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

vii
MC LC
Lý lch khoa hc ii
Liăcamăđoan iii
Li cmăn iv
Tóm tt v
Abstract vi
Mc lc vii
Danh sách các hình và biuăđ ix
Danh sách các bng s xi
ChngăI: TNG QUAN 1
1.1Tng quan chung về tính năđnh khi phanh 1
1.2Tình hình nghiên cuătrongăvƠăngoƠiănước 2
1.2.1Tìnhăhìnhănghiênăcuătrongănước 2
1.2.2TìnhăhìnhănghiênăcuăngoƠiănước 2
1.3Mcăđíchăcaăđề tài 3
1.4Nhim v và giới hn caăđề tài 4
1.5Phưngăphápănghiênăcu 4
ChngăII: CăS LÝ THUYT V S NăĐNH KHI PHANH 8
2.1ăĐng lực học tng quát ca ô tô khi phanh 8
2.1.1. Sự lĕnăca bánh xe và các loi bán kính bánh xe 8
2.1.2. Các quan h đng họcăvƠăđng lực học ca bánh xe khi phanh 8
2.1.3. Mi quan h giữa các thông s đng học và lực phanh 14
2.2. Lý thuyết quá trình phanh ô tô. 17
2.2.1Lực phanh sinh ra  bánh xe 17
2.2.2LựcăphanhăôătôăvƠăđiều kinăđm bo phanh tiăưu 18
viii
2.2.3Các ch tiêuăđánhăgiáăchấtălưng phanh 19
2.3. Tính toán h thng phanh ca xe khách THACO MOBIHOME HB120SLD. 21
2.3.1. Xácăđnh các thông s ca xe khi phanh 21
2.3.2. Xây dựng quy luậtăthayăđi ca các thông s khi phanh có ABS. 32

ChngăIII: ĐIU KIN AN TOÀN VÀ TÍNH NăĐNH KHI PHANH 39
3.1Sự hãm cng bánh xe 39
3.2Thi gian gim tc khi phanh 40
3.3Tcăđ giới hnăkhiăphanhăkhôngăđ xy ra hãm cng bánh xe 43
3.4năđnh chuynăđng khi phanh 45
3.4.1 nhăhưng ca sự chênh lch lực phanh giữa các bánh xe 45
3.4.2nhăhưng ca lựcăliătơmătrongătrưng hp xe quay vòng khi phanh 50
3.4.3nhăhưng ca chiều cao trọng tâm xe khi phanh 51
Chngă IV: TÍNH TOÁN S Nă ĐNH KHI PHANH CA XE KHÁCH
THACO MOBIHOME HB120SLD 53
4.1Xây dựng mô hình toán học 53
4.1.1 Mô hình phẳng tng quát 53
4.1.2 Mô hình tính toán 58
4.2Xây dựngăchưngătrìnhătínhătoán 60
4.2.1 Gii h phưngătrìnhăviăphơnăchuynăđng ca ôtô 60
4.2.2 Các thông s đầu vào 63
4.3Kết qu kho sát 63
ChngăVăKT LUN 66
5.1 Nhận xét về đề tài 66
5.2 Khuyến ngh 67
TÀI LIU THAM KHO 68
ix
DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ BIUăĐ
Hìnhă2.1:ăSăđ lực tác dngălênăbánhăxeăkhiăcóătrưtălĕn 8
Hìnhă2.2:ăSăđ lực tác dngălênăbánhăxeăkhiătrưt lết 9
Hìnhă2.3:ăSăđ lực tác dng lên bánh xe khi phanh 10
Hìnhă2.4:ăSăđ sự lchăhướng caăbánhăxeăkhiălĕn 11
Hìnhă2.5:ăĐ th sự ph thuc caăbánăkínhălĕnăvƠoămôămenăxoắn M
k
14

Hìnhă2.6:ăĐ th mi quan h giữa h s bámăvƠăđ trưt 15
Hìnhă2.7:ăSăđ lực và mô men tác dng lên bánh xe khi phanh 17
Hìnhă2.8:ăSăđ lực tác dng lên ô tô khi phanh 18
Hìnhă2.9:ăSăđ tính toán tọaăđ trọng tâm ca ô tô 22
Hìnhă2.10:ăSăđ tính toán năđnh dọc khi xe lên dc 25
Hìnhă2.11:ăSăđ tính toán năđnh dọc khi xe xung dc 26
Hìnhă2.12:ăSăđ tính toán năđnh ngang 27
Hìnhă 2.13:ă Đ th quan h momen phanh ca xe THACO MOBILEHOME
HB120SLD. 31
Hình 2.14: Các lực và momen tác dng lên bánh xe khi phanh 32
Hình 2.15: Sự thayăđi h s bám dọcăφ
x
và h s bámăngangăφ
y
theoăđ trưtătưngă
điăŁăăca bánh xe. 34
Hình 2.16: Chu kỳ thayăđi momen phanh  cầuătrước khi có ABS. 36
Hình 2.17: Chu kỳ thayăđi momen phanh  cầu sau khi có ABS. 38
Hìnhă3.1:ăSăđ lực tác dng khi bánh xe b hãm cng 39
Hìnhă3.2:ăSăđ các lực tác dng khi phanh 46
Hìnhă3.3:ăSăđ lực tác dng lên xe khi có lực ngang tác dng và bánh sau b hãm
trước 48
Hìnhă3.4:ăSăđ lực tác dng lên xe khi có lực ngang tác dngăvƠăbánhătrước b hãm
trước 49
x
Hìnhă3.5:ăSăđ lực tác dng lên xe khi quay vòng 50
Hìnhă3.6:ăSăđ lực tác dngălênăxeăkhiăphanhătrênăđưng nghiêng ngang 51
Hình 4.1: Quan h đng học ca ô tô trong mô hình phẳng 53
Hìnhă4.2:ăXácăđnh v trí trọng tâm ô tô ti mt thiăđim nhấtăđnh 56
Hìnhă4.3:ăSăđ xácăđnh gia tc trọng tâm ô tô 56

Hìnhă4.4:ăSăđ lực tng quát 57
Hìnhă4.5:ăăSăđ lực tác dng lên ô tô khi phanh 59
Hìnhă4.6:ăXácăđnh tọaăđ trọng tâm 62
Hìnhă4.7:ăĐ th kết qu kho sát quá trình phanh 64
Hìnhă4.8:ăĐ th kết qu kho sát quá trình phanh 65










xi
DANH SÁCH CÁC BNG S
Bngă1.1:ăCácăthôngăsăcăbnăcaăxe 5
Bng 2.1: Quan h giữa h s bám dọcăφ
x
vƠăđ trưtăŁ. 34
Bng 2.2: Quan h giữa mô men bám M
φ
vƠăđ trưtăŁ. 35
Bng 2.3 : Quan h giữaămôămenăphanhătrước M
p1
vớiăđ trưt Ł  giaiăđonătĕngăápă
suất: 35
Bng 2.4: Quan h giữaămôămenăphanhătrước M
p1

vớiăđ trưtăŁă giaiăđon gim áp
suất: 35
Bng 2.5: Quan h giữaămôămenăphanhătrước M
p1
vớiăđ trưtăŁă giaiăđon giữ áp
suất: 35
Bng 2.6: Quan h giữa mô men phanh ca miăcăcấuăphanhătrước M
p1
vớiăđ trưtăŁă
 giaiăđonătĕngăápăsuất tiếp theo: 36
Bng 2.7: Quan h giữa mô men phanh sau M
p2
vớiăđ trưtăŁă giaiăđonătĕngăápă
suất. 37
Bng 2.8: Quan h giữa mô men phanh sau M
p2
vớiăđ trưtăŁă giaiăđon gim áp
suất. 37
Bng 2.9: Quan h giữa mô men phanh sau M
p2
vớiăđ trưtăŁă giaiăđon giữ áp suất.
37
Bng 2.10: Quan h giữa mô men phanh ca miăcăcấu phanh sau M
p2
vớiăđ trưtăŁă
 giaiăđonătĕngăápăsuất tiếp theo. 37
Bng 3.1: Thi gian phanh có hiu qu 42

1
Chng I

TNG QUAN

1.1 Tng quan chung v tính năđnh khi phanh
Xuăhướng phát trin caăxeăôătôălƠăngƠyăcƠngănơngăcaoătínhănĕngăđng lực học
nhưătĕngătc nhanh, vận tc chuynăđng cao, ti trọng vận chuyn lớn, chyăđưc trên
nhiềuăđa hình phc tp ăNhưăvậyăđ đápăngăđưc kh nĕngăđng lực học cao đó thì
vấnăđề về an toàn ch đng caăxeăđưcăđặt ra nhằm mcăđíchăboăđm an toàn cho
conă ngưi,ă hƠngă hóaă vƠă phưngă tin.ă Doă đóă khuynhă hướng về nghiên cu nă đnh
chuynăđng caăxeăôătôăkhiăphanhălƠăxuăhướng tất yếu trong sự phát trin ngành công
nghip ô tô.
Sự mất năđnh khi phanh là trngătháiămƠăôătôăkhôngăđiều khinăđưc, hay quỹ
đo chuynăđng ca xe không theo ý mun caăngưi lái. Nguyên nhân chính ca vấn
đề này là do sự chênh lch lực phanh giữa các bánh ca xe to ra mô men quay làm
cho xe b xoay. Sự chênh lch lực phanh này có th đưc to ra do trng thái kỹ thuật
ca h thng phanh có vấnăđề (hưăhng trong h thng phanh), hoặc do kh nĕngătiếp
nhận ca mặtăđưng  hai bên bánh xe khi phanh hãm cng (giới hn bám khi phanh).
Ngay c khi không có sự chênh lch lực phanh giữaă2ăbênănhưngăcácăbánhăxeăphanhăb
hãm cng và có lực ngang tác dng sẽ dẫn tới mất năđnhăhướng chuynăđng ca ô
tôăkhiăphanh.ăĐơyălƠăcăs lý luậnăđ các ô tô ngày nay trang b h thng chng hãm
cng bánh xe ABS (Antilock Brake System).
Nghiên cu tính năđnh khi phanh ô tô giúpăchoăngưi thiết kế chế toăđnh
hướng trong sn xuất, có đưc nhận thcăcăbnăhnăđ ci to và từăcăsăcăbnămƠă
phơnătíchăđềăxuấtăkhắcăphcăciătiếnăphùăhp. Giúpăchoăngưi cán b qun lý, cán b
kỹ thuật trong vic qun lý có th khai thác tiăđaănĕngălực hotăđng ca ô tô trong
điều kin làm vic c th.ăGiúpăchoăngưi sử dng có sự am hiu nhấtăđnhăđ vận
hƠnhăôătô.ăVƠăđiăngũăcôngănhơn,ăcánăb kỹ thuật kp thi nhanh chóng phát hin, tìm
ra nhữngă hưă hng cc b, nguyên nhân caă hưă hng và bin pháp khắc phc, bo
dưỡng, sửa chữa nhữngăhưăhng ca h thng phanh ô tô.
2
1.2 Tình hình nghiên cuătrongăvƠăngoƠiănc

1.2.1 Tìnhăhìnhănghiênăcuătrongănc
Nghiên

cu

đng

lc

hc

phanh

và

n

đnh

phanh



xe

nhiu

cầu
ca kỹ
sư Hoàng Ngọc Chính. Đề tài đã gii quyết mt s vấn đề sau:

- Phân b ti trọng trên xe nhiều cầu.
- n đnh phanh trên xe nhiều cầu.
- Áp dng tính toán trên xe ti 3 cầu nhãn hiu HINO FM1 JNUA- RGV.
Đề tƠiă“Nghiên cu vấnăđ năđnh ca h thng phanh chng hãm cng
ABSẰ ca học viên NguynăHưngăKhóaă2010-2012ăđưc thực hinăđề cậpăđến mt s
vấnăđề sau:
-Phân tích đng lực học phanh ABS bằng thuật toán ABS đn gin.
-Phân tích quá trình điều chnh lực phanh ABS
Vận dng các yếu nh hưng đến sự n đnh ca ô tô khi phanh đ đánh giá
sự n đnh phanh  các loi ABS
1.2.2 TìnhăhìnhănghiênăcuăngoƠiănc
High Speed Braking Stability caătácăgiăBjornăAndersonăPatricăGillbergănĕmă
2013.ăTácăgiăthựcăhinămtăsăvấnăđềăsau:
- Phơnătíchăđngălựcăhọcăquáătrìnhăphanhăcaăxeăđua vƠăcácăyếuătănhăhưngă
đếnănăđnhăchuynăđngăcaăxeăkhiăphanh.
- Xơyădựngăcôngăthcătínhătoánăchoămôăhìnhăxeăbnăbánhăcăbn.
- ViếtăchưngătrìnhătínhătoánăvƠămôăphngăbằngăđăthăquỹăđoăchuynăđngă
caăxeăvƠăcácăthôngăsăvềătínhănăđnhăcaăxeăkhiăphanhăbằngăphầnămềmă
Matlab 2012
- PhơnătíchăkếtăquămôăphngăvƠăđềăxuấtăgiiăphápănơngăcaoătínhănăđnhăkhiă
phanhăcaăxeăHigh Speed

3
Vehicle Stablity and Dinamics Electronic Stability Control Final Reportlà
báo cáo ca nhóm nghiên cu gm nhiều tác gi thuc trung tâm nghiên cu National
Transportation from the U.S. Department of Transportation Research and Innovative
Technology Administration. Ni dung ca báo cáo khoa học này gm:
- Mô phng h thng năđnhăđin tử ESC (Electronic Stability Control) trên
xe đầuăkéoăvƠăđoƠnăxeăbằng phần mềm Labview.
- Chế to thiết b thu thập tín hiu và xử lý tín hiuăđoăđcăđưc trên xe thực

bằng phần mềm Labview và Card NI.
- Báo cáo kết qu và phân tích s liu.

1.3 Mcăđíchăcaăđ tài
Tính năđnh khi phanh ca ô tô ph thuc vào kh nĕngătiếp nhận phn lực tiếp
tuyến giữa bánh xe và mặtăđưng. Kh nĕngătiếp nhận phn lực tiếp tuyến ca mặt
đưng li ph thuc vào h s bám ca mặtăđưng và trọngălưng phân b lên mi
bánh xe.
Đ đánhăgiáătínhănăđnh khi phanh ca dòng xe khách giưng nằm hai tầng ta cần
phiăđánhăgiáăhaiămc tiêu chính sau:
- Điều kinăđm boăanătoƠnăkhiăphanh:ăđưcăđánhăgiáădựaătrênăcăs sự hãm
cng ca bánh xe và thi gian gim tc khi phanh
- Vấnăđề năđnh chuynăđng khi phanh: Tính năđnh ca ô tô khi phanh ph
thuc vào sự chênh lch lực phanh giữa các bánh xe, các thành phần lực ngang
tác dng lên xe khi phanh và chiều cao trọng tâm ca xe
Doăđóădựaătrênăcăs lý thuyết về trưtăvƠăbámăvƠăcăs lý thuyết về tính toán quá
trìnhăphanhăxeăđ nghiên cu và tính toán về sự năđnh chuynăđng khi phanh ca xe
khách giưng nằm hai tầng. Từ đóăđề xuất các gii pháp nâng cao tính năđnh ca xe
khiăphanhătrongăđiều kin c th ca khu vực xe hotăđng. ĐơyălƠămc đíchănghiênă
cu caăđề tài.


4

1.4 Nhim v và gii hn caăđ tài
Vớiăđề tài: ''ăNghiênăcuătínhănăđnhăkhiăphanhăđiăvớiăloiăxeăkhách giưngănằm'',
tácăgiăsẽătínhătoánăcácăchătiêuăvềăhiuăqaăphanhăvƠăanătoƠnăkhiăphanhătrongăđiềuăkină
đưng vƠăcácătiêuăchuẩnăcaăVităNam.ăQuaăđóăsẽăđánhăgiáăliăsựăanătoƠnăkhiăphanhăvƠă
tínhă nă đnhă khiă phanhă vƠă đềă xuấtă cácă giiă phápă ană toƠnă khiă phanh,ă toă că să choă
nhữngăciătiếnătrongăhăthngăphanhăvƠănhữngăkhuyếnăcáoăvềăanătoƠnăkhiăvậnăhƠnhăxeă

trongănhữngăđiềuăkinăcăth.
VìăthiăgianănghiênăcuăcóăhnăvƠăkhôngăcóăđiềuăkinăđăthựcănghimănênăvică
đánhăgiáătínhănăđnhăkhiăphanhăchăđưcătínhătoánădựaătrênăcácăthôngăsăkỹăthuậtăcaă
xeăvƠăcácăthôngăsăvềăđiềuăkin vậnăhƠnhăchungăcaăVităNam.ăăđơyătaăkhông tính
đếnănhăhưngăcaăhăthngătreoăđếnătínhănăđnhăkhiăphanh
1.5 Phngăphápănghiênăcu
Phưngăphápănghiênăcu mà tác gi dùng  đơyălƠătínhătoánăli các giá tr đánhăgiáă
quá trình phanh và sự năđnh khi phanh ca xe khách giưng nằm hai tầng dựa vào
các s liuăbanăđầu caăxeă…ăvƠăcácăs liu do nhà chế to cung cấp kết hp vớiăđoă
đc, tính toán. Vic tính toán các thông s nhăhưngăđến sự năđnhăkhiăphanhăđưc
thực hin bằng phần mềm δabviewă2009.ăChưngătrìnhătínhătoánăsẽ đưc th hin gm
3 phần: Các thông s đầu vào (có th thayăđiătheoăđiều kin c th); Các thông s đầu
raăđưc biu th bằngăđ th và giá tr c th tưngăng vớiăcácăđiều kinăđầu vào; Các
hƠmădùngăđ tính toán vƠăchưngătrìnhătínhătoán.ăTừ kết qu đóăsẽ phân tích và suy
luậnătheoăhướng lý thuyết năđnhăkhiăphanhăđ đề xuất các gii pháp và các khuyến
cáo về an toàn khi phanh.
5
Tngăthăvăôtôăkhách THACO MOBIHOMEHB120SLD.


Bngă1.1: Cácăthôngăsăcăbnăcaăxe
THÔNGăS
KÝ
HIU
GIỄăTR
ĐNăV
Kíchăthước

Tngăthăxe(DƠixRngxCao)ă

11950 x 2500 x 3800
[mm ]
ChiềuădƠiăcăs
L
6000
[mm]
Vếtăbánhătrước
Vt
2020
[mm]
Vếtăbánhăsauăăăăăăăăăăăăă
Vs
1860
[mm]
Khongăsángăgầmăxeă
Hs
230
[mm]
3700
1860
2200
2500
2020
3800
230
3580
1205 960 1455 1311 1240 1115 1430 457
3400 6000

11950
800
3800
2500
295
880
6
ChiềuădƠiăđuôiăxeăăăăăăă

3400
[mm]
ChiềuădƠiăđầuăxeăăăăăăăăă

2550
[mm]
Gócăthoátătrướcă/ăsau
αt/αs
12,5 / 12
[đ]
Trọngălưng



Trọngălưngăbnăthân
Go
12800
[kG]
Phơnăbăcầuătrước/sauăă
Go1/Go2
5060 / 7740

[kG]
TrọngălưngătoƠnăbăăăăăăăăăăăăă
Ga
15700
[kG]
Phơnăbăcầuătrước/sauăă
Ga1/Ga2
5700 / 10000
[kG]
Săngưiăchoăphépăch

42

Đngăc



Kiu

MD9M-Diesel common rail

δoi

6 xy lanh, turbo intercooler

Đưngăkínhăxiălanhăăăă

125
[mm]
Hành trình pít tông

125
[mm]
Dung tích xy lanh

9203
[cm3]
Thătựăthìăn

1-4-2-6-3-5

Tỷăsănén

16,5 : 1

Côngăsuấtămaxăăăă

257 / 2200
[Kw/v/ph]
Mô men max

1400 / 1400
[N.m/v/ph]
Hpăs

MTS 61 H

Hăthngăs

2 4 6

R 1 3 5

Tăsătruyền

I: 6,341 / II: 4,227 /
III:2,434 / IV: 1,503 / V:

7
1,00 / VI: 0,684 / R: 6,205
Hăthngăphanh



Kiuădẫnăđng

Khí nén 2 dòng, có ABS

Cầuătrước
Đưngă kínhă trngă
phanh
Dt
400 x150
[mm]
Má phanh 1 dài x
rngăxădầy

420x140x15-2ămiếng
[mm]
Má phanh 2 dài x
rngăxădầy

420x140x15-2ămiếng
[mm]
Cầuăsau
Đưngă kínhă trngă
phanh
Dt
410x224
[mm]
Má phanh 1 dài x
rngăxădầy

420x160x15-2ămiếng
[mm]
Má phanh 2 dài x
rngăxădầy

420x160x15-2ămiếng
[mm]
δpăxe



Cỡălpătrước/sau

12 R 22,5-16

Ễpăsuấtălpăăăăăăăăăăăă

8,4 / 8,1 (sau)

[kG/cm2]
Đặcătính



Khănĕngăleoădcăăăăăăă

36
(%)
Bán kính quay vòng

11,7
(≤ăm)
Suấtătiêuăhaoănhiênăliu

23 [lít] /100 [km]

Tcăđătiăđaăăăăăăăăăăă

126
[km/h]
Dungătíchăthùngănhiênăliuăăăăăă

270
[lít]

8
ChngăII
CăS LÝ THUYT V S NăĐNH KHI PHANH

2.1 Đng lc hc tng quát ca ô tô khi phanh
2.1.1 S lĕnăca bánh xe và các loi bán kính bánh xe
a) Khái niệm về sự trượt của bánh xe và bán kính lăn r
l

Khiăbánhăxeălĕnătrênăđưngădưới tác dng ca lực kéo F
k
hay lực phanh F
p
thì sẽ xy ra
sự trưt.
Bánăkínhălĕnăr
l
đưcăxácăđnh bằng quan h giữa tcăđ góc 
k
và tcăđ thực tế V ca
xe: 

=


k
(2.1)
b) Bán kính tính toán r:
Đưc thng nhất lựa chọnălƠăbánăkínhălĕnăca bánh xe b đngămƠătrênăđóăkhôngăcóăbất
kỳ mt mô men kéo hay mô men phanh nào r = r
l0

Khi phanh xy ra hinătưngătrưt lết thì r < r
l

vƠăkhiătrưt lết hoàn toàn r
l
=
Khi kéo xy ra hinătưngătrưt quay thì r >r
l
vƠăkhiătrưt lết hoàn toàn r
l
=0
2.1.2. Các quan h đng hcăvƠăđng lc hc ca bánh xe khi phanh
a) Khái niệm về tốc độ trượt và độ trượt
Khiăbánhăxeălĕnătrênăđưng, dưới tác dng ca lực kéo F
k
hay lực phanh F
p
thì sẽ xy
ra hinătưngătrưt quay hoặcătrưt lết.
 Khiălĕnăcóătrưtălĕn







Hình 2.1: Sơ đồ lực tác dụng lên bánh xe khi có trượt lăn
X
V

V
V

0
r
r
l
P
ω
k
9
ĐơyălƠătrưng hp caăbánhăxeăkéo.ăKhiăđó,ătcăđ thực tế ca tâm bánh xe V
nh hnătcăđ lý thuyết V
0
=ω
k
.r . Do vậy tâm quay tc thi P nằm  bên trong
vòng bánh xe và r
l
< r . Trong vùng tiếp xúc ca bánh xe với mặtăđưng sẽ xuất
hin mt vận tcătrưt V
Ł
ngưc hướng với trc X
Vă=ăr.ω
k
- V
Ł
= r
l
.ω
k
(2.2)
Do đó: V

Ł
= V – V
0
< 0
Đ k tới nhăhưng ca sự trưt khi kéo, ta có khái nimăđ trưt khi kéo, ký
hiuălƠăŁ
k
:


= 



0
= 1 



=

0


0
(2.3)
 trngătháiătrưtălĕnăhoƠnătoƠnăthìătaăcóăcácăquanăh:
Vă=ă0ăăă;ăăăăω
k
> 0

r
l
= 0
V
Ł
= -r.ω
k
= -V
0

Ł
k
= 1

 Khiălĕnăcóătrưt lết








Hình 2έ2: Sơ đồ lực tác dụng lên bánh xe khi trượt lết
ĐơyălƠătrưng hp caăbánhăxeăđangăđưcăphanh.ăTrongătrưng hp này, tcăđ
thực tế V lớnăhnătcăđ lý thuyết V
0
. Tâm quay tc thi P nằm bên ngoài bánh
xe và r
l

> r. Ti vùng tiếp xúc giữa bánh xe và mặtăđưngăcũngăxuất hin tcăđ
trưt V
Ł
nhưngăhướngătheoăhướngădưngăca trcăX.ăTưngătự taăcũngăcóăkháiă
nim về đ trưt khi phanh:
Vă=ăr.ω
k
+ V
Ł
= r
l
.ω
k

V
Ł
= V – r.ω
k
= V-V
o
> 0
X
V

V
V
0
r
r
l

P
ω
k
10


= 



=



1 < 0
 trngătháiătrưt lết hoàn toàn thì ta có các quan h sau:
V
Ł
=ăVăăă;ăăăω
k
= 0
r
l

Ł
p
= -1

b) Các quan hệ về lực khi bánh xe phanh

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

F
p
Z

M
p
V

r
ω
k
F
f
F
p
F

F
f
F
p
Z

M
p
r
ω
k
F
f

F


F
ξ

Z

M
p
r
ω
k

F

F
ξ
X

M
f
11

Khi phanh,ăcăcấu phanh sẽ to ra mt mô men phanh M
p
ngưc chiều quay với
ω
k
và cân bằng với nó là mt cặp lực F
p
. Mtăđặt tiăđim tiếp xúc giữa bánh xe
và mặtăđưng (gọi là lực phanh) và mtăđặt ti tâm bánh xe. Từ trng thái chu

lực caăbánhăxeăphanhănhưăhìnhătrên,ătaăcóăcácăquanăh về lựcănhưăsau:
Ti trọng thẳngăđng F
ł
= Z (Phn lực thẳngăđng)
Lực phanh: F
p
= M
p
/r
Lực kéo tng cng tác dng lên khung xe
F
ξ
= F
p
+ F
f
= X
Nhưăvậyătrongătrưng hp này lựcăđẩy lên khung F
ξ
bằng tng ca lực phanh và lực
cnălĕn,ănóăcơnăbằng với phn lực tiếp tuyến ca bánh xe với mặtăđưng khi phanh.
c)Sự trượt và sự lăn lệch của bánh xe khi phanh
Trong quá trình phanh xe sẽ xuất hin sự trưtătheoăhướng chuynăđng và sự
trưt bên.

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

X

V
R


V
R
cos

V-V
R
cos

V
R
sin

12
Hướng X – lƠă hướng chuynă đng tc thi ca tiếpă đim bánh xe với mặt
đưng. Lựcăphanhătácăđngăngưc li vớiăhướng chuynăđng ca bánh xe.
Hướng Y - vuông góc vớiăhướng X. Lực tác dngătheoăhướng Y gọi là lực bên
Góc là góc lchăhướng ca bánh xe
Từ săđ ta có:
Tcăđ tưngăđiătheoăhướng chuynăđng ca bánh xe:


= 

 (2.4)
Đ trưtătưngăđi caăbánhăxeăkhiăphanhătheoăhướng chuynăđng ca bánh xe:


,
=



=





Đ trưt tuytăđi khi phanh


=



= 1 




Suy ra: 
,
= 1 

1 



Tcăđ lch bên


= 


Đ trưt bên

,
=



=




=

1 


Đ trưt tng : 

=




2
+
2
2

..

(2.5)
Trongăđó: 

= . 
: là tcăđ góc ca bánh xe; r: là bán kính bánh xe

13
d) Tương quan độ trượt khi phanh và độ trượt bên
Sự trưt ca bánh xe khi phanh là yếu t quan trọngă khiă tínhă toánă đặc tính
chuynăđng ca bánh xe. Ngoài ra, khi phanh xe còn xuất hin sự trưt bên do lực
bên P
y
. Các lực tác dng lên bánh xe luôn luôn ngưc chiều với sự trưt và ph thuc
vƠoăđ lớn ca sự trưt.
Nhưăvậy, giữa h s bámătheoă hướng chuynăđng (
x
) và h s bám ngang
(
Y
)ăcũngăsẽ có quan h nhưăsau:





=




=





Qua biếnăđi ta có:
H s bám tng hp (
rsl
) theoăhướng chuynăđng là:


=



2
+ 

2
= 

.


1 +






2

H s bám tng hpătheoăhướng ngang:


= 

.

1 +






2

Suy ra:


=










=











14
2.1.3. Mi quan h gia các thông s đng hc và lc phanh
a) Sự phụ thuộc giữa bán kính lăn (r
l
) và mômen phanh (M
p
) hay lực phanh (F
p
)

Hình 2.5: Đồ thị sự phụ thuộc của bán kính lăn vào mô men xoắn M
k
Đ đnăgin thì mi quan h r
l
(M
k
)ăthưngăđưc tuyến tính hóa theo mi quan h nhưă
sau:


= 
0
+






= 
0
+







(2.6)


= .



Trongăđó:ă




1

,


(
1
) là các h s thayăđiăbánăkínhălĕn.ăGiáătr ca chúng
thayăđi trong mt phm vi khá rng, ph thuc vào các thông s nhưăti trọng Z, áp
suất lp p
v
và loi lp.
b) Sự phụ thuộc của độ trượt vào lực phanh (F
p

)
Khi phanh xe, lực phanh sinh ra  bánh xe không phi lớn tùy ý mà nó ph thuc vào
h s bám dọc φ
x
: F
pmax
=ăφ
x
.Z




O
r
l
r
l0
M
k
M
pmax
M
kmax
15
Mi quan h giữa h s bámăφ
x
vƠăđ trưtăŁăkhiăphanh đưc biu th dưới dngăđ th
thực nghimănhưăsau:

Hình 2έ6: Đồ thị mối quan hệ giữa hệ số bám và độ trượt
ĐưngăđặcătínhănƠyăđưc tính toán qua từngăđimăđoăđcăvƠăđiều chnh li ta sẽ có
phưngătrìnhăgầnăđúngănhưăsau:

x
= 
1

1 

2



3
 (2.7)
Đ có hàm s c th cầnăxácăđnh các h s đặcătrưngăC
1
, C
2
, C
3
vƠăđưc tính qua:
- H s bám cựcăđi 

x
= 
xmax
khiăđ trưt tiăưuăŁă=ăŁ
om

- H s bámăkhiăxeătrưt lết hoàn toàn : 
x
= 
xG
khiăŁă=ă1
Khi thay các tr s vƠoăphưngătrìnhătrênătaăcóăh phưngătrìnhăsau:







= 
1

1 

2




3





= 
1

1 

2


3




= 
1

2


2



3
= 0


Các h s C
1
, C
2
, C
3
có th xácăđnhăquaăphưngăphápălặp caăphưngăphápătoán học
(Kraftfahrtechnisches Tascherbuch/ Bosch, 1991)
Phưngăphápălặp lần 1:
Với các giá tr Ł
om
bé ( 0,2÷0,3) :

3


0; 

2


0;   á  

2


x


0

1


om

xmax
16
Khiăđóătaăcó:ă







= (
1
)
1


1

1


=



3

1


2

1




2

1


=


1

1


(
1
)
1





xmax1
=


1

1

1 



2

1






3

1



Nếu giá tr 
xmax1
chưaăbằng giá tr 
xmax
thì tiếp tc lặp lầnă2,ă3…ăđến khi 
xmaxn

xmax

ta sẽ có giá tr ca C
1
, C
2
,C
3
.
Phưngăphápălặp lần 2:
Vớiăphưngăphápălặp lần 2 ta có:





(
1
)
2
= (
1

)
1



1


2

2
. 



2

2


=


1

2


(
1

)
2


3

2
=


1

2





xmax1
=


1

2

1 




2

2






3

2



S lần lặp càng nhiều, các giá tr ca C
1
, C
2
,C
3
càng chính xác.

17
2.2.Lý thuyt quá trình phanh ô tô.
2.2.1 Lc phanh sinh ra  bánh xe

Hình 2έ7: Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên bánh xe khi phanh
Khiăđpăphanhăthìăcăcấu phanh to ra mô men phanh M
p
. Ti vùng tiếp xúc
giữa bánh xe với mặtăđưng xuất hin lực phanh F
p
ngưc chiều chuynăđng ca xe.
Ta có: 

=





Trongăđó:ăr
b
- là bánăkínhăđng học ca bánh xe
Khi mômen M
p
phanhătĕngăthìălực F
p
tĕng,ănhưngălực phanh b giới hn bi
điều kin bám ca mặtăđưng:




 
= 

. 
Trongăđó: Z
b
– Phn lực pháp tuyến ca mặtăđưng tác dng lên bánh xe
 – H s bám dọc giữa bánh xe với mặtăđưng
Khi phanh, ngoài mô men phanh, còn có mô men quán tính M
j
và mô men cn
lĕnăε
f
tác dngălênăbánhăxe.ăDoăđóălực hãm tng cng lên bánh xe là:


=


+





(2.8)


r

b
18
2.2.2 LcăphanhăôătôăvƠăđiu kinăđm bo phanh tiău
a) Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh


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

Các lực tác dng lên xe khi phanh gm có:
Trọng lựcăGăđiăquaătrọng tâm ca xe
Lực quán tính F
j
điăquaătrọng tâm và có chiều cùng chiều chuynăđng ca xe
Lực cn gió F
w

Lực cnălĕnăF
f1
, F
f1

Lực vòng ca bánh xe khi phanh F
p

Phn lực mặtăđưng Z
1
, Z
2
Đ đm bo an toàn khi phanh thì F
p

 F
pmax
= Z
p
.




19
b) Tính phản lực mặt đường Z
p
khi phanh
Áp dngăphưngătrìnhăcơnăbằng mô men ta có


0
= 
1
. + 







+ 
1
+ 

2


. 


2
. = 0

1
. + 







+ . . 



. 


2
. = 0
Trongătrưng hp phanh bánh xe c hai cầuătrước và sau và lựcăphanhăđt giá tr
lớn nhất F
pmax

, khi tính gầnăđúngăcoiă0; 

0 ta có:


1
. 

. 


2
. = 0

1
+ 
2
= 
Suy ra:


1
=
.(+.

)


2
=

.(.

)


(2.9)
Tỷ s phân b lực phanh lớn nhất ca bánh xe cầuătrước và cầu sau:

1

2
=

1
. 

2
. 
=
+ . 

. 


Nhưăvậy, munăphanhăđt hiu qu cao nhất thì trong quá trình phanh, quan h
lực phanh giữa các bánh xe cầuătrước và cầu sau phi tha mãn biu thc trên.
Nhưngătrongăthực tế, tọaăđ trọng tâm caăôătôăluônăthayăđi do chất ti khác
nhau và h s bám  cũngăthayăđi do ô tô chy trên các loiăđưng khác nhau,
doăđóăt s F
p1

/F
p2
luônăthayăđi. Vì thế,ăđ tĕngăhiu qu phanh,ăngưi ta b trí
b điều hòa lực phanh hoặc b chng hãm cngăbánhăxeăkhiăphanh.ăCácăcăcấu
này sẽ tự đngăđiều chnh lực phanh  các bánh xe.
2.2.3 Các ch tiêuăđánhăgiáăchấtălng phanh
Sự đánhăgiáăchấtălưng phanh bao gm gia tc phanh; thi gian phanh và quãng
đưng phanh.
a) Gia tốc phanh j
p

Từ phưngătrìnhăcơnăbằng lực phanh ta có:


=
. 



(. + 

)
Trongăđó: F
p
– Lực phanh xe
F
p
= Z
p
. (Z

p
– Phn lực mặtăđưng khi phanh)
20
Ł – H s tínhăđến nhăhưng ca các chi tiết chuynăđng quay
caăbánhăxeăđưc quy dẫn về bánh xe ch đng.

Từ công thc trên ta suy ra:


= 


= 

. 
(

+ . + 

)
Tcăđ khi phanh bé V0 nên F
w
 0
Khiăphanhăxeătrênăđưng nằm ngang = 0, 

= 


= 



= 



+ 

(2.10)
Và khi xe dừng hẳn, f = 0 ; V
2
= 0


= 


= 



Đ tĕngăgiaătc chậm dầnăkhiăphanhăngưi lái cần phi cắt li hpăđ ngắt
truyềnăđng từ đngăcăraăđ gim h s .
b) Quãng đường phanh S
p

Ta có th biu din


dưới dng:



=


.


= .


(vì


= )
Suy ra:
=

/
= 
 . 

.



. + . + 


Quãngăđưng phanh S
p

từ bắtăđầu phanh V
1
đến cui là V
2
:


=

= 


0
 . 


. 


. + . + 


2

1

Nếu b qua lực cn không khí F
w
= 0 thì:



=
 . 
2
.

1
2

2
2


. + . 

Khi không b qua lực cn không khí F
w
thì


=
 . 
2
. 


. + . + 
1
2



. + . + 
2
2