PHẦN 3 : TÍNH TỐN CƠ CẤU PHANH
3.2 Tính tốn xác định các thông số yêu cầu của cơ cấu phanh
3.2.1 Mô-men phanh yêu cầu ở các cơ cấu phanh
- Xét các lực tác dụng lên ô tô khi xe đứng yên như hình 1.
Hình 3.1: Các lực tác dụng lên ô tô khi xe đứng yên trên mặt đường nằm ngang
Trong đó:
+ a, b: Khoảng cách từ trọng tâm đến trục bánh xe trước, sau. + L: chiều dài cơ sở của xe.
+ Ga: trọng lượng toàn bộ của xe.
+ Z1, Z2: Phản lực pháp tuyến từ mặt đường tác dụng lên bánh xe trước, sau.
+ hg: Chiều cao trọng tâm của xe. + O: Trọng tâm của xe.
- Phương trình cân bằng mô men khi xe đứng yên: Xét điểm cân bằng tại O1:
Z2.L = Ga.a Suy ra: (1.1) Với: Ga = ma.g = 12000*10 = 120000 [N] L = 3950 [mm] Z2 = 8400*10 = 84000 [N]
PBL4: Thiết kế hệ thông ô tô thông minh Thay các giá trị và (2.1) ta được:
a= 84000.3950120000 = 2765 [mm] b = L – a = 3950 –2765 = 1185 [mm] - Để xét điều kiện đảm bảo phanh tối ưu (phanh hiệu quả nhất) chúng ta dùng sơ đồ ở hình 2 trình bày các lực tác dụng lên ô tô khi phanh ở trường hợp xe ở trên mặt phẳng nằm ngang.
Hình 3.2: Sơ đồ tính tốn lực tác dụng lên ơ tơ khi phanh
- Khi phanh sẽ có các lực tác dụng lên xe : + Trọng lượng toàn bộ Ga đặt tại trọng tâm O + Lực cản lăn pf1 và pf2
+ Phản lực thẳng góc Z1 và Z2
+ Lực phanh tác dụng lên bánh xe trước/sau Pp1 và Pp2 + Lực cản khơng khí Pw
+ Lực quán tính Pj sinh ra do khi phanh sẽ có gia tốc chậm dần
- Ở đây lực phanh Pp1 và Pp2 đặt tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường, chiều ngược chiều chuyển động của ơ tơ. Lực qn tính Pj đặt tại trọng tâm xe và có chiều cùng chiều chuyển động của ơ tơ.
- Khi phanh thì lực cản khơng khí Pw và lực cản lăn Pf1, Pf2 khơng đáng kể, có thể bỏ qua. Sự bỏ qua này chỉ gây ra sai số 1,5÷2%. Khi đó phương trình cân bằng lực khi xe phanh theo phương song song với mặt đường là :
Pj = Pp1 + Pp2 (1.2)
- Lực quán tính Pj theo tài liệu [1] được xác định theo biểu thức sau : (1.3)
g: gia tốc trọng trường (g=9,81 m/s2) Jp: Gia tốc chậm dần khi phanh
- Để sử dụng hết trọng lượng bám của ơ tơ thì cơ cấu phanh được bố trí ở bánh sau và trước, lực phanh lớn nhất đối với toàn bộ xe theo tài liệu [1] là:
Ppmax = Ga.φ (1.4)
- Với hệ thống phanh khơng có trang bị hệ thống kiểm sốt và điều chỉnh độ trượt của bánh xe (ABS) thì hệ số bám khi phanh khẩn cấp chỉ có thể đạt φ= 0,56÷0,68. Để đám bảo hiệu quả phanh cao nhất với giá trị gia tốc chậm dần lớn nhất mà các bánh xe khơng bị trượt ta có thể chọn φ= 0,64.
- Xét khi ơ tơ phanh khẩn cấp với tốc độ bất kì cho đến khi dừng hẳn (v=0) thì gia tốc khi phanh đạt cực đại, jpmax sẽ được xác định từ phương trình cân bằng lực quán tính khi phanh:
Pjmax = Ga
g . j pmax => Ga.φ =Ga
g . j pmax
=> j pmax = φ.g (1.5)
- Phương trình cân bằng momen tại O1 khi phanh với gia tốc chậm dần lớn nhất:
Zp2.L + Pjmax.hg – Ga.a = 0 Zp2.L + Ga. φ.hg – Ga.a = 0
Zp2 ¿ (1.6)
Phương trình cân bằng momen tại O2 khi phanh với gia tốc chậm dần lớn nhất:
-Zp1.L + Pjmax.hg + Ga.b = 0
-Zp1.L + Ga. φ.hg + Ga.b = 0
PBL4: Thiết kế hệ thông ô tô thông minh
- Trọng lượng tác dụng lên mỗi bánh xe trước (Gbx1) và bánh xe sau (Gbx2) khi phanh là:
Gbx1 = (1.8) Gbx2 = (1.9) Thay các giá trị vào (2.8) và (2.9) ta được:
Gbx1 = 1200002.3950 .( 1185 +1580.0,85)= 38400 [N] Gbx2= 1200002.3950 .( 2765-1580.0,85)= 21600 [N]
- Lực phanh yêu cầu ở mỗi cơ cấu phanh ở bánh xe trước theo tài liệu [1] xác định bằng :
P1 = Gbx1.φ =38400.0,85=32640 [N]
- Lực phanh yêu cầu ở mỗi cơ cấu phanh ở bánh xe sau theo tài liệu [1] được xác định:
P2 = Gbx2.φ = 21600.0,85= 18360[N] - Momen phanh yêu cầu ở cầu trước theo tài liệu [1] là:
Mp1 = Pbx1.Rbx1 = 32640.0,45 = 14688 [N.m] - Momen phanh yêu cầu ở cầu sau theo tài liệu [1] là:
Mp2 = Pbx2.Rbx2 = 18360.0,45 = 8262[N.m]