54
Hình 3.1 Sơ đồ các lực tác dụng lên ô tô khi phanh
b) Các thông số tính toán
Bảng 3.2. Các thông số tính toán của xe Toyota Inova
Thông số Đơn vị Không tải Đầy tải
G N 15750 21300 G1 N 8350 9160 G2 N 7400 12140 L m 2,75 2,75 a m 1,29 1,57 b m 1,46 1,18 hg m 0,7 0,74 rbx m 0,324 0,324 c) Phản lực thẳng đứng tác dụng lên các bánh xe
Từ công thức (2.6) và (2.7) tính phản lực thẳng đứng lên một cầu xe, ta tính được phản lực thẳng đứng lên một bánh xe :
- Cầu trước:
- Cầu sau:
Trong đó: = hg/L; thay các thông số tính toán trên bảng 3.2 vào các công thức tính Rz1, Rz2 ta được:
+ Khi không tải
55
+ Khi đầy tải
d) Lực phanh
Thay các giá trị Rz1, Rz2 vào công thức 2.20 ta tính toán được lực phanh lý tưởng tại các bánh xe cầu trước và cầu sau :
+ Khi không tải
+ Khi đầy tải
đ)Mô men phanh
Áp dụng công thức 2.23 ta tính toán được mô men phanh lý tưởng tại các bánh xe cầu trước và cầu sau :
+ Khi không tải
+ Khi có tải g) Lực phanh riêng lý tƣởng
Áp dụng công thức 2.24 ta tính toán được lực phanh riêng lý tưởng tại cầu trước và cầu sau :
+ Khi không tải
(
56
(
*
+ Khi đầy tải
( * ( *
Bảng 3.3. Các số liệu tính toán động lực học phanh ô tô với phân bố lực phanh lý tưởng xe Toyota Inova
57
h) Lực phanh cực đại
Từ công thức (2.22) ta tính toán được lực phanh cực đại tác dụng lên các bánh xe cầu trước và bánh xe cầu sau :
+ Khi không tải: Nếu Nếu
+ Khi đầy tải: Nếu Nếu
Lực phanh cực đại trên các bánh xe được trình bày trong bảng 3.4 Bảng 3.4. Lực phanh cực đại xe Toyota Inova
58
i) Tính toán lực phanh riêng lý tƣởng cực đại trên các cầu
- Lực phanh riêng cực đại trên cầu trước: Áp dụng công thức 2.31 ta có:
( * ( ) ( * ( )
- Lực phanh riêng cực đại trên cầu sau: Áp dụng công thức 2.32 ta có:
( * ( * ( )
Kết quả tính toán lực phanh riêng cực đại trên các cầu được trình bày trong bảng 3.5
59
k) Tính toán lực phanh thực tác dụng lên các cầu + Tính toánhệ số tỷ trọng lực phanh cầu sau
- Xác định hệ số tỷ lệ
Đối với cơ cấu phanh đĩa phía trước mối quan hệ giữa mô men phanh với lực ép FS được mô tả như hình 3.2 và công thức[6]
:
M = 2.FS.rS = (3.1)
trong đó bán kính trung bình rs được tính theo công thức:
Chọn ta có:
Đối với cơ cấu phanh tang trống phía sau:
Hình 3.3. Sơ đồ tính toán cơ cấu phanh tang trống Hình 3.2. Sơ đồ tính toán cơ cấu phanh đĩa
60
Đối với cơ cấu phanh tang trống kiểu “Simplex” phía sau có xi lanh thủy lực
[6]
(hình 3.3), coi: FS1 = FS2 = FS, h1 = h2 = h. khi đó:
(
*
trong đó - hệ số ma sát; rb-bán kính tang trống (m); k- hệ số hiệu chỉnh, bằng 0,8 – 0,95.
(
*
Thay các giá trị: 0,127m; ; h= 0,22m; a = 0,11 m ta tính được
(
*
- Tính toán hệ số phân bố tỷ lệ lực phanh lên cầu sau [6]:
Với: ta tính được:
+ Tính toán lực phanh thực tế tại các cầu: Từ công thức 2.26 ta có:
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 3.4); khi xe đầy tải (hình 3.6) và Đồ thị phân bố lực phanh riêng khi xe không tải (hình 3.5) khi xe đầy tải (hình 3.7).
61
Hình 3.4 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 3.5 Đồ thị phân bố lực phanh riêng khi xe không tải 1. Trường hợp phân bố lực phanh lý tưởng
62
Hình 3.6. 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 3.7. Đồ thị phân bố lực phanh riêng khi xe đầy tải 1. Trường hợp phân bố lực phanh lý tưởng
2. Trường hợp phân bố lực phanh thực
Nhận xét
63
- Khi trên đồ thị hình 3.4, đường phanh thực Fi trùng với đường phanh lý tưởng tưởng ô tô hoạt động ổn định.
- Với giá trị gia tốc tương đối đường phanh thực Fi nằm dưới đường phanh lý tưởng tưởng cầu trước phanh thiếu, cầu sau phanh quá, ô tô có nguy cơ mất ổn định.
Khi trên đồ thị hình 3.5 đường phân bố lực phanh thực gần trùng đường cong 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
- Khi trên đồ thị hình 3.6, so sánh lực phanh thực Fi với phanh lý tưởng tưởng ta thấy cầu trước bị phanh quá còn cầu sau phanh thiếu.
- Với giá trị gia tốc tương đối cầu trước phanh thiếu, cầu sau phanh quá, ô tô có nguy cơ mất ổn định.
- Đồ thị phân bố lực phanh riêng thể hiện trên hình 3.7. Giao của đường thẳng 2 và parabol 1 được gọi là điểm giới hạn. Điểm giới hạn chia đồ thị thành 2 phần ổn định và không ổn định. Với các bánh trước ô tô bị bó cứng nên trong quá trình phanh chuyển động ô tô vẫn ổn định. Khi các bánh sau 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.