính xác c) Thời gian phản ứng xác định theo các yêu cầu này phải đƣợc quy tròn đến 1/10 giây theo các nguyên tắc quy tròn thông thường
2.2.2 Xe cơ giới a) Tại thời điểm bắt đầu mỗi lần thử, áp suất ở bình chứa khí nén phải ở mức mà tại đó bộ điều chỉnh lặp lại sự cung cấp khí nén cho hệ thống Trong các hệ thống không trang bị bộ điều chỉnh (có nghĩa là máy nén khí hạn chế áp suất), áp suất trong bình chứa khí nén khi bắt đầu mỗi lần thử qui định trong mục lục này phải bằng 90% áp suất do nhà chế tạo qui định và đƣợc mô tả nhƣ sau: Mức năng lƣợng ban đầu trong bình chứa khí nén phải đƣợc qui định bởi nhà chế tạo Nó phải đạt mức để đạt đƣợc hiệu quả phanh đã qui định của hệ thống phanh chính
Thời gian phản ứng được xác định là hàm của thời gian tác động (t s ), bắt đầu từ thời gian ngắn nhất và tăng dần đến khoảng 0,4 giây Đối với mục đích thử nghiệm, thời gian phản ứng tương ứng với thời gian tác động phanh là 0,2 giây, có thể thu được từ đồ thị qua phép nội suy Đối với thời gian tác động 0,2 giây, khoảng thời gian từ khi bắt đầu tác động điều khiển hệ thống phanh đến khi áp suất trong xi lanh phanh đạt khoảng 75% áp suất tiệm cận không được vượt quá 0,6 giây Đối với xe có nối phanh cho moóc, thời gian phản ứng phanh phải được đo tại đầu một ống dài 2,5 m, đường kính trong 13mm, với thể tích 385 5 cm³ và áp suất 6,5 bar Xe kéo cho bán moóc cần có ống mềm để kết nối với bán moóc, và đầu nối phải nằm tại vị trí đầu ống mềm Cuối cùng, khoảng thời gian từ khi bắt đầu tác động điều khiển phanh đến khi áp suất tại đầu nối đạt một tỷ lệ phần trăm nhất định so với áp suất tiệm cận không được vượt quá giá trị quy định trong bảng.
75 0,4 g) Trong trường hợp xe cơ giới được phép kéo moóc, bán moóc loại O 3 hoặc
O 4 có trang bị hệ thống phanh khí nén, ngoài các yêu cầu đã nêu ở trên phải đƣợc thoả mãn thì cần thực hiện các phép thử sau:
- Đo áp suất ở đầu ống dài 2,5 m, đường kính trong 13 mm, được nối với đầu nối của đường cung cấp
- Mô phỏng của đường điều khiển tại đầu nối
- Tác động lên bộ phận điều khiển phanh chính trong 0,2 giây nhƣ đã mô tả trong mục c
2.2.3 Moóc, bán moóc a) Thời gian phản ứng của phanh moóc, bán moóc phải đƣợc đo khi không nối với xe kéo Để thay thế cho xe kéo, cần phải có thiết bị mô phỏng mà các đầu nối của đường điều khiển và đường cung cấp của moóc, bán moóc được nối với nó b) Áp suất trong đường cung cấp phải là 6,5 bar c) Thiết bị mô phỏng phải có những đặc tính sau :
Trước mỗi lần thử, cần chuẩn bị một bình chứa có dung tích 30 lít được nạp đến áp suất 6,5 bar và không được nạp lại trong suốt quá trình thử nghiệm Bộ mô phỏng phải có một lỗ đầu ra với đường kính từ 4,0 đến 4,3 mm Thể tích của ống đo từ lỗ, bao gồm cả đầu nối, phải đạt 385 5 cm³, tương đương với thể tích của một ống dài 2,5 m và đường kính trong 13 mm dưới áp suất 6,5 bar.
- Bộ phận điều khiển hệ thống phanh phải đƣợc thiết kế sao cho hiệu quả sử dụng của nó không bị ảnh hưởng bởi người thử
Thiết bị mô phỏng cần được lắp đặt với lỗ phù hợp theo điều kiện 1 trong mục c Khi kết nối với bình chứa có thể tích 385±5 cm³, thời gian để áp suất tăng từ 0,65 đến 4,9 bar (tương ứng với 10 và 75% áp suất danh nghĩa 6,5 bar) phải đạt 0,2±0,01 giây Nếu sử dụng bình chứa 1155±15 cm³ thay thế, thời gian tăng áp suất cũng phải là 0,38±0,02 giây mà không cần hiệu chỉnh Giữa hai trị số áp suất này, áp suất cần tăng gần như theo đường tuyến tính Các bình chứa phải được kết nối với đầu nối mà không cần ống mềm, và chỗ nối phải có đường kính trong không nhỏ hơn.
Khoảng thời gian giữa áp suất đạt 0,65 bar trong dòng điều khiển và khi áp suất trong bộ phận tác động phanh của moóc, bán moóc đạt xấp xỉ 75% không được vượt quá 0,4 giây.
2.2.4 Chỗ nối thử áp suất a) Để tạo thuận lợi cho việc kiểm tra định kỳ xe trong sử dụng trên đường, trên mỗi mạch độc lập của hệ thống phanh cần có một chỗ nối kiểm tra áp suất ở vị trí gần nhất và dễ tiếp cận nhất đối với xi lanh phanh kém thuận lợi nhất về mặt thời gian tác dụng b) Chỗ nối kiểm tra áp suất phải tuân thủ điều 4 của tiêu chuẩn TCVN 6822:2001 (tương đương tiêu chuẩn ECE)
2.2.5 Ví dụ về thiết bị mô phỏng
Hình 2.4 Sơ đồ thiết bị mô phỏng
A : Chỗ nối cung cấp có van ngắt
Công tắc áp suất trong thiết bị mô phỏng được cài đặt ở mức 0,65 bar và 4,9 bar, kết nối với bộ phận tác động phanh của moóc và bán moóc, hoạt động hiệu quả ở 75% áp suất tiếp cận trong bộ phận tác động phanh CF.
L : Đường từ lỗ O đến và bao gồm cả đầu nối TC, có thể tích trong 385 5 cm 3 dưới áp suất 6,5 bar
M : Đồng hồ đo áp suất
O : lỗ có đường kính không nhỏ hơn 4 mm và không lớn hơn 4,3 mm
PP : Chỗ nối kiểm tra áp suất
R1 : Bình chứa khí nén 30 lít có van xả
R2 : Bình chứa định cỡ, bao gồm đầu nối TC, có dung tích 3865 cm 3
R3 : Bình chứa chuẩn, bao gồm đầu nối TC, có dung tích 115515 cm3
TA : Đầu nối, đường cung cấp
TC : Đầu nối, đường điều khiển
V : Bộ phận điều khiển phanh
Yêu cầu về nguồn năng lƣợng đối với hệ thống phanh khí nén
2.3.1 Dung tích của bình chứa khí nén (bình tích năng) a) Yêu cầu chung
Các xe yêu cầu hệ thống phanh sử dụng khí nén cần được trang bị bình chứa khí nén với dung tích phù hợp, đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn của xe cơ giới, mooc và bán mooc.
Bình chứa khí nén không nhất thiết phải đáp ứng dung tích yêu cầu nếu hệ thống phanh có khả năng thực hiện hiệu quả phanh tối thiểu mà không cần nguồn năng lượng bổ sung, tương đương với hiệu quả phanh quy định cho hệ thống phanh dự phòng.
- Trong khi kiểm tra theo các yêu cầu của xe cơ giới, mooc và bán mooc, các cơ cấu phanh phải đƣợc điều chỉnh kỹ lƣỡng b) Xe cơ giới
Bình chứa khí nén của xe cần đảm bảo rằng sau 8 lần tác động tối đa lên bộ phận điều khiển của phanh chính, áp suất còn lại trong bình không được thấp hơn mức áp suất cần thiết để đảm bảo hiệu quả phanh dự phòng theo quy định.
- Việc thử phải đƣợc thực hiện theo các yêu cầu sau :
Mức năng lượng ban đầu trong bình chứa khí nén cần được quy định bởi nhà chế tạo, đảm bảo đạt mức tối thiểu để hệ thống phanh chính hoạt động hiệu quả.
Trong quá trình kiểm tra, không được nạp thêm khí cho bình chứa khí nén Đồng thời, cần phải cách ly bình chứa khí nén của phanh chính với các bình chứa khí nén dành cho các thiết bị phụ trợ.
Trong trường hợp xe kéo có moóc hoặc bán moóc, cần cắt dòng cung cấp cho moóc và kết nối với dòng điều khiển của bình chứa khí nén phụ dung tích 0,5 lít Trước mỗi lần phanh, áp suất trong bình khí nén phụ này phải được xả hoàn toàn Sau khi thử nghiệm, mức năng lượng cung cấp cho dòng điều khiển không được giảm xuống dưới 0,5 mức đạt được trong lần phanh đầu tiên.
- Mức năng lƣợng ban đầu này phải đƣợc công bố trong văn bản chấp thuận TCVN 6919 : 2001 (tương đương tiêu chuẩn ECE)
- Bình chứa khí nén trang bị cho moóc, bán moóc phải đảm bảo sao cho sau
Hệ thống phanh chính của xe kéo yêu cầu 8 lần tác động để đảm bảo hiệu suất Mức năng lượng cung cấp cho các bộ phận khí nén không được giảm xuống dưới 0,5 so với lần phanh đầu tiên Điều này cũng cần đảm bảo không gây ra hoạt động của hệ thống phanh tự động hoặc hệ thống phanh đỗ của moóc và bán moóc.
- Việc thử phải đƣợc thực hiện theo các yêu cầu sau :
+ Áp suất trong bình chứa khí nén ở thời điểm bắt đầu thử phải đạt 8,5 bar
+ Phải cắt dòng cung cấp khí nén Ngoài ra bình (các bình) chứa khí nén cấp cho các thiết bị phụ khác phải đƣợc cách ly
+ Trong quá trình thử không đƣợc bổ sung khí nén cho bình chứa khí nén + Tại mỗi lần phanh áp suất trong dòng điều khiển phải là 7,5 bar
2.3.2 Năng suất của nguồn năng lượng a) Qui định chung
Các máy nén khí phải đáp ứng các yêu cầu đƣợc nêu trong các mục sau: b) Các định nghĩa :
- "p 1 " là áp suất ứng với 65% áp suất p 2 (p 2 là giá trị quy định của nhà chế tạo)
Thời gian t1 là khoảng thời gian cần thiết để áp suất tương đối tăng từ 0 đến p1, trong khi t2 là thời gian cần thiết để áp suất tương đối tăng từ 0 đến p2 Các điều kiện đo cũng cần được xác định rõ ràng để đảm bảo tính chính xác trong quá trình đo lường.
Tốc độ của máy nén khí cần đạt được khi động cơ hoạt động ở mức công suất cực đại hoặc theo tốc độ được cho phép bởi bộ điều tốc.
- Trong quá trình thử để xác định thời gian t 1 và t 2 , bình chứa khí nén cho các thiết bị phụ trợ phải đƣợc cách ly
Khi nối moóc hoặc bán moóc vào xe kéo, cần đảm bảo moóc hoặc bán moóc có bình chứa khí nén với áp suất tối đa p (đo bằng bar) tương ứng với áp suất cung cấp từ mạch của xe kéo Thể tích V (đo bằng lít) của bình chứa được xác định theo công thức p.V = 20R, trong đó R là khối lượng tối đa cho phép (đo bằng tấn) trên các trục của moóc hoặc bán moóc.
- Thời gian t1 đƣợc đo đối với bình chứa khí nén không đƣợc vƣợt quá giới hạn:
+ 3 phút trong các trường hợp các xe không được phép kéo moóc, bán moóc + 6 phút trong các trườnghợp xe được phép kéo moóc, bán moóc
- Thời gian t 2 đƣợc đo đối với bình chứa khí nén không đƣợc vƣợt quá giới hạn:
+ 6 phút trong các trường hợp xe không được phép kéo moóc, bán moóc + 9 phút trong các trường hợp xe được phép kéo moóc, bán moóc e) Thử nghiệm bổ sung :
Nếu xe cơ giới có một hoặc nhiều bình chứa khí nén cho thiết bị phụ với tổng dung tích vượt quá 20% dung tích của bình chứa khí nén cho phanh, cần thực hiện thử nghiệm bổ sung Trong quá trình thử nghiệm này, không được xảy ra hiện tượng bất thường nào với hoạt động của các van điều khiển nạp khí cho bình chứa khí nén của thiết bị phụ.
Trong quá trình thử nghiệm nói trên, cần phải kiểm tra khẳng định rằng thời gian t3 để tăng áp suất từ 0 đến p2 trong các bình chứa khí nén phải nhỏ hơn một mức nhất định.
+ 8 phút trong các trường hợp xe không được phép kéo moóc, bán moóc + 11 phút trong các trường hợp xe được phép kéo moóc, bán moóc
- Việc kiểm tra phải đƣợc thực hiện trong các điều kiện đã qui định trong điều kiện 1 và 3 trong mục c
XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG
Kiểm nghiệm hệ thông phanh theo tiêu chí phân chia lực phanh trong tiêu chuẩn ECE
Hệ thống phanh khí nén thường được dùng trên các xe N 3 nên trong mục này tôi sẽ kiểm nghiệm cho xe tải 22,4 tấn và xe 25 tấn
3.1.1 Kiểm nghiệm cho xe tải 22,4 tấn a) Sơ đồ tính toán xe 22,4 tấn
Sơ đồ tính toán và các lực tác dụng lên ô tô trong quá trình phanh thể hiện trên hình 3.1:
Hình 3.1 Sơ đồ phân bố lực tác dụng của xe 22,4 tấn
49 b) Các thông số tính toán
Bảng 3.1 Các số liệu tính toán xe 22,4 tấn
Thông số Đơn vị Đầy tải Không tải
L mm 5130 5130 c mm 3870 2910 b mm 1260 2220 h g mm 1435 1350 r k mm 478 478
Kiểu bầu phanh sử dụng là kiểu 24 có phương trình:
Qua các thông số tính toán ta có các các kết quả tính toán của xe 22,4 tấn thể hiện trên bảng 3.2
Bảng 3.2 trình bày kết quả tính toán các thông số liên quan đến hệ số lực phanh phân bố giữa các cầu của xe 22,4 tấn khi không có bộ điều hòa lực phanh Dữ liệu cho thấy áp suất (p) tăng từ 0.239 KG/cm² ở hệ số a/g 0 đến 4.533 KG/cm² khi hệ số này đạt 0.6, với các giá trị cụ thể là 0.954, 1.670, 2.386, 3.102 và 3.817 KG/cm² tương ứng với các hệ số 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, và 0.5.
50 c) Xây dựng đồ thị quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám tại bánh xe cầu trước và cầu sau với hệ số lực phanh
Dựa trên các thông số được tính toán trong bảng 3.2, chúng tôi đã xây dựng đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa hệ số lực phanh T và hệ số sử dụng trọng lực bám trên các cầu, trong cả hai trường hợp không tải và đầy tải.
Hình 3.2 Đồ thị kiểm nghiệm về phân bố lực phanh theo tiêu chuẩn ECE của xe
Khi không trang bị bộ điều hòa lực phanh, trọng lượng tối đa cho phép của xe là 22,4 tấn Đồ thị ở Hình 3.2 thể hiện mối quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám tại cầu trước và cầu sau của ô tô khi đầy tải và không tải, với lực phanh riêng, trong điều kiện tỷ lệ phân bố lực phanh giữa các cầu là không đổi.
Dựa vào các kết quả tính toán thể hiện trên bảng 3.2 và đồ thị ta rút ra nhân xét sau:
+ Với T = 0,15 ÷ 0,3 thì đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám của cầu trước và cầu sau nằm giữa hài đường = T 0,08
+ Với T > 0,3 thì đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám nằm dưới đường = ( T – 0,02)/0,74
Như vậy trong trường hợp ô tô đầy tải đáp ứng tiêu chuẩn ECE
- Khi ô tô không tải: Đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám cắt hai đường = T 0,08 Do vậy, không đạt tiêu chuẩn ECE.
3.1.2 Kiểm nghiệm cho xe tải 25 tấn a) Sơ đồ tính toán xe 25 tấn
Sơ đồ tính toán và các lực tác dụng lên ô tô trong quá trình phanh thể hiện trên hình 3.3:
Hình 3.3 Sơ đồ lực tác dung của xe 25 tấn b) Thông số tính toán của xe 25 tấn:
Bảng 3.3 Các thông tính toán của xe 25 tấn
Thông số Đơn vị Đầy tải Không tải
L mm 5613 5613 c mm 4207 3207 b mm 1406 2406 h g mm 1450 1360 r k mm 512 512
Kiểu bầu phanh sử dụng là kiểu 24 có phương trình:
Q = 146,67p-35 ; Áp suất trong hệ thống p = 7 KG/cm 2
Qua các thông số tính toán ta có các các kết quả tính toán của xe 25 tấn thể hiện trên bảng 3.4
Bảng 3.4 trình bày thông số kết quả tính toán lực phanh phân bố giữa các cầu của xe 25 tấn khi không sử dụng bộ điều hòa lực phanh Dưới đây là các giá trị áp suất p (KG/cm²) tương ứng với các hệ số a/g từ 0 đến 0.6: khi đầy tải, áp suất lần lượt là 0,239; 1,094; 1,950; 2,805; 3,661; 4,517 và 5,372.
3 φ 1 0 0,074 0,140 0,199 0,254 0,303 0,348 φ 2 0 0,122 0,255 0,401 0,562 0,740 0,939 b) Xây dựng đồ thị quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám tại bánh xe cầu trước và cầu sau với hệ số lực phanh
Dựa trên các thông số tính toán trong bảng 3.4, chúng ta có thể xây dựng đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa hệ số lực phanh T và hệ số sử dụng trọng lực bám trên các cầu, áp dụng cho cả hai trường hợp không tải và đầy tải.
Hình 3.4 Đồ thị kiểm nghiệm về phân bố lực phanh theo tiêu chuẩn ECE của xe
Khi ô tô không được trang bị bộ điều hòa lực phanh, trọng lượng tối đa cho phép là 25 tấn Đồ thị trong Hình 3.4 thể hiện mối quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám tại cầu trước và cầu sau của ô tô khi đầy tải và không tải, đồng thời cho thấy lực phanh riêng trong điều kiện tỷ lệ phân bố lực phanh giữa các cầu là không đổi.
Dựa vào các kết quả tính toán thể hiện trên bảng 3.4 và đồ thị ta rút ra nhân xét sau:
+ Với T = 0,15 ÷ 0,3 thì đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám của cầu trước và cầu sau nằm giữa hai đường = T 0,08
+ Với T > 0,3 thì đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám nằm dưới đường = (T – 0,02)/0,74
Như vậy trong trường hợp ô tô đầy tải đáp ứng tiêu chuẩn ECE
- Khi ô tô không tải: Đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám cắt hai đường = T 0,08 Do vậy, không đạt tiêu chuẩn ECE.
Trong quá trình phanh, tải trọng phân bố lên cầu sau giảm, dẫn đến hiện tượng bó cứng các bánh xe và làm mất ổn định của ô tô Để đảm bảo ô tô ổn định khi phanh, hệ thống phanh cần tự động điều chỉnh lực phanh phân bố ra cầu sau Vì vậy, trong luận văn này, tôi đề xuất thiết kế thêm bộ điều hòa lực phanh để đáp ứng các yêu cầu này.
Xây dựng phương pháp tính toán thiết kế hệ thống phanh khí nén đáp ứng tiêu chuẩn ECE về tiêu chí phân chia lực phanh
3.2.1 Cơ sở tính toán Để điều hòa lực phanh người ta sử dụng bộ điều hòa lực phanh loại tia Bộ điều hòa đƣợc lắp trên dẫn động phanh cầu sau và điều chỉnh áp suất khí nén dẫn tới các bầu phanh cầu sau theo tải trọng tác dụng lên cầu sau
Sơ đồ bố trí bộ điều hòa đƣợc thể hiện trên hình 3.5, còn đặc tính của nó đƣợc thể hiện trên hình 3.6
Hình 3.5 Sơ đồ bố trí bộ điều hòa lực phanh
Hình 3.6 Đặc tính tĩnh bộ điều hòa lực phanh
O - vị trí nằm ngang của cần điều chỉnh
Bộ điều hòa được lắp đặt trên khung ô tô, với thanh kéo 1 nối đầu trên với phần tử đàn hồi 3 trên cầu ô tô Khi tải tác động lên cụm cầu thay đổi, khung xe sẽ dịch chuyển theo phương thẳng đứng, khiến cần 2 quay quanh tâm O Quá trình này giúp bộ điều hòa điều chỉnh tỷ lệ giữa áp suất vào và ra khỏi hệ thống.
Việc tính toán bộ điều hòa lực phanh đƣợc thực hiện theo các giai đoạn sau:
3.2.2 Tính toán xác định áp suất, hệ số điều chỉnh áp suất và góc đặt cần điều chỉnh của bộ điều hòa lực phanh
Để lắp ráp bộ điều hòa lực phanh, trước tiên cần xác định các thông số như chiều dài thanh đòn l p và góc β Tiếp theo, cần xác định hệ số K, tức là hệ số điều chỉnh áp suất khí nén từ bộ điều hòa đến các bầu phanh khi ô tô ở trạng thái tĩnh, đầy tải và không tải Điều này đảm bảo rằng lực phanh ở bánh sau có thể tận dụng tối đa khả năng bám tại cầu sau trong các điều kiện khác nhau, với hệ số bám φ dao động từ 0,65 đến 0,8.
G 2 đƣợc tính theo công thức: g 1
Từ đó ta khoảng yêu cầu của T 2 đối với ô tô đầy tải và không tải Để xác định p 2 ta liên hệ p 2 theo công thức:
Bằng cách thay thế các giá trị giới hạn của T2 vào công thức (3.3), ta có thể xác định khoảng giới hạn của p2 trong trường hợp ô tô đầy tải và không tải, từ đó đưa ra giá trị p2 cho cả hai trạng thái này.
Tính hệ số điều chinh K cho trường hợp ô tô đầy tải và không tải theo công thức:
Trong đó: p – áp suất dẫn vào bộ điều hòa lực phanh p 2 – áp suất dẫn ra khỏi bộ điều hòa
Dựa vào giá trị K1 khi ô tô đầy tải và K2 khi ô tô không tải, chúng ta có thể xác định các thông số 0 và 01 từ đặc tính bộ điều hòa lực phanh như trong hình 3.6 Các thông số này đại diện cho góc nghiêng cần nối của bộ điều hòa lực phanh tương ứng với trạng thái tĩnh của ô tô khi đầy tải và không tải.
3.2.3 Tính toán độ dài cần điều chỉnh l P của bộ điều hòa lực phanh Độ dài cần điều chỉnh l p có thể đƣợc tính theo sơ đồ lắp đặt (hình 3.5):
f0 = f 0 – f 01 Giá trị độ võng f của nhíp theo tải trọng đƣợc xác định dựa trên đặc tính tĩnh của nhíp sau ô tô, thể hiện trên hình 3.7
Hình 3.7 Đặc tính đàn hồi tĩnh của nhíp sau xe ô tô
Sử dụng giá trị tải trọng tác dụng lên cầu sau và đặc tính đàn hồi tĩnh của nhíp sau ô tô ta xác định độ võng nhíp
3.2.4 Xác định các giá trị tức thời của góc và hệ số điều chỉnh áp suất K theo hệ số lực phanh cho các trường hợp ô tô đầy tải và không tải Để xác định các giá trị tức thời của góc β và hệ số điều chỉnh áp suất K theo hệ số lực phanh cho các trường hợp ô tô đầy tải và không tải
Khi phanh, trọng lượng giữa các cầu được phân bố lại, làm giảm tải trọng lên cầu sau và dẫn đến sự giảm góc β Sự thay đổi này cũng ảnh hưởng đến hệ số điều chỉnh áp suất K.
Biến đổi công thức (3.5) và thay β 01 bằng β, Δf 0 bằng Δf ta đƣợc: p 0
Δf là giá trị tức thời của biến dạng nhíp, được xác định bằng hiệu số giữa độ võng nhíp trong trạng thái tĩnh khi ô tô đầy tải và độ võng trong chế độ đang xét, phụ thuộc vào hệ số lực phanh.
Các giá trị Δf đƣợc xác định theo đồ thị đặc tính tĩnh của nhíp theo tải đặt lên cụm cầu sau (hình 3.7)
Các giá trị hệ số K phụ thuộc góc β đƣợc lấy theo đồ thị đặc tính tĩnh của bộ điều hòa lực phanh (hình3.6)
3.2.5 Xác định hệ số sử dụng trọng lượng bám của các bánh xe với mặt đường
Hệ số sử dụng bám đƣợc tính theo công thức:
Các giá trị lực phanh T 1 và T 2 phụ thuộc vào áp suất khí nén trong các bầu phanh đƣợc xác định theo các công thức:
G 1 và G 2 đƣợc tính theo công thức 3.1 và 3.2
3.2.6 Xây dựng đồ thị quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám tại bánh xe cầu trước và cầu sau với hệ số lực phanh
Kết quả tính toán hệ số sử dụng trọng lượng bám theo hệ số lực phanh cho thấy mối quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám tại cầu trước và cụm cầu sau Đồ thị được xây dựng dựa trên điều kiện tỷ lệ phân bố lực phanh giữa các cầu là không đổi, giúp hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của lực phanh đến hiệu suất sử dụng trọng lượng bám.
Đồ thị mối quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám và hệ số lực phanh được sử dụng để kiểm tra sự tuân thủ tiêu chuẩn ECE cho xe cả khi đầy tải và không tải.
3.2.7 Ứng dụng tính toán bộ điều hòa lực phanh cho xe tham khảo a) Tính toán bộ điều hòa lực phanh cho xe tải 22,4 tấn
* Tính toán xác định áp suất, hệ số điều chỉnh áp suất và góc đặt cần điều chỉnh của bộ điều hòa lực phanh
Từ công thức (3.2) ta tính đƣợc:
Khi đầy tải G 2 = 4225 KG 2746 KG T 2 3380 KG
Khi không tải G 2 = 1425 KG 926 KG T 2 1140 KG
Từ công thức (3.3) ta có 2 T r 2 k 0, 478 2 f(p )1,7 1,7
Thay các giá trị của T 2 vào ta đƣợc:
5,50 KG/cm 2 p 2 6,72 KG/cm 2 , ta chọn p 2 = 6 KG/cm 2 Khi không tải:
2,01 KG/cm 2 p 2 2,42 KG/cm 2 , ta chọn p 2 = 2,4 KG/cm 2 Thay các giá trị của p và p2 ta đƣợc:
Theo đặc tính tĩnh của điều hòa lực phanh (hình 3.7) ta xác định các góc đặt của cần điều chỉnh:
Khi đầy tải: K = 1, β = 25 o – 40 o , ta chọn β 0 = 30 o ;
Khi ô tô đầy tải, một bên của cụm cầu sau phải chịu 2G 2 = 8450KG, độ võng nhíp là f 0 = 74,5 (mm)
Khi ô tô không tải, 2G2 = 2950KG, f 01 = 18,5 (mm)
Thay các giá trị β0, β01, Δf0 vào công thức (3.5) ta tính đƣợc: p 0 0 l = 56 wmm sin30 -sin(-13 )
Xác định giá trị tức thời của góc β và hệ số điều chỉnh áp suất K dựa trên hệ số lực phanh là rất quan trọng cho cả ô tô đầy tải và không tải Việc này giúp tối ưu hóa hiệu suất phanh, đảm bảo an toàn khi vận hành phương tiện trong các điều kiện khác nhau.
Thay các giá trị l và β 0 vào công thức (3.6) ta đƣợc: sinβ=0,05-Δf
* Xác lập mối quan hệ các thông số với hệ số lực phanh Áp suất khí nén trong các bầu phanh của các cầu sau:
Từ công thức (3.8)ta có:
Mà T = 2T 1 +4T 2 Thay các giá trị T 1 và T 2 vào ta có:
Biến đổi công thức trên và thay a
Ta đƣợc quan hệ giữa áp suất trong dẫn động phanh với hệ số lực phanh của ô tô: a 1
K lấy từ đặc tính điều chỉnh của bộ điều hòa trên hình 3.6
Các giá trị lực phanh đƣợc tính theo công thức (3.9)
Hệ số bám hiệu dụng φ 1 và φ 2 đƣợc tính theo công thức:
Bảng 3.5 Kết quả tính toán các thông số với hệ số lực phanh phân bố giữa các cầu khi trang bị bộ điều hòa lực phanh a/g 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0,5 0.6 Đầy tải
* Vẽ đồ thị quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám và hệ số lực phanh
Dựa trên các kết quả tính toán trong bảng 3.5, chúng tôi đã xây dựng được đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám và hệ số lực phanh, như được trình bày trong hình 3.8.
Hình 3.8 minh họa đồ thị tiêu chuẩn ECE cho xe tải 22,4 tấn khi được trang bị bộ điều hòa lực phanh Dựa trên các kết quả tính toán từ bảng 3.5 và đồ thị, chúng ta có thể rút ra những nhận xét quan trọng về hiệu suất và tính ổn định của hệ thống phanh trong điều kiện hoạt động cụ thể.
+ Với T = 0,15 ÷ 0,3 thì đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám của cầu trước và cầu sau nằm giữa hài đường = T 0,08
+ Với T > 0,3 thì đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám nằm dưới đường = ( T – 0,02)/0,74
Như vậy trong trường hợp ô tô đầy tải đáp ứng tiêu chuẩn ECE
+ Với T = 0,15 ÷ 0,3 thì đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám của cầu trước và cầu sau nằm giữa hài đường = T 0,08
+ Với T > 0,3 thì đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám nằm dưới đường = (T – 0,02)/0,74
Như vậy trong trường hợp ô tô không tải đáp ứng tiêu chuẩn ECE
Kết luận từ bảng 3.5 và hình 3.8 cho thấy hệ thống phanh chính của ô tô được thiết kế với tỷ lệ lực phanh giữa các cầu đã được điều chỉnh, đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn về hiệu quả phanh và phân bố lực phanh theo tiêu chuẩn ECE, cả trong trường hợp đầy tải và không tải Ngoài ra, việc tính toán bộ điều hòa lực phanh cho xe tải 25 tấn cũng đã được thực hiện.
* Tính toán xác định áp suất, hệ số điều chỉnh áp suất và góc đặt cần điều chỉnh của bộ điều hòa lực phanh
Từ công thức 3.2 ta tính đƣợc:
Khi đầy tải G2 = 4684 KG 3044,6 KG T2 3747 KG
Khi không tải G2 = 1642,6 KG 1067,7 KG T 2 1314 KG
Từ công thức (3.3) ta có 2 T r 2 k 0,512 2 f(p )1,7 1,7
Thay các giá trị của T 2 vào ta đƣợc:
6,49 KG/cm 2 p 2 7,9 KG/cm 2 , ta chọn p 2 = 7 KG/cm 2 Khi không tải:
2,43 KG/cm 2 p 2 2,93 KG/cm 2 , ta chọn p 2 = 2,9 KG/cm 2 Thay các giá trị của p và p2 ta đƣợc:
Theo đặc tính tĩnh của điều hòa lực phanh (hình 3.7) ta xác định các góc đặt của cần điều chỉnh:
Khi đầy tải: K = 1, β = 25 o – 40 o , ta chọn β0 = 30 o
Khi ô tô đầy tải, một bên của cụm cầu sau phải chịu 2G 2 = 9368KG, độ võng nhíp là f 0 = 83,5 (mm)
Khi ô tô không tải, 2G 2 = 3285KG, f 01 = 22,5 (mm)
Thay các giá trị β0, β01, Δf0 vào công thức (3.5) ta tính đƣợc: p 0 0 l = 61 9,6mm sin30 -sin(-12 )
Để xác định các giá trị tức thời của góc β và hệ số điều chỉnh áp suất K, cần phân tích hệ số lực phanh cho cả trường hợp ô tô đầy tải và không tải Việc này giúp tối ưu hóa hiệu suất phanh và đảm bảo an toàn khi vận hành xe.
Thay các giá trị l và β 0 vào công thức (3.6) ta đƣợc: sinβ=0,05- Δf
* Xác lập mối quan hệ các thông số với hệ số lực phanh Áp suất khí nén trong các bầu phanh của các cầu sau:
Thay các giá trị T 1 và T 2 vào ta có: 2 1 498,66
Biến đổi công thức trên và thay vào ta đƣợc quan hệ giữa áp suất trong dẫn động phanh với hệ số lực phanh của ô tô: a a
K lấy từ đặc tính điều chỉnh của bộ điều hòa trên hình 3.6
Các giá trị lực phanh đƣợc tính theo (3.10)
Hệ số bám hiệu dụng φ 1 và φ 2 đƣợc tính theo công thức:
Kiểm nghiệm hệ thống phanh theo tiêu chí thời gian phản ứng trong tiêu chuẩn ECE cho xe tải 25 tấn
3.3.1 Xác định các thông số tính toán
Từ các thông số tính toán ta có đƣợc các kết quả tính toán khi hệ thống phanh khí nén không trang bị van gia tốc
3.3.2 Xây dựng đồ thị quan hệ gữa thời gian phản ứng và biến thiên của áp suất trong bầu phanh
Căn cứ và kế quả tính toán trên ta sử dụng phần mềm Matlap simulation để vẽ đồ thị
Sau đây là đồ thị kiểm nghiệm của xe tải 25 tấn đƣợc lấy trong một luận văn khác
Hình 3.10 Đồ thị biến thiên áp suất hệ thống phanh sau có van gia tốc
Căn cứ vào các đồ thị trên ta có một số nhận xét sau:
Sự biến thiên của áp suất theo thời gian phản ứng của hệ thống phanh trước phải đạt tiêu chuẩn ECE, với yêu cầu rằng trong khoảng thời gian 0,4 giây, áp suất khí nén không vượt quá 5,25 KG/cm², tương đương 75% áp suất giới hạn.
Để đạt tiêu chuẩn ECE về thời gian phản ứng, tôi đề xuất thiết kế thêm van gia tốc cho hệ thống phanh sau.
Tính toán thiết kế van gia tốc
Hình 3.11 Sơ đồ tính toán van gia tốc
3.4.2 Các thông số chọn trước
- Đường kính ống tại các cửa B và C: d
- Áp suất tại cửa B thông với các bầu phanh đạt cực đại: p B = p p
3.4.3 Hành trình tự do của piston 5
Ta có phương cân bằng giữa tiết diện cửa thông với bầu phanh và tiết diện cửa xả:
Trong bài viết này, chúng ta sẽ đề cập đến các thông số kỹ thuật quan trọng liên quan đến hệ thống phanh Đường kính ống tại cửa B, được ký hiệu là d, có vai trò kết nối với bầu phanh Đường kính piston tại cửa xả 6, ký hiệu là d x, cũng là một yếu tố quan trọng Hành trình tự do của piston, ký hiệu là l 01, được xác định là khoảng dịch chuyển của piston từ điểm trên cùng cho đến khi bắt đầu tiếp xúc với đầu trên của piston phía dưới.
4 x d d 3.4.4 Hành trình của piston dưới 3 Áp dụng phương trình cân bằng giữa tiết diện cửa vào và tiết diện cửa van nạp:
Trong đó: d: Đường kính ống tại cửa C d n : Đường kính đế van nạp 6 l 02 : Hành trình của piston dưới 3
3.4.5 Tính toán thiết kế lò xo van gia tốc:
Lực nén cực đại của lò xo khi van nạp ở vị trí mở hoàn toàn
Xét ở trạng thái cân bằng và để đơn giản trong tính toán ta bỏ qua lực ma sát và lực quán tính của piston nên ta có:
F lmax : Lực ép cực đại của lò xo
F pd : Lực do áp suất khí thể tác động lên phía dưới của piston trên 5 D: Đường kính piston trên 5 d cc : Đường kính của cửa van chiếm chỗ
Lực đàn hồi cực tiểu của lò xo van gia tốc:
Lực đàn hồi cực tiểu của lò xo van gia tốc là lực nén của lò xo van gia tốc khi đóng cửa nạp Áp dụng phương trình:
F max : Lực đàn hồi cực đại của lò xo
F min : Lực đàn hồi cực tiểu của lò xo
C: Độ cứng của lò xo l 2 : Hành trình của piston 1 khi mở van nạp
Các thông số của lò xo van gia tốc
Đường kính d của lò xo van gia tốc được xác định thông qua công thức tính toán cụ thể Đường kính trung bình của lò xo tích năng cũng là yếu tố quan trọng cần xem xét trong quá trình thiết kế và ứng dụng.
D = c.d Đường kính ngoài của lò xo van gia tốc:
* Tính số vòng làm việc của lò xo:
Số vòng làm việc n của lò xo đƣợc xác định theo công thức:
Trong đó: l 02 : Khoảng dịch chuyển của lò xo
G: Mô đun đàn hồi của vật liệu
* Tính các thông số khác:
- Số vòng thực của lò xo: n o = n + 2
- Chuyển vị lớn nhất của lò xo (kể từ khi chƣa chịu tải đến khi chịu lực cực đại) đƣợc tính theo công thức:
- Bước của vòng lò xo khi chưa chịu tải: t = d 1,1 max n
- Chiều cao của lò xo lúc các vòng xít nhau:
- Chiều cao của lò xo lúc chƣa chịu tải:
Kiểm nghiệm lại hệ thống phanh sau khi đã tính toán thiết kế van gia tốc
Sau khi đã thiết kế van gia tốc ta đi thiết lập các phương trình toán học và sử dụng phân mềm Matlap simulation vẽ đồ thị
Kết quả kiểm nghiệm hệ thống phanh xe tải 25 tấn khi có van gia tốc
Hình 3.12 Đồ thị biến thiên áp suất hệ thống phanh sau có van gia tốc
Căn cứ vào các đồ thị trên ta có nhận xét sau:
Sự biến thiên của áp suất theo thời gian phản ứng của hệ thống phanh sau khi đạt tiêu chuẩn ECE cho thấy rằng, sau 0,4 giây, áp suất khí nén đạt hơn 5,25 KG/cm², tương đương 75% áp suất giới hạn.
Sau khi kiểm nghiệm và tính toán thiết kế hệ thống phanh đạt tiêu chuẩn ECE, chúng tôi đã xem xét các tiêu chí phân chia lực phanh và thời gian phản ứng để lựa chọn nguồn năng lượng phù hợp cho hệ thống phanh.
Lựa chọn nguồn năng lƣợng
Nguồn năng lượng của hệ thống phanh khí nén là máy nén khí, và máy nén này cần phải đáp ứng các tiêu chuẩn cụ thể Để đảm bảo hiệu suất tối ưu, năng suất của máy nén phải thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật nhất định.
- Thời gian để áp suất tăng từ 0 đến 65% áp suất do nhà chế tạo quy đinh không đƣợc vƣợt quá 3 phút
- Thời gian để áp suất tăng từ 0 đến áp suất quy định không đƣợc vƣợt quá 6 phút
Khi hệ thống phanh sau đƣợc trang bị van gia tốc thì thời gian phản ứng đạt tiêu chuẩn ECE.
Nhận xét và đánh giá
Chương 3 của luận văn tập trung vào việc xây dựng quy trình tính toán thiết kế hệ thống phanh khí nén theo tiêu chuẩn ECE, áp dụng cho một số loại xe cụ thể Mục tiêu là kiểm nghiệm tiêu chí phân bố lực phanh trên các cầu, từ đó đề xuất phương án thiết kế cải tiến nhằm xác định các thông số tối ưu cho cơ cấu và dẫn động phanh Điều này đảm bảo hiệu quả phanh và độ ổn định của ô tô trong quá trình phanh.
Tác giả đã tiến hành tính toán và thiết kế hệ thống phanh dẫn động khí nén cho hai loại xe có trọng tải 22,4 tấn và 25 tấn Bài viết xây dựng đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám và hệ số lực phanh, cùng với đồ thị mô tả quan hệ giữa thời gian phản ứng và sự biến thiên áp suất trong hệ thống phanh trước và sau Cuối cùng, tác giả so sánh kết quả đạt được với tiêu chuẩn ECE để đánh giá hiệu suất của hệ thống phanh.
73 a) Kiểm nghiệm quá trình phanh theo tiêu chí phân chia lực phanh trong tiêu chuẩn ECE
Hình 3.14 minh họa mối quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám tại cầu trước và cụm cầu sau với hệ số lực phanh, trong bối cảnh tỷ lệ phân bố lực phanh giữa các cầu được giữ cố định.
Hình 3.13 trình bày đồ thị kiểm nghiệm theo tiêu chuẩn ECE cho xe 22,4 tấn và xe 25 tấn, bao gồm hai phần: a Xe 22,4 tấn và b Xe 25 tấn Đồ thị so sánh mối quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám tại cầu trước và cầu sau của ô tô khi đầy tải (đường liền) và không tải (đường đứt) với hệ số lực phanh, trong đó tỷ lệ phân bố lực phanh giữa các cầu được giữ cố định.
Qua đồ thị trên hình 3.13, ta rút ra một số nhận xét:
Hệ thống phanh chính của ô tô khi đầy tải đáp ứng tiêu chuẩn ECE, với đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám nằm trong khoảng T = 0,15 ÷ 0,3, nằm giữa hai đường = T 0,08 Đối với trường hợp T > 0,3, đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám nằm dưới đường = (T – 0,02)/0,74.
Khi xe không tải, đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám phụ thuộc vào hệ số lực phanh có xu hướng mở rộng hai phía so với đường lý tưởng Điều này dẫn đến khó khăn trong việc đáp ứng tiêu chuẩn ECE.
74 b) Quá trình phanh với tỷ lệ mô men phanh giữa cầu trước và cầu sau khi trang bị bộ điều hòa lực phanh
Hệ thống phanh khi nén sử dụng bộ điều hòa lực phanh để tự động điều chỉnh tỉ lệ áp suất giữa bầu phanh trước và bầu phanh sau.
Hình 3.14 minh họa mối quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám trên cầu trước và cụm cầu sau với hệ số lực phanh, trong bối cảnh tỷ lệ lực phanh giữa các cầu được điều chỉnh.
Hình 3.14 trình bày đồ thị tiêu chuẩn ECE của xe tải 22,4 tấn và 25 tấn khi được trang bị bộ điều hòa lực phanh Đồ thị so sánh mối quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước và cụm cầu sau của ô tô trong hai trạng thái: không tải (đường đứt) và có tải (đường liền), đồng thời thể hiện hệ số lực phanh khi tỷ lệ lực phanh giữa các cầu được điều chỉnh.
Kết quả tính toán cho thấy hệ thống phanh chính của hai ô tô khi điều chỉnh tỷ lệ lực phanh giữa các cầu đáp ứng tiêu chuẩn ECE về hiệu quả và phân bố lực phanh trong cả hai trường hợp đầy tải và không tải Ngược lại, khi không điều chỉnh lực phanh, chỉ đáp ứng tiêu chuẩn trong trường hợp đầy tải Bên cạnh đó, việc kiểm nghiệm hệ thống phanh cũng cho thấy thời gian phản ứng với biến thiên áp suất khí nén khác nhau khi không trang bị van gia tốc và khi có van gia tốc cho xe tải 25 tấn.
Hình 3.15 Đồ thị so sánh áp suất ở bầu phanh cầu sau khi không lắp van gia tốc và có trang bị van gia tốc
- Đối với hệ thống phanh trước, vì chiều dài đường ống ngắn nến nên tiêu chí về thời gian phản ứng đạt tiêu chuẩn
- Đối với hệ thống phanh sau, vì chiều dài đương ống dẫn khí dài do đó nếu không trang bị van gia tốc thì không đạt tiêu chuẩn ECE
Khi hệ thống phanh sau được trang bị van gia tốc, thời gian phản ứng đạt tiêu chuẩn ECE Cụ thể, với thời gian 0,4 giây, áp suất khí nén tại chỗ nối đường điều khiển có thể đạt hơn 5,25 KG/cm², tương đương 75% áp suất giới hạn.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Bài viết đã phân tích cấu trúc của các hệ thống phanh dẫn động khí nén trên ô tô Nghiên cứu nhằm xây dựng phương pháp tính toán và thiết kế hệ thống phanh khí nén, đảm bảo lực phanh được phân bố đồng đều trên các cầu theo tiêu chuẩn ECE.
Trong thiết kế hệ thống phanh khí nén ô tô, việc sử dụng đồ thị các vùng giới hạn của đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám là cần thiết để kiểm tra sự đáp ứng tiêu chuẩn ECE.
Bài luận văn này thực hiện tính toán hệ thống phanh dẫn động khí nén cho hai loại xe, nhằm xây dựng đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước và cầu sau của ô tô trong các tình huống không tải và đầy tải Mục tiêu là kiểm tra tiêu chuẩn ECE theo tiêu chí phân chia lực phanh giữa các cầu.
Dựa trên các tiêu chuẩn ECE, bài viết tính toán các tham số của bộ điều hòa lực phanh cho hai ô tô tải, nhằm điều chỉnh tỷ lệ lực phanh giữa các cầu Mục tiêu là đảm bảo hiệu quả phanh và phân bố lực phanh hợp lý trong cả hai trường hợp đầy tải và không tải.