CHƯƠNG 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHANH
2.3.2 Xác định mô men phanh do các cơ cấu phanh sinh ra
Giả sử rằng có lực P tác dụng lên vòng ma sát với bán kính trong là R1 và bán kính ngoài là R2 lúc đó áp suất trên vòng ma sát sẽ là:
q =
Góc ôm α =70o nên áp suất làm việc thực tế của má phanh là q =
Trên vòng ma sát ta xét một vòng phần tử nằm cách tâm O bán kính R với chiều
dày d. Mô men lực ma sát tác dụng trên vòng phần tử đó là:
d Mms =..q. .R2.dR
70°
Hình 2.12 Sơ đồ để tính toán bán kính trung bình của đĩa ma sát Mô men các lực ma sát tác dụng là:
Cuối cùng ta có mô men phanh mà cơ cấu phanh trước có thể sinh ra là:
Mp1 = .P. (3.18) Trong đó:
-hệ số ma sát. = 0, 35 Trong quá trình khảo sát ta đo được:
R1-bán kính trong của má phanh đĩa. R1 = 0,075 (m) R2-bán kính ngoài của má phanh đĩa. R2 = 0,143(m) P -lực ép lên đĩa má phanh (N)
Xác định lực ép lên đĩa má phanh :
P = (3.19) Với: i - số lượng xi lanh, i = 1.
d - Đường kính xi lanh bánh xe, d = 62 (mm).
p - Áp suất dầu, (N/m2).
Vậy mô men phanh mà cơ cấu phanh trước có thể sinh ra là:
Mp1 =..
Mp1 = 0, 35 p1. = 1, 2.10-4 p (3.20)
Mp1 Từ phương trình (3.20) ta thấy tỉ lệ bậc nhất với áp suất dầu làm việc trong hệ thống. Để các bánh xe không bị hãm cứng khi phanh thì mô men phanh ở mỗi cơ cấu phanh luôn thay đổi tùy thuộc vào sự thay đổi áp suất trong dòng dẫn động theo chu trình đóng mở các cửa van của van điện từ được điều khiển từ ECU.
Trong khi phanh mô men phanh thay đổi tương ứng với độ trượt λ. Giả sử các giá trị mô men ở các giai đoạn tăng áp suất, giảm áp suất, giữ áp suất, và tăng áp suất tiếp theo tương ứng với độ trượt λ như trong bảng 2.5, 2.6, 2.7
Bảng 2.5 Quan hệ giữa mô men phanh trước Mp1 với độ trượt λ ở giai đoạn tăng
λ 5% 10% 15% 20% 25%
Mp1 (Nm) 831 1410.2 1520.5 1575.2 1585.8
p(N/m2) 6,93.106 11,75.106 12,67.106 13,13.106 13,22.106
Khi đạp phanh áp suất tăng lên đến giá trị p1= 13, 13. 106 (N/m2), thì ECU điều khiển giảm áp suất, do có độ chậm tác dụng của hệ thống giả sử thời gian chậm tác dụng là 0.5s, áp suất vẫn còn tăng đến giá trị p2=13, 22.106 (N/m2) mới thật sự giảm xuống.
Bảng 2.6 Quan hệ giữa mô men phanh trước Mp1 với độ trượt λ ở giai đoạn giảm áp suất:
λ 25% 30% 27,5%
Mp1(Nm) 1585,8 1418,03 1305
p(N/m2) 13,22.106 11,82.106 10,88.106
Áp suất giảm từ giá trị p2 = 13, 22.106 đến giá trị cực tiểu không đổi p4= 10, 86.106.
Bảng 2.7 Quan hệ giữa Mp1 với độ trượt λ ở giai đoạn giữ áp suất
λ 27,5% 22,5%
Mp1(Nm) 1305 1305
p(N/m2) 10,88.106 10,88.106
Bảng 2.8 Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh trước Mp1 với độ trượt λ ở giai đoạn tăng áp suất tiếp theo:
λ 22,5% 17% 18%
Mp1(Nm) 1305 1400 1565
p(N/m2) 10,88.106 11,67.106 13,04.106
2) Đối với cơ cấu phanh sau
Tương tự như cơ cấu phanh trước:
Giả sử rằng có lực P tác dụng lên vòng ma sát với bán kính trong là R1 và bán kính ngoài là R2, lúc đó áp suất trên vòng ma sát sẽ là:
q =
Góc ôm α =60o nên áp suất làm việc của má phanh là q =
Trên vòng ma sát ta xét một vòng phần tử nằm cách tâm O bán kính R với chiều dày d. Mô men lực ma sát tác dụng trên vòng phần tử đó là:
d Mms =..q. .R2.dR
60°
dR
Hình 2.13 Sơ đồ tính toán bán kính trung bình của đĩa ma sát
Mô men các lực ma sát tác dụng trên toàn vòng ma sát là :
Cuối cùng ta có mô men phanh mà cơ cấu phanh sau có thể sinh ra là:
Mp2 = .P. (3.21) Trong đó:
-hệ số ma sát = 0, 35
R1-bán kính trong của má phanh đĩa. R1 = 0, 08 (m) R2-bán kính ngoài của má phanh đĩa. R2 = 0,14(m) Ps -lực ép lên đĩa má phanh [N]
Xác định lực ép lên đĩa má phanh :
Ps = (3.22) Với: i - số lượng xi lanh, i = 1.
d- Đường kính xi lanh bánh xe sau, d=60(mm).
p- Áp suất dầu trong xi lanh bánh xe sau (N/m2) Vậy mô men phanh mà cơ cấu phanh sau có thể sinh ra là:
Mp2 = . Mp2 = 0,35.p2.
Mp2 = 1,115.10-4p2 (3.23)
Giả sử các giá trị mô men ở các giai đoạn tăng áp suất, giảm áp suất, giữ áp suất, và tăng áp suất tiếp theo tương ứng với độ trượt λ như trong bảng 2.9; 2.10; 2.11; 2.12
Bảng 2.9 Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh sau Mp2 với độ trượt λ ở giai đoạn tăng áp suất:
λ 0% 5% 10% 15% 20% 25%
Mp2(Nm) 0 305 500 545 565 570
p’(N/m2) 0 2,74.106 4,48.106 4,89.106 5,07.106 5,11.106
Khi đạp phanh áp suất tăng lên đến giá trị p1= 5,07.106 (N/m2) thì ECU điều khiển giảm áp suất, do có độ chậm tác dụng của hệ thống nên áp suất vẫn còn tăng đến giá trị p2=5, 11.106 (N/m2) mới thật sự giảm xuống.
Bảng 2.10 Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh sau với độ trượt λ ở giai đoạn giảm áp suất:
λ 25% 30% 27,5%
Mp2(Nm) 570 466,01 435
p(N/m2) 5,11.106 4,18.106 3,9.106
Áp suất giảm từ giá trị p2= 5, 11.106 đến giá trị cực tiểu không đổi p4= 3, 9.106, thì ECU điều khiển tăng áp suất.
Bảng 2.11 Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh sau với độ trượt λ ở giai đoạn giữ áp suất:
λ 27,5% 15%
Mp2(Nm) 435 435
p(N/m2) 3,9.106 3,9.106
Bảng 2.12 Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh sau Mp2 với độ trượt λ ở giai đoạn tăng áp suất tiếp theo:
λ 15% 10% 14%
Mp2(Nm) 435 458,16 590
p(N/m2) 3,9.106 4,11.106 4,93.106
Khi phanh bánh xe lúc thì tăng tốc lúc thì giảm tốc buộc mô men phanh thay đổi theo chu trình kín, giữ cho độ trượt của bánh xe dao động trong giới hạn λ = (10÷30)
%, đảm bảo cho hệ số bám có giá trị gần với cực đại nhất, do đó hiệu quả phanh đạt tối ưu nhất.
3) Quan hệ áp suất phanh trước và sau
Từ (3.16) ta có : Mp1 = 1396,86 +757,4884.2 Từ (3.20) ta có: Mp1 = 1,2.10-4.p
p==11640500+6312403.32 ( 3.24)
Từ phương trình (3.24) áp suất của các bánh xe ở cầu trước là một hàm số bậc hai theo hệ số bám φ.
Từ đó ta bảng số liệu về sự thay đổi áp suất theo hệ số bám Bảng 2.13 Sự thay đổi áp suất bánh xe cầu trước theo hệ số bám
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
0.8
p(.10-4)
123 284,3 406,4 566,7 739,7 925,7 1124
1335
Từ (3.17) ta có : Mp2 = 1222,25 -757,4884.2 Từ (3.23) ta có: Mp2=1,115.10-4.p
P= =10961883.41-6793617.942 (3.25)
Từ hai phương trình (3.25) áp suất của các bánh xe ở cầu sau là một hàm số bậc hai theo hệ số bám φ.
Từ đó ta bảng số liệu về sự thay đổi áp suất theo hệ số bám Bảng 2.14 Sự thay đổi áp suất bánh xe cầu sau theo hệ số bám
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
p(.10-4 102 192 267,8 329,8 378,3 413,1 434,4 442,2