HỆ THỐNG PHANH ban tong hop

Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên Chơng IX Sự phanh ô tô Trên ô tô có trang bị hệ thống phanh nhằm mục đích giảm vận tốc dừng hẳn cần thiết Lúc ngời lái giảm lợng nhiên liệu cung cấp cho động cơ, đồng thời phanh để hãm xe lại Nhờ hệ thống phanh mà ngời lái nâng cao vận tốc chuyển động trung bình ô tô đảm bảo an toàn chuyển động Do vận tốc chuyển động ngày cao việc sâu nghiên cứu để hoàn thiện làm việc hệ thống phanh nhằm đảm bảo an toàn chuyển động ô tô ngày cấp thiết I lực phanh sinh bánh xe Trên hình (IX 1) trình bày lực mô men tác dụng lên bánh xe phanh Khi ngời lái tác dụng vào bàn đạp phanh cấu phanh tạo mô men ma sát gọi mô men phanh MP Nhằm hãm bánh xe lại Lúc bánh xe xuất phản lực tiếp tuyến PP ngợc với chiều chuyển động (hình IX -1) Phản lực tiếp tuyến đợc gọi lực phanh xác định theo biểu thức: Pp = Mp (IX - 1) rp MP - mô men phanh tác dụng lên bánh xe PP - lực phanh tác dụng điểm tiếp xúc bánh xe với mặt đờng rh - bán kính làm việc bánh xe Lực phanh lớn bị giới hạn điều kiện bám bánh xe với mặt đờng, nghĩa là: Ppmaz = P = Zb (IX - 2) đây: Ppmaz - lực phanh cực đại sinh từ khả bám bánh xe với mặt đờng; P - lực bám bánh xe với mặt đờng; Zb - phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh xe; - hệ số bám bánh xe với mặt đờng; Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên Hình IX - Sơ đồ lực mô men tác dụng lên bánh xe phanh Khi phanh bánh xe chuyển động với gia tốc chậm dần, bánh xe có mô men quán tính Mjb tác dụng, mô men với chiều chuyển động bánh xe; có mô men cản lăn Mf tác dụng, mô men ngợc với chiều chuyển động có tác dụng hãm bánh xe lại Nh phanh bánh xe lực hãm tổng cộng Ppo là: Ppo = M p + M f M jb rb = Pp + M f M jb rb Trong trình phanh ô tô, mô men phanh sinh cấu phanh tăng lên, đến lúc dẫn đến trợt lê bánh xe Khi bánh xe bị trợt lê hoàn toàn hệ số bám có giá trị thấp (xem đồ thị hình I - 4d), bánh xe bị trợt le hoàn toàn lực phanh sinh bánh xe mặt đờng nhỏ nhất, dẫn tới hiệu phanh thấp Không thế, bánh xe trớc bị trợt le làm tính dẫn hớng phanh, bánh xe sau bị trợt lê làm tính ổn định phanh Vì để tránh tợnh trợt lê hoàn toàn bánh xe (tức không để bánh xe bị hãm cứng phanh) ô tô đại có đặt chống hãm cứng bánh xe phanh Từ biểu thức (XI -2) thấy muốn có lực phanh lớn cần có hệ số bám có giá trị cao mà phải có phản lực pháp tuyến Zb lớn Cũng để sử dụng hết toàn trọng lợng bám ô tô cần phải bố trí cấu phanh tất bánh xe ô tô Trong trình phanh xe, động (khi ô tô chuyển động xuống dốc) xe bị tiêu hao cho ma sát tróng phanh má phanh, lốp mặt đờng nh để khắc phục sức cản lăn, sức cản không khí, ma sát hệ thống truyền lực, ma sát động Năng lợng bị tiêu hao trình phanh phụ thuộc vào chế độ phanh xe Mô men phanh cành tăng biến thành nhiệu trống phanh má phanh nh trợt lê lốp mặt đờng tăng, lợng đẻ khắc phục sức cản khác tơng đối nhỏ Khi bánh xe bị hãm cứng hoàn toàn công ma sát trống phanh má phanh nh cản lăn hoàn toàn nữa, tất lợng hầu nh biến thành nhiệt khu vực tiếp xúc lốp mặt đờng Sự trợt dọc ản h hởng xấu đến tính ổn định ngang xe Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên II điều kiện bảo đảm phanh tối u Xây dựng điều kiện Hình duới biểu diễn lực tác dụng lên ô tô phanh tr ờng hợp xe không kéo moóc (P m =0) mặt phẳng nằm ngang ( = ).Lực cản lăn P f P f bánh xe trớc sau, trọng lợng ô tô G đặt trọng tâm , phản lực thẳng góc lên bánh xe trớc Z sau Z Lực phanh bánh xe trớc P P1 bánh sau P P lực quán tính P j sinh phanh có gia tốc chậm dần V P P trọng tâm h Z P P A A Z2 G P B b a P L Hình1:Lực tác dụng lên ô tô phanh đờng nằm ngang Lực phanh P P1 P P có điểm đặt điểm tiếp xúc bánh xe mặt đờng ,có phơng nằm mặt phẳng ngang ,chiều ngợc chiều chuyển động Lực quán tính P j ô tô đặt trọng tâm có chiều chiều với chiều chuyển động Lực P j đợc xác định nh sau : Pj= G j g P (1) : g : gia tốc trọng trờng (g=9,81 m/s ) G: trọng lợng xe Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên J P : gia tốc chậm dần phanh Khi thực trình phanh lực cản không khí P W lực cản lăn P f P f không đáng kể bỏ qua Điều gây sai số khoảng 1,5 ữ 2% Phơng trình cân mô men điểm B : L.Z - b.G - P j h g =0 Z1 = G.b + hg Pj (2) L Phơng trình cân mô men điểm A là: L.Z - a.G+ P j h g =0 Z2 = G.a Pj hg (3) L : a, b, h g : toạ độ trọng tâm ô tô; L: chiều dài sở ôtô Thế (1) vào (2) (3) ta đợc : Z1 = j h G (b+ p g ) L g (4) Z2 = j h G (a p g ) L g (5) Muốn sử dụng hết trọng lợng bám ô tô cấu phanh đợc bố trí tất bánh xe trớc sau, lực phanh lớn toàn xe : p p max = G (6) Quá trình phanh có hiệu cao lực phanh sinh bánh xe tỷ lệ thuận với tải trọng tác dụng lên chúng , mà tải trọng tác dụng lên bánh xe trình phanh lại thay đổi lực quán tính P j tác dụng Khi phanh có hiệu cao ta có tỷ số lực phanh bánh xe trớc bánh xe sau là: PP1 Z = PP Z2 (7) Thay biểu thức (2) và(3) vào (7) ta đợc : Gb + Pj hg PP1 = PP Ga Pj hg (8) Khi phanh lực cản P f P f không đáng kể, bỏ qua , : P j = P j1 + P j Và p j max = P P max =G (9) Thay giá trị P j max từ biểu thức (9) vào biểu thức (8)ta đợc: Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên b + hg PP1 = PP a hg (10) Biểu thức (10) điều kiện để đảm bảo phanh có hiệu Trong trình phanh quãng đờng phanh nhỏ , gia tốc chậm dần lớn nhất, thời gian phanh nhỏ Thì phanh lực phanh p P1 P P phải thoả mãn biểu thức (10) Trong sử dụng xe giá trị a, b, , h g thay đổi , kéo theo tỷ số PP1 PP thay đổi , muốn thực trình phanh có hiệu phải cần thay đổi lực phanh P P1 P P cho thoả mãn biểu thức (10) Nhận xét: Nhợc điểm hệ thống phanh cũ : Do đờng ống nh nhau( đờng ống phanh khí nén đờng ống phanh dầu cho cấu phanh trớc phanh sau nh nhau) Xy lanh bánh xe gần nh Do áp suất dòng chất lỏng dòng chất khí cho cấu phanh trớc phanh sau nh nhau, dẫn đến lực tác động nh cho cấu phanh trớc phanh sau mà giá trị a, b, , h g thay đổi Suy biểu thức (10) không đợc thoả mãn nên không đảm bảo điều kiện tối u Cần phải có ABS điều hoà lực phanh Nhìn vào biểu thức (10) thấy giá trị P P1 , P P , a, b, , h g ảnh hởng đền điều kiện phanh tối u.Không để đạt hiệu phanh cao cần phải đạt đợc quãng đờng phanh ngắn , gia tốc chậm dần lớn , thời gian phanh nhất, lực phanh lực phanh riêng hợp lý Các ảnh hởng đến thông số Hệ số bám bánh xe chủ động mặt đờng phụ thuộc vào yếu tố sau: Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên Hình2: Các yếu tố ảnh hởng đến hệ số bám đờng khô đờng ớt a) áp suất lốp ; b) Tốc độ chuyển động ô tô; c) Tải trọng thẳng đứng bánh xe; d) Độ trợt bánh chủ động mặt đờng Nhìn vào đồ thị ta thấy , tăng áp suất p lốp hệ số bám lúc đầu tăng lên sau lại giảm xuống Giá trị hệ số bám cực đại tơng ứng với áp suất đợc khuyên để dùng cho lốp Khi tăng tốc độ chuyển động hệ số bám giảm từ từ theo dạng đờng cong Khi tăng tải trọng thẳng đứng lên bánh xe hệ số bám giảm đồ thị có dạng tuyến tính Khi đờng ớt ảnh hởng áp suất lốp , tốc độ chuyển động tải trọng thẳng đứng lên bánh xe đến hệ số bám lớn Đặc biệt độ tr ợt bánh xe chủ động mặt đờng ảnh hởng nhiều đến hệ số bám Khi tăng độ trợt bánh xe hệ số bám lúc đầu tăng lên nhanh chóng đạt giá trị cực đại khoảng độ trợt 15 ữ 25% Nếu độ trợt tiếp tục tăng hệ số bám giảm , độ trợt = 100% hệ số bám giảm 20 ữ 30% so với hệ số bám cực đại Khi đờng ớt giảm nhiều , đến 50 ữ 60% Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên Trên thay đổi hệ số bám vào yếu tố Những yếu tố luôn thay đổi trình sử dụng xe , nh để thoả mãn phanh tối u cần phải thay đổi lực phanh P P1 P P cho thoả mãn biểu thức (10) Xét tỷ số PP1 đờng đặc tính lý tởng điều hoà lực phanh PP Việc tạo hệ thống phanh đạt hiệu phanh cao luôn mong muốn nhà sản xuất ô tô Muốn đợc nh lực phanh sinh bánh xe trớc P P1 lực phanh sinh bánh xe sau P P phải thoả mãn biểu thức (10) Sự đời điều hoà lực phanh đáp ứng yêu cầu Nếu coi bán kính bánh xe trớc r b1 bánh xe sau r b trình phanh ta viết quan hệ mô men phanh M P1 bánh xe sau M P nh sau: M P1 PP1 rb1 p P1 = = M P PP rb PP (11) từ biểu thức (10) (11) ta có : M P1 b + hg = (12) M P a hg Trong : M P1 - mô men phanh cần sinh bánh xe trớc ( Nm) M P - mô men phanh cần sinh bánh xe sau ( Nm) Nh muốn đảm bảo hiệu phanh tốt mô men sinh bánh xe trớc M P1 mô men sinh bánh xe sau M P phải tuân theo biểu thức (10) Các giá trị a, b, h g ô tô định thay đổi tuỳ theo mức độ vị trí chất tải lên ô tô Thay j= g vào công thức (4) (5) ta xác định mô men sinh bánh xe trớc M P1 bánh xe sau M P từ điều kiện bám theo biểu thức sau: G.rb M P1 = Z r b = (b + h g ) L G.r M P = Z r b = b (a h g ) L (13) (14) Đối với ô tô chất tải định , ta có a, b, h g giá trị có định trờng hợp chất tải nh Bằng cách thay đổi giá trị , dựa biểu thức (13) (14) ta vẽ đồ thị M P1 = f ( ) v M P = f ( ) Dới đồ thị trình bày mối quan hệ mô men phanh M Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên v mô men phanh M P với hệ số bám đờng nét liền ứng với ô tô đầy tải đờng nét dứt ứng với ô tô không tải P1 Hình 3: Đồ thị quan hệ mô men phanh M P1 mô men phanh M P với hệ số bám Đồ thị sau thể mối quan hệ mô men phanh M P1 với mô men phanh M P Đợc gọi đờng đặc tính phanh lý tởng ô tô: Hình4: 1-chế độ đầy tải 2-chế độ không tải Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên Đối với ô tô thờng dùng dẫn động phanh thuỷ lực dẫn động phanh khí nén , quan hệ mô men phanh sinh bánh xe áp suất dẫn động phanh biểu thị nh sau: M P1 = k P 1d ,d (15) M P = k P d ,d (16) Trong đ ó : P 1d ,d , P 1d ,d - áp dẫn động phanh tơng ứng với cấu phanh trớc cấu phanh sau; k k - hệ số tỷ lệ tơng ứng với phanh trớc phanh sau Từ biểu thức (15)và (16) ta xác định quan hệ áp suất dẫn động phanh trớc phanh sau: P1d ,d P2 d ,d k M p1 =kM P2 (17) Đồ thị quan hệ áp suất dẫn động phanh sau(p ) dẫn động phanh(p )để đảm bảo phanh lý tởng đợc thể dới hình sau: Hình 5:Đờng đặc tính lý tởng điều hoà lực phanh 1- đầy tải 2- không tải Nhận xét : muốn đảm bảo đờng đặc tính p = f(p ) theo đồ thị điều hoà lực phanh phải có kết cấu phức tạp Các kết cấu thực tế đảm bảo đ ờng đặc tính gần với đờng đặc tính lý tởng Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên Trong áp suất sinh dẫn động phanh trớc P 1d ,d v dẫn động phanh sau P d ,d đợc xác định nh sau: P 1d ,d = 2.rb G. b + hg ( ) +p 01 rt d1 C1 L (18) P d ,d = 2.rb G. b + hg ( ) +p 02 rt d C L (19) Trong : p 01 , p 02 - áp suất d dẫn động phanh trớc dẫn động phanh sau (thờng từ ữ kG/cm ); r b - bán kính làm việc bánh xe; G-trọng lợng ô tô; - hệ số bám bánh xe với mặt đờng; d ,d - đờng kính xy lanh bánh xe cấu phanh trớc cấu phanh sau; C ,C - tỷ số truyền cấu phanh trớc cấu phanh sau; r t - bán kính trống phanh Sau ví dụ đòng đặc tính điều hoà lực phanh loại píttông bậc, đồ thị chúng đợc thể nh sau: Hình :Đờng đặc tính điều hoà lực phanh 1-đầy tải 2- không tải 10 Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên kín 1-2-3-1 (hình VI - 10a), lúc bánh xe làm việc gần hệ số bám dọc cực đại x max hệ số bám ngang y có giá trị cao Trong trờng hợp xe bị hãm cứng thông số diễn biến theo đờng nét đứt (VI - 10a) Từ đồ thị sau ta thấy trình phanh có hệ thống ABS vận tốc góc bánh xe b thay đổi theo chu kì Hình VI 11 Sự thay đổi tốc độ góc b bánh xe, tốc độ ô tô v độ trợt theo thời gian t có chống hãm cứng bánh xe số hệ thống chống hãm cứng bánh xe phanh áp suất dẫn động thay đổi, có lúc tăng lúc giảm đồ thị thay đổi áp suất theo thời gian có dạng hình ca Hệ thống hai pha, khác làm việc hệ thống đợc xét Hiệu ABS rõ thấy bảng sau: Kết thí nghiệm xe ô tô có ABS (mỗi bánh xe có cảm biến điều khiển) Loại đờng Tốc độ bắt đầu phanh v(m/s) Có ABS Không có ABS Lợi hiệu phanh% Đờng bê tôngkhô Đờng bê tông ớt 13.88 13.88 10.6 18.7 13.1 23.7 19.1 21.1 Đờng bê tôngkhô Đờng bê tông ớt 27.77 27.77 41.1 62.5 50 100 17.8 37.5 29 Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên V Giản đồ phanh tiêu phanh thực tế công thức Gia tốc chậm dần phanh Gia tốc chậm dần phanh mộ nhữn tiêu quan trọng để đánh giá chất lợng phanh Khi phân tích lực tác dụng lên ôtô, viết phơng trình cân lực kéo phanh ôtô nh sau: Pj= PP+ Pf +P +P Pi (IX-13) đây: PJ - Lực quán tính sinh phanh ôtô; PP - Lực phanh sinh bánh xe; Pf lực cản lăn ; P lực cản không khí; Pi lực cản lên dốc Khi phanh đờng nằm ngang lực cản lên dốc không Thực nghiệm chứng tỏ lực cản lại chuyển động ôtô có giá trị bé so với lực phanh Vì bỏ qua lực cản P f P P phơng trình(IX-13) phanh đờng nằm ngang có phơng trình: Pj =PP (IX-14) Lực phanh lớn PPmax đợc xác định theo điều kiện bám bánh xe bị phanh hoàn toàn đồng thời theo biểu thức : PPmax=.G Từ phơng trình(IX-14) dợc viết nh sau: i G j = .G g Pmax (IX-15) đây: i - hệ số tính đến ảnh hởng trọng khối quay ôtô Từ biểu thức (IX-15) xác định gia tốc chậm dần cực đại phanh g jPmax = (IX-16) i Để tăng gia tốc chậm dần phanh cần phải giảm hệ số i Vì phanh đột ngột ngời lái cần tắt ly hợp để tách động khỏi hệ thống truyền lực lức i giảm jPmax tăng Gia tốc chậm dần cực đại phụ thuộc vào hệ số bám lốp mặt đờng mà giá trị củahệ số bám lớn max= 0,75 ữ 0,8 đờng nhựa tốt coi i=1 gia tốc trọng trờng g=10m/s2 gia tốc chậm dần cực đại ôtô phanh ngặt đờng nhựa tốt, khô, nằm ngang đạt giá trị jPmax = 7,5 ữ m/s2 30 Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên Thời gian phanh tiêu để đánh giá chất lợng phanh Thời gian phanh nhỏ phanh tốt Để xác định thời gian phanh cần sử dụng công thức (IX-16) viết dạng sau: dv g j= = (IX-17) dt i Từ biểu thức (IX-17) viết : dt= i dv g Muốn xác định thời gian phanh nhỏ cần tích phân dt giới hạn từ thời điểm ứng với vận tốc phanh ban đầu v1 tới thời điểm ứng với v2 cuối trình phanh: v1 i dv = i ( v1 v ) g g v2 tmin= Khi phanh ôtô đến dừng hẳn v2=0 : v tmin= i (IX-18) g đây: v1- ứng với vận tốc phanh ban đầu Từ biểu thức (IX-18) ta thấy thời gian phanh nhỏ phụ thuộc vào vận tốc bắt đầu phanh ôtô, phụ thuộc vào hệ số i hệ số bám bánh xe với mặt đờng Để thời gian phanh nhỏ cần giảm i, ngời xe cần cát ly hợp phanh Quãng đờng phanh tiêu quan trọng để đành giá chất lợng phanh ôtô, mà tính kỹ thuất ôtô, nhà máy chế tạo thờng cho biết quãng đờng phanh vủa ôtô ứng với vận tốc bắt đầu phanh định Để xác định quãng đờng phanh nhỏ sử dụng biểu thức (IX-17) cách nhân hai vế với dS ta có: dv g dS = dS dt i g dS (IX-19) i Quãng đờng phanh nhỏ đợc xác định cách tích phân d Strong giới hạn từ thời điểm vận tốc bắt đầu phanh v1 dền v2 ta có: hay là: vdv= v1 smin = v i i v dv = vdv g g v2 v2 i ( v v22 ) 2g Khi phanh đền lúc ôtô dừng hẳn v2=0 Smin= (IX-20) i v12 Smin= 2g (IX-21) 31 Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên Những công thức IX-16, (IX-18), (IX-21) đợc chứng minh để xác định gia tốc chậm dần thời gian phanh chất lợng phanh mang tính chất lý thuyết, tức điều kiện lý tởng Để xác định đợc quãng đờng phanh thực tế cần nghiên cứu trình phanh qua đồ thị thực nghiệm thể quan hệ lực phanh P p sinh bánh xe với thời gian t Đồ thị đợc gọi giản đồ phanh (IX-12) Giản đồ phanh nhận đợc thực nghiệm qua giản đồ phanh phân tích thấy đợc chất trình phanh Cần phải hiểu giản đồ phanh quan hệ lực phanh P p với thời gian t quan hệ gia tốc chậm dần j với thời gian t Điểm O hình IX-12 ứng với lúc ngời lái nhìn thấy chớng ngại phía trớc Và nhận thức đợc cần phải phanh t1 - thời gian phản xạ ngời lái tức lúc thấy đợc chớng ngại vật tác dụng vào bàn đạp phanh, thời gian phụ thuộc vào trình độ ngời lái Thời gian t1 thờng nằm giới hạn t1= 0,3 - 0,8 s t2 - thời gian chậm tác dụng dẫn động phanh tức lúc ngời lái tác dụng vào bàn đạp phanh má phanh ép sát vào trống phanh Thời gian phanh dầu t 2= 0,03s phanh khí t2=0,3 s t3 - thời gian tăng lực phanh tăng gia tốc chậm dần Thời gian phanh dầu t3 = 0,2 s phanh khí từ 0,5-1s t4 - thời gian phanh hoàn toàn, ứng với lực phanh giảm thời gian đợc xác định theo công thức IX-18 Trong thời gian lực phanh P p gia tốc chậm dần j có giá trị không đổi t5 - thời gian nhả phanh lực phanh giảm đến Thơi gian có giá trị t = 0,2s phanh dầu t5 = 1,5- 2s phanh khí 32 Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên Khi ôtô dừng hoàn toàn nhả phanh thời gian t không ảnh hởng đến quãng đờng phanh nhỏ Nh trình phanh kể từ ngời lái nhận đợc tín hiệu dừng lại kéo dài thời gian t nh sau: t= t1+ t2+ t3+ t4 (IX-33) Từ giản đồ phanh IX-12 thấy thời gian t t2 lực phanh gia tốc chậm dần không Lực phanh gia tốc chậm dần bắt đầu tăng lên từ thời điểm A điểm khởi đầu thời gian t3 cuối thời gian t3 lực phanh gia tốc chậm dần có giá trị cực đại giữ không đổi suốt thời gian t1, cuối thời gian t4 lực phanh gia tốc chậm dần hết thời gian t5 chúng có giá trị Nếu kể đến thời gian chậm tác dụng t dẫn động phanh quãng đờng phanh thực tế tính từ tác dụng lên bàn đạp phanh ôtô dừng hẳn đợc xác định theo công thức sau: S = v1t2+ k s v12 g (IX-34) đây: ks - hệ số hiệu đính quãng đờng phanh, xác định thực nghiệm; xe du lịch ks= 1,1 ữ 1,2 xe tải xe khách ks = 1,4 ữ 1,6 s - quãng đờng phanh thực tế Trong trình sử dụng thực tế má phanh bị mòn điều chỉnh phanh không làm cho quãng đờng phanh lớn gia tốc chậm dần gia tốc giảm 10 ữ 15% so với phanh điều chỉnh Bảng IX-2 Tiêu chuẩn hiệu phanh cho phép ôtô lu hành đờng (Bộ GTVT Việt Nam qui định,2000) Loại ôtô 7,2 Gia tốc chậm dần cực đại, m/s2 không nhỏ 5,8 9,5 5,0 11 4,2 Quãng đờng phanh m, không lớn Ôtô loại ôtô khác thiết kế sở ôtô Ôtô tải trọng lợng toàn nhỏ 80 KN ôtô khách có chiều dài toàn dới 7,5m Ôtô tải đoàn ôtô có trọng lợng toàn lớn 80 KN ôtô khách có chiều lớn 7,5m 33 Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên Tiêu chuẩn trình bày bảng IX-2 ứng với chế độ thử phanh ôtô chạy đờng nhựa khô nằm ngang vận tốc bắt đầu phanh 8,33m/s (30Km/h) Vấn đề thử phanh vận tốc cao nguy hiểm kiểm tra định kỳ đại trà mà cha có bãi thử chuyên dùng Vì nớc ta dùng vận tốc thử 8,33m/s (30Km/h) Ngoài việc đảm bảo hiệu phanh nh bảng IX-2 yêu cầu độ ổn định phanh tức phanh ôtô không bi xoay ngang điều cần thiết Tiêu chuẩn châu Âu liên hợp quốc vấn đề thử phanh chế tạo phải đảm bảo nội dung chi tiêt sau Về chế độ thử phải tiến hành loại O, I, II Thử phanh loại O: dùng để xác định hiệu hệ thống phanh cấu phanh nguội (nhiệt độ trống phanh < 1000) Thử phanh loại I: dùng để xác định hiệu hệ thống phanh cấu phanh nóng Thử phanh loại II: dùng để xác định hiệu hệ thống phanh chuyển động dốc dài Bảng IX-3 Loại ôtô Ôtô du lịch Ôtô khách với trọng lợng toàn đến trọng lợng 50KN Ôtô khách với trọng lợng toàn 50 KN Ôtô tải với trọng lợng toàn đến: 35KN Từ 35 - 120KN Trên 120 KN Đoàn xe với trọng lợng toàn : Đến 35 KN Tốc độ bắt đầu phanh m/s (Km/h) Lực bàn đạp phanh N 22,22(80) 16,66(60) 500 700 Gia tốc chậm dần ổn định phanh không nhỏ m/s2 7,0 7,0 16,66(60) 700 6,0 32,1 19,44(70) 13,88(50) 11,11(40) 700 700 700 5,5 5,5 5,5 44,8 25,0 17,2 19,44 (70) 700 5,5 46,9 34 Quãng đờng phanh không lớn m 43,2 25,8 Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên Từ 35 - 120 KN Trên 125KN 13,88 (50) 11,11(40) 700 700 5,5 5,5 26,5 18,4 Trên bảng IX-3 trình bày tiêu chuẩn thử phanh loại O (ứng với ôtô đầy tải) Khi thử theo loại I tiêu chuẩn quãng đờng phanh tăng lên 25% thử theo loại II tằng lên 33% Trên hình IX-13 trình bày giản đồ phanh cấu phanh bị ớt lần đạp phanh giản đồ phanh có dạng nh đờng I, lần đạp phanh thứ hai giản đồ phanh có dạng nh đờng II phải đến lần đạp phanh thứ giản đồ phanh trở lại bình thờng nh cấu phanh (đờng V) Số lần đạp phanh để giản đồ phanh trở lại bình thờng nh cấ phanh khô tuỳ thuộc mớc độ ớt cua má phanh trống phanh (của đôi bề mặt ma sát) Từ giản đồ phanh hình IX-13 ta thấy hiệu phanh lần đạp phanh lần thứ thấp tức quãng đờng phanh dài, so lực phanh gia tốc chậm dần nhỏ lần đạp phanh lần quãng đờng phanh dài gấp 1,6 - 1,8 lần quãng đờng phanh cấu phanh khô Đây điều cần ý sử dụng ôtô vùng nhiệt đới, ma nhiều để đảm bảo an toàn chuyển động Để đánh giá giảm hiệu phanh cấu phanh bị ớt dùng hệ số tăng quãng đờng phanh KP, hệ số đợc biểu thị biểu thức sau: kP = S puot - S pkho S pkho ,% (IX-35) đây: SP ớt - quãng đờng phanh ôtô cấu phanh ớt SP khô - quãng đờng phanh ôtô cấu phanh khô Hệ số KP phần trăm tăng quãng đờng phanh cấu phanh bị ớt so với cấu phanh khô Ji (m/s2) V IV III II I tj (s) 35 Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên Giản đồ phanh cấu phanh bị uớt I, IIV Th tự lần lợt đạp phanh Sự thay đổi hệ số tăng quãng đờng phanh kP Số lần đạp phanh VI phanh đoàn xe Khi nghiên cứu phanh đoàn xe (ô tô có moóc kéo) cần xác định quãng đờng phanh, số moóc kéo theo cầm đặt phanh Nếu gọi : G trọng lợng toàn ô tô tải đầy; Q trọng lợng moóc tải đầy n - số moóc kéo theo Thì động đoàn xe bắt đầu phanh đợc xác định theo biểu thức : M= G + nQ v1 2g (IV-36) : v - vận tốc đoàn xe bắt đầu phanh Giả sử số n moóc kéo theo có n moóc đợc đặt phanh, hệ số bám bánh xe với mặt đờng ô tô kéo moóc kéo nh bỏ qua lực cản không khí, nhận đợc phơng trình chuyển động đoàn xe phanh nh sau : P p = (G + n m , Q ) + (G + nQ)i (IX-37) : Q - trọng lợng mà moóc tác dụng lên bánh xe có đặt phanh moóc đó: 36 Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên m , - hệ số thay đổi tải trọng phân bố lên bánh xe có đặt phanh moóc; i - độ dốc mặt đờng Công lực phanh sinh quãng đờng phanh S p đợc biểu thị theo công thức : L = P p S p = [(G + n1 m , Q ) + (G + nQ)i ] S p (IX-38) Kết hợp biểu thức (IX-36) (IX-38) ta đợc : Q + nQ v = (G + n1 m , Q ) + (G + nQ)i S p 2g [ ] (IX-39) Từ biểu thức (IX-39) xác định đợc quãng đờng phanh S p nh sau: Sp v12 = (G + n1 m , Q ) i 2g G + nQ (IX- 40) Số moóc cần đặt phanh : G + nQ (v1 2igS p ) G n = gS p m , Q (IX-41) Nếu tất bánh xe moóc có phanh nghĩa : m , Q = Q n = n ta có : Sp v12 = g ( i ) Khi phanh đoàn xe có phanh bố trí tất bánh xe moóc mặt đờng nằm ngang ta có biểu thức để xác định quãng đờng phanh giống nh biểu thức (IX-21) Nh nhận thấy : vế lý thuyết quãng đờng phanh đoàn xekhi bánh xe đặt phanh phụ thuộc vào vận tốc ban đầu phanh hệ số bám mà không phụ thuộc vào số moóc kéo theo Trong thực tế quãn đờng phanh đoàn xe có phụ thuộc vào số moóc kéo theo, nghĩa vào trọng lợng đoàn xe vii phanh ôtô không mở ly hợp Mục đích hệ thống phanh để thay đổi vận tốc ôtô theo điều kiện cụ thể đờng mà ngời lái cần phải xử lý Trong trình phanh cần mở ly hợp để ngắt mô men 37 Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên truyền từ động đến bánh xe nhằn tăng hiệu phanh Tuy nhiên số trờng hợp phanh ôtô không cần mở ly hợp Trong trờng hợp ôtô chuyển động chậm dần với gia tốc nhỏ cần giảm nhiên liệu cung cấp vào xylanh ( để động chạy chế độ không tải ) Khi xe chạy đờng trơn , ôtô có khả bị lệch bên đờng đồi núi với dốc dài hệ số bám mặt đờng nhỏ Nếu ngắt ly hợp vận tốc xe thay đổi đột ngột ,xe dễ bị lật trợt lê Trờng hợp ta kết hợp với việc phanh động Tức để số truyền hộp số tỉ số truyền nhỏ.Khi trục khuỷu động bị động ,bánh xe chủ động.ở số truyền số vòng quay trục khuỷu nhiều số vòng quay bánh xe, ma sát động tăng lên góp phền tăng thêm lực phanh Tóm lại phanh ôtô không mở ly hợp nhiên liệu cung cấp không đủ để động giữ vai trò chủ động ma bánh xe chở thành chủ động trục khuỷu trở lên bị động Do ma sát chi tiết động tạo thành sức cản phụ thêm vào lực phanh Lực cản ma sát động :P msđ có hớng ngợc với lực quán tính động phanh xe mà không mở ly hợp Lực cản ma sát động có tác dụng làm cho ôtô chuyển động chậm dần với nhịp độ cao so với trờng hợp mở ly hợp tức phanh êm an toàn Khi phanh không mỏ ly hợp phơng trình cân lực là: PP + Pf + Pi +Pw + Pmsđ + Pmst - Pj = ( IX.43) đ Trong Pms lực ma sát chi tiết động quy dẫn bánh xe chủ động Pmsđ = đ Mms ìit t ìrb đ - Mô men ma sát chi tiết động phanh Mms = đ Trong : Nms , truyền lực phanh xe Mô men ma sát đ Nms đ t Nms + Nms t - công suất tiêu hao ma sát động hệ thống Nms đ động bốn kì tính gần theo công thức : Mms đ = 0,8 p v i Mms Trong : p: áp suất tổn thất khí trung bình v: thể tích công tác xylanh động i: số xylanh động Pmst : Lực ma sát hệ thống truyền lực Khi động làm việc không tải lực bao gồm lực tiêu hao cho khuấy dầu, cho ma sát các bánh ăn khớp v.v Pmst = t Pmst1 + Pms2 38 Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên Trong đó: Pmst1 - Lực tiêu hao cho khuấy dầu Pmst2 - Lực tiêu hao cho ma sát bánh ăn khớp , ổ bi v.v Lực Pmst tính gần ôtô loại ì động làm việc không tải theo công thức thực nghiệm sau: Pmst = ( 2+ 0,09 v) G 10 ; N đây: v vận tốc ôtô , m/s Đối với ôtô loại ì Pmst cao 1,5 đến lần , loại ì cao đến lần so với loại ôtô sở ì Từ phơng trình IX-43, ta xác định đợc gia tốc chậm dần ôtô nh sau: J p/ = g Pp + Pf + Pi + Pw + Pmsđ + Pmst ì j/ G đây: j/ : Hệ số tính đến ảnh hởng khối lợng chi tiết quay động hệ truyền lực phanh mà không mở ly hợp Nh phanh ôtô không mở ly hợp , muốn hiệu phanh tốt so với mở ly hợp cần phải thoả mãn điều kiện : J p/ J p , nghĩa là: Pp + Pf + Pi + Pw + Pmsđ + Pmst j/ Pp + Pf + Pi + Pw + Pmst j ( IX- 45) j Là hệ số tính đến ảnh hởng khối lợng chi tiết quay hệ thống truyền lực phanh có mở ly hợp Muốn dùng phanh cách hợp lý tức có mở ly hợp hay không , phải ý đến lực cản trình ôtô chuyển động nh Pf ; Pi ; Pw ; Pmsđ ; Pmst nh giá trị lực phanh Pp hệ số j/ ; j 39 Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên 40 Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên 41 Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên 42 Khoa khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên 43 [...]... quốc về vấn đề thử phanh và chế tạo phải đảm bảo các nội dung và chi tiêt sau đây Về chế độ thử phải tiến hành ở loại O, I, II Thử phanh loại O: dùng để xác định hiệu quả của hệ thống phanh khi cơ cấu phanh nguội (nhiệt độ trống phanh < 1000) Thử phanh loại I: dùng để xác định hiệu quả của hệ thống phanh khi cơ cấu phanh nóng Thử phanh loại II: dùng để xác định hiệu quả của hệ thống phanh khi chuyển... hợp có một phần của hệ thống phanh h hỏng thì hệ thống vẫn có khả năng dừng ôtô - Tiến hành phân bố lực phanh hợp lý trên các cầu xe - Phanh chính và phanh phụ có hệ thống dẫn động độc lập và không ảnh hởng cấu lẫn nhau Để phanh ôtô có hiệu quả cao, cần đảm bảo các yêu cầu cơ bản của phanh nh trên Sau đây là các chỉ tiêu đánh giá chất lợng phanh thông dụng 1 Gia tốc chậm dần khi phanh 13 Khoa cơ khí... của cơ cấu phanh (đờng V) Số lần đạp phanh để giản đồ phanh trở lại bình thờng nh của cơ cấ phanh khô tuỳ thuộc ở mớc độ ớt cua má phanh và trống phanh (của đôi bề mặt ma sát) Từ giản đồ phanh ở hình IX-13 ta thấy rằng ở hiệu quả phanh lần đạp phanh lần thứ nhất rất thấp tức là quãng đờng phanh sẽ rất dài, so lực phanh hoặc gia tốc chậm dần rất nhỏ ở lần đạp phanh lần đầu tiên quãng đờng phanh có thể... của ôtô khi cơ cấu phanh khô Hệ số KP chỉ phần trăm tăng quãng đờng phanh khi cơ cấu phanh bị ớt so với khi cơ cấu phanh khô Ji (m/s2) V IV III II I tj (s) 35 Khoa cơ khí động lực - Truờng đại học SPKT - hng yên 0 Giản đồ phanh khi cơ cấu phanh bị uớt I, IIV Th tự lần lợt khi đạp phanh Sự thay đổi hệ số tăng quãng đờng phanh kP Số lần đạp phanh VI phanh đoàn xe Khi nghiên cứu sự phanh của đoàn xe (ô... áp suất trong dẫn động phanh của cơ cấu phanh trớc và sơ cấu phanh sau k1 và k 2 - hệ số tỷ lệ tơng ứng với phanh trớc và phanh sau Từ các biểu thức (VI - 29) và (VI - 30) có thể xác định quan hệ giữa áp suất dẫn động phanh trớc và phanh sau: P2 d k1 M p 2 = P2 d k 2 M p1 (VI - 31) Trên hình (VI 6) trình bày đồ thị quan hệ giữa áp suất P1d và P2 d khi quan hệ giữa các mômen phanh M p1 và M p 2 tuân... tốc độ v1 ; giá trị hệ số bám càng cao thì quãng đờng phanh S càng giảm 4.Lực phanh và lực phanh riêng Lực phanhvà lực phanh riêng cũng là chỉ tiêu đánh giá chất lợng phanh Chỉ tiêu này đợc dùng thuận lợi nhất khi thử phanh ô tô trên bệ thử Lực phanh sinh ra ở bánh xe ô tô đợc xác định theo biểu thức : PP = MP rb (IX-22) ở đây: PP- lực phanh của ôtô MP - mômen phanh của các cơ cấu phanh rb- bán kính... gian chậm tác dụng của dẫn động phanh tức là lúc ngời lái tác dụng vào bàn đạp phanh cho đến khi má phanh ép sát vào trống phanh Thời gian này đối với phanh dầu t 2= 0,03s đối với phanh khí t2=0,3 s t3 - thời gian tăng lực phanh hoặc tăng gia tốc chậm dần Thời gian này đối với phanh dầu t3 = 0,2 s đối với phanh khí là từ 0,5-1s t4 - thời gian phanh hoàn toàn, ứng với lực phanh giảm thời gian này đợc xác... lần/1giây Hệ thống ABS dùng một máy tính để xác định tình trạng quay của 4 bánh xe trong khi phanh và có thể tự động đạp và nhả phanh Hệ thống ABS cho phép bánh xe quay theo chu kỳ nhng vẫn giữ lực phanh đầy đủ Hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh gồm các phần tử sau: - Cảm biến để phát tín hịêu về tình trạng của đối tợng cần đợc thông tin, cụ thể là tình trạng của bánh xe đang đợc phanh. Tuỳ theo... trong dẫn động phanh theo gia tốc chậm dần của bánh xe và ở bánh xe có bố trí cảm biến vận tốc góc Chúng ta sẽ xem xét sự làm việc của hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh bằng nguyên lý điều chỉnh theo gia tốc chậm dần Trên hình (VI-10) trình bày đồ thị chỉ sự thay đổi một số thông số của hệ thống phanh và của chuyển động của bánh xe khi có trang bị hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh 27 Khoa... bày tiêu chuẩn thử phanh loại O (ứng với ôtô đầy tải) Khi thử theo loại I thì tiêu chuẩn về quãng đờng phanh tăng lên 25% và khi thử theo loại II thì tằng lên 33% Trên hình IX-13 trình bày giản đồ phanh khi cơ cấu phanh bị ớt ở lần đạp phanh đầu tiên giản đồ phanh có dạng nh đờng I, ở lần đạp phanh thứ hai thì giản đồ phanh có dạng nh đờng II và phải đến lần đạp phanh thứ 5 giản đồ phanh mới trở lại ... I, II Thử phanh loại O: dùng để xác định hiệu hệ thống phanh cấu phanh nguội (nhiệt độ trống phanh < 1000) Thử phanh loại I: dùng để xác định hiệu hệ thống phanh cấu phanh nóng Thử phanh loại... nhàng, dễ dàng kể phanh (phanh chân) phanh phụ (phanh tay) - Hiệu phanh thay đổi kể phanh liên tục nhiều lần - Có độ tin cậy cao, trờng hợp có phần hệ thống phanh h hỏng hệ thống có khả dừng... suất dẫn động phanh cấu phanh trớc sơ cấu phanh sau k1 k - hệ số tỷ lệ tơng ứng với phanh trớc phanh sau Từ biểu thức (VI - 29) (VI - 30) xác định quan hệ áp suất dẫn động phanh trớc phanh sau: