TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN
Công dung của hệ thống phanh
Hệ thống phanh có nhiệm vụ giảm tốc độ chuyển động, dừng hẳn ô tô, hoặc giữ ô tô đứng yên trên một độ dốc nhất định.
Phân loại hệ thống phanh
Hệ thống phanh đƣợc phân chia theo tính chất hình thành hệ thống phanh:
1.2.1 Theo đặc điểm điều khiển
- Phanh chính (phanh chân) dùng để giảm tốc độ khi xe đang chuyển động
- Phanh phụ (phanh tay) dùng để đỗ xe khi người lái rời khỏi buồng lái và dùng làm phanh dự phòng
Phanh bổ trợ, bao gồm phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ, được sử dụng để giảm bớt một phần động năng của ô tô trong những tình huống cần phanh kéo dài, chẳng hạn như khi phanh trên dốc dài.
1.2.2 Theo kết cấu của cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh là bộ phận quan trọng giúp tiêu hao động năng của xe khi phanh, được điều khiển từ buồng lái Phanh thường hoạt động dựa trên nguyên tắc tạo ma sát giữa các bộ phận quay và cố định Trên ô tô, có hai loại cơ cấu phanh phổ biến là phanh tang trống và phanh đĩa Phanh tang trống là một trong những hệ thống phanh được sử dụng rộng rãi.
Cơ cấu phanh tang trống được phân loại theo phương pháp bố trí và điều khiển các guốc phanh thành các dạng:
Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục được sử dụng trong hệ thống phanh thủy lực và khí nén Trong hệ thống thủy lực, cơ cấu này thường được lắp đặt ở cầu sau của ô tô con và xe tải nhỏ, với xi lanh thủy lực điều khiển guốc phanh ép vào trống phanh Đối với hệ thống khí nén, cơ cấu phanh thường nằm ở cầu trước của ô tô tải vừa và nặng, sử dụng xi lanh khí nén để điều khiển cam xoay, ép guốc phanh vào trống phanh.
Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua tâm được sử dụng với xi lanh thủy lực và thường được lắp đặt ở cầu trước của ô tô con hoặc ô tô tải nhỏ Thiết kế này đảm bảo tính hiệu quả trong việc phân phối lực phanh, mang lại sự ổn định và an toàn cho phương tiện.
Khi xe di chuyển tiến theo chiều quay ω, cả hai guốc phanh đều hoạt động như guốc siết, mang lại hiệu quả phanh lớn Ngược lại, khi xe lùi, hai guốc phanh chuyển thành guốc nhả, dẫn đến hiệu quả phanh giảm.
Cơ cấu phanh tang trống dạng bơi cho ô tô tải có thiết kế đặc biệt, trong đó cả hai đầu guốc phanh đều chịu tác động trực tiếp từ lực điều khiển và có khả năng di chuyển Hệ thống này sử dụng dẫn động phanh thủy lực kết hợp với điều khiển khí nén, mang lại hiệu suất phanh ổn định và hiệu quả.
Cơ cấu phanh tự cường hóa có khả năng tăng hiệu quả mô men phanh khi có lực điều khiển tác động Tuy nhiên, do mô men phanh biến đổi nhanh chóng khi lực điều khiển gia tăng, tính ổn định của mô men này kém Do đó, kết cấu này chỉ nên được sử dụng khi thật sự cần thiết.
Hình 1.1 Cơ cấu phanh tang trống dẫn động thủy lực
Hình 1.2 Cơ cấu phanh tang trống dẫn động khí nén
13 Đối với cơ cấu phanh tang trống dẫn động khí nén:
Cam Acsimet có thiết kế chế tạo đơn giản với cam quay và guốc phanh được bố trí đối xứng qua trục Sự dịch chuyển của các guốc phanh khi cam hoạt động lớn sẽ ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả tạo ra mô men phanh của hệ thống phanh.
- Cam Cycloit: cho phép dịch chuyển của các guốc phanh khi cam làm việc nhỏ hơn nên đƣợc dùng phổ biến
+ Mô men phanh lớn do diện tích tiếp xúc giữa má phanh, trống phanh lớn + Cơ cấu phanh đƣợc che kín trong quá trình làm việc
+ Má phanh lâu mòn hơn
+ Kém ổn định hơn, khi tiến và lùi hiệu quả phanh không đều b) Cơ cấu phanh đĩa
Cấu tạo cơ cấu phanh đĩa đƣợc chia thành loại có giá đỡ xi lanh cố định và loại có giá đỡ xi lanh di động
Hình 1.3 Cơ cấu phanh đĩa
Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa gồm:
- Đĩa phanh đƣợc lắp và quay cùng với moay ơ của bánh xe
- Giá đỡ xi lanh đồng thời là xi lanh điều khiển, trên đó bố trí các đường dẫn dầu áp suất cao, bên trong xi lanh có các piston
- Hai má phanh phẳng đặt ở hai bên đĩa phanh và đƣợc tiếp nhận lực điều khiển bởi các piston trong xi lanh bánh xe
Cơ cấu phanh đĩa đảm bảo mô men phanh ổn định ngay cả khi hệ số ma sát thay đổi, giúp bánh xe phanh hoạt động hiệu quả và ổn định, đặc biệt là trong điều kiện nhiệt độ cao.
+ Thoát nhiệt tốt, khối lƣợng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn
+ Dễ dàng trong sửa chữa và thay thế tấm ma sát
Khe hở nhỏ giữa má phanh và đĩa phanh giúp tăng tốc độ tác động, đồng thời giảm hành trình bàn đạp Điều này cũng tạo điều kiện thuận lợi cho việc lắp đặt cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh.
+ Áp suất tác dụng lên má phanh lớn nên yêu cầu vật liệu tốt hơn
+ Khi phanh sinh ra các lực phụ tác dụng lên ổ bi bánh xe
+ Kết cấu hở, dễ dính bụi, bùn đất nên các tấm ma sát của loại phanh này mòn nhanh hơn phanh guốc, ít dùng trên xe tải
1.2.3 Theo dẫn động phanh a) Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí
Hệ thống dẫn động cơ khí nổi bật với độ tin cậy cao, nhưng yêu cầu lực tác dụng lớn từ bàn đạp Loại dẫn động này chủ yếu được sử dụng cho phanh tay Ngược lại, hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực là một lựa chọn khác trong công nghệ phanh hiện đại.
Dẫn động phanh thủy lực có những ưu điểm nổi bật như phanh êm dịu, dễ dàng bố trí và độ nhạy cao do dầu không bị nén Tuy nhiên, nhược điểm của hệ thống này là tỉ số truyền không lớn, dẫn đến việc không thể tăng lực điều khiển trên cơ cấu phanh Vì vậy, dẫn động phanh thủy lực thường được áp dụng cho ô tô con và ô tô tải nhỏ.
15 c) Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén
Hệ thống dẫn động phanh khí nén sử dụng lực điều khiển từ bàn đạp để cung cấp khí nén tới các bầu phanh bánh xe, tạo ra lực tác dụng lên guốc phanh và thực hiện phanh ô tô Ưu điểm của hệ thống này là lực điều khiển nhỏ và áp suất trên đường ống không cao, cho phép dẫn động dài tới các cơ cấu phanh cần thiết Tuy nhiên, nhược điểm là độ nhạy kém với thời gian chậm tác dụng lớn và kích thước kết cấu lớn, do đó hệ thống này thường phù hợp cho các ô tô tải vừa và lớn Hệ thống phanh dẫn động liên hợp thủy lực – khí nén là một giải pháp hiệu quả cho việc điều khiển phanh trong các phương tiện này.
Hệ thống phanh này kết hợp ưu điểm của cả dẫn động thủy lực và khí nén, được áp dụng cho ô tô tải và ô tô buýt cỡ trung và lớn Nó cũng bao gồm hệ thống phanh dẫn động có trợ lực, giúp nâng cao hiệu quả và an toàn khi vận hành.
Hệ thống dẫn động điều khiển ô tô yêu cầu điều chỉnh tốc độ và dừng xe thường xuyên, tuy nhiên, các bộ truyền thủy tĩnh hạn chế tỷ số truyền động lớn, do đó cần giảm lực bàn đạp phanh Bộ trợ lực phanh được sử dụng trong hệ thống phanh thủy lực với nhiều nguồn năng lượng trợ lực khác nhau như chân không, khí nén, thủy lực và điện Trên các loại ô tô con và ô tô tải nhẹ, trợ lực chân không là lựa chọn phổ biến cho hệ thống phanh thủy lực.
1.2.4 Theo mức độ hoàn thiện hệ thống phanh
Hệ thống phanh được hoàn thiện theo hướng nâng cao chất lượng điều khiển ô tô khi phanh, do vậy trang bị thêm các bộ điều chỉnh lực phanh:
- Bộ điều chỉnh lực phanh (bộ điều hòa lực phanh)
- Bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh có ABS)
Yêu cầu kết cấu
Hệ thống phanh trên ô tô cần đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau:
- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe, nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất, khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm
Điều khiển nhẹ nhàng và thuận lợi giúp người dùng dễ dàng thao tác với bàn đạp hoặc cần kéo, đảm bảo lực tác dụng phù hợp với khả năng thực hiện liên tục của con người.
- Đảm bảo sự ổn định chuyển động của ô tô và phanh êm dịu trong mọi trường hợp
- Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao, đảm bảo mối tương quan giữa lực bàn đạp với sự phanh của ô tô trong quá trình thực hiện phanh
- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt, duy trì ổn định hệ số ma sát trong cơ cấu phanh trong mọi điều kiện sử dụng
- Hạn chế tối đa hiện tượng trượt lết bánh xe khi phanh với các cường độ lực bàn đạp khác nhau
- Có khả năng giữ ô tô đứng yên trong thời gian dài, kể cả trên nền đường dốc
Để đảm bảo độ tin cậy của hệ thống phanh trong mọi tình huống, ngay cả khi có hư hỏng, ô tô được trang bị hệ thống phanh an toàn, cho phép điều chỉnh tốc độ hoặc dừng xe trong tình huống nguy hiểm Hầu hết các ô tô hiện đại sử dụng cơ cấu phanh guốc kết hợp với hệ thống dẫn động bằng thủy lực, khí nén hoặc cả hai Đặc biệt, các xe vận tải trung bình và lớn, cũng như xe buýt nội thị và xe chở khách từ 24 chỗ ngồi trở lên, thường sử dụng hệ thống phanh dẫn động khí nén Hệ thống này giúp giảm sức lao động của lái xe, cho phép tạo ra lực phanh lớn mà không cần phải tác động mạnh lên bàn đạp phanh.
Cấu tạo chung hệ thống phanh dẫn động khí nén
Hệ thống phanh là một tập hợp các cơ cấu liên kết để thực hiện quá trình phanh xe Trên các ô tô hiện đại, có bốn hệ thống phanh khác nhau về chức năng, với kết cấu phức tạp và thường sử dụng chung các phần tử như nguồn năng lượng, van phanh và cơ cấu phanh Bốn hệ thống phanh này đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn khi lái xe.
- Hệ thống phanh công tác (còn gọi là hệ thống phanh chính) dùng để điều chỉnh tốc độ chuyển động của ô tô trong điều kiện chuyển động bất kỳ
- Hệ thống phanh dừng dùng để giữ cố định xe trên đường khi dừng xe trong thời gian tuỳ ý
- Hệ thống phanh dự trữ dùng để dừng xe trong trường hợp hư hỏng hệ thống phanh công tác
Hệ thống phanh phụ giúp duy trì tốc độ ổn định cho ô tô trong thời gian dài hoặc điều chỉnh tốc độ của xe ở mức nhất định.
Ngoài ra, các xe đời mới còn có thể có hệ thống phanh tự động
Trên hình 1.4 là sơ đồ khối của hệ thống phanh khi nén:
Hình 1.4 Sơ đồ khối của hệ thống phanh khí nén
Hệ thống phanh khí nén bao gồm ba thành phần chính: nguồn năng lượng khí nén, dẫn động phanh và cơ cấu phanh Sơ đồ cấu tạo của hệ thống phanh khí nén điển hình được minh họa trong hình 1.5, dựa trên sơ đồ khối như hình 1.4.
Hệ thống phanh khí nén bao gồm các thành phần chính như máy nén khí, đóng vai trò là nguồn năng lượng, các van phanh thuộc khối điều khiển, khối truyền với các đường ống dẫn khí, ống mềm và đầu nối Ngoài ra, khối tích năng gồm các bình chứa khí nén, trong khi khối chấp hành bao gồm các bầu phanh.
Hình 1.5 Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh khí nén điển hình
1 Máy nén khí; 2 Tổng van phanh; 3 Đường ống dẫn ra rơ mooc; 4 Đầu nối; 5 Van điều khiển phanh rơ mooc; 6 Bình chứa khí phanh rơ mooc; 7 Cơ cấu phanh;
8 Bầu phanh; 9 Bình chứa khí nén của ô tô kéo
Phân tích kết cấu hệ thống phanh dẫn động khí nén loại một dòng
1.5.1 Sơ đồ kết cấu chung
Hệ thống phanh khí nén một dòng đƣợc thể hiện trên hình 1.6
Hình 1.6 Sơ đồ bố trí hệ thống phanh khí nén một dòng
Hệ thống phanh này bao gồm các thành phần chính như máy nén khí 7 cung cấp nguồn năng lượng, các van phanh 2 và 6 thuộc khối điều khiển, cùng với khối truyền bao gồm đường ống dẫn khí, ống mềm và đầu nối Ngoài ra, khối tích năng là bình chứa khí nén và khối chấp hành là các bầu phanh.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh khí nén là khi đạp lên bàn đạp phanh, khí nén từ bình chứa sẽ đi qua van phanh và vào bầu phanh, làm xoay cam phanh để ép guốc phanh vào tang trống, thực hiện quá trình phanh xe Đồng thời, khí nén trên đường ống dẫn ra rơ moóc sẽ được xả ra ngoài qua van phanh, tạo ra tín hiệu điều khiển để phanh rơ moóc Khi nhả bàn đạp phanh, khí nén sẽ được xả ra ngoài qua cửa xả ở van phanh, trong khi khí nén ở bầu phanh rơ moóc cũng xả ra ngoài qua van xả Hệ thống phanh này có ưu điểm là điều khiển nhẹ nhàng, cấu trúc đơn giản và tạo ra lực phanh lớn Tuy nhiên, nhược điểm của nó là phụ thuộc vào chế độ làm việc của động cơ đốt trong, độ nhạy kém so với phanh thủy lực, cấu trúc cồng kềnh và chi phí cao.
Hệ thống phanh khí nén hoạt động bằng cách sử dụng không khí nén đến áp suất nhất định, vì vậy động cơ cần được trang bị máy nén khí để cung cấp không khí sạch và ổn định Trong các ô tô tải, máy nén khí thường là loại piston 2 xi lanh, được thiết kế với năng suất cao để nạp nhanh tất cả các bình khí sau khi khởi động động cơ.
1.5.3 Bộ điều chỉnh áp suất
Bộ điều chỉnh áp suất tự động duy trì áp suất khí nén trong hệ thống ở mức 0,6 ÷ 0,77 MPa, giúp giảm tải cho máy nén khí Áp suất này đảm bảo dòng khí nén từ các bình chứa đến bầu phanh đạt áp suất 0,45 MPa với tốc độ không đổi (bằng tốc độ âm thanh) và lưu lượng ổn định.
20 một giây lớn nhất nhờ vậy đảm bảo đƣợc thời gian chậm tác dụng của hệ thống phanh ngắn nhất
Bộ điều chỉnh áp suất được mô tả trong Hình 1.7, với khoang trong thân 9 kết nối với khoang dưới con trượt 42 qua cửa III và rãnh 7 có hai van bi.
Lưới lọc 8 được sử dụng để loại bỏ dầu và nước lẫn trong khí nén khi đi qua cửa Hai van bi chịu lực từ lò xo 3 thông qua cần đẩy 5, với van nạp 13 có đế tựa 15 và vòng đệm đàn hồi 12, giúp ngăn chặn van bi dính vào đế tựa Đế tựa 16 của van thải 14 hoạt động như mặt mút dẫn hướng cho cần đẩy 5, trong khi ống dẫn hướng 16 có rãnh nối thông khoang của các viên bi với khí trời Phần dưới của bộ điều chỉnh áp suất kết nối với bình chứa khí qua cửa I.
Hình 1.7 Bộ điều chỉnh áp suất
1 Chụp bảo vệ; 2 Chụp điều chỉnh; 3 Lò xo; 4 Bi tỳ; 5 Cần của van; 6 Đai ốc hãm; 7 Rãnh dẫn; 8 Lưới lọc; 9 Thân; 10 Nút; 11 Lọc dùng kim loại gốm; 12.Vòng đàn hồi; 13 Van nạp; 14 Van xả; 15 Đế van nạp; 16 Đế van xả; l7 Đệm điều chỉnh; 18 Vòng chặn; I Khí nén áp suất cao từ bình chứa; II Cửa thoát khí ra ngoài khí trời; III Khí từ khối giảm áp của máy nén
Hình 1.8 Van phân phối dẫn động hai dòng
Cửa khí nén từ bình khí tới và cửa xả khí là những thành phần quan trọng trong hệ thống phanh Hệ thống phanh bao gồm các cửa ra cho cơ cấu phanh sau và trước, cùng với các chi tiết như chụp che bụi, lò xo hồi vị piston, và vòng hãm đế van Các bộ phận khác như piston, thân van, và các loại lò xo hồi vị đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh và duy trì hiệu suất của hệ thống phanh Nắp van phanh và vít điều chỉnh cũng góp phần vào việc đảm bảo hoạt động chính xác của toàn bộ hệ thống.
21 Con lăn; 22 Bàn đạp Phanh
Khí nén được nạp đầy trong bình chứa sẽ được điều khiển thời điểm và lưu lượng cung cấp vào hệ thống thông qua tổng van phanh, một thiết bị giống như van khóa Tổng van phanh có cấu trúc khác nhau tùy thuộc vào loại dẫn động, bao gồm dẫn động một dòng và hai dòng Bài viết này sẽ giới thiệu về cấu tạo của tổng van phanh 2 tầng, được sử dụng cho dẫn động phanh 1 dòng.
Van an toàn bao gồm các thành phần như đế van, thân van, van bị, lò xo van, đai ốc hãm, vít điều chỉnh và thanh đẩy Van này có chức năng ngăn ngừa hệ thống khí nén bị tăng áp suất quá mức khi bộ tự động điều chỉnh áp suất gặp sự cố Thường được lắp đặt ở một trong các bình chứa khí nén của ô tô, gần máy nén khí, và được điều chỉnh để mở van ở áp suất khoảng 0,9 đến 0,95 MPa.
Bầu phanh bánh xe có cấu trúc giống như xi lanh lực tác động một chiều, với vỏ bầu phanh được gắn chắc chắn trên vỏ cầu Đòn đẩy tiếp xúc chặt với piston đẩy và di chuyển để điều khiển cam quay, đảm bảo hiệu quả trong quá trình phanh.
Bầu phanh bánh xe có nhiệm vụ tạo lực khí nén đẩy đòn đẩy dịch chuyển, tạo nên xoay cam quay ở cơ cấu phanh a) Bầu phanh đơn
1,7 Nửa vỏ; 2 Lò xo hồi vị; 3 Đầu nối khí; 4 Tấm đỡ; 5 Màng cao su; 6 Đòn đẩy; 8 Bu lông bắt với giá; 9 Đai ốc điều chỉnh; 10 Đầu nối chữ U
Bầu phanh đơn dạng màng được cấu tạo bởi hai nửa vỏ, với màng cao su nằm giữa hai nửa vỏ, chia bầu phanh thành hai khoang Khoang trên có cửa P dẫn khí nén từ van phân phối, trong khi khoang dưới có lỗ thông R với khí quyển Lò xo hồi vị có tác dụng đẩy màng về vị trí ban đầu khi không phanh Màng được đỡ bằng tấm đỡ và nối liền với đòn đẩy, tạo thành hệ thống dẫn động quay cam để điều khiển cơ cấu phanh Chiều dài của đòn đẩy có thể được điều chỉnh thông qua đai ốc, nhằm đảm bảo vị trí phù hợp với cam quay.
Khi không phanh, màng 5 được giữ ở vị trí cao nhất nhờ lò xo hồi vị 2 Khi phanh, khí nén áp suất cao được dẫn vào khoang trên của bầu phanh qua lỗ P, đẩy màng 5 và đòn đẩy 6 xuống dưới, làm xoay cam trong cơ cấu phanh Khi nhả phanh, lò xo hồi vị 2 đẩy màng 5 trở lại vị trí ban đầu, đồng thời khí nén trong khoang trên thoát qua đường ống về van phân phối, kết thúc quá trình phanh.
Cấu tạo của bầu phanh và các trạng thái làm việc thể hiện trên hình 1.11:
Hình 1.11 Bầu phanh tích năng
Bầu phanh tích năng gồm: hai bầu phanh đƣợc ghép nối tiếp nhau, một bầu phanh chính và một bầu phanh tích năng
Bầu phanh chính được thiết kế dựa trên nguyên lý hoạt động của bầu phanh đơn dạng màng, bao gồm hai khoang: khoang P kết nối với khí quyển và khoang S liên kết với đường cấp cùng thoát khí nén từ van phân phối khi thực hiện phanh.
Bầu phanh tích năng dạng xi lanh piston khí được chia thành hai khoang: khoang T kết nối với khí trời qua đường ống 4, trong khi khoang Q kết nối với van phanh tay qua đường dẫn B Khoang tích năng T bao gồm vỏ bầu phanh tích năng 3.
Thực trạng về hệ thống phanh khí nén ở Việt Nam hiện nay
Do yêu cầu lực phanh lớn trên xe tải lớn, xe kéo mooc và bán mooc, hệ thống phanh thủy lực không thể được sử dụng Lực phanh trong hệ thống này phụ thuộc vào lực bàn đạp, nên chỉ phù hợp cho xe con và xe tải nhỏ Ngược lại, trong hệ thống phanh khí nén, lực bàn đạp chỉ điều khiển dòng khí nén, trong khi lực phanh được tạo ra nhờ trợ lực khí nén.
Trong thiết kế hệ thống phanh tại Việt Nam, việc áp dụng các tiêu chuẩn hiện vẫn còn hạn chế, gây ảnh hưởng đến sự ổn định trong quá trình phanh Điều này là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng tai nạn giao thông thường xuyên xảy ra.
Vì vậy việc áp dụng các tiêu chuẩn trong quá trình thiết kế là một vấn đề cấp thiết, trong đó có tiêu chuẩn ECE
Một số hình ảnh về xe sử dụng phanh khí nén
Hình 1.17 Xe tải N 3 sử dụng phanh khí nén
Hình 1.18 Xe bus sử dụng phanh khí nén
TIÊU CHUẨN ECE VỀ HỆ THỐNG PHANH
Phân chia lực phanh
Nghiên cứu khảo sát quá trình phanh nhằm xác định các thông số tối ưu cho hệ thống phanh, đảm bảo hiệu quả và độ ổn định của ô tô khi phanh Bài toán này cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc bố trí bộ điều hòa lực phanh và các thông số liên quan.
Phương trình chuyển động của ô tô khi phanh có thể được viết như sau:
Hệ số δ’ phản ánh ảnh hưởng của các khối lượng quay trong công thức (2.1), trong đó tổng các lực phanh tại các bánh xe được ký hiệu là 𝜮F Ngoài ra, hệ số cản lăn f và quãng đường xe chạy S cũng đóng vai trò quan trọng Hệ số cản không khí k và diện tích cản chính diện F của ô tô là những yếu tố cần xem xét để đánh giá hiệu suất hoạt động của xe.
Khi phanh ô tô ngắt động cơ, hệ số ảnh hưởng của các khối lượng quay thường được coi là 1 (' = 1,02 ÷ 1,04) Để đánh giá hiệu quả phanh, người ta sử dụng hệ số lực phanh T.
Trong khi tính toán xác định gia tốc chậm dần và quãng đường phanh, người ta có thể bỏ qua lực cản không khí
Như vậy, phương trình (2.1) có dạng:
Khi phanh gấp, hệ số ma sát T gần bằng hệ số bám φ Trên đường tốt và khô ráo, hệ số bám φ lớn hơn lực cản lăn f, do đó trong tình huống phanh gấp, chúng ta có thể bỏ qua lực cản lăn.
T d S g dt Gọi gia tốc chậm dần là a, ta có thể viết:
Công thức này chỉ ra rằng gia tốc giảm dần khi phanh tỷ lệ thuận với hệ số lực phanh Để đánh giá khả năng bám của các bánh xe trong quá trình phanh, người ta sử dụng khái niệm hệ số sử dụng trọng lượng bám φ i.
Hiệu quả phanh cực đại đạt đƣợc khi hệ số sử dụng trọng lƣợng bám tại tất các bánh xe bằng nhau:
Để đạt được hiệu quả phanh tối đa, lực phanh tác động lên các cầu ô tô cần phải tỷ lệ thuận với tải trọng mà các cầu này phải chịu trong quá trình phanh.
Với sự phân bố lực phanh lý tưởng ta có được gia tốc cực đại: a max = g Tmax = g
Trong trường hợp các hệ số sử dụng trọng lượng bám tại các cầu không bằng nhau, ta có biểu thức sau:
Khi phanh đến giới hạn lết tại một cầu, trong khi cầu khác không sử dụng hết khả năng bám, hệ số sử dụng trọng lượng bám sẽ thấp hơn hệ số bám tối đa Điều này dẫn đến gia tốc phanh thấp hơn so với gia tốc lý tưởng khi phân bố lực phanh được tối ưu.
Phanh lết các bánh xe gây mòn lốp nhanh chóng và ảnh hưởng đến an toàn Sự trượt giữa lốp và mặt đường gia tăng khi phanh lết, dẫn đến giảm hệ số bám, làm cho ô tô trở nên mất ổn định và khó kiểm soát.
Hiện nay, việc đảm bảo hiệu quả phanh và phân bố lực phanh giữa các cầu xe ô tô đang ngày càng được chú trọng, nhằm duy trì sự ổn định trong quá trình phanh.
Theo tiêu chuẩn ECE, ô tô không có hệ thống ABS phải đáp ứng yêu cầu với hệ số ma sát từ 0,2 đến 0,8, trong đó T > 0,1 + 0,85( - 0,02) đối với loại xe N1.
Hình 2.1 Đồ thị tiêu chuẩn ECE cho loại xe N 1
Đối với xe loại N1, lực phanh riêng cần đạt từ 0,15 đến 0,50 Điều kiện này được coi là thoả mãn khi lực phanh riêng trong khoảng 0,15 đến 0,30, các đường cong sử dụng hệ số bám của mỗi trục xe nằm giữa hai đường song song với đường sử dụng hệ số bám lý tưởng, được xác định bởi phương trình φ = γT ± 0,08.
Nếu T từ 0,50 đến 0,61 thì T ≥ 0,5 φ + 0,21 b) Đối với loại xe M 1
Hình 2.2 Đồ thị tiêu chuẩn ECE cho loại xe M1 Đối với xe loại M1 với mọi lực phanh riêng từ 0,15 đến 0,8
Với giá trị T trong khoảng 0,0 đến 0,45, đường cong có thể áp dụng hệ số bám của trục cầu sau lớn hơn, miễn là hệ số bám này không vượt quá 0,05 và điều kiện là đương φ phải bằng T.
Đối với xe không phải M 1 và N 1, trong mọi chế độ tải trọng, hệ số sử dụng trọng lượng bám của cầu trước cần nằm trên đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám của cầu sau với mọi giá trị của T từ 0,15 đến 0,30 Điều này được coi là đạt yêu cầu khi các đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám của mỗi cầu nằm giữa hai đường thẳng song song với đường lý tưởng, được thể hiện qua phương trình cụ thể.
= T 0,08 và nếu với T > 0,30 đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám của cầu sau thoả mãn: T 0,3 + 0,74( - 0,38)
Các miền phân bố các đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám được thể hiện trên hình 2.3
Hình 2.3 Đồ thị tiêu chuẩn ECE cho loại không phải M 1 và N 1
Thời gian phản ứng
Các xe trang bị hệ thống phanh chính phụ thuộc hoàn toàn hoặc một phần vào nguồn năng lượng không từ lực của người lái cần đáp ứng các yêu cầu sau đây:
Trong các tình huống khẩn cấp, thời gian từ khi thiết bị điều khiển bắt đầu tác động đến khi lực phanh trên trục xe đạt mức hiệu quả quy định không được vượt quá 0,6 giây.
- Trong trường hợp xe được trang bị hệ thống phanh khí nén, yêu cầu trên coi nhƣ đã đƣợc đáp ứng nếu xe tuân thủ những điều sau:
2.2.1 Yêu cầu chung a) Thời gian phản ứng của hệ thống phanh chính đƣợc xác định khi xe đỗ, áp suất được đo ở đầu vào xi lanh phanh Trong trường hợp xe được trang bị hệ thống phanh kết hơp khí nén thuỷ lực, áp suất có thể đƣợc đo ở cụm thuộc phần khí nén Đối với xe đƣợc trang bị van điều tiết tải trọng, van này cần phải đƣợc đặt ở vị trí "có tải" b) Trong khi thử, hành trình yêu cầu cho cơ cấu phanh của các xi lanh phanh trên các trục xe khác nhau phải đƣợc hiệu chỉnh thật chính xác c) Thời gian phản ứng xác định theo các yêu cầu này phải đƣợc quy tròn đến 1/10 giây theo các nguyên tắc quy tròn thông thường
2.2.2 Xe cơ giới a) Tại thời điểm bắt đầu mỗi lần thử, áp suất ở bình chứa khí nén phải ở mức mà tại đó bộ điều chỉnh lặp lại sự cung cấp khí nén cho hệ thống Trong các hệ thống không trang bị bộ điều chỉnh (có nghĩa là máy nén khí hạn chế áp suất), áp suất trong bình chứa khí nén khi bắt đầu mỗi lần thử qui định trong mục lục này phải bằng 90% áp suất do nhà chế tạo qui định và đƣợc mô tả nhƣ sau: Mức năng lƣợng ban đầu trong bình chứa khí nén phải đƣợc qui định bởi nhà chế tạo Nó phải đạt mức để đạt đƣợc hiệu quả phanh đã qui định của hệ thống phanh chính
Thời gian phản ứng là hàm của thời gian tác động (t s), bắt đầu từ thời gian ngắn nhất và tăng dần đến khoảng 0,4 giây, với giá trị được vẽ trên đồ thị Thời gian phản ứng cho thử nghiệm tương ứng với thời gian tác động phanh là 0,2 giây, có thể thu được từ đồ thị bằng nội suy Đối với thời gian tác động 0,2 giây, khoảng thời gian từ lúc bắt đầu điều khiển hệ thống phanh đến khi áp suất trong xi lanh phanh đạt khoảng 75% áp suất tiệm cận không được vượt quá 0,6 giây Đối với xe có nối phanh cho moóc, thời gian phản ứng phanh phải được đo ở đầu ống dài 2,5 m, đường kính trong 13 mm, với thể tích 385 ± 5 cm³ và áp suất 6,5 bar Xe kéo cho bán moóc cần trang bị ống mềm để kết nối với bán moóc, đầu nối nằm ở đầu ống mềm Khoảng thời gian từ khi bắt đầu điều khiển phanh đến khi áp suất đo được tại đầu nối đạt x% áp suất tiệm cận không được vượt quá giá trị quy định trong bảng.
75 0,4 g) Trong trường hợp xe cơ giới được phép kéo moóc, bán moóc loại O 3 hoặc
O 4 có trang bị hệ thống phanh khí nén, ngoài các yêu cầu đã nêu ở trên phải đƣợc thoả mãn thì cần thực hiện các phép thử sau:
- Đo áp suất ở đầu ống dài 2,5 m, đường kính trong 13 mm, được nối với đầu nối của đường cung cấp
- Mô phỏng của đường điều khiển tại đầu nối
- Tác động lên bộ phận điều khiển phanh chính trong 0,2 giây nhƣ đã mô tả trong mục c
2.2.3 Moóc, bán moóc a) Thời gian phản ứng của phanh moóc, bán moóc phải đƣợc đo khi không nối với xe kéo Để thay thế cho xe kéo, cần phải có thiết bị mô phỏng mà các đầu nối của đường điều khiển và đường cung cấp của moóc, bán moóc được nối với nó b) Áp suất trong đường cung cấp phải là 6,5 bar c) Thiết bị mô phỏng phải có những đặc tính sau :
Trước mỗi lần thử, cần chuẩn bị một bình chứa 30 lít nạp đến áp suất 6,5 bar và không được nạp lại trong suốt quá trình thử nghiệm Ở đầu ra của bộ phận điều khiển phanh mô phỏng, phải có một lỗ có đường kính từ 4,0 đến 4,3 mm Thể tích ống đo từ lỗ và đầu nối phải đạt 385 5 cm³, tương đương với một ống dài 2,5 m, đường kính trong 13 mm và dưới áp suất 6,5 bar.
- Bộ phận điều khiển hệ thống phanh phải đƣợc thiết kế sao cho hiệu quả sử dụng của nó không bị ảnh hưởng bởi người thử
Thiết bị mô phỏng cần được lắp đặt với lỗ phù hợp theo điều kiện mục c, đảm bảo thời gian áp suất tăng từ 0,65 đến 4,9 bar (tương ứng 10% và 75% áp suất danh nghĩa 6,5 bar) là 0,2 0,01 giây khi kết nối với bình chứa 3855 cm³ Nếu sử dụng bình chứa 1155 15 cm³ thay thế, thời gian tăng áp suất phải là 0,38 0,02 giây mà không cần hiệu chỉnh Giữa hai mức áp suất này, áp suất cần tăng theo đường gần như tuyến tính Các bình chứa phải được kết nối với đầu nối mà không cần ống mềm, và chỗ nối phải có đường kính trong không nhỏ hơn.
Khoảng thời gian giữa khi áp suất trong dòng điều khiển đạt 0,65 bar và khi áp suất trong bộ phận tác động phanh của moóc, bán moóc đạt khoảng 75% không được vượt quá 0,4 giây.
2.2.4 Chỗ nối thử áp suất a) Để tạo thuận lợi cho việc kiểm tra định kỳ xe trong sử dụng trên đường, trên mỗi mạch độc lập của hệ thống phanh cần có một chỗ nối kiểm tra áp suất ở vị trí gần nhất và dễ tiếp cận nhất đối với xi lanh phanh kém thuận lợi nhất về mặt thời gian tác dụng b) Chỗ nối kiểm tra áp suất phải tuân thủ điều 4 của tiêu chuẩn TCVN 6822:2001 (tương đương tiêu chuẩn ECE)
2.2.5 Ví dụ về thiết bị mô phỏng
Hình 2.4 Sơ đồ thiết bị mô phỏng
A : Chỗ nối cung cấp có van ngắt
Công tắc áp suất trong thiết bị mô phỏng được thiết lập tại 0,65 bar và 4,9 bar, kết nối với bộ phận tác động phanh của moóc và bán moóc, hoạt động hiệu quả ở 75% áp suất tiếp cận trong bộ phận tác động phanh CF.
L : Đường từ lỗ O đến và bao gồm cả đầu nối TC, có thể tích trong 385 5 cm 3 dưới áp suất 6,5 bar
M : Đồng hồ đo áp suất
O : lỗ có đường kính không nhỏ hơn 4 mm và không lớn hơn 4,3 mm
PP : Chỗ nối kiểm tra áp suất
R1 : Bình chứa khí nén 30 lít có van xả
R2 : Bình chứa định cỡ, bao gồm đầu nối TC, có dung tích 3865 cm 3
R3 : Bình chứa chuẩn, bao gồm đầu nối TC, có dung tích 115515 cm3
TA : Đầu nối, đường cung cấp
TC : Đầu nối, đường điều khiển
V : Bộ phận điều khiển phanh
Yêu cầu về nguồn năng lƣợng đối với hệ thống phanh khí nén
2.3.1 Dung tích của bình chứa khí nén (bình tích năng) a) Yêu cầu chung
Các xe sử dụng hệ thống phanh khí nén cần được trang bị bình chứa khí nén có dung tích phù hợp với yêu cầu của xe cơ giới, mooc và bán mooc.
Bình chứa khí nén không nhất thiết phải có dung tích tối thiểu nếu hệ thống phanh có khả năng thực hiện hiệu quả phanh tối thiểu mà không cần nguồn năng lượng bổ sung, đạt tiêu chuẩn phanh quy định cho hệ thống phanh dự phòng.
- Trong khi kiểm tra theo các yêu cầu của xe cơ giới, mooc và bán mooc, các cơ cấu phanh phải đƣợc điều chỉnh kỹ lƣỡng b) Xe cơ giới
Bình chứa khí nén của xe cần đảm bảo rằng sau 8 lần tác động hết hành trình lên bộ phận điều khiển của phanh chính, áp suất còn lại trong bình không được thấp hơn mức áp suất cần thiết để đảm bảo hiệu quả phanh dự phòng.
- Việc thử phải đƣợc thực hiện theo các yêu cầu sau :
Mức năng lượng ban đầu trong bình chứa khí nén cần được quy định bởi nhà chế tạo, đảm bảo đạt yêu cầu tối thiểu để hệ thống phanh chính hoạt động hiệu quả.
Khi kiểm tra bình chứa khí nén, cần lưu ý không nạp thêm khí vào bình Đồng thời, phải cách ly bình chứa khí nén dành cho phanh chính với các bình chứa khí nén của các thiết bị phụ trợ.
Trong trường hợp xe kéo có kéo moóc, bán moóc cần phải cắt dòng cung cấp cho moóc và nối với dòng điều khiển của bình chứa khí nén phụ có dung tích 0,5 lít Trước mỗi lần phanh, áp suất trong bình khí nén phụ này phải được xả hoàn toàn Sau khi thử nghiệm, mức năng lượng cung cấp cho dòng điều khiển không được giảm xuống dưới 0,5 mức đạt được trong lần phanh đầu tiên.
- Mức năng lƣợng ban đầu này phải đƣợc công bố trong văn bản chấp thuận TCVN 6919 : 2001 (tương đương tiêu chuẩn ECE)
- Bình chứa khí nén trang bị cho moóc, bán moóc phải đảm bảo sao cho sau
Hệ thống phanh chính của xe kéo cần đảm bảo rằng mức năng lượng cung cấp cho các bộ phận hoạt động bằng khí nén không giảm thấp hơn 0,5 sau 8 lần tác động Điều này giúp tránh việc kích hoạt hệ thống phanh tự động hoặc hệ thống phanh đỗ của moóc và bán moóc.
- Việc thử phải đƣợc thực hiện theo các yêu cầu sau :
+ Áp suất trong bình chứa khí nén ở thời điểm bắt đầu thử phải đạt 8,5 bar
+ Phải cắt dòng cung cấp khí nén Ngoài ra bình (các bình) chứa khí nén cấp cho các thiết bị phụ khác phải đƣợc cách ly
+ Trong quá trình thử không đƣợc bổ sung khí nén cho bình chứa khí nén + Tại mỗi lần phanh áp suất trong dòng điều khiển phải là 7,5 bar
2.3.2 Năng suất của nguồn năng lượng a) Qui định chung
Các máy nén khí phải đáp ứng các yêu cầu đƣợc nêu trong các mục sau: b) Các định nghĩa :
- "p 1 " là áp suất ứng với 65% áp suất p 2 (p 2 là giá trị quy định của nhà chế tạo)
Thời gian t1 là khoảng thời gian cần thiết để áp suất tương đối tăng từ 0 đến p1, trong khi t2 là thời gian cần thiết để áp suất tương đối tăng từ 0 đến p2 Các điều kiện đo lường cũng cần được xác định rõ ràng.
Tốc độ của máy nén khí cần đạt được khi động cơ hoạt động ở mức công suất cực đại hoặc theo tốc độ được quy định bởi bộ điều tốc.
- Trong quá trình thử để xác định thời gian t 1 và t 2 , bình chứa khí nén cho các thiết bị phụ trợ phải đƣợc cách ly
Khi dự định nối moóc hoặc bán moóc vào xe kéo, cần đảm bảo rằng moóc hoặc bán moóc được trang bị một bình chứa khí nén với áp suất tối đa p (đo bằng bar) phù hợp với áp suất cung cấp từ mạch của xe kéo Thể tích V (đo bằng lít) của bình chứa phải tuân theo công thức p.V = 20R, trong đó R là khối lượng tối đa cho phép (đo bằng tấn) trên các trục của moóc hoặc bán moóc Việc hiểu rõ các yếu tố này là cần thiết để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình vận chuyển.
- Thời gian t1 đƣợc đo đối với bình chứa khí nén không đƣợc vƣợt quá giới hạn:
+ 3 phút trong các trường hợp các xe không được phép kéo moóc, bán moóc + 6 phút trong các trườnghợp xe được phép kéo moóc, bán moóc
- Thời gian t 2 đƣợc đo đối với bình chứa khí nén không đƣợc vƣợt quá giới hạn:
+ 6 phút trong các trường hợp xe không được phép kéo moóc, bán moóc + 9 phút trong các trường hợp xe được phép kéo moóc, bán moóc e) Thử nghiệm bổ sung :
Nếu xe cơ giới có một hoặc nhiều bình chứa khí nén cho thiết bị phụ với tổng dung tích vượt quá 20% dung tích của bình chứa khí nén cho phanh, cần thực hiện thử nghiệm bổ sung Trong quá trình thử nghiệm này, không được xảy ra hiện tượng bất thường nào liên quan đến việc vận hành của các van điều khiển nạp khí cho các bình chứa khí nén của thiết bị phụ.
Trong quá trình thử nghiệm, cần phải xác nhận rằng thời gian t3 cần thiết để tăng áp suất từ 0 đến p2 trong các bình chứa khí nén phải nhỏ hơn một mức nhất định.
+ 8 phút trong các trường hợp xe không được phép kéo moóc, bán moóc + 11 phút trong các trường hợp xe được phép kéo moóc, bán moóc
- Việc kiểm tra phải đƣợc thực hiện trong các điều kiện đã qui định trong điều kiện 1 và 3 trong mục c
XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG
Kiểm nghiệm hệ thông phanh theo tiêu chí phân chia lực phanh trong tiêu chuẩn ECE
Hệ thống phanh khí nén thường được dùng trên các xe N 3 nên trong mục này tôi sẽ kiểm nghiệm cho xe tải 22,4 tấn và xe 25 tấn
3.1.1 Kiểm nghiệm cho xe tải 22,4 tấn a) Sơ đồ tính toán xe 22,4 tấn
Sơ đồ tính toán và các lực tác dụng lên ô tô trong quá trình phanh thể hiện trên hình 3.1:
Hình 3.1 Sơ đồ phân bố lực tác dụng của xe 22,4 tấn
49 b) Các thông số tính toán
Bảng 3.1 Các số liệu tính toán xe 22,4 tấn
Thông số Đơn vị Đầy tải Không tải
L mm 5130 5130 c mm 3870 2910 b mm 1260 2220 h g mm 1435 1350 r k mm 478 478
Kiểu bầu phanh sử dụng là kiểu 24 có phương trình:
Qua các thông số tính toán ta có các các kết quả tính toán của xe 22,4 tấn thể hiện trên bảng 3.2
Bảng 3.2 trình bày kết quả tính toán các thông số với hệ số lực phanh phân bố giữa các cầu khi không có bộ điều hòa lực phanh cho xe 22,4 tấn Dưới đây là các giá trị áp suất p (KG/cm²) tương ứng với các hệ số lực phanh a/g: 0.1 là 0.954, 0.2 là 1.670, 0.3 là 2.386, 0.4 là 3.102, 0.5 là 3.817 và 0.6 là 4.533.
50 c) Xây dựng đồ thị quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám tại bánh xe cầu trước và cầu sau với hệ số lực phanh
Dựa trên các thông số được tính toán trong bảng 3.2, chúng ta có thể xây dựng đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa hệ số lực phanh T và hệ số sử dụng trọng lực bám trên các cầu trong hai trường hợp: không tải và đầy tải.
Hình 3.2 Đồ thị kiểm nghiệm về phân bố lực phanh theo tiêu chuẩn ECE của xe
Khi không trang bị bộ điều hòa lực phanh, trọng lượng tối đa của ô tô đạt 22,4 tấn Đồ thị trong Hình 3.2 thể hiện mối quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám tại cầu trước và cầu sau của ô tô khi đầy tải và không tải, với điều kiện tỷ lệ phân bố lực phanh giữa các cầu được giữ không đổi.
Dựa vào các kết quả tính toán thể hiện trên bảng 3.2 và đồ thị ta rút ra nhân xét sau:
+ Với T = 0,15 ÷ 0,3 thì đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám của cầu trước và cầu sau nằm giữa hài đường = T 0,08
+ Với T > 0,3 thì đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám nằm dưới đường = ( T – 0,02)/0,74
Như vậy trong trường hợp ô tô đầy tải đáp ứng tiêu chuẩn ECE
- Khi ô tô không tải: Đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám cắt hai đường = T 0,08 Do vậy, không đạt tiêu chuẩn ECE.
3.1.2 Kiểm nghiệm cho xe tải 25 tấn a) Sơ đồ tính toán xe 25 tấn
Sơ đồ tính toán và các lực tác dụng lên ô tô trong quá trình phanh thể hiện trên hình 3.3:
Hình 3.3 Sơ đồ lực tác dung của xe 25 tấn b) Thông số tính toán của xe 25 tấn:
Bảng 3.3 Các thông tính toán của xe 25 tấn
Thông số Đơn vị Đầy tải Không tải
L mm 5613 5613 c mm 4207 3207 b mm 1406 2406 h g mm 1450 1360 r k mm 512 512
Kiểu bầu phanh sử dụng là kiểu 24 có phương trình:
Q = 146,67p-35 ; Áp suất trong hệ thống p = 7 KG/cm 2
Qua các thông số tính toán ta có các các kết quả tính toán của xe 25 tấn thể hiện trên bảng 3.4
Bảng 3.4 trình bày các thông số kết quả tính toán về hệ số lực phanh phân bố giữa các cầu khi không có bộ điều hòa lực phanh cho xe 25 tấn Các giá trị p (KG/cm²) tương ứng với các hệ số a/g từ 0 đến 0.6 được ghi nhận là: 0,239; 1,094; 1,950; 2,805; 3,661; 4,517; và 5,372 khi xe ở trạng thái đầy tải.
3 φ 1 0 0,074 0,140 0,199 0,254 0,303 0,348 φ 2 0 0,122 0,255 0,401 0,562 0,740 0,939 b) Xây dựng đồ thị quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám tại bánh xe cầu trước và cầu sau với hệ số lực phanh
Dựa trên các thông số tính toán từ bảng 3.4, chúng ta có thể vẽ đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa hệ số lực phanh T và hệ số sử dụng trọng lực bám trên các cầu trong hai trường hợp: không tải và đầy tải.
Hình 3.4 Đồ thị kiểm nghiệm về phân bố lực phanh theo tiêu chuẩn ECE của xe
Khi ô tô không được trang bị bộ điều hòa lực phanh, trọng lượng 25 tấn sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất phanh Đồ thị trong Hình 3.4 thể hiện mối quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám tại cầu trước và cầu sau của ô tô trong cả hai trạng thái đầy tải và không tải, với lực phanh riêng được duy trì ổn định khi tỷ lệ phân bố lực phanh giữa các cầu không thay đổi.
Dựa vào các kết quả tính toán thể hiện trên bảng 3.4 và đồ thị ta rút ra nhân xét sau:
+ Với T = 0,15 ÷ 0,3 thì đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám của cầu trước và cầu sau nằm giữa hai đường = T 0,08
+ Với T > 0,3 thì đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám nằm dưới đường = (T – 0,02)/0,74
Như vậy trong trường hợp ô tô đầy tải đáp ứng tiêu chuẩn ECE
- Khi ô tô không tải: Đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám cắt hai đường = T 0,08 Do vậy, không đạt tiêu chuẩn ECE.
Trong quá trình phanh, tải trọng phân bố lên cầu sau giảm, dẫn đến hiện tượng các bánh xe trên cầu sau có xu hướng bó cứng, gây mất ổn định cho ô tô Để đảm bảo ô tô ổn định khi phanh, hệ thống phanh cần tự động điều chỉnh lực phanh phân bố ra cầu sau Do đó, tôi đề xuất thiết kế thêm bộ điều hòa lực phanh nhằm đáp ứng yêu cầu này.
Xây dựng phương pháp tính toán thiết kế hệ thống phanh khí nén đáp ứng tiêu chuẩn ECE về tiêu chí phân chia lực phanh
3.2.1 Cơ sở tính toán Để điều hòa lực phanh người ta sử dụng bộ điều hòa lực phanh loại tia Bộ điều hòa đƣợc lắp trên dẫn động phanh cầu sau và điều chỉnh áp suất khí nén dẫn tới các bầu phanh cầu sau theo tải trọng tác dụng lên cầu sau
Sơ đồ bố trí bộ điều hòa đƣợc thể hiện trên hình 3.5, còn đặc tính của nó đƣợc thể hiện trên hình 3.6
Hình 3.5 Sơ đồ bố trí bộ điều hòa lực phanh
Hình 3.6 Đặc tính tĩnh bộ điều hòa lực phanh
O - vị trí nằm ngang của cần điều chỉnh
Bộ điều hòa được lắp đặt trên khung ô tô, với thanh kéo 1 kết nối đầu trên với phần tử đàn hồi 3 trên cầu ô tô Khi tải trọng tác động lên cụm cầu thay đổi, khung xe di chuyển theo phương thẳng đứng, làm cần 2 quay quanh tâm O Quá trình này cho phép bộ điều hòa điều chỉnh tỷ lệ giữa áp suất vào và ra khỏi hệ thống điều hòa.
Việc tính toán bộ điều hòa lực phanh đƣợc thực hiện theo các giai đoạn sau:
3.2.2 Tính toán xác định áp suất, hệ số điều chỉnh áp suất và góc đặt cần điều chỉnh của bộ điều hòa lực phanh
Để lắp ráp bộ điều hòa lực phanh, trước tiên cần xác định các thông số như chiều dài thanh đòn l p và góc β Tiếp theo, cần tính toán hệ số K, là hệ số điều chỉnh áp suất khí nén từ bộ điều hòa đến các bầu phanh khi ô tô ở trạng thái tĩnh, cả khi đầy tải và không tải Đặc biệt, lực phanh ở các bánh sau phải được điều chỉnh để đảm bảo khả năng bám tại cầu sau trong các điều kiện này, với hệ số bám φ dao động từ 0,65 đến 0,8.
G 2 đƣợc tính theo công thức: g 1
Từ đó ta khoảng yêu cầu của T 2 đối với ô tô đầy tải và không tải Để xác định p 2 ta liên hệ p 2 theo công thức:
Bằng cách thay thế các giá trị giới hạn của T2 vào công thức (3.3), ta có thể xác định khoảng giới hạn của p2 cho ô tô khi đầy tải và không tải, từ đó thu được giá trị p2 tương ứng với cả hai trạng thái này.
Tính hệ số điều chinh K cho trường hợp ô tô đầy tải và không tải theo công thức:
Trong đó: p – áp suất dẫn vào bộ điều hòa lực phanh p 2 – áp suất dẫn ra khỏi bộ điều hòa
Dựa vào giá trị K1 khi ô tô đầy tải và K2 khi ô tô không tải, chúng ta có thể xác định các tham số 0 và 01, dựa trên đặc tính của bộ điều hòa lực phanh như được thể hiện trong hình 3.6 Các tham số này tương ứng với góc nghiêng cần nối của hệ thống điều hòa lực phanh trong trạng thái tĩnh cho ô tô đầy tải và không tải.
3.2.3 Tính toán độ dài cần điều chỉnh l P của bộ điều hòa lực phanh Độ dài cần điều chỉnh l p có thể đƣợc tính theo sơ đồ lắp đặt (hình 3.5):
f0 = f 0 – f 01 Giá trị độ võng f của nhíp theo tải trọng đƣợc xác định dựa trên đặc tính tĩnh của nhíp sau ô tô, thể hiện trên hình 3.7
Hình 3.7 Đặc tính đàn hồi tĩnh của nhíp sau xe ô tô
Sử dụng giá trị tải trọng tác dụng lên cầu sau và đặc tính đàn hồi tĩnh của nhíp sau ô tô ta xác định độ võng nhíp
3.2.4 Xác định các giá trị tức thời của góc và hệ số điều chỉnh áp suất K theo hệ số lực phanh cho các trường hợp ô tô đầy tải và không tải Để 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, trọng lượng được phân bố lại giữa các cầu, làm giảm tải trọng lên cầu sau và dẫn đến sự giảm góc β Sự thay đổi này ảnh hưởng đến hệ số điều chỉnh áp suất K.
Biến đổi công thức (3.5) và thay β 01 bằng β, Δf 0 bằng Δf ta đƣợc: p 0
Giá trị tức thời của biến dạng nhíp, ký hiệu là Δf, được xác định bằng 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.
Các giá trị Δf đƣợc xác định theo đồ thị đặc tính tĩnh của nhíp theo tải đặt lên cụm cầu sau (hình 3.7)
Các giá trị hệ số K phụ thuộc góc β đƣợc lấy theo đồ thị đặc tính tĩnh của bộ điều hòa lực phanh (hình3.6)
3.2.5 Xác định hệ số sử dụng trọng lượng bám của các bánh xe với mặt đường
Hệ số sử dụng bám đƣợc tính theo công thức:
Các giá trị lực phanh T 1 và T 2 phụ thuộc vào áp suất khí nén trong các bầu phanh đƣợc xác định theo các công thức:
G 1 và G 2 đƣợc tính theo công thức 3.1 và 3.2
3.2.6 Xây dựng đồ thị quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám tại bánh xe cầu trước và cầu sau với hệ số lực phanh
Kết quả tính toán hệ số sử dụng trọng lượng bám theo hệ số lực phanh cho thấy mối quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám ở cầu trước và cụm cầu sau với hệ số lực phanh, trong điều kiện tỷ lệ phân bố lực phanh giữa các cầu là không đổi.
Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám và hệ số lực phanh là cơ sở quan trọng để kiểm tra tiêu chuẩn ECE cho xe trong cả hai trường hợp đầy tải và không tải.
3.2.7 Ứng dụng tính toán bộ điều hòa lực phanh cho xe tham khảo a) Tính toán bộ điều hòa lực phanh cho xe tải 22,4 tấn
* Tính toán xác định áp suất, hệ số điều chỉnh áp suất và góc đặt cần điều chỉnh của bộ điều hòa lực phanh
Từ công thức (3.2) ta tính đƣợc:
Khi đầy tải G 2 = 4225 KG 2746 KG T 2 3380 KG
Khi không tải G 2 = 1425 KG 926 KG T 2 1140 KG
Từ công thức (3.3) ta có 2 T r 2 k 0, 478 2 f(p )1,7 1,7
Thay các giá trị của T 2 vào ta đƣợc:
5,50 KG/cm 2 p 2 6,72 KG/cm 2 , ta chọn p 2 = 6 KG/cm 2 Khi không tải:
2,01 KG/cm 2 p 2 2,42 KG/cm 2 , ta chọn p 2 = 2,4 KG/cm 2 Thay các giá trị của p và p2 ta đƣợc:
Theo đặc tính tĩnh của điều hòa lực phanh (hình 3.7) ta xác định các góc đặt của cần điều chỉnh:
Khi đầy tải: K = 1, β = 25 o – 40 o , ta chọn β 0 = 30 o ;
Khi ô tô đầy tải, một bên của cụm cầu sau phải chịu 2G 2 = 8450KG, độ võng nhíp là f 0 = 74,5 (mm)
Khi ô tô không tải, 2G2 = 2950KG, f 01 = 18,5 (mm)
Thay các giá trị β0, β01, Δf0 vào công thức (3.5) ta tính đƣợc: p 0 0 l = 56 wmm sin30 -sin(-13 )
Xác định giá trị tức thời của góc β và hệ số điều chỉnh áp suất K là rất quan trọng trong việc phân tích hiệu suất phanh của ô tô Điều này cần được thực hiện cho cả hai trường hợp ô tô đầy tải và không tải, nhằm đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình vận hành Việc hiểu rõ mối quan hệ giữa lực phanh và các yếu tố này giúp tối ưu hóa hệ thống phanh, từ đó nâng cao độ tin cậy và hiệu suất của phương tiện.
Thay các giá trị l và β 0 vào công thức (3.6) ta đƣợc: sinβ=0,05-Δf
* Xác lập mối quan hệ các thông số với hệ số lực phanh Áp suất khí nén trong các bầu phanh của các cầu sau:
Từ công thức (3.8)ta có:
Mà T = 2T 1 +4T 2 Thay các giá trị T 1 và T 2 vào ta có:
Biến đổi công thức trên và thay a
Ta đƣợc quan hệ giữa áp suất trong dẫn động phanh với hệ số lực phanh của ô tô: a 1
K lấy từ đặc tính điều chỉnh của bộ điều hòa trên hình 3.6
Các giá trị lực phanh đƣợc tính theo công thức (3.9)
Hệ số bám hiệu dụng φ 1 và φ 2 đƣợc tính theo công thức:
Bảng 3.5 Kết quả tính toán các thông số với hệ số lực phanh phân bố giữa các cầu khi trang bị bộ điều hòa lực phanh a/g 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0,5 0.6 Đầy tải
* Vẽ đồ thị quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám và hệ số lực phanh
Dựa trên các kết quả tính toán trong bảng 3.5, chúng ta có thể xây dựng đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám và hệ số lực phanh, như được trình bày trong hình 3.8.
Dựa vào bảng 3.5 và đồ thị tiêu chuẩn ECE cho xe 22,4 tấn trang bị bộ điều hòa lực phanh, chúng ta có thể rút ra những nhận xét quan trọng về hiệu suất phanh và tính năng an toàn của phương tiện này.
+ Với T = 0,15 ÷ 0,3 thì đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám của cầu trước và cầu sau nằm giữa hài đường = T 0,08
+ Với T > 0,3 thì đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám nằm dưới đường = ( T – 0,02)/0,74
Như vậy trong trường hợp ô tô đầy tải đáp ứng tiêu chuẩn ECE
+ Với T = 0,15 ÷ 0,3 thì đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám của cầu trước và cầu sau nằm giữa hài đường = T 0,08
+ Với T > 0,3 thì đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám nằm dưới đường = (T – 0,02)/0,74
Như vậy trong trường hợp ô tô không tải đáp ứng tiêu chuẩn ECE
Kết luận từ bảng 3.5 và hình 3.8 cho thấy hệ thống phanh chính của ô tô thiết kế đã điều chỉnh tỷ lệ lực phanh giữa các cầu, đáp ứng tiêu chuẩn hiệu quả phanh và phân bố lực phanh theo tiêu chuẩn ECE trong cả hai trường hợp đầy tải và không tải Đồng thời, tính toán bộ điều hòa lực phanh cho xe tải 25 tấn cũng được thực hiện.
* Tính toán xác định áp suất, hệ số điều chỉnh áp suất và góc đặt cần điều chỉnh của bộ điều hòa lực phanh
Từ công thức 3.2 ta tính đƣợc:
Khi đầy tải G2 = 4684 KG 3044,6 KG T2 3747 KG
Khi không tải G2 = 1642,6 KG 1067,7 KG T 2 1314 KG
Từ công thức (3.3) ta có 2 T r 2 k 0,512 2 f(p )1,7 1,7
Thay các giá trị của T 2 vào ta đƣợc:
6,49 KG/cm 2 p 2 7,9 KG/cm 2 , ta chọn p 2 = 7 KG/cm 2 Khi không tải:
2,43 KG/cm 2 p 2 2,93 KG/cm 2 , ta chọn p 2 = 2,9 KG/cm 2 Thay các giá trị của p và p2 ta đƣợc:
Theo đặc tính tĩnh của điều hòa lực phanh (hình 3.7) ta xác định các góc đặt của cần điều chỉnh:
Khi đầy tải: K = 1, β = 25 o – 40 o , ta chọn β0 = 30 o
Khi ô tô đầy tải, một bên của cụm cầu sau phải chịu 2G 2 = 9368KG, độ võng nhíp là f 0 = 83,5 (mm)
Khi ô tô không tải, 2G 2 = 3285KG, f 01 = 22,5 (mm)
Thay các giá trị β0, β01, Δf0 vào công thức (3.5) ta tính đƣợc: p 0 0 l = 61 9,6mm sin30 -sin(-12 )
Để xác định các giá trị tức thời của góc β và hệ số điều chỉnh áp suất K, cần phân tích hệ số lực phanh cho các trường hợp ô tô đầy tải và không tải Việc này giúp tối ưu hóa hiệu suất phanh và đảm bảo an toàn khi điều khiển phương tiện.
Thay các giá trị l và β 0 vào công thức (3.6) ta đƣợc: sinβ=0,05- Δf
* Xác lập mối quan hệ các thông số với hệ số lực phanh Áp suất khí nén trong các bầu phanh của các cầu sau:
Thay các giá trị T 1 và T 2 vào ta có: 2 1 498,66
Biến đổi công thức trên và thay vào ta đƣợc quan hệ giữa áp suất trong dẫn động phanh với hệ số lực phanh của ô tô: a a
K lấy từ đặc tính điều chỉnh của bộ điều hòa trên hình 3.6
Các giá trị lực phanh đƣợc tính theo (3.10)
Hệ số bám hiệu dụng φ 1 và φ 2 đƣợc tính theo công thức:
Kiểm nghiệm hệ thống phanh theo tiêu chí thời gian phản ứng trong tiêu chuẩn ECE cho xe tải 25 tấn
3.3.1 Xác định các thông số tính toán
Từ các thông số tính toán ta có đƣợc các kết quả tính toán khi hệ thống phanh khí nén không trang bị van gia tốc
3.3.2 Xây dựng đồ thị quan hệ gữa thời gian phản ứng và biến thiên của áp suất trong bầu phanh
Căn cứ và kế quả tính toán trên ta sử dụng phần mềm Matlap simulation để vẽ đồ thị
Sau đây là đồ thị kiểm nghiệm của xe tải 25 tấn đƣợc lấy trong một luận văn khác
Hình 3.10 Đồ thị biến thiên áp suất hệ thống phanh sau có van gia tốc
Căn cứ vào các đồ thị trên ta có một số nhận xét sau:
Sự biến thiên của áp suất trong hệ thống phanh trước đạt tiêu chuẩn ECE cho thấy rằng trong khoảng thời gian 0,4 giây, áp suất khí nén không vượt quá 5,25 KG/cm², tương đương với 75% áp suất giới hạn.
Để đạt tiêu chuẩn ECE về thời gian phản ứng, tôi đề xuất thiết kế thêm van gia tốc cho hệ thống phanh sau.
Tính toán thiết kế van gia tốc
Hình 3.11 Sơ đồ tính toán van gia tốc
3.4.2 Các thông số chọn trước
- Đường kính ống tại các cửa B và C: d
- Áp suất tại cửa B thông với các bầu phanh đạt cực đại: p B = p p
3.4.3 Hành trình tự do của piston 5
Ta có phương cân bằng giữa tiết diện cửa thông với bầu phanh và tiết diện cửa xả:
Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về các thông số kỹ thuật quan trọng liên quan đến hệ thống phanh Cụ thể, "d" là đường kính ống tại cửa B, nơi thông với bầu phanh, trong khi "d x" đại diện cho đường kính piston tại cửa xả 6 Hơn nữa, "l 01" chỉ hành trình tự do của piston trên 5, tức là khoảng dịch chuyển của piston từ điểm trên cùng cho đến khi bắt đầu tiếp xúc với đầu trên của piston phía dưới.
4 x d d 3.4.4 Hành trình của piston dưới 3 Áp dụng phương trình cân bằng giữa tiết diện cửa vào và tiết diện cửa van nạp:
Trong đó: d: Đường kính ống tại cửa C d n : Đường kính đế van nạp 6 l 02 : Hành trình của piston dưới 3
3.4.5 Tính toán thiết kế lò xo van gia tốc:
Lực nén cực đại của lò xo khi van nạp ở vị trí mở hoàn toàn
Xét ở trạng thái cân bằng và để đơn giản trong tính toán ta bỏ qua lực ma sát và lực quán tính của piston nên ta có:
F lmax : Lực ép cực đại của lò xo
F pd : Lực do áp suất khí thể tác động lên phía dưới của piston trên 5 D: Đường kính piston trên 5 d cc : Đường kính của cửa van chiếm chỗ
Lực đàn hồi cực tiểu của lò xo van gia tốc:
Lực đàn hồi cực tiểu của lò xo van gia tốc là lực nén của lò xo van gia tốc khi đóng cửa nạp Áp dụng phương trình:
F max : Lực đàn hồi cực đại của lò xo
F min : Lực đàn hồi cực tiểu của lò xo
C: Độ cứng của lò xo l 2 : Hành trình của piston 1 khi mở van nạp
Các thông số của lò xo van gia tốc
Đường kính d của lò xo van gia tốc được xác định theo công thức cụ thể, trong đó đường kính trung bình của lò xo tích năng đóng vai trò quan trọng.
D = c.d Đường kính ngoài của lò xo van gia tốc:
* Tính số vòng làm việc của lò xo:
Số vòng làm việc n của lò xo đƣợc xác định theo công thức:
Trong đó: l 02 : Khoảng dịch chuyển của lò xo
G: Mô đun đàn hồi của vật liệu
* Tính các thông số khác:
- Số vòng thực của lò xo: n o = n + 2
- Chuyển vị lớn nhất của lò xo (kể từ khi chƣa chịu tải đến khi chịu lực cực đại) đƣợc tính theo công thức:
- Bước của vòng lò xo khi chưa chịu tải: t = d 1,1 max n
- Chiều cao của lò xo lúc các vòng xít nhau:
- Chiều cao của lò xo lúc chƣa chịu tải:
Kiểm nghiệm lại hệ thống phanh sau khi đã tính toán thiết kế van gia tốc
Sau khi đã thiết kế van gia tốc ta đi thiết lập các phương trình toán học và sử dụng phân mềm Matlap simulation vẽ đồ thị
Kết quả kiểm nghiệm hệ thống phanh xe tải 25 tấn khi có van gia tốc
Hình 3.12 Đồ thị biến thiên áp suất hệ thống phanh sau có van gia tốc
Căn cứ vào các đồ thị trên ta có nhận xét sau:
Sự biến thiên của áp suất theo thời gian phản ứng của hệ thống phanh sau khi đạt tiêu chuẩn ECE cho thấy rằng, sau 0,4 giây, áp suất khí nén đạt hơn 5,25 KG/cm², tương đương 75% áp suất giới hạn.
Sau khi kiểm nghiệm và tính toán thiết kế hệ thống phanh đạt tiêu chuẩn ECE dựa trên tiêu chí phân chia lực phanh và thời gian phản ứng, chúng ta tiến hành lựa chọn nguồn năng lượng phù hợp cho hệ thống phanh.
Lựa chọn nguồn năng lƣợng
Nguồn năng lượng cho hệ thống phanh khí nén là máy nén khí, và máy nén này cần đáp ứng các tiêu chuẩn và năng suất nhất định để đảm bảo hiệu quả hoạt động.
- Thời gian để áp suất tăng từ 0 đến 65% áp suất do nhà chế tạo quy đinh không đƣợc vƣợt quá 3 phút
- Thời gian để áp suất tăng từ 0 đến áp suất quy định không đƣợc vƣợt quá 6 phút
Khi hệ thống phanh sau đƣợc trang bị van gia tốc thì thời gian phản ứng đạt tiêu chuẩn ECE.
Nhận xét và đánh giá
Chương 3 của luận văn tập trung vào việc xây dựng quy trình tính toán thiết kế hệ thống phanh khí nén đạt tiêu chuẩn ECE, đồng thời áp dụng cho một số mẫu xe cụ thể để kiểm nghiệm tiêu chí phân bố lực phanh trên các cầu Qua đó, chương đề xuất phương án thiết kế cải tiến nhằm xác định các thông số tối ưu cho cơ cấu và dẫn động phanh, đảm bảo hiệu quả phanh và độ ổn định của ô tô khi thực hiện phanh.
Tác giả đã thực hiện tính toán thiết kế hệ thống phanh khí nén cho hai loại xe tải có trọng lượng lần lượt là 22,4 tấn và 25 tấn Qua nghiên cứu, tác giả xây dựng đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám và hệ số lực phanh, cũng như đồ thị mô tả mối quan hệ giữa thời gian phản ứng và sự biến thiên áp suất trong hệ thống phanh trước và sau Cuối cùng, các kết quả này được so sánh với tiêu chuẩn ECE để đánh giá hiệu suất.
73 a) Kiểm nghiệm quá trình phanh theo tiêu chí phân chia lực phanh trong tiêu chuẩn ECE
Hình 3.14 minh họa mối quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám tại cầu trước và cụm cầu sau với hệ số lực phanh, trong điều kiện tỷ lệ phân bố lực phanh giữa các cầu giữ nguyên.
Hình 3.13 trình bày đồ thị kiểm nghiệm theo tiêu chuẩn ECE của xe 22,4 tấn và xe 25 tấn, cho thấy mối quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám tại cầu trước và cụm cầu sau của ô tô khi đầy tải (đường liền) và không tải (đường đứt) Đồ thị này cũng thể hiện hệ số lực phanh với điều kiện tỷ lệ phân bố lực phanh giữa các cầu là không đổi.
Qua đồ thị trên hình 3.13, ta rút ra một số nhận xét:
Hệ thống phanh chính của ô tô được thiết kế để đáp ứng tiêu chuẩn ECE khi xe đầy tải Cụ thể, trong khoảng trọng tải T = 0,15 ÷ 0,3, đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám nằm trong miền giữa hai đường = T ± 0,08 Đối với trường hợp T > 0,3, đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám sẽ nằm dưới đường = (T – 0,02)/0,74.
Khi xe không tải, đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám bị ảnh hưởng bởi hệ số lực phanh, dẫn đến sự mở rộng về hai phía so với đường lý tưởng Điều này gây khó khăn trong việc đáp ứng tiêu chuẩn ECE.
74 b) Quá trình phanh với tỷ lệ mô men phanh giữa cầu trước và cầu sau khi trang bị bộ điều hòa lực phanh
Hệ thống phanh khi nén được trang bị bộ điều hòa lực phanh, tự động điều chỉnh tỉ lệ áp suất giữa bầu phanh trước và bầu phanh sau.
Hình 3.14 minh họa mối quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám trên cầu trước và cụm cầu sau với hệ số lực phanh, trong bối cảnh tỷ lệ lực phanh giữa các cầu được điều chỉnh.
Hình 3.14 trình bày đồ thị tiêu chuẩn ECE của xe 22,4 tấn và xe 25 tấn khi được trang bị bộ điều hòa lực phanh Đồ thị so sánh mối quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước và cụm cầu sau của ô tô trong hai trạng thái: không tải (đường đứt) và đầy tải (đường liền), với hệ số lực phanh được điều chỉnh theo tỷ lệ lực phanh giữa các cầu.
Kết quả tính toán cho thấy hệ thống phanh chính của hai ô tô khi điều chỉnh tỷ lệ lực phanh giữa các cầu đáp ứng tiêu chuẩn ECE về hiệu quả và phân bố lực phanh trong cả hai trường hợp đầy tải và không tải Tuy nhiên, khi không có điều hòa lực phanh, chỉ đáp ứng tiêu chuẩn trong trường hợp đầy tải Ngoài ra, việc kiểm nghiệm hệ thống phanh về thời gian phản ứng với biến thiên áp suất khí nén được thực hiện cả khi không trang bị van gia tốc và khi có van gia tốc cho xe tải 25 tấn.
Hình 3.15 Đồ thị so sánh áp suất ở bầu phanh cầu sau khi không lắp van gia tốc và có trang bị van gia tốc
- Đối với hệ thống phanh trước, vì chiều dài đường ống ngắn nến nên tiêu chí về thời gian phản ứng đạt tiêu chuẩn
- Đối với hệ thống phanh sau, vì chiều dài đương ống dẫn khí dài do đó nếu không trang bị van gia tốc thì không đạt tiêu chuẩn ECE
Hệ thống phanh sau được trang bị van gia tốc đáp ứng tiêu chí về thời gian phản ứng theo tiêu chuẩn ECE Cụ thể, với thời gian phản ứng 0,4 giây, áp suất khí nén tại điểm kết nối đường điều khiển đạt hơn 5,25 KG/cm², tương đương 75% áp suất giới hạn.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Bài viết đã phân tích cấu trúc của các hệ thống phanh dẫn động khí nén trên ô tô Nghiên cứu này nhằm xây dựng phương pháp tính toán và thiết kế hệ thống phanh khí nén, đảm bảo phân bố lực phanh đồng đều trên các cầu theo tiêu chuẩn ECE.
Trong thiết kế hệ thống phanh khí nén ô tô, việc sử dụng đồ thị các vùng giới hạn của đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám là cần thiết để kiểm tra sự đáp ứng tiêu chuẩn ECE.
Bài luận văn này thực hiện tính toán hệ thống phanh dẫn động khí nén cho hai loại xe, đồng thời xây dựng đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa hệ số sử dụng trọng lượng bám của cầu trước và cầu sau Nghiên cứu này được tiến hành trong hai trường hợp là không tải và đầy tải, nhằm kiểm tra tiêu chuẩn ECE dựa trên tiêu chí phân chia lực phanh giữa các cầu.
Dựa trên cơ sở đó, chúng tôi tính toán các tham số của bộ điều hòa lực phanh cho hai ô tô tải, nhằm điều chỉnh tỷ lệ lực phanh giữa các cầu Mục tiêu là đáp ứng các tiêu chuẩn về hiệu quả phanh và phân bố lực phanh giữa các cầu theo quy định của tiêu chuẩn ECE, cả trong trường hợp đầy tải và không tải.
