a) Các lực tác dụng lên xe
67
b) Các thông số tính toán
Bảng 3.8. Các thông số tính toán của xe Hyundai HD250
Thông số Đơn vị Không tải Đầy tải
G N 114800 245500 G1 N 55100 68740 G2 N 59700 176760 L m 5,450 5,450 a m 2,830 3,920 b m 2,620 1,530 hg m 1,250 1,480 rbx m 0,507 0,507
Việc tính toán động lực học xe HYUNDAI HD250 tương tự việc tính toán cho xe TOYOTA INOVA ở mục 3.1 có lưu ý đến số lượng trục của xe. Ta có kết quả tính toán như sau:
c) Phản lực thẳng đứng tác dụng lên các bánh xe + Khi không tải
- Trên 1 bánh xe cầu trước:
- Trên 1 bánh xe cầu sau:
+ Khi đầy tải
- Trên 1 bánh xe cầu trước:
+ Trên 1 bánh xe cầu sau:
d) Lực phanh + Khi không tải
- Trên 1 bánh xe cầu trước:
- Trên 1 bánh xe cầu sau:
68
+ Khi đầy tải
- Trên 1 bánh xe cầu trước:
- Trên 1 bánh xe cầu sau:
đ) Mô men phanh + Khi không tải
- Trên 1 bánh xe cầu trước:
- Trên 1 bánh xe cầu sau:
+ Khi có tải:
- Trên 1 bánh xe cầu trước:
- Trên một bánh xe cầu sau:
e) Lực phanh riêng lý tƣởng + Khi không tải
- Trên cầu trước:
- Trên cầu sau:
+ Khi đầy tải
- Trên cầu trước:
- Trên cầu sau:
69
Kết quả tính toán động lực học phanh ô tô với phân bố lực phanh lý tưởng được trình bày trong (bảng 3.9)
Bảng 3.9. Các số liệu tính toán động lực học phanh ô tô với phân bố lực phanh lý tưởng xe Hyundai HD250.
70
g) Lực phanh cực đại + Khi không tải
- Ở một bánh xe cầu trước: Khi Khi - Ở một bánh xe cầu sau: Khi Khi
+ Khi đầy tải
- Ở một bánh xe cầu trước: Khi Khi - Ở một bánh xe cầu sau: Khi Khi
Kết quả tính toán lực phanh cực đại trên các cầu xe được trình bày trong bảng 3.10 Bảng 3.10. Số liệu tính toán lực phanh cực đại xe Hyundai HD250
71
+ Tính toán lực phanh riêng lý tưởng cực đại trên các cầu: - Lực phanh riêng cực đại trên cầu trước:
- Lực phanh riêng cực đại trên cầu sau:
Kết quả tính toán lực phanh riêng cực đại trên các cầu trước và sau xe Hyundai HD250 được trình bày trong bảng 3.11.
Bảng 3.11. Số liệu tính toán lực phanh riêng cực đại trên các cầu trước và sau xe Hyundai HD250
h) Tính toán lực phanh thực tác dụng lên các cầu + Tính toán hệ số tỷ trọng lực phanh cầu sau
- Xác định hệ số tỷ lệ
Cơ cấu phanh xe HYUNDAI HD250 ta đang khảo sát là phanh tang trống kiểu “Simplex” với cam ép, sơ đồ tính toán như (hình 3.10):
72 ( * ( ) ( )
Hình 3.10 Sơ đồ phanh tang trống kiểu “Simplex” với cam ép Từ (3.6), (3.7), (3.8) ta có: ( ) và: ( )
+ Đối với bánh trước, thay các giá trị: a = 0,155 m; = 0,205 m; h= 0.31 m; chọn k = 0.95 vào công thức (3.9) ta tính được:
73
+ Đối với bánh sau, thay các giá trị: a = 0,16 m; = 0,21 m; h= 0.32 m; chọn
k = 0.95 vào công thức (3.10) ta tính được:
- Hệ số tỷ trọng lực phanh cầu sau được tính theo công thức[6]:
Trong đó:
Аэкi, m2 – diện tích hiệu dụng của bầu phanh;
Uкi – tỷ số truyền của cơ cấu cam dẫn động các guốc phanh.
Diện tích hiệu dụng của bầu phanh trước bằng diện tích hiệu dụng của bầu phanh sau và được tính như sau:
Tỷ số truyền cơ cấu cam dẫn động guốc phanh được tính bằng chiều dài tay đòn quay và bán kính nhỏ của cơ cấu cam ép. Đối với xe đang khảo sát tỷ số truyền cơ cấu cam được tính như sau:
Thay các giá trị vào công thức (3.11) ta tính được:
+ Tính toán lực phanh thực tế tại các bánh xe
- Lực phanh thực tế trên một bánh xe cầu trước:
- Lực phanh thực tế trên một bánh xe cầu sau:
Từ các tính toán trên ta xây dựng Đồ thị quan hệ giữa lực phanh lý tưởng , lực phanh thực và lực phanh cực đại với gia tốc tương đối khi xe không tải (hình 3.11), khi đầy tải hình 3.13 và đồ thị phân bố lực phanh riêng khi xe không tải (hình 3.12) khi xe đầy tải hình 3.14.
74
Hình 3.11. Đồ thị quan hệ giữa lực phanh lý tưởng , lực phanh thực và lực phanh cực đại với gia tốc tương đối khi ô tô không tải.
Hình 3.12. Đồ thị phân bố lực phanh riêng khi xe không tải 1. Trường hợp phân bố lực phanh lý tưởng
75
Hình 3.13. Đồ thị quan hệ giữa lực phanh lý tưởng , lực phanh thực và lực phanh cực đại với gia tốc tương đối khi ô tô đầy tải.
Hình 3.14. Đồ thị phân bố lực phanh riêng khi xe đầy tải 1. Trường hợp phân bố lực phanh lý tưởng
76
Nhận xét
+ Ở chế độ không tải
- Khi trên đồ thị hình 3.11, đường phanh thực Fi gần trùng với đường phanh lý tưởng tưởng ô tô hoạt động ổn định.
- Với giá trị gia tốc tương đối đường phanh thực cầu trước nằm dưới đường phanh lý tưởng cầu trước phanh thiếu; đường phanh thực cầu sau nằm trên đường phanh lý tưởng cầu sau phanh quá, ô tô có nguy cơ mất ổn định.
- Đồ thị phân bố lực phanh riêng thể hiện trên hình 3.12. Khi phân bố lực phanh thực bằng phân bố lực phanh lý tưởng. Khi các bánh sau bị bó cứng vì lực phanh riêng tạo lên bởi cơ cấu phanh cầu sau D2 lớn hơn lực phanh riêng lý tưởng theo điều kiện bám.
+ Ở chế độ đầy tải
- Ở mọi giá trị của trên đồ thị hình 3.13, đường phanh thực cầu trước ở trên đường phanh lý tưởng cầu trước phanh thừa; đường phanh thực cầu sau ở dưới đường phanh lý tưởng cầu sau phanh thiếu, ô tô ổn định.
- Đồ thị phân bố lực phanh riêng ở cầu sau thể hiện trên hình 3.14 Với mọi giá trị của các bánh trước ô tô luôn bị bó cứng vì lực phanh riêng tạo lên bởi cơ cấu phanh cầu trước D1 luôn luôn lớn hơn lực phanh riêng lý tưởng theo điều kiện
bám.
3.2.3. Đánh giá hệ thống phanh theo tiêu chuẩn ECE R13
Từ công thức (2.29) ta tính:
+ Hệ số bám hiệu dụng lúc không tải: - Trên cầu trước:
- Trên cụm cầu sau:
77
- Trên cầu trước:
- Trên cụm cầu sau:
Ta có kết quả tính toán như bảng 3.12
Bảng 3.12.Số liệu tính toán hệ số bám hiệu dụng trong trường hợp không có điều hoà lực phanh giữa các cầu xe Hyundai HD250.
Từ kết quả tính toán ta xây dựng đồ thị đường cong hệ số bám hiệu dụng ki
theo gia tốc tương đối (Hình 3.15)
Nhận xét
- Ở chế độ không tải: Trong khoảng k1 không hoàn toàn nằm trên k2. k1 cắt đường thẳng = (T-0.2)/0.74 và = (T+0,07)/0.85
- Ở chế độ đầy tải: Đường k1 nằm ngoài vùng giới hạn bởi 2 đường thẳng =
T và đường thẳng k2 cắt đường thẳng = T-0.8.
Vậy hệ thống phanh với hệ số tỷ lệ lực phanh tác dụng lên các cầu xekhông thay đổi không thoả mãn thiêu chuẩn ECE R13.
78
Hình 3.15. Đồ thị đường cong hệ số bám hiệu dụng ki theo gia tốc tương đối với hệ số tỷ lệ lực phanh tác dụng lên các cầu xekhông thay đổi, khi ô tô không tải (đường đứt) và ô tô có tải (đường liền)
Kết luận
Qua khảo sát hệ thống phanh ô tô con M1 và ô tô tải nặng N3 ta thấy khi sự phân chia tỷ lệ lực phanh trên cầu trước và cầu sau không thay đổi, hệ thống phanh không đáp ứng tiêu chuẩn ECE R13. Vì vậy cần thiết phải có bộ điều hoà lực phanh để thay đổi tỷ lệ lực phanh theo điều kiện thực tế.
79
Chƣơng 4
QUY TRÌNH THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ THEO TIÊU CHUẨN ECE R13
Như đã trình bày ở Chương 2, việc thiết kế, tính toán hệ thống phanh được thực hiện theo 5 bước:
+ Bước 1: Tính toán động lực học + Bước 2: Tính toán cơ cấu phanh
+ Bước 3: Kiểm tra theo tiêu chuẩn ECE R13 + Bước 4: Tính toán dẫn động phanh
+ Bước 5: Tính toán các phần tử trong dẫn động.
Với nhiệm vụ xây dựng phương pháp đánh giá hiệu quả phanh trong quá trình thiết kế, Luận văn giới hạn phạm vi tính toán từ bước 1 đến bước 3.
Ở chương 3 ta đã khảo sát, tính toán cho bước 1 và 2 bao gồm:
1. Tính toán cho trường hợp phân bố lực phanh lý tưởng. Theo kết quả tính toán này người ta xác định kết cấu và các kích thước của cơ cấu phanh, dẫn động phanh .
2. Tính toán cho hệ thống phanh thực với các thông số đã được chọn theo kết quả tính toán của giai đoạn 1 có kể đến việc sử dụng các cụm, các thiết bị tiêu chuẩn với điều kiện tỷ lệ giữa mô men phanh cầu trước và mô men phanh cầu sau là không đổi. Kết quả tính toán được đối chiếu với tiêu chuẩn E/ECE/324, E/ECE/TRANS/505 và xác định nhu cầu cần sử dụng bộ điều hoà lực phanh.
Ở Chương 4 ta sẽ thực hiện bước 3: Tính toán cho hệ thống phanh thực có sử dụng bộ điều hoà lực phanh có khả năng thay đổi một cách tự động tỷ lệ mô men phanh cầu trước và cầu sau. Dựa trên các kết quả tính toán này người ta điều chỉnh lại các thông số của dẫn động phanh và xác định mức độ đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn ECE R13.
Để tính toán, ta chọn xe tham khảo là ô tô HYUNDAI HD 250 có các thông số tính toán trình bày ở (bảng 3.8)
80
Sơ đồ tính toán và các lực tác dụng lên ôtô trong quá trình phanh thể hiện trên hình 3.9.