Cơ sở lý thuyết và đánh giá về tiêu chuẩn , thiết bị kiểm định an toàn kỹ thuật ô tô ở nước ta hiện nay

Trong khi phanh thì các bánh xe bên phải có các lực phanh Pp.ph1 trục tr ớc và Pp.ph2 trục sau còn các bánh xe bên trái có các lực phanh Pp.tr1 trục tr ớc và Pp.tr2 Giả sử rằng, tổng các

Sau hơn hai năm học tập khóa cao học tại Trường đại học sư phạm kỹ thuật thành phố

Hồ Chí Minh, được sự giảng dạy nhiệt tình của thầy cô, tôi đã hòan thành khóa học và hòan chỉnh luận văn tốt nghiệp

Thành quả mà tôi đạt được hôm nay là nhờ sự giúp đỡ, chỉ dẫn của tòan thể quí thầy cô

ở Trường, đặc biệt là thầy hướng dẫn luận văn tốt nghiệp TS Lâm Mai Long Thầy đã

tận tình giảng dạy và giúp đỡ tôi thật nhiều trong học tập cũng như thực hiện luận văn

tốt nghiệp

Tôi xin chân thành cảm ơn :

- TS Lâm Mai Long - Phó hiệu trưởng Trường đại học sư phạm kỹ thuật thành phố

Hồ Chí Minh- Người trực tiếp hướng dẫn luận văn tốt nghiệp,

- PGS TS Đỗ Văn Dũng - Chủ nhiệm khoa ô tô- và tòan thể giảng viên khoa cơ khí

ô tô Trường đại học sư phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh,

- Ban giám hiệu, phòng Quản lý khoa học, quan hệ quốc tế và sau đại học, Tòan thể quí thầy cô giảng dạy khóa cao học ô tô 2003-2005,

- GS TSKH Nguyễn Hữu Cẩn - đại học bách khoa Hà Nội- qua các bài báo cáo khoa học và qua những lời chỉ dẫn trong các buổi hội thảo khoa học mà tôi được tham gia,

- PGS TS Nguyễn Lê Ninh, PGS TS Phạm Xuâm Mai, PGS TS Nguyễn Văn

Phụng, TS Nguyễn Nước, TS Nguyễn Hữu Hường qua các bài giảng trên lớp và các chỉ bảo thêm giúp tôi hòan thành luận văn tốt nghiệp,

- PGS TS Nguyễn Khắc Trai - đại học bách khoa Hà Nội- qua các bài báo cáo khoa

học, qua các buổi giảng đào tạo đăng kiểm viên hạng III, II và qua các chỉ dẫn giúp tôi hòan thành luận văn tốt nghiệp,

- Ông Vũ Như Trình, TS Nguyễn Hòang Tri, ông Ngô Ngọc Sơn - lãnh đạo phòng

kiểm định xe cơ giới, Cục Đăng kiểm Việt Nam- người trực tiếp lãnh đạo và

giảng dạy công tác kiểm định xe cơ giới,

- Tòan thể đăng kiểm viên trên tòan quốc, nhất là lãnh đạo và đăng kiểm viên các Trung tâm kiểm định phía Nam đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện

luận văn tốt nghiệp,

- Ban lãnh đạo Cục đăng kiểm Việt Nam, ban lãnh đạo Chi cục Đăng kiểm Vĩnh Long và tòan thể công chức viên chức trong đơn vị đã cho phép tôi theo học cao

học và tạo điều kiện cho tôi hòan thành tốt khóa học,

- Ngòai ra tôi cũng vô cùng biết ơn cha mẹ, anh chị em - những người đã nuôi dạy tôi khôn lớn và luôn đôn đốc, động viên tôi suốt quá trình học tập Cảm ơn tòan

thể bạn bè, đồng nghiệp, người thân đã giúp tôi rất nhiều trong suốt thời gian học

tập và rèn luyện

Tp H ồ Chí Minh, ngày 15 tháng 09 năm 2005

Ng ư i cảm n

Nguyễn Thành Bắc

Technical properties of automobile parts are gradually changed during the process of being used This change may happen for a long time It is the main cause that affects automobile working and

it follows natural rules (abrasive rule, aging rule, oxygenizing … etc) However, this change,

which sometimes happens suddenly and does not follow any rules, often causes severe damage Nowadays, most countries in the world use equipments and machines to check the safety status of automobile technical properties This method, called technical property diagnosis, is based on a system of rules and specific technical criteria to diagnose whether the automobile is in good or bad technical status

In our country, technical property diagnosis has been the main method to test the status of automobile parts and the whole automobile as well without disassembling This method is also very good for maintenance and repair It is especially good in periodical automobile test (Auto Register) to issue quality license which allows an automobile the right to run on streets

One problem that is concerned to technical property diagnosis is how to choose and identify parameters which will be considered as the basic for automobile diagnosis These parameters may include sizes, characteristics, and working efficiency and working process of the automobile Parameters of technical property diagnosis must be stable and generalized and supply most information about the technical property status of the automobile as much as possible The parameters that are collected in the first time may not be the optimal ones Therefore, these parameters must be tested, supplemented, adjusted many times during trials in the laboratory or practical surveys during tests, maintenances, and repairs Then we can select the most exact technical ones for exactly expressing how much broken the automobile may be as well as supplying the most exact and adequate information about the automobile

Therefore, nowadays in our country, the system of automobile testing criteria 22.TCN 224-2001

is not absolutely a perfect one It must be continuously supplemented basing on practical experiences during automobile tests in register stations, working conditions as well as working environment of automobiles This supplementing activity must be closely concerned to economic and social conditions of our country in each development stage

The content of this essay is to analyze and to build up theoretical basis for registering and testing the safety and technical properties of automobiles Then, the author will carry out practical surveys on equipments of automobile register stations in Ho Chi Minh City Since then, the author will give comments on correspondence of the current testing criteria in the practical conditions of our country, and will submits petitions on supplementing some new important criteria that may strongly affect the technical safety and that are not mentioned in the current system of technical criteria On the other hand, the author will give some comments on whether the current equipments have met requirements of criteria or not The author will recommend equip some more equipments in order to make the process of registering and testing in our country better As a result, step by step, mechanization of register stations in our country will be improved And the quality of automobile registering and testing will be improved, too

N ội dung Trang

Nhi ệm v luận văn

Tóm t ắt nội dung

Ch ương 1:

Đặt vấn đề

Ch ương 2:

H ệ thống các tiêu chuẩn an tòan kỹ thuật ô tô ở nước ta hiện nay

2.1 Tiêu chuần an tòan kỹ thuật về hệ thống phanh

2.2 Tiêu chuần an tòan kỹ thuật về hệ thống lái

2.3 Tiêu chuần an tòan kỹ thuật về bánh xe

2.4 Tiêu chuần an tòan kỹ thuật về hệ thống truyền lực

2.5 Tiêu chuần an tòan kỹ thuật về hệ thống treo

2.6 Tiêu chuần an tòan kỹ thuật về hệ thống chiếu sáng, tín hiệu

Ch ương 3:

C ơ sở lý thuyết của các tiêu chuẩn kiểm định

3.1 C ơ sở lý thuyết tiêu chuẩn kiểm định về hệ thống phanh

3.1.1 Cơ sở lý thuyết xác định các chỉ tiêu trong tiêu chuẩn kiểm

định an tòan kỹ thuật hệ thống phanh ô tô

3.1.2 Một số vấn đề cơ bản về quá trình phanh có liên quan đến các

chỉ tiêu kiểm định hệ thống phanh ô tô

3.1.2.1 Những chú ý khi kiểm tra hệ thống phanh trong quá trình kiểm định

3.1.2.2 Cơ sở lý thuyết một số yêu cầu trong thao tác khi

kiểm định hệ thống phanh ô tô

3.1.3 Nhận xét, đánh giá và kiến nghị

3.2 C ơ sở lý thuyết tiêu chuẩn kiểm định hệ thống lái và bánh xe

3.2.1 Cơ sở lý thuyết chọn các chỉ tiêu trong tiêu chuẩn kiểm định

an toàn kỹ thuật hệ thống lái và bánh xe ô tô

3.2.2 Tiêu chuẩn kiểm định hệ thống lái, bánh xe nhằm đảm bảo

ổn định chuyển động của ô tô

3.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định ngang của ô tô khi chuyển

1010191920232727293335384141434444464849

Thi ết bị kiểm định

4.1 Thiết bị trang bị tại các Trung tâm kiểm định

4.2 Các thiết bị cần trang bị bổ sung

4.3 Cơ sở lý thuyết một số thiết bị kiểm định

K ết luận và hướng phát triển đề tài

Tài li ệu tham khảo

Tóm t ắt lý lịch trích ngang

Phụ lục 1: Thiết bị kiểm tra phanh và lực kéo

Phụ lục 2: Một số phương pháp chẩn đóan hệ thống lái và bánh xe

Phụ lục 3: Một số dạng hệ thống treo và thiết bị kiểm tra

Phụ lục 4: Nguyên lý cấu tạo thiết bị kiểm tra đồng hồ tốc độ

Phụ lục 5: Nguyên lý cấu tạothiết bị đo khí xả

5152525264

656666666768

7195110112114

CH NG 1

Đ T V N Đ

Trong quá trình khai thác và sử dụng ô tô, công việc kiểm tra định kỳ ô tô là một vấn

đề rất quan trọng, nhằm đảm bảo an tòan kỹ thuật ô tô khi l u thông trên đ ng, hạn chế tai

nạn giao thông, nâng cao chất l ợng phục vụ hành khách và chuyên ch hàng hóa Cơ s để đánh giá m c độ đảm bảo an tòan kỹ thuật ô tô là tiêu chuẩn kiểm định

Ngành đăng kiểm bộ kiểm định ôtô là một ngành còn rất mới mẻ Nhiệm vụ chính

c a ngành là kiểm tra định kỳ xác định tình trạng đảm bảo an toàn kỹ thuật c a ôtô đang l u hành và cấp giấy ch ng nhận an toàn kỹ thuật có th i hạn cho ôtô đ ợc phép l u thông trên

đ ng bộ Chỉ tiêu để đánh giá m c độ an toàn kỹ thuật hiện nay là tiêu chuẩn kiểm định an toàn kỹ thuật và vệ sinh môi tr ng ph ơng tiện cơ giới đ ng bộ 22.TCN 224 – 2001

Tiêu chuẩn 22.TCN 224 – 2001 đ ợc Bộ giao thông vận tải soạn thảo và ban hành

dựa trên thực trạng tình hình sử dụng ôtô n ớc ta hịên nay, có cơ s khoa học đồng th i

cũng qua tham khảo tiêu chuẩn về kiểm định ôtô một s n ớc trên thế giới và khu vực Đây

là tiêu chuẩn phù hợp với tình hình n ớc ta trong th i gian qua

Công việc đ a tiêu chuẩn này vào thực tế cuộc s ng, vào công tác kiểm định ôtô

n ớc ta là lực l ợng đăng kiểm viên xe cơ giới Đa s đăng kiểm viên đã qua đào tạo trung

học, cao đẳng hay đại học chuyên ngành ô tô trong n ớc hoặc n ớc ngoài, có trình độ, năng

lực vận dụng t t chuyên môn vào trong công việc c a mình Nh ng do trình độ chuyên môn

c a mỗi ng i có hạn lại không đồng đều, nên phần lớn đăng kiểm viên vẫn ch a nắm vững

cơ s lý thuyết, cơ s khoa học c a tiêu chuẩn kiểm định an toàn kỹ thuật ôtô n ớc ta hiện nay Một bộ phận các Đăng kiểm viên có trình độ cao, có kinh nghiệm và tay nghề gi i thì

hiểu rõ nh ng m c độ logic ch a cao Để giúp các đăng kiểm viên xe cơ giới hiểu rõ hơn,

chắc chắn hơn tác giả xin tổng hợp và xác định cơ s lý thuyết về các tiêu chuẩn kiểm định an toàn kỹ thuật ôtô 22.TCN 224 – 2001

Trong quá trình sử dụng ôtô, tính năng kỹ thuật c a các bộ phận dần dần bị thay đổi Quá trình thay đổi ấy có thể kéo rất dài, đó là những nguyên nhân tác động trong quá trình làm việc diễn biến theo qui luật tự nhiên (qui luật mài mòn, lão hoá, ôxy hoá…) nh ng cũng

có khi thay đổi trạng thái xảy ra đột ngột không theo qui luật, gây h h ng nặng

Quá trình thay đổi do làm việc xảy ra tất cả các bộ phận c a ôtô: động cơ, thùng

bệ, khung, hệ th ng phanh, hệ th ng lái, hệ th ng treo… tất cả đều liên quan với nhau và thể

hiện d ới những sự thay đổi theo qui luật hay không theo qui luật Trong điều kiện làm việc bình th ng, nguyên nhân chính làm hao mòn bề mặt làm việc và giảm độ bền là do quá trình

lý hoá gây nên Những nhân t ảnh h ng đến tuổi bền sử dụng ôtô là kết cấu chi tiết, vật liệu

và chất l ợng gia công chi tiết Ngoài ra còn có ảnh h ng c a khí hậu, điều kiện đ ng sá,

chế độ sử dụng xe, trình độ lái xe, chất l ợng bảo d ỡng và sửa chữa Vì vậy, trong quá trình

sử dụng ôtô, trạng thái kỹ thuật c a ôtô luôn thay đổi, tùy theo chất l ợng các chi tiết và điều

kiện sử dụng mà chiều h ớng xấu đi c a mỗi ôtô đều khác nhau Có nhiều cách để xác định

trạng thái kỹ thuật c a ôtô, tháo r i các cụm tổng thành để kiểm tra cũng là một cách nh ng không t t vì nó sẽ phá h ng trạng thái tiếp xúc t t c a các chi tiết, tăng tổng chi phí lao động

kỹ thuật

Ngày nay, hầu hết các qu c gia trên thế giới đều dùng máy móc thiết bị để kiểm tra

trạng thái kỹ thuật c a ôtô, đây còn gọi là ph ơng pháp chẩn đoán kỹ thuật Ph ơng pháp này

dựa trên một hệ th ng các qui luật, tiêu chuẩn đặc tr ng cho trạng thái kỹ thuật c a ôtô để

chẩn đoán tình trạng xấu c a ôtô

n ớc ta chẩn đoán kỹ thuật đã tr thành một ph ơng pháp chính để kiểm tra trạng thái kỹ thuật ôtô, c a tổng thành mà không phải tháo r i, hỗ trợ t t cho công tác bảo d ỡng,

sửa chữa và nhất là trong công tác kiểm tra định kỳ ôtô để cấp phép l u hành cho phép ô tô

đ ợc l u thông trên đ ng giao thông

Trong kiểm định ôtô, ph ơng pháp chẩn đoán kỹ thuật đ ợc sử dụng để đánh giá nhanh trạng thái kỹ thuật c a từng hệ th ng, tổng thành ôtô, đơn thuần có tính dự báo, phát

hiện h h ng để yêu cầu đ a ôtô đi sửa chữa, điều chỉnh cho phù hợp với tiêu chuẩn hiện hành

Trong su t th i gian ôtô hoạt động, ngoài việc thay đổi tính năng kỹ thuật ôtô thì các

sự c kỹ thuật cũng xuất hiện d ới dạng này hay dạng khác Sự c kỹ thuật ôtô có thể phân thành b n loại sau:

- H h ng do kết cấu: là các h h ng phát sinh theo qui luật, có đặc tr ng gi ng nhau cùng một vị trí nhất định Đó là các h h ng th ng gặp nh gãy, n t do s c bền kém,

tập trung ng suất, tính toán thiết kế sai

- H h ng do công nghệ: bao gồm các h h ng do không đảm bảo độ bóng, độ

c ng bề mặt, nhiệt luyện sai…

- H h ng do vận hành: Gồm các h h ng xảy ra do ng i lái vận hành ôtô sai qui

tắc nh ch quá tải, thiếu dầu nh n, nhiên liệu không đảm bảo chất l ợng…

- H h ng do quá trình già cỗi c a chi tiết máy: do th i gian sử dụng ôtô quá lâu các chi tiết hao mòn nhanh mất khả năng điều chỉnh hay phục hồi nên phát sinh sự c kỹ thuật Đây là h h ng tự nhiên, tuân theo các qui luật hao mòn tự nhiên Độ mòn chi tiết càng cao hiện t ợng rung động, va đập chi tiết càng lớn, quá trình già cỗi càng nhanh hơn dễ dẫn đến phá h y chi tiết

Sự c h h ng xảy ra b i nhiều nguyên nhân, tùy theo chế độ sử dụng, chế tạo, bảo

d ỡng, sửa chữa mà các nguyên nhân sẽ thay đổi Biểu hiện c a sự c rất đa dạng cho nên

việc chọn các tham s chẩn đoán, ph ơng pháp chẩn đoán là rất quan trọng

Một trong những vấn đề có liên quan đến công việc chẩn đoán là chọn và xác định s

l ợng các tham s lấy làm cơ s sử dụng trong chẩn đoán, nh các tham s độ lớn, đặc điểm

c a đ i t ợng, hiệu quả làm việc c a các hệ th ng và quá trình làm việc c a đ i t ợng chẩn đoán

Ph ơng pháp xác định thông s chẩn đoán là dựa trên hai đặc tr ng t t và không t t

c a từng đ i t ợng Mỗi điểm không t t xác định một sự sai lệch c a tham s cấu trúc so với

trị s giới hạn cho phép thể hiện qua dấu hiệu xác định Trong điều kiện không có thông s

cấu trúc, chúng ta chỉ khảo sát những thông s nằm trong giới hạn cho phép Quá trình xác định các thông s tr ớc hết phải tiến hành phân tích các sự c và các dạng h h ng c a ôtô theo s liệu th ng kê Việc phân tích này có thể xác định đ ợc độ tin cậy trong quá trình làm

việc c a các bộ phận c a ôtô nhất là các hệ th ng ảnh h ng đến an toàn kỹ thuật xe Sau đó

tíến hành phân tích các sự c th ng xảy ra theo sơ đồ các b ớc nh sau: tính năng c a tổng thành Æ sự lắp ghép c a các chi tiết Æ các thông s cấu trúc c a tổng thành Æ các h h ng

có thể xảy ra Æ triệu ch ng có thể xảy ra h h ng Æ tìm ra thông s chẩn đoán

Khi thực hiện đầy đ các m c trên, chúng ta sẽ xác định đ ợc danh sách sơ bộ các thông s dùng để kiểm tra trong quá trình chẩn đoán Các thông s này đòi h i phải ổn định

và tổng quát, cung cấp nhiều nhất tin t c về trạng thái kỹ thuật c a ôtô đ ợc chẩn đoán

Các thông s thu đ ợc theo các b ớc trên ch a phải là t i u Vì vậy nó phải đ ợc

kiểm nghiệm, bổ sung, sửa chữa thông qua thực nghiệm trong phòng thí nghiệm hay nghiên

c u thực tế trong quá trình kiểm định, bảo d ỡng, sửa chữa để chọn một cách đúng đắn các thông s , đảm bảo thể hiện đúng h h ng có thể xảy ra và có kh i l ợng thông tin đầy đ , chính xác nhất Trị s đ ợc chọn c a các thông s phải là hữu hạn và hoàn toàn có thể xác định đ ợc

Do vậy, hệ th ng các tiêu chuẩn kiểm định ôtô hiện nay n ớc ta trong tiêu chuẩn 22.TCN 224 – 2001 ch a phải là tuyệt đ i hoàn chỉnh mà nó còn cần phải đ ợc bổ sung liên

tục thông qua thực tế kinh nghiệm trong công tác kiểm định các Trung tâm kiểm định và điều kiện làm việc cũng nh môi tr ng làm việc c a ôtô, đồng th i công tác này cũng gắn

liền với điều kiện kinh tế, xã hội n ớc ta trong từng giai đoạn phát triển

Theo th ng kê c a cơ quan ch c năng, thì hàng năm n ớc ta có kh ang 0,55% s

vụ tai nạn giao thông do sự c kỹ thuật gây ra (Con s này luôn được kéo giảm, th i điểm

1995 là 5%, nay còn 0,55%) Trong đó, tai nạn do h h ng kỹ thuật c a hệ th ng phanh chiếm kh ang 50%, do hệ th ng lái chiếm kh ang 30%, còn lại là do các hệ th ng khác mà

ch yều thuộc về phần gầm ô tô

Do vậy, với th i gian có hạn nên tác giả chỉ giới hạn phân tích cơ s lý thuyết về các tiêu chuẩn kiểm định ô tô tập trung phần gầm ô tô, bao gồm các hệ th ng chính nh : hệ th ng phanh, hệ th ng lái, hệ th ng treo, hệ th ng truyền lực Trong đó ch yếu là phân tích về hệ

th ng phanh và hệ th ng lái- hai hệ th ng quan trọng nhất, xác xuất gây tai nạn do có sự c

kỹ thuật khi l u thông trên đ ng là cao nhất

Để dễ dàng cho việc đi sâu về cơ s lý thuyết, cơ s khoa học c a các tiêu chuẩn

kiểm định ô tô hiện hành, công việc đầu tiên là tìm hiểu về các chỉ tiêu cụ thể qui định trong tiêu chuẩn 22 TCN 224-2001 Nguyên văn các chỉ tiêu kiểm định c a các hệ th ng cần phân tích trong giới hạn c a đề tài đ ợc trình bày cụ thể ch ơng hai

Nội dung chính nghiên c u c a đề tài là phân tích và xây dựng cơ s lý thuyết c a hệ

th ng tiêu chuẩn kiểm định an tòan kỹ thuật ô tô trình bày ch ơng hai; đồng th i sau khi tìm

hiểu cặn kẽ về cơ s lý thuyết, tác giả sẽ tiến hành đi khảo sát thực tế tình hình trang bị thiết

bị kiểm định tại các Trung tâm kiểm định xe cơ giới trong địa bàn thành ph Hồ Chí Minh và

một s tỉnh phía Nam, từ đó đánh giá m c độ phù hợp c a hệ th ng tiêu chuẩn kiểm định hiện hành trong điều kiện thực tế c a n ớc ta và kiến nghị bổ sung một s chỉ tiêu quan trọng có ảnh h ng lớn đến an tòan kỹ thuật mà tiêu chuẩn ch a đề cập đến Đồng th i cũng có nhận xét về m c độ trang bị thiết bị hiện nay có đáp ng đ ợc với yêu cầu c a tiêu chuẩn đề ra

ch a; bên cạnh đó cũng kiến nghị bổ sung một s thiết bị nhằm đáp ng và đảm bảo t t cho công tác kiểm định n ớc ta, từng b ớc nâng cao m c độ cơ giới hóa các Trung tâm kiểm định và góp phần nâng cao chất l ợng c a công tác kiểm định

CH NG 2

TIÊU CHU N

K THU T Ô TÔ

Trích tiêu chu ẩn 22 TCN 224-2001, ban hành kèm theo quyết định s

4134/2001/Q Đ-BGTVT ngày 05 tháng 12 năm 2001 của Bộ giao thông vận tải

2.1 TIÊU CHU N AN TÒAN K THU T V H TH NG PHANH

2.1.1 Các cụm chi tiết đúng hồ sơ kỹ thuật, lắp ghép đúng và chắc chắn Đầy đ các chi tiết kẹp chặt và phòng l ng

2.1.2 Không đ ợc rò rỉ dầu phanh hoặc khí nén trong hệ th ng , các ng dẫn dầu hoặc khí nén không đ ợc rạn n t

2.1.3 Dẫn động cơ khí c a phanh chính và phanh đỗ xe: linh hoạt, nhẹ nhàng, không

biến dạng, rạn n t Bàn đạp phanh phải có hành trình tự do theo qui định c a nhà sản xuất Cáp phanh đỗ (nếu có) không h h ng, không chùng l ng khi phanh

2.1.4 Đ i với hệ th ng phanh dẫn động khí nén (phanh hơi): áp suất c a hệ th ng

phanh hơi phải đạt áp suất qui định theo tài liệu kỹ thuật Bình ch a khí nén đ s l ợng theo

hồ sơ kỹ thuật, không rạn n t Các van đầy đ , hoạt động bình th ng

2.1.5 Trợ lực phanh đúng theo hồ sơ kỹ thuật, kín khít, hoạt động t t

2.1.6 Hiệu quả c a phanh chính và phanh đỗ xe:

• Hi ệu quả phanh chính khi thử trên đư ng:

- Thử trên mặt đ ng bê tông nhựa hoặc bê tông xi măng bằng phẳng và khô, hệ s bám ϕ không nh hơn 0,6

- Hiệu quả phanh đ ợc đánh giá bằng 1 trong 2 chỉ tiêu quãng đ ng phanh Sp(m) hoặc gia t c chậm dần lớn nhất khi phanh Jp.max (m/s2

) với chế độ thử ph ơng tiện không tải t c

Nhóm 1: Ô tô con, ô tô con chuyên

dùng đến 9 chỗ (kể cả ngư i lái) Không l7,2 ớn hơn

Không nh hơn 5,8 Nhóm 2: ô tô tải có trọng l ơng

toàn bộ ≤8.000kG, ôtô khách trên 09

chỗ ngồi (kể cả ngư i lái) có chiều

dài không lớn hơn 7,5m

Không lớn hơn 9,5

Không nh hơn 5,0

Nhóm 3: ôtô hoặc đoàn ôtô có tổng

trọng l ợng >8.000kG, ôtô khách trên

09 chỗ ngồi (kể cả ngư i lái) có tổng

chiều dài lớn hơn 7,5m

Không lớn hơn 11,0

Không nh hơn 4,2

- Khi phanh, quĩ đạo chuyển động c a ph ơng tiện không lệch hơn 80

so với ph ơng chuyển động ban đầu và không lệch kh i hành lang 3,50m

• Hiệu quả phanh chính khi thử trên băng thử:

- Chế độ thử: ph ơng tiện không tải

- Tổng lực phanh không nh hơn 50% trọng l ợng ph ơng tiện không tải G0đ i với tất

cả các loại xe

- Sai lệch lực phanh trên một trục (giữa bánh bên phải và bên trái):

Kd = (Pp lớn – Pp nh ) 100% / Pp lớn

Kd không đ ợc lớn hơn 25%

• Phanh đỗ xe (điều khiển bằng tay hoặc chân):

Chế độ thử: ph ơng tiện không tải

Dừng đ ợc độ d c 20% đ i với tất cả các loại xe khi thử trên d c hoặc tổng lực phanh trên các bánh xe có b trí phanh tay không nh hơn 16% trọng l ợng ph ơng tiện không tải G0 khi thử trên băng thử Quãng đ ng phanh không lớn hơn 6m khi thử phanh trên

đ ng với vận t c xe chạy 15km/h

2.2 TIÊU CHU N AN TÒAN K THU T V H TH NG LÁI

Các cụm, chi tiết đúng hồ sơ kỹ thuật, lắp ghép đúng và chắc chắn, đầy đ các chi tiết

kẹp chặt và phòng l ng, các chi tiết đ ợc bôi trơn theo qui định

2.2.1 Vô lăng : đúng kiểu loại, không n t vỡ, định vị đúng, bắt chặt với trục lái

2.2.2 Trục lái: đúng kiểu loại, lắp ghép đúng, chắc chắn, không rơ dọc, rơ ngang 2.2.3 Cơ cấu lái: đúng kiểu loại, không rò rỉ dầu thành giọt, lắp ghép đúng và chắc

chắn, đ chi tiết kẹp chặt và phòng l ng

2.2.4 Thanh và đòn dẫn động lái: đúng kiểu loại, không biến dạng, không có vết n t,

đ các chi tiết kẹp chặt và phòng l ng, lắp ghép đúng và chắc chắn

2.2.5 Các khớp cầu và khớp chuyển h ớng: đúng kiểu loại, lắp ghép đúng và chắc

chắn, đ chi tiết phòng l ng, không rơ, không có tiếng kêu khi lắc vô lăng lái, không có vết

n t, v bọc chắn bụi không đ ợc th ng rách

2.2.6 Ngõng quay lái: đúng kiểu loại, không biến dạng, không có vết n t, không rơ

giữa bạc và trục, không rơ khớp cầu Lắp ghép đúng và chắc chắn

2.2.7 Độ rơ góc c a vô lăng lái không lớn hơn:

- 100 đ i với ôtô con (kể cả ôtô con chuyên dùng), ôtô khách đến 12 chỗ (kể cả chỗ

ng ư i lái), ôtô tải có tải trọng đến 1.500 kg

- 200đ i với ôtô khách trên 12 chỗ (kể cả chỗ ngư i lái)

- 250đ i với ôtô tải có tải trọng trên 1.500 kg

- Giới hạn độ rơ góc vô lăng lái c a các loại ôtô chuyên dùng t ơng ng với giới hạn

c a ôtô cơ s hoặc theo tài liệu kỹ thuật c a nhà sản xuất

2.2.8 Trợ lực lái: lắp ghép đúng và chắc chắn, đảm bảo hoạt động bình th ng và có

hiệu quả, không rò rỉ dầu thành giọt, không có sự rò rỉ khí nén, không đ ợc có sự khác biệt

lớn giữa lực lái trái và lực lái phải

2.2.9 Độ tr ợt ngang c a bánh xe dẫn h ớng: vị trí tay lái thẳng độ tr ợt ngang không lớn hơn 5mm/m khi thử trên băng thử

2.3 TIÊU CHU N AN TÒAN K THU T V BÁNH XE

- Các chi tiết kẹp chặt và phòng l ng đầy đ , đúng qui cách

- Vành đĩa, vòng hãm đúng kiểu loại, không biến dạng, không rạn n t, không cong vênh, không có biểu hiện h h ng Vòng hãm phải khít vào bánh xe

- Moay ơ quay trơn, không bó kẹt, không có độ rơ dọc trục và h ớng kính

- L p đúng kích cỡ và đúng tiêu chuẩn kỹ thuật c a từng loại xe, đ s l ợng, đ áp

suất, không phồng rộp, không n t vỡ và không mòn tới lớp sợi mành

- L p c a bánh xe dẫn h ớng không sử dụng l p đắp, cùng kiểu hoa l p, chiều cao hoa

l p phải đồng đều và có trị s nh nhau:

B ảng 2-2

Ôtô con đến 09 chỗ (kể cả ngư i lái), ôtô con

chuyên dùng

Không nh hơn 1,6 Ôtô khách trên 09 chỗ (kể cả chỗ ngư i lái) Không nh hơn 2,0

2.4 TIÊU CHU N AN TÒAN K THU T V H TH NG TRUY N L C

- Các tổng thành đúng với hồ sơ kỹ thuật, lắp ghép đúng, đ các chi tiết kẹp chặt và phòng l ng, không rò rỉ chất l ng thành giọt

- Ly hợp đóng nhẹ nhàng, cắt d t khoát Bàn đạp ly hợp phải có hành trình tự do theo qui định c a nhà sản xuất

- Hộp s không nhảy s , không biến dạng, không n t

- Trục các đăng không biến dạng, không n t Độ rơ c a then hoa và các trục chữ thập

nằm trong giới hạn cho phép

- Cầu xe không biến dạng, không n t

2.5 TIÊU CHU N AN TÒAN K THU T V H TH NG TREO

Đầy đ , đúng hồ sơ kỹ thuật, lắp ghép đúng và chắc chắn, không n t gẫy, không rò rỉ

dầu và khí nén, đảm bảo cân bằng thân xe

2.6 TIÊU CHU N V H TH NG CHI U SÁNG VÀ TÍN HI U

Đ s l ợng, đúng với hồ sơ kỹ thuật, lắp ghép đúng và chắc chắn, không n t vỡ

2.6.1 Đèn chiếu sáng phía trước:

- Đồng bộ, đ dải sáng xa và gần

- Khi kiểm tra bằng thiết bị: c ng độ sáng c a một đèn chiếu xa (pha) không nh hơn 10.000cd Theo ph ơng thẳng đ ng chùm sáng không đ ợc h ớng lên trên và không đ ợc

h ớng xu ng d ới quá 2% Theo ph ơng ngang chùm sáng c a đèn bên phải (tính từ phía

ng ư i kiểm tra) không lệch trái quá 2%, không đ ợc lệch phải 1%, chùm sáng c a đèn bên

trái không đ ợc lệch phải hoặc trái quá 2%

- Khi kiểm tra bằng quan sát: dải sáng xa (pha) không nh hơn 100m với chiều rộng

4m, dải sáng gần không nh hơn 50m Ánh sáng trắng

2.6.2 Các đèn tín hiệu:

Đồng bộ, đ s l ợng, đúng vị trí, lắp ghép chắc chắn Riêng đèn xin đ ng phải có

tần s nháy từ 60-120 lần/ phút và th i gian kh i động từ lúc bật công tắc đến khi đèn sáng không quá 3 giây

- Khi kiểm tra bằng thiết bị, tiêu chuẩn nh sau:

2.6.3 Còi điện:

Âm l ợng đo khoảng cách 2m tính từ đầu xe, cao 1,2m không nh hơn 90dB(A) không lớn hơn 115 dB(A)

CH NG 3

C S LÝ THUY T CÁC TIÊU CHU N

3.1 C S LÝ THUY T TIÊU CHU N KI M Đ NH H TH NG PHANH

3.1.1 C S LÝ THUY T XÁC Đ NH CÁC CH TIÊU TRONG TI U CHU N KI M

Đ NH AN TÒAN K THU T H TH NG PHANH Ô TÔ

Các chi tiết c a hệ th ng phanh đều phải lắp ghép đúng và chắc chắn, đúng với hồ sơ

kỹ thuật Với mỗi xe khác nhau, khi thiết kế các kỹ s đã tính toán cụ thể, chính xác từng chi

tiết cho hệ th ng phanh c a mỗi ch ng loại xe, cho nên nếu sử dụng không đúng, phanh sẽ không đạt yêu cầu và không đảm bảo độ tin cậy cũng nh hiệu quả sẽ không t t Tr ng hợp

có thay đổi cụm, chi tiết c a hệ th ng phanh phải đ ợc cơ quan ch c năng thiết kế, kiểm nghiệm đạt yêu cầu mới đ ợc phép sử dụng

Các ng dẫn bị rạn n t, nhão sẽ mất an toàn khi l u thông trên đ ng vì rất dễ xảy ra

sự c n t bể dẫn đến phanh không còn hiệu lực Tr ng hợp rò rỉ dầu phanh hoặc khí nén sẽ làm giảm hiệu quả phanh, phanh hơi sẽ yếu đi và phanh dầu sẽ bị lọt gió giảm áp lực dầu tác

dụng lên cơ cấu phanh, nếu m c độ rò rỉ nhiều sẽ làm mất hiệu quả phanh

Các cụm, chi tiết cơ khí linh hoạt nhẹ nhàng tạo thuận lợi cho ng i điều khiển, đồng th i phải còn nguyên vẹn, hoạt động t t mới đảm bảo cho quá trình phanh Hành trình bàn đạp phanh phải đúng theo tính toán c a nhà thiết kế nhằm đảm bảo th i gian chậm tác

dụng khi phanh, b phanh không bị cọ hay x c mà phải êm dịu d t khoát

Áp suất hơi c a phanh khí nén hay loại th y lực-khí nén (hay còn gọi là phanh thủy

l ực điều khiển bằng khí nén) đ ợc nhà sản xuất tính toán trong quá trình thiết kế hệ th ng

phanh Do đó nhất thiết áp suất hơi trong hệ th ng phải đúng theo qui định trong tài liệu kỹ thuật Nếu không đúng sẽ ảnh h ng xấu đến hệ th ng phanh Tr ng hợp áp suất hơi thấp sẽ làm giảm hiệu quả phanh, thấp quá sẽ không hoạt động đ ợc vì lúc này lò xo tích năng c a

l c kê làm nhiệm vụ gi ng nh đang phanh (nếu có l c kê) Tr ng hợp áp suất hơi cao sẽ

nguy hiểm vì các chi tiết nh bình ch a, ng dẫn sẽ dễ bị n t vỡ…Các bình ch a khí nén nếu thiếu sẽ gi ng nh áp lực hơi yếu và thừa sẽ không kinh tế Các van bảo vệ, van điều áp phải đầy đ , làm việc t t Khi bể đ ng ng một bánh xe thì các bánh xe còn lại vẫn phanh bình

p

p = + + ω + η ± [3-1]

Trong đó:

p j : l ực quán tính sinh ra khi phanh ôtô

p p : l ực phanh sinh ra các bánh xe

p f : l ực cản lăn p f =G.f ≈0,01G

f: hệ s cản lăn, G: Trọng lượng ô tô

p w : l ực cản không khí pω =0,63C x.V2.S

C x : H ệ s cản khí động, V: vận t c xe, S: diện tích cản gió

pη: l ực để thắng tiêu hao do ma sát cơ khí

p i : l ực cản d c, đây p i =0

Qua thực nghiệm ng i ta đã ch ng minh rằng các lực pf, pw, pη có giá trị rất nh so

với lực phanh (chiếm khoảng 2% t ng các lực có xu hướng cản chuyển động ôtô) và giảm rất

nhanh cho nên có thể b qua Vậy ta có ph ơng trình thu gọn: pj = pp

Lực phanh lớn nhất pp max đ ợc xác định theo điều kiện bám khi các bánh xe bị phanh hoàn toàn là: p pmax =ϕ.G

Ph ơng trình có thể viết lại nh sau:

G j

Trong đó: δ : hệ s tính đến ảnh hư ng về mặt quán tính của các kh i lượng quay i

Từ đó ta xác định đ ợc gia t c chậm dần cực đại khi phanh:

i p

g j

δ

ϕ

max = [3-3]

Để tăng gia t c chậm dần khi phanh lớn nhất thì phải giảm hệ s δ , điều này đồng i

nghĩa với việc cắt ly hợp khi phanh

Nếu coi δ = 1, với ϕ = 0,6; g =10m/si 2

thì gia t c chậm dần cực đại c a ôtô khi phanh gấp trên đ ng nhựa, khô, nằm ngang là j pmax =6m/s2

Trong quá trình ôtô làm việc và đặc biệt là khi thử phanh cần đạp đều chân phanh, không phanh gấp nên gia t c chậm dần sẽ thấp hơn 6m/s2

Căn c vào giá trị gia t c chậm dần cực đại vừa tính trên, kết hợp với yêu cầu về

m c độ an tòan c a từng lọai xe, trọng l ợng c a xe (lực quán tính của xe) cũng nh điều

kiện đ ng sá, khí hậu n ớc ta mà các chuyên gia biên sọan tiêu chuẩn đã đ a ra các chỉ tiêu áp dụng trong công tác kiểm định, cụ thể theo từng nhóm ph ơng tiện nh sau:

Ô tô con và các lọai xe khác cỡ nh t ơng đ ơng xe con, th ng làm việc t c độ cao, nh ng do trọng l ợng nh nên lực quán tính khi phanh nh , do do đó yêu cầu về gia t c

chậm dần khi kiểm tra phanh là 5,8m/s2

Ô tô khách và ô tô tải trung bình, có t c độ làm việc t ơng đ i lớn, trọng l ợng cũng

t ơng đ i cao nên lực quán tính sinh ra khi phanh cũng khá cao, cho nên yêu cầu về gia t c

chậm dần khi phanh là 5,0 m/s2

Cũng t ơng tự nh trên, các lọai ô tô khách , ô tô tải cỡ lớn, có tổng trọng tải lớn nên

lực quán tính khi phanh sinh ra rất lớn, để đảm bảo an tòan khi l u thông, yêu cầu về gia t c

chậm dần khi thử phanh đ i các lọai ô tô này là 4,2 m/s2

Quãng đ ng phanh là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất l ợng phanh c a ôtô Trong tính năng kỹ thuật ôtô, nhà thiết kế, chế tạo th ng cho biết quãng đ ng phanh

c a ôtô ng với vận t c bắt đầu phanh nhất định Quãng đ ng phanh là chỉ tiêu mà ng i lái

xe có thể nhìn thấy trực tiếp, giúp họ xử trí t t trên đ ng

Công th c xác định quãng đ ng phanh xuất phát từ công th c tính gia t c chậm dần khi phanh nh sau:

i

g dt

dv j

Quãng đ ng phanh nh nhất đ ợc xác định bằng cách lấy tích phân quãng đ ng

ds trong giới hạn từ th i điểm ng với t c độ bắt đầu phanh v1đến cu i quá trình phanh v2

∫

2 1

min

v

v i v

v

i

vdv g

vdv g

S

ϕ

δ ϕ

δ

2

2 1

.

12

δ

= [3-5]

Nh vậy quãng đ ng phanh nh nhất phụ thuộc ch yếu vào t c độ chuyển động

c a ôtô khi bắt đầu phanh (bậc 2), ngoài ra còn phụ thuộc vào hệ s bám ϕ , và hệ s δi Theo công th c trên, nếu khi phanh mà cắt ly hợp (tức δi gi ảm) thì quãng đ ng phanh sẽ

ngắn hơn

Từ những b ớc trên ta nhận thấy quãng đ ng phanh và gia t c chậm dần khi phanh đều phụ thuộc vào hệ s bám ϕ t c là có phụ thuộc vào trọng l ợng toàn bộ G c a xe Sau đây là đồ thị chỉ sự thay đổi quãng đ ng phanh nh nhất theo v1và ϕ

Hiện nay việc dùng thông s nào để đánh giá hiệu quả phanh c a ô tô các n ớc trên thế giới ch a th ng nhất Việc này tùy thuộc vào trình độ công nghiệp, khả năng trang thiết bị c a từng n ớc, cụ thể c a một s n ớc đ ợc th ng kê bảng sau:

B ảng 3.1 - Các thông s dùng để đánh giá hiệu quả phanh:

Các thông s đánh giá hi u qu phanh

Gia t c Tên n c Quãng đ ng

( Theo th ng kê c ủa GS TSKH Nguyễn Hữu Cẩn )

Nếu kể đến th i gian chậm tác dụng khi phanh t0, và hệ s điều kiện sử dụng khi phanh k, quãng đ ng phanh đ ợc xác định theo công th c sau:

g

v k t v

Sp

2

.

2 1 1 0

22,2 16,6 11,1 5,5

Nếu v1 tính theo km/h, t0 tính theo giây (s), g = 9,81 m/s2

thì công th c trên có dạng:

ϕ

δ

254

6 , 3

.0 1 12

v

Sp ≤ + [3-6.2]

Công th c trên là công th c cơ bản để xác định quãng đ ng phanh Sp Hệ s k đ ợc

lấy theo từng lọai xe, th ng k = 1,3 đ i với xe con và k = 1,85 đ i với xe tải, xe khách Th i

gian chậm tác dụng khi phanh phụ thuộc vào kết cấu c a hệ th ng phanh và vào sự tác động

c a ng i lái xe Mỗi n ớc do thể lực con ng i khác nhau cho nên việc xác định th i gian t0

cho phù hợp với thể lực con ng i là cần thiết Qua nghiên c u c a các nhà khoa học n ớc ta,

thì th i gian t0 phù hợp nhất với ng i Việt Nam là t0=(0,07-0,18)s đ i với phanh dầu và

t0=(0,20-0,35)s đ i với phanh khí nén

Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5658: 1999, quãng đ ng phanh đ ợc tính theo

công th c thực nghiệm sau:

J

v v a

Sp

26

2 0

0 +

≤ [3-6.3]

Với v0 là vận t c thử phanh, a là hệ s đ ợc chọn sao cho tỉ lệ với th i gian chậm tác

dụng khi phanh c a từng lọai xe, J là gia t c chậm dần khi thử phanh Nh vậy công th c

(3-6-3) cũng chính là công th c có đ ợc từ công th c thực nghiệm (3-6-2) khi δ1=1, v1=v0,

ϕ=J/10 và k=1,02, t0=3,6a

Trong đó: - Đ i với Phanh chính:

a = 0,11 đ i với xe ch ngư i từ 9 chỗ ng i tr xu ng

a = 0,19 đ i với các loại xe khách, tải, chuyên dùng khác

- Đ i với Phanh dự phòng(hay phanh tay) a = 0,19

Nh vây, với điều kiện thử phanh khi kiểm tra định kỳ cho xe đang l u hành n ớc

ta hiện nay là thử t c độ 30km/h trên đ ng bêtông nhựa có hệ s bám ≥ 0,6 thì quãng

đ ng phanh c a từng nhóm ô tô đ ợc tính cụ thể nh sau:

B ảng 3-2: Kết quả tính tóan quãng đư ng phanh

Ô tô tải và ô tô khách cỡ nh 12,6 9,5 5,0

Ô tô tải và ô tô khách cỡ lớn 13,9

5,8

11 4,2

6,3 1,5 6,0

Căn c vào kết quả trên , các nhà chuyên môn biên sọan tiêu chuẩn kiểm định đã

chọn chỉ tiêu cụ thể cho từng nhóm xe nh đã trích trong tiêu chuẩn 22 TCN 224-2001 trên

Hiệu quả c a phanh đỗ khi thử phanh trên đ ng còn đ ợc đánh giá bằng góc d c

c a đ ng mà xe có thể đỗ đ ợc mà không bị trôi α Căn c vào điều kiện đ ng sá Việt

Nam là lọai đ ng t t, độ d c nh và độ d c 20% là giá trị t ơng đ i cao c a đ ng bộ n ớc

ta Do đó, các nhà chuyên môn đã chọn giá trị 20% là chỉ tiêu để kiểm định phanh tay khi thử

trên đ ng T ơng ng với góc d c là 110

2 C s lý thuy t tiêu chu n hi u qu phanh chính c a ô tô khi th ử trên băng thử:

Hiệu quả phanh c a phanh chính khi thử trên băng thử đ ợc đánh giá bằng: lực

phanh riêng pvà hệ s không đều c a lực phanh (Kd) Hiệu quả phanh c a phanh đỗ (phanh

tay) khi thử phanh trên băng thử đ ợc đánh giá bằng lực phanh riêng p

Công th c tính p khi thử trên băng thử nh sau:

0

G

P

p= ∑ p [3.7]

Trong đó: ∑P : t ng các l p ực phanh trên tất cả các bánh xe khi thử phanh

G 0 : tr ọng lượng không tải của xe khi vào kiểm định

Lực phanh riêng là lực phanh tính trên một đơn vị trọng l ợng c a ôtô, lực phanh riêng cực đại (pmax) sẽ ng với khi lực phanh cực đại (Pp.max)

.

G

G G

P

Nh vậy lực phanh riêng cực đại sẽ bằng với hệ s bám ϕ Cho nên, về lý thuyết,

với mặt đ ng nhựa khô nằm ngang, lực phanh riêng cực đại có thể đạt đến (75÷ 80)%

Nh ng trong thực tế giá trị đạt đ ợc thấp hơn nhiều, chỉ trong khoảng (45 ÷ 65)%, do đặc tính

tr ợt c a ô tô khi phanh đ ợc trình bày cụ thể phần sau, hình 3.2

Hệ s bám ϕ đây thực ra không phải chỉ là một hằng s t ơng ng với từng loại

đ ng mà thực nghiệm đã ch ng t rằng ϕ thay đổi còn tuỳ thuộc vào áp suất l p, kết cấu

l p, tình trạng mặt đ ng và l p, vật liệu đ ng và l p, t c độ chuyển động c a ô tô, tải trọng

thẳng đ ng tác dụng lên bánh xe và độ tr ợt giữa bánh xe với mặt đ ng Trong đó, ta quan tâm nhiều nhất đến độ tr ợt c a bánh xe với mặt đ ng trong quá trình kiểm định hệ th ng phanh M i quan hệ này đ ợc thể hiện thông qua đặc tính tr ợt c a bánh xe khi phanh hoặc khi kéo

ϕ : h ệ s bám dọc cực đại của xe, thư ng đạt khi δk ( ho ặc δ ) p

b ằng (0,1 ÷ 0,3) ứng với mọi loại đư ng

Theo đặc tính tr ợt giá trị (75÷80)% cũng là giá trị hệ s bám cực đại ϕv t ơng ng

với độ tr ợt kh ang (0,1÷0,3), khi sự tr ợt càng tăng, hệ s bám càng giảm, với điều kiện thử phanh nh tiêu chuẩn qui định hiện nay thì hệ s bám lúc này là ϕs ng với khi bánh xe bị bó

c ng và tr ợt lết hòan tòan và có giá trị hệ s bám giảm bằng (0,45÷0,65), cho nên lực phanh riêng thực tế chỉ bằng (45÷65)%

Khi xe tr ợt hoàn toàn (δ = 1) thì hệ s bám ngang sẽ dần về không (ϕi ≈0) Nh

vậy khi phanh lực phanh cực đại, khả năng bám ngang không còn nữa ôtô rất dễ bị lệch

h ớng, chỉ cần một lực ngang Y nh cũng đ làm cho xe bị tr ợt ngang

Nếu xét trong một điều kiện nhất định thì các loại đ ng khác nhau sẽ có hệ s bám khác nhau Hệ s bám c a từng loại đ ng (theo tài liêu tham khảo [13]) thể hiện bảng sau:

- Bê tông nhựa, bê tông xi măng mới

- Bê tông nhựa, bê tông xi măng cũ, gạch

- Bêtông nhựa, ximăng có bùn đất

0,50 ÷ 0,60 0,35 ÷ 0,45 0,30 ÷ 0,40 0,30 ÷ 0,40 0,30 ÷ 0,40 0,40 ÷ 0,55 0,30 ÷ 0,40 0,60 ÷ 0,70 0,10 ÷ 0,15

Hiệu quả phanh lớn nhất khi sử dụng hoàn toàn trọng l ợng bám trên bánh xe Trong

tr ng hợp P ms ≥Pϕ , tr ng phanh sẽ bị khoá c ng, khi đó bánh xe sẽ tr ợt lết trên đ ng Sự

tr ợt càng lớn thì hệ s bám sẽ càng giảm dẫn đến lực phanh cũng giảm theo và hiệu quả phanh sẽ thấp

3 C s lý thuy t tiêu chu n hi u qu phanh tay c a ô tô khi th ử trên băng thử:

Đ i với phanh tay, khi thử trên băng thử thì lực phanh riêng phải lớn hơn hoặc bằng 16% Điều này nói lên rằng tổng lực phanh sinh ra các bánh xe (được b trí phanh tay) khi

phanh tay sẽ bằng một giá trị sao cho đảm bảo bằng 16% tổng trọng l ợng ô tô khi vào kiểm

định (không t ải) Nếu đem so sánh giá trị này với tr ng hợp ô tô đậu trên d c thì giá trị

16 , 0 cos

sin

16 , 0 cos sin

G

Trong đó: G 0 là t ng tr ọng tải của ô tô khi vào kiểm định(không tải)

α là góc d c, 0 0≤α≤ 90 0 f: h ệ s cản lăn

D ấu (-) do lực cản lăn ngược chiều d c

; 1

2 sin

t

t t

t

+

−

= +

Thay vào ph ơng trình trên ta đ ợc ph ơng trình sau:

0 091 , 0

069 ,

Vậy giá trị hiệu quả phanh riêng c a phanh đỗ (phanh tay) là 16% khi thử trên băng

thử t ơng đ ơng với yêu cầu khi thử trên đ ng là khi kéo phanh tay ô tô phải dừng đ ợc

độ d c 20% hay ng với góc d c là 110

mà không bị trôi

Từ những cơ s khoa học trên, căn c vào điều kiện đ ng sá Việt Nam hiện nay

và tình hình sử dụng ô tô, tiêu chuẩn ngành 22 TCN 224-2001 qui định hiệu quả phanh c a phanh chính khi thử trên băng thử không đ ợc nh hơn 50%, hiệu quả phanh c a phanh tay không đ ợc nh hơn 16% so với trọng l ợng không tải c a ph ơng tiện khi vào kiểm định

4 C s lý thuy t tính tóan góc l ch ph ng chuy n đ ng c a ô tô khi phanh:

Theo tiêu chuẩn ngành 22 TCN 224-2001, độ lệch ph ơng chuyển động c a ô tô

đ ợc đánh giá nh sau:

- Khi thử trên băng thử, sai lệch lực phanh trên một trục không đ ợc lớn hơn 25%

Sai lệch lực phanh trên một trục đ ợc tính theo công th c:

lon p

nho p lon p d

P

P P

Trong đó: P p.lon : L ực phanh của bánh xe bên có lực phanh lớn

P p.nho : L ực phanh của bánh xe bên có lực phanh nh

- Khi thử phanh trên đ ng, quĩ đạo chuyển động c a ph ơng tiện không lệch hơn 80

so với ph ơng chuyển động ban đầu và không lệch kh i hành lang 3,50m

Theo lý thuyết ô tô thì công th c tính độ lệch ph ơng chuyển động c a ô tô khi

phanh đ ợc thiết lập nh sau:

Giả sử ôtô đang chuyển động theo h ớng c a trục Ox, nh ng sau khi phanh thì ôtô lại

lệch một góc γ Trong khi phanh thì các bánh xe bên phải có các lực phanh Pp.ph1 trục

tr ớc và Pp.ph2 trục sau còn các bánh xe bên trái có các lực phanh Pp.tr1 trục tr ớc và Pp.tr2

Giả sử rằng, tổng các lực phanh bên phải Pp,ph lớn hơn tổng các lực phanh bên trái Pp.tr

lúc đó ôtô sẽ quay vòng theo h ớng mũi tên chỉ trên hình vẽ quanh trọng tâm A c a ôtô

Mômen quay vòng Mq xác định theo biểu th c:

2)(

2

.

B P P

B P

B P

M q = P ph − P tr = P ph − Ptr [3.12]

Do có sự ma sát giữa bánh xe và mặt đ ng cho nên khi xuất hiện mômen quay vòng

Mq thì các bánh xe c a trục tr ớc có phản lực Ry1 tác dụng từ mặt đ ng theo ph ơng

ngang và các bánh xe sau sẽ có phản lực Ry2 tác dụng

Ph ơng trình chuyển động c a ôtô đ i với trọng tâm A đ ợc viết d ới dạng sau:

b R a R M

I Zγ = q − y1 − y2 [3.13]

Vì ôtô đã bị xoay đi một góc γ nghĩa là mômen quay vòng Mq lớn hơn nhiều so với

mômen do các lực Ry1 và Ry2 sinh ra, cho nên để đơn giản cho tính toán có thể b qua các lực

Ry2

Hình 3.3 - Sơ đ lực tác dụng lên ôtô khi phanh mà bị quay ngang

=

đây: I Z : mômen quán tính c ủa ôtô quanh trục Z đi qua trọng tâm A

Lấy tích phân hai lần ph ơng trình trên ta đ ợc:

C t I

M Z

2

γ [3.15]

đây: t là th i gian phanh,C là hằng s

Để tìm giá trị c a C ta sử dụng điều kiện ban đầu khi t = 0 thì γ=0 và thay vào

ph ơng trình trên, ta có: C = 0, từ đó rút ra đ ợc biểu th c cu i cùng để xác định góc lệch γ

do mômen quay vòng Mq gây nên, mà mômen Mq là do sự không đồng đều lực phanh các bánh xe phía bên phải và phía bên trái c a ôtô tạo ra

2

2I t

M Z

q

=

γ [3.16]

Từ biểu th c trên, thấy rằng góc lệch γ tỉ lệ thuận với mômen quay vòng Mq, với bình

ph ơng c a th i gian phanh t và tỷ lệ nghịch với mômen quán tính IZ c a ôtô quanh trục Z đi qua trọng tâm c a nó

Theo yêu cầu c a nhà chế tạo thì ôtô khi xuất x ng (ch ế tạo hoặc sửa chữa) phải

đảm bảo lực phanh các bánh xe trên cùng một trục là nh nhau nhằm đảm bảo tính ổn định khi phanh Giả sử rằng, các bánh xe phía bên phải có lực phanh lớn nhất Pp.phmax theo điều

kiện bám giữa bánh xe với mặt đ ng, thì lực phanh thấp nhất c a các bánh xe phía bên trái cho phép là:

max min

2

1

ph p

.4

1

t P B I

K p Z

t G B

max

6

Thực nghiệm đã ch ng minh rằng, giá trị Iz c a ô tô càng lớn khi trọng l ợng và kích

th ớc ô tô lớn; đồng th i các giá trị B, G, t cũng tỉ lệ thuận với Iz, cho nên thông th ng các giá trị γmax c a ô tô phụ thuộc ch yếu vào độ lệch lực phanh c a hai bánh xe hai bên ô tô

Đ i với n ớc ta, s l ợng ô tô đang l u hành còn t ơng đ i ít nh ng ch ng lọai rất nhiều, việc chọn chỉ tiêu góc lệch cho từng kiểu lọai ô tô đang l u hành khi vào kiểm định là

rất khó khăn Do đó, căn c vào tình hình sử dụng ô tô n ớc ta, điều kiện kinh tế xã hội trong n ớc, m i quan hệ với n ớc ngòai, và nhất là trình độ phát triển kinh tế, xã hội, trình độ

c a nền công nghiệp, các nhà chuyên môn đã chọn giá trị độ lệch lực phanh giữa hai bánh xe bên phải và bên trái trên cùng một trục c a ô tô là 25% khi thử trên băng thử và giá trị góc

lệch cực đại γmax cho phép khi phanh không v ợt quá 80

hoặc khi phanh thì ôtô không v ợt ra

ngoài hành lang có chiều rộng 3,5m - bằng với bề rộng làn xe đ i với đ ng giao thông Việt Nam- khi thử trên đ ng

Theo luật giao thông đ ng bộ n ớc ta qui định bề rộng mỗi làn xe ô tô là 3,5m Do

đó, để đơn giản hóa việc lựa chọn góc xoay t i đa cho phép c a ô tô khi thử phanh, ng i ta làm bài tóan , mà kết quả là đảm bảo sao cho khi phanh ôtô không bị lệch kh i hành lang

băng thử 3,5m hay không bị lệch ra kh i làn xe mà ô tô đang di chuyển trên đó Điều này nảy sinh từ thực tế kiểm nghiệm quá trình thử phanh trên đ ng Đ i với những ô tô có kích th ớc dài, khi phanh, mặc dù góc xoay γ nh nh ng xe đã lệch ra kh i hành lang băng thử hay sang làn đ ng c a ô tô khác, điều này rất nguy hiểm khi ô tô l u thông trên đ ng Để hiểu rõ

hơn ta đi vào nghiên c u cụ thể dựa trên hình 3.4

Với : D là chi ều dài ô tô

R: chi ều rộng ô tô

γ: Góc l ệch phương chuyển động của ô tô do lực phanh không đều

Dựa vào sơ đồ hình học trên, ta có:

D1 = D.cosγ

R1 = R.cosγ R2 = D1.tagγ = D.sinγ

Nh vây để khi phanh xe không lệch kh i hành lang thì:

R1 + R2 = R.cosγ + D.sinγ ≤ 3,5 Theo qui định hiện hành n ớc ta, chiều rộng lớn nhất c a ô tô đ ợc phép l u hành trên đ ng giao thông là 2,5m; và qua khảo sát thực tế chiều dài trung bình c a các lọai ô tô

là 7,5m, giá trị 7,5m cũng là giá trị phân biệt xe cỡ nh và cỡ lớn trong phân nhóm ô tô khách

n ớc ta hiện nay Vì vậy, nếu ta chọn R = 2,5m và D1 = 7,5m thay vào bất ph ơng trình trên, ta đ ợc:

⇔ 5.cosγ + 15.sinγ ≤ 7 Đặt: t=tag(γ/2) ; ta có: 22 2

1

2sin

;1

1cos

t

t t

t

+

=+

2.151

1

2

≤+

++

−

t

t t

t

011567

73055)

1.(

730)1

là giá trị lớn nhất c a góc γ mà ô tô thể xoay

lệch đi so với ph ơng chuyển động khi thử phanh trong quá trình kiểm định Vì với góc xoay

V ị trí ô tô khi bắt đầu phanh V ị trí ô tô khi kết thúc phanh

Hình 3.4 - S ơ đ tính góc xoay ô tô khi thử phanh

3,5m

này, các ô tô dài đã v ợt kh i hành lang an tòan trong quá trình phanh, các ôtô ngắn cũng không bị lật đổ hay gây nguy hiểm khi góc xoay quá lớn Mục đích chính c a việc chọn giá trị này không ngòai mục đích làm đơn giản hóa tiêu chuẩn kiểm định hệ th ng phanh ô tô khi

3.1.2.1 Nh ng chú ý khi ki m tra h th ng phanh trong ki m đ nh :

1 Khi ki m tra h th ng phanh chính trên đ ng:

- Toàn bộ việc thử phanh phải tiến hành trạng thái phanh nguội, là khi nhiệt độ đo

đ ợc trên đĩa phanh hoặc ngoài tang phanh không v ợt quá 1000

C (TCVN 5658 – 1999) S

dĩ nh vậy là vì phạm vi áp dụng c a tiêu chuẩn 22-TCN 224 – 2001 (và TCVN 5658 – 1999)

là thử phanh trong sử dụng (cho xe l ưu hành)

- Vận t c thử theo qui định tiêu chuẩn 22-TCN 224-2001 là V0 = 30km/h Giá trị

vận t c thử này đ ợc áp dụng cho hầu hết các n ớc trong kh i ASEAN do điều kiện đ ng xá

và an toàn Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5658 – 1999 quy định thử vận t c cao hơn: V0 = 40km/h Giá trị này bằng giá trị c a tiêu chuẩn CHLB Nga nh ng thấp hơn các tiêu chuẩn châu Âu, Nhật, Mỹ (60÷80km/h)

- Chất l ợng phanh bao gồm hiệu quả phanh và tính ổn định c a ôtô khi phanh:

o Hiệu quả phanh c a phanh chính khi thử trên đ ng đ ợc đánh giá qua một trong các chỉ tiêu: quãng đ ng phanh hoặc gia t c chậm dần lớn nhất khi phanh jpmax và th i gian chậm tác dụng khi phanh

o Tính ổn định c a ôtô khi phanh trên đ ng đ ợc đánh giá qua góc lệch quỹ

đạo chuyển động c a ôtô γ khi phanh (TCVN 5658-1999), hoặc theo tiêu chuẩn

22-TCN 224-2001 là góc lệch quỹ đạo chuyển động (góc xoay ô tô) hoặc hành

lang phanh

- Quãng đ ng phanh Sp là quãng đ ng mà ôtô đi đ ợc từ lúc bắt đầu tác dụng lên

bộ phận điều khiển phanh đến lúc xe dừng lại

- Gia t c chậm dần jpmax theo tiêu chuẩn 22 TCN 224-2001 là giá trị gia t c chậm

dần cực đại trong th i gian phanh

- Góc lệch quỹ đạo chuyển động c a ôô γ khi phanh là góc hợp b i đ ng trục dọc

c a ôtô tr ớc khi phanh và sau khi phanh

- Khi thử phanh ôtô có hệ th ng truyền lực cơ khí, động cơ phải đ ợc tách kh i hệ

th ng truyền lực tr ớc khi phanh

- Khi thử phanh chỉ tác dụng vào bộ phận điều khiển một lần và không đ ợc điều

chỉnh quỹ đạo chuyển động c a ôtô bằng hệ th ng lái

- Điều kiện tiến hành thử (theo TCVN 5658-1999):

o Ôtô đ ợc thử trong điều kiện không tải, không tải đ ợc hiểu là trạng thái c a ôtô không chất tải trong điều kiện thùng nhiên liệu ch a ít nhất 90% dung tích cùng với chất

l ng làm mát, dầu bôi trơn, dụng cụ đồ nghề và bánh xe dự phòng Cho phép tăng thêm 200kg

so với tổng kh i l ợng trên (kh i l ượng của một ngư i lái, một ngư i phụ và trang bị phụ cho ôtô)

o Điều kiện mặt đ ng thử: Mặt đ ng thử phải là bêtông nhựa hoặc bêtông ximăng Mặt đ ng phải khô ráo, sạch sẽ, phẳng, thẳng, không d c và có đ chiều dài, chiều

rộng để việc thử đ ợc tiến hành an toàn (Theo tiêu chu ẩn 22-TCN 224-2001 hệ s bám ϕ không được nh hơn 0,6, chiều dài đoạn đư ng thử phanh theo tiêu chuẩn 22-TCN 226-2001 không được nh hơn 150m)

- Điều kiện môi tr ng xung quanh

o Vận t c gió trung bình không v ợt quá 5m/s

o Nhiệt độ không khí không v ợt quá 370C

- Điều kiện về l p:

o L p phải đúng kích cỡ, đúng s l ợng, và đ áp suất theo qui định c a nhà chế

tạo ôtô; l p không đ ợc phồng rộp hoặc n t vỡ tới lớp vải

o Chiều cao hoa l p còn lại đúng theo tiêu chuẩn đã qui định

2 Khi ki m tra phanh trên b ăng thử

- Thử phanh trên băng thử phải theo đúng qui trình do nhà chế tạo qui định

- Việc thử phanh phải tiến hành trạng thái phanh nguội

- Ôtô đ ợc thử trong điều kiện không tải

- Các yêu cầu về l p nh phần thử phanh trên đ ng

- Đ i với ô tô có trang bị phanh ABS, việc sử dụng băng thử để kiểm định vẫn tiến hành bình th ng

- Tiêu chuẩn hiện hành vẫn áp dụng t t đ i với ô tô có kéo rơmóoc hay sơmi

rơmóoc

3.1.2.2 C s lý thuy t m t s yêu c u trong thao tác ki m đ nh h th ng phanh ô tô:

1 Khi th ử phanh ph i đ p phanh đ u chân:

Trong tiêu chuẩn kiểm định có qui định khi thử phanh trên đ ng hay trên băng thử

cần phải đạp phanh đều, không đạp phanh gấp, nhằm hạn chế sự tr ợt c a bánh xe, hiệu quả phanh đạt đ ợc sẽ đánh giá chính xác chất l ợng hệ th ng phanh Để hiểu rõ hơn ta cần đi sâu vào tìm hiểu sự tr ợt c a ô tô khi phanh:

Khi phanh, t c độ thực tế V lớn hơn t c độ lý thuyết V0 , cực P nằm bên ngoài bánh

xe và bán kính lăn c a bánh xe sẽ lớn hơn bán kính tính tóan (r1>r) Tại vùng tiếp xúc giữa các bánh xe và mặt đ ng cũng xuất hiện t c độ tr ợt nh ng h ớng theo h ớng d ơng c a

trục x Các quan hệ động học đ ợc biểu diễn nh sau:

0

r V

V

b b

Lúc này hệ s bám dọc cũng nh hệ bám ngang giảm, dẫn đến lực bám c a bánh xe

giảm, lực phanh sinh ra lúc này cũng giảm theo, quảng đ ng phanh sẽ lớn

2 Tiêu chu n hi n hành c ũng phù hợp đ i v i ô tô có kéo r móoc:

Tiêu chuẩn kiểm định hệ th ng phanh hiện hành chỉ nói chung chung cho tất cả các

lọai xe mà ch a có đề cập đến các lọai ô tô có kéo móoc Vậy đ i với ô tô rơmóoc hay sơ mi

rơmóoc thì vấn đề phanh sẽ nh thế nào Sau đây là những cơ s lý thuyết về phanh đòan xe:

Khi nghiên c u sự phanh c a đoàn xe (ôtô có kéo moóc ) chúng ta cần xác định

quãng đ ng phanh và s moóc kéo cần đặt phanh

Giả sử rằng trong s n moóc kéo có n1 moóc đ ợc đặt phanh, hệ s bám giữa các bánh xe với mặt đ ng c a ôtô kéo và moóc là nh nhau và b qua lực cản không khí, lực cản

d c, ta nhận đ ợc ph ơng trình chuyển động c a đoàn xe khi phanh nh sau:

ϕ

ϕ)'(G n1m Q

P P = + [3-24]

Trong đó: Qϕ: tr ọng lượng mà moóc kéo tác dụng lên các bánh xe có đặt phanh của nó

m': h ệ s thay đ i tải trọng phân b lên các bánh xe có đặt phanh của moóc

G: Tr ọng lượng của đầu kéo khi vào kiểm định

2 1

Q m n G

G n G g

m' ϕ = và n = n1 thì ta có:

ϕ

2

2 1

g

v

S P = [3-26]

G m : Tr ọng lượng của móoc kéo

Khi phanh đoàn xe có phanh b trí tất cả các bánh xe c a moóc trên mặt đ ng

nằm ngang ta sẽ có biểu th c để xác định quãng đ ng phanh gi ng nh biểu th c tính quãng

đ ng phanh c a ô tô bình th ng Nh vậy chúng ta nhận thấy rằng, về lý thuyết quãng

đ ng phanh c a đoàn xe khi tất cả các bánh xe đều đặt phanh chỉ phụ thuộc vào vận t c ban đầu khi phanh và hệ s bám mà không phụ thuộc vào s moóc kéo theo

3 Khi th ử phanh ph i m ly hợp đ ng th i v i đ p phanh:

Trong tiêu chuẩn về hệ th ng phanh có nêu điều kiện khi phanh là phải cắt ly hợp

Nh vậy, phanh có m ly hợp và không m ly hợp có ảnh h ng nh thế nào đến kết quả

kiểm tra

Thông th ng chúng ta nghiên c u quá trình phanh ôtô trong tr ng hợp có m ly

hợp, t c là tách động cơ kh i hệ th ng truyền lực Tuy nhiên cũng có tr ng hợp khi phanh ôtô không cần m ly hợp và thậm chí cho ôtô chuyển động chậm dần chỉ cần giảm nhiên liệu cung cấp vào xylanh ( để động cơ chạy chế độ không tải) Phanh không m ly hợp (phanh

b ằng động cơ) đ ợc dùng đ ng trơn khi ôtô có khả năng bị lệch bên hoặc dùng khi đi trên

đ ng đồi núi, d c dài Điều này cần thiết để tránh cho cơ cấu phanh kh i bị nóng, ít mòn má phanh, đồng th i đảm bảo sự ổn định khi phanh trên đ ng trơn

Khi phanh bằng động cơ hay hộp s , t c là truyền động từ (e+i) tới r Với phần tử r

là v vi sai, e là trục c a bánh xe quay nhanh hơn t c là trục c a bánh xe phía ngòai khi ô tô quay vòng hoặc là trục c a bánh xe tr ợt nhiều hơn, i là trục c a bánh xe quay chậm hơn, t c

là trục c a bánh xe trong khi quay vòng hay là trục c a bánh xe tr ợt ít hơn Ta có các quan

hệ sau:

0

;0

0

;0

e er

M

M

ωω

Các công suất thế năng: = >0 ; r = i ir <0

i er

e r

Nh vậy dòng công suất thế đi từ trục e tới trục i Về quan hệ moment, ta có:

r r r ei r ei e

M

M

η =−η

−

=

0

=+

r

r r

r

e r

r

r r

r

M

M i

i M

M i

i M

η

ηη

η

.1

;.1

e r r

r

i r

e

i

M

M M

M M

M

ηη

ηη

+

−

=+

;1

Nh vậy, momen trên trục quay nhanh lớn hơn momen trên trục quay chậm

Khi phanh bằng động cơ trên đ ng trơn, t c độ góc c a các bánh xe bên trái và bên

phải không bằng nhau, vi sai trong cầu bắt đầu làm việc

Momen trên các trục Me,Mi tạo ra các lực kéo tiếp tuyến Fke và Fki, sau khi đã kể tới thành phần lực cản lăn Of (momen c ản lăn M f ) ta có các thành phần phản lực tiếp tuyến tại bánh xe Xi và Xe Trong tr ng hợp phanh bằng động cơ Xe > Xi (nh ư hình vẽ)

r O X r K

M e = ke =( e− fe) ; M i = K ki.r =(X i −O fi).r

r

M M O r

r

M M O r

=

Phản lực tiếp tuyến c a hai cầu : Xe + Xi =X

Do Xe khác XI nên phản lực tổng hợp X không đặt tại tâm cầu mà lệch một đọan ∆,

do đó tạo ra momen xoay cầu làm mất ổn định xe

i

X B X

M∆ = ∆ =0,5 − với

X

X X

.2

2

r r

r B r

tô chuyển động trong đ ng xấu, mômen xoay cầu sẽ sinh ra làm mất ổn định ô tô

Trong tr ng hợp phanh ôtô mà không m ly hợp, lúc này nhiên liệu đ ợc cung cấp

ít nhất vào các xylanh động cơ, cho nên các bánh xe sẽ đóng vai trò ch động còn trục khuỷu động cơ quay bị động Do đó ma sát c a các chi tiết trong động cơ sẽ tạo thành s c cản và phụ thêm vào lực phanh các bánh xe Lực cản do ma sát trong động cơ có h ớng ng ợc với lực quán tính c a động cơ khi trục khuỷu động cơ quay chậm dần Lực cản do ma sát trong động

cơ có tác dụng làm cho ôtô chuyển động chậm dần với nhịp độ cao so với tr ng hợp khi m

ly hợp Nh vậy khi phanh mà không m ly hợp thì lực làm cho ô tô chuyển động chậm dần

đến khi dừng hẳn không phải chỉ có một mình lực phanh sinh ra các bánh xe mà còn chịu ảnh h ng c a lực ma sát c a các chi tiết bên trong động cơ, quãng đ ng phanh lúc này không đánh giá chính xác hiệu quả phanh

3.1.3 NH N XÉT, ĐÁNH GIÁ VÀ KI N NGH

Việc kiểm định hệ th ng phanh là để xác định tình trạng kỹ thuật c a hệ th ng phanh

ô tô, từ đó có thể cho hoặc không cho phép ô tô l u hành trên đ ng Kiểm định hệ th ng phanh đ ợc tiến hành trên băng thử phanh hoặc trên đ ng, đây cũng là một dạng thí nghiệm phanh với yêu cầu thực hiện đại trà, giải phóng xe nhanh, cung cấp nhanh s liệu về chất

l ợng phanh

Trong kiểm tra định kỳ, yêu cầu tiến hành chế độ phanh nguội (chế độ 0) t c nhiệt

độ tr ng phanh nh hơn 1000

C, t c độ bắt đầu phanh thấp (30km/h) và xe không chất tải

Kiểm tra phanh trên băng thử có u điểm là không cần không gian rộng lớn Kiểm tra phanh trên đ ng thì ng ợc lại nh ng sát với thực tế c a quá trình phanh ô tô trên đ ng hơn

Các bệ thử phanh ngày nay th ng có s vòng quay c a con lăn t ơng ng với t c độ

tiếp tuyến v = (4÷6) km/h, nhằm giảm tiêu hao công suất trong việc kiểm định phanh, vì đây

là công việc tiến hành th ng xuyên, liên tục, đại trà, khác với thí nghiệm trong nghiên c u khoa học và trong sản xuất Tuy nhiên, với t c độ tiếp tuyến c a con lăn nh vậy vẫn đảm bảo tính chất khoa học để phán xét chất l ợng phanh ô tô

Tr ớc tháng 8 năm 1995, việc kiểm tra phanh định kỳ đ ợc tiến hành trên đ ng bằng quan sát vết lết để lại sau khi phanh Nhiều viện nghiên c u khoa học và nhiều nhà khoa học trên thế giới đã phê phán việc làm phản khoa học này Qua nhiều thí nghiệm đã khẳng định có nhiều xe không để lại vết lết trên đ ng khi phanh mà vẫn đạt yêu cầu về hiệu quả phanh

(nh ất là phanh ABS)

Cùng với sự phát triển c a nền công nghiệp n ớc ta nói chung và ngành ô tô nói riêng thì các tiêu chuẩn kiểm tra phanh cũng luôn cần phải rà soát và bổ sung cho phù hợp Hơn

nữa, đặc điểm c a ngành ô tô n ớc ta là sử dụng nhiều nhãn mác xe c a nhiều n ớc, mà mỗi

n ớc khi chế tạo hệ th ng phanh ô tô lại theo tiêu chuẩn riêng, cho nên việc dùng một tiêu chuẩn chung cho tất cả là rất khó khăn

Trong thực tế kiểm định hệ th ng phanh, có một s vấn đề cần đ ợc xem xét bổ sung

nhằm làm cơ s để đánh giá chính xác kết quả kiểm định, nâng cao chất l ợng hệ th ng phanh

ô tô Cụ thể nh sau:

- Qua th ng kê thực tế tại các Trung tâm kiểm định, ô tô khi vào kiểm tra định kỳ không đạt về hệ th ng phanh t ơng đ i nhiều Trong đó, đa s không đạt về sai lệch lực phanh trên một trục, còn lại do hiệu quả phanh thấp, h h ng các chi tiết, rò rỉ, Một s

tr ng hợp sai lệch lực phanh trên một trục không đạt khi thử phanh trên băng thử nh ng khi

thử phanh trên đ ng lại đạt yêu cầu do góc xoay γ nh , xe không lệch kh i hành lang 3,5m

Ta biết rằng, mômen làm xoay xe đi một góc khi phanh là do độ chênh lệch lực phanh c a các bánh xe hai bên trái, phải xe khác nhau (đã phân tích trên), cho nên khi sai lệch lực

phanh trên một trục ô tô không đạt (lớn hơn 25%), có khả năng độ sai lệch này sẽ triệt tiêu

nhau hoặc cộng tác dụng khi thử trên đ ng Nếu độ sai lệch trên hai trục triệt tiêu nhau thì ô

tô sẽ không bị xoay hoặc xoay ít, ng ợc lại thì ô tô sẽ bị lệch nhiều hơn

Từ lý do trên, kiến nghị xem xét lại tiêu chuẩn về độ sai lệch lực phanh trên một trục

mà tiêu chuẩn qui định, có thể bổ sung thêm về độ lệch lực phanh giữa các bánh xe bên trái so

với các bánh xe bên phải c a ô tô khi vào kiểm định

- Mỗi hệ th ng phanh đều đã đ ợc thiết kế cho một loại xe khác nhau, và hiệu quả phanh phải t i u,phải thoả mãn các tiêu chuẩn nhất định Trong khi ô tô vào kiểm định, hệ

th ng phanh đ ợc kiểm tra trạng thái xe không tải, đồng th i ta cũng biết rằng khi thiết kế

hệ th ng phanh cho xe, để tránh d thừa lực phanh, ng i ta đã tính tóan lực phanh theo lực bám c a bánh xe với mặt đ ng và với một hệ s d nhất định T c là mỗi hệ th ng phanh trên một xe bất kỳ đ ợc thiết kế dựa theo tổng trọng tải thiết kế c a xe Vì vậy, sau khi kiểm

tra đạt yêu cầu, nh ng khi ra thực tế nếu ô tô ch quá tải hệ th ng phanh có thể sẽ không còn đảm bảo, m c độ mất an tòan này phụ thuộc vào quá tải nhiều hay ít

Theo thiết kế hệ th ng phanh thì mômen phanh sinh ra cơ cấu phanh là một hàm

s phụ thuộc vào áp lực dầu (hay khí nén) trong hệ th ng có nghĩa là chỉ phụ thuộc vào lực

đạp phanh Q c a ng i lái kể cả tr ng hợp có trợ lực

MP = f (Q) [3-27] Mômen này đặc tr ng cho mỗi cơ cấu phanh và độ lớn phụ thuộc vào Q, và đ ợc tính toán để đảm bảo hiệu quả phanh yêu cầu đ i với từng loại xe

Nếu gọi lực ma sát Pms do mômen MP sinh ra là lực làm cho bánh xe quay chậm lại

khi phanh:

bx

P ms

r

M

P = [3-28]

r bx : bán kính bánh xe

thì lực phanh Pp chính là phản lực c a mặt đ ng tác động lên bánh xe, có giá trị bằng Pms

nh ng ng ợc chiều, và từ mặt đ ng tác dụng lên bánh xe để hãm xe lại

Hiệu quả phanh lớn nhất khi sử dụng hoàn toàn trọng l ợng bám trên bánh xe Trong

tr ng hợp P ms ≥Pϕ , tr ng phanh và bánh xe sẽ bị khoá c ng, khi đó bánh xe sẽ tr ợt lết trên

đ ng Sự tr ợt càng lớn thì hệ s bám sẽ càng giảm, dẫn đến lực phanh cũng giảm theo và

hiệu quả phanh sẽ thấp Mômen phanh lớn nhất mà cơ cấu phanh có thể sinh ra MP đ ợc tính toán cho một ôtô có kết cấu và tải trọng cụ thể Khi ch quá tải, cơ cấu phanh không có

khả năng tăng thêm mômen ma sát để phanh xe, do đó hiệu quả phanh yêu cầu đ i với xe lúc này sẽ không đạt đ ợc nữa, cụ thể là quãng đ ng phanh sẽ tăng và sẽ v ợt quá giá trị cho phép

Ngòai ra, Ôtô đang l u hành n ớc ta có nhiều ch ng lọai, tuổi thọ t ơng đ i cao, đã qua sửa chữa nhiều lần, ý th c sử dụng còn mang nhiều cảm tính, tay nghề và ý th c ng i

thợ ch a cao, thay thế chi tiết mang tính đ i phó, không qua kiểm nghiệm lại chất l ợng, hiệu

quả sau khi xuất x ng không cao, độ tin cậy giảm Trong hệ th ng phanh ô tô, mỗi chi tiết đều đã đ ợc nhà thiết kế tính tóan phù hợp với từng lọai ô tô, điều kiện làm việc khác nhau

Do đó, các chi tiết c a hệ th ng phanh sau khi thay thế sửa chữa bằng ph ơng pháp độ chế hay khác ch ng lọai nguyên th y sẽ gây tác hại vô cùng nguy hiểm mặc dù khi vào kiểm định

Nếu mômen sinh ra cơ cấu phanh quá nh , thì lực phanh sinh ra bánh xe và mặt

đ ng có hạn, khi ô tô đầy tải, lực quán tính lớn, lực phanh nh không đ để hãm ôtô lại,

quảng đ ng phanh sẽ lớn

Công việc thử phanh khi đầy tải là một công việc cực kỳ khó khăn và ph c tạp, hiện nay trên thế giới cũng không có n ớc nào tiến hành trong kiểm định ô tô mà chỉ thực hiện trong nghiên c u, chế tạo ô tô

Nh vậy, để công tác kiểm định hệ th ng phanh đạt hiệu quả cao, tránh những tr ng

hợp thay thế chi tiết không đúng, không t ơng x ng và không cần phải thử phanh khi có tải

để xác định lại hiệu quả, có thể thành lập các Trung tâm bảo d ỡng, sửa chữa ô tô, có t cách pháp nhân, có đ trình độ về nhân lực, năng lực, có thiết bị và phụ tùng thay thế đa dạng, đảm

bảo chất l ợng và có trách nhiệm đ i với sản phẩm bảo d ỡng, sửa chữa c a mình (Phương

án này đã được các nước tiên tiến áp dụng)

- Trong các xe ôtô đ i mới ng i ta sử dụng nhiều biện pháp để sử dụng t t nhất

trọng l ợng bám nh : điều hoà lực phanh, phanh ch ng hãm c ng, bản chất c a các biện pháp này là điều chỉnh áp lực dầu sao cho hiệu quả phanh là t i u

Bộ điều hòa lực phanh trên ô tô th ng đ ợc đặt gần cầu sau và làm việc tùy theo

m c độ tải tác dụng lên các cầu Điều cần chú ý đây là tiêu chuẩn kiểm định c a chúng ta qui định kiểm tra hệ th ng phanh trạng thái không tải, đồng nghĩa với việc là lúc này trọng

l ợng tác dụng lên cầu sau còn thấp Vì vậy, lực phanh đo đ ợc cầu sau rất thấp, kết quả

dẫn đến lực phanh riêng tòan bộ xe có thể không đạt yêu cầu (<50%) Nh ng khi có tải thì xe

vẫn phanh đạt hiệu quả (thư ng gặp trên ô tô có cầu trước chủ động)

Hệ th ng phanh c a ôtô cần phải đạt đ ợc hai yêu cầu chính là có hiệu quả phanh đúng và đảm bảo ổn định khi phanh Trong tr ng hợp nếu điều kịên về hệ s bám giữa bánh

xe với mặt đ ng trên tất cả các bánh xe là nh nhau thì phân b lực phanh giữa các cầu nh

thế nào để đảm bảo tận dụng hết lực bám mọi giá trị c a hệ s bám Hay phải làm thế nào

để t i u giữa lực phanh cầu tr ớc và cầu sau để đảm bảo bất kỳ giá trị nào c a hệ s bám phân b lực phanh đảm bảo tận dụng hết lực bám cả hai cầu và không để xảy ra hiện t ợng bánh xe c a cầu tr ớc hay cầu sau bị khoá c ng tr ớc

Gọi: p1 = PP1 / G1 là lực phanh riêng cầu tr ớc

2

p = PP2 / G2 là lực phanh riêng cầu sau

p = PP / G là lực phanh riêng toàn xe

Trong đó:

P P ,P P1 ,P P2 : là l ực phanh t ng cộng của toàn xe, cầu trước, cầu sau

G,G 1 ,G 2 : là tr ọng lượng xe, trọng lượng đè lên cầu trước, cầu sau

Nh vậy phanh t i u là phanh có c ng độ sao cho thoả mãn điều kiện:

ng với mỗi loại đ ng khác nhau và tải trọng khác nhau, phân b tải trọng lên các

cầu khác nhau hiệu quả phanh t t nhất sẽ khác nhau Do đó chỉ có một c ng độ phanh t i u

để đảm bảo tận dụng hết lực bám; đồng th i các bánh xe không bị tr ợt gây mất ổn định cho

xe Điều này giúp cho ng i lái có kinh nghiệm sẽ không đạp phanh gấp khi đi trên đ ng

trơn trợt

Quan hệ phanh t i u giữa cầu tr ớc và cầu sau:

g

g h a

h b

p

p

.2

a,b,h g là to ạ độ trọng tâm xe

ng dụng cơ s khoa học trên, nhiều nhà sản xuất ô tô đã b trí bộ điều hòa lực phanh lên ô tô, nhằm tận dụng cao nhất lực bám c a tất cả các bánh xe với mặt đ ng khi phanh hoặc khi tải trọng thay đổi Một s dạng đ ng đặc tính phân b lực phanh có trang bị điều hòa lực phanh nh sau, hình 3.6

Vì lực phanh tỷ lệ thuận với áp suất dẫn động nên đ ng đặc tính làm việc c a bộ điều hoà lực phanh th ng đ ợc biểu thị trên toạ độ P1, P2 là các áp suất dẫn động phanh ra

cầu tr ớc, cầu sau Đ i với hệ th ng phanh không có điều hòa lực phanh thì P2 = k.P1, và thông th ng k=1

Sự thay đổi hệ s truyền dẫn là sự tăng áp suất c a dẫn động phanh cầu sau so với

cầu tr ớc Các loại điều hoà lực phanh đ ợc sử dụng trên ôtô hiện nay có thể phân thành năm

loại chính Các loại a,d th ng sử dụng với phanh thuỷ lực, các loại b,c,e th ng sử dụng trên phanh khí nén Bộ điều hòa lực phanh phát huy tác dụng khi phanh ô tô trên đ ng hoặc khi

có tải

Từ những phân tích trên, kiến nghị bổ sung chỉ tiêu về hiệu quả phanh thấp nhất trên

một trục hoặc tỉ lệ phân b lực phanh giữa các trục với nhau nhằm đảm bảo sự phanh t i u

Hình 3.6 - Đặc tính phân b lực phanh có sử dụng một s lọai điều hòa lực phanh

thông d ụng hiện nay

Trong quá trình phanh ôtô, momen phanh sinh ra cơ cấu phanh tăng lên, đến một lúc nào đấy sẽ dẫn đến sự tr ợt lết bánh xe Khi bánh xe bị tr ợt lết hoàn toàn thì hệ s bám

ϕ có giá trị thấp, cho nên lúc này lực phanh sinh ra là nh nhất, dẫn tới hiệu quả phanh thấp

nhất, không những thế, nếu các bánh xe bị tr ợt lết sẽ làm mất tính dẫn h ớng khi phanh

(tr ượt lết bánh trước) và làm mất ổn định xe (trượt lết bánh sau)

Mu n có lực phanh lớn thì đòi h i hệ s bám ϕ lớn hay phản lực pháp tuyến Z lớn

Vì vậy để sử dụng đ ợc toàn bộ trọng l ợng bám c a ôtô cần phải b trí cơ cấu phanh tất cả các bánh xe Mômen phanh càng tăng thì cơ năng biến thành nhiệt năng giữa tr ng phanh và

má phanh cũng nh sự tr ợt lê giữa l p và mặt đ ng càng tăng, còn năng l ợng để khắc

phục các s c cản khác t ơng đ i nh Khi các bánh xe bị hãm c ng hoàn toàn thì công ma sát

giữa tr ng phanh và má phanh cũng nh sự cản lăn hoàn toàn không có nữa, tất cả năng l ợng

hầu nh biến thành nhiệt khu vực tiếp xúc giữa l p và mặt đ ng sự tr ợt lết sẽ làm giảm

hiệu quả phanh, tăng độ mòn l p, tăng độ tr ợt dọc và ảnh h ng xấu đến tính ổn định ngang

c a xe

Sự phanh có hiệu quả nhất là khi lực phanh sinh ra các bánh xe tỷ lệ thuận với tải

trọng tác dụng lên bánh xe, mà tải trọng tác dụng lên các bánh xe trong quá trình phanh lại thay đổi do có lực quán tính Pj tác dụng Phanh có hiệu quả nhất thì tỷ s giữa các lực phanh các bánh tr ớc PP1 và lực phanh các bánh sau PP2 sẽ là:

2 1

2

1

Z

Z P

P P

P = [3-31]

Z 1 , Z 2 là ph ản lực pháp tưyến của mặt đư ng tác dụng lên bánh xe trước,sau

- Trong quá trình kiểm định hệ th ng phanh trên băng thử, qua thực tế công tác kiểm định hiện nay, áp dụng tiêu chuẩn lực phanh riêng ≥50% để đánh giá hiệu quả phanh c a phanh chính thì xe không đạt yêu cầu rất ít Các nguyên nhân: l p xe bị mòn, áp suất l p cao, bánh xe ớt hoặc dính bùn đất; má phanh bị mòn, dính dầu mỡ, tang tr ng bị chai c ng giảm

hệ s ma sát, píttông xi lanh phanh bị rỉ sét, kẹt, bể cúppen; áp lực dẫn động phanh không đ ,

dầu phanh bị lọt gió, đ ng ng nghẹt, rò rỉ; thay thế chi tiết không đúng ch ng lọai

Lực phanh riêng khi thử phanh trên băng thử đạt cực đại khi bằng hệ s bám c a bánh xe với rulô Hệ s bám c a rulô ≥ 0,6, nên pmax ≥ 60% Theo đặc tính tr ợt đã trình bày trên, ta thấy rằng hệ s bám ϕ đạt cực đại khi độ tr ợt c a bánh xe với mặt đ ng nằm trong kh ang (10 ÷ 30)% Trong quá trình thử phanh trên băng thử, thiết bị sẽ đo lực phanh

tại th i điểm khi bánh xe bị tr ợt trên rulô với độ tr ợt 20%, đồng nghĩa với giá trị đo đ ợc lúc này gần bằng với giá trị cực đại Bên cạnh đó ô tô khi thử phanh là không tải Do đó, nếu

lấy hiệu quả 50% để đánh giá là hơi thấp

3.2 C S LÝ THUY T TIÊU CHU N KI M Đ NH H TH NG LÁI VÀ BÁNH XE 3.2.1 C S LÝ THUY T CH N CÁC CH TIÊU TRONG TIÊU CHU N KI M

Đ NH H TH NG LÁI, BÁNH XE Ô TÔ

Hệ th ng lái là một hệ th ng rất quan trọng đ i với an toàn kỹ thuật c a xe Mỗi hệ

th ng lái đều đ ợc nhà sản xuất tính toán, thiết kế cho một loại xe riêng biệt Do đó các chi

tiết, cụm c a hệ th ng lái khi xe vào kiểm định phải đúng với hồ sơ kỹ thuật, các m i lắp ghép

phải đúng và chắc chắn Các chi tiết quan trọng nh rôtyl, thanh dẫn động lái phải có ch t khoá, hãm chặt, ch ng tự tháo Đồng th i để hệ th ng lái làm việc linh hoạt thì các chi tiết quay phải đ ợc bôi trơn đúng qui định

Vô lăng lái là chi tiết trực tiếp tiếp nhận lực quay lái từ ng i lái, mỗi vô lăng lái có

kết cấu và kích th ớc khác nhau t ơng ng với xe lớn hay xe nh ; xe tải hay xe khách, xe con…Do đó không đ ợc lấy c a loại xe này lắp cho xe kia, lúc này sẽ ảnh h ng đến lực tác

dụng c a tài xế vào tay lái khi quay vòng và đặc biệt có thể gây nguy hiểm khi tài xế mới,

ch a quen xe, khi gặp sự c trên đ ng hay khi vòng cua gắt Nếu vô lăng thay vào nh hơn

vô lăng tr ớc, thì đòi h i ng i lái phải dùng lực nhiều hơn khi quay lái, dễ dẫn đến m i mệt

và xử lý tình hu ng sẽ kém đi Còn ng ợc lại thay vô lăng lớn hơn vào xe có vô lăng nh , thì

lực điều khiển lái sẽ giảm, điều này sẽ làm cho ng i lái mất cảm giác lái nhất là khi xe chạy

t c độ cao thì rất nguy hiểm

Ngoài ra, trên vô lăng lái ng i ta còn b trí nhiều cụm chi tiết có liên quan đến hệ

th ng khác c a xe, nên khi có thay đổi thì cũng ảnh h ng đến các bộ phận khác nh : còi, đèn, gạt n ớc, phun n ớc rửa kính…Vô lăng lái là một chi tiết không thể thiếu nh ng để nó làm việc t t phải đ ợc bắt chắc chắn vào trục lái, và không bị n t, gãy

Trục lái là cơ cấu truyền lực lái từ vô lăng xu ng hộp tay lái Trục lái đ ợc chế tạo sao cho phù hợp với từng loại xe, có kích th ớc và khả năng chịu lực xoắn nhất định, đặc biệt

là các khớp n i trên trục lái phải đ ợc lắp ghép đúng và chắc chắn Độ rơ dọc, rơ ngang c a

trục lái và độ mòn càng nhiều sẽ càng ảnh h ng đến an toàn kỹ thuật c a xe

Cơ cấu lái, hay hộp lái là bộ phận ít bị h h ng c a hệ th ng lái nh ng nó có ảnh

h ng cũng không nh đến an toàn kỹ thuật ôtô Cơ cấu lái sẽ tiếp nhận lực quay lái từ vô

lăng, qua trục lái đến để truyền qua các thanh dẫn động, rôtyl để làm quay bánh xe Mỗi loại

xe sẽ đ ợc nhà chế tạo, tính toán thiết kế một cơ cấu lái phù hợp, có tỉ s truyền và góc quay lái nhất định Nếu ch ph ơng tiện tự thay đổi khác loại sẽ dẫn đến thừa hoặc thiếu khả năng

chịu lực, có thể gây h h ng bất th ng khi đang làm việc Do đó cơ cấu lái phải dùng đúng

loại do nhà chế tạo đã thiết kế, lắp đặt, ngoài ra việc lắp ghép phải đảm bảo chắc chắn, đ chi

tiết, bên trong có dầu bôi trơn để giảm ma sát và làm mát, l ợng dầu bôi trơn này sẽ không đ

nếu chi tiết bị rò rỉ, l ợng dầu bôi trơn càng nhanh cạn khi rò rỉ thành giọt

Các khớp cầu và khớp chuyển h ớng hay th ng gọi là khớp rôtyl là các khớp làm

việc th ng xuyên, nên bị mòn, sự c tai nạn do kỹ thuật về hệ th ng lái th ng do h h ng các khớp này,có khi do mòn quá, l ng, rớt ra; có khi do chịu lực quá mạnh nên bị gãy, cũng

có khả năng là l ng côn và l ng bulông hãm, ch t hãm… Do đó việc kiểm tra các khớp rôtyl này cần phải cẩn thận và chính xác Các khớp phải đúng kiểu loại, lắp ghép đúng và chắc

chắn, đ các chi tiết kẹp chặt và phòng l ng, không có độ rơ, không có tiếng kêu khi quay vô

lăng, không có vết n t Các khớp cầu, khớp chuyển h ớng có nhiều loại khác nhau, có loại không điều chỉnh đ ợc độ rơ, có loại điều chỉnh đ ợc một m c độ nào đó Do đó, nếu rôtyl

đ ợc độ chế để khắc phục tạm th i khi vào kiểm định là rất nguy hiểm, lúc này chất l ợng chi

tiết và hệ s an toàn giảm, dễ gây h ng hóc khi gặp đ ng gồ ghề hay cua vòng ngặt

Ngõng quay lái là chi tiết ít gây nguy hiểm do tình trạng kỹ thuật kém Nh ng nếu ngõng bị bó kẹt sẽ làm cho quay lái khó khăn, nặng Nếu l ng sẽ làm cho góc đặt các bánh xe

dẫn h ớng không đúng và không ổn định dẫn đến mau mòn l p và ổn định h ớng ô tô kém

Đ i với xe có cầu dẫn h ớng sử dụng hệ th ng treo độc lập, thì ngõng quay lái có cấu tạo

gi ng nh khớp cầu, và khớp này sẽ kết hợp với giảm chấn và đòn chữ A để tạo nên góc đặt bánh xe dẫn h ớng thích hợp cho từng loại xe Trong kiểm tra định kỳ, đ i với từng xe, ngõng quay lái phải đúng kiểu loại, không h h ng, rơ l ng, lắp ghép phải đúng, chắc chắn

Độ rơ góc c a vô lăng lái là thông s đ ợc đo bằng thiết bị đo góc, có lực kế Đ i

với từng loại xe cho phép độ rơ này khác nhau, đây là hành trình tự do c a tay lái Nó ảnh

h ng ch yếu đến tính tiện nghi cho ng i lái Khi độ rơ này quá lớn sẽ làm cho ng i lái

phải đánh vô lăng vất vả hơn khi điều khiển xe nhất là đ i với lái xe mới, lạ xe thì đôi khi còn gây hậu quả xấu, khi gặp sự c xử lý không kịp Ngoài ra, độ rơ vô lăng lớn sẽ ngầm báo cho

ta biết là hệ th ng lái đã già cỗi hay điểu chỉnh độ rơ không đúng, các chi tiết trong hệ th ng

đã bị rơ l ng nhiều, cần phải xem xét kỹ càng và chẩn đoán h h ng chính xác hơn

Trợ lực lái là bộ phận hỗ trợ làm giảm bớt mệt m i cho ng i lái khi phải dùng tay

để lái xe Khi có trợ lực lái thì ng i lái chỉ cần đánh tay lái nhẹ qua phải hay trái thì bộ phận này sẽ làm việc và hỗ trợ để ng i lái quay vòng xe nhẹ nhàng hơn Hệ th ng lái đ ợc thiết

kế sao cho việc quay lái dễ dàng t c độ thấp mà khi t c độ cao vẫn còn một m c độ nào đó

để ng i lái còn có cảm giác lái tránh gây nhàm chán buồn ng cho ng i lái Vì vậy, trợ lực lái phải đảm bảo hoạt động bình th ng và có hiệu quả, không rò rỉ dầu trợ lực hay khí nén,

lực lái trái và phải không đ ợc có sự khác biệt lớn Đ i với tay lái có trợ lực thì cơ cấu lái

th ng đ ợc chế tạo có tỉ s truyền nh hơn loại không trợ lực, cho nên nó còn hạn chế đ ợc

lực tác dụng ng ợc từ mặt đ ng lên vô lăng, đồng th i cũng có nghĩa là tay lái sẽ rất nặng khi trợ lực lái h ng

Bánh xe vừa là bộ phận c a hệ th ng truyền lực, vừa là bộ phận c a hệ th ng treo

mà còn là bộ phận c a hệ th ng lái Lực kéo từ động cơ đ ợc mặt đ ng tiếp nhận tại vị trí bánh xe tiếp xúc với mặt đ ng nên ta nói bánh xe cũng là một bộ phận c a hệ th ng truyền

lực L p xe biến đổi h ớng chuyển động c a xe dựa trên sự dịch chuyển c a cơ cấu lái, thanh, đòn dẫn động lái…cho nên bánh xe là một bộ phận c a hệ th ng lái Mặt khác, l p còn đỡ

kh i l ợng c a xe và hấp thu các va đập từ mặt đ ng nên nó cũng đ ợc gọi là một bộ phận

c a hệ th ng treo

Trên ôtô, bánh xe là một phần tử n i giữa xe và mặt đ ng, nh có bánh xe mà ôtô

có thể chuyển động và các lực truyền đ ợc lên xe và tới mặt đ ng Các đặc tính c a bánh xe ảnh h ng rõ rệt tới các đặc tính c a ôtô nh đặc tính kéo, tính kinh tế nhiên liệu, tính điều khiển và an toàn chuyển động Vì vậy, bánh xe có những ch c năng chính nh sau: Mang

trọng l ợng c a ôtô, giảm chấn, biến đổi năng l ợng cơ học c a chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến, điều khiển h ớng chuyển động

Với những ch c năng và nhiệm vụ quan trọng trên cho nên trong kiểm định ôtô thì bánh xe không thể b qua.Việc kiểm tra bánh xe c a ôtô đang l u hành tập trung công việc

bắt chặt, phòng l ng c a bánh xe Khi bánh xe lăn, nếu công việc này không t t sẽ dễ làm

văng bánh xe ra rất nguy hiểm, các chi tiết khác c a bánh xe nh : vành đĩa, vòng hãm phải đúng kiểu loại, không h h ng, đảm bảo kín khít, các chi tiết này không t t sẽ dễ gây nổ l p

Đ i với mỗi ch ng loại xe đ ợc thiết kế sử dụng một loại l p khác nhau, nếu thay đổi cỡ l p sẽ ảnh h ng đến lực kéo và khả năng chịu lực c a bánh xe, t c độ xe, S l ợng

l p đã đ ợc tính toán sao cho chịu tải thích hợp nhất truyền lực kéo cũng nh lực phanh phù

hợp nhất cho nên không thể tuỳ tiện thay đổi

Áp suất l p phải đúng theo qui định c a nhà chế tạo, nếu áp suất không đúng sẽ ảnh

h ng đến hệ s bám, lực bám; biến dạng ngang c a l p ảnh h ng đến quay vòng c a xe làm cho xe quay vòng thiếu hoặc quay vòng thừa

Ngoài ra l p xe mu n làm việc t t thì không đ ợc mòn tới lớp sợi mành, n t vỡ,

phồng rộp, vì nh thế sẽ dễ nổ - nguy hiểm và mòn nhiều còn giảm hệ s bám Cho nên đ i

với từng loại xe, m c độ chịu tải khác nhau, điều kiện làm việc khác nhau, tiêu chuẩn qui định

độ mòn c a l p cho từng loại xe cũng khác nhau Đ i với ôtô tải, ôtô chuyên dùng do chịu lực

lớn và t c độ chậm nên có thể cho phép độ mài mòn cao hơn (chiều cao của hoa l p ≥ 1,0mm); đ i với xe con, chịu lực nh mà t c độ cao nên dễ gây tr ợt, nếu bánh xe mòn nhiều,

do đó độ mòn cho phép c a l p cũng giảm (chiều cao của hoa l p ≥ 1,6mm) Riêng d i với

ôtô khách chịu lực t ơng đ i lớn, t c độ cũng t ơng đ i cao nh ng vì an toàn cho hành khách trên xe nên yêu cầu cao hơn (chiều cao của hoa l p ≥ 2,0 mm)

Độ tr ợt ngang c a bánh xe dẫn h ớng khi thử trên băng thử không quá 5mm/m với

vị trí tay lái thẳng Điều này t ơng ng khi ô tô chạy trên đ ng bằng phẳng, lái xe không tác động lực vào tay lái, ô tô đi đ ợc quảng đ ng 1km thì đ ng tâm c a ô tô lúc bắt đầu hợp

với đ ng tâm c a ô tô lúc vừa đi hết 1km một góc nào đó về bên phải hoặc trái, th a mãn điều kiện: điểm giữa c a trục tr ớc ô tô cách đ ng tâm ban đầu ô tô không quá 5m Đây là

một trong những chỉ tiêu đảm bảo ổn định ô tô khi chuyển động thẳng trên đ ng Thông s

ảnh h ng chính đến chỉ tiêu này là góc lăn lệch (hay góc lệch hướng) α, sẽ phân tích cụ thể

phần sau Sự ổn định chuyển động thẳng c a ô tô ngòai việc đảm bảo an tòan chuyển động, còn tạo cảm giác th ai mái cho ng i lái Trong tr ng hợp xấu, lái xe bị ng gật, ô tô vẫn chuyển động thẳng trong làn xe c a mình ít gây nguy hiểm cho ng i đi đ ng và ph ơng

tiện khác Đ i với ô tô ổn định khi đi trên đọan đ ng thẳng ng i lái không cần phải lúc nào

cũng gì chặt tay lái đề giữ cho xe không bị lệch kh i làn xe đang chạy, không gây m i mệt Nguyên nhân gây nên mất ổn định chuyển động thẳng c a ô tô là do hệ th ng lái và bánh xe

có vấn đề, có rơ l ng rôtyl, bạc đạn bánh xe, h h ng trợ lực lái, góc đặt bánh xe không đúng,

sử dụng l p xe không cùng kích cỡ, áp suất l p hai bánh xe không đều, khung xe bị cong vênh, cầu xe bị xô lệch

Trên đây mới chỉ là những phân tích sơ bộ để chúng ta hiểu rõ hơn tại sao cần phải

kiểm tra định kỳ hệ th ng lái, và bánh xe đ i với ôtô đang l u hành Để giúp Đăng kiểm viên

hiểu sâu thêm cần tìm hiểu thêm một s vấn đề sau:

3.2.2 TIÊU CHU N KI M Đ NH H TH NG LÁI VÀ BÁNH XE NH M Đ M B O

- Độ đàn hồi c a bánh xe: bánh xe ô tô là lọai bánh xe đàn hồi, khi chịu tác dụng c a

lực sẽ bị biến dạng và sinh ra góc lệch h ớng khi chuyển động làm cho tâm c a bánh xe không trùng với ph ơng chuyển động

Ta có: Y =C y.α hay

y C

- Sự tr ợt ngang c a bánh xe: khi bánh xe lăn mà có tr ợt ngang thì đ ng tâm bánh

xe sẽ tạo một góc so với ph ơng chuyển động c a ô tô, các yếu t gây nên độ tr ợt ngang c a bánh xe là lực ngang, hệ s bám ngang ϕ , độ mấp mô mặt đ ng, tải trọng thẳng đ ng tác y

dụng lên bánh xe, độ tr ợt dọc c a bánh xe (độ trượt dọc càng lớn, hệ s bám ngang càng

nh ), góc đặt c a bánh xe

Do ảnh h ng c a góc lệch h ớng α, xe luôn có khuynh h ớng quay vòng quanh tâm quay t c th i đ ợc tạo ra do góc lệch h ớng α1 c a bánh xe tr ớc và α2 c a bánh xe sau không bằng nhau Điều này sẽ ảnh h ng đến ổn định ôtô

Tâm quay vòng t c th i đ ợc xác định nh hình 3.7

nh h ng c a góc l ch h ng α đ n n đ nh ôtô khi chuy n đ ng:

Trong tính tóan, ng i ta giả thiết rằng bánh xe ô tô là tuyệt đ i c ng,và không có

tr ợt ngang khi lăn thì:

ββ

L tg

L

R o = ≈ [3-33]

Trong đó: R o : bán kính quay vòng lý thuy ết của ô tô

L : chi ều dài cơ s của ôtô

β : góc quay vòng của bánh xe dẫn hướng

Nh ng trong thực tế, trên mỗi bánh xe khi lăn đều có góc lệch h ớng α; trong đó α1

Tâm quay vòng thực tế trùng với tâm quay vòng lý thuyết, tr ng hợp này rất khó xảy

ra, lúc này ô tô quay vòng đ

™ Tr ng hợp α 1 = α2 # 0 ÖR = R o

V

L α2α1

β

β

α2β-α1

Hình 3.7 -Tâm quay vòng tức th i

khi có góc l ệch hướng α

Y

Y

Trong tr ng hợp này, mặc dù bán kính quay vòng bằng nhau giữa lý thuyết và thực

tế, nh ng tâm quay vòng thực tế không trùng với tâm quay vòng lý thuyết,hình 3.9

™ Tr ng hợp α 1 > α 2 Ö R o > R

Quĩ đạo chuyển động c a ôtô sẽ lài hơn quĩ đạo lý thuyết hay bán kính quay vòng thực

tế sẽ lớn hơn bán kính quay vòng lý thuyết Để duy trì chuyển động theo quĩ đạo mong mu n,

ng i lái phải đánh thêm vô lăng, đây gọi là trạng thái quay vòng thiếu c a ô tô (hình 3.10)

Hành động này t ơng đ i thuận cho ng i lái, cho nên trong quá trình thiết kế chế tạo ôtô, nhà chế tạo luôn tính toán sau cho ôtô luôn luôn có tính quay vòng thiếu mọi loại

đ ng, mọi t c độ chuyển động c a xe

Đ i với ôtô có tính chất quay vòng thiếu thì thông th ng ng i ta tính toán sao cho góc α1 >α2 cho nên khi quay vòng t c độ càng cao thì tính quay vòng thiếu sẽ càng rõ rệt,

hiệu s (α1 - α2) sẽ càng lớn vì lúc này lực ly tâm lớn, tạo nên lực ngang lớn dẫn đến α1 và 2

α tăng theo, nh ng do ban đầu α1 lớn hơn α2 nên th ng α1 sẽ tăng nhiều hơn α2

Để cho ôtô luôn có khuynh h ớng quay vòng thiếu thì ng i ta có thể áp dụng một s

Đ i với tr ng hợp ô tô có khuynh h ớng quay vòng thiếu, khi đang chuyển động

ôtô có khuynh h ớng quay vòng t c th i, mất ổn định B i vì góc lệch h ớng α1 > α2 do lực ngang sinh ra làm cho ôtô quay vòng quanh tâm O1 nào đó Nh ng do xe đ ợc thiết kế có tính quay vòng thiếu nên lực ly tâm khi quay vòng t c th i lúc này sẽ ng ợc chiều với chiều c a

lực ngang (tâm quay vòng ngược phía với lực ngang) và làm hạn chế tác dụng c a lực ngang,

giữ cho ôtô chuyển động thẳng ổn định Vậy tr ng hợp xe có tính quay vòng thiếu thì t t

β-α1

O1

O

RR0

Hình 3.10-Tâm và bán kính quay vòng th ực

tế và lý thuyết khi α1>α2

L α2α1

β

β

α2β-α1

ng i lái phải trả bớt vô lăng Do đó không thuận và khó ng xử Trong nhiều tr ng hợp thì

trạng thái quay vòng thừa là không t t

Trong đó : P l : l ực ly tâm ; Y: lực ngang; F x : l ực dọc

Tr ng hợp ôtô có khuynh h ớng quay vòng thừa, khi chuyển động thẳng (hình 3.13), có lực ngang tác dụng, tâm quay vòng t c th i do lực ngang sinh ra sẽ cùng phía với

lực ngang và dẫn đến lực li tâm sinh ra sẽ cùng chiều với lực ngang (hình 7), xe sẽ càng mất

ổn định hơn, ng i lái mu n khắc phục phải đánh tay lái Vậy xe có tính quay vòng thừa chuyển động thẳng không t t

- Trong kiểm tra độ tr ợt ngang c a ô tô đang l u hành, nếu độ tr ợt ngang lớn có

thể do các nguyên nhân sau: sử dụng l p xe không cùng kích cỡ, áp suất hơi l p không đều, góc đặt bánh xe dẫn h ớng không đúng, độ chụm bánh xe điều chỉnh sai, bạc đạn bánh xe rơ,

cầu xe bị xô lệch, các yếu t này sẽ tạo ra lực ngang làm xê dịch tấm tr ợt trên c a thiết bị,

sự tr ợt này đ ợc các cảm biến thu nhận và hiển thị trên màn hình với đơn vị là (mm/m)

Nh vậy, Sự chuyển động và thay đổi h ớng chuyển động c a xe trên đ ng là một quá trình ph c tạp Nếu chúng ta cho xe chuyển động trên đ ng vòng với t c độ rất chậm, thì c ng với một giá trị góc quay vô lăng lái nhất định, xe sẽ quay vòng với một bán kính R0

t ơng ng Trạng thái quay vòng này có thể gọi là “quay vòng tĩnh”.M i t ơng quan giữa góc

quay vô lăng lái với bán kính quay vòng trong tr ng hợp này là m i t ơng quan lý thuyết

Trạng thái quay vòng này đ ợc gọi là “quay vòng đ ” Trong thực tế quá trình quay vòng là

α2α1

β

βα2

“động” trạng thái “quay vòng đ ” rất ít xảy ra Chúng ta th ng gặp trạng thái “quay vòng thiếu” và “quay vòng thừa” Các trạng thái quay vòng động xảy ra trên cơ s c a vịêc tăng t c

độ chuyển động, sự đàn hồi c a bánh xe và hệ th ng lái Do có nhiều u điểm nên hầu hết ô

tô hiện nay điều đ ợc thiết kế sao cho đảm bảo tính quay vòng thiếu Do đó, trong công tác

kiểm định ô tô, cần phải kiểm tra hệ h ng lái và bánh xe

3.2.3 CÁC Y U T LIÊN QUAN Đ N N Đ NH NGANG C A Ô TÔ KHI CHUY N

Đ NG QUAY VÒNG

Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên ôtô khi chuyển động quay vòng :

1 Tr ng h ợp ô tô b l t đ :

Khi xe quay vòng, ta xem nh xe đang chuyển động quanh s n đồi, ngoài các lực

đã trình bày phần trên, xe còn chịu tác dụng c a lực ly tâm Pl đặt tại trọng tâm xe (trục quay

là YY) và lực kéo móc kéo Pm (trư ng hợp này coi phương của lực P m tác d ụng theo

ph ương nằm ngang) Các lực Pl và Pm đều phân ra hai thành phần do góc nghiêng ngang β Khi góc β tăng dần, đồng th i d ới tác dụng c a lực Pl, xe sẽ bị lật đổ quanh mặt phẳng đi qua O1 (là giao tuyến giữa mặt đư ng và mặt phẳng thẳng góc qua trục bánh xe bên phải)

Nếu h ớng nghiêng c a đ ng cùng phía với trục quay vòng thì vận t c nguy hiểm khi xe bị lật đổ là:

d g

d g

n

tg h B

tg h

B gR v

β

β

21

Trong đó: βd : góc d c gi ới hạn khi xe quay vòng bị lật đ ;

R : bán kính quay vòng c ủa xe; h g : chi ều cao trọng tâm ô tô

v n : v ận t c giới hạn (hay vận t c nguy hiểm);

g : gia t c tr ọng trư ng; B: chiều rộng cơ s của ôtô

B

B/2 B/2

Hình 3.14 - S ơ đ lực và mômen tác dụng lên ôtô – máy kéo bánh xe

khi chuy ển động quay vòng trên đư ng nghiêng ngang.

Căn c vào công th c trên, ta thấy rằng, t c độ c a ô tô khi ô tô bị lật đổ lúc quay vòng phụ thuộc vào bán kính quay vòng, chiều rộng cơ s , chiều cao trọng tâm ô tô và góc nghiêng ngang c a mặt đ ng Trong kiểm định hệ th ng lái và bánh xe, vấn đề mà các đăng

kiểm viên cần quan tâm khi ô tô vào kiểm định là bán kính quay vòng c a ô tô Nếu các thông

s khác nh nhau thì t c độ giới hạn c a ô tô quay vòng bị lật đổ sẽ nh đi nếu bán kính quay vòng c a xe nh hơn thiết kế ban đầu c a xe Điều này nói lên rằng việc kiểm tra góc quay lái trái và góc quay lái phải, hạn chế hành trình, cũng nh không cho phép ch ph ơng tịện tự ý thay đổi kết cấu, thay đổi chi tiết không cùng ch ng lọai hệ th ng lái nguyên th y ô tô là rất

cần thiết, ảnh h ng rất lớn đến an tòan kỹ thuật c a ô tô nhất là khi l u thông qua đ ng vòng

2 Tr ng h ợp ô tô b tr ợt bên:

Khi quay vòng trên đ ng nghiêng ngang, xe có thể bị tr ợt bên d ới tác dụng c a thành phần lực Gsinβ và P l cosβ do điều kiện bám ngang c a bánh xe và đ ng không đảm bảo

Nếu h ớng nghiêng c a đ ng cùng phía với trục quay vòng thì vận t c tới hạn khi

tg

tg gR

)(

[3-36]

Tr ng hợp xe quay vòng trên đ ng nằm ngang thì vận t c tới hạn để xe tr ợt bên:

y R g

Trong đó: β - góc giới hạn của đư ng ứng với vận t c tới hạn ϕ

y

ϕ - hệ s bám ngang của đư ng và bánh xe

R - bán kính quay vòng c ủa ô tô

g - gia t c tr ọng trư ng

Qua các công th c đ ợc trình bày trên, có thể nhận xét rằng góc d c giới hạn và

vận t c nguy hiểm mà tại đó ôtô bị tr ợt bên khi chuyển động trên đ ng nghiêng ngang phụ thuộc vào tọa độ trọng tâm, bán kính quay vòng và hệ s bám ngang c a bánh xe với đ ng Ngoài ra, khi xe chuyển động còn bị mất ổn định ngang do ảnh h ng c a các yếu t khác

nh lực gió ngang, do đ ng mấp mô và do phanh trên đ ng trơn…

Theo sơ đồ hình 3.15, ta biết F là hợp lực c a lực kéo tiếp tuyến Pk và lực ngang Y (ph ản lực ngang Y do l ực ngang P y tác d ụng) Hợp lực F có điểm đặt là điểm tiếp xúc giữa

bánh xe và mặt đ ng qua trục bánh xe và đ ợc xác định theo công th c:

2 2

Y P

Y = − = ϕ − [3-39]

Lực kéo P càng l K ớn thì Y càng nh Khi lực kéo P ho K ặc lực phanh P p đạt đến

giới hạn lực bám thì Ymax =0 Do đó chỉ cần một lực ngang rất nh tác dụng lên bánh xe thì

nó bắt đầu tr ợt Sự tr ợt này sẽ dẫn đến hiện t ợng quay vòng thiếu (khi bánh xe tr ước xảy

ra s ự trượt) hoặc quay vòng thừa (khi bánh xe sau bị trượt) Hiện t ợng quay vòng thừa rất

nguy hiểm trong quá trình chuyển động c a xe khi có lực ngang tác dụng Sự tr ợt c a bánh

xe càng nhiều thì ngòai việc làm giảm lực kéo, lực phanh, nó còn ảnh h ng đến an tòan kỹ thuật c a ô tô

Trong kiểm định hệ th ng lái và bánh xe, để hạn chế điều này, ng i ta đã đ a vào tiêu chuẩn các chỉ tiêu kiểm tra độ mòn l p, áp suất hơi l p, kích th ớc l p,

3.2.4 KI M Đ NH Ô TÔ VÀ V N Đ Đ NG H C, Đ NG L C H C QUAY VÒNG

C A Ô TÔ

β và α : Góc quay vòng c ủa bánh xe dẫn hướng bên ngoài và bên trong so với tâm

quay vòng c ủa xe B- Kho ảng cách giữa hai đư ng tâm trụ quay đứng

L - Chi ều dải cơ s của bánh xe

Để quay vòng ôtô, ng i ta có thể sử dụng một trong các biện pháp sau:

Biện pháp th nhất: quay vòng các bánh xe dẫn h ớng phía tr ớc hoặc quay vòng đồng th i cả các bánh xe dẫn h ớng phía tr ớc và phía sau

Biện pháp th hai: Truyền những mô men quay có các trị s khác nhau tới các bánh

xe dẫn h ớng ch động bên phải và bên trái, đồng th i sử dụng thêm phanh để hãm các bánh

xe phía trong so với tâm quay vòng khi cần quay vòng ngoặt Biện pháp này th ng đ ợc sử

dụng những ch ng loại ô tô chuyên dùng cỡ lớn với các bánh đều là ch động

Biện pháp th ba: Kết hợp cả hai biện pháp nói trên và quay vòng phần khung phía

tr ớc Biện pháp này th ng sử dụng loại ô tô có khung r i

Khi xe vào đ ng vòng để đảm bảo các bánh xe dẫn h ớng không bị tr ợt lết hoặc

tr ợt quay thì đ ng vuông góc với các véctơ vận t c chuyển động c a tất cả các bánh xe

phải gặp nhau tại một điểm, điểm đó chính là tâm quay vòng t c th i c a bánh xe (điểm 0 trên hình 3.16) và:

L

B g

gβ −cot α =cot [3-40]

0

Với biểu th c (3-42) ta có thể xây dựng đ ợc đ ng cong lý thuết β = f(α), biểu

diễn theo hình 3.17

Nh vậy, về ph ơng diện lý thuyết để đảm bảo cho các bánh xe dẫn h ớng lăn tĩnh (không b ị trượt) khi xe vào đ ng vòng thì hiệu cotg c a góc quay vòng bánh xe dẫn h ớng

bên ngoài và bên trong, phải luôn luôn bằng hằng s (b ằng B/L)

Trong thực tế, để duy trì đ ợc m i quan hệ động học quay vòng giữa các bánh xe

dẫn h ớng trên các ôtô hiện nay ng i ta th ng phải sử dụng một hệ th ng các khâu khớp

tạo nên hình thang lái Hình thang lái đơn giản về mặt kết cấu nh ng không đảm bảo đ ợc

m i quan hệ chính xác giữa những góc quay vòng c a các bánh xe dẫn h ớng nh nêu trong

biểu th c (3-42) M c độ sai khác này phụ thuộc vào việc tính tóan kích th ớc c a các khâu

tạo nên hình thang lái Độ sai lệch giữa góc quay vòng thực tế và lý thuyết cho phép lớn nhất ( nh ững góc quay lớn) là 1,50

σ

tg

L R

v: v ận t c tịnh tiến của tâm trục sau xe

R

v m

P lt

2

= [3-43] Khi ô tô chuyển động quay vòng ổn định theo quĩ đạo tròn (R=const), sự ổn định c a

ô tô phụ thuộc vào kh i l ợng, lực ly tâm, vận t c tịnh tiến c a xe trên đ ng vòng Ng ợc

lại, độ lớn c a lực quán tính tỉ lệ nghịch với bán kính quay vòng c a ô tô, nếu bán kính quay vòng nh , lực quán tính sẽ lớn, xe dễ bị lật đổ

Hình 3.17 - Đ thị lý thuyết và thực tế m i quan hệ giữa các góc quay vòng

c ủa hai bánh xe dẫn hướng