d = 28 mm; dlx = 2 mm; D = 20 mm.
4.1.3. Thiết kế tính toán bộ điều hoà lực phanh
Trong quá trình phanh, tải trọng tác dụng lên các cầu xe có sự thay đổi, do lc quán tính khi phanh trọng lợng đợc dồn về cầu trớc, gia tốc chậm dần của xe khi phanh càng lớn thì tải trọng tác dụng lên cầu trớc càng lớn. Tải trọng tác dụng lên các bánh xe càng lớn và hệ số bám của các bánh xe với mặt đờng càng lớn thì lực phanh và mô men phanh thay đổi càng lớn. Để phanh có hiệu quả cao cần thiết phải có bộ phận phân bố áp suất dầu vào các xi lanh làm việc ở các bánh xe sao cho phù hợp với trọng lợng bám ở các bánh xe trong quá trình phanh.
Bộ điều hòa lực phanh có nhiệm vụ tự điều chỉnh áp lực phanh ở các bánh xe cho thích hợp để tăng hiệu quả phanh, nó phụ thuộc vào hai thông số:
- Cờng độ phanh của ô tô.
- Sự thay đổi tải trọng lên cầu sau làm thay đổi độ võng của hệ thống treo sau.
Bộ điều hoà lực phanh sẽ tiếp nhận các tín hiệu trên để điều khiển áp suất đa vào các xi lanh ở các bánh xe của cầu trớc và cầu sau sao cho phù hợp với trọng lợng bám ở mỗi bánh xe và nh vậy thì hiệu quả phanh sẽ cao hơn rất nhiều khi không bố trí bộ phận này.
4.1.3.1. Cơ sở để điều chỉnh áp lực phanh
4.1.3.1.1. Vấn đề sử dụng trọng lợng bám
Đa số các loại phanh dầu dùng trên ô tô hiện nay có áp dầu phân bố về các bánh xe trớc và sau nh nhau, hoặc phân bố chia theo một tỷ lệ nhất định nào đó tuỳ theo trọng lợng bám ở các bánh xe thay đổi.
Trên các xe này sự phân bố lực phanh đợc đánh giá bằng hệ số: β = Pt/Pp
ở đây:
Pt : Lực phanh ở các bánh trớc; Pp : Lực phanh của toàn xe.
Đối với mỗi xe hệ số β= const sẽ đợc chọn ứng với mỗi loại hệ số bám ϕOH
( theo cờng độ phanh ) mà tại đó khi phanh sẽ đạt đợc hiệu quả tốt nhất.
(4 – 1)
Trong đó:
L – Là chiều dài cơ sở của ô tô;
b – Là khoảng cách từ trọng tâm của xe đến tâm của các bánh xe sau;
hg – Chiều cao trọng tâm của xe.
Ta thấy các trị số L, b, hg ở mỗi loại xe ta đã biết và là giá trị cố định khi tính toán ϕOH. Đối với mỗi loại xe giá trị β chọn trớc ta chỉ tính đợc một hệ số
bám tốt nhất đạt đợc hiệu quả phanh cao nhất ở một loại đờng nhất định. Khi xe chuyển động trên đờng thì gặp các loại đờng khác nhau nh đờng bê tông, đờng nhựa, đờng đất, đờng đá hoặc khí hậu khác nhau nh… trời ma, trời rét, trời nắng thì hệ số bám … ϕ của bánh xe với mặt đờng cũng khác nhau. Nh vậy không thể sử dụng triệt để hiệu quả phanh khi xe vận hành trên các loại đ- ờng khác nhau.
4.1.3.1.2. Đồ thị quan hệ áp suất P1, P2
Đối với các loại phanh dầu dùng trên ô tô có áp suất dầu phân bố về các bánh trớc và các bánh sau nh nhau thì trên trục hoành thể hiện áp suất ở các bánh xe trớc là P1, trên trục tung thể hiện áp suất ở các bánh xe sau là P2, thì
g h b L ) ( OH − = β ϕ
quan hệ của nó là đờng nghiêng 450 gọi là đờng đặc tính thực tế. Đó là khi cha đặt bộ điều hoà lực phanh.
Trên thực tế khi phanh do có lực quán tính Pj tác dụng, cho nên trọng lợng đợc dồn về cầu trớc và giảm tải cho cầu sau. Mô men phanh sinh ra ở các bánh xe của cầu trớc và cầu sau lại tỷ lệ thuận với trọng lợng cho nên trên thực tế sử dụng thì cần tăng mô men phanh cho cầu trớc và giảm mômen phanh cho cầu sau. Bộ điều hoà lực phanh nhằm giải quyết vấn đề này.
Khi xây dựng đờng đặc tính lý tởng ta xây dựng ở hai trờng hợp khi xe không chở tải với trọng lợng là G0 và chở đầy tải với trọng lợng là Gd, với các cờng độ phanh khác nhau thông qua hệ số bám của bánh xe với mặt đờng với các hệ số bám ϕ khác nhau, thể hiện thông qua áp suất phanh ở các bánh xe
trớc là P1 và các bánh sau là P2 ta có đợc hai đờng cong G0 và Gd là các đờng đặc tính lý tởng khi phanh (ứng với các tải trọng khác nhau ta lại có những đờng đặc tính khác nhau).
Trên đồ thị ta thấy giữa đờng áp suất thực tế và đờng áp suất lý tởng khi phanh là khác nhau rất nhiều. Để thấy rõ tại điểm A trên đờng cong G0 dóng xuống trục hoành ta có ta có P1OH và dóng sang trục tung ta có P2OH và từ A dóng sang đờng đặc tính thực tế ta có P2 và P1 ( hình vẽ 4.1). P2 P1 KG/cm2 KG/cm2 Đuờng đặc tính lý tuởng Đuờng đặc tính thục tế A G0 Gd p1OH p1 2 p 2OH p
H.4.1. Đồ thị quan hệ áp suất
P1OH và P2OH là hai áp suất tối u cần thiết phân ra các bánh xe cầu trớc và các bánh xe cầu sau. Nếu theo đờng đặc tính thực tế thì có P2 > P2OH. Còn tại P2OH cắt đờng đặc tính thực tế thì lại có P1 < P1OH ( áp suất sinh ra ở các bánh xe nằm cao hơn đờng cong lý tởng thì các bánh xe bị bó cứng và sinh ra trợt). Các bánh xe có thể bị trợt nếu áp suất phanh sinh ra lớn hơn áp suất tối u (Pi
> P0H), hoặc khi phanh các bánh xe vẫn còn lăn nếu áp suất phanh sinh ra nhỏ hơn áp suất tối u. (Pi < P0H ).
Sự khác biệt trên đây còn thể hiện rõ hơn khi xe chở đầy tải.
Qua đồ thị ta cũng thấy mỗi điểm trên đờng cong tối u đều ứng với một tỷ số P1/P2 khác nhau, và mỗi một đờng cong tối u lại ứng với một trọng tải G nào đó của xe khi chuyên chở và khi đó lại có các tỷ số P1/P2 khác nhau theo từng điểm xem xét.
Lực phanh tối u Pp = ϕ .G phụ thuộc vào tải trọng G tác dụng lên bánh xe
và phụ thuộc vào hệ số bám ϕ giữa bánh xe tiếp xúc với mặt đờng. Khi xe
chạy trên đờng trọng tải chuyên chở tác dụng lên các bánh xe có thể thay đổi ( chạy không tải và chở đầy tải, non tải và quá tải) và khi phanh trọng lợng lại dồn về cầu trớc và giảm tải cho cầu sau tuỳ theo cờng độ phanh, đờng xá cũng rất khác nhau nên hệ số bám ϕ thay đổi cũng khác nhau tuỳ theo từng
loại đờng.
Nh vậy lực phanh sinh ra phải sao cho phù hợp vơi hai thông số trên. Nếu lớn quá thì bánh xe sẽ bị trợt làm mòn lốp, tổn hao nhiên liệu làm ảnh h… - ởng đến tính kinh tế. Nếu nhỏ quá thì lực phanh sinh ra không đủ hãm phanh làm ảnh hởng đến tính an toàn chuyển động vì quãng đờng phanh không đảm bảo và thời gian phanh sẽ lớn. Lực phanh sinh ra ở các bánh xe còn tuỳ thuộc vào áp suất P1 và P2 truyền ra các bánh xe trớc và các bánh xe sau. Vậy điều hoà áp suất sao cho để có lực phanh tối u ở các bánh xe là rất cần thiết.
4.1.3.2.1. Phơng án 1: Điều hoà lực phanh bằng van hạn chế áp suất Từ xilanh chính đến Đến các xilanh bánh xe sau F 1 2 3 4
H.4.2: Cấu tạo van hạn chế áp suất
1. Piston; 3. Phớt; 2. bệ tỳ; 4. ụ hạn chế.