KHOA ĐỘNG LỰC BỘ MÔN GẦM Ô TÔ GIÁO TRÌNH THAM KHẢO: HỆ THỐNG PHANH HIỆN ĐẠI TRÊN Ô TÔ TP. HCM , 03/2020 MỤC LỤC TÊN MÔN HỌC: HỆ THỐNG PHANH TRÊN ÔTÔ HIỆN ĐẠI. 5 CHƢƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG PHANH. Lực và mô men tác động lên bánh xe trong mặt phẳng dọc.
Lực phanh sinh ra ở bánh xe. Điều kiện đảm bảo sự phanh tối ưu. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của quá trình phanh. Gia tốc chậm dần khi phanh.
Thời gian phanh. Quãng đường phanh. Lực phanh và lực phanh riêng. HỆ THỐNG PHANH CHỐNG HÃM CỨNG ABS.
Ý tưởng về chức năng của ABS ( Hệ thống phanh chống bó cứng ) .2 Cấu tạo hệ thống phanh chống hãm cứng ABS .3 ECU điều khiển trượt.1 Khái quát chung .4 Bộ chấp hành của hệ thống phanh chống hãm cứng ABS .1 Khái quát chung .3 Khi phanh gấp. 33 CHƢƠNG 3 HỆ THỐNG PHANH TRC VÀ VSC .1 Khái quát về TRC ( Hệ thống điều khiển lực kéo ).2 Khái quát về VSC (hệ thống điều khiển tính ổn định xe) .3 Khái quát hệ thống TRC và VSC gồm có các bộ phận sau đây. Đồng hồ táp lô. Cảm biến góc xoay vô lăng.
Cảm biến độ lệch của xe. Bộ trợ lực phanh có chức năng nạp trước (chỉ có ở một số kiểu xe). Sơ đồ mạch điện của TRC (cho ls 400, 12/1989). Bộ chấp hành phanh TRC.
8 CHƢƠNG 4 HỆ THỐNG PHANH ĐIỀU KHIỂN BY WIRE. Đặc điểm chung hệ thống phanh điều khiển By Wire. Nguyên lý làm việc chung của hệ thống phanh By Wire. Phân loại các hệ thống điều khiển By Wire.
Hệ thống phanh EMB. Các loại cảm biến chính dùng trên xe có trang bị hệ thống phanh By Wire. Cấu tạo và các chế độ làm việc của hệ thống phanh điều khiển By Wire. Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh By Wire ở chế độ ABS.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh By Wire ở chế độ TRC. Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh By Wire ở chế độ VSC. 25 CHƢƠNG 5 HỆ THỐNG ABS KHÍ NÉN. Lịch sử phát triển hệ thống ABS khí nén.
Phương án bố trí cảm biến và van chấp hành ABS. Van chấp hành ABS và phương pháp điều khiển. Hoạt động của van chấp hành ABS. Trường hợp ABS hoạt động ở pha tăng áp.
Trường hợp ABS hoạt động ở pha giảm áp. 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 34 Chƣơng 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG PHANH Giới thiệu: Trong chương này giới thiệu về cơ sở lý thuyết của hệ thống phanh, các lực và mô men tác dụng lên bánh xe chủ động, lực phanh sinh ra ở bánh xe, điều kiện đảm bảo sự phanh tối ưu, các tiêu chí đánh giá chất lượng phanh, gia tốc chậm dần, thời gian phanh, quảng đường phanh, lực phanh và lực phanh riêng Mục tiêu: Sau khi học xong chương này sinh viên hiểu được các lực sinh ra tại bánh xe ở nhiều chế độ khác nhau, hiểu được các tiêu chí đánh giá chất lượng của một hệ thống phanh trên các xe ô tô hiện nay. Nội dung chính: 1.
Lực và mô men tác động lên bánh xe trong mặt phẳng dọc Các khái niệm cơ bản: LỰC: Công thức: F = m.a F Lực tính theo N m Khối lượng tính bằng kg a Gia tốc tính bằng m/s2 Chú ý: 1 N = 1(kg).m/s2 Ví dụ: m = 750 kg; a = 2,2 m/s2; F =? N Đáp án: F = ma = 750(kg).m/s2 = 1650 (N) TRỌNG LỰC: Công thức: G = m.g Chiều của lực: chiều hướng về tâm trái đất G, FG Trọng lượng tính bằng N m: Khối lượng tính bằng kg g: Gia tốc trọng trường tính bằng m/s2 Ví dụ: m = 5000 kg; G = ? kN Đáp án: G = m.050 N = 49,05 kN TĂNG TỐC, GIẢM TỐC TRONG CHUYỂN ĐỘNG Khi chuyển động với gia tốc không đôi từ vận tốc V1 đến V2. Giá trị vận tốc sẽ thay đổi theo thời gian v2 v1 v22 v12 2.75m 5,5m / s 2 QUY TẮC ĐÒN BẨY: Tổng của tất cả các Mô-men các lực quay theo chiều kim đồng hồ = Tổng của tất cả Mô-men các lực quay ngược chiều kim đồng hồ (Mô-men cân bằng). F1, F2: Lực tính bằng N r1, r2: Cánh tay đòn tính bằng m ÁP SUẤT p: Độ lớn áp suất đo bằng N/cm2 F: Độ lớn lực đo bằng N A: Diện tích đo bằng cm2 Công thức tính: F N r 1bar 10 A cm2 Ví dụ: p = 45 bar; F = 22,62 kN; Đường kính pít-tông d = ? mm Cách giải: F 22620 N A 2 50, 27cm2 r 450 N / cm 4.50, 27cm2 d 8, 0cm 80mm p ÁP SUẤT CHẤT LỎNG: FN r A Đối với ống tròn: 4.d 2 p: Áp suất chất lỏng đo bằng N/cm2 FN: Lực tác dộng, Lực pít-tông đo bằng N A: Diện tích tiết diện pít-tông cm2 d: Đường kính pit-tông đo bằng cm Trong hệ thống khép kín thì áp suất tại mỗi vị trí có độ lớn bằng nhau. LỰC ÉP THỦY LỰC Công thức: r 1.
A2 Khi cho p = hằng số: F1 A1 F2 A2 Khi cho v = hằng số: A1.s2 p: Áp lực chất lỏng đo bằngN/cm2 F1: Lực tác dụng lên piston bơm N F2: Lực tác dụng lên piston làm việc N A1: Diện tích của piston bơm cm2 A2: Diện tích của piston làm việc cm2 d1: Đường kính của piston bơm cm d2: Đường kính của piston làm việc cm s1: Quãng đường của piston bơm cm s2: Quãng đường của piston làm việc cm 1. Lực phanh sinh ra ở bánh xe Khi người lái tác dụng vào bàn đạp phanh thì ở cơ cấu phanh sẽ tạo ra mô men ma sát còn gọi là mô men phanh Mp nhằm hãm bánh xe lại. Lúc đó ở bánh xe xuất hiện phản lực tiếp tuyến Pp - Chiều PP ngược chiều chuyển động - Phương song song với mặt phẳng nằm ngang - Điểm đặt tại tâm diện tích tiếp xúc giữa lốp và đường Xét tại một bánh xe như hình vẽ Hình 1.1: Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên bánh xe khi phanh. Trong đó : MP: mô men phanh tác dụng lên bánh xe PP: lực phanh tác dụng tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường M jb: Mô men quán tính của bánh xe M f : Mô men cản lăn P f : Lực cản lăn Z b: Phản lực của bánh xe r b: bán kính làm việc trung bình của bánh xe Mp - Khi đó lực phanh PP được xác định theo công thức: Pp (2.1) rb - Do đó lực phanh lớn nhất bị giới hạn bởi điều kiện bám giữa bánh xe với mặt đường : Ppmax Pj Zb j.2) Trong đó: Ppmax: Lực phanh cực đại có thể sinh ra từ khả năng bám của bánh xe với mặt đường.
Pj: Lực bám giữa bánh xe với mặt đường. Zb: Phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh xe. : Hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường. Khi phanh thì bánh xe chuyển động với gia tốc chậm dần, do đó trên bánh xe sẽ có mô men quán tính Mjb tác dụng, mômen này cùng với chiều chuyển động của bánh xe; ngoài ra còn có mô men cản lăn Mf tác dụng, mô men này ngược với chiều chuyển động và có tác dụng hãm bánh xe lại.
Như vậy trong khi phanh bánh xe thì lực hãm tổng cộng là: M p M f M jb M f M jb Ppo Pp (2.3) rb rb Trong quá trình phanh ô tô, mô men phanh sinh ra ở cơ cấu phanh tăng lên, đến một lúc nào đấy sẽ dẫn đến sự trượt lê bánh xe. Khi bánh xe bị trượt lê hoàn toàn thì hệ số bám có giá trị thấp nhất thì lực phanh sinh ra giữa bánh xe và mặt đường là nhỏ nhất, dẫn tới hiệu quả phanh thấp nhất. Không những thế, nếu các bánh xe trước bị trượt sẽ làm mất tính dẫn hướng khi phanh, còn nếu bánh sau bị trượt khi phanh làm mất tính ổn định khi phanh. Vì vậy để tránh hiện tượng trượt lết hoàn toàn bánh xe (tức là không để bánh xe bị bó cứng khi phanh) trên ô tô hiện đại có đặt bộ chống bó cứng bánh xe khi phanh.
Điều kiện đảm bảo sự phanh tối ƣu. Giả sử ô tô chuyển động với vận tốc v1, khi phanh thì v1 giảm dần và gia tốc j<0. Lúc này các lực tác dụng lên ô tô Hình 1. 2: Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh Trong đó: G: Trọng lượng ô tô đặt tại trọng tâm của xe Z 1 , Z 2 : Các phản lực thẳng góc của bánh xe trước và sau P 1f , P 2f : Lực cản lăn của bánh trước và sau P 1P , P 2P : Lực phanh sinh ra ở bánh trước và sau P j : Lực quán tính P ω : Lực cản không khí L: Chiều dài cơ sở của xe - Lực quán tính Pj sinh ra do khi phanh sẽ có gia tốc chậm dần, Pj đặt tại trọng tâm và cùng chiều với chiều chuyển động, và Pj được xác định theo biểu thức sau : G Pj j p d.4) g Trong đó: g: Gia tốc trọng trường (g = 9,81 m/s2) jp: Gia tốc chậm dần khi phanh.
δi : Hệ số tính đến ảnh hưởng của các chi tiết chuyển động quay. - Khi phanh thì lực cản không khí Pω và lực cản lăn Pf1 và Pf2 không đáng kể, có thể bỏ qua. Sự bỏ qua này chỉ gây sai số khoảng 1,5 ÷ 2% - Bằng cách lập các phương trình cân bằng mô men của các lực tác dụng lên ô tô khi phanh đối với các điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường A và B, ta có thể xác định các phản lực thẳng góc Z1 và Z2 như sau: Ta có phương trình mô men tại điểm A: m Z .hg Z2 L Tương tự lập phương trình mô men tại điểm B ta được: 1 Z1 (G.hg Z1 L * Nhận xét : Các phản lực tiếp tuyến tại bánh xe là hàm bậc nhất đối với lực phanh và phụ thuộc vào trọng lượng ô tô khi phanh và toạ độ trọng tâm. Thay giá trị Pj từ công thức (2.