Nghiên cứu tính ổn định khi phanh đối với loại xe khách giường nằm

Ngay c khi không có sự chênh l ch lực phanh giữaă2ăbênănhưngăcácăbánhăxeăphanhăb hãm c ng và có lực ngang tác d ng sẽ dẫn tới mất năđ nhăhướng chuy năđ ng c a ô tôăkhiăphanh.ăĐơyălƠăc ăs

M C L C

Lý l ch khoa h c ii

L iăcamăđoan iii

L i c mă n iv

Tóm t t v

Abstract vi

M c l c vii

Danh sách các hình và bi uăđ ix

Danh sách các b ng s xi

Ch ngăI: T NG QUAN 1

1.1T ng quan chung về tính năđ nh khi phanh 1

1.2Tình hình nghiên c uătrongăvƠăngoƠiănước 2

1.2.1Tìnhăhìnhănghiênăc uătrongănước 2

1.2.2Tìnhăhìnhănghiênăc uăngoƠiănước 2

1.3M căđíchăc aăđề tài 3

1.4Nhi m v và giới h n c aăđề tài 4

1.5Phư ngăphápănghiênăc u 4

Ch ngăII: C ăS LÝ THUY T V S NăĐ NH KHI PHANH 8

2.1ăĐ ng lực học t ng quát c a ô tô khi phanh 8

2.1.1 Sự lĕnăc a bánh xe và các lo i bán kính bánh xe 8

2.1.2 Các quan h đ ng họcăvƠăđ ng lực học c a bánh xe khi phanh 8

2.1.3 M i quan h giữa các thông s đ ng học và lực phanh 14

2.2 Lý thuyết quá trình phanh ô tô 17

2.2.1Lực phanh sinh ra bánh xe 17

2.2.3Các ch tiêuăđánhăgiáăchấtălư ng phanh 19

2.3 Tính toán h th ng phanh c a xe khách THACO MOBIHOME HB120SLD 21

2.3.1 Xácăđ nh các thông s c a xe khi phanh 21

2.3.2 Xây dựng quy luậtăthayăđ i c a các thông s khi phanh có ABS 32

Ch ngăIII: ĐI U KI N AN TOÀN VÀ TÍNH NăĐ NH KHI PHANH 39

3.1Sự hãm c ng bánh xe 39

3.2Th i gian gi m t c khi phanh 40

3.3T căđ giới h năkhiăphanhăkhôngăđ x y ra hãm c ng bánh xe 43

3.4 năđ nh chuy năđ ng khi phanh 45

3.4.1 nhăhư ng c a sự chênh l ch lực phanh giữa các bánh xe 45

3.4.2 nhăhư ng c a lựcăliătơmătrongătrư ng h p xe quay vòng khi phanh 50

3.4.3 nhăhư ng c a chiều cao trọng tâm xe khi phanh 51

Ch ngă IV: TÍNH TOÁN S Nă Đ NH KHI PHANH C A XE KHÁCH THACO MOBIHOME HB120SLD 53

4.1Xây dựng mô hình toán học 53

4.1.1 Mô hình phẳng t ng quát 53

4.1.2 Mô hình tính toán 58

4.2Xây dựngăchư ngătrìnhătínhătoán 60

4.2.1 Gi i h phư ngătrìnhăviăphơnăchuy năđ ng c a ôtô 60

4.2.2 Các thông s đầu vào 63

4.3Kết qu kh o sát 63

Ch ngăVăK T LU N 66

5.1 Nhận xét về đề tài 66

5.2 Khuyến ngh 67

TÀI LI U THAM KH O 68

DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ BI UăĐ

Hìnhă2.1:ăS ăđ lực tác d ngălênăbánhăxeăkhiăcóătrư tălĕn 8

Hìnhă2.2:ăS ăđ lực tác d ngălênăbánhăxeăkhiătrư t lết 9

Hìnhă2.3:ăS ăđ lực tác d ng lên bánh xe khi phanh 10

Hìnhă2.4:ăS ăđ sự l chăhướng c aăbánhăxeăkhiălĕn 11

Hìnhă2.5:ăĐ th sự ph thu c c aăbánăkínhălĕnăvƠoămôămenăxoắn Mk 14

Hìnhă2.6:ăĐ th m i quan h giữa h s bámăvƠăđ trư t 15

Hìnhă2.7:ăS ăđ lực và mô men tác d ng lên bánh xe khi phanh 17

Hìnhă2.8:ăS ăđ lực tác d ng lên ô tô khi phanh 18

Hìnhă2.9:ăS ăđ tính toán tọaăđ trọng tâm c a ô tô 22

Hìnhă2.10:ăS ăđ tính toán năđ nh dọc khi xe lên d c 25

Hìnhă2.11:ăS ăđ tính toán năđ nh dọc khi xe xu ng d c 26

Hìnhă2.12:ăS ăđ tính toán năđ nh ngang 27

Hìnhă 2.13:ă Đ th quan h momen phanh c a xe THACO MOBILEHOME HB120SLD 31

Hình 2.14: Các lực và momen tác d ng lên bánh xe khi phanh 32

Hình 2.15: Sự thayăđ i h s bám dọcăφx và h s bámăngangăφy theoăđ trư tătư ngă đ iăŁăăc a bánh xe 34

Hình 2.16: Chu kỳ thayăđ i momen phanh cầuătrước khi có ABS 36

Hình 2.17: Chu kỳ thayăđ i momen phanh cầu sau khi có ABS 38

Hìnhă3.1:ăS ăđ lực tác d ng khi bánh xe b hãm c ng 39

Hìnhă3.2:ăS ăđ các lực tác d ng khi phanh 46

Hìnhă3.3:ăS ăđ lực tác d ng lên xe khi có lực ngang tác d ng và bánh sau b hãm trước 48

Hìnhă3.5:ăS ăđ lực tác d ng lên xe khi quay vòng 50

Hìnhă3.6:ăS ăđ lực tác d ngălênăxeăkhiăphanhătrênăđư ng nghiêng ngang 51

Hình 4.1: Quan h đ ng học c a ô tô trong mô hình phẳng 53

Hìnhă4.2:ăXácăđ nh v trí trọng tâm ô tô t i m t th iăđi m nhấtăđ nh 56

Hìnhă4.3:ăS ăđ xácăđ nh gia t c trọng tâm ô tô 56

Hìnhă4.4:ăS ăđ lực t ng quát 57

Hìnhă4.5:ăăS ăđ lực tác d ng lên ô tô khi phanh 59

Hìnhă4.6:ăXácăđ nh tọaăđ trọng tâm 62

Hìnhă4.7:ăĐ th kết qu kh o sát quá trình phanh 64

Hìnhă4.8:ăĐ th kết qu kh o sát quá trình phanh 65

DANH SÁCH CÁC B NG S

B ngă1.1:ăCácăthôngăs ăc ăb năc aăxe 5

B ng 2.1: Quan h giữa h s bám dọcăφx vƠăđ trư t㣠34

B ng 2.2: Quan h giữa mô men bám Mφ vƠăđ trư t㣠35

B ng 2.3 : Quan h giữaămôămenăphanhătrước Mp1 vớiăđ trư t Ł giaiăđo nătĕngăápă

Ch ng I

T NG QUAN

1.1 T ng quan chung v tính năđ nh khi phanh

Xuăhướng phát tri n c aăxeăôătôălƠăngƠyăcƠngănơngăcaoătínhănĕngăđ ng lực học nhưătĕngăt c nhanh, vận t c chuy năđ ng cao, t i trọng vận chuy n lớn, ch yăđư c trên nhiềuăđ a hình ph c t p ăNhưăvậyăđ đápă ngăđư c kh nĕngăđ ng lực học cao đó thì

vấnăđề về an toàn ch đ ng c aăxeăđư căđặt ra nhằm m căđíchăb oăđ m an toàn cho conă ngư i,ă hƠngă hóaă vƠă phư ngă ti n.ă Doă đóă khuynhă hướng về nghiên c u nă đ nh chuy năđ ng c aăxeăôătôăkhiăphanhălƠăxuăhướng tất yếu trong sự phát tri n ngành công nghi p ô tô

Sự mất năđ nh khi phanh là tr ngătháiămƠăôătôăkhôngăđiều khi năđư c, hay quỹ

đ o chuy năđ ng c a xe không theo ý mu n c aăngư i lái Nguyên nhân chính c a vấn

đề này là do sự chênh l ch lực phanh giữa các bánh c a xe t o ra mô men quay làm cho xe b xoay Sự chênh l ch lực phanh này có th đư c t o ra do tr ng thái kỹ thuật

c a h th ng phanh có vấnăđề (hưăh ng trong h th ng phanh), hoặc do kh nĕngătiếp

nhận c a mặtăđư ng hai bên bánh xe khi phanh hãm c ng (giới h n bám khi phanh) Ngay c khi không có sự chênh l ch lực phanh giữaă2ăbênănhưngăcácăbánhăxeăphanhăb hãm c ng và có lực ngang tác d ng sẽ dẫn tới mất năđ nhăhướng chuy năđ ng c a ô tôăkhiăphanh.ăĐơyălƠăc ăs lý luậnăđ các ô tô ngày nay trang b h th ng ch ng hãm

c ng bánh xe ABS (Antilock Brake System)

Nghiên c u tính năđ nh khi phanh ô tô giúpăchoăngư i thiết kế chế t oăđ nh hướng trong s n xuất, có đư c nhận th căc ăb năh năđ c i t o và từăc ăs ăc ăb nămƠăphơnătíchăđềăxuấtăkhắcăph căc iătiếnăphùăh p Giúpăchoăngư i cán b qu n lý, cán b

kỹ thuật trong vi c qu n lý có th khai thác t iăđaănĕngălực ho tăđ ng c a ô tô trong điều ki n làm vi c c th ăGiúpăchoăngư i sử d ng có sự am hi u nhấtăđ nhăđ vận hƠnhăôătô.ăVƠăđ iăngũăcôngănhơn,ăcánăb kỹ thuật k p th i nhanh chóng phát hi n, tìm

ra nhữngă hưă h ng c c b , nguyên nhân c aă hưă h ng và bi n pháp khắc ph c, b o dưỡng, sửa chữa nhữngăhưăh ng c a h th ng phanh ô tô

1.2 Tình hình nghiên c uătrongăvƠăngoƠiăn c

1.2.1 Tìnhăhìnhănghiênăc uătrongăn c

Nghiên c u đ ng l c h c phanh và n đ nh phanh xe nhi u cầu c a kỹ

sư Hoàng Ngọc Chính Đề tài đã gi i quyết m t s vấn đề sau:

- Phân b t i trọng trên xe nhiều cầu

- n đ nh phanh trên xe nhiều cầu

- Áp d ng tính toán trên xe t i 3 cầu nhãn hi u HINO FM1 JNUA- RGV

Đề tƠiă“Nghiên c u vấnăđ năđ nh c a h th ng phanh ch ng hãm c ng ABSẰ c a học viên Nguy năHưngăKhóaă2010-2012ăđư c thực hi năđề cậpăđến m t s

vấnăđề sau:

-Phân tích đ ng lực học phanh ABS bằng thuật toán ABS đ n gi n

-Phân tích quá trình điều ch nh lực phanh ABS

Vận d ng các yếu nh hư ng đến sự n đ nh c a ô tô khi phanh đ đánh giá

- Xơyădựngăcôngăth cătínhătoánăchoămôăhìnhăxeăb năbánhăc ăb n

- Viếtăchư ngătrìnhătínhătoánăvƠămôăph ngăbằngăđ ăth ăquỹăđ oăchuy năđ ngă

c aăxeăvƠăcácăthôngăs ăvềătínhă năđ nhăc aăxeăkhiăphanhăbằngăphầnămềmăMatlab 2012

- Phơnătíchăkếtăqu ămôăph ngăvƠăđềăxuấtăgi iăphápănơngăcaoătínhă năđ nhăkhiăphanhăc aăxeăHigh Speed

Vehicle Stablity and Dinamics Electronic Stability Control Final Reportlà

báo cáo c a nhóm nghiên c u g m nhiều tác gi thu c trung tâm nghiên c u National Transportation from the U.S Department of Transportation Research and Innovative Technology Administration N i dung c a báo cáo khoa học này g m:

- Mô ph ng h th ng năđ nhăđi n tử ESC (Electronic Stability Control) trên

xe đầuăkéoăvƠăđoƠnăxeăbằng phần mềm Labview

- Chế t o thiết b thu thập tín hi u và xử lý tín hi uăđoăđ căđư c trên xe thực

bằng phần mềm Labview và Card NI

- Báo cáo kết qu và phân tích s li u

1.3 M căđíchăc aăđ tài

Tính năđ nh khi phanh c a ô tô ph thu c vào kh nĕngătiếp nhận ph n lực tiếp tuyến giữa bánh xe và mặtăđư ng Kh nĕngătiếp nhận ph n lực tiếp tuyến c a mặt

đư ng l i ph thu c vào h s bám c a mặtăđư ng và trọngălư ng phân b lên m i bánh xe

Đ đánhăgiáătínhă năđ nh khi phanh c a dòng xe khách giư ng nằm hai tầng ta cần

ph iăđánhăgiáăhaiăm c tiêu chính sau:

- Điều ki năđ m b oăanătoƠnăkhiăphanh:ăđư căđánhăgiáădựaătrênăc ăs sự hãm

c ng c a bánh xe và th i gian gi m t c khi phanh

- Vấnăđề năđ nh chuy năđ ng khi phanh: Tính năđ nh c a ô tô khi phanh ph thu c vào sự chênh l ch lực phanh giữa các bánh xe, các thành phần lực ngang tác d ng lên xe khi phanh và chiều cao trọng tâm c a xe

Doăđóădựaătrênăc ăs lý thuyết về trư tăvƠăbámăvƠăc ăs lý thuyết về tính toán quá trìnhăphanhăxeăđ nghiên c u và tính toán về sự năđ nh chuy năđ ng khi phanh c a xe khách giư ng nằm hai tầng Từ đóăđề xuất các gi i pháp nâng cao tính năđ nh c a xe khiăphanhătrongăđiều ki n c th c a khu vực xe ho tăđ ng ĐơyălƠăm c đíchănghiênă

c u c aăđề tài

1.4 Nhi m v và gi i h n c aăđ tài

Vớiăđề tài: ''ăNghiênăc uătínhă năđ nhăkhiăphanhăđ iăvớiălo iăxeăkhách giư ngănằm'', tácăgi ăsẽătínhătoánăcácăch ătiêuăvềăhi uăq aăphanhăvƠăanătoƠnăkhiăphanhătrongăđiềuăki nă

đư ng vƠăcácătiêuăchuẩnăc aăVi tăNam.ăQuaăđóăsẽăđánhăgiáăl iăsựăanătoƠnăkhiăphanhăvƠătínhă nă đ nhă khiă phanhă vƠă đềă xuấtă cácă gi iă phápă ană toƠnă khiă phanh,ă t oă c ă s ă choănhữngăc iătiếnătrongăh ăth ngăphanhăvƠănhữngăkhuyếnăcáoăvềăanătoƠnăkhiăvậnăhƠnhăxeătrongănhữngăđiềuăki năc ăth

Vìăth iăgianănghiênăc uăcóăh năvƠăkhôngăcóăđiềuăki năđ ăthựcănghi mănênăvi căđánhăgiáătínhă năđ nhăkhiăphanhăch ăđư cătínhătoánădựaătrênăcácăthôngăs ăkỹăthuậtăc aăxeăvƠăcácăthôngăs ăvềăđiềuăki n vậnăhƠnhăchungăc aăVi tăNam.ă ăđơyătaăkhông tính đếnă nhăhư ngăc aăh ăth ngătreoăđếnătínhă năđ nhăkhiăphanh

1.5 Ph ngăphápănghiênăc u

Phư ngăphápănghiênăc u mà tác gi dùng đơyălƠătínhătoánăl i các giá tr đánhăgiáăquá trình phanh và sự năđ nh khi phanh c a xe khách giư ng nằm hai tầng dựa vào các s li uăbanăđầu c aăxeă…ăvƠăcácăs li u do nhà chế t o cung cấp kết h p vớiăđoă

đ c, tính toán Vi c tính toán các thông s nhăhư ngăđến sự năđ nhăkhiăphanhăđư c thực hi n bằng phần mềm δabviewă2009.ăChư ngătrìnhătínhătoánăsẽ đư c th hi n g m

3 phần: Các thông s đầu vào (có th thayăđ iătheoăđiều ki n c th ); Các thông s đầu raăđư c bi u th bằngăđ th và giá tr c th tư ngă ng vớiăcácăđiều ki năđầu vào; Các hƠmădùngăđ tính toán vƠăchư ngătrìnhătínhătoán.ăTừ kết qu đóăsẽ phân tích và suy

luậnătheoăhướng lý thuyết năđ nhăkhiăphanhăđ đề xuất các gi i pháp và các khuyến cáo về an toàn khi phanh

T ngăth ăv ăôtôăkhách THACO MOBIHOMEHB120SLD

B ngă1.1: Cácăthôngăs ăc ăb năc aăxe

2500 2020

ChiềuădƠiăđuôiăxeăăăăăăă 3400 [mm]

Trọngălư ng

Đ ngăc

Ch ngăII

C ăS LÝ THUY T V S NăĐ NH KHI PHANH

2.1 Đ ng l c h c t ng quát c a ô tô khi phanh

2.1.1 S lĕnăc a bánh xe và các lo i bán kính bánh xe

a) Khái niệm về sự trượt của bánh xe và bán kính lăn r l

Khiăbánhăxeălĕnătrênăđư ngădưới tác d ng c a lực kéo Fk hay lực phanh Fp thì sẽ x y ra

Đư c th ng nhất lựa chọnălƠăbánăkínhălĕnăc a bánh xe b đ ngămƠătrênăđóăkhôngăcóăbất

kỳ m t mô men kéo hay mô men phanh nào r = rl0

Khi phanh x y ra hi nătư ngătrư t lết thì r < rl vƠăkhiătrư t lết hoàn toàn rl=∞

Khi kéo x y ra hi nătư ngătrư t quay thì r >rl vƠăkhiătrư t lết hoàn toàn rl=0

2.1.2 Các quan h đ ng h căvƠăđ ng l c h c c a bánh xe khi phanh

a) Khái niệm về tốc độ trượt và độ trượt

Khiăbánhăxeălĕnătrênăđư ng, dưới tác d ng c a lực kéo Fk hay lực phanh Fp thì sẽ x y

ra hi nătư ngătrư t quay hoặcătrư t lết

 Khiălĕnăcóătrư tălĕn

X V

ĐơyălƠătrư ng h p c aăbánhăxeăkéo.ăKhiăđó,ăt căđ thực tế c a tâm bánh xe V

nh h năt căđ lý thuyết V0=ωk.r Do vậy tâm quay t c th i P nằm bên trong vòng bánh xe và rl < r Trong vùng tiếp xúc c a bánh xe với mặtăđư ng sẽ xuất

hi n m t vận t cătrư t VŁ ngư c hướng với tr c X

Hình 2έ2: Sơ đồ lực tác dụng lên bánh xe khi trượt lết

ĐơyălƠătrư ng h p c aăbánhăxeăđangăđư căphanh.ăTrongătrư ng h p này, t căđ

thực tế V lớnăh năt căđ lý thuyết V0 Tâm quay t c th i P nằm bên ngoài bánh

xe và rl> r T i vùng tiếp xúc giữa bánh xe và mặtăđư ngăcũngăxuất hi n t căđ trư t VŁnhưngăhướngătheoăhướngădư ngăc a tr căX.ăTư ngătự taăcũngăcóăkháiă

ni m về đ trư t khi phanh:

Vă=ăr.ωk + VŁ = rl.ωk

VŁ = V – r.ωk = V-Vo > 0

X V

b) Các quan h ệ về lực khi bánh xe phanh

Hình 2έ3: Sơ đồ lực tác dụng lên bánh xe khi phanh

F p

Z

Mp V

Khi phanh,ăc ăcấu phanh sẽ t o ra m t mô men phanh Mp ngư c chiều quay với

ωk và cân bằng với nó là m t cặp lực Fp M tăđặt t iăđi m tiếp xúc giữa bánh xe

và mặtăđư ng (gọi là lực phanh) và m tăđặt t i tâm bánh xe Từ tr ng thái ch u

lực c aăbánhăxeăphanhănhưăhìnhătrên,ătaăcóăcácăquanăh về lựcănhưăsau:

T i trọng thẳngăđ ng Fł = Z (Ph n lực thẳngăđ ng) Lực phanh: Fp = Mp/r

Lực kéo t ng c ng tác d ng lên khung xe

Fξ = Fp + Ff = X Nhưăvậyătrongătrư ng h p này lựcăđẩy lên khung Fξ bằng t ng c a lực phanh và lực

c nălĕn,ănóăcơnăbằng với ph n lực tiếp tuyến c a bánh xe với mặtăđư ng khi phanh

c)S ự trượt và sự lăn lệch của bánh xe khi phanh

Trong quá trình phanh xe sẽ xuất hi n sự trư tătheoăhướng chuy năđ ng và sự trư t bên

Hình 2έ4: Sơ đồ sự lệch hướng của bánh xe khi lăn

X

VR



VRcosV-VRcos 

VRsin 

Hướng X – lƠă hướng chuy nă đ ng t c th i c a tiếpă đi m bánh xe với mặt

đư ng Lựcăphanhătácăđ ngăngư c l i vớiăhướng chuy năđ ng c a bánh xe

Hướng Y - vuông góc vớiăhướng X Lực tác d ngătheoăhướng Y gọi là lực bên Góc là góc l chăhướng c a bánh xe

d) Tương quan độ trượt khi phanh và độ trượt bên

Sự trư t c a bánh xe khi phanh là yếu t quan trọngă khiă tínhă toánă đặc tính chuy năđ ng c a bánh xe Ngoài ra, khi phanh xe còn xuất hi n sự trư t bên do lực bên Py Các lực tác d ng lên bánh xe luôn luôn ngư c chiều với sự trư t và ph thu c vƠoăđ lớn c a sự trư t

Nhưăvậy, giữa h s bámătheoăhướng chuy năđ ng (x) và h s bám ngang (Y)ăcũngăsẽ có quan h nhưăsau:

2.1.3 M i quan h gi a các thông s đ ng h c và l c phanh

a) Sự phụ thuộc giữa bán kính lăn (r l ) và mômen phanh (M p ) hay lực phanh (F p )

Hình 2.5: Đồ thị sự phụ thuộc của bán kính lăn vào mô men xoắn M k

Đ đ năgi n thì m i quan h rl (Mk)ăthư ngăđư c tuyến tính hóa theo m i quan h nhưăsau:

 = 

Trongăđó:ă −1 , ( −1 ) là các h s thayăđ iăbánăkínhălĕn.ăGiáătr c a chúng thayăđ i trong m t ph m vi khá r ng, ph thu c vào các thông s nhưăt i trọng Z, áp suất l p pv và lo i l p

b) S ự phụ thuộc của độ trượt vào lực phanh (F p )

Khi phanh xe, lực phanh sinh ra bánh xe không ph i lớn tùy ý mà nó ph thu c vào

M i quan h giữa h s bámăφx vƠăđ trư tăŁăkhiăphanh đư c bi u th dưới d ngăđ th thực nghi mănhưăsau:

Hình 2έ6: Đồ thị mối quan hệ giữa hệ số bám và độ trượt

Đư ngăđặcătínhănƠyăđư c tính toán qua từngăđi măđoăđ căvƠăđiều ch nh l i ta sẽ có phư ngătrìnhăgầnăđúngănhưăsau:

Đ có hàm s c th cầnăxácăđ nh các h s đặcătrưngăC1, C2, C3 vƠăđư c tính qua:

- H s bám cựcăđ i x = xmax khiăđ trư t t iăưuăŁă=ăŁom

- H s bámăkhiăxeătrư t lết hoàn toàn : x = xG khiăŁă=ă1

Khi thay các tr s vƠoăphư ngătrìnhătrênătaăcóăh phư ngătrìnhăsau:

2.2.Lý thuy t quá trình phanh ô tô

2.2.1 L c phanh sinh ra bánh xe

Hình 2έ7: Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên bánh xe khi phanh

Khiăđ păphanhăthìăc ăcấu phanh t o ra mô men phanh Mp T i vùng tiếp xúc giữa bánh xe với mặtăđư ng xuất hi n lực phanh Fp ngư c chiều chuy năđ ng c a xe

� – H s bám dọc giữa bánh xe với mặtăđư ng Khi phanh, ngoài mô men phanh, còn có mô men quán tính Mj và mô men c n lĕnăεf tác d ngălênăbánhăxe.ăDoăđóălực hãm t ng c ng lên bánh xe là:

rb

2.2.2 L căphanhăôătôăvƠăđi u ki năđ m b o phanh t iă u

a) Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh

Hình 2.8 : Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh

Các lực tác d ng lên xe khi phanh g m có:

b) Tính phản lực mặt đường Z p khi phanh

Áp d ngăphư ngătrìnhăcơnăbằng mô men ta có

Trongătrư ng h p phanh bánh xe c hai cầuătrước và sau và lựcăphanhăđ t giá tr

lớn nhất Fpmax , khi tính gầnăđúngăcoiă ≈ 0; ≈ 0 ta có:

b điều hòa lực phanh hoặc b ch ng hãm c ngăbánhăxeăkhiăphanh.ăCácăc ăcấu này sẽ tự đ ngăđiều ch nh lực phanh các bánh xe

Ł – H s tínhăđến nhăhư ng c a các chi tiết chuy năđ ng quay

.� + +Quãngăđư ng phanh Sp từ bắtăđầu phanh V1 đến cu i là V2:

c) Thời gian phanh t p

Theo kết qu tính gia t c phanh: = − = − � +

Dấu ( - )ăđ ch gia t căphanhăngư c chiều với chiều chuy năđ ng nên khi tính

th i gian có th không lấy dấu (-)

o Phân b cầuătrước/cầu sau: Ga1/Ga2 = 5700/10000

- L p xe có kí hi u 12R22.5 – Michelin Tra trên Internet ta có:

o Bánăkínhăbánhăxeălúcăđầy t i là: rb = 0,503 mm

o Bán kính bánh xe lúc không t i là: rb0 = 0,541 mm

b)Tính t ọa độ trọng tâm của xea, b, h g

Tọaăđ trọng tâm ôtô là thông s quan trọng nhăhư ng tới kh nĕngă năđ nh c a ôtô Vì vậy cầnăxácăđ nh v trí trọng tâm ôtô theo chiều dọc và chiều cao c khi không

t iăvƠăđầy t i Theo chiềuăngangătaăcoiăôtôăđ i x ng dọc và trọng tâm ôtô nằm trong mặt phẳngăđ i x ng dọc c a ôtô

*S ăđ xácăđ nh trọng tâm ôtô:

*Khi ô tô không t i:

+Tọaăđ trọng tâm theo chiều dọc

Taăcóăphư ngătrìnhăcơnăbằngămômenăđ iăvớiăcầuătrước:

G02 L - G0 a0 = 0

 a0 = (G20.L)/G0 = (7740.6000)/12800 = 3628 [mm]

Trongăđó:

G02- Phân b trọngălư ng lên tr c sau: G02 = 7740 [KG]

G0- Trọngălư ng không t i c a ôtô thiết kế G0 = 12800 [KG]

L- ChiềuădƠiăc ăs L = 6000 [mm]

Mặt khác ta có:

a0 + b0 = L

hgi

V L

+Tọaăđ trọng tâm theo chiều cao

Chiều cao trọngătơmăôătôăđư c xác đ nhătrênăc ăs cân bằng chiều cao kh i tâm các thành phần trọngălư ng

Ta có: hg =

a

gi i

G

h G

=(Gnt hg0 + Gkvs hkvs + Ggh hgh )/ Ga

Trongăđó:ăăă

hg, G – Chiều cao trọng tâm và trọngălư ng b n thân c a ô tô;

hg0, Gnt – Chiều cao trọng tâm và trọngălư ng chassis ô tô khách;

hkvs, Gkvs – Chiều cao trọng tâm và trọngălư ng sàn và khung v ô tô;

hgh, Ggh – Chiều cao trọng tâm và trọngălư ngăgiư ng nằm và ghế ng i

*Khiăôtôăđầy t i:

+Tọaăđ trọng tâm theo chiều dọc:

Taăcóăphư ngătrìnhăcơnăbằngămômenăđ iăvớiăcầuătrước:

G2 L - Ga a = 0

 a = (G2 L) / Ga = (10000 6000)/15700 = 3822 [mm]

Trongăđó:

G2- Phơnăb ătrọngălư ngălênătr căsau: G2 = 10000 [KG]

Ga- Trọngălư ngătoƠnăb ăc aăôtôăthiếtăkế.ăGa = 15700 [KG]

L- ChiềuădƠiăc ăs ăδă=ă6000 [mm]

 b = L - a = 6000 - 3822 = 2178 [mm]

+To ăđ ătrọngătơmătheoăchiềuăcao

Cĕnăc vào giá tr các thành phần trọngălư ng và to đ trọng tâm c a chúng, ta xác

đ nh chiều cao trọng tâm c a ôtô theo công th c:

hg =(Gi hgi)/G0 =(Gnt hg0 + Gkvs.hkvs + Gghi hghi + Gkhi hkhi + (Ghl hhl + Gk.hk)/G0 Trongăđóă:ăhg, G – Chiều cao trọng tâm và trọngălư ng b n thân c a ôtô;

hg0, Gnt – Chiều cao trọng tâm và trọngălư ng chassis ôtô khách;

hkvs, Gkvs – Chiều cao trọng tâm và trọngălư ng sàn, khung v ôtô; hghi, Gghi – Chiều cao trọng tâm và trọngălư ng giư ng, ghế ng i;

hki, Gki – Chiều cao trọng tâm và trọngălư ng khách;

hhl, Ghl – ChiềuăcaoătrọngătơmăvƠătrọngălư ngăhƠnhălý

Đ thuận ti n cho quá trình tính toán ta lập b ng giá tr trọngălư ng và tọaăđ

trọng tâm theo chiều cao c a các thành phần

Gnt Trọngălư ng khung gầm có gắnăđ ngăc 5800 0,695 4031

Ggh1 Trọngălư ng ghế, giư ng nằm tầng 1 592 1,35 799,2 Ggh2 Trọngălư ngăgiư ng nằm tầng 2 500 2,65 1325

Gđh Trọngălư ng h th ngăđiều hoà 599 3,715 2225,3

G Trọngălư ng b n thân c a ô tô 12800 hg1 17405,8

G 0 Trọngălư ng toàn b c a ô tô 15700 Hg 22778,8

Sau khi thay các giá tr c th choăôtôătrongă2ătrư ng h p có t i và không t i ta nhậnăđư c kết qu cho trong b ng sau:

Ô TÔ KHÁCH THACO MOBIHOME

d)Tính toán ổn định dọc và ổn định ngang của xe

 Tính năđ nh dọc c a ôtô thiết kế

+ Khi xe lên d c

Khi ôtô lên d c năđ nh với t căđ thấp do vậy các lực c n gió, lực quán tính có

th b qua và nhăhư ng c a lực c nălĕnăcoiănhưăkhôngăđángăk

 Tính toán năđ nh ngang c a ôtô

Ta có: tgđ = B / 2hg

đ - Góc d c giới h n mà xe b lậtăđ

B - Kho ng cách giữa hai v t bánh xe sau, B = 2200 [mm]

tgđ = 2200 / 2.1450 = 0,76đ = 370

Gi thiết mặtăđư ng bằng phẳng và ngang Khi ôtô quay vòng trên mặtăđư ng

nghiêngăngangănhưă(hình 2.12) thì t căđ giới h n nguy hi m c a ôtô là:

Vn = g.R.tgmax

Hình 2έ12: Sơ đồ tính toán ổn định ngang

Trongăđó:

Vn- Vận t c giới h n nguy hi m khi ôtô b lậtăđ R- Bán kính quay vòng bé nhất c a ôtô, (R = 8,57 m) g- Gia t c trọngătrư ng ( g = 9,81 m/s2)

y - H s bám ngang c aăđư ng và bánh xe

Nhưăvậy taăcóăđiều ki n: y =

1450.2

Khi phanh, vận t c c a xe gi m rấtănhanh,ădoăđóălực c n gió Fw và lực c nălĕnăFf rất

nh so với lực phanh Fp.ădoăđóătaăb qua hai lực này

Xétăphư ngătrìnhăcơnăbằngămôămenăđ i với cầuătrước ta có:

MO1 = 0

Ga.a -Z2.L- Fj hg = 0

Đ i với cầu sau : M/O2 = 0

y.R

g

h.2B

Với

g

G j

Từ đóătaăcóălực phanh cựcăđ i tác d ng lên bánh xe cầuătrước và sau là:

- Lực phanh sinh ra cầuătrước:

Fp1 = .Z1=  



g a

h b L

G

Ga

2

 Fp2 = 49054,4  - 20740,9.2 [N]

Vậy mômen sinh ra các cầu xe

+ Mô men phanh sinh ra cầu trước:

Qua b ng trên ta thấy:

H s bám c a bánh xe với mặtăđư ng tỷ l thuận với momen phanh sinh ra các

cầu

Khiăφă<ă0,5ămomenăphanhăcầu sau lớnăh nămomenăphanhăsinhăraă cầuătrước Khiăφă>ă0,5ămomen phanh cầuătrước lớnăh nămomenăphanhăsinhăraă cầu sau Momen phanh sinh ra tỷ l thuận với lực phanh trên các cầu

Do vậy khi không có b điều ch nh lực phanh các bánh xe sau sẽ b hãm c ngăvƠătrư t trước làm gi m hi u qu phanh, làm mất tính năđ nhăvƠăđiều khi n c aăxe.ăĐ đ t

hi u qu phanh cao khi phanh vớiăcư ngăđ lớn với h s bámăcaoăh năthìăph i lắp b

bao gi cũngăvư tăh nălực phanh yêu cầu, áp suất các dòng dẫnăđ ngăluônăđ ng th i

và bằng nhau, khi bất c m t bánh xe nào b hãm c ng thì lập t c áp suất phanh t i bánhăxeăđóăđư c gi măngayăđ bánhăxeăđóăkhôngăb trư t

Khi thiết kế,ăđ đ m b oăchoăc ăcấu phanh có kh nĕngăsinhăraăm t momen cực

đ i luôn luôn lớnăh năhoặc t i thi u bằngămomenăxácăđ nhătheoăđiều ki năbám,ăngư i taăcóăxuăhướng lấy giá tr t iăđaăh s bám c a bánh xe với mặtăđư ng.ăĐ i vớiăđư ng

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

Mp1Mp2

 Mp1(N.m)

2.3.2 Xây d ng quy lu tăthayăđ i c a các thông s khi phanh có ABS

a) Xác định quan hệ giữa mômen phanh, mô men bám,gia tốc góc với hệ số trượt

S ăđ tính:

Hình 2.14: Các l ực và momen tác dụng lên bánh xe khi phanh

Từ hình vẽ taăcóăphư ngătrìnhăcơnăbằng mômen tác d ngălênăbánhăxeăđ i với

tr c quay c a nó khi phanh (b qua mômen c năvƠăđ đ năgi n coi Zb=const)

0 ) ( 





dt

d J

M

b p





Mp: Mô men phanh t o ra b iăc ăcấu phanh



M : Mô men bám c a bánh xe vớiăđư ng do lực phanh t o ra

Jb : Mô men quán tính c a bánh xe