Chương IV
LÝ THUYẾT PHANH Ô TÔ.
I. Khái niệm về quá trình phanh.
Xét quá trình phanh trên đường bằng.
Các phương pháp để ô tô dừng lại khi đang chuyển động:
• Cho lăn tự nhiên, cắt động lực ( tách ly hợp). Tiêu hao động năng do
f
P
+
ω
P
.
• Tạo lực phanh nhân tạo ở các bánh xe.
k
P
=
f
P
+
ω
P
-
J
P
+
p
P
= 0
⇒


Khi phanh chưa bó cứng bánh xe, lực phanh chủ yếu được sinh
ra do ma sát trong cơ cấu phanh. Khi phanh bó cứng bánh xe, lực phanh do ma
sát trượt của lốp với đường. Giới hạn lực phanh lúc đó được xác định bởi khả
năng bám của bánh xe với mặt đường. Khi trượt, hệ số bám giảm đáng kể. Theo
các kết quả thực nghiệm cho thấy lực phanh giảm khoảng (20 – 30)%. Tương
ứng với quãng đường phanh tăng lên.
Thứ hai: khi bánh xe bị bó cứng, ô tô sẽ mất tính điều khiển và khả năng ổn
định chuyển động. Khảo sát sự mất ổn định của của bánh xe.
• Khi trượt trơn, sẽ suất hiện phản lực của đường tác dụng vào bánh xe
theo phương chuyển động và ngược hướng chuyển động.
• Nếu có lực ngang ngẫu nhiên nào đó đồng thời tác dụng thì tại điểm
tiếp xúc của bánh xe_đường cũng xuất hiện phản lực ngang
k
Y
. Hợp
lực
∑
P
của hai phản lực này có phương không trùng với phương
chuyển động của ô tô nên gây mất ổn định chuyển động. Nếu đạt tới
z
P
ϕ
thì chỉ cần một lực ngang rất nhỏ cũng có thể gây mất ổn định
chuyển động, chưa kể đến việc lực phanh ở hai bánh xe trên một cầu
không bằng nhau (bảng số liệu).
∑
P
=
22

-
j
P
+
p
P
= 0
j
P
=
G
g
dv
dt
=
f
P
+
P
ω
+
p
P
=
.f G
+
2
KFv
+
p

⇒

p
J
=
dv
dt
=
( )
p
f g
γ
+
Khi phanh ở cấp tốc thì
p
γ
có thể đạt tới trị số hệ số bám
ϕ
. Trên đường nhựa
tốt thì
ϕ
<<
f
nên bỏ qua
f
.
Nhận xét :
Gia tốc phanh tỉ lệ với lực phanh đơn vị ( đây là nhận xét quan trọng, chú ý
p
γ

γ
=
pi
i
P
G
=
p
γ
( tại sao cần
1p
γ
=
2p
γ
=
3p
γ
= … =
pn
γ
)
(
i
G
trọng lượng tác dụng lên cầu thứ
i
cũng là phản lực pháp tuyến
zi
P

• Khi có phân bố lý tưởng các lực phanh, gia tốc phanh lớn nhất được
xác định theo :
pmax
J
=
pmax
γ
g
=
ϕ
g
.
(
pmax
J
không phụ thuộc vào trọng lượng xe mà chỉ phụ thuộc vào
ϕ
).
• Khi các
pi
P
không bằng nhau ta sẽ có:
p
γ
=
p
P
G
=
1 1 1 1

p
γ
2z
P

( )
∗
Với xe 2 cầu :
1z
P
=
G
L
.
p g
J h
b
g
 
+
 ÷
 
2z
P
=
G
L
.
p g
J h

∗
.
Lực phanh trong trường hợp
( )
∗
là sự phân bố lý tưởng.
Từ
⇒

1p
M
,
2p
M
là :
1p
M
=
1p
P
k
r
=
p
γ
G
L
.
p g
J h

r
1p
M
=
k
r
p
γ
G
L
.
p g
J h
b
g
 
+
 ÷
 
k
r

2p
M
=
k
r
p
γ
G

p
M
M
=
1
2
z
z
P
P
=
p g
p g
gb J h
ga J h
+
−
=
g
p
g
p
h
b J
g
h
a J
g
+
+

zi
P
(và
pi
M
) thoả mãn theo quan hệ đồ thị này và
theo phương trình
( )
∗∗
. Phụ thuộc
p
J
tức là phụ thuộc vào
p
γ
hoặc khi phanh
cường độ cao thì phụ thuộc
ϕ
(
pmax
J
=
pmax
γ
g
=
ϕ
g
).
Với các hệ thống phanh cổ điển không có bộ điều hoà lực phanh

lên cơ cấu doãng của cơ cấu phanh
1
Q
. Nó phụ thuộc vào kết cấu phanh, kích
thước của nó, hệ số ma sát trong cơ cấu.
_
1 2
,Q Q
_ lực tác dụng lên cơ cấu doãng.
Coi rằng hệ số
ξ
= const thì
i
A
= const.
Nếu không có bộ điều hoà thì
1
2
Q
Q
= const (ở phanh thuỷ lực thì
1
2
Q
Q
=
2
1
2
2

(trên đường trơn để không bó cứng bánh
trước )
1
M
ϕ
=
1min
M
ϕ
thì không sử dụng hết khả năng bám của
bánh sau.
⇒
cần có hệ thống phân phối lại lực phanh khi phanh xe trên đường.
3. Vấn đề chống hãm cứng bánh xe khi phanh.
Trong quá trình tính toán động lực học ta thường sử dụng giá trị hệ số bám
cho trước trong các bảng số liệu. Giá trị
ϕ
này được tính toán bằng thực nghiệm
khi ứng với trường hợp bánh xe trược lết hoàn toàn trên đường (khi
v
= 0 và
k
ω
≠
0).
Thực ra hệ số bám
ϕ
ngoài việc phụ thuộc vào đường xá và trạng thái mặt
đường, nó còn phụ thuộc vào độ trượt tương đối
λ

x
ϕ
= 0. hệ số bám ngang cũng tương tự
y
ϕ
=
y
k
P
G
.
Đồ thị:
Độ trượt tương đối của bánh xe_đường được tính theo :
λ
=
.100%
k k
v r
v
ω
−
 
 ÷
 
Trong đó
v
là vận tốc tịnh tiến của xe cũng như của tâm trục bánh xe.
k
ω


r
ω
bánh xe lăn và có trượt. Hệ số
x
ϕ
thay
đổi (như đồ thị) và đạt
max
ϕ
trong khoảng
λ
= (15
÷
25)%.
 Khi
k
ω
= 0,
k
v
≠
0, thì
λ
= 100%
⇒

x
ϕ

↓

maxp
P

⇔

pmax
J

⇔

maxx
ϕ

⇔
λ
= (15
÷
25)% cần thiết kế hệ thống
phanh sao cho
λ
=
.100%
k k
v r
v
ω
−
 
 ÷
 

f
P
+
ω
P
-
J
P
+
p
P
= 0 với
δ
= 1
⇒
J
P
=
.
p
G
J
g
=
fG
+
2
KFv
+
p

.
dv
dt
⇒
dS
=
p
vdv
J
min
S
=
2
1
0v
p
v
vdv
J
=
∫
=
2
1
2
p
v
J
min
S


⇒
dt
=
2
1
1
v
p
v
dv
J
∫
với
p
J
=
2
p
KFv
f
G
γ
 
+ +
 ÷
 
g
=
g

ϕ
=
∫
=
1
v
g
ϕ
Nhận xét:

1
v
có giá trị càng nhỏ thì thời gian phanh càng nhỏ và ngược lại.
 Hệ số bám
ϕ
càng lớn thì thời gian phanh càng giảm.
4. Giản đồ phanh.
01_
1
t
_(0,3 – 1,8)
s
12_
2
t
_(0,05 – 0,1)
s
với phanh thuỷ lực.
(0,2 – 0,4)
s

):
p
t
=
1
t
+
2
t
+
3
t
+
4
t
Tương ứng với
p
t
là
p
S
:
p
S
=
1p
S
+
2p
S

2
t
=
1
v
(
1
t
+
2
t
)
3p
S
ứng với thời gian gia tốc phanh:
3p
S
=
1
v
1
t
-
ptb
J
.
2
3
2
t

A =
4p
S
p
P
=
2
12
2
vG
g
⇒
4p
S
=
2
12
2
v
.
max
1
p
J
=
1
2
2
3
1 max

 
−
 ÷
 
⇒
4p
S
=
2
1
max
2
p
v
J
-
1 3
2
v t
+
2
max 3
8
p
J t
⇒
p
S
∑
=

3
2
t
+
2
1
max
2
p
v
J
-
1 3
2
v t
+
2
max 3
8
p
J t
⇒
p
S
∑
=
1
v
3
1 2

1
v
(tốc
độ ban đầu khi phanh) theo đơn vị
/km h
, ta sẽ có :
p
S
∑
=
1
v
3
1 2
2
t
t t
 
+ +
 ÷
 
+
2
1
2
v
g
ϕ

−

< 80 KN và xe khách có
chiều dài toàn bộ < 7,5
m
9,5 5,0
Xe tải, xe đoàn có
G
∑
> 80 KN và xe
khách có chiều dài toàn bộ > 7,5
m
11 4,5
5. Anh hưởng của các yếu tố sử dụng đến .
a) Trạng thái kĩ thuật của hệ thống phanh.
- Như khe hở má phanh (nếu cho tăng 0,5
mm

⇒
quãng đường phanh tăng từ (10 - 25)%).
- Áp suất khí nén
p ↑
thì
p
S ↓
(hiện tại (0,7 – 0,8)
a
MP
,
xu hướng tăng (1,2 - 2)
a
MP

/km h
,
ϕ
= 0,715
→
p
S
= 10
m
,
ϕ
= 0,3
→
p
S
= 16,5
m
).
d) Vận tốc chuyển động của xe.
e) Ngoài yếu tố sử dụng, yếu tố kết cấu cũng ảnh hưởng tới
quãng đường phanh.
6. Phanh bằng động cơ.
Sử dụng phanh bằng động cơ khi:
 Cần giảm tốc độ xe một cách từ từ.
 Cần duy trì xe có vận tốc const khi xe xuống dốc dài
(trong trường hợp này, động cơ được sử dụng như hệ thống phanh chậm
dần).
Phanh bằng động cơ không cắt ly hợp:
 Ở động cơ diesel gần như cắt nhiên liệu hoàn toàn.
 Động cơ xăng, bướm ga mở nhỏ nhất (không tắt khoá