Hệ thống phanh

PHẦN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG - HEÄ THỐNG PHANH Mục tiêu: Sau học xong chương sinh viên có khả năng: Trình bày công dụng, yêu cầu phân loại hệ thống phanh Vẽ sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh Tính toán mômen phanh cần thiết cấu phanh Xác đònh qui luật phân bố áp suất má phanh guốc Tính toán cấu phanh guốc Tính toán truyền động phanh MỤC LỤC A – KẾT CẤU I CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI Công dụng Yêu cầu 3 Phân loại II CẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ Cấu tạo chung Đặc điểm kết cấu phận hệ thống phanh .13 Đặc điểm kết cấu số hệ thống phanh .31 3.1 Hệ thống phanh dầu 31 3.2 Hệ thống phanh khí 34 3.3 Hệ thống phanh thủy - khí 39 B – TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ .41 III CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG PHANH 41 IV ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ THỐNG PHANH 41 Tính toán mômen phanh cần thiết cấu phanh 41 Tính toán cấu phanh guốc .42 Tính toán truyền động phanh .54 3.1 Truyền động phanh khí .55 3.2 Truyền động phanh chất lỏng (dầu) .57 3.3 Truyeàn động phanh khí nén 59 A – ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU I CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI Công dụng Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ ô tô dừng hẳn đến tốc độ cần thiết Ngoài hệ thống phanh dùng để giữ ô tô đứng dốc Đối với ô tô, hệ thống phanh cụm quan trọng nhất, đảm bảo cho ô tô chạy an toàn tốc độ cao, nâng cao suất vận chuyển Hệ thống phanh gồm có cấu phanh để hãm trực tiếp tốc độ góc bánh xe trục hệ thống truyền lực truyền động phanh để dẫn động cấu phanh Yêu cầu Hệ thống phanh phải đảm bảo yêu cầu sau:  Quãng đường phanh ngắn phanh đột ngột trường hợp nguy hiểm Muốn có quãng đường phanh ngắn phải đảm bảo gia tốc chậm dần cực đại  Phanh êm dòu trường hợp để đảm bảo ổn đònh ôtô phanh  Điều khiển nhẹ nhàng, nghóa lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn  Thời gian nhạy cảm bé, nghóa truyền động phanh có độ nhạy cảm lớn  Phân bố mômen phanh bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám phanh với cường độ  Không có tượng tự siết phanh ô tô chuyển động tònh tiến quay vòng  Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt  Giữ tỷ lệ thuận lực bàn đạp đòn điều khiển với lực phanh bánh xe  Có khả phanh đứng thời gian dài Phân loại HỆ THỐNG PHANH Ơ TƠ Cách bố trí Phanh bánh xe Phanh trục HTTL Công dụng phanh Bộ phận tiến hành phanh cấu phanh Phanh công tác (Phanh chân phanh chính) Phanh dừng (Phanh tay phanh phụ) Bộ phận quay cấu phanh Theo cấu phanh Dẫn động phanh Phanh guốc Phanh loại trống Phanh loại cân Phanh khí Phanh đai Phanh loại đĩa Phanh loại khơng cân Phanh khí nén (hơi) Phanh đĩa Phanh dự phòng Phanh thủy (dầu), phanh dầu có trợ lực hơi, chân khơng Phanh điện Phanh bổ trợ (phanh động cơ) Phanh liên hợp Hình - Sơ đồ phân loại hệ thống phanh ô tơ Tùy theo cách bố trí cấu phanh bánh xe trục hệ thống truyền lực mà chia phanh bánh xe phanh truyền lực Ở ô tô cấu phanh đặt bánh xe (phanh chân) cấu phanh tay thường đặt trục thứ cấp hộp số hộp phân phối (ô tô cầu chủ động) Cũng có cấu phanh phanh tay phối hợp làm đặt bánh xe, trường hợp làm truyền động riêng rẽ Theo phận tiến hành phanh, cấu phanh chia phanh guốc, phanh đải phanh đóa Phanh guốc sử dụng rộng rãi ô tô phanh đóa ngày có chiều hướng áp dụng Phanh đải sử dụng cấu phanh phụ (phanh tay) Theo loại phận quay, cấu phanh chia loại trống đóa Phanh đóa chia nhiều đóa tùy theo số lượng đóa quay Cơ cấu phanh chia loại cân không cân Cơ cấu phanh cân tiến hành phanh không sinh lực phụ thêm lên trục hay lên ổ bi ma bánh xe, có cấu phanh không cân ngược lại Truyền động phanh có loại cơ, thủy, khí, điện liên hợp Ở ô tô du lòch ô tô vận tải tải trọng nhỏ thường dùng truyền động phanh loại thủy (phanh dầu) Truyền động phanh khí (phanh hơi) thường dùng ô tô vận tải tải trọng lớn ô tô hành khách, dùng ô tô vận tải tải trọng trung bình có động điêzen ô tô kéo để kéo đoàn xe Truyền động phanh điện dùng đoàn ô tô Truyền động loại dùng phanh tay II CẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ Cấu tạo chung CẤU TẠO HỆ THỐNG PHANH Cơ cấu phanh (phanh guốc, phanh đĩa, ) Dẫn động phanh (cơ, dầu, khí, điện, ) Bộ phận điều khiển phanh Bộ phận trợ lực phanh (nếu có) Hình – Sơ đồ cấu tạo phanh tơ Hệ thống phanh ô tô gồm có phanh (phanh bánh xe hay gọi phanh chân) phanh phụ (phanh truyền lực hay gọi phanh tay) Sở dó phải làm phanh phanh phụ để đảm bảo an toàn ô tô chuyển động Phanh phanh phụ có cấu phanh truyền động phanh hoàn toàn riêng rẽ có chung cấu phanh (đặt bánh xe) truyền động phanh hoàn toàn riêng rẽ Truyền động phanh phanh phụ thường dùng loại Phanh thường dùng truyền động loại thủy – gọi phanh dầu truyền động loại khí – gọi phanh khí Khi dùng phanh dầu lực tác dụng lên bàn đạp phanh lớn so với phanh khí, lực để sinh áp suất dầu bầu chứa dầu hệ thống phanh, phanh khí lực cần thắng lực cản lò xo để mở van phân phối hệ thống phanh Vì phanh dầu nên dùng ô tô du lòch, vận tải cỡ nhỏ trung bình loại ô tô mômen phanh bánh xe bé, lực bàn đạp bé Ngoài phanh dầu thường gọn gàng phanh khí bầu chứa khí kích thước lớn độ nhạy phanh tốt, bố trí dễ dàng sử dụng thích hợp ô tô kể Phanh khí thường sử dụng ô tô vận tải trung bình lớn Ngoài ô tô loại dùng hệ thống phanh thủy khí Dùng hệ thống phanh kết hợp ưu điểm phanh khí phanh dầu Phanh làm việc (phanh chân) cần phải đảm bảo gia tốc phanh ô tô không nhỏ 5,8 м/с chuyển động với vận tốc không lớn 80 km/h, lực tác dụng lên bàn đạp phanh nhỏ 500 N Phanh phụ trợ phải đảm bảo gia tốc phanh khơng nhỏ 2,75 м/с2 Hình – Cấu tạo chung hệ thống phanh chân – Phanh trống cầu sau; –Xilanh phanh bánh xe sau; – Bàn đạp phanh; – Cổ piston; – Thùng xilanh phanh chính; - Xilanh chính; – Phanh đĩa cầu trước; – Xilanh phanh bánh xe trước; Ống dẫn phanh cầu trước; 10 - Ống dẫn phanh cầu sau Hình – Sơ đồ hệ thống phanh tơ có trợ lực chân khơng 1-Xilanh làm việc phanh sau; 2-Dây cáp cầu sau phanh đứng yên; 3-Dẫn hướng dây cáp sau; 4-Dây cáp cầu trước phanh đứng yên; 5-Cần phanh đứng yên; 6-Bàn đạp phanh; 7-Bộ khuếch đại chân không; 8-Ống dẫn; 9-Xilanh chính; 10-Bộ xilanh làm việc phanh cầu trước; 11-Thùng xilanh chính; 12-Bộ điều áp; 13-Cần dẫn động điều áp Hình – Sơ đồ hệ thống phanh tơ có trợ lực chân khơng – Phanh đĩa cầu trước; – Càng phanh đĩa bánh xe trước; – Ống dẫn trước; – Xilanh chính; – Cảm biến báo động dầu phanh; – Bộ khuếch đại chân khơng; – Đòn bẩy; – Bàn đạp phanh; – Công tắc đèn phanh; 10 – Phanh tang trống bánh xe sau; 11 – Xilanh phanh bánh xe sau; 12 - Ống dẫn sau; 13 - Vỏ bán trục; 14 - Cần dẫn động điều áp; 15 – Lò xo chịu tải ; 16 - Bộ điều áp;17 - Dây cáp cầu sau phanh đỗ; 18 – Van cân bằng; 19 – Dây cáp phía trước; 20 – Cần phanh đứng yên; 21 – Đèn báo dầu phanh khẩn cấp; 22 – Đèn báo phanh đỗ; 23 – Má phanh đĩa trước Hình – Kết cấu hệ thống phanh thủy lực có trợ lực chân khơng, có ABS – Má kẹp cấu phanh đĩa cầu trước; - Ống dẫn (mềm cao su) trước cấu phanh đĩa; – Đĩa phanh trước cấu phanh đĩa; - Ống dẫn trước cấu phanh đĩa; – Thùng (con) dẫn động thủy lực hệ thống phanh; – Block ABS; – Bộ trợ lực chân không; – Cụm bàn đạp phanh; – Bàn đạp phanh; 10 – Dây cáp bên trái phải phanh tay; 11 - Ống dẫn sau cấu phanh trống sau; 12 - Ống dẫn (mềm cao su) trước cấu phanh trống cầu sau; 13 – Cơ cấu phanh trống cầu sau; 14 – Tang trống cầu sau; 15 – Cần đẩy phanh tay; 16 – Cảm biến dầu phanh; 17 – Xilanh phanh Hình – Cụm bàn đạp phanh với trợ lực – Bàn đạp ly hợp; – Cơng tắc ngắt tín hiệu phanh; – Giá đỡ bàn đạp phanh; – Trợ lực chân khơng; – Bình tích thủy lực; – Xilanh phanh chính; – Bàn đạp phanh Hình – Các thành phần cấu phanh trống cầu sau – Guốc phanh sau; – Nắp lò xo; – Cần đẩy dẫn động phanh tay; – Tắm cách; – Lò xo giằng trên; – Xilanh làm việc bánh xe; – Cần điều chỉnh; – Lò xo điều chỉnh; – Guốc phanh trước; 10 – Trống phanh; 11 – Dây cáp phanh tay; 12 – Lo xo giằng dưới; 13 – Thanh đỡ Hình – Các thành phần cấu phanh trống – Lò xo ép guốc phanh; – Nắp lò xo; – Guốc phanh sau; – Cần đẩy dẫn động phanh tay; – Lò xo giằng trên; – Tấm cách; – Lò xo giằng dưới; – Lò xo điều chỉnh; – Cần điều chỉnh; 10 – Guốc phanh trước; 11 – Thanh đỡ Hình – Kết cấu hệ thống phanh tay – Cần phanh tay; – Dây cáp trước; – Bộ cân dây cáp; – Dây cáp sau, bên trái; – Dây cáp sau, bên phải; – Cơ cấu phanh trống cầu xe sau; – Tang trống Hệ thống phanh giảm tốc độ hay dừng xe, hay ngăn không cho xe trôi đỗ xe Gồm loại hệ thống phanh sau: 1.1 Phanh chân Hình – Phanh chân tơ Phanh chân sử dụng để điều khiển tốc độ xe dừng xe Thông thường, phanh đĩa sử dụng bánh xe phía trước, phanh đĩa phanh trống dùng bánh xe phía sau Hình – Phanh chân tơ - Bàn đạp phanh; - Trợ lực phanh; - Xi lanh phanh chính; - Van điều hồ lực phanh (van P); - Phanh đĩa; - Phanh trống Khi đạp phanh, tạo áp suất thuỷ lực, hoạt động sau + Phanh đĩa: Hãm chuyển động quay bánh xe ma sát sinh má phanh đĩa ép vào rôto phanh đĩa + Phanh trống: Các guốc phanh bung Nó hãm chuyển động quay bánh xe ma sát sinh má phanh đĩa ép vào trống phanh 1.2 Phanh tay (phanh đỗ) Hình – Phanh tay ô tô - Phanh dừng dùng để dừng (đỗ xe) đường dốc đường Nói chung hệ thống phanh sử dụng trường hợp ô tô đứng yên, người lái dời khỏi xe Chúng khố cách khí bánh sau - Về cấu tạo phanh dừng gồm có hai phận chính: cấu phanh dẫn động phanh 10 Do  = Ở đây: C S bđ i bđ Qbđ = Sbđ C i 2bđ – Độ cứng lò xo; Qbđ – Lực tác dụng lên bàn đạp; ibđ – Tỷ số truyền bàn đạp ; Sbđ – Hành trình bàn đạp;  – Độ dòch chuyển lò xo; Fm, Fv – Diện tích màng van; p1– Áp suất khôngkhí; p2, p3 – Áp suất sau trước van Từ đấy: Qbđibđ = Fmph + Fv (p3 – p2) Ở đây: ph = p2 – p1 - Áp suất hệ thống pb = p3 – p2 - Áp suất bình chứa khí nén ph =  Qbđibđ – Fv (p3 – p2) Fm Có thể coi gần ñuùng: phmax = Qbñ i bñ = pb Fm ph = Kt Qbđ Ở đâ : Kt – Hệ số tùy động tương ứng với hệ số trợ lực K Kt  p i bñ Fm h p hmax p p tb bđmax m bđ p b Hình 58 - Đường đặc tính van phân phối 62 bđ Đường đặc tính van phân phối trình bày hình 58 Độ nhạy van vào khoảng p = 0,05 MN/m2 kiểm tra áp suất ptb = 0,3 MN/m2 Bầu phanh Bầu phanh có nhiệm vụ tạo thành lực ép lên đẩy để dòch chuyển cam quay cấu phanh D p Pth Hình 59 - Kết cấu bầu phanh loại píttông Lực tác dụng lên đẩy bầu phanh tính theo công thức: Pth = p πD 12 (N) (60) Ở đây: p – Áp suất bầu phanh (N/m2) thông thường p = 0,4  0,55MN/m2 D – đường kính làm việc màng píttông (m); 1 – Hệ số tính đến độ nạp không khí nén vào bầu phanh, 1 = 1; 2 – Hiệu suất học bầu phanh, 2 = 0,95 Lò xo bầu phanh thường có độ cứng khoảng 1500  3500 N/m Lực ép lò xo thường vào khoảng 80  150N Lò xo không nên có độ cứng lớn nhiều công để thắng biến dạng Lực Pth tác dụng lên đẩy phải đủ để tạo lên cam quay cấu phanh lực P1 P2 theo yêu cầu, để ép guốc phanh vào trống phanh sinh mômen phanh cần thiết 63 THAM KHẢO THÊM LÝ THUYẾT VỀ PHANH Ô TÔ Động lực học trình phanh bánh xe tơ Các lực xuất q trình phanh ô tô vào khoảng 40 lần lớn lực cản lăn, tức (Rx ≈ 40Ff ) Hình - Sơ đồ tính tốn lực mơmen tác dụng lên bánh xe phanh ô tô Viết phương trình cân động lực học bánh xe phanh (khơng tính đến lực cản khơng khí độ dốc đường), sử dụng sơ đồ tính tốn trình phanh bánh xe, biểu hình trên: Mт + Мf – Mj – Rx rко = Rx MT  M f  M j (8.1) rко Trong đó: Mт – mơmen sinh từ cấu phanh; Mj – mơmen qn tính; Мf – mơmen lực cản lăn Để tăng tính hiệu phanh, cần phải tăng Rx Có vài cách để làm điều đó: 1) Tăng lực đè chặt lên má phanh (bởi giới hạn lực lên bàn đạp phanh ≤ 50 - 70 kg, dẫn động hãm đặt thêm vài tăng áp khác để tăng lực hãm); 2) Tăng tính hiệu cấu phanh (nhờ tăng lực ma sát tang má phanh cách sử dụng nguyên liệu tương ứng cho má phanh sử dụng cấu phanh đĩa) Quá trình phanh bánh xe đánh giá đặc tính bám dính với đường Một thơng số chủ yếu trình phanh bánh xe hệ số bám dính theo phương dọc φх, phương ngang φу, chúng tính tốn biểu thức sau: R x  x ; Rz y  Ry (8.2.) Rz 64 Các hệ số thay đổi hàm số phụ thuộc vào chế độ phanh bánh xe, xác định giá trị hệ số trượt S:  r (8.3.) S   к ко V Đồ thị phụ thuộc hệ số bám dính bánh xe với đường theo phương dọc φх theo phương ngang φу biểu diễn hình sau Hình - Các đồ thị phụ thuộc hệ số bám dính bánh xe với đường theo phương dọc phương ngang «φх – S» и «φу – S» (các biểu đồ) Các hệ số bám dính φх, φу điều kiện khác giống có điều kiện cho Biết hệ số φх, φу dễ dàng tìm phản lực dọc phản lực bên: Rx Rz x; Ry Rz y (8.4.) Như thấy hình 8.2, hệ số bám dính φх, với phản lực dọc đạt đến giá trị tối đa độ trượt Sкр ≈ 0,2 Độ trượt gọi «độ trượt tới hạn» đặt kí hiệu Sкр Trong q trình phanh bánh xe với độ trượt tới hạn (Sкр ≈ 0,2) phản lực dọc Rx đạt đến giá trị tối đa Khi tiếp tục tăng giá trị độ trượt lên phản lực giảm xuống Trong q trình phanh bánh xe khóa lại S = 1,0 hệ số bám dính φх giảm xuống đường nhựa khô khoảng 20-25% (trên băng – đến 50%) Tóm lại, q trình phanh bánh xe phạm vi lớn trượt 1,0  S  0,2 cần phải hoàn thành điều kiện sau: Rx ≤ Gк  φх при (S ≈ 0,2) Trong đó, vế phải bất dẳng thức đặc trưng cho điều kiện bám dính giới hạn bánh xe với bề mặt đường 65 Hình 8.3 Các đồ thị phụ thuộc hệ số bám dính dọc φх vào độ trượt S а) đường nhựa bê tông với vận tốc khác nhau; б) loại bề mặt đường khác nhau: – đường băng với vận tốc 30 km/h; – dường băng với vận tốc 60 km/h; – đường băng ướt Giá trị tối đa hệ số bám dính dọc φх phụ thuộc vào: loại lốp xe, phần trăm độ mòn hình dạng hĩnh vẽ gân lốp xe; dạng trạng thái bề mặt đường (hình 7.3 b): - đường nhựa khơ φх мах= 0,7 ÷ 0,9; - đường nhựa ẩm ướt φх мах= 0,5 ÷ 0,7; - đường tuyết phẳng φх мах= 0,2 ÷ 0,3; - băng ướt φх мах= 0,1 ÷ 0,15 vận tốc chuyển động tơ (hình 8.3 а) Trong vài trường hợp q trình phanh bánh xe khóa mang lại tính hiệu cao, hệ số bám dính φх nằm vùng tới hạn độ trượt (S ≈ 0,2) φх khóa (S = 1,0) (nhưng trường hợp ngoại lệ quy tắc!) Ngồi ra, điều kiện đường khác φх = varia, tải trọng lên bánh xe thường thay đổi liên tục, nghĩa Rz = Gк = varia Và điều kiện đường thực khó phanh đạt đến chế độ tới hạn độ trượt Sкр ≈ 20% Tính tốn đến tất điều này, trình thiết kế hệ thống phanh, cần phải thiết kế để thúc đẩy hãm bánh xe tơ đến «khóa lại» Trong trường hợp đảm bảo khơng 80% của giá trị tối đa lực phanh, tức là: Rx при (S = 1,0 ) ≤ Gк φх при (S =1,0) Cần phải tạo hệ thống phanh thế, mà đảm bảo q trình phanh bánh xe «đến khóa» cho tơ chịu tải tối đa Khi tăng mơmen hãm Mт q trình phanh bánh xe khỏi vùng trượt tới hạn S > 0,2 (hình 8.2) Khi phản lực dọc Rx khơng tăng nữa, Mт bù trừ cho lực tăng qn tính quay bánh xe Mj , tức giảm vận tốc góc bánh xe Điểm trượt tới hạn (hình 8.2) chia trình phanh bánh xe thành trình phanh trước tới hạn окритический (khi 0,2  S > 0) sau tới hạn (khi S > 0,2) Trong vùng chế độ trượt trước tới hạn tài xế thường dễ đảm bảo điều chỉnh trình phanh bánh xe Vùng có tên gọi «vùng phanh ổn định» 66 Trong vùng chế độ trượt sau tới hạn, thực điều chỉnh trình phanh bánh xe thực tế khó khăn Bởi say chuyển trình sang vùng này, tăng độ trượt không tránh khỏi dẫn đến tăng khác biệt mômen phanh Mт mômen lực bám dính M Sự khác biệt tạo nên giá trị mơmen qn tính Mj Vả lại, lớn Mj, bánh xe cáng nhanh khóa Khi chuyển trình phanh bánh xe vào khu vực ngồi tới hạn bánh xe bị khóa vài phần trăm giây Đo khu vực ngồi tới hạn gọi «vùng phanh khơng ổn định» Phản lực dọc Rx tác dụng lên bánh xe, tạo mơmen bám dính bánh xe với bề mặt: M = Rx rко , Hoặc từ biểu thức (8.4.): M = Rz φх rко Tính ì chuyển động quay bánh xe xuất dạng mơmen qn tính– Mj, giá trị tính cơng thức sau: d M j  Jк  к dt d к Trong Jк - mơmen ì bánh xe, tương trục quay nó; - gia tốc góc bánh dt xe Tính đến điều trình bày tính đến mơmen lực cản lăn bánh xe Mf q nhỏ so với mơmen lại, phương trình (8.1.) cân động lực học bánh xe viết lại dạng sau: d к М   M т  (8.5.) dt Jк dк phụ thuộc vào tỉ số dt giá trị mơmen phanh Mт giá trị mơmen bám dính bánh xe với mặt đường - M Các đồ thị mơmen trình bày hình 8.4 cho thấy rằng, Mт > M - gia tốc góc bánh xe có giá trị âm, tác dụng mơmen hãm, bánh xe giảm vận tốc góc к (bánh xe bị hãm lại) Nếu M > Mт - gia tốc góc bánh xe có giá trị dương, mơmen bám dính M thúc giục bánh xe tăng vận tốc góc (bánh xe nhả phanh) Đồng ý với phương trình (8.5.), giá trị gia tốc góc bánh xe 67 Hình 8.4 Các đồ thị mômen tác dụng lên bánh xe hãm Q trình phanh tơ Từ bánh xe riêng biệt, chuyển sang xem xét trình phanh tơ đường nằm ngang phẳng (hình 5) Nhưng trước hết, giai đoạn thứ xác định tải trọng tĩnh G1 – lên trục trước G2 – lên trục sau ô tô trạng thái đứng yên, ô tô không chuyển động сlực qn tính Fj = Hình - Sơ đồ tính tốn tơ phanh a – tải trọng lên bánh xe trục sau ô tô; L b G1  Rz1  G –tải trọng lên bánh xe trục trước ô tô L G2  Rz  G Bây xem xét tải trọng (G1 G2) ô tô chuyển động chế độ phanh tác dụng lực quán tính Fj Lực cản lăn Ff lực khí động học Fw trường hợp bỏ qua, lực nhỏ so với lực phanh: Khi thành lập phương trình mơmen tương đối so với điểm О1 (hình 5): ∑MO1 = Rz2  L – G а – Fj hg  Và thành lập phương trình mơmen tương đối so với điểm О2 (hình 5): ∑MO2 = – Rz1  L – G b – Fj h g  Dấu gần bất đẳng thức đặt công thức cho biết khơng tính tốn đến lực cản lăn lực cản khơng khí Giải phương trình so với phản lực pháp tuyến bánh xe trục trước Rz1 trục sau Rz2: Rz1  G  b  Fj  h g L  j  hg  G  b   L g  Phương trình cho thấy rằng, trình phanh tơ, lực qn tính Fj gây tăng tải trọng lên bánh xe trục trước Rz  G  a  F j  hg L  j  hg  G  a   L g  Phương trình cho thấy rằng, q trình phanh tơ, lực qn tính Fj gây giảm tải trọng lên bánh xe trục sau Nghĩa q trình phanh tồn tơ xảy phân bố phản lực pháp tuyến bánh xe lực phanh bánh xe cần phải tỉ lệ với tải trọng: Rx1 (S = 1,0 ) = Rz1  φ(S = 1,0 ) Rx2 (S = 1,0 ) = Rz2  φ(S = 1,0 ) Rx1 (S (8.6)  1,0 ) R мG  z1  1 Rx (S  1,0 ) Rz м 2G2 Trong м1 м2 – hệ số phân bố phản lực trình phanh Tuy nhiên điều kiện thực tế q trình phanh tơ, đảm bảo điềui kện (5) khó Hình 6, а) cho thấy rõ ràng rằng, phản lực phanh bánh xe trục trước а Rx1 trục sau Rx2 tăng với cườngdđộ – а) b) Hình - Sự điều chỉnh lực phanh phân bố tải trọng bánh xe trục trước sau а) khơng điều chỉnh; b) có điều chỉnh Thì khơng tránh khỏi diễn khóa sớm bánh xe sau (khi tăng lực lên bàn đạp phanh Q2), so với trục trước Bởi tải trọng Rz1 lên bánh xe trước q trình phanh tơ tăng lên lên bánh xe sau Rz2 giảm, bánh xe trước khóa trễ lực lên bàn đạp phanh giá trị Q1 Lưu ý rằng, trường hợp hãm phanh đồng thời tất bánh xe đảm bảo không thể, tốt hết bánh xe phía trước khóa trước Bởi vì, khóa sớm bánh xe trước tượng trượt ô tô có khuynh hướng bị tiêu diệt, thời gian khóa sớm bánh xe sau theo nguyên tắc tăng tượng trượt ô tô Đồ thị miêu tả hình b) cho thấy rằng, theo quan điểm kỹ thuật bố trí cấu phanh bánh xe trước hiệu (ví dụ – phanh đĩa) so với bánh xe sau (ví dụ– phanh trống) Khi vài điều kiện phanh của ô tô (tải trọng lên trục G1 G2, hệ số bám dính φх) q trình khóa bánh xe thực lúc (khi lực đè lên bàn đạp phanh Q1 = Q2) Nhưng điều kiện thay đổi (tải trọng lên trục G1 G2, hệ số bám dính φх), xuất nguy hiểm khóa trước bánh xe sau, minh họa rõ ràng đồ thị hình Các đồ thị hình cho thấy rằng, đặc tuyến khác cấu phanh, q trình khóa sớm bánh xe sau φ nhỏ (đường xấu) tải trọng Rz nhỏ hơn, điều xảy có phân phối tải trọng tỉ lệ với trọng tâm Vì nguyện vọng thiết kế hệ thống phanh cho tỉ số Rx1/Rx2 thay đổi theo quy luật biến đổi Rz1/Rz2, điều đảm bảo hồn tồn hệ thống phanh chống bó cứng  x - hệ số bám dính đường vòng; Qпт – lực đè lên bàn đạp phanh Hình - Sự thay đổi q trình khóa bánh xe tơ biến đổi điều kiện đường (đặc tính bám dính, phân bố tải trọng) 70 Hiệu không tệ mang lại phận khống chế áp lực (bộ điều hoàn lực phanh) trục truyền động cấu phanh bánh xe sau Chúng dùng hệ thống phanh ô tô («ВАЗ», «ГАЗ», «КамАЗ» v.v) Bộ điều hồ lực phanh làm việc sở biến đổi khoảng cách từ thân xe đến bánh xe sau (dầm cầu sau), xuất q trình phân bố lại phản lực suốt thời gian phanh Hình - Đặc tuyến điều chỉnh lực phanh Bộ điều hoà lực phanh (РТС) hạn chế áp suất truyền động cấu phanh bánh xe trục sau ô tô, phụ thuộc vào tải trọng lên chúng Trên hình 8.9 thấy tải trọng lên bánh xe trục sau lớn Rz1 > Rz2 > Rz3, áp suất truyền động cấu phanh bánh xe trục sau lớn Р2 Trong phần kết luận cần ghi nhớ rằng, điều hòa lực phanh dùng để khắc phục tượng khóa sớm bánh xe trục sau, khơng khắc phục tự khóa bánh xe Chức đảm bảo có ABS Các số q trình phanh tơ Q trình phanh phương tiện giao thông (PTGT) vận hành chủ yếu đặc trưng hai tính chất sau: 3.1 Tính hiệu phanh PTGT; Tính ổn định PTGT trình phanh 1) Các số tính hiệu phanh PTGT Giá trị lực phanh riêng– т (đo giá thử nghiệm); Giá trị giảm tốc ổn định– jуст Thời hian tiêu tốn cấu phanh – ср Giá trị quãng đường phanh– Sт 2) Các số tính ổn định PTGT trình phanh Hiệu số tương đối lực phanh bánh xe trục– Кт (được đo giá thử); Khoảng thoát PTGT khỏi giới hạn mét hành lang an toàn – lб Xác định giá trị giới hạn lực phanh riêng - т max Để làm việc thành lập phương trình cân lực tơ trường hợp phanh đường với độ dốc dọc ngắt động khỏi truyền lực: Rх + Fw ± Fα = Fjx Thay phản lực dọc Rх vào biểu thức (8.1):  MT   M f   M j + F rêỵ w ± Fα = Fjx Viết phương trình dạng riêng (chia vế phương trình cho trọng lượng ô tô G): 71 M T G  rко  f  cos   c x    S x  Va2  sin     j  jT 3,6 G g (8.7) Trong jт – giảm tốc tơ phanh Số hạng thứ biểu thức (8.7) lực phanh riêng Viết rienf6 xác định giá trị lực phanh riêng tối đa ô tô - т : т max =  MT G  rêỵ = R x  rко G  rко = R x  rко G  rко = G   x  rко  x G  rко Tức là, q trình phanh tơ đường khơng có độ dốc dọc α = giá trị lực phanh riêng giới hạn bằng: т max= φх Trong q trình phanh tơ đường có độ dốc dọc α ≠ т max= φх cosα Lực phanh riêng т đạt đến giá trị giới hạn khơng lớn giá trị hệ số bám dính dọc φх Điều thể phần trăm trọng lượng tơ Ví dụ: Khi φх = 0,8: giá trị giới hạn lực phanh riêng т = 80% G Đây trường hợp đồng thời khóa tất bánh xe Khi kiểm tra hệ thống phanh ô tô giá thử cần xác định lực phanh riêng - т, cần đo trọng lượng tơ trước - G=mg, sau đo lực phanh Fт bánh xe: F т   т (8.8) mg Tính toán giá trị lực phanh riêng - т so sánh với giá trị chuẩn quy định ГОСТ Р 51709 Xác định giá trị giảm tốc ổn định jуст trình phanh ô tô đường độ dốc dọc, tất bánh xe khóa Để làm việc viết phương trình cân lực (7.7) dạng:  T max c x    S x  Va2 jT   3,6  G g (8.9) c x    S x  Va2 biểu thức (8.9) hệ số: giá trị riêng lực cản khí động học 3,6  G trình phanh tơ Nó có giá trị nhỏ khồng ÷ 4% giá trị số hạng khác biểu thức (8.9) Vì thế, tính tốn giảm tốc lớn tơ, bỏ qua Khi giá trị giảm tốc ổn định jуст trình phanh tơ đườn khơng có độ dốc dọc, tất bánh xe khóa, tính cơng thức sau: jуст  g  т max = g φх nghĩa khẳng định trường hợp jуст  м/с2 Khi phanh tơ đường có độ dốc dọc, bánh xe khóa: 72 jуст = (φх cosα  sinα) g Xác định thời gian phanh ô tô Để làm việc sử dụng biểu thức dạng: jт = dV dt Giải phương trình so với gia số thời gian dt: dt = dV jò Lấy tích phân vế biểu thức: V2 T dV ; V1 jT  Thời giàn tối thiểu q trình phanh tơ Tmin, có phanh bánh xe đến khóa lại hồn tồn, tơ chuyển động với giảm tốc ổn định jуст Do Tmin jуст V2 = 0: t  Tmin    dV j óđò V1 V1 Va  (trong trường hợp vận tốc tơ có đơn vị [km/h] g  3,6  g   Thời gian phanh thực tế ô tô lớn so với Tmin Giải thích rõ điều hình Hình - Biểu đồ phanh tơ о- thời gian phản xạ tài xế (0,2 ÷ s); ср- thời gian thực hệ thống phanh (0,2 ÷ s) Thời gian tồn phần q trình phanh tơ - Тобщ cộng lại từ thời gian phản xạ tài xế S(о), thời gian thực hệ thống phanh - ср, cuối thời gian -Tmin (блок) phanh ô tơ với khóa bánh xe lại hồn tồn với giảm tốc ổn định jуст: Tобщ = о + ср+ Tmin (блок) Xác định giá trị quãng đường phanh ô tô S т: Biết vận tốc V  dS Nhân vế biểuthức cho dV dt Khi có biểu thức sau: V dV = dS  dV = dS  jт dt Gải biểu thức tương quan với ds: dS  V  dV ; jT Lấy tích phân biểu thức theo vận tốc cuối quãng đường phanh vận tốc ô tô V2 = 0: V2 S V j V1  dV T Thu biểu thức để tính quãng đường phanh tối thiểu Smin, ô tô chuyển động với khóa bánh xe lại hồn tồn với giảm tốc ổn định jуст (trong trường hợp vận tốc tơ có đơn vị [m/s]): S min( блок )  V12 jуст Hoặc trường hợp vận tốc tơ có đơn vị [km/h]: Va2 (8.10) 3,6  g   Giá trị thực tế quãng đường phanh tồn phần tơ lớn so với S Như trình bày hình 8.10, quãng đường phanh tồn phần tơ - Sобщ cộng lại từ quãng đường qua thời gian phản xạ tài xế - S(о), quãng đường qua thời gian thực hệ thống phanh - S(ср), cuối quãng đường qua thời gian khóa bánh xe tơ lại với giảm tốc ổn định jуст Smin(блок): S min( блок )  S общ =S(о) + S(ср) + Smin (блок) V Xác định giá trị hiệu số tương đối lực phanh bánh xe trục Độ khác biệt tương đối lực phanh trục– Кт xác định trình kiểm tra hệ thống phanh ô tô giá thử Thông số gián tiếp đánh giá tính ổn định tơ trình phanh Thực tế khác biệt lực phanh bánh xe trục lớn mơmen lực hướng tới quay tơ phanh lớn, dẫn đến làm quỹ đạo chuyển động thẳng ô tô lệch sang phương ngang Vì thế, để xác định thơng số này, đo lực phanh bánh xe bên trái Fт лле bánh xe bên phải Fт прав trục Sau trục xác định độ khác biệt tương đối lực phanh– Кт: 74 Kт  Fт лле  Fт прав Fт мах 100% (8.11) Trong Fт мах – giá trị lớn giá trị đo lực phanh Có giá trị độ khác biệt tương đối lực phanh bánh xe trục– Кт so sánh với giá trị chuẩn quy định ГОСТ Р 51709 Trên kết so sánh đưa kết luận tính ổn định tơ q trình phanh ГОСТ Р 51709 cho phép độ khác biệt tương đối lực phanh bánh xe trục khơng vượt q 20 ÷ 25% Xem xét q trình xác định tính ổn định tơ q trình phanh sở khoảng khỏi giới hạng hành lang an toàn Chỉ số tính ổn định tơ phanh điều kiện không vượt khỏi giới hạn hành lang an toàn Bề rộng hành lang quy định ГОСТ Р 51709 mét (hình 10) Khi kiểm tra tính ổn định, tơ tăng tốc đến vận tốc ban đầu 40 km/h, sau tiến hành phanh Hình 10 - Khoảng vượt tơ ngồi giới hạn hành lang an tồn Trong q trình phanh nghiêm cấm sửa đổi quỹ đạo chuyển động ô tô trợ giúp hệ thống lái «ơ tơ với cố định vơlăng» Nếu q trình phanh tơ, vượt khỏi điểm giới hạn hành lang an tồn nào, khơng thõa mãn yêu cầu ГОСТ Р 51709 tính ổn định q trình phanh nghiêm cấm vận hành 75 CÂU HỎI ƠN TẬP Trình bày công dụng, yêu cầu phân loại hệ thống phanh tơ? Trình bày đặc điểm kết cấu cấu phanh trống? Trình bày đặc điểm kết cấu cấu phanh đĩa? Trình bày hệ thống phanh dẫn động dầu: vẽ sơ đồ cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu điểm nhược điểm? Trình bày hệ thống phanh dẫn động khí: vẽ sơ đồ cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu điểm nhược điểm? Trình bày hệ thống phanh dẫn động thủy-khí: vẽ sơ đồ cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu điểm nhược điểm? Trình bày đặc điểm kết cấu phanh có trợ lực chân khơng? Trình bày thơng số đặc trưng cho chất lượng làm việc hệ thống phanh ô tô? Tính tốn mơ men phanh cần thiết cấu phanh? 10 Xác định quy luật phân bố áp suất má phanh guốc? 11 Tính tốn cấu phanh guốc? 12 Tính tốn dẫn động phanh? 76 ... (Phanh chân phanh chính) Phanh dừng (Phanh tay phanh phụ) Bộ phận quay cấu phanh Theo cấu phanh Dẫn động phanh Phanh guốc Phanh loại trống Phanh loại cân Phanh khí Phanh đai Phanh loại đĩa Phanh loại... phanh 3.1 Hệ thống phanh dầu Hình 40 – Hệ thống phanh dầu – Bàn đạp phanh; – Trợ lực phanh; – Xilanh phanh chính; – Càng phanh đĩa; – Má phanh đĩa; – Đĩa phanh; - Trống phanh; – Má phanh guốc Cấu... CHUNG CỦA HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ Cấu tạo chung Đặc điểm kết cấu phận hệ thống phanh .13 Đặc điểm kết cấu số hệ thống phanh .31 3.1 Hệ thống phanh dầu