TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT
CƠ SỞ ĐÀO TẠO THÁI NGUYÊN

BÀI GIẢNG LÝ THUYẾT Ô TÔ
CHƯƠNG 6. TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA ÔTÔ

GIẢNG VIÊN: VŨ THẾ TRUYỀN


CHƯƠNG 6. TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA ÔTÔ
NỘI DUNG

6.1. Tính ổn định dọc của ô tô
6.2. Tính ổn định ngang của ô tô


CHƯƠNG 6. TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA ÔTÔ
6.1. Tính ổn định dọc của ô tô
6.1.1. Tính ổn định dọc tĩnh.
Tính ổn định dọc tĩnh của ôtô là khả năng đảm bảo cho xe không bị lật hoặc
bị trượt khi đứng yên trên đường dốc dọc.
a. Khi xe quay đầu lên dốc
Góc dốc  tăng dần cho tới lúc
bánh xe trước nhấc khỏi mặt
đường thì hợp lực Z1=0 và xe
sẽ bị lật quanh điểm B.
Xác định góc dốc giới hạn mà xe bị lật đổ
khi đứng quay đầu lên dốc

tg1 

b
hg

Hình 6-1: Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên ôtô khi
đứng yên quay đầu lên dốc.


CHƯƠNG 6. TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA ÔTÔ
6.1. Tính ổn định dọc của ô tô
6.1.1. Tính ổn định dọc tĩnh.
b. Khi xe quay đầu xuống dốc

b
tg1' 
hg

’1 :là góc giới hạn mà xe bị lật
khi đứng quay đầu xuống dốc.

Trị số góc dốc giới hạn ở một số loại ôtô khi đứng trên dốc.
Xe du lịch và vận tải khi không tải
1=’1 =600
Xe vận tải đẩy tải:
1=30  400 ;

1’ > 600

Xe tự đổ khi không tải
1 = 20  350 ; ’1 > 600
Góc dốc giới hạn khi ôtô đứng trên dốc bị trượt.

a
L   hg
a
'
tg



Xe quay đầu xuống
t
L   hg
tg t 

Hình 6-2: Sơ đồ lực và mômen tác dụng
lên ôtô khi đứng yên quay đầu xuống dốc.


CHƯƠNG 6. TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA ÔTÔ
6.1. Tính ổn định dọc của ô tô
6.1.1. Tính ổn định dọc tĩnh.
b. Khi xe quay đầu xuống dốc
Đối với ôtô, cơ cấu phanh được bố trí ở tất cả các bánh xe. Do đó lực phanh
cực đại Ppmax= Gcos. Xác định tương tự như trên ta có điều kiện để xe đứng
trên dốc bị trượt như sau:

tgt = tg’t =

Để đảm bảo an toàn khi xe đứng trên dốc xe phải bị trượt trước khi bị lật đổ,
điều đó được xác định bằng biểu thức:


Hay:

a
b
 
L   hg hg 

b



hg

tgt < tgl


CHƯƠNG 6. TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA ÔTÔ
6.1. Tính ổn định dọc của ô tô
6.1.2. Tính ổn định dọc động
a. Trường hợp tổng quát
Ôtô chuyển động ổn định lên dốc,
không kéo moóc (Pj = 0 và Pm = 0)
Góc dốc giới hạn khi xe bị lật đổ :
tg đ 

b  frb p

hg
G


b. Trường hợp xe chuyển động lên dốc,
ổn định với tốc độ nhỏ, không kéo
a
moóc (Pj = 0; Pm= 0, Pvà Pf ≈0)
tg đ 
hg

Xe chuyển động xuống : tg đ'  b
hg

Hình 6-3: Sơ đồ lực và mômen tác
dụng lên ôtô khi chuyển động lên dốc.

Xe bị trượt: tg  

a
L   hg


CHƯƠNG 6. TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA ÔTÔ
6.1. Tính ổn định dọc của ô tô
6.1.2. Tính ổn định dọc động
c. Trường hợp xe kéo moóc chuyển động lên dốc với vận tốc nhỏ và ổn định.
Khi chuyển động lên dốc đoàn xe cũng có thể bị mất ổn định theo hai khả năng sau:
- Bị lật đổ qua điểm tiếp xúc của bánh xe sau của xe kéo với đường.
- Bị trượt dọc khi lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động đạt đến giới hạn bám
Tự như trên, có thể xác định được góc dốc giới hạn mà đoàn xe bị trượt khi coi
Pm= Gmsin và bỏ qua thành phần cản lăn của moóc:

 aG

tg  
G  L   hg   Gm  L   hm 
Trong đó: Gm - trọng lượng toàn bộ của moóc.


CHƯƠNG 6. TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA ÔTÔ
6.1. Tính ổn định dọc của ô tô
6.1.2. Tính ổn định dọc động
d. Trường hợp xe chuyển động ổn định với vận tốc cao trên đường nằm ngang,
không kéo moóc.
Z1 

G  b  f .rb   p hg
L
Mf ≈ 0
P = kFv2/13

=>Vận tốc nguy hiểm mà xe bị lật đổ:

vn 3,6

Gb
kFhg

Hình 6-4: Các lực tác dụng lên ôtô khi chuyển
động trên đường nằm ngang với vận tốc cao.

v ; vn - vận tốc của xe; vận tốc nguy hiểm khi xe bị lật đổ tính theo km/h

Để tăng tính ổn định của xe, ta tìm cách hạ thấp trọng tâm của xe.



CHƯƠNG 6. TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA ÔTÔ
6.2. Tính ổn định ngang của ô tô
6.2.1. Tính ổn định động ngang của ôtô khi chuyển động trên
đường nghiêng
Ta có:

C
cos  d  Ghg sin  d  M jn
''
2
Z 
0
c
G

Min ≈ 0 vì trị số của nó nhỏ có thể bỏ
qua, xe không kéo moóc nên Pm= 0
=>Góc giới hạn lật đổ khi xe chuyển
động trên đường nghiêng ngang:
tg đ 

C
2 hg

Xe bị lật đổ khi trượt trên đường
nghiêng ngang:
C
tg t 

2 hg

Hình 6-5 : Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên
ôtô khi chuyển động trên đường nghiêng


CHƯƠNG 6. TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA ÔTÔ
6.2. Tính ổn định ngang của ô tô
6.2.2. Tính ổn định động ngang của ôtô khi chuyển động quay vòng
trên đường nghiêng ngang.
Viết phương trình mômen tại O1
xét theo điều kiện lật, thay

G v2
Plt  .
g R
Ta được:

vn 

c

cos  d  hg sin  d  gR

2

c
hg cos  d 
sin  d
2


Hình 6-6: Sơ đồ lực và mômen tác dụng
lên ôtô khi chuyển động quay vòng trên
đường nghiêng ngang.


CHƯƠNG 6. TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA ÔTÔ
6.3. Tính ổn định khi xe ôtô phanh.
Giả sử ôtô đang chuyển động theo hướng của trục X nhưng sau khi phanh thì
lệch một góc . Trong khi phanh thì các bánh xe bên phải có lực phanh PP.Ph1 ở trục
trước, PP.Ph2 ở trục sau, còn ở các bánh xe bên trái có các lực phanh PP.tr1 ở trục
trước và PP.tr2 ở trục sau :
Tổng các lực phanh bên phải là:
PP.Ph = PP.Ph1 + PP.Ph2
Tổng các lực phanh bánh xe bên trái là:
PP.tr = PP.tr1 +PP.tr2
Mômen quay vòng Mq xác định theo biểu thức:

M q  Pp. ph

B
B
B
 Pp.tr  Pp. ph  Pp.tr 
2
2
2


CHƯƠNG 6. TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA ÔTÔ

Phương trình chuyển động của ôtô đối với trọng tâm A được viết dưới dạng:

I Z .  M q  Ry1 .a  Ry 2 .b
Vì ôtô đang bị xoay đi một góc  nghĩa là mômen quay vòng Mq lớn hơn nhiều
so với khi tác dụng Ry1 và Ry2 sinh ra, cho lên để đơn giản khi tính toán có thể bỏ
qua các lực Ry1và Ry2 lúc này phương trình (6.45) có dạng:

I Z .  M q hoặc 



Mq
IZ

Lấy tích phân hai lần phương trình (6.46) ta được:



Mq
2I Z

t2 C


CHƯƠNG 6. TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA ÔTÔ
Để tìm giá trị của C ta sử dụng điều kiện ban đầu t=0 thì =0 và lắp vào
phương trình (6.47) ta có C=0 từ đó rút ra :

 


Mq
2I Z

t2

Giả sử rằng các bánh xe ở phái bên phải có lực phanh lớn nhất P P.Phmax theo
điều kiện bám giữa bánh xe với mặt đường thì lực phanh thấp nhất ở bánh xe bên
trái cho phép :

Từ đó ta có :

PP.trmin = 0,85 . PP.phmax
M q max 0,075BPP. ph max

Lắp giá trị Mqmax từ biểu thức (6.50) vào (6.48) ta tìm được góc lệch cực đại

max :
 max 

0,075 BP' P max 2
t
2I Z


CHƯƠNG 6. TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA ÔTÔ
Ở biểu thức (6.51) thành phần P’Pmax cần phải hiểu là lực phanh cực đại ở một
phía theo điều kiện bám.
Lực phanh cực đại:

Pp' max 


G
max
2

Lắp giá trị P’Pmax từ biểu thức (6.52) và (6.51) cuối cùng ta có biểu thức xác định
max:
 max

BGt 2 max
0,019
IZ

Góc lệch cực đại max cho phép khi phanh không vượt quá 80 hoặc khi phanh
ôtô không vượt ra ngoài hành lang có chiều rộng 3,5 m.