23 (3 )Hình 3.6 Sơ đồ ự l c tác d ng lên xe khi chuy n ụ ể động trên đườ ng b ng ằ
533.5 i u khi n l c phanh Đ ềể ự
3.5.1. Khái ni m ệ
Khi xem xét lực phanh ta th y: ấ
- Lực phanh tối ưu phân bố lên các cầu tuân theo đồ thị hình 3.7.
- Khi phanh h s bám dệ ố ọc thay đổi theo độ trượt do đó làm cho lực phanh cực đại thay đổi theo. Ngoài ra khi độ trượt tăng làm giảm h s bám ngang và làm gia ệ ố tăng nguy cơ lệch hướng xe khi phanh.
Để ực phanh đạ l t giá tr tị ối ưu cần ph i th c hiả ự ện điều khi n l c phanh theo ể ự trọng lượng phân b lên các c u và theo h s bám ho c đ trư t khi phanh. ố ầ ệ ố ặ ộ ợ
3.5.2. Điều khiển lực phanh theo phân b ố trọng lượng lên các c u ầ a. Đặ ất v n đ ề
- Khi phanh, xe có gia tốc do đó phát sinh lực qn tính (xem hình 3.6) và làm thay đổi trọng lượng phân b lên các c u (xem công th c 3.26, 3.29). L c phanh t i ố ầ ứ ự ố ưu lúc này phân bố như trên đồ ị th hình 3.7.
- Khi ch t t i, do tính ch t c a hàng hóa và cách b ấ ả ấ ủ ố trí hàng hóa trên xe cũng làm thay đổi phân b trố ọng lượng lên các cầu (thay đổi a, b và h - xem công th c ứ 3.26, 3.29).
Thực tế đường và l p ph bi n hi n nay có h s ố ổ ế ệ ệ ố bám khi phanh đang là: a) b)
54
φp -1. T ≥ ừ đó ta xây dựng lại đường bi u di n quan hể ễ ệ mg F p x1 và mg F p x2 như trên hình 3.11.
Khi ch t t i khác nhau ph thu c s ấ ả ụ ộ ự thay đổ ủi c a a, b, h ta có m t h ộ ọ đường bi u di n m i quan h ể ễ ố ệ mg Fp x1 và mg Fp x2 b. như trên hình 3.11
Chúng ta s nghiên cẽ ứu phương pháp điều khi n l c phanh trên các c u phân ể ự ầ b ố như trên hình 3.11.
b. Phương pháp điều khi n ể
Trước hết để có th ể điều khi n l c phanh ta ph i nghiên c u c u trúc và s ể ự ả ứ ấ ự hoạ ột đ ng của hệ thống phanh
H ệ thống phanh trên ơ tơ về cơ bản có hai b ph n chính: ộ ậ
- Cơ cấu phanh: là b ph n sinh ra mô men c n l i s quay c a bánh xe (mô ộ ậ ả ạ ự ủ men phanh). Cơ cấu phanh được đặ ạt t i bánh xe ho c b phặ ộ ận có liên quan động học đến bánh xe (sau h p s ộ ố chẳng h n). Hi n nay trên ô tô mô men phanạ ệ h thường là mô men ma sát được sinh ra t m t c p chi ti t ma sát, m t quay cùng bánh xe, ừ ộ ặ ế ộ m t c nh. Khi phanh lộ ố đị ực điều khi n t ể ừ người lái thông qua dẫn động phanh tác động để ặ c p chi ti t ma sát áp sát vào nhau sinh ra mô men ma sát. ế
- Dẫn động phanh: là b ph n truy n l c cộ ậ ề ự ủa người lái ho c l c c a m t b ặ ự ủ ộ ộ phận nào đó (lực khí nén ch ng hẳ ạn) đến cơ cấu phanh, điều khiển cơ cấu phanh sinh ra mơ men phanh. Dẫn động phanh có th bể ằng cơ khí, chấ ỏt l ng, khí nén hoặc liên hợp.
Đố ớ ẫn động phanh cơ khí ti v i d hì việc điều khi n l c phanh là không kh thi, ể ự ả hơn nữa trên ơ tơ dẫn động phanh cơ khí chỉ áp d ng cho phanh dụ ừng (điều khi n ể b ng tay) mà thôi. Do v y ta ch t vằ ậ ỉ đặ ấn đề điều khi n l c phanh h ể ự ở ệ thống phanh dẫn động b ng ch t l ng ho c khí nén. ằ ấ ỏ ặ
55
Như đã nó ở trên, để cơ cấi u phanh sinh ra mô men phanh Mp c n ph i có lầ ả ực
điều khi n, l c này thông qua dể ự ẫn động phanh truyền đến cơ cấu phanh để điều khi n c p chi ti t ma sát áp sát vào nhau. Gể ặ ế ọi lực này là P ta có:
Mp = f1(P) (3.31) f1 là một hàm số ph thuụ ộc vào kế ất c u của cơ cấu phanh c ụ thể:
- Loại cơ cấu phanh: phanh guốc, phanh đĩa; - Kích thước các chi tiết của cơ cấu phanh;
- Vật liệu c p ma sát: h s ma sát cặ ệ ố ủa cặp ma sát.
Ở cơ cấu phanh đĩa, hàm f1 là tuyến tính, cịn cơ cấu phanh gu c thì hàm fố 1
khơng tuy n tính. ế
Lực P được sinh ra do m t b ph n sinh l c: n u dộ ộ ậ ự ế ẫn động ch t l ng là pittông ấ ỏ – xi lanh sinh l c (ta vự ẫn thường g i là pittông xi lanh cơng tác), cịn dọ – ẫn động khí nén thì thường là b u phanh. Ta có: ầ
N u dế ẫn động phanh ch t l ng, pít ấ ỏ tơng sinh lực tác động tr c ti p vào má ự ế phanh:
P d p 4
2
= (3.32)
Trong đó: d là đường kính xi lanh cơng tác (v i mớ ỗi cơ cơ cấu phanh kích thước d khơng đổi), p là áp su t ch t l ng trong d n ấ ấ ỏ ẫ động phanh. N u dế ẫn động phanh là khí nén: P id d p 4 2 = (3.33)
Trong đó: d là đường kính b u phanh, p là áp su t khí nén trong dầ ấ ẫn động phanh; id là tỉ ố truyề s n dẫn động t bừ ầu phanh đến má phanh.
Mô men phanh Mp và lực phanh Fxp có quan hệ:
56 d d p x p F r M = 34) (3. Kết hợp 3.31; 3. ; 3. ; 3.32 33 34 ta có: Fp f( )p x = 35(3. ) T bi u th c 3.35, k t h p vừ ể ứ ế ợ ới đồ thị hình
3.8 ta xây dựng được đồ thị bi u di n m i quan ể ễ ố h tệ ối ưu của áp su t phanh ra cấ ầu trước p1 và ra
c u sau pầ 2 (đồ thị hình 3.12 ).
T nhừ ững phân tích trên đây ta có thể có các biện pháp điều khi n lể ực phanh sau đây:
- Tác động vào cơ cấu phanh: thi t k ế ế các cơ cấu phanh trước và sau khác nhau và ta s có ẽ lực phanh trên các cơ cấu phanh trước và sau
khác nhau nhưng theo mộ ỉ ệ không thay đổi. Phương pháp điềt t l u ch nh này g i là ỉ ọ điều ch nh c nh. Trên hình 3.13 bi u di n nguyên t c cỉ ố đị ể ễ ắ ủa phương pháp này. Đường 1 là đường áp suất lý tưởng ra phanh trước và phanh sau; đường 2 là đường áp su t th c t (áp suấ ự ế ất ra phanh trước p1 b ng áp su t ra phanh sau pằ ấ 2); đường 3 là
đường phân b l c phanh c a xe Fố ự ủ p1 và Fp2 khi áp dụng phương pháp điều ch nh c ỉ ố định.
- Tác động vào dẫn động phanh c ụ thể là thay đổi áp su t (ch t l ng ho c khí ấ ấ ỏ ặ nén) dẫn động đến cầu trước và c u sau. Viầ ệc thay đổi áp su t dấ ẫn động phanh đến các cầu có th ể có 2 phương án:
+ Khi áp su t trong h ấ ệ thống đạt đến m t giá tr ộ ị nhất định, áp suất phanh đến cầu sau được gi ữ nguyên. Điều ch nh kiỉ ểu này được gọi là điều ch nh gi i h n. ỉ ớ ạ Trên hình 3.14 bi u di n nguyên t c cể ễ ắ ủa phương pháp này. Đường 1 là đường áp su t lý ấ tưởng ra phanh trước và phanh sau; đường 2 là đường áp suất không điều ch nh (p1 ỉ = p2); đường 3 là đư ng phân b áp su t phanh khi áp dờ ố ấ ụng phương pháp điều ch nh ỉ giới hạn.
57 + Khi áp su t trong h ấ ệ thống đạt đến