II. Tính toán dẫn động phanh
3. Cơ sở lý thuyết của hệ thống phanh ABS
ở trên ta đã nói nếu khi phanh mà các bánh xe bị bó cứng ngay từ đầu thì hiệu quả phanh, tính ổn định và tính dẫn hớng khi phanh sẽ giảm đột ngột (do ϕx
giảm gần một nửa và ϕy giảm vài lần).
Để giữ cho các bánh xe không bị hãm cứng và đảm bảo hiệu phanh cao cần phải điều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh sao cho độ trợt của bánh xe với mặt đờng thay đổi quanh giá trị λo trong giới hạn hẹp. Căn cứ vào lý thuyết đó các hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh đã sử dụng nguyên lý điều chỉnh theo gia tốc chậm dần
Trên hình 3.3 trình bày đồ thị chỉ thị sự thay đổi một số thông số của hệ thống phanh và chuyển động của bánh xe khi có trang bị hệ thống chống bó cứng bánh xe khi phanh.
Hình 3.3.a Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của mômen phanh khi xe có trang bị hệ thống ABS
Hình 3.3.b Đồ thị biểu diễn sự thay đổi áp suất dẫn động phanh P khi xe có trang bị hệ thống ABS
Khi tác động lên bàn đạp phanh thì áp suất trong dẫn động tăng lên nghĩa là mômen phanh Mp tăng lên làm tăng giá trị của gia tốc chậm dần của bánh xe và làm tăng độ trợt của nó. Sau khi vợt qua điểm cực đại trên đờng cong ϕx = f(λ) thì gia tốc chậm dần của bánh xe bắt đầu tăng đột ngột. Điều này báo hiệu bánh xe có xu hớng bị hãm cng. Giai đoạn này của quá trình phanh ứng với đờng cong 0 - 1 trên hình vẽ 3 - 2 a, b, c giai đoạn này là giai đoạn tăng áp suất trong dẫn động phanh.
Bộ điều khiển của hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh lúc này ghi gia tốc tại điểm 1 đạt giá trị tới hạn và ra lệnh cho bộ thực hiện phải giảm áp suất trong dẫn động phanh. Sự giảm áp đợc bắt đầu với độ chậm trễ nhất định do đặc tính của bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh. Quá trình diễn biến từ điểm 1 đến điểm 2 đây là quá trình giảm áp suất trong dẫn động phanh. Gia tốc của bánh xe lúc này giảm dần và tại điểm 3 gia tốc tiến gần giá trị không. Sau khi ghi lại giá trị này, bộ điều khiển ra lệnh cho bộ van thực hiện ổn định áp suất trong dẫn động phanh. Lúc này bánh xe sẽ tăng tốc trong chuyển động tơng đối và vận tốc của bánh xe tiến gần tới vận tốc của ôtô nghĩa là độ trợt sẽ giảm và nh vậy hệ số bám dọc ϕx tăng lên (đoạn 2 - 3) giai đoạn này là giai đoạn giữ áp suất ổn định.
Bởi vì mômen phanh trong thời gian này đợc giữ cố định cho nên gia tốc chậm dân cực đại của bánh xe trong chuyển động tơng đối sẽ phát sinh tơng ứng với hệ số bám dọc ϕx đạt cực đại. Gia tốc chậm dần cực đại này đợc chọn làm thời điểm phát lệnh và nó tơng ứng với điểm 3. Lúc này bộ điều khiển ghi lại giá trị gia tốc này và ra lệnh cho bộ van tăng áp suất trong dẫn động phanh.
Hình 3.3 trình bày đồ thị thay đổi vận tốc góc của bánh xe, tốc độ ôtô và độ trợt bánh xe theo thời gian khi phanh có ABS.
Hình 3.5.a Sự thay đổi tốc độ góc wb của bánh xe và tốc độ của ôtô v theo thời gian t khi phanh có trang bị hệ thống ABS
Hình 3.5.b Sự thay đổi độ trợt λ theo thời gian t khi phanh trang bị hệ thống ABS
Từ đồ thị ta thấy rằng trong quá trình phanh có hệ thống ABS, vận tốc góc wb của bánh xe thay đổi theo chu kỳ.