106 phanh cần phải cĩ hệ số bámlớn giữa bánh xe với mặt đƣờng. Trong quá trình phanh sẽ cĩ sự trƣợt tƣơng đối giữa bánh xe với mặt đƣờng. Quan hệ giữa hệ số bám và độ trƣợt tƣơng đối đƣợc xác định bằng thực nghiệm thể hiện trên hình 7.9
Độ trƣợt tƣơng đối đƣợc xác định theo biểu thức sau: =
v r vb b
(7-45)
Trong đĩ: v - vận tốc của ơ tơ
b
- vận tốc gúc của bánh xe đang phanh
rb - bán kính làm việc trung bình của bánh xe.
Thực nghiệm chứng tỏ rằng khi độ trƣợt tƣơng đối 0 nằm trong giới hạn 1525% thì hệ số bám dọc
x
cĩ giá trị cực đại và hệ số bám ngang y cũng cĩ giá trị khá lớn. Nhƣ vậy nếu giữ cho quá trình phanh xảy ra ở độ trƣợt tƣơng đối
0 thì sẽ đạt đƣợc lực phanh cực đại, khi đĩ hiệu quả phanh sẽ cao nhất đồng thời độ ổn định hƣớng của ơ tơ khi phanh cũng đảm bảo tốt. Nếu trong quá trình phanh mà bánh xe bị hãm cứng ( = 100%) thì hệ số bám sẽ nhỏ, do đĩ hiệu quả phanh sẽ thấp
Hình 7. 9. Sự thay đổi hệ số bám dọcx và hệ số
bám ngang ytheo độ trƣợt tƣơng đối của bánh
xe khi phanh
Bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh giữ cho bánh xe ở độ trƣợt thay đổi trong phạm vi hẹp xung quanh giá trị 0 trong suốt quá trình phanh.
Thực hiện việc đĩ bằng cách điều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh dẫn tới các bánh xe. Các hệ thống chống hĩm cứng bánh xe khi phanh cĩ thể sử dụng các nguyên lý điều chỉnh nhƣ sau:
- Điều chỉnh theo gia tốc chậm dần của bánh xe đƣợc phanh - Điều chỉnh theo giá trị độ trƣợt cho trƣớc
- Điều chỉnh theo giá trị của vận tốc gĩc của bánh xe với gia tốc chậm dần của nĩ. Nhờ cĩ sự phát triển mạnh mẽ của ngành tin học, điện tử và tự động hố, ngày nay ngƣời ta đã chế tạo thành cơng các bộ chống hãm cứng bánh xe dựng trên các ơ tơ hiện đại.
107 - Cảm biến để phát tín hiệu về tình trạng của bánh xe đƣợc phanh. Tuỳ theo sự lựa chọn nguyên lýđiều chỉnh mà cĩ thể sử dụng các loại cảm biến nhƣ: cảm biến vận tốc gĩc, cảm biến trong dẫn động phanh, cảm biến gia tốc của ơ tơ và các cảm biến khác.
- Bộ điều khiển để sử lý các thơng tin và phát lệnh nhả phanh hoặc phanh bánh xe. Các bộ điều khiển thƣờng dùng loại điện tử.
- Bộ phận thực hiện các lệnh do bộ điều khiển phát ra. Bộ phận thực hiện cĩ thể là loại thuỷ lực, loại khí hoặc loại hỗn hợp thuỷ khí. Bộ phận thực hiện sẽ làm cho áp suất trong dẫn động tới các cơ cấu phanh bánh xe tăng hoặc giảm hoặc giữ áp tuỳ theo lệnh của bộ điều khiển.
Các hệ thống chống hãm cứng bánh xe ngày nay thƣờng dùng nguyên lý điều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh theo gia tốc chậm dần của bánh xe và ở các bánh xe cĩ cảm biến vận tốc gĩc.
Hình 7.10 trình bày đồ thị thay đổi mơ men phanh theo độ trƣợt tƣơng đối khi cĩ bộ chống hãm cứng bánh xe (đƣờng liền nét trên đồ thị). Mơ men phanh Mp sẽ thay đổi theo chu kỳ khép kín 1-2- 3-1 nhƣ sau:
Ban đầu khi bắt đầu phanh, lực phanh tăng và độ trƣợt tƣơng đối cũng tăng, lức này hệ số bám dọc tăng. Khi độ trƣợt tƣơng đối đạt giá trị khoảng 20% thì hệ số bám dọc x đạt giá trị cực đại (điểm 3'),
Hình 7. 10.Sự thay đổi mơ men phanh Mp khi cĩ
bộ chống hãm cứng bánh xe
cịn hệ số bám ngang cũng cĩ giá trị khá cao (đƣờng 0-1). Nếu tăng lực phanh lên nữa thì giá trị của hệ số bám dọc và bám ngang sẽ giảm, bánh xe sẽ bị trƣợt nhiều hơn và tiến tới trƣợt lê hồn tồn (đƣờng đứt nét).
Lúc này bộ điều khiển sẽ phát ra lệnh giảm áp suất trong dẫn động phanh làm cho lực phanh giảm (theo đƣờng 1-2-3), do đĩ độ trƣợt tƣơng đối của bánh xe giảm. Khi độ trƣợt tƣơng đối giảm xuống nhỏ hơn 20% thì bộ điều khiển lại phát ra lệnh tăng áp suất trong dẫn động phanh làm cho lực phanh tăng lên (theo đƣờng 3-1), khi đĩ giá trị độ trƣợt tƣơng đối lại tăng lên, chu kỳ điều khiển lặp lại.
Nhƣ vậy, quá trình điều chỉnh lực phanh để bánh xe khơng bị hãm cứng luơn diễn ra khi giá trị độ trƣợt tƣơng đối dao động xung quanh một giá trị đĩ xác định trƣớc (0), khi đĩ giá trị độ bám dọc cũng dao động xung quanh giá trị cực đại max
108 (theo đƣờng 3'-2'-1'-3'). Vì vậy lực phanh luơn đƣợc duy trì ở giá trị cực đại nên hiệu quả phanh cao.
Hình 7.11 trình bày sự thay đổi tốc độ gĩc của bánh xe, tốc độ của ơ tơ và độ trƣợt tƣơng đối của bánh xe theo thời gian phanh khi cĩ bộ chống hĩm cứng bánh xe khi phanh.
Tốc độ gĩc b thay đổi theo đƣờng gợn sĩng cho đến khi giá trị bằng khơng, cịn thay đổi theo giá trị o trong một giới hạn hẹp, đảm bảo hệ số bám cao tức là hiệu quả phanh cao.
Khi sử dụng bộ chống hãm cứng bánh xe thì quãng đƣờng phanh sẽ giảm đi khoảng 20% đối với đƣờng nhựa khơ và 40% đối với đƣờng ƣớt tuỳ theo tốc độ khi bắt đầu phanh
Hình 7. 11. Sự thay đổi tốc độ gĩc b của bánh xe, tốc độ của ơtơ v và độ trƣợt theo thời gian t
khi phanh cĩ bộ chống hãm cứng bánh xe