Khi ôtô phanh gấp hay phanh trên các loại đường có hệ số bám thấp nhưđường trơn, đường đóng băng, tuyết thường dễ xảy ra hiện tượng sớm bị hãm cứng bánh xe và sự hãm cứng của các bánh xe cầu trước và cầu sau thường xảy ra không đồng thời, nên:
- Nếu các bánh xe của cầu trước bị hãm cứng trước thì ôtô sẽ mất tính dẫn hướng. Bởi vì, khi đó hướng chuyển động của ôtô sẽ được quyết định không phải do góc quay của bánh xe dẫn hướng mà là do hướng của vectơ vận tốc trượt.
35 trang |
Chia sẻ: haohao89 | Lượt xem: 3727 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Cơ sở lý thuyết hệ thống phanh có điều hòa lực phanh, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
- 3 -
CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA HỆ THỐNG PHANH
CÓ ĐIỀU HÒA LỰC PHANH
Khi ôtô phanh gấp hay phanh trên các loại đường có hệ số bám thấp như
đường trơn, đường đóng băng, tuyết thường dễ xảy ra hiện tượng sớm bị hãm cứng
bánh xe và sự hãm cứng của các bánh xe cầu trước và cầu sau thường xảy ra không
đồng thời, nên:
- Nếu các bánh xe của cầu trước bị hãm cứng trước thì ôtô sẽ mất tính dẫn
hướng. Bởi vì, khi đó hướng chuyển động của ôtô sẽ được quyết định không phải do
góc quay của bánh xe dẫn hướng mà là do hướng của vectơ vận tốc trượt.
- Nếu là các bánh xe cầu sau bị hãm cứng trước và ôtô chịu lực ngang Yr tác
dụng thì chúng sẽ bị trượt ngang và ôtô sẽ quay vòng theo hướng tác dụng của lực
ngang chung quanh cầu trước.
Khi các bánh xe bị hãm cứng hoàn toàn thì công ma sát giữa trống phanh với má
phanh cũng như sự cản lăn của tất cả lốp xe với mặt đường không còn nữa. Như
vậy, hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường sẽ giảm nhiều và đồng thời có sự
trượt lết. Chính sự trượt lết này, sẽ làm giảm dần hiệu quả phanh; tăng nhanh độ
mòn lốp; tăng độ trượt dọc; ảnh hưởng xấu đến tính ổn định ngang và tính dẫn
hướng của ôtô.
Nhưng khi phanh với lực phanh lớn, trọng tâm của ôtô có xu hướng dịch chuyển
về phía trước do quán tính, nên sẽ tăng tải trọng cho cầu trước và giảm tải trọng cho
cầu sau và nếu như ta giả thiết rằng các bánh xe trước và bánh xe sau cùng chịu lực
phanh như nhau, thì do các bánh xe phía sau chịu tải nhỏ sẽ có xu hướng bị bó cứng
sớm và làm cho bánh xe sau bị trượt lết. (H. 2-1) trình bày sự dịch chuyển trọng tâm
của ôtô trong quá trình phanh.
Vì những lý do nêu trên, một số hãng xe đã trang bị van điều hòa lực phanh để
điều chỉnh momen phanh tại các bánh xe trước và sau một cách tự động khi điều
kiện phanh thay đổi nhằm tránh hiện tượng sớm bó cứng các bánh xe sau đồng thời
tận dụng hết trọng lượng bám của ôtô.
- 4 -
2.2. CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỦA QUÁ TRÌNH PHANH
Chất lượng của quá trình phanh bào gồm : Hiệu quả phanh và tính ổn định
hướng của ôtô khi phanh.
2.2.1. CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ PHANH
Các chỉ tiêu dùng để đánh giá hiệu quả của quá trình phanh bao gồm : gia tốc
chậm dần khi phanh, thời gian phanh, quảng đường phanh, lực phanh và lực phanh
riêng.
2.2.1.1. GIA TỐC CHẬM DẦN KHI PHANH (jp)
Gia tốc chậm dần khi phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá
hiệu quả phanh. Để xác định gia tốc chậm dần khi phanh ta viết phương trình cân
bằng lực phanh của ôtô trong trường hợp tổng quát như sau :
Ff ± Fg + Fw + Fm + Fp + Fms - Fj = 0 (2.17)
Fms-lực cản do ma sát trong hệ thống truyền động.
Thực nghiệm cho thấy các lực Ff, Fw, Fms cản lại chuyển động của ôtô có giá trị
rất nhỏ so với lực phanh Fp. Trong quá trình phanh ôtô thì lực phanh Fp chiếm
khoảng 98% của tổng các lực có su hướng cản lại chuyển động của ôtô [1]. Vì vậy
ta có thể bỏ qua các lực Ff, Fw, Fms trong phương trình (2.17). Và để thuận tiện khi
phân tích các yếu tố ảnh hưởng và các biện pháp nâng cao chất lượng của quá trình
phanh, chúng ta xét quá trình phanh ôtô trong trường hợp không kéo remorque
(tải trọng tăng) (tải trọng giảm)
(động cơ)
(trọng tâm dịch chuyển về phía trước )
H. 2-1. Sự dịch chuyển trọng tâm của ôtô trong quá trình phanh
- 5 -
(Fm = 0), ôtô phanh trên đường năm ngang (Fg = 0). Như vậy phương trình cân
bằng lực phanh trong trường hợp này được viết như sau :
Fj = Fp (2.18)
Thay Fj.max = j. max.. pjg
G và Fp.max = .G vào biểu thức (2.18)
Ta có :
j. max.. pjg
G = .G (2.19)
Từ biểu thức (2.19) ta có thể xác định được gia tốc chậm dần cực đại khi phanh như
sau :
j
p
gj
.
max. (2.20)
Để nâng cao hiệu quả phanh, nghĩa là tăng gia tốc chậm dần khi phanh thì cần
phải giảm hệ số j. Do vậy trong những trường hợp phanh khẩn cấp người lái cần
cắt ly hợp để tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực, lúc đó j sẽ giảm và jp.max sẽ
tăng lên như vậy hiệu quả phanh sẽ lớn.
Biểu thức (2.20) cho thấy rằng gia tốc chậm dần khi phanh tỷ lệ thuận với hệ số
bám () giữa lốp xe và mặt đường. Với loại đường nhựa tốt thì hệ số bám lớn nhất
max = 0,7 0,8, vì vậy nếu coi j 1 thì gia tốc chậm dần cực đại của ôtô khi
phanh khẩn cấp có thể đạt được là : jmax = 7 8 m/s2 (coi g = 10 m/s2) [1].
Thực tế, trong quá trình ôtô vận hành, thường phanh với gia tốc chậm dần nhỏ
hơn nhiều so với gia tốc chậm dần mà hệ thống phanh có thể đạt được.
2.2.1.2. THỜI GIAN PHANH (tp)
Thời gian phanh cũng là một chỉ tiêu dùng để đánh giá hiệu quả của quá trình
phanh. Thời gian phanh càng nhỏ thì hiệu quả phanh càng lớn.
Trong trường hợp tổng quát ta có :
pj
dvdt (2.21)
)(.. 21
1
2
1
2
vvgdvgj
dvt j
v
v
j
v
v p
p
(2.22)
Trong trường hợp phanh khẩn cấp, vận tốc ở cuối quá trình phanh v2 = 0. Ta có :
- 6 -
dvgj
dvdt j
p
..
(2.23)
11
0
1
0 max.
min. ....
v
jj
v
p
p vgdvgj
dvt
(2.24)
Trong đó :
v1-vận tốc của xe tại thời điểm bắt đầu phanh
v2-vận tốc của xe ở cuối quá trình phanh
Biểu thức (2.24) cho thấy, thời gian phanh nhỏ nhất tỷ lệ thuận với hệ số (j) và
vận tốc bắt đầu phanh (v1), tỷ lệ nghịch với hệ số bám () và gia tốc trọng trường
(g). Như vậy, để cho thời gian phanh nhỏ cần phải giảm (j), do đó người lái cần cắt
ly hợp khi phanh để giảm thời gian phanh.
Thời gian phanh tính theo các công thức (2.22) và (2.24) là thời gian phanh
mang tính chất lý thuyết, nghĩa là thời gian này được tính trong điều kiện lý tưởng,
khi phanh áp suất chất lỏng (hoặc khí nén) đạt giá trị cực đại ngay tại thời điểm bắt
đầu phanh và không kể đến thời gian phản ứng của lái xe.
Thực tế, thời gian phanh bao gồm những khoảng thời gian sau :
Thời gian phản xạ của người lái (t1) : là khoảng thời gian tính từ thời điểm lái
xe quyết định phanh đến lúc tác dụng lên bàn đạp phanh, thời gian này phụ thuộc
vào phản xạ của người lái, thường nằm trong khoảng : t1 = 0,3 0,8 s [1]
Thời gian chậm tác dụng của hệ thống phanh (t2) : là khoảng thời gian tính từ
lúc người lái tác dụng lên bàn đạp phanh đến lúc má phanh ép sát vào trống phanh.
thời gian (t2) phụ thuộc vào kiểu dẫn động phanh.
t2 = 0,03 s Đối với dẫn động phanh thủy lực
t2 = 0,3 s Đối với dẫn động phanh bằng khí nén [1]
Thời gian phát triển lực phanh (t3) : là khoảng thời gian tính từ thời điểm lực
phanh bắt đầu có tác dụng hãm bánh xe đến thời điểm lực phanh đạt đến một giá trị
nhất định. Trong nhiều tài liệu giáo khoa, để dễ hiểu, thời điểm cuối cùng của giai
đoạn phát triển lực phanh được quy ước là thời điểm lực phanh đạt giá trị cực đại.
Thời gian phanh chính (t4) : thời gian này được xác định theo công thức
(2.24). Trong thời gian này, lực phanh (Fp) hoặc gia tốc chậm dần (jp) được duy trì ở
giá trị cực đại.
- 7 -
Thời gian nhả phanh (t5) : là khoảng thời gian tính từ thời điểm người điều
khiển thôi tác dụng lên bàn đạp phanh đến khi lực phanh được loại bỏ (Fp = 0).
Khi ôtô dừng hoàn toàn thì thời gian t5 không ảnh hưởng gì đến quãng đường
phanh nhỏ nhất. Như vậy, thời gian phanh thực tế của quá trình phanh kể từ khi
người điều khiển ra quyết định phanh xe cho đến khi xe dừng hẳn được tính như sau
:
t = t1 + t2 + t3 + t4 (2.25) [1]
2.2.1.3. QUÃNG ĐƯỜNG PHANH (Sp)
Quãng đường phanh (Sp) là đoạn đường mà ôtô tiếp tục di chuyển tính từ thời
điểm bắt đầu phanh đến thời điểm quá trình phanh kết thúc. Quãng đường phanh là
một chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá hiệu quả phanh của ôtô. Đây là chỉ tiêu mà
người điều khiển xe thường quan tâm nhất và có thể nhận thức được một cách trực
quan điều đó giúp người điều khiển sử lý tốt các tình huống khi phanh ôtô trên
đường.
Trong trường hợp phanh khẩn cấp :
j
p
g
dt
dvj
.
max. (2.26)
Nhân cả hai vế phường trình trên với dSp ta có :
p
j
p dSgdSdt
dv ...
(2.27)
p
j
dSgdvv ...
2221min. .....
1
2
vvgdvvgS
j
v
v
j
p
(2.28)
Khi phanh đến lúc ôtô dừng hẳn (v2 = 0) ta có :
2
1min. .. vgS
j
p
(2.29)
Biểu thức (2.29) cho thấy quảng đường phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào vận tốc
chuyển động của ôtô lúc bắt đầu phanh (theo hàm bậc hai), phụ thuộc vào hệ số
bám () và hệ số quán tính quay (j). Để giảm quãng đường phanh cần giảm hệ số
(j) bằng cách cắt ly hợp khi phanh.
- 8 -
Đồ thị hình (H. 2-12) cho thấy sự thay đổi
của quãng đường phanh nhỏ nhất theo (v1) và
(). Vận tốc ban đầu càng lớn thì quãng đường
phanh càng lớn. Hệ số bám càng lớn thì quãng
đường phanh càng nhỏ.
2.2.1.4. LỰC PHANH VÀ LỰC PHANH
RIÊNG (p)
Khi kiểm tra hệ thống phanh trên bệ thử
người ta thường dùng chỉ tiêu lực phanh và lực
phanh riêng để đánh giá hiệu quả của hệ thống
phanh. Lực phanh (Fp) được xác định theo biểu
thức (2.13).
Lực phanh riêng (p) – còn gọi là hiệu suất phanh là tỷ số giữa lực phanh và
trọng lượng của xe :
p G
Fp (2.30)
Lực phanh riêng đạt cực đại khi phanh với lực phanh cực đại.
p.max G
G
G
Fp .max. (2.31)
Để đánh giá hiệu quả của quá trình phanh thì ta chỉ cần dùng một trong bốn chỉ
tiêu nói trên. Trong các chỉ tiêu đó thì chỉ tiêu quãng đường phanh là đặc trưng nhất,
vì chỉ tiêu này cho phép người điều khiển hình dung được vị trí xe dừng lại khi thực
hiện quá trình phanh để tránh các trướng ngại vật trên đường khi xe vận hành trên
đường.
H. 2-12. Đồ thị chỉ sự phụ
thuộc của quãng đường
phanh nhỏ nhất vào v1 và
- 9 -
2.2.2. TÍNH ỔN ĐỊNH HƯỚNG CỦA ÔTÔ KHI PHANH
Trong thực tế, cuối quá trình phanh thì trục dọc của ôtô có thể bị lệch đi một góc
so với hướng chuyển động ban đầu trục X (H. 2-13) . Nguyên nhân là do tổng lực
phanh sinh ra ở các bánh xe bên phải khác
với tổng lực phanh sinh ra ở các bánh xe bên
trái và tạo ra momen quay vòng Mq quanh
trục thẳng đứng Z đi qua trọng tâm của ôtô.
Nếu góc lệch quá lớn sẽ ảnh hưởng
đến an toàn chuyển động trên đường. Như
vậy, tính ổn định hướng của ôtô khi phanh là
khả năng ôtô giữ được quỹ đạo chuyển động
như ý muốn của người điều khiển trong quá
trình phanh.
Giả sử ôtô đang chuyển động theo hướng
của trục X, nhưng sau khi phanh thì trục dọc
của ôtô bị lệch một góc so với hướng của
trục X. Trong khi phanh thì ở các bánh xe bên phải có các lực Fp.ph1 ở trục trước và
Fp.ph2 ở trục sau, còn ở các bánh xe bên trái có các lực phanh Fp.tr1 ở trục trước và
FP.tr2 ở trục sau.
Tổng các lực phanh ở các bánh xe bên phải là :
Fp.ph = Fp.ph1 + Fp.ph2 (2.32)
Tổng các lực phanh ở các bánh xe bên trái là :
Fp.tr = Fp.tr1 + Fp.tr2 (2.33)
Giả sử tổng lực phanh bên phải Fp.ph lớn hơn tổng lực phanh bên trái Fp.tr, thì ôtô
sẽ quay theo chiều mũi tên như trên hình vẽ quanh trọng tâm của ôtô.
Momen quay vòng Mq được xác định theo biểu thức :
222 .... BFFBFBFM trpphptrpphpq (2.34)
Do sự ma sát giữa bánh xe và mặt đường cho nên khi xuất hiện momen quay
vòng Mq thì ở các bánh xe của trục trước sẽ có phản lực Ry1 tác dụng từ mặt đường
theo phương ngang và các bánh xe ở trục sau sẽ có phản lực Ry2 tác dụng.
H. 2-13. Sơ đồ lực tác dụng
lên ôtô khi phanh mà ôtô bị
quay đi một góc .
- 10 -
Phương trình chuyển động của ôtô đối với trọng tâm của xe được viết như sau :
bRaRMI yyqz 21 (2.35)
Khi ôtô đã bị xoay đi một góc thì momen quay vòng Mq lớn hơn rất nhiều so
với momen của các lực Ry1 và Ry2 sinh ra, để đơn giản cho tính toán có thể bỏ qua
các lực Ry1 và Ry2, phương trình (2.35) được viết lại như sau :
qz MI (2.36)
Hay :
z
q
I
M (2.37)
Trong đó :
Iz-momen quán tính của ôtô quanh trục Z đi qua trọng tâm của xe
Lấy tích phân hai lần của phương trình (2.37) ta được :
CtI
M
z
q 2.2 (2.38)
Ở đây : t-thời gian phanh.
Để tìm giá trị của C ta sử dụng điều kiện ban đầu khi t = 0 thì = 0 thay vào
phương trình (2.38) ta có C = 0, Như vậy biểu thức cuối cùng để xác định góc lệch
do momen Mq gây ra là :
2
.2 tI
M
z
q (2.39)
Biểu thức (2.39) cho thấy rằng góc lệch tỷ lệ thuận với momen quay vòng Mq,
với bình phương của thời gian phanh t và tỷ lệ nghịch với momen quán tính Iz của
ôtô quanh trục Z đi qua trọng tâm của nó.
Theo yêu cầu của nhà máy chế tạo, sữa chữa hoặc khi kiểm tra hệ thống phanh
thì lực phanh ở các bánh xe trên cùng một trục phải như nhau nhằm đảm bảo sự ổn
định hướng khi phanh. Độ chênh lệch tối đa giữa các lực phanh ở các bánh xe trên
cùng một trục không được vượt quá 15% so với giá trị lực phanh cực đại ở các bánh
xe của trục này [1].
Giả sử rằng các bánh xe ở phía bên phải có lực phanh lớn nhất Fp.phmax theo điều
kiện bám giữa bánh xe với mặt đường, thì lực phanh thấp nhất cho phép của các
bánh xe ở phía bên trái là :
Fp.trmin = 0,85Fp.phmax (2.40)
- 11 -
Lúc đó momen quay vòng cực đại Mq được tính như sau :
2min.max.max. BFFM trpphpq
285,0 max.max. BFF phpphp (2.41)
Từ đó ta có :
max.max. 075,0 phpq BFM (2.42)
Thay Mq.max từ công thức (2.42) vào công thức (2.39) ta có công thức tính
góc lệch cực đại cho phép max như sau :
2max.
max 2
075,0 tI
BF
z
php (2.43)
Ở đây :
Fp.phmax là lực phanh cực đại ở phía bên phải theo điều kiện bám.
maxmax. 2
GF php (2.44)
Thay Fp.phmax ở công thức (2.44) vào công thức (2.43) ta có công thức tính
góc lệch lớn nhất cho phép như sau :
zI
BGt max2
max 019,0 (2.45)
Trường hợp tổng các lực phanh ở các bánh xe bên trái lớn hơn tổng các lực
phanh sinh ra ở các bánh xe bên phải thì ôtô sẽ bị lệch sang trái momen quay vòng
có chiều ngược lại như trên hình (H. 2-13) quá trình tính toán góc lệch cho trường
hợp này cũng tương tự như trường hợp trên.
Theo quy định góc lệch lớn nhất cho phép max không vượt quá 80 trong quá
trình phanh [1].
- 12 -
H. 2-14. Lực tác dụng lên ôtô khi phanh
2.2.3. CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG
CỦA QUÁ TRÌNH PHANH
Điều kiện để có chất lượng của quá trình phanh lớn:
1) Tạo ra lực phanh lớn để đạt hiệu quả phanh cao
2) Đảm bảo lực phanh tại các bánh xe trên cùng một trục bằng nhau để
tính ổn định khi phanh cao.
Có nhiều biện pháp nhằm thỏa mãn một phần hai điều kiện kể trên ở những
mức độ khác nhau:
Mặt đường, lốp xe có hệ số bám lớn
Bố trí cơ cấu phanh tại tất cả các bánh xe
Điều hòa lực phanh
Trang bị hệ thống phanh chống trượt lê.
2.3. SỰ PHÂN BỐ LỰC PHANH VÀ ĐIỀU KIỆN ĐẢM BẢO SỰ PHANH
TỐI ƯU
Hình (H. 2-14) trình bày các lực tác dụng lên ôtô khi phanh trên mặt phẳng
nằm ngang
Lực phanh Fp1 và Fp2 đặt tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường và ngược
chiều với chuyển động của ôtô. Lực quán tính Fj đặt tại trọng tâm T và cùng chiều
với chiều chuyển động của ôtô. Như đã phân tích ở phần (2.2) để nâng cao hiệu quả
của quá trình phanh, khi phanh người điều khiển thường cắt ly hợp. Do đó ta có thể
bỏ qua hệ số quán tính quay j và lực quán tính được tính theo công thức sau :
- 13 -
pj jg
GF (2.46)
Khi phanh lực cản không khí Fw và lực cản lăn Ff1, Ff2 không đáng kể, có thể bỏ
qua. Sự bỏ qua này chỉ gây sai số khoảng (1,5 2)% [1]. Bằng cách lập các phương
trình cân bằng momen của các lực tác dụng lên ôtô khi phanh đối với các điểm tiếp
xúc giữa bánh xe với mặt đường B và A, ta có thể xác định được các phản lực
vuông góc Z1 và Z2 tác dụng lên ôtô khi phanh như sau :
L
hFGbZ gj1 (2.47)
L
hFGaZ gj2 (2.48)
Trong đó :
Fj-lực quán tính sinh ra trong khi phanh
a, b, hg-tọa độ trọng tâm của ôtô
L-chiều dài cơ sở của ôtô
Thay giá trị Fj từ công thức (2.46) vào (2.47) và (2.48) ta được :
g
hjbL
GZ gp1 (2.49)
g
hjaL
GZ gp2 (2.50)
Để sử dụng hết trọng lượng bám của ôtô thì cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh
xe trước và sau, lực phanh lớn nhất đối với toàn xe là :
Fp.max = G. (2.51)
Sự phanh có hiệu quả nhất khi các lực phanh sinh ra ở các bánh xe tỷ lệ thuận
với tải trọng tác dụng lên chúng, mà tải trọng tác dụng lên các bánh xe lại thay đổi
do có lực quán tính tác dụng.
Khi phanh đạt hiệu quả cao nhất thì tỷ số giữa các lực phanh ở các bánh trước và
lực phanh ở các bánh sau là :
2
1
2
1
2
1
.
.
Z
Z
Z
Z
F
F
p
p
(2.52)
Thay các biểu thức (2.47), (2.48) vào (2.52) ta có :
- 14 -
gj
gj
p
p
hFGa
hFGb
F
F
2
1 (2.53)
Trong quá trình phanh thì lực cản lăn Ff1 và Ff2 không đáng kể, có thể bỏ
qua, do vậy ta có thể viết như sau :
Fj = Fp1 + Fp2 (2.54)
Và : Fj.max = Fp.max = G (2.55)
Thay giá trị Fj.max từ biểu thức (2.55) vào (2.53) ta có :
g
g
p
p
ha
hb
F
F
.
.
2
1
(2.56)
Biểu thức (2.56) chính là điều kiện để đảm bảo sự phanh có hiệu quả nhất,
nghĩa là muốn phanh đạt hiệu quả cao nhất (quãng đường phanh nhỏ nhất, hoặc gia
tốc chậm dần lớn nhất, hoặc thời gian phanh nhỏ nhất) thì trong quá trình phanh
quan hệ giữa lực phanh sinh ra ở các bánh trước Fp1 và lực phanh ở các bánh xe sau
Fp2 phải luôn thỏa mãn biểu thức (2.56).
Từ biểu thức (2.56) ta thấy trong điều kiện sử dụng của ôtô thì tọa độ trọng
tâm của ôtô (a, b, hg) luôn thay đổi do chất tải khác nhau. Khi xe chuyển động trên
đường thì gặp các loại đường khác nhau (đường nhựa, bê tông hay đường đất) và
gặp các khí hậu khác nhau (trời nắng, trời mưa hay trời rét), do đó hệ số bám thay
đổi [8]. Do vậy tỷ số Fp1/Fp2 luôn phải thay đổi trong điều kiện sử dụng để đảm bảo
hiệu quả phanh cao nhất. Để tạo được tỷ số Fp1/Fp2 thỏa mãn điều kiện của biểu thức
(2.56) thì phải thay đổi momen phanh Mp1 và Mp2 sinh ra ở cơ cấu phanh trước và
cơ cấu phanh sau. Muốn thay đổi được momen phanh ở các cơ cấu phanh phải thay
áp suất dầu hoặc áp suất khí nén dẫn đến các xylanh bánh xe (đối với phanh thủy
lực) hoặc dẫn đến các bầu phanh (đối với phanh khí nén). Đa số trên các xe đời cũ
thường có áp suất dầu hoặc khí nén dẫn động đến các cơ cấu phanh trước và phanh
sau bằng nhau, như vậy không đảm bảo được sự phanh tối ưu theo công thức (2.56)
ở các điều kiện sử dụng khác nhau. Ngày nay, trên nhiều loại xe đã bố trí bộ điều
hòa lực phanh hoặc bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh (ABS). Các cơ cấu này
sẽ tự động điều chỉnh lực phanh ở các bánh xe bằng cách thay đổi quan hệ áp suất
dẫn động ra cơ cấu phanh trước và cơ cấu phanh sau của ôtô.
2.4. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐIỀU HÒA LỰC PHANH
- 15 -
Để quá trình phanh đạt hiệu quả cao nhất thì lực phanh sinh ra ở các bánh xe
trước Fp1 và lực phanh sinh ra ở các bánh xe sau Fp2 phải thỏa mãn điều kiện của
biểu thức (2.56). Nếu coi bán kính của bánh xe trước rb1 và bánh xe sau rb2 bằng
nhau trong quá trình phanh ta có thể viết quan hệ giữa momen phanh ở bánh trước
Mp1 và ở bánh sau Mp2 như sau :
1
2
11
22
1
2
F
F
rF
rF
M
M
bp
bp
p
p (2.57)
Kết hợp biểu thức (2.56) và biểu thức (2.57) ta có :
g
g
p
p
hb
ha
M
M
.
.
1
2
(2.58)
Trong đó :
Mp1- momen phanh cần sinh ra ở các bánh xe trước.
Mp2- momen phanh cần sinh ra ở các bánh xe sau.
Như vậy muốn đạt được hiệu quả phanh cao nhất thì thì momen phanh sinh
ra ở các bánh bánh xe trước Mp1 và ở các bánh xe sau Mp2 phải luôn tuân theo biểu
thức (2.58). Với mỗi ôtô nhất định tọa độ trọng tâm của xe (a, b, hg) có thể thay đổi
tùy theo các loại hàng hóa chuyên chở hoặc cách sắp xếp chúng lên xe.
Coi j 1, ta có jp = .g thay vào công thức (2.49) và (2.50) ta có thể xác định
được momen cần sinh ra ở các bánh xe trước Mp1 và ở các bánh sau Mp2 từ điều
kiện bám của đường như sau :
gbbp hbLGrrZM .. 11 (2.59)
gbbp haLGrrZM .. 22 (2.60)
Đối với ôtô đã chất tải nhất định, thì a, b, hg có giá trị không đổi. Bằng cách
thay đổi giá trị của , dựa trên các biểu thức (2.59) và (2.60) ta có thể vẽ được đồ
thị Mp1 = f1() và Mp2 = f2().
Trên hình (H. 2-15) trình bày đồ thị chỉ quan hệ giữa momen phanh Mp1 và
Mp2 với hệ số bám . Đường liền nét ứng với ôtô khi đầy tải, đường đứt nét ứng với
khi ôtô không tải.
Mp Mp1
Mp2
- 16 -
Từ đồ thị hình (H. 2-15) có thể vẽ đồ thị quan hệ giữa momen phanh ở bánh xe sau
Mp2 và momen phanh ở bánh xe trước Mp1 hình (H. 2-16).
Đồ thị trình bày ở hình (H. 2-16) được gọi là đường đặc tính phanh lý tưởng
của ôtô.
Đối với ôtô hiện nay thường dùng dẫn động phanh thủy lực hoặc dẫn động
phanh khí nén, quan hệ giữa momen ph