hệ thống phanh khí nén trên xe Zil 131

Đa số các xe tải hạng trung, hạng nặng hệthống phanh được thiết kế theo hướng sử dụng khí nén, hệ thống phanh này có ưu điểm: lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ, chủ yếu dùng để điều khiển van

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 8

Chương 1: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH XE ZIL-131 10

1.1 Giới thiệu chung về xe ZIL-131 10

1.2 Hệ thống phanh ZIL-131 12

1.2.1 Hệ thống phanh chính 12

1.2.2 Phanh dừng 15

1.3 Kết cấu hệ thống phanh chính 17

1.3.1 Máy nén khí 18

1.3.2 Bộ điều chỉnh áp suất 18

1.3.3 Van an toàn 19

1.3.4 Van tổng phanh 19

1.3.5 Bình chứa khí nén 20

1.3.6 Bầu phanh 21

1.3.7 Cơ cấu phanh 22

1.3.8 Van phanh rơ moóc 24

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHANH Ô TÔ 26

2.1 Mô men phanh cần thiết để phanh ô tô 26

2.2 Xác định mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra 29

2.3 Tính lực đẩy lên cơ cấu doãng má phanh 32

2.4 Sử dụng trọng lượng bám khi phanh 34

2.5 Xác định các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh 37

2.5.1 Gia tốc chậm dần khi phanh JPmax 37

2.5.2 Thời gian phanh 38

2.5.3 Quãng đường phanh 39

2.5.4 Lực phanh và lực phanh riêng 40

2.6 Tiêu chuẩn về hiệu quả phanh ô tô trên đường 40

Chương 3: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT CƠ CẤU AN TOÀN

CHO HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN XE ZIL 131 44

3.1 Hệ thống phanh khí nén trên xe Zil 131 44

3.2 Phương án cải tiến hệ thống phanh khí nén 45

3.2.1 Phương án 1 45

3.2.2 Phương án 2 47

3.3 Lắp đặt bình tích năng và công tắc phanh dự phòng 49

3.3.1 Lắp đặt bình tích năng 49

3.3.2 Lắp đặt công tắc phanh dự trữ 52

3.4 Lắp bình tích năng với bầu phanh 53

Chương 4: TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG SỬ DỤNG TRỌNG LƯỢNG BÁM VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM TRÊN ĐƯỜNG 54

4.1 Tính toán khảo sát các cụm chi tiết cho phương án đã cải tiến 54

4.1.1 Thông số đầu vào và kết quả tính toán 56

4.2 Phương pháp thử nghiệm phanh trên đường 62

4.2.1 Mục đích 62

4.2.2 Điều kiện thí nghiệm 62

4.2.3 Các phương tiện và thiết bị đo 63

4.2.4 Sơ đồ thiết bị và nguyên tắc hoạt động 63

4.2.5 Qui trình đo 65

4.2.6 Xử lý kết quả và nhận xét 67

4.2.7 Tiêu chuẩn về hiệu quả phanh 68

Chương 5: HƯỚNG DẪN KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG PHANH XE ZIL-131 71

2

-5.1 Một số yêu cầu chung 71

5.2 Hướng dẫn sử dụng 72

5.3 Nội dung bảo dưỡng hệ thống phanh xe ZIL-131 73

5.3.1 Bảo dưỡng thường xuyên 73

5.3.2 Bảo dưỡng kỹ thuật 1 74

5.3.3 Bảo dưỡng kỹ thuật 2 74

5.4 Những hỏng hóc thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục 75

5.4.1 Khí nén không tiếp được hay tiếp chậm vào các bình chứa của hệ thống khí nén (bộ điều chỉnh áp suất có làm việc) 77

5.4.2 Bộ điều chỉnh áp suất phải làm việc ngay sau khi các bình chứa được tiếp đủ khí 78

5.4.3 Không tiếp được khí nén vào các bình chứa (trong trường hợp bộ điều chỉnh áp suất vẫn làm việc bình thường) 78

5.4.4 Không tiếp được khí vào bình chứa của rơ moóc 78

5.4.5 Hiệu quả phanh thấp hoặc không phanh được ôtô bằng hệ thống phanh công tác khi đã đạp bàn đạp đến hết cỡ 79

5.4.6 Có hiện tượng phanh phía cầu sau khi người lái không thực hiện thao tác phanh chính cũng như phanh phụ hay phanh tay 79

5.4.7 Có nhiều dầu lọt vào hệ thống khí nén 79

5.4.8 Hệ thống phanh rơ moóc không hoạt động hay hoạt động với hiệu quả rất thấp 80

5.5 Hướng dẫn khai thác sử dụng hệ thống phanh xe ZIL-131 80

5.5.1 Phanh tay 80

5.5.2 Phanh chân 80

5.5.3 Máy nén khí 82

5.5.4 Van điều chỉnh áp suất 83

5.5.5 Van an toàn 83

5.5.6 Van phân phối 83

5.5.7 Bầu phanh 84

5.5.8 Hệ thống dẫn động phanh 84

5.5.9 Bảo dưỡng hệ thống phanh 85

5.5.10 Các hiện tượng hư hỏng của hệ thống phanh xe ZIL-131 86

5.6 Qui trình tháo lắp và sử dụng bình tích năng 88

5.6.1 Qui trình tháo lắp chi tiết bình tích năng 88

5.6.2 Qui trình lắp hệ thống dẫn động phanh khi cải tiến 89

5.6.3 Hướng dẫn sử dụng hệ thống phanh khí nén có sử dụng bình tích năng 90

KẾT LUẬN 91

TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

4

-DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Hình dáng bên ngoài xe ZIL-131 10

Hình 1.2: Bố trí chung hệ thống phanh ZIL-131 12

Hình 1.3: Sơ đồ khối của hệ thống phanh khí nén 13

Hình 1.4: Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh khí nén điển hình 14

Hình 1.5: Hệ thống phanh tay xe ZIL-131 16

Hình 1.6: Cấu tạo máy nén khí trên xe ZIL-131 17

Hình 1.7 Bộ điều chỉnh áp suất 18

Hình 1.8 Van an toàn 19

Hình 1.9: Cấu tạo tổng van phanh 19

Hình 1.10: Bình chứa khí nén 21

Hình 1.11: Bầu phanh và đòn điều chỉnh cơ cấu phanh 21

Hình 1.12: Cơ cấu phanh bánh trước 22

Hình 1.13: Cơ cấu phanh bánh sau 23

Hình 1.14: Sơ đồ nguyên lý van phanh rơ moóc 24

Hình 2.1: Mô hình khảo sát động lực học ô tô khi phanh 26

Hình 2.2: Đồ thị mối quan hệ mô men cần sinh ra Mp1 và Mp2 phụ thuộc vào  .29

Hình 2.3: Sơ đồ tính toán cơ cấu phanh loại guốc với chốt tựa cố định 31

Hình 2.4: Sơ đồ tính toán cơ cấu phanh theo N.A.BUCHARIN 32

Hình 2.5: Sơ đồ tính toán cơ cấu phanh 35

Hình 2.6: Đồ thị xác định mức độ sử dụng trọng lượng bám khi phanh 36

Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống phanh trên xe Zil 131 44

Hình 3.2 Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh Zil 131 có điều hòa lực phanh 46

Hình 3.3: Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh Zil 131 có phanh dự phòng 47

Hình 3.4: Lắp bình tích năng với bầu phanh 19

Hình 3.5: Hệ thống khi chưa lắp bình tích năng 51

Hình 3.6: Hệ thống sau khi lắp bình tích năng, van gia tốc 51

Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lý phanh dự phòng 52

Hình 3.8: Lắp đặt cần điều khiển phanh dự phòng 53

Hình 4.1: Đồ thị mô men phanh của cơ cấu phanh do lực lò xo sinh ra 57

Hình 4.2: Đồ thị mô men phanh theo điều kiện bám của xe ZIL 131 59

Hình 4.3: Đồ thị xác định khả năng sử dụng trọng lượng bám xe 61

Hình 4.4: Sơ đồ kết nối thiết bị đo 64

Hình 4.5: Ô tô ZIL 131 sử dụng trong Quân đội 70

Hình 5.1: Cấu tạo bình tích năng 88

6

-DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.a: Tiêu chuẩn về hiệu quả phanh cho phép ô tô lưu hành trên đường

bộ (Bộ GTVT Việt Nam quy định, 2009) 41

Bảng 4.a: Thông số kỹ thuật về xe tải ZIL 131 54 Bảng 4.b: Mối quan hệ giữa lực lò xo và mô men phanh của cầu trước và

cầu sau do cơ cấu phanh sinh ra 58

Bảng 4.c: Kết quả mối quan hệ mô men phanh của cầu trước và cầu sau theo

MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển kinh tế đất nước, mật độ ô tô trên đường ngày cànglớn Điều này đặt ra vấn đề cấp thiết hàng đầu về an toàn giao thông trên đường.Theo số liệu thống kê sơ bộ của một số quốc gia, tai nạn giao thông do hệthống phanh chiếm tỷ lệ lớn nhất so với các lỗi kỹ thuật, chiếm khoảng 52 -74%.Tai nạn giao thông không chỉ gây ra thiệt hại về người mà còn gây lãng phí lớntài sản của nhà nước và nhân dân Đa số các xe tải hạng trung, hạng nặng hệthống phanh được thiết kế theo hướng sử dụng khí nén, hệ thống phanh này có

ưu điểm: lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ, chủ yếu dùng để điều khiển van phânphối còn lực tác dụng lên cơ cấu phanh do áp suất khí nén tác dụng lên bầuphanh thực hiện Tuy nhiên, nhược điểm là khi hệ thống khí nén bị hư hỏng thìphanh không hoạt động làm mất an toàn chuyển động

Trong Quân đội đang sử dụng nhiều loại phương tiện vận tải có hệ thốngphanh khí nén như : ZIL-131 Đây là những dòng xe có đặc tính kỹ chiến thuậttốt, hoạt động hiệu quả trong điều kiện chiến tranh mà các dòng xe mới hiện naykhông thể thay thế được Tuy nhiên dòng xe này đã cũ, hệ số an toàn không cao,

độ tin cậy thấp Việc đưa các dòng xe mới vào sử dụng là không thể, bởi vì trongQuân đội có khoảng hơn 4.000 xe Zil 131 có sử dụng hệ thống phanh khí nén,nếu thay thế sẽ cần kinh phí rất lớn Vì vậy nghiên cứu nâng cao chất lượng hiệuquả phanh là rất cần thiết Để khắc phục nhược điểm của hệ thống phanh khínén, cần nghiên cứu cải tiến, thiết kế lắp đặt thêm bình tích trữ năng lượng kiểu

lò xo (bình tích năng) cho hệ thống phanh nhằm tự động phanh xe khi hệthống khí nén hư hỏng và phanh dự phòng khi hệ thống phanh chân mất tácdụng Đây là hướng nghiên cứu mang tính thực tiễn cao

Do đó đề tài: “Nghiên cứu cải tiến hệ thống phanh xe Zil 131” rất có ý nghĩa khoa học và thực tiễn Vì vậy tôi đã quyết định chọn đề tài này làm đồ án

tốt nghiệp

Nội dung đồ án bao gồm:

Chương 1: Nghiên cứu hệ thống phanh xe ZIL 131

8

-Chương 2: Cơ sở lý thuyết về phanh ô tô

Chương 3: Nghiên cứu thiết kế và lắp đặt cơ cấu an toàn cho hệ thống

phanh khí nén trên xe ZIL 131

Chương 4: Tính toán khả năng sử dụng trọng lượng bám và phương pháp

thử nghiệm trên đường

Chương 5: Hướng dẫn khai thác và sử dụng hệ thống phanh xe ZIL 131 Qua thời gian học tập, nghiên cứu với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo TS NGUYỄN MẠNH HÙNG và các thầy trong khoa ôtô, tôi đã hoàn thành nội

dung đồ án được giao Do thời gian thực hiện đề tài có hạn nên đồ án của tôi sẽkhông tránh khỏi những thiếu xót Tôi rất mong sự góp ý của các thầy để đồ ántốt nghiệp của tôi được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cám ơn

HỌC VIÊN THỰC HIỆN

Trần Hải Đăng

Chương 1 NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH XE ZIL-131

1.1 Giới thiệu chung về xe ZIL-131

Xe ZIL-131 do nhà máy chế tạo ô tô mang tên “Li Kha Trốp” sản xuất năm

1964 Xe được đưa vào Việt Nam sử dụng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là tronglĩnh vực quân sự Đây là loại xe vận tải 3 cầu chủ động (6 x 6), có tính năng cơđộng cao, hoạt động tốt trên tất cả các loại địa hình Xe có thể hoạt động tốttrong điều kiện khí hậu khác nhau, cụ thể hoạt động hiệu quả trong môi trường

có nhiệt độ xung quanh trong phạm vi từ -40oC đến +50oC

Xe ZIL-131 được sử dụng để kéo các rơmoóc có dẫn động khí nén, chởngười, vận tải Trên cơ sở xe ZIL-131 và khung gầm, người ta chế tạo các sảnphẩm khác (xe chở téc, xe cẩu, xe chở cỏc sản phẩm dầu mỏ, xe thùng, v.v ).Hướng dẫn về công dụng và yêu cầu công tác do nhà máy chế tạo các sản phẩmquy định Hình dáng bên ngoài của xe ZIL-131 được biểu diễn trên hình 1.1:

Hình 1.1: Hình dáng bên ngoài xe ZIL-131

10

-Động cơ:

- Xe ZIL-131 động cơ xăng, 4 kỳ, 8 xilanh, bố trí hình chữ V, góc nhị diệnbằng 90o, dung tích làm việc 6,0 lít, công suất lớn nhất 150 ml (tương đương110,4 kW) ở số vòng quay 3200 v/ph, mômen xoắn lớn nhất 41 KGm (tươngđương 402,21 Nm) ở số vòng quay 1800-2000 v/ph

- Thứ tự làm việc của các xilanh là: 1-5-4-2-6-3-7-8

Hệ thống truyền lực:

- Ly hợp ma sát khô, 1 đĩa, lò xo ép bố trí xung quanh, dẫn động cơ khí

- Hộp số chính là loại cơ khí, ba trục, năm cấp, có đồng tốc quán tính hoàntoàn ở các số II,III,IV và V Tỉ số truyền ở các tay số là: i1=7,44; i2=4,1; i3=2,29;i4=1,47; i5=1,0; iL=7,09

- Hộp số phân phối: 2 cấp; ip1 = 1, ip2 = 2,08

- Trục các đăng: Kiểu hở, cấu tạo các đăng kiểu ống gồm có 3 trục, khớp chữthập dùng ổ bi kim

- Cầu xe: Cầu chủ động, vỏ cầu liền gồm các vỏ bán trục ép vào phần giữađúc, vỏ cầu được gia công có khoảng hở và đậy kín bằng nắp để dễ dàng tháo lắp.Cầu trước là cầu chủ động dẫn hướng, có cam quay và hình thang lái Trên đònchính của hình thang lái được vặn và hàn vào thân của cam quay các bulông đểhạn chế góc quay vòng của bánh xe dẫn hướng Bán trục của cầu chủ động trước

có khớp các đăng đồng tốc kiểu bi

- Truyền lực chính: Truyền lực chính kép bố trí trung tâm, có cặp bánh răngcôn trụ, tỉ số truyền lực chính io=7,339

- Treo trước: Nhíp dọc nửa elip, giảm chấn thủy lực tác dụng hai chiều

- Treo 2 cầu sau: Treo cân bằng phụ thuộc, nhíp đặt dọc + nhíp phụ

Phần vận hành:

- Khung: Khung dập tán, kiểu 2 dầm dọc, 6 dầm ngang

- Thiết bị kéo: Phía trước có cơ cấu kéo cứng, phía sau có cơ cấu kéo – moóctác dụng hai chiều

Bố trí giá lốp dự phòng: Lốp dự phòng đặt đứng sau buồng lái.

Như vậy xe ZIL-131 có khả năng hoạt động tốt ở những điều kiện đặc biệt,

có công suất cao

1.2 Hệ thống phanh ZIL-131

1.2.1 Hệ thống phanh chính

Ô tô trang bị hệ thống phanh bảo đảm chuyển động an toàn ở tốc độ cao,cho phép lái xe điều chỉnh được tốc độ chuyển động hoặc dừng xe trong tìnhhuống nguy hiểm nhằm nâng cao năng suất vận chuyển Hầu hết các ôtô hiệnnay thường bố trí hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc và dẫn động phanhbằng thuỷ lực, khí nén hoặc phối hợp giữa thuỷ lực và khí nén Dẫn động phanhkhí nén được sử dụng trên các ôtô vận tải loại trung bình, loại lớn và đặc biệtlớn

Sơ đồ hệ thống phanh xe ZIL-131 như hình 1.3:

Hình 1.2: Bố trí chung hệ thống phanh ZIL-131

1 Bàn đạp phanh; 2 Bầu phanh; 3 Máy nén khí; 4 Van điều chỉnh áp suất; 5 Van điều khiển áp suất khí nén trong lốp; 6 Van an toàn; 7 Cơ cấu gạt nước; 8 Công tắc gạt nước; 9 Đường ống tới đồng hồ áp suất bầu phanh; 10 Đường

12

ống tới đồng hồ áp suất hệ thống; 11 Khoá trích khí; 12 Đồng hồ áp suất; 13 Đồng hồ áp suất lốp; 14 Công tắc van điện khí nén; 15 Khoá xả khí; 16 ống dẫn khí ra dẫn động gài cầu; 17 Bình khí nén; 18 Hộp số phụ; 19 Phanh dừng; 20 Đường ống dẫn khí nén; 21 ống dẫn ở hệ thống bơm lốp; 22 Bầu phanh rơmoóc; 23 Đầu nối; 24 Đường dẫn khí vào lốp qua bán trục; 25 Rãnh dẫn khí; 26 Khoá lốp; 27 Công tắc còi hơi; 28 Còi hơi; 29 Tổng van phanh;

30 Công tắc tín hiệu phanh.

Như vậy hệ thống phanh khí nén gồm có nguồn năng lượng khí nén, dẫnđộng phanh và cơ cấu phanh được mô tả bằng sơ đồ khối sau:

Hỡnh 1.3: Sơ đồ khối của hệ thống phanh khí nén

Nguồn năng lượng của hệ thống phanh khí nén là máy nén khí cung cấp khínén tới từng phần tử trong hệ thống để phanh xe

Dẫn động phanh bao gồm các phần tử làm nhiệm vụ truyền dẫn năng lượng

từ nguồn đến cơ cấu chấp hành, dẫn động phanh được chia thành bốn khối: khốitích năng, khối điều khiển, khối truyền và khối chấp hành Khối tích năng là cácbình chứa khí nén, các bình tích năng có nhiệm vụ tích trữ năng lượng dướidạng thế năng để đảm bảo khả năng phanh thường xuyên, vào bất cứ thời điểm

Phản hồi

Dẫn động điều khiển

nào Khối điều khiển của dẫn động phanh có nhiệm vụ cung cấp tín hiệu điềukhiển và điều chỉnh nguồn năng lượng truyền đến cơ cấu phanh Khối điều khiểncủa dẫn động phanh có thể là tổng van phanh, van phanh rơ moóc Khối truyền

là tập hợp các thiết bị truyền dẫn năng lượng cũng như truyền tín hiệu điềukhiển phanh trong toàn hệ thống, ví dụ: các đường ống dẫn, các đầu nối ghép,các van tăng tốc Khối chấp hành trong dẫn động phanh là các bầu phanh cónhiệm vụ chuyển hóa năng lượng truyền từ khối tích năng thành cơ năng tácdụng trực tiếp lên cơ cấu phanh

Cấu tạo chung hệ thống phanh dẫn động khí nén

Sơ đồ cấu tạo của hệ thống phanh khí nén điển hình được thể hiện như trênhình 1.3

Hình 1.4: 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 Bỡnh chứa khí phanh rơ mooc;

14

-7 Cơ cấu phanh; 8 Bầu phanh; 9 Bỡnh chứa khí nén của ô tô kéo.

Cấu tạo chung của hệ thống phanh khí nén gồm có: máy nén khí 1 đóng vaitrò là nguồn năng lượng, các van phanh 2 và 5 thuộc khối điều khiển; khốitruyền gồm các đường ống dẫn khí, ống mềm, đầu nối, khối tích năng là bìnhchứa khí nén 9 và 6, khối chấp hành là các bầu phanh 8

Lực tác dụng lên bàn đạp phanh chỉ để mở van phân phối nên giảm nhẹ sựlàm việc của lái xe khi phanh áp suất khí nén trong dẫn động phanh thườngbằng 0,45 � 0,77 MPa Khi cần dùng hệ thống phanh rơmoóc có thể bố trí thêmmột số cụm như: van phanh rơmoóc, bầu phanh, bình khí nén

Nguyên lý làm việc: khi đạp lên bàn đạp phanh, khí nén từ bình chứa quavan phanh và đi đến bầu phanh làm xoay cam phanh của cơ cấu doãng máphanh, ép sát guốc phanh vào tang phanh thực hiện quá trình phanh xe Đồngthời, khí nén trên đường ống dẫn ra rơmoóc sẽ qua van phanh xả ra ngoài khítrời Sự giảm áp đó trên đường ống nối ra rơmoóc sẽ là tín hiệu điều khiển vanphanh rơmoóc làm việc để thực hiện phanh rơmoóc Khi nhả bàn đạp phanh thìkhí nén từ bầu phanh ôtô kéo theo đường dẫn xả ra ngoài khí trời qua cửa xả ởvan phanh, còn khí nén ở bầu phanh rơmoóc thì xả ra ngoài khí trời qua van xảnằm trong van phanh rơmoóc

Ưu điểm của hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén là: điều khiển nhẹnhàng, kết cấu đơn giản, tạo được lực phanh lớn Trong trường hợp xe kéorơmooc, thì dẫn động phanh bằng khí nén đảm bảo chế độ phanh rơmooc khác ô

tô kéo, do đó phanh đoàn xe được ổn định, khi rơmooc bị tách khỏi ô tô kéo thìrơmooc sẽ bị phanh một cách tự động

Nhược điểm của nó là hệ thống phanh làm việc phụ thuộc vào chế độ làmviệc của động cơ đốt trong, độ nhạy kém so với dẫn động phanh thuỷ lực, kết

cấu cồng kềnh do nhiều cụm kích thước lớn, giá thành cao, thời gian chậm tácdụng lớn.

1.2.2 Phanh dừng

Phanh dừng giữ cho xe đứng yên trên đoạn đường nằm ngang, hoặc trêndốc kể cả khi không có người lái, khi đậu hay đỗ xe Phanh dừng là dạng phanhtang trống đặt ở hệ thống truyền lực, dẫn động bằng cơ khí

Hình 1.5: Hệ thống phanh tay xe ZIL-131

1 Hộp số phân phối; 2 Guốc phanh; 3 Mâm phanh; 4 Chốt tựa; 5 Má phanh; 6 Lò xo kéo nhỏ; 7 Giá đỡ; 8 Bulông; 9 Panh hãm; 10 Bích trục chủ động; 11 Đai ốc; 12 Lò xo kéo lớn; 13 Cam phanh; 14 Đệm tỳ guốc phanh; 15 Vòng chắn dầu; 16 Chốt; 17 Đòn điều chỉnh; 18 Thanh kéo; 19 Tang phanh; 20 Đòn 2 vai; 21 Giá bắt đòn 2 vai; 22 Thanh kéo; 23 Đầu nối; 24 Chốt; 25 Quai chữ U; 26 Cung răng; 27 Nẫy hãm; 28 Thanh kéo liên động với van phanh; 29 Dây kéo; 30 Cần phanh tay; 31 Nẫy bóp kéo dây.

16

-1.3 Kết cấu hệ thống phanh chính

1.3.1 Máy nén khí

Hình 1.6: Cấu tạo máy nén khí trên xe ZIL-131

1 Vỏ-giá đỡ; 2 Moayơ; 3,48 Vỏ; 4 Vít hãm; 5 Đệm chắn dầu; 6,49 ổ bi; 7 Thân; 8 Puli; 9 Khối xilanh; 10 Thanh truyền;11 Xécmăng dầu; 12 Nắp hãm; 13 Chốt pitông; 14 Xécmăng khí; 15 Bạc lót; 16 Piston; 17,27,32,39.

Đế van; 18 Van nén; 19 Lò xo van nén; 20,51 Đai ốc; 21 Nắp máy; 22 Nắp

đế van; 23 Đường khí nạp; 24 Đế chặn van; 25 Lò xo van nạp; 26 Van nạp;

28 Đũa đẩy; 29 Lò xo đòn ngang; 30 Buồng chia khí và giảm áp; 31 Rãnh dẫn; 33 Nắp điều chỉnh; 34 Lò xo; 35 Vỏ bộ điều chỉnh áp suất; 36 Thanh đẩy hình trụ; 37 Van xả của bộ điều chỉnh áp suất; 38 Van nạp của bộ điều chỉnh áp suất; 40 Bầu lọc; 41 Đòn ngang; 42 Con trượt; 43 Đầu nối với ống

từ bầu lọc; 44 Bộ điều áp; 45 Điểm nối ống dẫn dầu bôi trơn; 46 Bạc làm kín;

47 Lò xo bạc làm kín; 50 Nắp thanh truyền; 52 Bạc đầu to thanh truyền; 53 Trục khuỷu;54.Đường ra của dầu bôi trơn;B.Rãnh thoát khí.

Thân của máy nén khí 7, khối xilanh 9 và nắp máy 21 được đúc từ gangxám Mỗi piston 16 có 3 xec măng: 2 xec măng khí 14 và xec măng dầu 11.Piston 16 được nối với thanh truyền bằng chốt 13 Chốt này được hạn chế dọctrục bằng nắp hãm 12 Thanh truyền 10 lắp ghép với trục khuỷu 53 nhờ bạc 52

và các nắp rời 50 Trên nắp máy, phía trên hai xilanh có hai van nén 18 Van nén

tỳ vào đế 17 nhờ lực lò xo 19 Phía bên mỗi buồng nén có các van nạp 26 tỳ vào

đế tựa 27 bằng lò xo 25 Cơ cấu giảm tải gồm đũa đẩy 28, đòn ngang 41 và cáccon trượt 42

Máy nén khí - với vai trò là nguồn năng lượng của hệ thống có nhiệm vụtạo ra khí nén nạp đầy các bình chứa, khí nén được cung cấp cho hệ thống phanh

và các bộ phận khác như cụm gạt nước, còi, cơ cấu đóng mở cửa lên xuống

Hình 1.4 máy nén khí trên xe ZIL-130, làm mát bằng nước cả ở thân vànắp máy Hệ thống làm mát và bôi trơn được nối với các hệ thống tương ứngđộng cơ Máy nén khí dẫn động bằng truyền động đai từ trục khuỷu động cơ

1.3.2 Bộ điều chỉnh áp suất

Bộ điều chỉnh áp suất đặt trên khối xilanh của máy nén khí là một phần tửthuộc khối điều khiển trong dẫn động phanh, có tác dụng tự động giữ áp suất khínén trong hệ thống nằm trong giới hạn đồng thời giảm tải cho máy nén khí Ápsuất này đảm bảo cho dòng khí nén từ các bình chứa đến các bầu phanh với tốc

độ không đổi và lưu lượng trong một giây lớn nhất, đảm bảo được thời gianchậm tác dụng của hệ thống phanh ngắn nhất

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;

18

-12 Vòng đàn hồi; 13 Van nạp; 14 Van xả; 15 Đế van nạp; 16 Đế van xả;17 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 1.5 mô tả cấu tạo của van điều chỉnh áp suất: Khoang trong thân 9nối với khoang dưới con trượt 42 trong hình 1.5 qua cửa III và nhờ rãnh 7 có haivan bi 13 và 14 Lưới lọc 8 dùng để lọc dầu và nước lẫn vào trong khí nén khi điqua cửa III Hai van bi chịu lực ép của lò xo 3 thông qua cần đẩy 5 Van nạp 13

có đế tựa 15 có vòng đệm đàn hồi 12 Kết cấu này không cho van bi dính vào đếtựa Đế tựa 16 của van xả 14 là mặt mút dẫn hướng của cần đẩy 5 Ống dẫnhướng 16 có rãnh nối thông khoang của các viên bi với khí trời Phần dưới của

bộ điều chỉnh áp suất nối thông với bình chứa khí qua cửa I

1.3.3 Van an toàn

Hình 1.8: Van an toàn

1 Đế van; 2 Thân van; 3 Van bi; 4 Lò xo;

5 Đai ốc hãm; 6 Vít điều chỉnh; 7 Thanh đẩy.

Hình 1.7 thể hiện cấu tạo của van an toàn, gồm có đế van 1, thân van 2,van bi 3, lò xo van 4, đai ốc hãm 5, vít điều chỉnh 6 điều chỉnh lực ép lò xo cũng

là điều chỉnh áp suất và thanh đẩy 7 Van an toàn được dùng để phòng ngừa cho

hệ thống khí nén khỏi bị tăng áp suất quá lớn trong trường hợp bộ tự động điềuchỉnh áp suất bị hư hỏng

1.3.4 Van tổng phanh

Khí nén sau khi được nạp đầy trong các bình chứa sẽ được điều khiển thờiđiểm và lưu lượng cung cấp vào hệ thống thông qua một thiết bị có tác dụng nhưmột van khóa gọi là tổng van phanh Cấu tạo của tổng van phanh 2 tầng dùngcho dẫn động phanh 1 dòng xe ZIL-131

12 13

14

15 16 17

18

19

20

21 22 23 24 25 26 27

Hình 1.9: Cấu tạo tổng van phanh

1: vỏ chắn bụi; 2:đòn kéo; 3:thanh đẩy; 4: vỏ van; 5: thanh đẩy; 6:lò xo cân bằng; 7:tấm đỡ lò xo; 8:cốc ép màng; 9:con đẩy; 10,21:van không khí; 11:van khí nén; 12: đai ốc nối ống; 13:phớt làm kín; 14:bulông M18; 15:lò xo hồi vị con đẩy; 16:thân van sau; 17:lò xo hồi vị van; 18:van khí nén; 20:màng cao su; 22:tấm đỡ lò xo; 23:cốc ép màng ; 25:lò xo cân bằng; 26:ống tùy động; 27:càng gạt; 28:ụ tỳ; 29:chốt tựa; 30:vỏ van; 31:chốt hãm; 32:vít tỳ; 33:đai ốc

Hình 1.9 mô tả cấu tạo tổng van phanh loại hai tầng bố trí trong cùng một

vỏ, có cơ cấu tuỳ động kiểu màng và các van phanh hình côn làm bằng cao su thép Cơ cấu tuỳ động có tác dụng thuận (ở tầng dưới) dùng để điều khiển phanhôtô kéo Cơ cấu tuỳ động tác dụng nghịch (ở tầng trên) dùng để điều khiểnphanh rơmoóc

20

1-Khóa xả cặn; 2, 5-Đầu bắt ống dẫn khí nén; 3-Van an toan; 4-Vỏ.

Bình được chế tạo bằng thép, trên bình có gia công các lỗ để bắt đường dẫn khínén từ máy nén khí tới và có các đường dẫn khí nén tới tổng van phanh Dướiđáy bình có lắp van xả để xả chất lỏng ngưng tụ trong bình, dung tích mỗi bìnhchứa là 20 lít

1.3.6 Bầu phanh

Hình 1.11: Bầu phanh và đòn điều chỉnh cơ cấu phanh

1 Thân bầu phanh; 2 Màng; 3 Cần đẩy; 4 Nắp bầu phanh; 5 ống mềm; 6,7 Lò xo; 8 Đệm kín; 9 Bu lông; 10 Nạng; 11 Đòn điều chỉnh; 12 Trục vít13 Bi định vị; 14 Trục của trục vít; 15 Bánh răng; 16 Trục của cam quay;17 Nắp.

Bầu phanh chính là khối chấp hành của dẫn động phanh khí nén Hình 1.8thể hiện cấu tạo chi tiết của bầu phanh loại màng

Nhiệm vụ của bầu phanh là tạo lực ép lên cần đẩy để quay được cam quaycủa cơ cấu phanh

1.3.7 Cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh là thiết bị trực tiếp tạo ra và thay đổi lực cản để phanh xebằng cách tạo ra mômen phanh cần thiết và giữ ổn định về chất lượng phanhtrong quá trình sử dụng Hệ thống phanh sử dụng cơ cấu phanh loại ma sát Lựccản được tạo ra nhờ ma sát thay đổi giữa phần quay (tang phanh) và phần khôngquay (guốc phanh) Phần quay được liên kết cứng với bánh xe ôtô

Cơ cấu phanh hệ thống phanh là loại phanh guốc, chốt tựa một phía vàchuyển dịch của các guốc như nhau Cơ cấu doãng má phanh sử dụng camphanh đối xứng Ở cầu trước sử dụng cam phanh biên dạng thân khai, còn ở cầusau lại sử dụng cam phanh biên dạng ácsimét Bởi vì nếu cùng một giá trịmômen đặt lên trục cam phanh thì ở cam phanh ácsimét sẽ nhận được tổng lựctác dụng lên guốc lớn hơn so với cam phanh thân khai do cam phanh ácsimét cóđường kính vòng tròn cơ sở nhỏ hơn Tuy nhiên, ở cam ácsimét điểm đặt lực đẩykhông ổn định nên trong quá trình làm việc cam nhanh mòn hơn

Khi cam quay thì chuyển dịch của guốc về hai phía là như nhau, do vậy

mà đảm bảo giá trị phản lực pháp tuyến và lực ma sát như nhau đối với cả guốctrước và guốc sau vì thế nên các tấm ma sát sẽ mòn như nhau, không phát sinhcác lực phụ tác dụng lên ổ trục bánh xe, cơ cấu phanh được cân bằng Hiệu quảphanh theo hai chiều là như nhau Sự cân bằng của cơ cấu phanh và mô menphanh do guốc trước và guốc sau tạo ra bằng nhau sẽ tạo ra cơ sở giữ ổn địnhchất lượng phanh

Các hình 1.12 và 1.13 thể hiện kết cấu của cơ cấu phanh bánh xe cầutrước và cầu sau xe ZIL-131

22

-Hình 1.12: Cơ cấu phanh bánh trước

1 Dầm cầu trước; 2 Thanh ngang hình thang lái; 3 Bulông; 4 Đầu nối; 5 ổ bi đỡ; 6 Đai ốc; 7 Chốt tựa; 8.Tang phanh; 9,10 ổ bi đỡ moayơ; 11 Vòng hãm; 12.Vòng đệm chặn; 13.Đai ốc hãm; 14.Đệm đai ốc; 15-25 Vỏ; 16 Moayơ; 17.Ngõng trục; 18.Cam; 19.Đệm điều chỉnh; 20.Trục đứng; 21.Đòn điều chỉnh;

22 Trục vít; 23 Bánh vít; 24 Vành răng; 26 Chốt bi; 27 Guốc phanh; 28 Nạng; 29 Đai ốc hãm; 30 Thanh nối; 31 Bầu phanh; 32 Lò xo hồi vị.

Hình 1.13: Cơ cấu phanh bánh sau

1.Tang phanh;2.Guốc phanh;3.Mâm phanh;4,20.Đai ốc;5.Chốt tựa guốc phanh; 6.Giá đỡ; 7,28.Vỏ cơ cấu cam; 8.Cam; 9.Con lăn; 10,14.Phớt chắn; 11,13.ổ bi; 12.Đai ốc ngoài; 15.Đai ốc điều chỉnh; 16.Vòng hãm; 17.Đai ốc hãm; 18.Bán trục; 19.Vỏ cầu;21.Moayơ;22.Đai ốc trong;23.Lò xo hồi vị;24.Giá đỡ con lăn;25.Trục con lăn;26.Bầu phanh;27.Thanh nối;29.Đòn điều chỉnh.

1.3.8 Van phanh rơ moóc

- Công dụng:

Điều khiển quá trình phanh rơ moóc, đồng thời tự động phanh rơ moóc khi

rơ moóc bị đứt, tuột khỏi xe kéo

- Nguyên lý làm việc:

Dòng điều khiển được đưa đến cửa I Khi chưa thực hiện việc phanh thìdòng này cấp khí từ bình khí trên xe chính đến bình khí trên rơ moóc thông quamột cửa nối thông khoang A với bình khí này Bình khí trên phần rơ moóc đượcnạp đầy khí Ở dẫn động một dòng thì cửa II được đóng lại Dưới áp suất khí nénđược đưa đến qua cửa I điền đầy vào khoang A, áp suất này sẽ nén pittông 9 lênphía trên và kéo theo con đội 12 và pittông 3 đi lên Pittông 3 đẩy vào van 15 rồi

tỳ vào pittông 14 lên trên, lúc này van 15 mở Thông đường khí giữa hai đường

24

-IV và V Đường đến cơ cấu phanh được thông với khí quyển, không thực hiệnviệc phanh.

Khi thực hiện việc phanh tức là ta xả khí từ đường điều khiển I ra với khíquyển, áp suất trong khoang A giảm xuống Dưới tác dụng của áp suất trongkhoang B tác dụng lên pittông 3 và pittông 14 đẩy van 15 đi xuống, đóng van 15lại, ngăn không cho dòng IV thông với dòng V Lúc này dòng khí từ bình khí điqua khe giữa pít tông 3 và pittông 14 rồi đến cửa IV Thực hiện việc cấp khí từbình khí đến các cơ cấu phanh Việc tuỳ động của van được thực hiện nhờ cânbằng áp suất khí nén ở phần trên và phần dưới của các pittông cùng với lực củacác lò xo hồi vị

Hình 1.14: Sơ đồ nguyên lý van phanh rơ moóc

1-Màng lọc khí; 2-Nắp dưới; 3-Píttông lớn; 4-Vòng găng; 5-Lò xo hồi vị; 6-ống nối cấp khí; 7-Nắp trên; 8-Đai ốc điều chỉnh; 9-Píttông trên; 10-Vòng bít kín; 11-Thân giữa; 12-Píttông đẩy; 13-Vòng chặn; 14-Pítông nhỏ; 15-Van; A-Khoang thông tổng van phanh; B-Khoang thông bình khí nén; C-Khoang thông bầu phanh rơ moóc; I-Đường đến điều khiển của phanh rơ moóc dạng một dòng; II-Đường đến điều khiển của phanh rơ moóc dạng hai dòng; III- Đường cấp cấp khí từ bình khí của hệ thống phanh rơ moóc; IV-Đường đến các bầu phanh của cơ cấu phanh rơ moóc; V-Đường ra ngoài khí quyển.

hg Z2

Hình 2.1: Mô hình khảo sát động lực học ô tô khi phanh

Các lực tác dụng lên ô tô khi phanh

G: Trọng lượng toàn bộ của ô tô

L: Chiều dài cơ sở của xe

hg: Chiều cao trọng tâm xe

-Z1

jmax: Gia tốc chậm dần cực đại của ô tô khi phanh, Đối với hệ thống phanhhãm cứng ta có thể tính gia tốc chậm dần cực đại khi phanh jmax= g.φ (m/s2);rb: Bán kính bánh xe

a: Khoảng cách từ bánh xe cầu trước đến trọng tâm:

b: Khoảng cách từ bánh xe cầu sau đến trọng tâm:

Trong đó:

Z2: Tải trọng tác dụng lên cầu sau

Z1: Tải trọng tác dụng lên cầu trước

Bằng cách lập phương trình cân bằng mô men của các lực tác dụng lên ô tôkhi phanh đối với các điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường, ta có thể xácđịnh các phản lực Z1, Z2 như sau:

j g 1

Gb + P h

Z =

j g 2

j h G

j h G

là Pp1max = Z1.; Pp2max = Z2. Thay (2.3) và (2.4) vào ta được

Lực phanh cần thiết ở cầu trước và cầu sau

p g P1max

j h G

j h G

Gb + P h P

b +φh P

=

Biểu thức (2.10) chính là điều kiện để đảm bảo phanh có hiệu quả nhất,nghĩa là muốn phanh đạt hiệu quả nhất thì trong quá trình phanh quan hệ giữalực phanh ở các bánh xe trước Pp1 và lực phanh ở các bánh xe sau Pp2 phải luônthỏa mãn biểu thức (2.10)

Ta thấy rằng, trong điều kiện sử dụng của ô tô thì tọa độ trọng tâm thay đổi

do chất tải khác nhau, hệ số bám  cũng thay đổi do ô tô chạy trên các loạiđường khác nhau, do vậy tỉ số Pp1/Pp2 thay đổi theo điều kiện sử dụng Nghĩa là,

để đảm bảo hiệu quả phanh tốt cần phải có lực phanh Pp1 và Pp2 thích hợp đểthỏa mãn điều kiện ở biểu thức (2.10) Muốn vậy ta phải thay đổi được mô menphanh Mp1 và Mp2 ở cơ cấu phanh trước và sau bằng cách thay đổi áp khí nénđến cam phanh Ở các xe có áp suất khí nén ra cơ cấu phanh trước và sau nhưnhau sẽ không đảm bảo được điều kiện phanh tối ưu Để tăng hiệu quả phanh thìtrên nhiều loại xe đã bố trí bộ điều hòa lực phanh hoặc bộ chống hãm cứng bánh

xe khi phanh Các cơ cấu này sẽ tự động điều chỉnh lực phanh ở các bánh xebằng cách thay đổi quan hệ áp suất dẫn động ra cơ cấu phanh trước và cơ cấuphanh sau

Mô men phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh của ô tô phải đảm bảo giảm tốc

độ hoặc dừng ô tô hoàn toàn với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép, haynói cách khác mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra tiệm cận với mô men

28

Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thì ta có:

Mô men phanh cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh cầu trước và cầu sau:

p g

j h G

sinh ra Mp1 và Mp2 phụ thuộc vào 

Trên hình 2.2 Biểu thị mối quan hệ mô men cần sinh ra của cầu trước Mp1

và cầu sau Mp2 phụ thuộc vào hệ số bám  Đường đậm nét ứng với ô tô đầy tải

và đường nét đứt ứng với ô tô không tải

2.2 Xác định mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra

Mô men phanh sinh ra ở cơ cấu phanh của ô tô phải đảm bảo giảm tốc độhoặc ngừng hoàn toàn với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép Ngoài racòn phải đảm bảo cho ô tô đứng ở độ dốc cực đại

Khi tính toán cơ cấu phanh chúng ta cần xác định lực P tác dụng lên guốcphanh để đảm bảo tổng số mô men phanh sinh ra ở guốc phanh trước và guốcphanh sau bằng mô men phanh cần thiết của mỗi cơ cấu phanh Trên ô tô Zil

131 sử dụng cơ cấu phanh guốc, được bố trí ở các bánh xe Xác định mô menphanh do cơ cấu phanh sinh ra là thiết lập mối quan hệ giữa mô men phanh do

cơ cấu phanh sinh ra ở bánh xe với lực đẩy từ cam phanh lên guốc phanh

Mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra được xác định [1]:

 P

P a c cosM

c.A c.B

1R.D R.D

A cos    cos ; B sin      sin

P, P’ - Lực đẩy từ cam phanh lên guốc phanh;

R - bán kính tang phanh;

 - Hệ số ma sát giữa má phanh và tang phanh;

Dấu (+) lấy cho guốc bên phải, dấu (-) lấy cho guốc bên trái

Sơ đồ tính toán cơ cấu phanh loại guốc với chốt tựa cố định được đưa ra trên

30

-Hình 2.3: Sơ đồ tính toán cơ cấu phanh loại guốc với chốt tựa cố định

Đối với cơ cấu phanh với cơ cấu doãng má phanh dùng cam phanh như trêncác xe ZIL 131, KPA3-255 và sơ mi rơ mooc có dẫn động khí nén, sau khi ràtrơn các má phanh, áp suất trên bề mặt các má phanh sẽ đồng đều, do đó mômen phanh của guốc bên trái (Mt) và guốc bên phải (MP) sẽ như nhau Khi đólực đẩy lên hai guốc sẽ khác nhau: P' > P

Nếu ký hiệu mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra là MP thì ta có biểuthức xác định giá trị lực đẩy từ cam lên guốc trước và guốc sau P, P' như sau:

và bằng:

t

Trong đó: p- áp suất trên bề mặt má phanh theo chiều dài

 - góc ôm của má phanh

rt- bán kính tang phanh

b - chiều rộng má phanhGiá trị hợp lực pháp tuyến Y1 và Y2 tác dụng cho guốc trước và guốc sau cóthể xác định từ phương trình cân bằng mô men với điểm O1 và O2 như sau:

Sơ đồ tính toán theo N.A.BUCHARIN

Hình 2.4: Sơ đồ tính toán cơ cấu phanh theo N.A.BUCHARIN

Mô men phanh do cả hai guốc tạo ra như sau:

2.3 Tính lực đẩy lên cơ cấu doãng má phanh:

Các lực này xác định trong hai trường hợp: khi phanh bằng hệ thống phanhchân và khi phanh bằng phanh dự phòng Khi phanh chân, trên cơ sở biết được

áp suất khí nén đưa đến bầu phanh và diện tích màng bầu phanh Lực tác dụnglên cơ cấu doãng P (hình 3b) được tính [2]:

K là độ cứng của lò xo;  là khoảng biến dạng của lò xo l

Momen xoắn Mt sinh ra trên các trục quay cam phanh để trực tiếp ép cácguốc phanh với tang phanh được xác định [3]:

dk là đường kính vòng tròn cơ sở biên dạng cam; P1, P2 là lực do cam xoaytác dụng lên guốc phanh trước và sau; lk là chiều dài cần cam xoay

Tỷ số P1/P2 được xác định theo [5]:

1 2

( os sin ) ( os sin )

Để tránh sự trình bày dàn trải, trong đề tài chỉ trình bày mô hình hình học

guốc phanh như trên hình 3a, các thông số: c ;δ ; µ; ρ xin được tham khảo trong tài

liệu [1]

34

Hình 2.5: Sơ đồ tính toán cơ cấu phanh.

a) Các thông số hình học guốc phanh; b) Lực tác dụng lên cơ cấu doãng má phanh

2.4 Sử dụng trọng lượng bám khi phanh

Trong hệ thống phanh không có bộ điều hòa lực phanh thì tỉ số mô menMp1 và Mp2 sẽ không đổi (C = const) Trong trường hợp này trọng lượng bám chỉđược sử dụng hoàn toàn tại một điểm có hệ số bám 0 Khi biết giá trị C có thểtìm được 0:

Hình 2.6: Đồ thị xác định mức độ sử dụng trọng lượng bám khi phanh

Trên hình 2.6 trình bày Đồ thị xác định mức độ sử dụng trọng lượng bámkhi phanh

Ở phần bên phải của đồ thị biểu thị mối quan hệ mô men phanh cần sinh ra(xác định theo điều kiện bám M1, M2 theo biểu thức (2.11) và (2.12) phụ thuộcvào hệ số bám 

Ở phần bên trái biểu thị mối quan hệ giữa mô men phanh sinh ra ở cầutrước và cầu sau (do cơ cấu phanh sinh ra Mp1, Mp2) phụ thuộc vào lực tác dụnglên bàn đạp phanh Q (hoặc áp suất dầu thủy lực ) được xác định theo biểu thức(2.17)

Khi phanh ô tô trên đường tốt có hệ số bám lớn (  =  max > 0 )

36

-Trong trường hợp này trọng lượng bám sử dụng hoàn toàn ở cầu sau khingười lái tác dụng lên bàn đạp phanh một lực là Q1 Trong khi đó ở cầu trướcchưa sử dụng hết khả năng bám do Mp1 < M1 Mô men bám chưa sử dụng hết ởcầu trước sẽ là:

ΔM1 = M1 - Mp1 Như vậy, trọng lượng bám phân bố lên cầu trước sẽ không được sử dụnghoàn toàn Hiệu quả phanh của toàn xe cũng sẽ giảm Nếu tiếp tục tăng lực tácdụng lên bàn đạp phanh (Q > Q1) thì các bánh xe cầu sau sẽ bị bó cứng, và xe có

thể bị trượt ngang

Khi phanh ô tô trên đường trơn (  =  min < 0 )

Trong trường hợp này lực tác dụng lên bàn đạp bị giới hạn bởi điều kiệnhãm cứng các bánh xe cầu trước Nếu Q = Q2 cầu trước được hãm cứng, mômen phanh tác dụng lên cầu sau nhỏ hơn mô men bám Mp2 < M2 Mô men bámchưa sử dụng hết sẽ là:

ΔM2 = M2 - Mp2Điều đó làm giảm hiệu quả phanh của toàn xe Mặt khác, phanh làm bócứng các bánh xe cầu trước khi đi trên đường trơn sẽ không có lợi bởi khi đó sẽmất tính điều khiển và có thể gây ra tai nạn

Chỉ có một giá trị hệ số bám trên đường 0 (ứng với một gia tốc phanh xácđịnh) thỏa mãn điều kiện mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra ở cả hai cầu

Mp (dưới tác dụng của lực đặt trên bàn đạp phanh Q = Q0 ) đồng thời bằng M.Khi tỉ số C = const, ở ô tô vận tải trọng lượng bám phân bố ở cầu trướckhông được sử dụng hoàn toàn khi phanh xe trên đường tốt ( = max) trên đồ thị

là ΔM1

Trong quá trình phanh xe, tùy theo mức độ tăng dần của mô men phanh, tảitrọng phân bố lên cầu sau sẽ giảm Để sự phân bố mô men phanh tiến dần đến sựphân bố tối ưu, cần thiết phải giảm áp suất dầu trong dẫn động phanh cầu sau.Khi đó sẽ loại trừ được khả năng hãm cứng không đúng lúc của các bánh xe cầusau

Cũng từ đồ thị ta thấy thời điểm cần giảm áp suất dầu trong dẫn động làthời điểm tương ứng với Q0, 0 Khi lực bàn đạp đạt giá trị Qmax thì ở cả hai cầu

mô men phanh đều đạt mô men bám Như vậy, nếu có cơ cấu điều chỉnh lựcphanh thì việc sử dụng trọng lượng bám sẽ tốt hơn.

2.5 Xác định các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh

2.5.1 Gia tốc chậm dần khi phanh J Pmax

Gia tốc chậm dần khi phanh là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượngphanh ô tô, thực tế thường được xác địng bằng thực nghiệm

Khi phân tích các lực tác dụng lên ô tô (hình 2.1) ta thiết lập được phươngtrình cân bằng lực như sau:

P : Lực để thắng tiêu hao do ma sát cơ khí

Pi : Lực cản lên dốc Khi phanh trên đường nằm ngang Pi = 0

Khi phanh thì P , Pf , P không đáng kể, có thể bỏ qua Sự bỏ qua này gâysai số 1,5  2%

Khi bỏ qua các lực P , Pf , P và ô tô phanh trên đường nằm ngang Pi = 0, ta

có phương trình sau:

PJ = PPLực phanh lớn nhất PPmax được xác định theo điều kiện bám khi các bánh xe

bị phanh hoàn toàn và đồng thời theo biểu thức:

Để Jpmax tăng thì ta giảm i và tăng .

- Giảm i bằng cách tách ly hợp khi phanh gấp

- Tăng  bằng cách cải thiện tình trang mặt đường

2.5.2 Thời gian phanh

Thời gian phanh cũng là một trong những chỉ tiêu để đánh giá chất lượng phanh Thời gian phanh càng nhỏ thì chất lượng phanh càng tốt Để xác định thời gian phanh có thể sử dụng biểu thức sau :

i pmax

v1

pmin v2

để tăng hệ số bám dọc 

2.5.3 Quãng đường phanh

Quãng đường phanh là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượngphanh của ô tô Để xác định quãng đường phanh nhỏ nhất, có thể sử dụng biểuthức sau:

i

dv g.φ

= dtδNhân hai vế với dS (dS – Vi phân của quãng đường), ta có:

2 i

Cần lưu ý rằng, theo các công thức trên thì jpmax, tpmin, Spmin phụ thuộc vào

hệ số bám , nhưng do  lại phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên các bánh xe,tức là phụ thuộc vào trọng lượng toàn bộ của xe G Bởi vậy jp, tp, Sp có phụthuộc vào G, mặc dù trong các công thức tính jp, tp, Sp không có mặt của G

2.5.4 Lực phanh và lực phanh riêng.

Chỉ tiêu này được dùng thuận lợi nhất khi thử phanh trên bệ thử Lựcphanh sinh ra ở các bánh xe ô tô xác định theo biểu thức:

Pp = MP/rk

40