Nghiên cứu phương pháp tính toán thiết kế hệ thống phanh thủy lực đáp ứng theo tiêu chuẩn ECE

Kết cấu của cơ cấu phanh dạng bơi dùng cho ô tô tải với hệ thống dẫn động phanh thủy lực điều khiển khí nén... Cơ cấu phanh đĩa Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa gồm: - Đĩa phanh đ

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của

TS.Dương Ngọc Khánh và TS.Lê Hồng Quân Đề tài được thực hiện tại Bộ môn Ô

tô và Xe chuyên dụng, Viện cơ khí Động lực,Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Các

số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào

Hà Nội, ngày 25 tháng 9 năm 2013

Tác giả

Đỗ Cao Cường

LỜI CẢM ƠN

Với tư cách là tác giả của luận văn này, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến

TS.Dương Ngọc Khánh và TS.Lê Hồng Quân, các thầy đã hướng dẫn tôi hết sức tận

tình và chu đáo về mặt chuyên môn để tôi hoàn thành luận văn này

Đồng thời tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, cô và các bạn đồng nghiệp

đã giúp đỡ, tạo điều kiện về cơ sở vật chất trong suốt thời gian tôi học và làm luận văn

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình và bạn bè, những người

đã động viên và chia sẻ với tôi rất nhiều trong suốt thời gian tôi học và làm luận văn

Tác giả

Đỗ Cao Cường

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

LỜI CẢM ƠN 2

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 5

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 8

MỞ ĐẦU 9

Chương l: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH DẪN ĐỘNG BẰNG THỦY LỰC VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 12

1.1 Công dụng, yêu cầu và phân loại 12

1.1.1 Công dụng 12

1.1.2 Yêu cầu 12

1.2 Phân loại hệ thống phanh 13

1.2.1 Theo đặc điểm điều khiển 13

1.2.2 Theo kết cấu của cơ cấu phanh 13

1.2.3 Theo dẫn động phanh 17

1.2.4 Theo mức độ hoàn thiện hệ thống phanh 18

1.3 Cấu tạo chung hệ thống phanh dẫn động thủy lực 18

1.4 Dẫn động thủy lực một dòng 20

1.5 Dẫn động thủy lực 2 dòng 21

1.5.1 Dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu riêng biệt không có trợ lực 21

1.5.2 Dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu riêng biệt có trợ lực chân không 21

1.5.3 Dẫn động thủy lực hai dòng chéo nhau có trợ lực chân không 22

1.6 Cấu tạo của một số bộ phận chính 23

1.6.1 Cấu tạo xilanh chính loại tăng đem hai buồng 23

1.7 Chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh 27

1.7.1 Gia tốc chậm dần khi phanh 27

1.7.2 Thời gian phanh 28

1.7.3 Quãng đường phanh 29

l.7.4 Lực phanh và lực phanh riêng 34

Chương 2: TIÊU CHUẨN ECE VỀ HỆ THỐNG PHANH 39

2.1 Phân loại ô tô theo trọng lượng 39

2.2 Động lực học quá trình phanh của ô tô 39

2.3 Cơ sở lý thuyết về tiêu chuẩn ECE đối với ô tô không trang bị ABS 42

2.4 Vấn đề nghiên cứu 45

Chương 3: XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH DẪN ĐỘNG THỦY LỰC Ô TÔ ĐÁP ỨNG TIÊU CHUẨN ECE 48

3.1 Kiểm nghiệm hệ thống phanh theo tiêu chí phân chia lực phanh trong tiêu chuẩn ECE 48

3.1.1 Kiểm nghiệm cho xe du lịch 7 chỗ (Toyota innova) 48

3.1.2 Kiểm nghiệm cho xe du lịch 4 chỗ (Honda civic) 55

3.2 Xây dựng phương pháp tính toán thiết kế hệ thống phanh thủy lực đáp ứng tiêu chuẩn ECE về tiêu chí phân chia lực phanh 61

3.2.1 Phương pháp tính toán cho xe du lịch 7 chỗ Toyota Innova 62

3.2.2 Phương pháp tính toán cho xe du lịch 4 chỗ 73

3.3 Nhận xét và đánh giá 85

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88

TÀI LIỆU THAM KHẢO 89

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Cơ cấu phanh tang trống dẫn động thủy lực 14 Hình 1.2 Cơ cấu phanh tang trống dẫn động khí nén 15

Hình 1.6 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực một dòng 20 Hình 1.7 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực hai dòng 21 Hình 1.8 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực hai dòng có trợ 22 Hình 1.9 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực hai dòng chéo nhau có trợ lực 22

Hình 2.2 Đồ thị tiêu chuẩn ECE cho loại xe M1 43

Hình 2.3 Đồ thị tiêu chuẩn ECE cho loại không phải M1 và N1 44

Hình 2.4 Sơ đồ các lực tác dụng lên ô tô khi phanh 45 Hình 3.1 Sơ đồ phân bố lực tác dụng của xe du lịch 7 chỗ 48

Hình 3.2 Đồ thị kiểm nghiệm về phân bố lực phanh theo tiêu chuẩn ECE

của xe du lịch 7 chỗ khi không trang bị bộ điều hòa lực phanh 54 Hình 3.3 Sơ đồ phân bố lực tác dụng của xe du lịch 4 chỗ 55 Hình 3.4 Đồ thị kiểm nghiệm về phân bố lực phanh theo tiêu chuẩn ECE

của xe du lịch 4 chỗ khi không trang bị bộ điều hòa lực phanh 61 Hình 3.5 Sơ đồ bố trí và đặc tính làm việc của bộ điều hòa lực phanh 62 Hình 3.6 Đồ thị đặc tính ( biểu diễn quan hệ p1 và p2 ) 63

Hình 3.8 Đồ thị kiểm nghiệm về phân bố lực phanh theo tiêu chuẩn

ECE của xe du lịch 7 chỗ khi trang bị bộ điều hòa lực phanh 71

Hình 3.9 Đồ thị đặc tính ( biểu diễn quan hệ p1 và p2 ) 73

Hình 3.11 Đồ thị kiểm nghiệm về phân bố lực phanh theo tiêu chuẩn ECE

của xe du lịch 4 chỗ khi trang bị bộ điều hòa lực phanh 83

Hình 3.12 Đồ thị kiểm nghiệm về phân bố lực phanh theo tiêu chuẩn ECE

của xe du lịch 7 chỗ và 4 chỗ khi không trang bị bộ điều hòa lực

phanh

84

Hình 3.13 Đồ thị kiểm nghiệm theo tiêu chuẩn ECE của xe du lịch 7 chỗ

và 4 chỗ khi đƣợc trang bị bộ điều hòa lực phanh 85

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Tiêu chuẩn kiểm tra hiệu quả phanh định kỳ trên đường ở Việt Nam 35

Bảng 1.2 Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh chính 36

MỞ ĐẦU

l Lý do chọn đề tài

Trong quá trình phanh của ô tô xảy ra hiện tượng phân bố lại trọng lượng trong quá trình phanh Tải trọng tại cầu trước và cầu sau của xe phụ thuộc vào gia tốc phanh Khi gia tốc phanh lớn, tải trọng tác dụng lên cầu trước tăng, tại cầu sau giảm làm giảm

hệ số sử dụng trọng lượng bám, các bánh xe tại cầu sau có xu hướng bị trượt lết, xe mất ổn định

Như vậy, để có được hiệu quả phanh cực đại cần thoả mãn điều kiện là lực phanh tác dụng trên các cầu ô tô tỷ lệ thuận với tải trọng tác dụng lên các cầu đó trong khi phanh

Trong quá trình tính toán thiết kế hệ thống phanh chính của ô tô cần đặt ra các tiêu chuẩn, một trong những tiêu chuẩn đó có quy định N013, tiêu chuẩn E/ECE/324, E/ECE/TRANS/505 áp dụng cho các ô tô không trang bị hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS

Qua những phân tích trên cho thấy đề tài "Nghiên cứu phương pháp tính toán thiết kế hệ thống phanh thủy lực đáp ứng theo tiêu chuẩn ECE" rất có ý nghĩa khoa

học và thực tiễn Vì vậy tôi đã quyết định chọn đề tài này làm luận văn tốt nghiệp

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Tiêu chuẩn ECE R13 áp dụng cho ô tô sử dụng phanh thủy lực

Phương pháp tính toán thiết kế hệ thống phanh dẫn động thủy lực đáp ứng tiêu chuẩn ECE R13

Tính toán thiết kế hệ thống phanh chính cho một số ô tô cụ thể

Xây dựng đồ thị các các đường cong hệ số sử dụng trọng luọng bám tại cầu trước và cầu sau của các loại xe đó

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Hệ thống phanh dẫn động thủy lực cho ô tô sử dụng bộ điều hòa lực phanh để phân bố lại lực phanh trên các cầu

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

Nghiên cứu kết cấu của hệ thống phanh dẫn động thủy lực

Phân tích sự phân bố lại trọng lượng lên các cầu trước và cầu sau của ô tô trong quá trình phanh

5 Phương pháp nghiên cứu

5.1 Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết

Hệ thống hóa, phân tích nhiệm vụ và kết cấu của hệ thống phanh dẫn động thủy lực trên ô tô

5.2 Phương pháp mô hình hóa

Phân tích đặc tính vật lý của ô tô trong quá trình phanh, phân tích tham số vật lý của hệ thống phanh dẫn động thủy lực

5.3 Phương pháp phân loại và hệ thống

Phân loại hệ thống hóa nội dung theo từng nhiệm vụ đề của tài

5.4 Phương pháp giải thuyết

Xây dựng bài toán tính toán thiết kế hệ thống phanh dẫn động thủy lực cho các loại ô tô đáp ứng tiêu chuấn ECE

5.5 Phương pháp nghiên cứu sản phẩm hoạt động

Vận dụng bài toán kiểm nghiệm tính toán hệ thống phanh dẫn động thủy lực cho một số ô tô cụ thể

5.6 Phương pháp chuyên gia

Góp ý của các chuyên gia, thầy cô giáo chuyên môn trong việc xây dựng giả thuyết khoa học và tiếp cận giải quyết bài toán khoa học

6 Cấu trúc luận văn

Mở đầu

Nội dung

- Chương l: Tổng quan hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực và vấn đề nghiên cứu

- Chương 2: Tiêu chuẩn ECE về hệ thống phanh

- Chương 3: Tính toán hệ thống phanh dẫn động thủy lực cho một số ô tô đáp ứng tiêu chuẩn ECE

Kết luận

Chương l: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH DẪN ĐỘNG BẰNG THỦY LỰC

VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Công dụng, yêu cầu và phân loại

1.1.1 Công dụng

- Hệ thống phanh ô tô có công dụng giảm vận tốc của xe tới một tốc độ nào đó

hoặc dừng hẳn

- Giữ xe lâu dài trên đường, đặc biệt là trên đường dốc

- Trên máy kéo hoặc trên một số xe chuyên dụng hệ thống phanh còn được kết

hợp với hệ thống lái dùng để quay vòng xe

1.1.2 Yêu cầu

Hệ thống phanh cần bảo đảm các yêu cầu sau:

- Có hiệu quả phanh cao nhất nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất

khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm

- Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ô tô khi phanh

- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển

không lớn

- Dẫn động phanh có độ nhạy cao, sự chậm tác dụng nhỏ

- Phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn toàn

trọng lượng bám khi phanh với bất kì cường độ nào

- Không có hiện tượng tự siết phanh khi ô tô chuyển động tịnh tiến hoặc quay

vòng

- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt

- Có hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh (đĩa phanh) cao, ổn định trong

điều kiện sử dụng

- Có khả năng phanh ô tô khi dừng trong thời gian dài

- Giữ được tỷ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh

trên bánh xe

- Dễ lắp ráp, điều chỉnh, bảo dưỡng và sữa chữa

Ðể bảo đảm cho ô tô chuyển động an toàn ở tốc độ cao, cho phép lái xe điều chỉnh được tốc độ chuyến động hoặc dừng xe trong tình huống nguy hiểm thì trên ô tô được trang bị hệ thống phanh Hầu hết các ô tô hiện nay thường bố trí hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc và dẫn động phanh bằng thuỷ lực, khí nén hoặc phối hợp giữa thuỷ lực và kh nén

1.2 Phân loại hệ thống phanh

Hệ thống phanh được 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 (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ) dùng để tiêu hao bớt một phần động năng của ô tô khi cần tiến hành phanh lâu dài (phanh trên dốc dài,…)

1.2.2 Theo kết cấu của cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh là bộ phận thực hiện tiêu hao động năng của xe khi phanh và được điều khiển từ các cơ cấu trên buồng lái Cơ cấu phanh thường dùng trên cơ sở tạo

ma sát giữa phần quay và phần cố định Trên ô tô thường sử dụng hai loại cơ cấu phanh: tang trống và đĩa

a) Cơ cấu phanh tang trống

Cơ cấu phanh tang trống được phân loại theo phương pháp bố trí và điều khiển các guốc phanh thành các dạng:

Hình 1.1 Cơ cấu phanh tang trống dẫn động thủy lực

- Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục: được sử dụng trên đẫn động

phanh thủy lực và khí nén Đối với dẫn động thủy lực, cơ cấu phanh thường được bố trí trên cầu sau ô tô con và tải nhỏ, có xi lanh thủy lực điều khiển ép guốc phanh vào trống phanh Đối với dẫn động khí nén, cơ cấu phanh được bố trí trên cầu trước ô tô tải vừa

và nặng, có xi lanh khí nén điều khiển cam xoay ép guốc phanh vào trống phanh

- Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua tâm: chỉ dùng với xi lanh thủy lực và

được bố trí ở cầu trước của ô tô con hoặc ô tô tải nhỏ Kết cấu bố trí sao cho với chuyển động tiến (theo chiều quay ω) cả hai guốc phanh đều là guốc siết, khi lùi trở thành hai guốc nhả Như vậy hiệu quả phanh khi tiến lớn, khi lùi nhỏ

- Cơ cấu phanh tang trống dạng bơi: cả hai đầu các guốc phanh đều chịu tác

động trực tiếp của lực điều khiển và có thể di trượt Kết cấu của cơ cấu phanh dạng bơi dùng cho ô tô tải với hệ thống dẫn động phanh thủy lực điều khiển khí nén

- Cơ cấu phanh dạng tự cường hóa: có khả năng gia tăng hiệu quả tạo nên mô men

phanh dưới tác dụng của lực điều khiển Do sự biến đổi nhanh mô men phanh khi gia tăng lực điều khiển nên tính chất ổn định mô men kém, chỉ sử dụng kết cấu này khi cần thiết

Đối với cơ cấu phanh tang trống dẫn động khí nén:

Hình 1.2 Cơ cấu phanh tang trống dẫn động khí nén

- Cam Acsimet: biên dạng chế tạo đơn giản, bố trí cam quay và guốc phanh đối

xứng qua trục, dịch chuyển của các guốc phanh khi cam làm việc lớn, ảnh hưởng tới hiệu quả sinh ra mô men phanh của cơ cấu phanh khác nhau nhiều

- Cam Cycloit: cho phép dịch chuyển của các guốc phanh khi cam làm việc nhỏ

hơn nên được dùng phổ biến

+ Kém ổn định hơn, khi tiến và lùi hiệu quả phanh không đều

b) Cơ cấu phanh đĩa

Cấu tạo cơ cấu phanh đĩa được 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 được 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 được tiếp nhận lực điều khiển bởi các piston trong xi lanh bánh xe

* Ưu điểm:

- Cơ cấu phanh đĩa cho phép mô men phanh ổn định khi hệ số ma sát thay đổi, điều này giúp cho bánh xe bị phanh làm việc ổn định, nhất là ở nhiệt độ cao

- Thoát nhiệt tốt, khối lượng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn

- Dễ dàng trong sửa chữa và thay thế tấm ma sát

- Khe hở giữa má phanh và đĩa phanh nhỏ nên tác động nhanh hơn, hành trình bàn đạp ngắn và dễ bố trí cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở má phanh – đĩa phanh

* Nhược điểm:

- Giá thành cao

- 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

Dẫn động cơ khí có ưu điểm là độ tin cậy cao, nhưng lực tác dụng bàn đạp lớn

Loại này chỉ được dùng trong phanh tay

b) Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực

Dẫn động phanh thủy lực có ưu điểm: phanh êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao (do dầu không bị nén) Nhược điểm của nó là tỉ số truyền của dẫn động không lớn nên không thể tăng lực điều khiển trên cơ cấu phanh Vì vậy hệ thống dẫn động phanh thủy lực thường được dùng trên ô tô con hoặc ô tô tải nhỏ

c) Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén

Dẫn động phanh khí nén lực điều khiển trên bàn đạp chủ yếu dùng để điều khiển cung cấp khí nén tới các bầu phanh bánh xe, tại bầu phanh áp suất khí nén tạo lực tác dụng lên guốc phanh, thực hiện phanh ô tô Do đó có ưu điểm lực điều khiển trên bàn đạp nhỏ, áp suất trên đường ống không cao và cho phép dẫn động dài tới các cơ cấu phanh cần thiết, nhưng nhược điểm là độ nhạy kém (thời gian chậm tác dụng lớn), các kết cấu có kích thước lớn, vì thế thích hợp với các ô tô tải vừa và lớn

d) Hệ thống phanh dẫn động liên hợp thủy lực - khí nén

Hệ thống tận dụng ưu điểm của cả hai loại dẫn động phanh thủy lực và khí nén

sử dụng trên các ô tô tải, ô tô buýt trung bình và lớn

e) Hệ thống phanh dẫn động có trợ lực

Hệ thống dẫn động điều khiển đòi hỏi làm việc thường xuyên để điều khiển tốc

độ và dừng ô tô, các bộ truyền thủy tĩnh không cho phép có tỷ số truyền dẫn động lớn,

do vậy cần thiết giảm nhẹ lực bàn đạp phanh Bộ trợ lực phanh sử dụng trong hệ thống

phanh thủy lực với các nguồn năng lượng trợ lực khác nhau như: chân không, khí nén, thủy lực, điện… Trên ô tô con và ô tô tải nhẹ phổ biến dùng trợ lực chân không 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)

Trên hệ thống phanh có ABS còn có thể bố trí các liên hợp điều chỉnh: hạn chế trượt quay, ổn định động học ô tô… nhằm hoàn thiện khả năng cơ động, ổn định của ô

tô khi không điều khiển phanh

1.3 Cấu tạo chung hệ thống phanh dẫn động thủy lực

Hệ thống phanh là một tập hợp các cơ cấu được liên kết với nhau để thực hiện quá trình phanh xe Hiện nay, trên các ô tô hiện đại tồn tại bốn hệ thống phanh khác nhau về chức năng, có kết cấu phức tạp và thường dùng chung các phần từ như: nguồn năng lượng, van phanh, cơ cấu phanh Bốn hệ thống phanh đó là:

+ 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 dùng để giữ tốc độ chuyển động của ô tô không đổi trong thời gian dài hoặc để điều chỉnh tốc độ của ô tô ở giới hạn nào đấy khác không

Ngoài ra, các xe đời mới còn có thể có hệ thống phanh tư động

Trên hình 1.1 là sơ đồ khối của hệ thống phanh thủy lực

Hình 1.4 Sơ đồ khối hệ thống phanh thủy lực

Hệ thống phanh sử dụng phương pháp truyền năng lượng thủy tĩnh với áp suất lớn nhất trong khoảng (60÷120) bar Áp suất được hình thành khi người lái đạp bàn đạp phanh, thực hiện tạo áp suất trong xilanh phanh chính Chất lỏng (dầu phanh) được dẫn theo các đường ống tới các xilanh bánh xe (nằm trong cơ cấu phanh) Với áp suất dầu, các pít-tông trong xilanh thực hiện tạo lực ép má phanh vào tang trống (hoặc đĩa phanh), thực hiện sự phanh tại các cơ cấu phanh bánh xe Sơ đồ cấu tạo phanh thủy lực điển hình được thể hiện như trên hình 1.5

1.Bànđạp; 2.Xi lanh phanh chính; 3.Đường dẫn dầu;

4.Xi lanh phanh bánh xe ; 5.Má phanh

Hình 1.5 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực

Cấu tạo chung của hệ thống phanh thủy lực gồm có: Xilanh phanh chính, xilanh phanh bánh xe, đường dẫn dầu, má phanh

Dẫn động phanh thủy lực có ưu điểm: phanh êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao (do dầu không bị nén) Nhược điểm của nó là: tỉ số truyền của dẫn động không lớn, nên

không thể tăng lực điều khiển trên cơ cấu phanh Vì vậy, hệ thống dẫn động phanh thủy lực thường được sử dụng trên ô tô con hoặc ô tô tải

1.4 Dẫn động thủy lực một dòng

Hệ thống phanh sử dụng hương pháp truyền năng lượng thủy tĩnh vói áp suất lớn nhất trong khoảng 60 bar đến 120 bar Áp suất được hình thành khi người lái đạp bàn đạp phanh 5, thực hiện tạo áp suất trong xy lanh chính 4 Chất lỏng (dầu phanh) được dẫn theo các đường ống tới các xy lanh bánh xe 6 Với áp suất dầu, các pit tông trong xy lanh thực hiện tạo lực ép má phanh vào tang trống (hoặc phanh đĩa), thực hiện

sự phanh tại các cơ cấu phanh bánh xe

1.Bánh xe; 2 Đĩa phanh; 3 Xilanh bánh trước; 4 Xilanh chính;

5 Bàn đạp; 6 Xilanh bánh sau; 7 Má phanh sau

Hình 1.6 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực một dòng

Dẫn động một dòng có nghĩa là từ đầu ra của xilanh chính chỉ có một đường duy nhất dẫn đến tất cả các xilanh công tác của các bánh xe Dẫn động một dòng có kết cấu đơn giản nhưng độ an toàn không cao và tỉ số truyền của dẫn động không lớn Vì một lý do nào đó bất kỳ một đường ống dẫn dầu tới các xilanh bánh xe bị rò rỉ thì dầu

trong hệ thống phanh cũng bị mất áp suất và tất cả các bánh xe đều bị mất phanh Vì vậy, hệ thống dẫn động phanh thủy lực thường được sử dụng trên ô tô con hoặc xe tải nhỏ

1.5 Dẫn động thủy lực 2 dòng

1.5.1 Dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu riêng biệt không có trợ lực

1 Bánh xe; 2 Đĩa phanh; 3 Xilanh bánh trước; 4 Xilanh chính;

5 Bàn đạp; 6 Xilanh bánh sau; 7 Má phanh

Hình 1.7 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực hai dòng

Dẫn động hai dòng có nghĩa là từ đầu ra của xilanh có hai đường dầu độc lập dẫn tới các bánh xe ô tô Để có hai đầu ra độc lập người ta có thể sử dụng một xilanh chính đơn kết hợp với một bộ chia dòng hoặc sử dụng xilanh chính kép (loại tăng đem)

1.5.2 Dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu riêng biệt có trợ lực chân không

Ưu điểm: Nếu bị hỏng hay rò rỉ dầu ở một dòng nào đó vẫn phanh được ở cầu

xe của dòng còn lại

Nhược điểm: Nếu như hỏng đường dẫn động cầu trước thì có thể xảy ra hiện

tượng quay ngang xe khi phanh Nếu hỏng đường dầu dẫn động cầu sau thì có thể mất

tính ổn định khi phanh gấp

1.Bánh xe; 2.Đĩa phanh ; 3.Xilanh bánh trước; 4 Xilanh chính;

5 Bàn đạp; 6 Xilanh bánh sau ; 7 Má phanh sau; 8 Trợ lực phanh

Hình 1.8 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực hai dòng có trợ lực 1.5.3 Dẫn động thủy lực hai dòng chéo nhau có trợ lực chân không

1.Bánh xe ;2.Đĩa phanh ;3.Xilanh bánh trước; 4 Xilanh chính ;

5 Bàn đạp;6 Xilanh bánh sau; 7 Má phanh sau; 8 Trợ lực phanh

Hình 1.9 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực hai dòng chéo nhau có trợ lực

Ưu điểm: Khi bị hỏng hay rò rỉ dầu ở một dòng thì ô tô vẫn được phanh ở một

bánh trước và một bánh sau ở phía so le Chất lượng phanh vẫn được đảm bảo tốt cả khi trên đường có hệ số bám dọc ở hai vết bánh xe khác nhau nhiều

Nhược điểm: Khi một dòng bị hư hỏng thì có thể làm quay ngang xe hoặc mất

ổn định hướng khi phanh xe

1.6 Cấu tạo của một số bộ phận chính

1.6.1 Cấu tạo xilanh chính loại tăng đem hai buồng

a) Cấu tạo

1 Công tắc điện, 2 Phao mức dầu, 3 Lỗ bù dầu, 4 Pit tông sơ cấp, 5 Phớt che bụi, 6,10,17 Phớt kín, 7 Phớt hồi dầu, 8 Lò xo, 9 Pit tông giữa, 11 Pit tông thứ cấp, 12

Chốt chặn, 14 Van bù dầu, 15 Thân xy lanh, 16 Lò xo, 18 Bình dầu 2 ngăn

Hình 1.10 Cấu tạo xy lanh chính hai buồng

Xy lanh chính hai buồng sử dụng trên hầu hết các hệ thống phanh thủy lực hiện nay, cấu tạo của xy lanh chính hai buồng được thể hiện trên hình 1.10

Trong xy lanh chính hai buồng bố trí hai pit tông: pit tông sơ cấp 4, pit tông thứ cấp 11 Pít tông 4 ngăn cách với pit tông 11 bởi lò xo 8, pit tông 11 ngăn cách với thân

xy lanh bởi lò xo 16 Các vùng ngăn cách này được bố trí các phớt bao kín dầu 7, 10,

17 và tạo nên các khoang làm việc (I, II) có thể tích thay đổi Mỗi khoang đều bố trí

các lỗ cấp dầu và van bù dầu 3, 14 Bình dầu 18 đặt trên thân xy lanh chính 15 cấp dầu tới khoang làm việc của hai pit tông phanh Pit tông sơ cấp 4 được chặn bởi vòng chặn

12 trên thân xy lanh 15 Ở cuối các khoang làm việc bố trí các lỗ cấp dầu tới các xy lanh bánh xe

- Khi nhả bàn đạp phanh, dưới tác dụng của các lò xo hồi vị ở cơ cấu phanh, bàn đạp phanh và các lò xo hồi vị pit tông 8, 16 trong xy lanh chính, các pit tông 4, 11 được trở về vị trí ban đầu Dầu từ xy lanh bánh xe được hồi về các khoang của xy lanh chính, kết thúc quá trình phanh

- Nếu hở một dòng, hệ thống phanh vẫn còn khả năng phanh ở dòng còn lại

- Khi dòng dầu nối với khoang I bị mất áp suất, pit tông 4 dịch chuyển dưới tác dụng của lực bàn đạp phanh cho đến khi tỳ vào pit tông 11, tiếp tục đẩy pit tông 11 dịch chuyển Dầu ở khoang II vẫn tiếp tục tăng áp suất và dẫn đến các xy lanh bánh xe của dòng này để thực hiện phanh Ngược lại, nếu dòng dầu nối với khoang II bị mất áp suất, pit tông 11 được pit tông 4 và lò xo 8 đẩy chạy tự do sang trái Đuôi pít tông 11 bị chặn bởi thân xy lanh 15 tạo nên điểm tựa cố định, pit tông 4 tiếp tục dịch chuyển và nén dầu ở khoang I cấp cho các xy lanh bánh xe

Như vậy phanh vẫn được thực hiện ở các bánh xe trên dòng không sự cố, tuy nhiên hiệu quả phanh sẽ giảm

1.6.2 Cấu tạo bộ trợ lực phanh

Hệ thống dẫn động phanh điều khiển phanh đòi hỏi làm việc thường xuyên để điều khiển tốc độ và dừng ô tô, các bộ truyền thủy tĩnh không cho phép có tỉ số truyền dẫn động lớn, do vậy cần thiết giảm nhẹ lực bàn đạp phanh Bộ trợ lực phanh sử dụng trong hệ thống phanh thủy lực với các nguồn năng lượng trợ lực khác nhau: chân không, khí nén, thủy lực, điện,…Trên ô tô con và ô tô tải nhẹ phổ biến sử dụng trợ lực chân không cho hệ thống thủy lực

1 Bàn đạp phanh, 2 bộ trợ lực, 3 Xy lanh chính, 4 Đĩa phanh, 5,9 Xy lanh chính, 6 Má phanh, 7 Tang trống, 8 Guốc phanh

Hình 1.11 Hệ thống dẫn động phanh thủy lực

 Nguyên lý làm việc

Trạng thái không đạp phanh: van nối 17 được nối với cần điều khiển van và bị kéo sang phải do lò xo hồi van khí 13, van điều khiển 16 bị đẩy sang trái bởi van điều khiển 15 do đó van khí 17 sẽ tiếp xúc với van điều khiển 16 vì vậy khí từ bên ngoài qua lọc khí và bị chặn lại không vào được buồng thay đổi áp suất D Lúc này van chân không bị tách ra khỏi van điều khiển 16 làm thông các cửa thông khí giữa buồng thay đổi áp suất D với buồng áp suất không đổi A, do đó không có sự chênh lệch áp suất giữa buồng A và D Vì vậy piston trợ lực đẩy sang phải bởi lò xo màng

Trạng thái đạp phanh: khi đạp phanh cần điều khiển van đẩy van khí 17 dịch chuyển sang trái, van điều khiển 16 bị ép vào van khí bởi lò xo van điều khiển 15 và ép

sát dần vào đến khi tiếp xúc với van chân không Vì vậy đường thông giữa hai khoang

A và D được đóng lại Khi van khí 17 dịch chuyển tiếp sang trái nó sẽ tách ra khỏi van điều khiển 16 do đó sẽ mở đường thông khí trời với buồng áp suất thay đổi D Như vậy

áp suất trong khoang A là áp suất họng hút còn áp suất trong khoang D là áp suất khí trời cho nên có sự chênh áp giữa hai khoang này điều đó dẫn đến việc ép màng trợ lực sang trái đồng thời làm cho ty đẩy dich chuyển sang trái như vậy nó sẽ bổ xung lực tác dụng lên piston sơ cấp trong xilanh chính

10 9 8 7 6 5 4

2 1 3

D A

1.Vít điều chỉnh; 2.Phớt thân trợ lực; 3.Lò xo màng; 4.Ống nối; 5.Thân sau trợ lực 6.Màng trợ lực; 7 Thân trước trợ lực; 8 Tấm đỡ lò xo; 9 Thânvan ; 10 Bu lông ;

11 Phớt than van; 12 Cần điều khiển; 13 Lò xo hồi vankhí; 14 Lọc khí;

15 Lò xo van điều khiển; 16 Van điều khiển; 17 Van khí

không khí lọt vào khoang D thế cho nên giữ nguyên lực phanh hiện tại và không dịch chuyển ty đẩy nữa

Khi nhả phanh: lúc này van khí theo cần điều khiển dịch chuyển sang phải, van điều khiển luôn có xu hướng dịch sang trái dưới tác dụng của lò xo van điều khiển nên vẫn đóng đường khí vào khoang D, nhưng van khí kéo van điều khiển tách ra khỏi van trợ lực thì lại thông khoang A với D nên không còn sự chênh áp nữa nên piston trợ lực

và van điều khiển trở về trạng thái không phanh

1.7 Chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh

Có bốn chỉ tiêu chính thức được dùng để đánh giá hiệu quả phanh:

- Gia tốc chậm dần khi phanh

- Thời gian phanh

- Quãng đường phanh

- Lực phanh hoặc lực phanh riêng

1.7.1 Gia tốc chậm dần khi phanh

Đây là một chỉ tiệu rất quan trọng để đánh giá hiệu quả phanh ô tô Gia tốc chậm dần càng lớn thì hiệu quả phanh càng cao

Khi phanh trên đường bằng thì lực phanh Pp chiếm khoảng 98% tống các lực cản trong quá trình phanh Do đó ta có thể coi lực phanh sẽ cân bằng với lực quán tính Mặt khác, khả năng tiếp nhận lực phanh ở các bánh xe còn phụ thuộc rất nhiều vào khả năng bám của các bánh xe với đường

Gia tốc chậm dần cực đại khi phanh được xác định theo công thức sau:

cần giảm hệ số δ Chẳng hạn trong trường hợp phanh cấp tốc, người lái nên cắt ly hợp

để tách động cơ đang làm việc ra khỏi hệ thống truyền lực loại bỏ được lực quán tính

do gia tốc khối lượng quay của động cơ mà chủ yếu là của bánh đà Khi đó giá trị δ sẽ giảm xuống giá trị δ' bé hơn nhiều, Jpmax sẽ tăng lên Jpmax phụ thuộc vào hệ số bám φ giữa lốp với mặt đường Giá trị hệ số bám lớn nhất (φmax=0,7÷0,8) trên đường nhựa tốt Nếu coi δ =1 và gia tốc trọng trường g = 10m/s2

thì gia tốc chậm dần cực đại khi phanh trên đường nhựa tốt, khô, nằm ngang có thể đạt trị số: Jmax = 7,0 ÷ 8,0 [m/s2]

Trong quá trình phanh chậm dần, ô tô chỉ đạt gia tốc phanh chậm dần nhỏ hơn

Jpmax khoảng 2 ÷ 3 lần Phanh cấp tốc chỉ xảy ra trong những tình huống đặc biệt nguy hiểm và chỉ chiếm khoảng 5 ÷ 10% tổng số lần phanh

1.7.2 Thời gian phanh

Thời gian phanh cũng là một trong các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh cũng như chất lượng quá trình phanh Thời gian phanh càng nhỏ tức là hiệu quả phanh càng cao Công thức (1 l) được thể hiện dưới dạng vi phân như sau:

1 2

1.7.3 Quãng đường phanh

a) Quãng đường phanh lý thuyết

Quãng đường phanh Sp là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá hiệu quả phanh cũng như chất lượng quá trình phanh của ô tô So với các chỉ tiêu khác thì chỉ tiêu này mang tính trực quan và thực tế nhất, giúp lái xe xử lý tốt khi phanh trên đường Chỉ tiêu này thường được đưa vào trong các tài liệu tính năng kỹ thuật của ô tô, có kèm theo giá trị vận tốc bắt đầu phanh tương ứng Quãng đường phanh càng nhỏ thì chất lượng phanh càng tốt

Công thức tính quãng đường phanh được xác định trên cơ sở biểu thức (1.2) bằng cách nhân hai về của biểu thức (1.2) với một lượng vi phân dS:

như sau:

1 2

  (1.8)

Nếu phanh ô tô đến khi dừng hẳn thì v2 = 0, ta có quãng đường phanh nhỏ nhất

Spmin được tính như sau:

2 1

Các công thức (1.1), (1.5), (1.9) về mặt lý thuyết không phụ thuộc vào trọng luợng toàn bộ G của ô tô Nhưng ba công thức trên đều phụ thuộc vào hệ số bám φ, mà

hệ số δ lại phụ thuộc vào tải trọng G của ô tô Khi G tăng lên thì φ giảm, do đó gia tốc phanh chậm dần sẽ giảm còn thời gian phanh và quãng đường phanh sẽ tăng lên Vì vậy, thực nghiệm đã chứng minh được rằng quãng đường phanh của xe con, xe tải và

xe khách khác nhau mặc dù bắt đầu phanh ở cùng một vận tốc v1 Đồ thị trên hình 1.1

mô tả mối quan hệ đó:

Hình 1.13 Đồ thị chỉ sự thay đổi quãng đường phanh theo vận tốc bắt đầu

phanhv1 và hệ sô bám φ

Đồ thị trên hình 1.13 đã cho thấy rằng vận tốc bắt đầu phanh v1 càng cao thì quãng đường phanh Sp càng lớn vì quãng đường phanh phụthuộc vào bình phương của vận tốcv1, động thời hệ số bám φ càng caothì quãng đường phanh Sp càng giảm.

b) Quãng đường phanh thực tế

Các công thức (1.1), (1.4), (1.8) xác định gia tốc chậm dần, thời gian phanh và

quãng đường phanh đều mang tính lý thuyết, trong điều kiện lý tưởng với các giả thiết

đã được đặt ra Khi đó, áp suất khí nén trong hệ thống được coi như đạt giá trị cực đại

ngay tại thời điểm bắt đầu phanh và thời gian phản ứng của lái xe không được kế đến

Thời gian phanh thực tế không phải được tính từ khi phanh bắt đầu có hiệu quả mà

phải tính từ khi người lái nhận được tín hiệu để phanh Do đó, tp và Sp sẽ lớn hơn so

với các giá trị tính theo các công thức (1.5), (1.9)

Để xác định quãng đường phanh

thực tế cần nghiên cứu quá trình phanh qua

các đồ thị thực tế nghiệm thể hiện quan hệ

giữa lực phanh Pp sinh ra ở bánh xe (hoặc

mômen phanh Mp) với thời gian t Đồ thị

này được gọi là giản đồ phanh (hình 1.14)

H Hình 1.14 Giản đồ phanh

Giản đồ phanh nhận được bằng thực nghiệm và qua giản đồ phanh có thể phân

tích và thấy được bản chất của quá trình phanh

Trên giản đồ, gốc toạ độ được coi là thời điểm người lái phát hiện ra chướng

ngại vật ở phía trước và nhận thức được rằng cần phải phanh xe Thời gian các giai

đoạn trong quá trình phanh thực tế được xác định cụ thể gồm có:

- t1: Thời gian phản xạ của người lái, tức là từ lúc thấy được chướng ngại vật

cho đến lúc tác dụng vào bàn đạp phanh Thời gian này phụ thuộc vào trình độ của

người lái Thời gian t1 thường nằm trong giới hạn t1 = 0,3 ÷ 0,8s

- t2: Thời gian chậm tác dụng của hệ thống phanh do phải khắc phục hành trình

tự do trong hệ thống, tức là thời gian từ lúc người lái tác dụng vào bàn đạp phanh cho

đến khi má phanh ép sát vào tang phanh Thời gian này phụ thuộc vào kết cấu dẫn động phanh, đối với phanh khí nén t2 = 0,2 ÷ 0,4s

- t3: Thời gian tăng lực phanh và tăng gia tốc chậm dần Thời gian này cũng phụ thuộc vào kết cấu dẫn động phanh, với phanh khí nén t3 = 0,5 ÷ 1s

- t4: Thời gian phanh hoàn toàn với lực phanh cực đại Pmax và với gia tốc chậm dần cực đại Jpmax Thời gian này được xác định theo công thức (1.l) Trong thời gian này lực phanh và gia tốc chậm dần có giá trị không đổi

- t5: Thời gian nhả phanh sau khi xe dừng, lực phanh giảm dần về 0 Ðối với phanh khi nén t5 = 1,5 ÷ 2s

Khi ô tô đã dừng hoàn toàn thì thời gian phanh t5 không ảnh hướng đến quãng đường phanh nhỏ nhất Như vậy thời gian phanh thực tế tổng cộng kế từ lúc có tín hiệu phanh đến khi phanh đừng hẳn sẽ là:

tp     t1 t2 t3 t4 (1.10)

Từ giản đồ phanh cho thấy thời gian t1 + t2, lực phanh và gia tốc chậm dần bằng không Lực phanh và gia tốc bắt đầu tăng lên từ thời điểm A là điểm khởi đầu của thời gian t3 Cuối thời gian t3, lực phanh và gia tốc chậm dần đạt giá trị cực đại và giữ không đổi trong suốt thời gian t4 Cuối thời gian t4, gia tốc chậm dần và lực phanh bắt đầu giảm Hết thời gian t5, lực phanh bằng không Gia tốc chậm dần trong thời gian t4được gọi là gia tốc chậm dần ổn định

Tuy nhiên, giản đồ phanh trên đây đã đơn giản hóa, còn giản đồ phanh lấy từ thực nghiệm có dạng đường gợn sóng nhấp nhô

Nếu kể đến thời gian phản xạ của người lái và thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh thì quãng đường phanh thực tế được xác định như sau:

Sp  S1  S2  S3  S4 (1.11) Trong đó:

S1 S2 v t1(1t2) (1.12)

2 3

Ppmax: là lực phanh ô tô trên đoạn đường S4, (N)

v4 : là vận tốc ban đầu của ô tô trên đoạn đường S4 (m/s)

max 3

1 3 1

4

max

.

l.7.4 Lực phanh và lực phanh riêng

Ba chỉ tiêu quan trọng nhất đã được xem xét ở trên Lực phanh và lực phanh riêng cũng là chỉ tiêu để đánh giá hiệu quả phanh Tuy nhiên chỉ tiêu này chỉ được dùng thuận lợi nhất khi thử phanh ô tô trên bệ thử

Lực phanh sinh ra ở các bánh xe ô tô được xác định theo công thức:

 p

p K

M P

r (1.18)

Trong đó: Mp là mômen phanh của các cơ cấu phanh, [Nm]

rK là bán kính tính toán của bánh xe, [m]

Lực phanh riêng γp là lực phanh tính trên một đơn vị trọng lượng toàn bộ G của

ô tô Lực phanh riêng được xác định theo công thức (1.18):

 p

p

P G

 (1.19) Lực phanh riêng đạt cực đại khi lực phanh đạt cực đại:

ax ax

Ngoài ra có thể sử dụng thông số lực phanh riêng cho từng cầu xe γp1, γp2

Các giá trị này dùng để đánh giá khả năng sử dụng trọng lượng bám ở từng cầu

1 1

1

p p

K

P R

  ; 2 2

2

p p

K

P R

  (1.21)

Cả bốn chỉ tiêu trên đều có giá trị ngang nhau, nghĩa là khi đánh giá chất lượng phanh chỉ cần dùng một trong bốn chỉ tiêu đó Việc dùng chỉ tiêu nào để đánh giá hiệu quả phanh là tuỳ thuộc vào tình hình trang thiết bị đo lường của từng nước và sự phát

triển nền công nghiệp của nước đó Việt Nam hiện đang sử dụng hai chỉ tiêu là quãng đường phanh và gia tốc chậm dần cực đại khi phanh

Bảng 1.1 Tiêu chuẩn kiểm tra hiệu quả phanh định kỳ trên đường ở Việt Nam

Không lớn hơn 7,2 Không nhỏ hơn 5,8

Ô tô tải có trọng lượng toàn bộ

không lớn hơn 8000Kg, ô tô khách

trên 9 chỗ (kể cả người lái) có chiều

dài không lớn hơn 7,5m

Không lớn hơn 9,5 Không nhỏ hơn 5,0

Ô tô tải hoặc đoàn xe có trọng

lượng toàn bộ lớn hơn 8000Kg, ô tô

khách trên 9 chỗ (kể cả người lái)

có chiều dài lớn hơn 7,5m

Không lớn hơn 11 Không nhỏ hơn 4,2

Tại Việt Nam hiện nay, tiêu chuẩn về hiệu quả phanh cho phép ô tô lưu hành trên đường được quy định tại tiêu chuẩn 22 TCN 224-2001: “Tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường của phương tiện cơ giới đường bộ” do bộ trưởng bộ giao thông vận tải Việt Nam ban hành ngày 05/12/2001 Tiêu chuẩn này quy định thử xe ở chế độ không tải, trên mặt đường bê tông nhựa hoặc bê tông xi măng bằng phẳng và khô, được đánh giá bằng một trong hai chỉ tiêu: SP hoặc JPmax, hệ số bám φ không nhỏ hơn 0,6 Vận tốc bắt đầu phanh là 30[Km/h] hay là 8,33[m/s]

Tiêu chuẩn trình bày ở bảng 1.1 trên được cho ứng với chế độ thử: Ô tô không tải, chạy trên đường nhựa khô, nằm ngang Vận tốc bắt đầu phanh là 30[Km/h](8,33 [m/s])

Do yêu cầu về tốc độ ô tô ngày càng tăng, cho nên có xu hướng tăng vận tốc thử phanh để cho phép lưu hành trên đường Tuy vậy thử phanh ở tốc độ cao là rất nguy

hiểm, nhất là trong điều kiện chưa cho phép có những bài thử chuyên dùng Vì thế ở nước ta vẫn đang áp dụng tốc độ thử phanh là 30 [ Km/h ]

Số liệu cho ở bảng 1.1 chỉ sử dụng để kiểm tra phanh định kỳ nhằm cho phép ô

tô lưu hành trên đường để đảm bảo an toàn chuyển động Ðối với các cơ sở nghiên cứu hay thiết kế chế tạo thì cần áp dụng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt hơn

Bảng 1.2 Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh chính

STT Chủng loại

ô tô

Tốc độ trước khi phanh V 0 (Km/h)

Lực tác dụng lên bàn đạp

P bd (N) (≤)

Dạng thử

Quãng đường phanh

S p (m) (≤)

Gia tốc chậm dần

ổn định

J p (m/g) (≥)

7 5,4 5,0

7,0 5,3 4,9

6,0 4,5 4,1

4 Ô tô tải với

5,5 4,1 3,8

4,0 3,7

6 Ô tô tải với

5,5 4,0 3,6

5,5 4,0 3,7

5,5 3,9 3,6 Đối với hệ thống phanh chính, giá trị các chỉ tiêu được cho tương ứng ba dạng thử khác nhau là

Thử “0”: Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi các cơ cấu phanh còn nguội và thường tiến hành hai trường hợp: động cơ được tách và không tách ra khỏi hệ thống truyền lực

Thử “I’’: Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi các cơ cấu phanh

đã làm việc nóng lên Dạng thử này bao gồm hai giai đoạn:

Thử sơ bộ: Để cho các cơ cấu phanh nóng lên

Thử chính: Để xác định hiệu quả phanh

Thử “II”: Để xác định hiệu quả phanh chính, khi ô tô, máy kéo chuyển động xuống dốc dài

Khi phanh bằng phanh dự trữ hoặc bằng các hệ thống phanh khác thực hiện các chức năng của nó, gia tốc chậm dần lớn nhất cần phải đạt 3[ m/s2 ] đối với ô tô khách

và 2,8 [ m/s2 ] đối với ô tô tải

Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu quả phanh được đánh giá bằng tổng lực phanh thực tế mà các cơ cấu phanh của nó có thể tạo ra Khi thử (theo cả hai chiều: đầu

xe hướng xuống dốc và ngược lại - quay lên dốc) phanh dừng cần phải giữ được ô tô- máy kéo chở đầy tải và động cơ tách ra khỏi hệ thống truyền lực, đứng yên trên dốc có

độ nghiêng không nhỏ hơn 25%

Hệ thống phanh chậm dần cần phải đảm bảo cho ô tô - máy kéo, khi chuyển động xuống các dốc dài 6[Km] , độ dốc 7 %, tốc độ không vượt quá 30±2 [Km/h] (8,33±0,6 [m/s]), mà không cần sử dụng các hệ thống phanh khác Khi phanh bằng phanh này, gia tốc của ô tô, máy kéo thường đạt khoảng 0,6÷2,0 [ m/s2

]

Chương 2: TIÊU CHUẨN ECE VỀ HỆ THỐNG PHANH 2.1 Phân loại ô tô theo trọng lượng

Theo trọng lượng toàn bộ ô tô và rơ moóc được phân thành các nhóm được ký hiệu bằng các chữ cái:

a, Ô tô chở người: ký hiệu M

- M1: Ô tô chở người có số chỗ ngồi không quá 8 không kể người lái

- M2: Ô tô chở người có số chỗ ngồi lớn hơn 8 và trọng lượng toàn bộ dưới 5 tấn

- M3: Ô tô chở người có trọng lượng toàn bộ từ 5 tấn trớ lên

b, Ô tô chở hàng: ký hiệu N

- N1: Ô tô chở hàng có trọng lượng toàn bộ dưới 3,5 tấn

- N2: Ô tô chở hàng có trọng lượng toàn bộ 3,5 ÷ 12 tấn

- N3: Ô tô chở hàng có trọng lượng toàn bộ trên 12 tấn

c, Rơ moóc và bán moóc: ký hiệu O

- O1: Rơ moóc và bán moóc có trọng lượng toàn bộ dưới 0,75 tấn

- O2: Rơ moóc và bán moóc có trọng lượng toàn bộ 0,75 ÷ 3,5 tấn

- O3: Rơ moóc và bán moóc có trọng lượng toàn bộ 3,5 ÷ 10 tấn

- O4: Rơ moóc và bán moóc có trọng lượng toàn bộ trên 10 tấn

Ngoài ra các loại phưong tiện khác cũng được phân loại và ký hiệu với các chữ cái riêng, chẳng hạn: T - Máy kéo nông lâm nghiệp, G- Xe mọi địa hình

2.2 Động lực học quá trình phanh của ô tô

Bài toán nghiên cứu khảo sát quá trình phanh có nhiệm vụ xác định các thông số tối ưu cho các cơ cấu và dẫn động phanh, đảm bảo hiệu quả phanh và độ ổn định của ô

tô khi phanh, đồng thời chỉ ra được sự cần thiết phải bố trí bộ điều hoà lực phanh cùng với các thông số của nó

Phương trình chuyển động của ô tô khi phanh có thể được viết như sau:

2 2

ΣT- Tổng các lực phanh tại các bánh xe f- Hệ số cản lăn

S- Quãng đường xe chạy k- Hệ số cản không khí

F- Diện tích cản chính diện của ô tô Khi phanh có ngắt động cơ hệ số ảnh hưởng của các khối lượng quay có thể coi bằng 1 (δ' = 1,02 ÷ 1,04)

Ðể đánh giá hiệu quả phanh ô tô người ta sử dụng hệ số lực phanh γT:

T

a

T G

1

T

g  g dt  (2.3) Công thức trên cho thấy gia tốc chậm dần khi phanh tỷ lệ thuận với hệ số lực phanh