I. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH THEO TIÊU CHUẨN ECE R
O- vị trí nằm ngang của cần điều chỉnh
Bộ điều hòa được lắp trên khung ô tô. Thanh kéo 1 (hình 4.4) có đầu trên nối với phần tử đàn hồi 3 lắp trên cầu ô tô. Khi tải tác dụng lên cụm cầu thay đổi, khung xe dịch chuyển theo phương thẳng đứng làm cần 2 quay quanh tâm O.
Trước tiên cần xác định các thông số lắp ráp của bộ điều hòa lực phanh (chiều dài thanh đòn lp và góc β). Sau đó phải xác định hệ số K – hệ số điều chỉnh áp suất khí nén cấp từ bộ điều hòa đến các bầu phanh khi ô tô ở trạng thái tĩnh, đầy tải và không tải với các điều kiện sau: lực phanh các bánh sau cần phải đảm bảo tận dụng khả năng bám tại cầu sau ở trạng thái tĩnh đầy tải và không tải trên đường có hệ số bám φ = 0,65 0,8; nghĩa là:
0,65G2 T2 0,8G2
Sử dụng giá trị của G2 trong bảng 2 ta được: Đối với ô tô đầy tải: 2746 KG T2 3380 KG Đối với ô tô không tải: 926 KG T2 1140 KG
Biến đổi công thức (19) ta được biểu thức quan hệ giữa lực phanh và áp suất khí nén cấp vào bầu phanh:
Thay các giá trị của T2 vào ta được: Khi đầy tải:
5,50 KG/cm2 p2 6,72 KG/cm2 , ta chọn p2 = 6 KG/cm2 Khi không tải:
2,01 KG/cm2 p2 2,42 KG/cm2 , ta chọn p2 = 2,4 KG/cm2 Hệ số điều chỉnh áp suất:
Trong đó:
• p – áp suất dẫn vào bộ điều hòa lực phanh;
• p2 – áp suất dẫn ra khỏi bộ điều hòa. Thay các giá trị của p và p2 ta được:
Khi đầy tải: K = 6/6 = 1 Khi không tải: K = 6/2,4 = 2,5
Khi đầy tải: K = 1, β = 25o – 40o, ta chọn β0 = 30o; Khi không tải: K = 4, β01 = -13o
Độ dài cần điều chỉnh lp có thể được tính theo sơ đồ lắp đặt (hình 4.4):
Δf0 = lp sin β0 - lp sin β01
Từ đó: Trong đó:
Δf0 = f0 – f01
Giá trị độ võng f của nhíp theo tải trọng P được xác định dựa trên đặc tính tĩnh của nhíp sau ô tô, thể hiện trên hình 4.6.
Hình 4.6: Đặc tính đàn hồi tĩnh của nhíp sau xe ô tô Kamaz 4*6
Sử dụng giá trị tải trọng tác dụng lên cầu sau cho trong bảng 1 và đặc tính đàn hồi tĩnh của nhíp sau ô tô Kamaz ta xác định độ võng nhíp.
Khi ô tô đầy tải, một bên của cụm cầu sau phải chịu 2G2 = 8450KG, độ võng nhíp là f0 = 74,5 (mm)
Khi ô tô không tải, 2G2 = 2950KG, f01 = 18,5 (mm) Như vậy: Δf0 = 74,5 – 18,5 = 56 (mm)
Tiếp theo ta cần xác định các giá trị tức thời của góc β và hệ số điều chỉnh áp suất K theo hệ số lực phanh cho các trường hợp ô tô đầy tải và không tải.
Khi phanh do sự phân bố lại trọng lượng giữa các cầu nên tải trọng đặt lên cầu sau giảm đi, góc β giảm theo, điều này dẫn đến sự thay đổi hệ số điều chỉnh áp suất K.
Biến đổi công thức (25) và thay β01 bằng β, Δf0 bằng Δf ta được:
Trong đó: Δf – giá trị tức thời của biến dạng nhíp, nghĩa là hiệu số giữa độ võng nhíp ở trạng thái tĩnh khi ô tô đầy tải và độ võng ở chế độ đang xét (phụ thuộc vào hệ số lực phanh).
Thay các giá trị l và β0 vào công thức (26) ta được:
Các giá trị Δf được xác định theo đồ thị đặc tính tĩnh của nhíp theo tải đặt lên cụm cầu sau (hình 4.6).
Các giá trị hệ số K phụ thuộc góc β được lấy theo đồ thị đặc tính tĩnh của bộ điều hòa lực phanh (hình 4.5).
Các kết quả tính toán xác định các thông số phụ thuộc vào hệ số lực phanh γT được cho trong bảng 3.
Ta xác định hệ số bám hiệu dụng của các bánh xe với mặt đường.
Tổng lực phanh cần thiết tính theo hệ số lực phanh được xác định theo các công thức (10) và (17).
Các giá trị lực phanh T1 và T2 phụ thuộc vào áp suất khí nén trong các bầu phanh được xác định theo các công thức (18) và (19).
Đầy tải
a/g 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
2G2 (KG) 8450 8137 7824 7510 7197 6884 6571
sinβ 0.5 0.45932 0.4186 0.3780 0.3372 0.2966 0.2560 β 30 27.34 24.75 22.21 19.71 17.25 14.83 K 1 1 1 1.02 1.09 1.19 1.27 p1 (KG/cm2) 0.239 0.954 1.670 2.417 3.282 4.272 5.282 p2 (KG/cm2) 0.239 0.954 1.670 2.370 3.011 3.590 4.159 T1 (KG) 0 373 747 1136 1588 2104 2630 T2 (KG) 0 373 747 1112 1446 1748 2045 φ01 0 0.122 0.221 0.308 0.397 0.487 0.568 φ02 0 0.092 0.191 0.296 0.402 0.508 0.622 Không tải a/g 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 2G2 (KG) 2850 2718 2586 2453 2321 2189 2057 f (mm) 18.5 17.2 15.9 14.5 13.2 11.9 10.6 Δf (mm) 56 57.3 58.6 60 61.3 62.6 64 sinβ -0.2272 -0.2444 -0.2616 -0.2787 -0.2959 -0.3131 -0.3302 β -13.137 -14.15 -15.17 -16.19 -17.21 -18.247 -19.29 K 2.5 2.57 2.63 2.69 2.74 2.8 2.87 p1 (KG/cm2) 0 0.944 1.501 2.068 2.641 3.227 3.828 p2 (KG/cm2) 0 0.367 0.571 0.769 0.964 1.153 1.334 T1 (KG) 0 368 659 954 1253 1559 1872 T2 (KG) 0 67 173 277 378 477 571 φ01 0 0.160 0.270 0.371 0.464 0.550 0.631 φ02 0 0.049 0.134 0.225 0.326 0.436 0.556 Bảng 3
Áp suất khí nén trong các bầu phanh của các cầu sau: Khi đó:
Biến đổi công thức trên và thay
Ta được quan hệ giữa áp suất trong dẫn động phanh với hệ số lực phanh của ô tô:
Thay các giá trị của Ga và K lấy từ bảng 3 vào công thức (29) ta xác định được p1 và sau đó theo công thức (27) ta tính được p2.
Các giá trị lực phanh được tính theo (18) và (19) bằng cách thay vào đó các giá trị p1 và p2.
Hệ số bám hiệu dụng φ1 và φ2 được tính theo (21) và (22), bằng cách thay vào đó các giá trị T1 và T2 tính theo (18) và (19) và các giá trị G1 và G2 tính theo các công thức (8) và (9).
Các kết quả tính toán xác định các thông số theo hệ số lực phanh trong trường hợp có điều chỉnh tỷ lệ lực phanh giữa các cầu được cho trong bảng 3.
Trên hình 4.7 thể hiện đồ thị quan hệ giữa hệ số bám hiệu dụng trên cầu trước và cụm cầu sau với hệ số lực phanh trong trường hợp tỷ lệ lực phanh giữa các cầu được điều chỉnh.
Hình 4.7: Đồ thị quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám tại cầu trước và cụm cầu sau của ô tô đầy tải (đường liền) và không tải (đường đứt) trong trường hợp tỷ lệ lực phanh giữa các cầu thay đổi.
*Kết luận: Các kết quả tính toán thể hiện trên bảng 3 và hình 4.7 cho thấy hệ thống phanh chính của ô tô thiết kế khi có điều chỉnh tỷ lệ lực phanh giữa các cầu đáp ứng các tiêu chuẩn về hiệu quả phanh và về phân bố lực phanh giữa các cầu theo quy định No13 tiêu chuẩn E/ECE/324 trong cả hai trường hợp đầy tải và không tải.