(LUẬN văn THẠC sĩ) KHẢO sát đặc TÍNH VAN ABS và mô PHỎNG số QUÁ TRÌNH HOẠT ĐỘNG của hệ THỐNG PHANH

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC HÌNH ẢNH
DANH MỤC CÁC BẢNG
LỜI NÓI ĐẦU
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ơ TƠ.......................................... ..1
1.1. Nhiệm vụ vai trị của hệ thống phanh trên ơ tơ.............................................................. 1
1.2. Tính năng phanh ô tô..................................................................................................................... 3
1.2.1. Yêu cầu về hiệu quả phanh.............................................................................................. 3
1.2.2. Tính ổn định hƣớng ơ tơ khi phanh.............................................................................. 6
1.3. Biện pháp tạo hiệu quả phanh cao nhất............................................................................. 8
1.4. Một số nghiên cứu về ABS khí nén trong và ngồi nƣớc............................................ 14
CHƢƠNG II. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN
TRANG BỊ ABS....................................................................................................................................... 17
2.1. Sơ đồ hệ thống phanh khí nén ABS.................................................................................. 17
2.2. Các cụm chi tiết trong hệ thống phanh ABS khí nén................................................ 18
CHƢƠNG III. XÂY DỰNG PHƢƠNG TRÌNH MƠ TẢ ĐỘNG LỰC HỌC PHANH
KHÍ NÉN ABS........................................................................................................................................... 30
3.1. Mục tiêu......................................................................................................................................... 30
3.2. Động lực học phanh ABS....................................................................................................... 30
3.3. Xác định mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra.......................................................... 33
3.4. Xây dựng phƣơng trình tính tốn điểm nút đối với hệ thống phanh xe ¼ trang bị
ABS........................................................................................................................................................... 38
CHƢƠNG IV. KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH VAN ABS VÀ MƠ PHỎNG SỐ Q TRÌNH
HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHANH.................................................................................... 41
I. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH VAN ABS............................................................... 41

download by :

4.1. Mục đích thí nghiệm................................................................................................................... 41
4.2. Xây dựng sơ đồ thí nghiệm...................................................................................................... 41
4.3. Thiết kế mạch đo.......................................................................................................................... 45
4.4. Các thí nghiệm, kết quả, nhận xét...................................................................................... 51
II. MÔ PHỎNG SỐ TRÊN PHẦN MỀM MATLAB SIMULINK........................................... 55
4.5. Mô phỏng hệ thống phanh khí nén có van ABS trên máy tính............................ 57
4.6. Mơ phỏng khối động lực học xe........................................................................................... 60
4.7. Các kết quả mơ phỏng, phân tích và so sánh các chỉ tiêu chất lƣợng của hệ thống

phanh ABS............................................................................................................................................. 64
KẾT LUẬN.................................................................................................................................................. 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................................................ 71
PHỤ LỤC.................................................................................................................................................... 72

download by :


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tơi. Những nội dung trình
bày trong luận văn này do chính tơi thực hiện với sự hƣớng dẫn khoa học của
PGS.TS Phạm Hữu Nam cùng với sự giúp đỡ của các bạn bè, đồng nghiệp. Nội
dung của luận văn hoàn toàn phù hợp với Đề tài đã đƣợc đăng ký và phê duyệt của

Hiệu trƣởng Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội. Các số liệu, kết quả trong luận
văn là trung thực.
Tác giả luận văn

Trịnh văn Tuấn

download by :

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Ký hiệu

Đơn vị đo

Ý nghĩa
A Hệ số thực nghiệm, A=0,654

BHệ số thực nghiệm, B=1,13
fi

Tiết diện của phần tử thứ i

k

m2

Chỉ số đoạn nhiệt của khơng khí, k=1,4
m

li
mi

m3 / s

pi

N / m2

R Hằng số khí lý tƣởng, R=287,14

m2 /( s2 K)

µ

T

0

Vi

m3

vgh

m/s

K

Hệ số lƣu lƣợng của dịng khí tại vị trí i

Hệ số cản khí động tại vị trí i

ξi

Hệ số ma sát, =0,025
CĐộ cứng lị xo bầu phanh

N/m

F

N
X

N

F
Y

X

Y

N

Phản lực vng góc từ mặt đƣờng lên bánh xe

Hệ số trƣợt

download by :

N


v

Tốc độ thân xe

m/ s
rad /s

bx

Rb

m

rt

m

ABS
ECU
ADC
S/M
GND
ASM

download by :


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình

Tên hình vẽ, đồ thị
1.1

Sơ đồ hệ thống phanh khí đơn giản

1.2

Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh

1.3

Sơ đồ hành lang phanh ô tô

1.4

Đƣờng đặc tính bộ điều hịa lực phanh hai thơ

1.5

Đồ thị hệ số trƣợt theo hệ số bám dọc và nga

1.6

Sơ đồ hệ thống phanh ABS

2.1

Sơ đồ dẫn động phanh khí nén 2 dịng có tran

2.2

Vị trí cảm biến lắp trên moay ơ bánh xe

2.3

Cấu tạo và hoạt động của cảm biến vận tốc bá

2.4

Tín hiệu điện áp tại cảm biến tốc độ bánh xe

2.5

Khối điều khiển ECU của ABS với các tín hiệu

2.6

Sơ đồ cấu tạo van ABS

2.7

Pha tăng áp khi van ABS chƣa hoạt động

2.8

Pha giảm áp của van ABS

2.9

Pha giữ áp của van ABS

2.10

Pha tăng áp khi van ABS hoạt động.

2.11

Đồ thị diễn biến quá trình làm việc hệ thống p

3.1

Mơ hình động lực học ¼ xe

3.2

Sơ đồ tính mơ men phanh

3.3

Biểu đồ phân bố áp suất trên má phanh theo qui l

3.4

Sơ đồ tính tốn cơ cấu ép.

3.5

Sơ đồ điểm nút của hệ thống phanh ABS

4.1

Sơ đồ thí nghiệm

download by :


4.2

Sơ đồ cấu tạo của bộ chấp hành van ABS

4.3

Sơ đồ mặt cắt của bộ chấp hành

4.4

Sơ đồ cấu tạo của bầu phanh

4.5

Sơ đồ đo áp suất bầu phanh.

4.6

Cảm biến đo áp suất

4.7

Mạch xử lý tín hiệu cảm biến áp suất

4.8

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bộ thu thập dữ liệu

4.9

Bộ điều khiển ABS lắp trên mơ hình

4.10

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bộ điều khiển tín h

4.11

Khối cơng suất lắp trên mơ hình

4.12

Đồ thị xác định mối liên hệ giữa áp suất và giá trị

4.13

Diễn biến quá trình giảm áp từ 5 atm tới 3 atm

4.14

Diễn biến quá trình tăng áp từ 3 atm tới 5 atm
Sơ đồ mô phỏng sự biến đổi lƣu lƣợng và áp suất

4.15

4.16

4.17

4.18
4.19

4.20

4.21

tổng van phanh chính

Modul mơ phỏng sự biến đổi lƣu lƣợng và áp suấ
đƣờng ống

Sơ đồ mô phỏng sự biến đổi lƣu lƣợng và áp suất củ
ABS

Modul mô phỏng sự biến đổi lƣu lƣợng và áp suất củ

Sơ đồ mô phỏng sự biến đổi lƣu lƣợng và áp suất củ
phanh

Modul mô phỏng sự biến đổi lƣu lƣợng và áp suấ
bầu phanh

Sơ đồ mô phỏng sự biến đổi lƣu lƣợng và áp suất c
phanh ABS


download by :

4.22 Sơ đồ tín hiệu vào/ra của khối mơ hình lốp
4.23 Sơ đồ tính tốn mơ hình lốp Dugoff
4.24 Sơ đồ khối động lực học phanh ¼ xe
4.25 Sơ đồ khối mô phỏng mô men phanh

4.26 Đồ thị quang đƣờng phanh ứng vơi vận tốc 40km/h

4.27 Đồ thị quãng đƣờng phanh ứng với vận tốc 80km/h

4.28 Đồ thị áp suất ứng với V= 40 km/h và hệ số bám 0
4.29

4.30

4.31

4.32

Đồ thị liên hệ giữa hệ số trƣợt và vận tốc góc ứng
hệ số bám 0,8
Đồ thị liên hệ giữa hệ số trƣợt và vận tốc góc ứng
hệ số bám 0,4
Đồ thị liên hệ giữa hệ số trƣợt và vận tốc góc ứng
hệ số bám 0,8
Đồ thị liên hệ giữa hệ số trƣợt và vận tốc góc ứng
hệ số bám 0,4

download by :

DANH MỤC CÁC BẢNG
Tên các bảng

Hình

Trang

Bảng biểu diễn các trạng thái pha, trạng thái van, trạng thái nối

2.1

thông, ngắt của các khoang trong van ABS

27

4.1

Thơng số kích thƣớc của bộ chấp hành van ABS

43

4.2

Bảng kết quả thí nghiệm pha giảm áp van ABS

54

4.3

Bảng kết quả thí nghiệm pha tăng áp van ABS

55

4.4

Các thông số đầu vào

56

download by :


LỜI NÓI ĐẦU
Xã hội ngày càng phát triển, hàng năm hàng triệu ô tô trên thế giới đƣợc sản xuất
đƣa vào hoạt động. Điều đó dẫn tới mật độ xe trên đƣờng ngày càng cao. Số lƣợng xe
càng nhiều, tốc độ xe càng lớn thì vấn đề an tồn trong vận tải ô tô cần đƣợc đặc biệt
quan tâm, cần nhận thức rõ vị trí, tầm quan trọng của hệ thống phanh ơ tơ trong việc
nâng cao tính kinh tế và an tồn chuyển động.
Trƣớc đây trên ơ tơ tải sử dụng hệ thống phanh khí nén bằng cơ khí đơn giản, hiệu
quả phanh chƣa cao. Hiện nay, các xe thế hệ mới đã sử dụng hệ thống phanh với những
tính năng, chỉ tiêu kỹ thuật cao nhằm đáp ứng các qui định ngày càng khắt khe đảm bảo
an toàn cho ngƣời, hàng hoá vận chuyển và phƣơng tiện tham gia giao thông. Trên các
xe ô tô hiện đại thƣờng dùng hệ thống phanh khí nén trang bị ABS sử dụng thay thế
cho hệ thống phanh khí nén nhằm tăng mức độ an toàn hiệu quả cho xe.
Cho đến nay, ở nƣớc ta cũng đã có rất nhiều các cơng trình nghiên cứu tính tốn hệ
thống phanh khí nén ABS, nhƣng cũng cịn nhiều mặt hạn chế và chƣa có các nghiên
cứu đầy đủ về quá trình động học của dẫn động phanh khí nén ABS cũng nhƣ khảo sát,
phân tích các nhân tố ảnh hƣởng đến q trình làm việc của dẫn động phanh khí nén ,

đặc biệt là cơ cấu chấp hành.
Qua thực tế trên, đề tài: “Xây dựng mơ hình tính tốn cơ cấu chấp hành trong hệ
thống phanh khí nén trang bị ABS” sẽ góp phần đáng kể trong q trình tính tốn dẫn
động điều khiển hệ thống phanh khí nén ABS. Mục đích nghiên cứu chính của đề tài là
nghiên cứu q trình động lực học dẫn động phanh khí nén trong các chế độ làm việc
của cơ cấu chấp hành, để làm căn cứ cho việc xác định đặc tính hệ thống phanh khi
trang bị thêm ABS, lựa chọn các phần tử trong hệ thống dẫn động phanh đảm bảo yêu
cầu về an toàn trong vận hành.
Trong tồn bộ q trình thực hiện luận văn của mình, tơi đã gặp rất nhiều những khó
khăn vƣớng mắc, với sự cố gắng học hỏi, đặc biệt có sự giúp đỡ tận tình của Thầy

download by :


giáo hƣớng dẫn, và các bạn đồng nghiệp. Đến nay, tơi đã hồn tất các nội dung u cầu
của đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Phạm Hữu Nam cùng các thầy trong Viện Cơ
Khí Động Lực – Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, cảm ơn các bạn đồng nghiệp đã
giúp đỡ tận tình, tạo mọi điều kiện tốt nhất để tơi hồn thành đề tài của mình.
Hà Nội, ngày…..tháng…..năm 2015

Trịnh Văn Tuấn

download by :


CHƢƠNG I. TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ
1.1. Nhiệm vụ vai trị của hệ thống phanh trên ơ tơ
Hệ thống phanh là một hệ thống an tồn trên ơ tơ, có vai trị quan trọng trong q
trình vận hành và lƣu thơng trên đƣờng, đảm bảo an tồn cho chuyển động của ơ tơ và tính

mạng con ngƣời. Trên xe ngƣời ta bố trí hệ thống phanh nhằm mục đích giảm tốc độ cho
đến khi xe dừng hẳn hay dừng xe khi cần thiết, hoặc giảm đến một vận tốc nhất định nào
đó tùy theo yêu cầu của ngƣời lái. Bên cạnh đó hệ thống phanh cịn giữ cho ô tô ở trạng
thái đứng yên không dịch chuyển khi đỗ xe và tăng khả năng ổn định của xe. Nhờ có hệ
thống phanh mà ngƣời lái có thể nâng cao đƣợc vận tốc trung bình của ơ tơ. Để đáp ứng các
nhiệm vụ đặt ra của hệ thống phanh, thì yêu cầu hệ thống phanh trên xe phải đảm bảo
phanh nhanh chóng, dừng xe trong bất kỳ tình huống nào. Khi phanh xe đột ngột xe phải
dừng sau quãng đƣờng ngắn nhất và phanh có hiệu quả phanh, phân bố mô men phanh
tới các bánh xe phù hợp với trọng lƣợng bám ở mọi chế độ (tải trọng, tốc độ,…). Ngồi
các u cầu trên hệ thơng phanh cịn phải có các u cầu nhƣ chiếm ít khơng gian, trọng
lƣợng nhỏ, độ bền cao. Trên các ô tô tải cỡ lớn và trung bình hệ thống phanh thƣờng
dùng là dẫn động phanh khí nén và dẫn động phanh bán thủy lực-khí nén. Hệ thống
phanh khí nén có nhiều ƣu việt hơn so với hệ thống phanh thủy lực nhƣ giá thành và năng
suất hoạt động. Hệ thống phanh trên các xe tải và cỡ lớn thƣờng tạo ra lực phanh lớn. Để
dẫn động cơ cấu phanh ngƣời ta sử dụng năng lƣợng khí nén, lực của ngƣời lái chỉ để mở
tổng van phanh làm giảm sức ngƣời lái rất nhiều, tuy nhiên trên hệ thống phanh khí vẫn
tồn tại nhƣợc điểm là độ trễ của hệ thống do tính nén đƣợc của mơi chất. Khác với hệ
thống phanh khí, hệ thống phanh dầu khơng có tính chất trễ của chất lỏng tuy nhiên hệ
thống chỉ sinh ra lực phanh nhỏ, phù hợp với các dòng xe du lịch và xe cỡ nhỏ. Hiện
nay do khoa học kỹ thuật phát triển nên có rất nhiều dịng xe phát triển ứng với nhiều hệ
thống phanh khác nhau, tuy nhiên các hệ thống đó đều đƣợc phát triển từ hệ thống phanh
cơ bản nhƣ trên hình 1.1

1

download by :


Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống phanh khí 1 dịng
1.

Máy nén khí; 2. Bộ lọc khí; 3. Bình chứa khí; 4. Tổng van; 5.6. Bầu
phanh;
7.

Bàn đạp phanh; 8. Bộ áp kế; 9. Tang trống;

Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh khí theo hình 1.1: Máy nén khí cấp
khí qua bình lắng nƣớc (2) và tới bình chứa khí nén. Áp suất trong bình đƣợc xác
định bằng đồng hồ (8) đặt trong khoang lái. Khi phanh ngƣời lái sẽ tác động vào bàn
đạp (7) và dẫn động van phân phối (4), lúc đó khí nén sẽ từ bình chứa (3) qua van
phân phối tới bầu phanh thực hiện quá trình phanh.
Hệ thống phanh trên ô tô ngày nay bao gồm cơ cấu phanh, dẫn động phanh và cơ cấu
điều khiển. Cơ cấu phanh đƣợc bố trí cùng bánh xe là một bộ phận trực tiếp tạo ra mô men
phanh, lực cản trong q trình phanh khi ơ tơ chuyển động. Trƣớc kia, cơ sở khoa học
còn hạn chế nên hệ thống phanh chủ yếu là phanh khí nén một dịng, hệ thống phanh
một dịng hạn chế cả về tính năng phanh cũng nhƣ về chất lƣợng phanh. Ngày nay nền
khoa học phát triển, hầu hết trên các xe hiện đại đều trang bị hệ thống phanh

2


download by :


hai dịng và có thêm cơ cấu van ABS đi kèm để tăng khả năng tốc độ, ổn định trên
đƣờng.
1.2. Tính năng phanh ơ tơ
Khi phanh ơ tơ khơng dừng lại ngay tại vị trí lúc bắt đầu phanh mà sẽ dừng
cách vị trí bắt đầu phanh một khoảng cách nào đấy. Khơng những thế ơ tơ cịn có
thể bị lệch khỏi hƣớng chuyển động trƣớc lúc bắt đầu phanh. Vì vậy để đánh giá

chất lƣợng phanh cần đánh giá qua 2 yêu cầu:
Yêu cầu về hiệu quả phanh.
Yêu cầu về chất tính ổn định khi phanh.
1.2.1. Yêu cầu về hiệu quả phanh
Yêu cầu về hiệu quả phanh là yêu cầu khả năng xe khi phanh có quãng đƣờng
phanh ngắn nhất, giảm tốc phanh nhanh nhất và thời gian phanh ngắn nhất. Đây là
yêu cầu đối với hệ thống phanh theo phƣơng dọc, thể hiện khả năng sinh lực phanh thích
hợp tạo ra mơ men phanh cần thiết để hãm bánh xe. Hiệu quả phanh phụ thuộc vào lực
phanh Fx sinh ra tại vùng tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đƣờng. Nếu lực phanh sinh ra lớn
hơn lực bám giữa bánh xe và mặt đƣờng thì mặt đƣờng sẽ không tiếp nhận hết lực
phanh, gây ra tổn hao năng lƣợng dẫn tới hiện tƣợng bị hãm cứng bánh xe dẫn tới trƣợt
lết. Do vậy lực phanh phải không đƣợc lớn hơn lực bám thì phanh sẽ đạt hiệu quả tốt.

Xét theo phƣơng dọc thì lực phanh cũng khơng đƣợc lớn hơn lực bám dọc. Giá trị
của lực bám dọc đƣợc tính theo cơng thức:

F

ZG
X

XX

Trong cơng thức (1.1), FX là giá trị lực bám dọc, Z là phản lực pháp tuyến từ
mặt đƣờng lên bánh xe, là hệ số bám trong mặt phẳng dọc, G là trọng lƣợng của xe.
X

Từ công thức (1.1), để đạt hiệu quả phanh cao nhất thì hệ số bám dọc phải lớn nhất
hoặc lực phanh phải đƣợc điều khiển liên tục theo trọng lƣợng bám của các bánh xe
tƣơng ứng, muốn vậy thì cơ cấu phanh phải đƣợc bố trí trên tất cả bốn bánh xe.

3

download by :


Để đánh giá thực tế hiệu quả phanh của xe ngƣời ta thông qua các chỉ tiêu
đảm bảo yêu cầu về hiệu quả phanh nhƣ quãng đƣờng phanh, gia tốc chậm dần khi
phanh, thời gian phanh và lực phanh.
Quãng đường phanh (S p):
Quãng đƣờng phanh là đoạn đƣờng mà xe ô tô tiếp tục di chuyển tính từ thời
điểm bắt đầu đạp phanh đến khi xe dừng hẳn. Đây là chỉ tiêu mà ngƣời điều khiển xe
thƣờng quan tâm nhất và có thể nhận biết đƣợc một cách trực quan điều đó giúp
ngƣời điều khiển xử lý tốt các tình huống khi phanh xe ô tô trên đƣờng.
Khi phanh quãng đƣờng nhỏ nhất của ơ tơ đƣợc tính theo biểu thức sau:

S
pmin

Trong trƣờng hợp khi phanh đến lúc ô tô dừng hẳn thì v2 = 0.
Ta có:
S
p min

Trong đó:
: là hệ số bám của bánh xe với mặt đƣờng.
v1: là vận tốc ơ tơ lúc bắt đầu q trình phanh.
v2: là vận tốc ơ tơ lúc kết thúc q trình phanh.
j:

là hệ số tính đến ảnh hƣởng của các trọng khối quay của ô tô.

Từ biểu thức (1.2) nhận thấy rằng quãng đƣờng phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào
vận tốc chuyển động của ô tô lúc bắt đầu đạp phanh v1 (theo hàm bậc hai), phụ thuộc
vào hệ số bám và hệ số tính đến ảnh hƣởng của các trọng khối quay của ô tô j .
Để giảm quãng đƣờng phanh cần giảm hệ số

cho nên quãng đƣờng phanh sẽ

j,

giảm khi cắt ly hợp rồi mới phanh. Từ công thức (1.2) thấy rằng vận tốc bắt đầu
phanh càng cao thì quãng đƣờng phanh càng lớn vì quãng đƣờng phanh phụ thuộc
vào bình phƣơng vận tốc v1.
4


download by :


Gia tốc chậm dần khi phanh (J

p

):

Gia tốc chậm dần khi phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh
giá chất lƣợng phanh ô tô.
Biểu thức xác định gia tốc chậm dần cực đại khi phanh là:

Trong đó:
Jp max: là gia tốc chậm dần cực đại.
i:

s

là h

ệ

ố tính đế

khi phanh.
: là hệ số bám giữa lốp và mặt đƣờng.
g : là gia tốc trọng trƣờng.
Để xác định gia tốc chậm dần khi phanh, các thơng số đo ít hơn và cần những
dụng cụ đo đơn giản hơn. Từ công thức (1.3) ta nhận thấy Jpmax phụ thuộc vào hệ
số bám giữa lốp và mặt đƣờng. Vì vậy nếu biết hệ số bám thì có thể tính đƣợc gia
tốc chậm dần khi phanh.
Thời gian phanh ( tp ):
Thời gian phanh đƣợc xác định theo biểu thức sau:

t
pmin

Khi phanh ô tơ đến lúc dùng hẳn thì v2 = 0.
Ta có:

t
p min

Đánh giá chất lƣợng phanh ô tô bằng cách xác định thơng số về thời gian phanh
gặp nhiều khó khăn và phức tạp. Vì liên quan đến xác định vận tốc của ơ tơ lúc bắt đầu
đạp phanh đƣợc chính xác rất khó khăn, cũng cần phải có đƣờng để thử và khi thử trên

5


download by :


đƣờng gây mất an tồn, q trình lắp đặt phức tạp mất rất nhiều thời gian nên hiện
nay rất ít sử dụng.
Lực phanh riêng ( p):
Lực phanh riêng là lực phanh tính trên một đơn vị trọng lƣợng của ơ tơ, cơng
p

thức tính :
Pp
G

p=

Lực phanh riêng cực đại sẽ ứng với khi lực phanh cực đại:
pmax

=

Lực phanh riêng cũng là chỉ tiêu để đánh giá chất lƣợng phanh ô tô và chỉ tiêu
này đƣợc dùng thuận lợi nhất khi thử phanh trên bệ.

1.2.2. Tính ổn định hƣớng ơ tơ khi phanh
Trong q trình phanh thì trục dọc của ơ tơ có thể bị xoay đi một góc nào đó
so với quỹ đạo chuyển động trƣớc khi phanh. Nguyên nhân là do tổng các lực
phanh sinh ra ở các bánh xe bên phải khác với tổng lực phanh sinh ra ở các
bánh xe bên trái và tạo thành mô men quay vòng Mq quanh trục thẳng đứng Z đi
qua trọng tâm A của ơ tơ (hình 1.2).
Ổn định hƣớng khi phanh là chỉ tiêu đánh giá khả năng ô tô bị lệch quỹ đạo
chuyển động cuối quá trình phanh so với quỹ đạo trƣớc khi phanh.
Các thành phần lực bên phải: là Pph1 của trục trƣớc và Pph2 của trục sau. Cịn ở các

bánh xe bên trái: có Ptr1 của trục trƣớc và Ptr2 của trục sau.
Tổng các lực phanh ở các bánh xe bên phải là:
Pph = Pph1 + Pph2
Tổng các lực phanh ở các bánh xe bên trái là:
Ptr = Ptr1 + Ptr2

6

download by :


y
B

Hình 1.2. Sơ đồ lực tác dụng lên ơ tơ khi phanh
Trong trƣờng hợp tổng lực phanh bên phải Pph
Ptr , thì ơ tơ sẽ quay theo chiều mũi tên nhƣ trên hình vẽ quanh trọng tâm của ơ tơ.
Mơ men quay vòng Mq đƣợc xác định theo biểu thức:
B B B Mq = Pph. 2 - Ptr. 2
= (Pph - Ptr ).2

(1.7)

Do sự ma sát giữa bánh xe và mặt đƣờng cho nên khi xuất hiện mơ men quay
vịng Mq thì ở các bánh xe của trục trƣớc sẽ có phản lực Ry1 tác dụng từ mặt đƣờng
theo phƣơng ngang và các bánh xe ở trục sau sẽ có phản lực Ry2 tác dụng.
Phƣơng trình chuyển động của ơ tơ đối với trọng tâm của xe có thể viết nhƣ sau:

Iz

Mq Ry1a Ry 2b

Các lực Ry1 và Ry2 nhỏ hơn nhiều so với Mq, để đơn giản cho tính tốn có thể
bỏ qua thành phần của hai lực này.
Cơng thức tính góc lệch đƣợc viết nhƣ sau:

7


download by :


Từ biểu thức (1.7) cho thấy góc lệch tỉ lệ thuận với mơ men quay thân xe
Mq , với bình phƣơng thời gian t và tỷ lệ nghịch với mô men qn tính Iz của ơ tơ
quanh trục Z đi qua trọng tâm A của nó.
Theo tiêu chuẩn 22-TCN-224-2001 của Bộ GTVT Việt Nam năm 2001 quy
định góc lệch tối đa cho phép

max

0

≤ 8 so với phƣơng chuyển động ban đầu và khơng

lệch khỏi hành lang phanh 3,5 m (hình 1.2) .

Hình 1.3. Sơ đồ hành lang phanh ơ tơ
Với các hệ thống phanh truyền thống, do lực truyền tới các bánh xe là nhƣ
nhau vì vậy mà khả năng đảm bảo hiệu quả phanh và ổn định phanh thƣờng không
đạt đƣợc khi phanh gấp trên đƣờng trơn, trƣợt dẫn đến hiện tƣợng bó cứng bánh xe
và trƣợt lết.
1.3. Biện pháp tạo hiệu quả phanh cao nhất
Theo [1] muốn đảm bảo phanh có hiệu quả nhất thì lực phanh sinh ra ở các
bánh xe trƣớc Pp1 và ở các bánh xe sau Pp2 phải tuân theo biểu thức (1.9)
P

P1
P
P2
8

download by :


Nếu coi bán kính bánh xe trƣớc rb1 và bán kính bánh xe sau r b2 bằng nhau trong
q trình phanh, ta có thể viết quan hệ giữa mơ men phanh ở bánh trƣớc và bánh sau

nhƣ sau:
M
p2

M

p1

Kết hợp biểu thức (1.9) và (1.10) ta có quan hệ sau:

M
M

p2
p1

Trong đó:
Mp1: mô men phanh cần sinh ra ở bánh xe trƣớc.
Mp2: mô men phanh cần sinh ra ở bánh xe sau.
Nhƣ vậy muốn đảm bảo hiệu quả phanh tốt nhất thì mô men phanh sinh ra
ở các bánh xe cầu sau và mô men phanh sinh ra các bánh xe cầu trƣớc phải
tuân theo biểu thức (1.11)
Từ biểu thức (1.9) ta thấy trong điều kiện sử dụng của ơ tơ thì trọng tâm
luôn thay đổi do chất tải khác nhau và hệ số bám luôn thay đổi trên các loại mặt
đƣờng khác nhau, do vậy tỉ số lực phanh Pp1 và Pp2 luôn thay đổi theo. Để thỏa
mãn biểu thức (1.9) phải thay đổi mô men sinh ra ở cơ cấu phanh trƣớc và phanh
sau bằng cách thay đổi áp suất tới bầu phanh. Đối với các xe truyền thống để giải
quyết vấn đề trên thì lắp thêm bộ điều hịa lực phanh.

9

download by :