Động lực học quá trình phanh của ô tô Toyota Vios 1.5L: Nghiên cứu và cải tiến

Hệ thống phanh ABS

Chống hiện tượng bó cứng và trượt lết của bánh xe khi phanh, tăng hiệu quả và tính ổn định phanh. Phân phối lực phanh đến các bánh xe phù hợp với chế độ tải trọng, chống hiện tượng sớm bị bó cứng bánh xe khi phanh. Tăng lực phanh trong các trường hợp phanh khẩn cấp, giúp rút ngắn quãng đường phanh tốt nhất.

Chống hiện tượng trượt lết của các bánh xe chủ động khi chạy trơn và phanh bằng động cơ, đảm bảo tính ổn định của xe.

Hệ thống phanh thông minh giúp xe tiết kiệm nhiên liệu

Những thử nghiệm ban đầu đã chỉ ra lái xe có thể tiết kiệm từ 5% đến 24% tổng lượng nhiên liệu tiêu hao, tuy nhiên con số này còn phụ thuộc vào từng loại xe khác nhau, ví dụ như xe hybrid bao giờ cũng tiết kiệm nhiên liệu hơn xe chỉ sử dụng động cơ đốt trong. Nếu đường đông, lái xe phải điều chỉnh tốc độ và phanh vì hệ thống Sentience không được cài đặt sẵn vị trí của tất cả những phương tiện khác. Phần mềm này thực sự cần thiết cho những khách hàng thường xuyên sử dụng điện thoại di động và những tài xế lớn tuổi phản ứng chậm để giảm tốc hoặc dừng xe tự động.

Xe được trang bị hệ thống giống Sentience có thể trở thành những chiếc xế hoàn toàn tự động mặc dù phải mất một thập kỷ nữa hệ thống này mới được áp dụng phổ biến.

LỰC PHANH SINH RA Ở BÁNH XE

Khi phanh còn có mô men của lực quán tính tiếp tuyến Mjb và mô men cản lăn Mf tác dụng lên bánh xe. Trên thực tế Mf và Mjb ảnh hưởng không đáng kể , do đó khi tnhs toán chỉ tính theo mô men phanh.

CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN Ô TÔ TRONG QUÁ TRÌNH PHANH TRÊN DỐC

Pj – Lực quán tính của ôtô sinh ra trong quá trình phanh, có chiều cùng với chiều chuyển động của ôtô (N);. Pw - lực cản không khí (không đáng kể bỏ qua trong quá trình tính toán). Trong đó : K là hệ số cản không khí F là diện tích chính diện của ô tô vo : là vận tốc bắt đầu phanh.

- Là đạo hàm bậc hai của quãng đường dịch chuyển của ôtô theo thời gian.

HIỆU QUẢ PHANH Ô TÔ

Trên hình 2.3 biểu diễn lực tác dụng lên ôtô khi phanh, bao gồm: trọng lượng ôtô G, lực cản lăn Pf1 vàPf2 ở các bánh xe trước và sau, phản lực pháp tuyến, phản lực pháp tuyến Z1 và Z2 tác dụng lên cầu trước và sau, lực phanh Pp1 và Pp2 ở các bánh trước và sau, lực cản không khíPw, lực quán tính Pj. Sự phanh có hiệu quả nhất là khi lực phanh sinh ra ở các bánh xe tỉ lệ thuận với tải trọng tác dụng lên chúng, mà tải trọng tác dụng lên các bánh xe trong quá trình phanh lại thay đổi do có lực quán tính Pj tác dụng. Nghĩa là muốn phanh hiệu đạt quả nhất (quãng đường phanh nhỏ nhất hoặc gia tốc phanh lớn nhất trong thời gian phanh nhỏ nhất) thì quá trình phanh quan hệ giữa lực phanh ở các bánh xe trước Pp1 và ở các bánh xe sau Pp2 phải luôn thỏa mãn biểu thức (2.12).

Trong điều kiện sử dụng của ôtô tọa độ trọng tâm luôn thay đổi do chất tải khác nhau và hệ số bám φ cũng thay đổi khi chạy trên các loại đường khác nhau. Như vậy, để đưa ra được các biện pháp đúng đắn nhằm nâng cao chất lượng của quá trình phanh đối với ôtô thì việc nghiên cứu các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh không thể tách rời việc nghiên cứu tính ổn định hướng của ôtô khi phanh. Từ đó cho chúng ta thấy rằng các hiểu biết về động lực học điều khiển và quỹ đạo chuyển động của ôtô là một vấn đề nhất thiết phải được đề cập đến ở đây.

Để đánh giá hiệu quả của quá trình phanh ôtô có thể sử dụng các chỉ tiêu sau: gia tốc chậm dần lớn nhất jmax, quãng đường phanh nhỏ nhất Smin, thời gian phanh nhỏ nhất tmin và lực phanh riêng. So với các chỉ tiêu khác thì quãng đường phanh là chỉ tiêu mà người lái xe có thể nhận thức được một cách trực quan và dễ dàng tạo điều kiện cho người lái xử lý tốt trong khi phanh ô tô trên đường. Qua biểu thức (2.16) ta thấy để giảm quãng đường phanh nhỏ nhất cần giảm hệ số δj, cho nên nếu người lái cắt ly hợp trước khi phanh thì quãng đường phanh sẽ ngắn hơn.

Trong đó quãng đường phanh là đặc trưng nhất, vì nó cho phép người lái hình dung được vị trí xe dừng trước một chướng ngại vật mà họ phải xử lý để khỏi xảy ra tai nạn khi người lái xe phanh ở vận tốc nào đấy. Vì vậy để đánh giá quá trình phanh thì ngoài việc nghiên cứu các chỉ tiêu nêu trên cần phải nghiên cứu tính ổn định hướng của ô tô trong quá trình phanh.

MÔ HÌNH TOÁN HỌC

-Hệ trục tọa độ CXYZ là trục tọa độ di động, được đặt tại trọng tâm C của ô tô. Trên hình 3.1 chỉ ra quỹ đạo chuyển động của ô tô là một đường cong và được xác định bởi các vị trí liên tiếp của trọng tâm ô tô C, vận tốc tức thời của trọng tâm ô tô là v. Vận tốc v tiếp tuyến với quỹ đạo chuyển động và nghiêng đi so với trục dọc của ô tô là α (góc này được gọi là góc lệch hướng chuyển động của ô tô).

Góc quay tương đối giữa 2 hệ tọa độ là ε, và cũng chính là góc quay của trục dọc khi ô tô chuyển động. Như vậy nếu có hệ trục tọa độ mặt đường ,biết X0 ,Y0, các góc α và ε hoàn toàn có thể các định vị trí ô tô tên đường, tại một thời điểm xác định. Mục tiêu của bài toán là xác định các góc α và ε, tọa độ X0, Y0 nhằm xác định quỹ đạo chuyển động của ô tô trong thực tế chuyển động, góc α chỉ cho chúng ta biết góc lệch dọc trục thân xe với vận tốc tức thời.

Khi ô tô chuyển động góc α tạo lên cảm giác lệch hướng của xe với đường, người lái xe cảm nhận và có thể tiến hành điều chỉnh hướng chuyển động này. Còn đối với góc quay ε nói lên góc quay của thân xe trên mặt đường (quay quanh trục thẳng đứng 0Z). Thông số này rất quan trọng, nó đóng vai trò trong khảo sát tính ổn định chuyển động của ô tô, cảm nhận với sự thay đổi này và điều.

- Gia tốc hướng tâm ah: gia tốc này có mặt là do ô tô chuyyenr động trên một quỹ đạo cong có gia tốc chuyển động tịnh tến không trùng với vận tốc v. Thông số R trong tính toán khó xác định chính xác, trong thực nghiệm cũng khó đo đạc hơn.