CHƯƠNG I: ĐỘNG LỰC HỌC TỔNG QUÁT CỦA ÔTÔ
CHƯƠNG 5 TÍNH NĂNG PHANH ÔTÔ
5.3. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh
5.3.1. Gia tốc chậm dần khi phanh.
Gia tốc chậm dần đều khi phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng phanh. Khi phân tích các lực tác dụng lên ôtô, có thể viết phương trình cân bằng lực kéo khi phanh ôtô như sau:
- Lực quán tính sinh ra khi phanh ôtô:
- Thực nghiệm chứng tỏ rằng các lực cản lại chuyển động của ôtô có giá trị rất bé so với lực phanh. Vì thế có thể bỏ qua
i f
p
j P P P P P
P ;N (5.13) - Chú giải biểu thức (5.13):
+Pj : Lực quán tính sinh ra khi phanh ôtô
Đồ án tốt nghiệp Trang 123 các lực cản Pf ; P; P và khi phanh trên
đường nằm ngang có phương trình:
p
j P
P
- Khi đó lực phanh lớn nhất PPmax sinh ra tại bánh xe được xác định theo biểu thức : Ppmax Pjmax
Theo điều kiện bám Ppmax P G
nên ta có:
Từ biểu thức (5.14) có thể xác định gia tốc chậm dần cực đại khi phanh:
+Pp: Lực phanh sinh ra ở các bánh xe +Pf: Lực cản lăn
+P: Lực cản không khí +Pi: Lực cản lên dốc
+P: Lực để thắng tiêu hao cho ma sát cơ khí.
max
. i. jp
g G G
(5.14)
i p
j g
.
max ;m / s2 (5.15) Nhận xét:
Từ biểu thức (5.15) để tăng gia tốc chậm dần khi phanh cần phải giảm hệ số i. Vì vậy khi phanh đột ngột người lái cần tắt ly hợp để tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực lức đó i sẽ giảm jPmax tăng. Gia tốc chậm dần cực đại khi phanh còn phụ thuộc vào hệ số bám của lốp với mặt đường (mà giá trị của hệ số bám lớn nhất
8 , 0 75 ,
max 0
trên đường nhựa tốt).
5.3.2. Thời gian phanh.
Thời gian phanh cũng là một trong những chỉ tiêu để đánh giá chất lượng phanh.
Thời gian phanh càng nhỏ thì chất lượng phanh càng tốt, để xác định thời gian phanh cần sử dụng công thức sau:
- Biểu thức xác định thời gian phanh:
- Từ biểu thức (5.16) có thể viết : gdv
dt i
.
- Muốn xác định thời gian phanh nhỏ nhất chỉ cần tích phân dt trong giới hạn từ
i
g dt
j dv
.
;m / s2 (5.16)
1 2
min . .
1
2
v g v
gdv
t i
v
v
i
;s (5.17) Chú giải biểu thức (5.17):
Đồ án tốt nghiệp Trang 124 thời điểm ứng với vận tốc phanh ban đầu
v1 tới thời điểm ứng với v2 ở cuối quá trình phanh (5.17).
- Khi phanh ôtô đến khi dừng hẳn thì v2=0 do đó (5.18).
+v1: Ứng với vận tốc phanh ban đầu +v2: Ứng với vận tốc khi kết thúc phanh
g t v i
.
1.
min
;s (5.18)
Từ biểu thức (5.18) ta thấy rằng thời gian phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào vận tốc bắt đầu phanh của ôtô, phụ thuộc vào hệ số i và hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường. Để thời gian phanh nhỏ cần giảm i, vì vậy người lái xe cần cắt ly hợp khi phanh.
5.3.3. Quãng đường phanh.
Quãng đường phanh là chỉ tiêu quan trọng, thực tế nhất để đánh giá chất lượng phanh của ôtô. So với các chỉ tiêu khác thì quãng đường phanh là chỉ tiêu mà người lái xe có thể nhận thức được một cách trực quan, dễ dàng tạo điều kiện cho người lái xe xử trí tốt trong khi phanh ôtô trên đường.
- Để xác định quãng đường phanh nhỏ nhất ta có thể sử dụng biểu thức (5.16) bằng cách nhân hai vế với dS( dS- vi phân của quãng đường).
- Quãng đường phanh nhỏ nhất được xác định bằng cách tích phân ds hai vế của biểu thức (5.19) với giới hạn từ v1 đến v2 ta được (5.20).
Từ công thức:
dt dv g
i
.
Ta nhân 2 vế với ds ta được:
gdS dt dS
dv
i
.
g dS vdv
i
.
(5.19)
1
2 1
2 . .
min
v
v i v
v
i vdv
dv g g v
S
21 22
min 2 . v v
S ig
;m (5.20)
g S iv
. 2
2 1
min
;m (5.22)
Đồ án tốt nghiệp Trang 125 - Ta phanh đến khi ôtô dừng hẳn thì
v2=0
Nhận xét:
Từ biểu thức (5.22) trên ta thấy quãng đường phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào:
- Vận tốc chuyển động của ôtô lúc bắt đầu phanh v1
- Hệ số bám
- Hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng quay i
Muốn giảm quãng đường phanh thì ta cần phải giảm i. Vì vậy nếu người lái cắt ly hợp trước khi phanh thì quãng đường phanh sẽ ngắn hơn. Ta thấy ở biểu thức trên Smin phụ thuộc vào , mà phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên bánh xe. Do vậy Smin
phụ thuộc vào trọng lượng toàn bộ của ôtô G.
Hình 5-3: Đồ thị chỉ sự thay đổi quãng đường phanh nhỏ nhất theo tốc độ bắt đầu phanh v1 và hệ số bám φ .
- Ta có đồ thị thể hiện sự thay đổi của quãng đường phanh nhỏ nhất theo vận tốc bắt đầu phanh v1 và theo giá trị hệ số bám như hình 5-3.
Từ đồ thị thấy rằng:
- Ở vận tốc bắt đầu phanh v1 càng cao thì quãng đường phanh S càng lớn vì quãng đường phanh phụ thuộc bậc 2 vào v1.
- Hệ số bám càng cao thì quãng đường phanh S càng giảm.
5.3.4. Lực phanh và lực phanh riêng.
Lực phanh và lực phanh riêng cũng là chỉ tiêu để đánh giá chất lượng phanh. Chỉ tiêu này được dùng thuận lợi nhất là khi thử phanh ôtô trên bệ thử.
- Lực phanh sinh ra ở bánh xe được xác định theo biểu thức:
- Lực phanh riêng P là lực phanh được tính trên một đơn vị trọng lượng toàn bộ
b P
p r
P M ; N
G
P PP ;N (5.23)
Đồ án tốt nghiệp Trang 126 G của ôtô:
- Lực phanh riêng P lớn nhất khi lực
phanh Pp cực đại:
G G G
P PPmax .
max ;N (5.24)
- Từ biểu thức (5.24) trên ta thấy rằng lực phanh riêng cực đại bằng giá trị hệ số bám :
+ Về mặt lý thuyết thì: Trên mặt đường nhựa khô nằm ngang, lực phanh riêng cực đại có thể đạt giá trị 7580%.
+ Trong thực tế giá trị đạt được thấp hơn nhiều khoảng 45% đến 65%.
Nhận xét:
Trong các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh thì chỉ tiêu quãng đường phanh là đặc trưng nhất và có ý nghĩa quan trọng nhất. Vì quãng đường phanh cho phép người lái hình dung được vị trí xe sẽ dừng trước một chướng ngại vật mà họ phải xử trí để khỏi xảy ra tai nạn khi người lái xe phanh ở tốc độ ban đầu nào đấy.