Cong nghe o to

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.42 MB, 63 trang )

(1)CHÖÔNG 1. LỰC VAØ MOMENT TÁC DỤNG LÊN ÔTÔ I. XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ NGOAØI CỦA ĐỘNG CƠ  Xác định lực và moment tác dụng lên các bánh xe chủ động của ô tô cần phải nghiên cứu đường đặc tính tốc độ của động cơ. Đường đặc tính tốc độ của động cơ là các đồ thị chỉ sự phụ thuôc của công suất có ích N e, momemt xoắn có ích Me, suất tiêu hao nhiên liệu g e theo số vòng quay n hoặc theo tốc độ góc ω cuûa truïc khuyûa. Có hai loại đường đặc tính tốc độ của động cơ  Đường đặc tính tốc độ cục bộ  Đường đặc tính tốc độ ngoài (đường đặc tính ngoài của động cơ) Đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ nhận được bằng cách thí nghiệm trên băng thử (động cơ xăng ở chế độ bướm ga mở hoàn toàn, động cơ diezel thanh răng ở vị trí cung cấp nhiên liệu tối đa). Đường đăc tính tốc độ cục bộ; lúc này bướm ga và thanh răng ở vị trí trung gian..

(2)  Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ trên cơ sở công thức S.RLAY DECMAN coù daïng : 2. Ne =. N max [ a. ne n n +b e − c e nN nN nN. 3. ( ) ( ). ].. Trong đó: + N e , ne : Công suất hữu ích của động cơ và số vòng quay của trục khuỷu ứng với một điểm bất kỳ. + N max , n N : Công suất hữu ích cực đại và số vòng quay ứng với coâng suaát noùi treân. + a , b , c : Hệ số thực nghiệm được chọn theo loại động cơ. Vì đây là động cơ xăng nên chọn a = b = c =1. Trên cơ sở của công thức S.RLAY DECMAN ta tính được ne khaùc nhau.. Ne. theo từng giá trị. Ta tính momen xoắn ( M e ) của động cơ theo công thức : Me =. Ne 104 . 1 . 047 n e. Trong đó: + N e , ne : Công suất hữu ích của động cơ và số vòng quay của trục khuỷu ứng với một điểm bất kỳ. II. LỰC KÉO TIẾP TUYẾN VAØ MOMENT XOẮN CỦA ÔTÔ 1) Lực kéo tiếp tuyến của ôtô: Công suất động cơ truyền đến bánh xe chủ động ôtô thông qua hệ thống truyền lực, công suất bị tổn hao do ma sát trong hệ thống truyền lực và vì thế công suất ở bánh xe chũ động xẽ nhỏ hơn công suất của động cơ sinh ra..

(3) Công suất ở bánh xe chủ động biểu hiện qua 2 thông số moment xoắn M k và số vòng quay nb ở bánh xe chủ động, nhờ có tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường cho nên tại vùng tiếp xúc xẽ phát sinh lực kéo tiếp tuyến P k chính là lực mà mặt đường tác dụng lên bánh xe.. M. k Bánh xe tác động lên mặt đường Pv = r b. M. k Mặt đường tác dụng tương hỗ lên bánh xe Pk =P v = r b. 2) Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực được xác định theo công thức sau: it=. n e ωe = nb ω b it. : Tỷ số truyền của hệ thống trực.. ne , ωe. : Số vòng quay và tốc độ của động cơ.. nb , ωb. : Số vòng quay và tốc độ của bánh xe.. Về mặt kết cấu ô tô, thì tỷ số truyền của hệ thống truyền lực theo các cụm chi tieát nhö sau: i t=i h .i p .io .i c Với. i h : Tyû soá truyeàn cuûa hoäp soá chính. i p : Tyû soá truyeàn cuûa hoäp soá phuï. i o : Tỷ số truyền của truyền lực chính.. Hộp số chính và hộp số phụ thường có nhiều tay số, tùy theo vị trí cần số mà chúng ta có các tỷ số truyền it khác nhau của hệ thống truyền lực. 3) Hiệu suất của hệ thống truyền lực.

(4) Ô tô làm việc, công suất động cơ truyền đến bánh xe chủ động bị mất mát do ma sát, khuấy dầu,…. Công suất truyền đến bánh xe chủ động là: Hiệu suất của hệ thống truyền lực được tính bằng công thức: ηt =. NK NE. =. N E − Nt = 1NE. Nt NE. với. N k =N e − N t. NK: Công suất truyền đến bánh xe chủ động. NE: Công suất hữu ích của động cơ. Nt: Công suất tổn thất trong hệ thống truyền lực. ηt : Hiệu suất của hệ thống truyền lực, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:. Chế độ tải trọng. Tốc độ chuyển động. Chất lượng chế tạo chi tiết. Độ nhờn dầu bôi trơn. ……………………… 4) Moment xoắn và lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động Moment xoắn ở bánh xe chủ động M k khi chuyển động ổn định được tính bởi công thức: M k =M e . i t .ηt =M e . i h . i p . i o . i c . ηt Pk =. M k M e . i h . i p . i o .i c . ηt = r tb r tb. Với rtb là bán kính trung bình bánh xe. III.. LỰC BÁM CỦA BÁNH XE CHỦ ĐỘNG VAØ HỆ SỐ BÁM Lực bám và hệ số bám giữa bánh xe chủ động và mặt đường:. Ô tô chuyển động được thì ở vùng tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường phải có độ bám nhất định được đặt trưng bằng hệ số bám. Chất lượng bám của bánh xe chủ động được đánh giá bằng hệ số bám (φ). Ở mức độ nào đó, hệ số bám có thể xem tương tự như hệ số ma sát trượt giữa hai bề mặt rắn trong cơ học. Tuy nhiên điều đó không hoàn toàn chính xác, bởi vì khi có sự tác động tương hỗ giữa bánh xe và mặt đường, không chỉ có ma sát mà còn có sự bám cơ học của các vật thể với nhau (mặt đường và lốp)..

(5) Hệ số bám ϕ giữa bánh xe chủ động với mặt đường: ϕ=. P k max Gϕ Pk max : Lực kéo tiếp tuyến cực đại giữa bánh xe chủ động với mặt. đường. Gφ: Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên bánh xe chủ động. Z: Phản lực pháp tuyến của đường tác dụng lên bánh xe chủ động. Z =Gϕ và lực bám Pφ = Z.φ = Gφ.φ. Pφ: Lực bám Điều kiện để bánh xe chủ động chuyển động đều mà không bị trựơt quay laø: Pk ≤ Pφ  Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số bám ϕ : Phuï thuoäc vaøo caùc yeáu toá sau:. Nguyên liệu bề mặt đường và nguyên liệu chế tạo lốp. Tình trạng mặt đường (khô, ướt, nhẵn, nhám….) Keát caáu vaø daïng hoa loáp  Caùc ñieàu kieän khaùc nhö: taûi troïng taùc duïng leân baùnh xe, aùp suaát trong loáp, tốc độ chuyển động của ôtô, độ trược của bánh xe chủ động với mặt đường.. Loại đường. Heä soá baùm. Đường nhựa hoặc bê tông -. Khoâ vaø saïch. -. Ướt và dính bùn. 0,7÷0,8 0,35÷0,45. Đường đất -. Pha seùt, khoâ. 0,5÷0,6. -. Ẩm ướt. 0,3÷0,4.

(6) Đường cát -. Khoâ. 0,2÷0,3. -. Ẩm ướt. 0,4÷0,5. Hệ số bám và lực bám có ý nghĩa quan trọng trong bảo đảm an toàn chuyển động ô tô, nó liên quan đến tính chất động lực học ôtô, hiệu quả phanh, ổn định khi phanh, tính năng dẫn hướng,…. Thế nên việc nâng cao tốc độ chuyển động của ôtô ngày nay cần phải chú ý nhiều đến hệ số bám và lực bám. IV. CÁC LỰC CẢN CHUYỂN ĐỘNG CỦA ÔTÔ 1. Trọng lượng của ô tô Trọng lượng G đặt tại trọng tâm xe. Khi tính toán, trọng lượng xe được xác định theo công thức: G = Ga + Gt Ga : trọng lượng bản thân xe Gt : trọng lượng hành chuyên chở (trọng lượng hành khách, hàng hoá). Lực cản lên dốc Khảo sát trường hợp xe lên dốc với góc dốc α. Trọng lợng xe G được đặt tại trọng tâm xe và được phân thành hai thành phần: G = G.sinα + G.cosα.

(7) Thành phần song song với mặt đường G.sinα có h]ớng ngược với chiều chuyển động và tạo thành lực cản lên dốc Pi Pi = G.sinα Với độ dốc α < π/18 thì có thể coi gần đúng sinα = α (ký hiệu là i : độ dốc của đường và được tính theo phần trăm , ví dụ độ dốc i = 10%) Pi = i.G Khi xe chuyển động xuống dốc, lực Pi cùng chiều với chuyển động của xe và sẽ trở thành lực đẩy. 2. Lực cản lăn Lực cản lăn (Pf) biểu thị sự tổn hao công suất do biến dạng của lốp, của đường cũng như tổn hao do ma sát giữa đường và lốp và các dạng tổn thất khác có liên quan đến quá trình lăn của bánh xe. Pf =Pf 1 + P f 2. Với. Pf 1 =Z 1 . f 1 Pf 2 =Z 2 . f 2. f1, f2 : là hệ số cản lăn bánh trước và bánh sau. Neáu f1 = f2 = f thì. P f = ( Z1 + Z 2 ) . f. Z 1 + Z2 =Gcos α. thì. Pf = f.G.cosα Vì trị số của hệ số cản lăn và độ dốc I đặc trưng tổng hợp cho chất lượng đường sá. Vì vậy người ta thường sử dụng khái niệm lực cản tổng cộng của đường, ký hieäu laø Pψ Pψ = Pi + Pf = G.sinα + f.G.cosα Pψ = (i+f).G = ψ.G Ψ : hệ số cản tổng cộng của đường. 3. Lực cản của rơ-mooc Lực cản của rơ-mooc (Pm) là phản lực của rơ-mooc tác dụng lên xe tại móc kéo..

(8) 4. Lực cản không khí. Khi xe chuyển động trong môi trường khí quyển, sẽ xuất hiện lực cản không khí (Pω) taùc duïng leân xe. Lực cản này bao gồm hai thành phần: Lực cản chính diện: sinh ra do sự xoáy lốc của dòng khí, nói cách khá đó là sự tăng áp suất không khí ở phía trước đầu xe và sự giảm áp suất kkhông khí tại phía sau xe; Lực cản do ma sát giữa thân xe với không khí: khi xe chuyển động sẽ làm chuyển động các lớp không khí bao quanh nó. Lớp không khí này tác động lên lớp không khí khác. Vận tốc của lớp không khí gần thân xe cao hơn lớp không khí ở xa hơn. Do vậy tạo nên sự ma sát giữa các lớp không khí. Khi xe chạy với tốc độ càng cao thì khối lượng không khí tham gia chuyển động ngày càng nhiều và tổng lực ma sát ngày càng cao. Bằng thực nghiệm, lực cản khong khí được tính bằng công thức sau: Pω = c.ρ.F.v2 = K.F.v2 c: hệ số dạng khí động học của xe (phụ thuộc vào dạng khí động học và chất lượng bề mặt của thân xe); ρ : Mật độ không khí (kg/m3); K = c.ρ : heä soá caûn khoâng khí (Ns2/m4) Xe du lòch:. K = 0,15÷0,3. Xe buyùt, thuøng kín: K = 0,3÷0,5 Xe taûi:. K = 0,5÷0,7.

(9) F: dieän tích caûn chính dieän cuûa xe (m2); v: vận tốc chuyển động tương đối của xe so với không khí (m/s) 5. Lực quán tính Khi xe chuyển động không ổn định, lực quán tính của các khối lượng chuyển ' động tịnh tiến P j và các khối lượng chuyển động quay xuất hiện. ¿ \} \} \} \{ ¿ P j=P 'j + P❑j ¿ G P'j = . j Với g. j=. dv dt. ¿ \} \} \} \{ . ¿ P❑j ¿. (gia toác tònh tieán). \} \} = left lbrace \{ \{I rSub \{ size 8\{e\} \} . i rSub \{ size 8\{t\} \} rSup \{ size 8\{2\} \} . η rSu. Lực quán tính này sẽ trở thành lực cản khi xe chuyển động nhanh dần và trở thành lực đẩy (lực chủ động) khi xe chuyển động chậm dần..

(10) Chöông 2. ĐỘNG LỰC HỌC ÔTÔ I. KHAÙI NIEÄM VEÀ BAÙNH XE Các loại bán kính bánh xe  Bán kính thiết kế: Được xác định theo kích thước tiêu chuẩn, ký hiệu là ro. ( d). Ví duï loáp coù kyù hieäu B – d thì r o = B+ 2 .25 , 4 mm . Bán kính tĩnh: Được đo bằng khoảng cách từ tâm trục bánh xe đến mặt phẳng của đường khi bánh xe đứng yên và chịu tải trọng thẳng đứng, ký hieäu laø rt ..  Bán kính động lực học: Được đo bằng khoảng cách từ tâm trục bánh xe đến mặt phẳng của đường khi bánh xe lăn, ký hiệu r d . Bán kính này phụ thuộc tải trọng thẳng đứng, áp suất không khí trong lốp, moment xoắn M k, hoặc là moment phanh Mp và lực ly tâm khi bánh xe quay. . Bán kính lăn; Được xem là bán kính giả định, ký hiệu r l. Bánh xe giả định này không bị biến dạng khi làm việc, không bị trượt lết, trược quay thì có cùng tốc độ tịnh tiến và tốc độ quay như bánh xe thực tế..  Bán kính làm việc trung bình: trong tính toán thường thường sử dụng bán kính bánh xe có kể đến biến dạng của lốp do ảnh hưởng các thông số kể trên. Bán kính nay so với thực tế sai lệch không lớn, được gọi là bán kính laøm vieäc trung buønh. Kyù hieäu rb rb r0 λ. = λ. r0. : Baùn kính thieát keá cuûa xe.. : Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp.. Loáp aùp suaát thaáp λ=0 , 930 ÷0 ,935 Loáp aùp suaát cao Kí hieäu loáp. λ=0 , 945 ÷0 ,950.

(11) II. ĐỘNG LỰC HỌC BÁNH XE BỊ ĐỘNG Ô tô chuyển động, bề mặt lốp tiếp xúc với đường tạo thành một vùng tiếp xúc sẽ xuất hiện các phản lực riêng phần từ đường tác dụng lên bánh xe, gọi là các phản lực của đường và được biểu thị như sau:  Phản lực pháp tuyến thẳng góc với mặt đường, ký hiệu Z1  Phản lực tiếp tuyến tác dụng trong mặt phẳn bánh xe, ký hiệu Pf1  Phản lực ngang vuông góc với mặt phẳng bánh xe, ký hiệu Y Ngoài ra, bánh xe còn chịu tác dụng:  Tải trọng thẳng đứng Gb1 . Lực đẩy từ khung tác dụng lên trục bánh xe Px.. 1) Động lực học bánh xe đàn hồi lăn trên đường cứng:. Khi bánh xe lăn, sự biến dạng của phần trước lốp đi vào khu vực tiếp xúc với mặt đường sẽ lớn hơn so với phần sau đi ra khỏi khu vực tiếp xúc. Vì vậy các phản lực riêng ở phần phía trước của vết tiếp xúc sẽ lớn hơn so với phần phía.

(12) sau, đây chính là nguyên nhân làm cho hợp lực Z dịch chuyển về phía trước một khoảng a. Xác định lực cản lăn và và hệ số cản lăn như sau: Px.rd = Z1.a1 a. a. 1 1 Px = Z 1 . r = G b 1 r d d. Với. rd Bán kính động lực học bánh xe a1 Khoảng cách lực Z1 đến tâm trục bánh xe.. 2) Động lực học bánh xe cứng lăn trên đường mềm.  Bánh xe không biến dạng, mặt đường biến dạng  Mặt đường biến dạng và tạo thành vết lún 3) Động lực học bánh xe đàn hồi lăn trên mặt đường biến dạng.

(13) Bánh xe và đường đều biến dạng, độ biến dạng của lốp và mặt đường đều nhỏ hơn trong các trường hợp trên. 4) Biến dạng của bánh xe đàn hồi khi chịu lực ngang Các bánh xe đàn hồi lăn trên đường, khi chịu tác dụng của các ngoại lực theo phương ngang sẽ bị thay đổi quĩ đạo chuyển động. Khi không chịu tác dung của lực theo phương ngang, các bánh xe vẫn giữ được quĩ đạo chuyển động của nó. Khi có lực ngang Py tác dung (giả sử đặt vào tâm trục bánh xe), lốp sẽ bị biến dạng cả ở phương ngang. Do đó mặt phẳng lăn của bánh xe đã bị lệch đi moät goùc. Hiện tượng bị lệch hướng chuyển động của các bánh xe có ảnh hưởng rất lớn đến tính ổn định của xe khi đi thẳng cũng như khi quay vòng..

(14) III. ĐỘNG LỰC HỌC BÁNH XE CHỦ ĐỘNG Khảo sát trường hợp bánh xe đàn hồi lăn trên đường mềm, và chịu tác dụng bởi các lực và moment sau: Gb2 : Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên mỗi bánh xe sau. Px : Lực cản từ khung tác dụng lên bánh xe, ngược chiều chuyển động. Mk : Moment kéo tại bánh xe chủ động. R : Hợp lực các phản lực pháp tuyến T : Hợp lực các phản lực tiếp tuyến. IV. SỰ TRƯỢT CỦA BÁNH XE CHỦ ĐỘNG Trị số trượt δ này đặc trưng bằng tỷ số giữa tốc độ thực tế và tốc độ lý thuyeát cuûa baùnh xe, tính theo phaàn traêm: δ=. V 1 −V .100% V1. V. δ = (1 - V ). 100% = (1- ηδ). 100% 1 V1, V tốc độ thực tế và tốc độ lý thuyết của ôtô. Khi bánh xe chủ động lăn trên mặt đường, sự biến dạng của mặt đường (nếu có) và sự biến dạng tiếp tuyến của lốp sẽ làm giảm vận tốc tịnh tiến của bánh xe chủ động. Do tính chất đàn hồi của lốp theo hướng vòng nên các phần tử lốp đi vào khu vực tiếp xúc với mặt đường sẽ bị nén lại dưới tác động của moment chủ động. Do đó quãng đường bánh xe đi được sau một vòng quay sẽ bị ngắn lại. Như vậy lực kéo tiếp tuyến cũng là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến trị số trượt của bánh xe chủ động..

(15) Sự trượt quay chỉ có thể không xảy ra khi không có sự biến dạng của đường và sự biến dạng tiếp tuyến của lốp. Điều này chỉ xảy ra khi lực kéo Pk = 0. V. XÁC ĐỊNH CÁC PHẢN LỰC THẲNG GÓC CỦA MẶT ĐƯỜNG TAÙC DUÏNG LEÂN BAÙNH XE 1.. TRONG MAËT PHAÚNG DOÏC a) Trường hợp tổng quát. Phöông trình momen taïi ñieåm O2 laø:. ∑ M o 2=Z 1 . L+ Pm . hm + P ω . hω +( Pi + P j ) h g −b . Gcos α + M f 1+ M f 2=0 Với Pi=G sin α ,. M f 1 + M f 2 =M f =G . f . r b . cos α. Trong tính toán thường chọn h g=hω Thay theá vaø ruùt goïn: Z 1=. G cos α ( b −fr b ) − ( G sin α+ P j+ Pω ) hg − Pm . hm L. Tính toán tương tự:. G cos α ( a+fr b ) + ( G sin α + P j + Pω ) hg + Pm . hm L. Z 2=.

(16) Trong đó : + Z1,Z2: các phản lực thẳng góc của đường tác dụng lên ôtô. +. α : Góc dốc của mặt đường .. +. b : Khoảng cách từ tâm xe đến cầu sau .. + a : Khoảng cách từ tâm xe đến cầu trước . +. h g : Khoảng cách từ trọng tâm xe đến mặt đường .. Ô tô đứng yên trên trên mặt phẳng dốc Thì Pj =0, Pω = 0 Z 1=. G cos α ( b −fr b ) − ( G sin α ) h g − P m . hm L. Z 2=. G cos α ( a+fr b ) + ( G sin α ) h g+ P m . hm L. b) Ô tô chuyển động trên đường nằm ngang không kéo móc. Thì P j =P m=Pi=0 , α =0. 2.. Z 1=. G ( b −fr b ) − Pω . hg L. Z 2=. G ( a+ frb ) + Pω . hg L. TRONG MAËT PHAÚNG NGANG.

(17) Trường hợp tổng quát: Ô tô chuyển động trên đường nghiên ngang chịu tác dụng các lực và moment sau: Trọng lượng ôtô, lực móc kéo, lực ly tâm khi ôtô quay vòng G. v 2 PL = g.R. Với PL : Lực li tâm R : Baùn kính quay voøng v : Vaän toác oâtoâ. Laáy moment taïi ñieåm O1 Suy ra. \} \} = \{ \{1\} over \{C\} \} left [G left ( \{ \{C\} over \{2\} \} cos β - h rSub \{ size 8\{g\} \} sin. Laäp phöông trình caàn baèng moment taïi O2 Z'=. 1 C C C G cos β+ hg sin β + Pm hm cos β − sin β + M jn + Pl h g cos β − sin β C 2 2 2. [(. ) (. Trong đó : +. G. + M jn. ). (. : Trọng lượng của xe . : Momen của các lực quán tính tiếp tuyến .. )].

(18) + Z ' , Z '' : Phản lực thẳng góc từ đường tác dụng lên bánh xe bên traùi vaø baùnh xe beân phaûi . + β. : Độ nghiêng ngang của đường .. + Y ' , Y '' : Các phản lực ngang . +. hg. : Khoảng cách từ trọng tâm xe đến mặt đường .. Chöông 3. TÍNH TOÁN SỨC KÉO CỦA ÔTÔ I.CÂN BẰNG LỰC KÉO ÔTÔ 1. Phöông trình Lực kéo tiếp tuyến ở các bánh xe chủ độngdùng để khắc phục các lực cản chuyển động sau: Lực cản leo dốc, lực cản lăn, lực cản không khí, lực cản quán tính….. phương trình cân bằng lực kéo ôtô trong trường hợp tổng quát là: Pk = Pf + Pω ± Pi ± Pj Pk : Lực kéo tiếp tuyến Pf : Lực cản lăn Pω :Lực cản của gió Pi : Lực cản khi lên dốc hoặc lực chủ động khi xuống dốc Pj : Lực quán tính của ô tô Pj : Coù giaù trò döông khi xe taêng toác Pj : Coù giaù trò aâm khi xe giaûm toác Pi : Coù giaù trò döông khi xe leo doác.

(19) Pi : Coù giaù trò aâm khi xe xuoáng doác Theo phương trình trên, ô tô chỉ có thể chuyển động được khi điều kiện sau được thoả mãn: Pφ ≥ Pk ≥ Pψ + Pω Nếu tăng lực Pk để giá trị của nó lớn hơn tổng Pψ + Pω thì sẽ làm cho ô tô tăng tốc và quá trình này sẽ còn tiếp tục diễn biến cho tới khi lực kéo tiếp tuyến bằng với lực bám Pφ. Tới đây, nếu tiếp tục tăng thêm lực kéo Pk thì sẽ gây ra sự trượt quay của bánh xe chủ động. 2. Đồ thị cân bằng lực kéo Phương trình cân bằng lực kéo ôtô được biểu diển bằng đồ thị P = f(v). Trên trục toạ độ P-v, lập những đường cong Pk ở các tỷ số truyền khác nhau. Để chuyển từ v sang ne ứng với các tỷ số truyền khác nhau của hộp số theo công thức: v=. ne . r b i b .i o.

(20) v : Vaän toác tònh tieán cuûa oâ toâ (m/s) ne: Soá voøng quay cuûa truïc khuyûu (rad/s) rb : Baùn kính laøm vieäc trung bình cuûa baùnh xe (m) ih : Tyû soá truyeàn cuûa hoäp soá io : Tỷ số truyền của bộ truyền lực chính. Trên đồ thị, lập đường cong Pψ = f(v) cho một loại đường nào đó có độ dốc không đổi và đường cong của lực cản không khí Pω = g(v). Công dụng của đồ thị:  Xác định tốc độ cực đại của ô tô: giao điểm của hai đường cong P k và (Pψ + Pω)  Xác định lực cản lớn nhất của đường mà ô tô có thể khắc phục được.  Xác định khả năng trượt quay của các bánh xe chủ động trên một loại đường cụ thể nào đó. II. 1). CAÂN BAÈNG COÂNG SUAÁT OÂTOÂ Phöông trìng caân baèng coâng suaát. Phương trình cần bằng công suất của ôtô khi chuyển động được biểu thị baèng: Ne =. Nt +. Nf + Nw. ±. Ni. ±. Nj .. Trong đó: + N e : Công suất phát ra của động cơ + N t : Công suất tiêu hao cho ma sát trong hệ thống truyền lực. + N f : Công suất tiêu hao để thắng lực cản lăn + N w : Công suất tiêu hao để thắng lực cản không khí. + N i : Công suất tiêu hao để thắng lực cản dốc. + N j : Công suất tiêu hao để thắng lực cản quán tính. Phương trình cân bằng công suất tại bánh xe chủ động của ôtô : Nk. = N e – N t = Ne.ηt. Nk = Ne.ηt = Nf ± Ni + Nω ± Nj ηt. : Hiệu suất của hệ thống truyền lực. Nf = G.f.cosα.v : coâng suaát tieâu hao do caûn laên cuûa baùnh xe..

(21) Ni = G.sinα.v : công suất tiêu hao do lực cản dốc. Nω = W.v3 : coâng suaát tieâu hao do khoâng khí. Nj =. G g .δi.v.j : Công suất tiêu hao do lực quán tính khi tăng tốc. Thế vào ta được : 3. N e =N e ( 1− ηt ) +Gfv cos α ± Gv sin α + Wv ±. G δ . j. v g i. Khi ôtô chuyển động trên đường bằng, không có gia tốc và trên đường nhựa tốt nên ta có : N j = 0 ; N i =0 N e =N t + N ❑ + N ω = f. 2). 1 ( N + Nω) ηt f. Đồ thị cân bằng công suất. Phương trình cần bằng công suất ôtô được biểu diễn bằng đồ thị theo quan hệ giữa công suất phát ra, công suất cản phụ thuộc vận tốc chuyển động của oâtoâ N = f(v). Biểu diễn phương trình cân bằng công suất dưới dang đồ thị có hệ toạ độ N-v, gọi là đồ thị cân bằng công suất. Trên đồ thị này, dựng các đường cong công suất có ích của động cơ N e và công suất kéo Nk theo tốc độ chuyển động v ở tất cả các tỷ số truyền của hệ soá..

(22) Đồng thời cũng dựng đường cong: N ψ = f(v) và đặt đường cong Nω = g(v) lên phía trên đường cong Nψ. Tung độ các điểm giữa đường cong (N ψ + Nω) và trục hoành tương ứng với công suất tiêu hao để khắc phục lực cản tổng cộng của đường và lực cản không khí. Các đoạn thẳng Nd nằm giữa những đường cong N k và (Nψ + Nω) đặc trưng cho phần công suất dự trữ để sử dụng cho các mục đích sau: Khắc phục những lực cản lớn hơn của đường, tăng tốc hoặc để kéo rơ-mooc. Khi ô tô chuyển động đều công suất N k chỉ để tiêu hao cho lực cản mặt đường và của không khí. Tốc độ lớn nhất mà ô tô có thể đạt được ứng với trường hợp bướm ga hoặc thanh răng ở vị trí mở tối đa là khi công suất N k bằng tổng công suất (Nψ + Nω) (điểm A trên đồ thị). Ý nghĩa của đồ thị công suất. 3).  Xác định được tốc độ tối đa của ô tô trên mỗi loại đường đã cho hoặc ngược lại. . Xác định được tỷ số truyền hợp lý nhất ứng với từng loại đường.. . Xác định được khả năng tăng tốc, leo dốc hoặc kéo rơ-mooc của ô tô.. III.. NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA Ô TÔ. Tính chất động lực học ôtô thê hiện chủ yếu qua:  Khaû naêng taêng toác  Khả năng khắc phục lực cản của đường  Vận tốc cực đại có thể đạt được Để đánh giá đúng chất lượng động lực của ô tô này so với ô tô khác, phải dùng khái niệm “hệ số nhân tố động lực học” của ô tô. Hệ số này được xác định bằng tỷ số giữa Pk - Pω và trọng lượng toàn bộ của ô tô G, và được ký hieäu laø D. D=. PK − PW = G. (. M e .i o . ηt − W . v2 rb. ). .. 1 G. Công thức trên phụ thuộc vào các thông số kết cấu ôtô, vì thế có thể xác ñònh cho moãi oâtoâ cuï theå. D=. Pk − Pω G. 1. = f cos α ± sin α ± g δ i . j.

(23) Neáu α=0. thì D = f ±. j g δi. Theo ñieàu kieän baùm: Pϕ ≥ P k max m. G. ϕ=P k max ⇒ Dϕ =. m.G . ϕ − P ω G. Để xe chuyển động được Dϕ ≥ D ≥ ψ ±. δi j g. Nếu xe chuyển động trên đường ngang và ổn định thì Dφ ≥ D ≥ f 1. Đồ thị nhân tố động lực học D=. (. M e .i o . ηt − W . v2 rb. ). .. 1 G. ⇒ D=f ( v ). Xét hộp số có bốn số trường hợp xe chuyển động ổn định (j = 0) trên đường ngang ( α = 0). Dφ ≥ D ≥ f.  Sử dụng đồ thị để: a). Xác định vận tốc lớn nhất của ôtô vmax.

(24) Chiếu điểm cuối cùng của đường cong D xuống trục hoành thì ta xác định được vận tốc lớn nhất ứng với tay số đó. Ở các giá trị Dmax khi chiếu xuống trục hoành xác định được vận tốc tới hạn của tay số đó. Mặt đường có hệ số cản ψ=f ( v ) , đường cong cắt DIV tại điểm A, chiếu điểm A xuống trục hoành ta được vmax của ôtô ở tay số lớn nhất và động cơ làm việc ở chế độ toàn tải, thỏa điều kiện D = ψ b). Xác định độ dốc lớn nhất của ôtô: Từ công thức D=ψ ⇒ i=D − f =ψ − f. Trên đồ thị, giả sử ôtô chuyển động ở tốc độ v 1 thì độ dốc lớn nhất mà ôtô có thể khắc phục được ở những tay số khác nhau là: ad (tay số 1) ac (tay số 2) ab (tay soá 3). Còn độ dốc lớn nhất được xác định bởi: imax = Dmax – f Vận tốc tại giá trị D max được gọi là vận tốc tới hạn (v th) của ôtô ở mỗi tay soá. c). Xác định sự tăng tốc của ôtô Từ biểu thứ Suy ra. j=. D=. P K − PW = G. (. M e .i o . ηt − W . v2 rb. ). .. 1 G. ¿ψ±. δi j g. dv g =( D −ψ ) dt δi. Cũng trên loại đường này nếu ôtô chay với vận tốc v n thì khả năng tăng tốc được biểu thị bằng đoạn : ad (tay số 1) ac (tay số 2) ab (tay số 3). IV.. ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ÔTÔ KHI TẢI TRỌNG THAY ĐỔI. D=. PK − PW G. suy ra G taêng thì D giaûm G giaûm thì D taêng. D: nhân tố động lực học khi xe chở đầy tải Dx : nhân tố động lực học khi xe chở tải mới khác G G: Tải trọng của xe khi đầy tải.

(25) Gx : Tải trọng của xe khi chở không đúng tải. ⇒ D .G=Dx .G x ⇒ D x = tg α =. G Gx. D Gx = Dx G. Sử dụng đồ thị tia của nhân tố động lực học. Nếu xe chở đúng tải. Gx =G ⇒ tg α =1⇒ α =45. Nếu xe chở quá tải. Gx >G ⇒ tg α >1⇒ α > 45. Chở đúng tải. Gx <G ⇒ tg α <1⇒ α < 45. o. o o. Xác định giá trị Dx ứng với một vận tốc cụ thể v1: Ví dụ: xe đang đi với tay số 3 với vận tốc v3 và chở quá tải 20% Suy ra OC = Dx mức của xe ứng với điều kiện đã cho. Xác định hệ số cản lớn nhất của đường mà xe có thể khắc phục được khi chở quá tải. Ví dụ: xe đang đi tay số 2 và chở quá tải 150% Dϕ ≥ D ≥ ψ ⇒ D i max=ψ i max.

(26) OF=ψ max. ở các điều kiện đã cho ở trên.. Xác định vận tốc của xe khi biết được hệ số cản của mặt đường và biết tải trọng của nó. Hệ số cản ψ 1 xe chở quá tải 40% đang đi ở số 1 . Đặt ψ 1 lên trục Ox tìm được I dẫn đến xác định được v2 ứng với các điều kiện trên. V.. TÍNH TOÁN SỨC KÉO CỦA ÔTÔ Khi tính tóan sức kéo của ôtô, người thiết kế cần phân biệt 3 dạng thông. soá  Các thông số cho trước  Caùc thoâng soá choïn  Các thông số tính toán Các thông số cho trước  Loại ôtô (khách, tải, du lịch…)  Trọng tải hữn ích (Gc, số hành khách, vmax…)  Loại hẽ thống truyền lực như: Cô khí Thủy lực Caùc thoâng soá choïn  Trọng lượng bản thân ôtô  Heä soá caûn khoâng khí K.F  Soá voøng quay nN  Hiệu suất của hệ thống truyền lực Các thông số tính toán Xác định trọng lượng toàn bộ bánh xe Ví dụ: xác định trọng lượng toàn bộ của xe chở khách G=Go + nh . Gh +Ghh. nh : Soá haønh khaùch Gh: Trọng lượng của mỗi hành khách Ghh: Trọng lượng của hàng hóa.

(27) Tính toán chọn lốp xe: Dưa vào tải trọng tác dụng lên bánh xe khi hoạt động Bieát taûi troïng taùc duïng leânh caàu Xe du lòch: G1= G2 =. G 2. Xe taûi G1=( 0 , 25 ÷ 0,3 ) . G G2=( 0,7 ÷ 0 , 75 ) . G. Thông thường G2 >G1 chọn lốp theo G2 cho cả xe.

(28) Chöông 4. TÍNH KINH TEÁ NHIEÂN LIEÄU CUÛA OÂTOÂ CAÙC CHÆ TIEÂU KINH TEÁ NHIEÂN LIEÄU. CHÖÔNG I :. Tính kinh tế nhiên liệu của ô tô được đánh giá bằng lượng tiêu hao nhiên liệu cho một quãng đường nhất định (lít/km hoặc lít/m) hoặc cho 1 tấn km coâng vieäc vaän chuyeån;  Lượng tiêu hao nhiên liệu cho một quãng đường chạy của ô tô được xaùc ñònh nhö sau: qñ =. Q S. (l/Km) Q: lượng tiêu hao nhiên liệu (lít); S: quãng đường chạy (Km). Ô tô khi chở hàng hoá sẽ tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn so với khi xe chạy không. Vì thế công thức (IV.1) không thể biểu thị chính xác tính kinh tế nhieân lieäu cuûa oâ toâ; Để biểu thị một cách chính xác hơn, người ta dùng chỉ tiêu về lượng tiêu hao nhieân lieäu treân moät ñôn vò coâng vieäc vaän chuyeån: qc =. Q . ρn Gt S t. (kg/t.km). Gt: Khối lượng hàn hóa vận chuyển (kg); St: Quãng đường vận chuyển (km); ρn: Tyû troïng cuûa nhieân lieäu (kg/l). Khi khảo sát động cơ trên băng thử, người ta xác định lượng tiêu hao nhiên liệu trong một giờ làm việc: GT =. Q . ρn t. (kg/h).

(29) t: thời gian làm việc của động cơ (h) ge =. GT Ne. =. Q . ρn Ne . t. : suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ.. Quan hệ giữa lượng tiêu hao nhiên liệu trên một đơn vị quãng đường xe chạy với lượng nhiên liệu trong một giờ và suất tiêu hao nhiên liệu có thể được bieåu thò nhö sau: Qñ =. GT . t Sρn. =. g e . N e .t S . ρn. =. ge . N e v . ρn. (l/m). CHÖÔNG II : ÑAËC TÍNH TIEÂU HAO NHIEÂN LIEÄU CUÛA OÂ TOÂ 1. Những yếu tố ảnh hưởng tới mức tiêu hao nhiên liệu. Trong quá trình ô tô chuyển động, công suất của động cơ được sử dụng để thắng tất cả các kực cản chuyển động. Trường hợp ô tô không kéo rơ-mooc ta coù phöông trình caân baèng coâng suaát sau: v. Ne = Nk + Nt = (Pψ + Pω + Pj) 1000 η t. (kW). Thay giá trị của Ne vào công thức trên: ge. qñ = (Pψ + Pω + Pj) 1000. ρ η n t. (l/m). Những yếu tố ảnh hưởng đến tính kinh tế nhiên liệu của ô tô là: . Những thông số kết cấu và đặc điểm của quá trình cháy..  Tình traïng kyõ thuaät, ñieàu chænh heä thoáng cung caáp nhieân lieäu, heä thoáng đánh lửa; . Tình trạng kỹ thuật của hệ thống truyền lực đến bánh xe chủ động.. . Đường sá, lực cản của gió và trình độ chuyên môn của người lái.. 2. Đồ thị đặc tính kinh tế nhiên liệu của ô tô. Đồ thị biểu thị sự phụ thuộc của lượng tiêu hao nhiên liệu q đ vào tốc độ chuyển động của xe và hệ số cản ψ của đường được gọi là đồ thị đặc tính kinh teá nhieân lieäu cuûa oâ toâ. Đồ thị này đặc trưng cho tính kinh tế nhiên liệu của ô tô khi chuyển động đều, nó cho phép xác định được lượng tiêu hao nhiên liệu theo trị số đã biết cuûa v vaø ψ..

(30) Xác định lượng tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất khi ô tô chuyển động trên mặt đường có hệ số cản ψ đã cho. Tốc độ của xe ứng với lượng tiêu hao này gọi là tốc độ kinh tế Xác định lượng tiêu hao nhiên liệu ứng với chế độ toàn tải của động cơ, tức là ứng với tốc độ chuyển động lớn nhất mà xe có thể đạt được trên loại đường đã cho (điểm a,b,c). Đồ thị trên chỉ mới cho phép xác định mức tiêu hao nhiên liệu trong trường hợp ô tô chuyển động đều trên mặt đường có hệ số cản chuyển động không đổi. Vì vậy, sử dụng đường đặc tính này để tính mức tiêu hao nhiên liệu trong điều kiện sử dụng là không thể được, vì nó đã không tính đến sự thay đổi của điều kiện đường sá khi xe chuyển động..

(31) Chöông 5. TÍNH OÅN ÑÒNH CUÛA OÂTOÂ Tính ổn định của ôtô là khả năng bảo đãm giữ quỹ đạo chuyển động theo yêu cầu trong mọi điều kiện chuyển động khác nhau. Tùy thuộc điều kiện sử dụng, ôtô có thể đứng yên, chuyển động trên đường dốc, có thể quay vòng hoặc phanh ở các loại đường khác nhau (đường dốc, đường xấu…). Trong những điều kiện phức tạp như vậy, ôtô phải giữ được quỹ đạo chuyển động sao cho: ôtô không bị lật đổ, bị trượt, thùng xe không bị nghiên, cầu xe bị quay lệch trong phạm vi cho phép nhằm bảo đảm ôtô chuyển động an toàn, nâng cao được tốc độ chuyển động, nghĩa là tăng tính kinh tế và tính oån ñònh cuûa oâtoâ. Trong chương này chúng ta chỉ nghiên cứu tính ổn định của ôtô nhằm bảo đảm khả năng không bị lật đổ hoặc bị trượt trong các điều kiện chuyển động khaùc nhau. I. TÍNH OÅN ÑÒNH DOÏC 1) OÅn ñònh doïc tónh: Ổn định dọc tĩnh là khả năng bảo đảm cho xe không bị lật hoặc bị trượt khi đứng yên trên đường dốc dọc . a. Theo điều kiện lật đổ :.

(32) Sơ đồ lực và momen tác dụng lên xe khi đứng yên trên dốc . Phöông trình momen taïi ñieåm O2 laø: . PC =PW + Pψ .. ∑ M o 2=G a sin α 1 . h g+ Z 1 . L− Ga .cos α1 .b=0. .. Khi xe dậu quay đầu lên dốc lúc đó góc α tăng dần đến lúc bánh xe nhất khỏi mặt đất khi đó Z 1 = 0 và O2 là tâm lật của xe. Luùc naøy ta coù Ga sin α 1 .h g −Ga .cos α 1 . b=0 . b. Suy ra. tg α 1= h. g. (1) . a. ' Tương tự ta có tg α 1= h. g. Trong đó : + α 1 : Góc dố giới hạn mà xe bị lật đổ khi xe đứng quay đầu lên doác . ' + α 1 : Góc dố giới hạn mà xe bị lật đổ khi xe đứng quay đầu xuớng. doác . + b. : Khoảng cách từ tâm xe đến cầu sau .. + a : Khoảng cách từ tâm xe đến cầu trước. + h g : Khoảng cách từ trọng tâm xe đến mặt đường . + L. : Chiều dài cơ sở của xe .. + Ga : Trọng lượng toàn tải của xe . Trong trường hợp trên đã bỏ qua moment cản lăn nhằm tăng tính ổn định tónh cuûa oâtoâ. Góc dốc giới hạn lật đổ tĩnh chỉ phụ thuộc vào tọa độ trọng tâm ôtô. b. Theo điều kiện trượt :  Do không đủ lực phanh hoặc bám không tốt giữa bánh xe với mặt đường nên sinh ra sự trượt trên dốc .  Khi lực phanh lớn nhất đạt đến giới hạn bám , xe có thể trượt xuống dốc giới hạn khi xe bị trượt được xác định như sau : P p max =Ga sin α t=ϕ. Z 2 (2) .. Trong đó : + P p max : Lực phanh cực đại đặt ở bánh xe sau ..

(33) +. ϕ. : Hệ số bám của bánh xe trên đường .. Phöông trình moment taïi O1 :. .. Ga sin α t . h g − Z 2 . L+Ga . a. cos α t .=0. ⇔. Suy ra :. ∑ M o 1=0. Z 2=. Ga . a. cos α t + Ga . h g . sin α t L. .. Thay vào phương trình (2) ta được : tg α t =. Tương tự. tg α 't =. a ϕ L −ϕ. h g. b ϕ L −ϕ . h g. Trong đó : αt '. αt. :Góc dốc giới hạn bị trượt khi xe đứng yên trên dốc, quay đầu lên dốc . :Góc dốc giới hạn bị trượt khi xe đứng yên trên dốc, quay đầu xuống dốc. Với ôtô cơ cấu phanh bố trí ở tốt cả các bánh xe thì: P p max =ϕ .G . cos α. ⇒ tg α t =tg α 't=ϕ. Từ điều kiện lật đổ và điều kiện trượt trên suy ra xe sẽ bị trượt trước khi lật đổ hay tg α t. tg α 1 .. a b ϕ< L − ϕ . hg hg. Nhaän xeùt : Khi xe đứng yên trên dốc bị trượt hoặc lật dổ chỉ phụ thuộc vào toạ độ trọng tâm của xe ( a , b , L , h g ) và chất lượng mặt đường . 2) Ổn định dọc động : Xe chuyển động trên đường dốc có thể bị mất ổn định (lật đổ hay trượt) dước tác dụng của các lực và moment hoặc bị lật đổ khi chay tốc độ cao trên đường naèm ngang..

(34) + Để đơn giản trong tính toán ta xét xe trong trường hợp xe lên dốc với tốc độ PW = 0 ; thấp , lực cản lăn nhỏ có thể bỏ qua và chuyển động ổn định nên Pf = 0 ; P J = 0 . + Sự mất ổn định của xe có thể xảy ra khi xe chuyển động lên dốc hoặc xuống dốc , tăng tốc hoặc phanh cũng như chuyển động với tốc độ cao dưới tác dụng của các lực dọc . + Tính chất ổn định dọc của xe chuyển động lên dốc được biểu diễn ở hình dưới :. Sơ đồ lực và momen tác dụng lên xe khi lên dốc . Góc dốc giới hạn khi xe lên dốc bị lật đổ : b. tg α d= h. g. Để tránh xe không bị lật đổ cần xác định góc giới hạn để xe không bị trượt : +Khi lực kéo đạt đến giới hạn bám thì xe bắt đầu lật đổ . +Trị số lực kéo được xác định như sau : Pk max=¿. Pϕ = ϕ . Z 2 = Ga . sin α ϕ. .. Maët khaùc ta coù: Pϕ = ϕ × Z 2 = ϕ ×. Hay. Ga ( a × cos α ϕ +h g × sin α ϕ ) L. Ga × sin α ϕ = ϕ ×. ⇔. L× sin α ϕ=¿. .. Ga ( a × cos α ϕ +h g × sin α ϕ ) . L. G× ( a × cos α ϕ +h g × sin α ϕ ) . ..

(35) ( L− ϕ × hg ) × sin α ϕ=ϕ × a ×cos α ϕ .. ⇔. a. tg α ϕ = ϕ × L −ϕ × H g. ⇒. .. Trong đó : + Pk max : Lực kéo tiếp tuyến lớn nhất của bánh xe chủ động . + Pϕ. : Lực bám của bánh xe chủ động .. + ϕ. : Hệ số bám dọc của xe với đường. Từ kết quả tính trên điều kiện để đảm bảo xe bị trượt trước khi bị lật đổ được thõa mãn : tg α ϕ tg α d . Xét xe đang chuyển động trên đường nằm ngang, không kéo móc, chuyển động oån ñònh neân : PW = 0 ; PJ = 0 . Pm = 0. Sơ đồ lực tác dụng lên xe khi chuyển động ở vận tốc cao . Giả sử xe chuyển động ổn định trên đường nằm ngang ( α = 0) thì lực cản không khí có tính chất quyết định sự mất ổn định của xe . Sự mất ổn định của xe do lực cản không khí gây ra và xe bị lật đổ qua mặt phẳng ngang tại điểm O2 ở hình vẽ dưới . Từ điều kiện cân bằng momen đối với điểm O2 của cả hệ thống ta có : Phöông trình momen taïi O2 : ⇔ ⇔ ⇔. ∑ M o 2=0. .. Ga . b+Z 1 . L− Pw . h g=0 Ga . b=Pw .h g 2. (Vì khi xe bò laät thì Z 1 = 0) .. k . F . v . hg =Gb .b.

(36) ⇒. Hay. v=. √. v =3. 6. Ga . b k . F . hg. √. Ga . b k . F . hg. km/h .. Nhaän xeùt : Từ nguyên nhân đó nếu ta giảm trọng tâm xe thì tính năng ổn định của xe tăng lên vận tốc xe sẽ tăng lên nên ngày nay trong những xe đời mới nhà thiết kế thường hạ thấp trong tâm của xe xuống. II. TÍNH OÅN ÑÒNH NGANG Khi xe chuyển động thẳng trên đường nghiêng ngang :. Sơ đồ lực tác dụng lên xe khi chuyển động trên đường nghiêng ngang. Trong đó : +. G. + M jn. : Trọng lượng của xe . : Moment của các lực quán tính tiếp tuyến .. + Z ' , Z '' : Phản lực thẳng góc từ đường tác dụng lên bánh xe bên traùi vaø baùnh xe beân phaûi . + β. : Độ nghiêng ngang của đường .. + Y ' , Y '' : Các phản lực ngang ..

(37) +. : Khoảng cách từ trọng tâm xe đến mặt đường .. hg. Phương trình cân bằng các lực đối với mặt phẳng qua điểm A , ta có : c Z '' . c=G . . cos β d − G. h g . sin β d − M jn . 2 c Ga . . cos β d −Ga . hg .sin β d − M jn 2 Z '' = =0 . c. Suy ra. Dưới tác dụng của các lực và momen , khi góc β tăng dần tới góc giới hạn ,xe bị lật quanh điểm A ( A là giao tuyến của mặt phẳng thẳng đứng qua trục bánh xe bên trái và mặt đường ) khi đó Z '' =0 . Để đơn giản trong tính toán ta coi M jn =0 .Suy ra : c Ga . . cos β d=G a . h g . sin β d . 2. Góc dốc giới hạn khi xe bị lật đổ là : tg β d. ¿. c 2 hg. .. Trong đó : + β d : Góc dốc giới hạn mà xe bị lật đổ . 1. Xét điều kiện trượt : Do chất lượng bám của bánh xe và mặt đường kém dẫn đến xe sẽ bị trượt khi chuyển động trên đường nghiêng ngang .Để xác định góc giới hạn khi xe bị trượt ,ta lập phương trình các lực lên mặt phẳng song song với mặt đường : '. ''. '. ''. Ga . sin β ϕ=Y +Y =ϕ y ( Z + Z )=¿. ϕ y . G. cos β ϕ. Trong đó : + β ϕ : Góc dốc giới hạn mà xe bị trượt . + ϕ y : Hệ số bám ngang giữa bánh xe với mặt đường . Suy ra. tg β ϕ = ϕ y. Điều kiện ôtô trượt trượt trước khi bị lật đổ : tg β ϕ. tg β d. 2. Xét khi xe quay vòng trên đường nghiêng ngang : Ta chỉ xét xe trong trường hợp hướng nghiêng của đường không cùng phía với truïc quay voøng ..

(38) Sơ đồ lực tác dụng lên xe khi chuyển động trên đường nghiêng ngang. *Theo điều kiện lật đổ : + Khi xe chuyển động quay vòng sẽ chịu tác động của lực ly tâm Pl đặt tại trọng tâm của xe ( trục quay là YY ).Khi đó lực ly tâm Pl có hướng cùng với thành phần trọng lượng Ga × sin β . + Dưới tác dụng của lực ly tâm làm xe có thể bị lật đổ qua mặt phẳng đi qua ñieåm A ta coù phöông trình moment taïi A : c c Z ' . c + . P lt . sin β d +h g . Plt . cos β d + hg . Ga . sin β d −Ga . cos β d . =0 . 2 2. + Khi ôtô bắt đầu lật đổ thì Z ' = 0 . c c . Plt . sin β d + hg . P lt . cos β d + hg .Ga . sin βd − Ga cos β d . =0 2 2. Maø Trong đó :. Pl =. G a . vn g.R. 2. .. ..

(39) + v n : Vận tốc giới hạn (vận tốc nguy hiểm có thể gây ra lật đổ ôtô ở đường vòng). +. : Baùn kính voøng quay cuûa xe .. R. + β d : Góc dốc giới hạn khi xe quay vòng bị lật đổ . Thay vào ta được: c . cos β −h .sin β ) ( 2 v = G c . sin β − h . cos β ) g. R (2 Ga. n2. d. g. a. d. Suy ra. d. vn =. √. g.R. g. .. d. ( 2 .ch − tg β ) d. .. g. c 1+ . tg β d 2. h g. Tương tự nếu hướng nghiên của đường cùng phía với trục quay vòng thì vận tốc nguy hiệm khi ôtô lật đổ là:. vn =. √. g.R. ( 2 .ch + tg β ) d. g. 1−. c . tg β d 2. h g. 3. Xét điều kiện trượt bên : Khi quay vòng trên đường nghiêng ngang xe có thể bị trượt bên do thành phần lực Ga . sin β ϕ và Plt cos β ϕ ( do điều kiện bám của xe và đường không bảo đảm ). Phương trình hình chiếu của các lực lên mặt phẳng của đường : Plt . cos β ϕ +G a . sin β ϕ = Y ' + Y '' .. Mặt khác theo điều kiện bám ngang của ôtô với mặt đường: Y ' + Y '' = ϕ y ( Z ' +Z '' ) .. Hay. Y ' + Y '' = ϕ y ( G cos β ϕ − Plt G sin β ϕ ) .. Suy ra. G . v ϕ . cos β ϕ +G a . sin β ϕ=¿ g. R. Hay. G vϕ . ( cos β ϕ +ϕ y sin βϕ )=G ( ϕ y cos β ϕ − sin β ϕ ) . g R. 2. 2. ϕ y ( G cos β ϕ −. G . v 2ϕ G sin β ϕ ) . g.R.

(40) Chia cả hai vế của phương trình cho cos β ϕ và biến đổi ta được : vϕ = 2. Suy ra. vϕ=. √. G ( ϕ y − tg β ϕ ) G ( 1+tg β ϕ ) g.R. .. g . R ( ϕ y − tg βϕ ) 1+ϕ y . tg β ϕ. .. Nếu hướng nghiêng của đường cùng phía với trục quay vòng thì vận tốc giới hạn khi xe bị trượt bên là : vϕ=. √. g . R ( ϕ y + tg β ϕ ) 1− ϕ y . tg β ϕ. .. Nếu ôtô quay vòng trên đường ngang thì vận tốc tới hạn để ôtô bị trượt beân laø: v ϕ =√ g . R . ϕ y. Ngoài ra, ôtô còn còn bị mật ổn định ngang do ảnh hưởng các yếu tố khác như: lực gió ngang, do đường mấp mô, do phanh trên dường trơn….. Chöông 6. TÍNH DẪN HƯỚNG CỦA ÔTÔ Trong quá trình chuyển động, ôtô cần phải giữ ổn định được hướng chuyển động theo yêu cầu của tài xế, không bị lêch khỏi hướng đang chuyển động do tác dụng của những lực ngẫu nhiên, chống lại lực đổ ngang của ôtô và trượt ngang của lốp trên đường. Đồng thời, hệ thống lái ôtô phải bảo đảm cho ôtô có khả năng thay đổi hướng chuyển động nhẹ nhàn và nhanh chóng. Các hệ thống lái hệ thống treo và lốp ôtô có ảnh hưởng rất lớn đến tính năng dẫn hướng cuûa oâtoâ..

(41) I. Động học và động lực học quay vòng Boû qua bieán daïng caùc baùnh xe Xét xe có một cầu dẫn hướng Điều kiện xe quay vòng không trượt tất cả các bánh xe có chung 1 tâm quay voøng O. tg α =. L L ⇒ R= R tg α. cot gα 2=. OE L. cot gα 2 − cot gα 1=. cot gα 1=. OF L. OE − OF B = =const L L. Nếu các bánh xe đều dẫn hướng thì ứng với một góc quay vòng α thì bán kính L. quay vòng giảm đi một nữa: R= 2 tg α v. v. Vaän toác goác oâtoâ ω= R = L tg α II. Aûnh hưởng đàn hồi của lốp tới tính năng quay vòng ôtô Khaùi nieäm Thực tế độ đàn hồi của lốp ảnh hưởng đến tính năng quay vòng và an toàn ổn định ôtô nhất là ở vận tốc lớn. Diện tích ABCD biểu thị vết tiếp xúc của lốp với đường. Giả sử lực ngang chưa vượt qua lực bám ngang giữa bánh xe với đường khi đó xảy ra hiện tượng lệch bên của lốp một góc δ gọi là góc lệch bên..

(42) OÂtoâ quay voøng khi loáp bò bieán daïng ngang: Ôtô đang quay vòng một góc α , lực ngang P jy. ñaët taïi troïng taâm oâtoâ.. Dưới tác dụng của lực này thì lốp các bánh xe trước và sau bị biến dạng những goùc δ 1 vaø δ 2 Hướng của véctơ cầu trước sẽ hợp với trục dọc ôtô góc ( α − δ 1 ) O1 la 2 tâm quay vòng tức thời ôtô với bán kính quay vòng R. L. Từ hình vẽ ta có R= tg δ + tg ( α − δ ) 2 1. L. neáu caùc goùc nhoû thì R= δ + ( α − δ ) 2 1. Phương trình trên đặc trưng cho tính quay vòng ôtô và có thể xảy ra các trường hợp sau.. Khi δ 1=δ 2 : ôtô có tính năng quay vòng trung hòa, để giữ cho ôtô chuyển động thẳng khi có lực ngang tài xế quay volant để ôtô lệch khỏi trục đường một góc δ =δ 1=δ 2 . Khi δ 1> δ 2 : ôtô có tính năng quay vòng thiếu lúc này ôtô có khả năng tự giữ P jy có chiều ngược với chiều tác được hướng chuyển động nhờ lực ly tâm động của Y. Khi δ 1< δ 2 : ôtô có tính năng quay vòng thừa, lúc này ôtô bị mất khả năng chuyển động ổn định vì Pjy cùng chiều với Y. Nhaän xeùt: Xe mất ổn định càng lớn khi vận tốc ôtô càng tăng.

(43) Để tránh khả năng lật đổ ôtô tài xế phải nhanh chóng đánh volant theo hướng ngược chiều với chiều ôtô bị lệch để mở rộng bán kính quay vòng. III.. TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA CÁC BÁNH XE DẪN HƯỚNG. Tính ổn định của các bánh xe dẫn hướng là khả năng giữ được vị trí ban đầu khi ôtô chuyển động thẳng và tự quay về vị trí ban đầu sau khi bị lệch Tính ổn định giảm được khả năng dao động của các bánh xe dẫn hướng, tải trọng taùc duïng leân heä thoáng laùi. Tính ổn định được duy trì dưới tác động của các phản lực: thẳng đứng, ngang và tiếp tuyến tác dụng lên khi ôtô chuyển động. Thốgn số kết cấu sau đây bảo đãm tính ổn định: Góc nghiên ngang trục đứng Góc nghiên dọc của trục đứng Độ đàn hồi của lốp theo hướng ngang. Chöông II :. Góc nghiêng dọc của trụ quay đứng - Caster. Caster có chiều dương khi đường tâm trụ quay đứng ngả về phía sau (hình vẽ) Tăng hiệu quả của moment ngược đẩy bánh xe dẫn hướng quay về vị trí chuyển động thaúng. Độ lệch của đường tâm trụ đứng trong mặt phẳng dọc được xác định trên mặt phẳng dọc của xe và là khoảng cách giữa đường kéo dài của trụ quay đứng xuống mặt đường với tâm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường. Khi chuyển động các bánh xe dẫn hứng có khuynh hướng lật bánh xe quay trở lại..

(44) Chöông III :. Góc nghiêng ngang của trụ quay đứng – King pin inclination. Giúp cho bánh xe dẫn hướng có khả năng quay về vị trí tạo nên chuyển động thẳng. Khi quay vành tay lái để quay vòng, người lái phải tăng lực đánh tay lái , nếu bỏ lực vành tay lái thì bánh xe tự trả về. Vấn đề trở về của bánh xe dẫn hướng là do moment phản lực (moment ngược) tác dụng ở dưới mặt đường lên bánh xe. Moment ngược này hình thành do cánh tay đòn r0, (khoảng cách giữa đường tâm bánh xe với tâm trụ quay đứng trên mặt đường) được gọi là bán kính quay của bánh xe quay trụ quay đứng..

(45) Chöông IV :. Goùc nghieâng ngang cuûa baùnh xe – Camber. Camber có chiều dương khi phần trên của bánh xe ngả ra ngoài khung xe. Tránh cho bánh xe dẫn hướng nghiêng vào phía trong do tác dụng của tải trọng phần trước của ô tô, khi các ổ đỡ của trụ quay đứng và bạc đạn bánh xe bị mòn. Giảm cánh tay đòn của phản lực tiếp tuyến đối với trụ quay đứng, do đó giảm tải trọng tác dụng vào hệ thống lái, giảm được lực lái của người lái khi quay vòng ô tô. Chöông V :. Độ chụm của bánh xe - Toe in. Khi đặt nghiêng bánh xe dẫn hướng sẽ làm tồn tại một số vấn đề sau: Làm tăng góc lăn lệch của bánh xe khi phản lực ngang của đường có chiều ngược lại với chiều nghiêng của bánh xe và làm tăng lực cản lăn..

(46) Bánh xe có khuynh hướng lăn theo một cung tròn, trong khi đó nó bắt buột phải chuyển động tịnh tiến theo tốc độ của xe vì vậy khu vực tiếp xúc của bánh xe với mặt đường sẽ xuất hiện hiện tượng trượt ngang của lốp. Để khắc phục các hiện tượng này, người ta đặt bánh xe dẫn hướng theo một độ chụm. Nếu chọn đúng mối tương quan giữa góc Camber và Toe in thì hiện tượng trượt ngang sẽ chấm dứt và tránh được sự mài mòn của lốp. Toe in khi khoảng cách phía trước nhỏ hơn khoảng các phía sau của hai bánh xe. ngược laïi goïi laø Toe out. Toe in = B – A.

(47) Chöông 7. PHANH OÂTOÂ Hệ thống phanh có công dụng giảm tốc độ hoặc dừng hẳng ôtô khi cần thiết, lục tài xế giảm lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ và phanh ôtô lại.. I. LỰC PHANH SINH RA Ở BÁNH XE Tác dụng lực lên pedale phanh sẽ tạo moment ma sát gọi là moment phanh M p nhằm hãm bánh xe lại . Lúc đó tại bánh xe xuất hiện phản lực tiếp tuyến P p ngược với chiều chuyển động và được xác định theo biểu thức: P p=. Mp rb. M p : moment phanh taùc duïng leân baùnh xe. Pp. : Lực phanh tác dụng tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường.. rb. : Baùn kính laøm vieäc cuûa baùnh xe.. Lực phanh lớn nhất bị giới hạn bởi điều kiện bám giữa bánh xe với mặt đường, nghĩa laø: P p max =Pϕ =Z b . ϕ. Trong quá trình phanh, lực phanh tănglên dần và đến một lúc nào đó bánh xe bị trượt lê thì hệ số bám có giá trị thấp nhất. Sự trượt lê làm giảm hiệu quả phanh, tăng độ mòn lốp, tăng độ trượt dọc và ảnh hưởng tính ổn định ngang. II. ĐIỀU KIỆN BẢO ĐẢM PHANH TỐI ƯU Khi phanh ôtô có các lực sau tác dụng:.

(48)  Trọng lượng ôtô đặt tại trọng tâm.  Phản lực thẳng góc tác dụng lên bánh xe trước và sau.  Lực cản lăn ở các bánh xe trước và sau.  Lực phanh ở các bánh xe trước và sau.  Lực cản không khí  Lực quán tính khi có gia tốc chậm dần. P j =G. jb / g  Khi phanh thì Pω vaø Pf1, Pf2 coù theå boû qua Phản lực thẳng góc Z1, Z2 tính như sau: Z 1=( G. b+ P j . h g ) / L ⇒ Z1 =. j .h G b+ b g L g. (. Z 2=( G. a − P j . h g ) / L. ). ⇒ Z2 =. j .h G a− b g L g. (. ). Lực phanh max theo điều kiện bám: Pmax= G. ϕ Phanh có hiệu quả nhất khi phanh sinh ra ở các bánh xe tỷ lệ thuận với Z1, Z2 Pp1 ϕ . Z1 Z1 = = Pp2 ϕ . Z2 Z. thay vaøo. P p 1 G. b+ P j . h g = Pp2 a − ϕ . hg. Quá trình phanh Pf1 và Pf2 không đáng kể có thể bỏ qua: P j =P p 1=P p 2 Vaø P j max =P p max=G . ϕ Thay vào ta được. P p 1 b +ϕ . h g = P p 2 a − ϕ .h g. III. CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH PHANH.

(49) 1. Gia toác giaûm daàn khi phanh Phương trình cân bằng lực kéo khi phanh: P j =P p+ P f + Pω + Pη ± Pi. Thực nghiệm cho thấy Pf , Pη , Pω so với Pp cho nên có thể bỏ qua.. cản lại chuyển động ôtô có giá trị bé. Nếu phanh trên đường đường nằm ngang thì P j =P p. Ppmax được xác định theo điều kiện bám. Ppmax = G ϕ δi.. G . j =G. ϕ g max. ⇒ j max =. ϕ.g δi. Gia toác chaäm daàn max khi phanh. δ i : Hệ số tính đến ảnh hưởng các khối lượng được quay.. Để tăng gia tốc chậm dần khi phanh cần phải giảm δ i . Muốn vạy khi phanh cần cắt ly hợp, lúc dó δ i sẽ giảm và jmax sẽ tăng. 2. Thời gian phanh Thời gian phanh càn nhỏ thì chất lượng phanh càng tốt. j=. δ dv ϕ . g = ⇒ dt= i . dv dt δi ϕ.g. Thời gian nhỏ nhất từ vận tốc v1 đến v2 v1. t min=∫ v2. δi δ dv = i ( v 1 −v 2 ) ϕ. g ϕ.g. Phanh ôtô đến khi dừng hẳngthì v2 = 0 t min=. δi .v ϕ. g 1. Thời gian phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào vận tốc bắt đầu phanh v 1 hệ số δ i vaø heä soá baùm ϕ . 3. Quảng đường phanh Là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng phanh ôtô vì tài xế có thể nhận biết được một cách trực quan và xử lý tốt khi ôtô chuyển động. Xác định quảng đường phanh nhỏ nhất..

(50) j=. dv ϕ . g = dt δi. Nhân ds cho hai vế ta được. dv ϕ.g ds= ds dt δi v . dv=. ϕ. g ds δi. δi vdv ⇒ smin =¿ ϕ.g v1. smin =∫ ¿. δi .(v 21 − v 22 ) 2ϕ. g. v2. Khi phanh đến lúc ôtô dừng hẳng: s min =. δi . v2 2ϕ. g 1. IV. CƠ SỞ LÝ THUẾT ĐIỀU HÒA LỰC PHANH. 1) Xét trường hợp khi ôtô đầy tải: Giai đoạn đầu, áp suất P ở dẫn động ra phanh trước và sau bằng nhau, OA nghiêng gốc 45o, lúc này bộ điều hòa lực phanh chưa làm việc. Khi áp suất trong xylanh chính đạt giá trị P đch (áp suất điều chỉnh) thì lúc đó bộ điều hòa lực phanh bắt đầu làm việc. Thời đểm này áp suất P 2 <P1 và đường đặc tính điều chỉnh đi theo đường thẳng AB gần sát với đường cong lý tưởng. 2) Xét trường hợp khi ôtô không tải Giai đoạn đầu đường đặc tính đi theo đường thẳng OC (lúc đó bộ điều hòa lực phanh chưa làm việc).

(51) Aùp suất P’đch ứng với điểm C là áp suất ở dẫn động phanh trước ở thời điểm mà bộ điều hòa bắt đầu làm việc. Tiếp đó đường đặt tính đi theo đường thẳng CD (CD là đường đặt tính của bộ điều hòa lực phanh khi ôtô không tải) Như vậy ứng với mỗi tải trọng khác nhau ta có đường đặt tính của bộ điều hòa lực phanh ở các tải trọng khác nhau, đường đặc tính của bộ điều hòa lực phanh ở các tải trọng khác nhau sẽ có một chùm đường nghiên.. Aùp suất p2 biểu diển theo đường OAB nằm dưới đường cong lý tưởng 1, nghĩa là p2 luôn nhỏ hơn áp suất lý tưởng cho nên không xảy ra hiện tượng bó cứng phanh. V. CHỐNG HÃM CỨNG KHI PHANH Hệ số bám của bánh xe với mặt đường phụ thuộc vào loại đường, tình trạng mặt đường, còn phụ thuộc vào độ trượt của bánh xe tương đối với mặt đường trong quaù trình phanh. Độ trược tương đối λ được xác định theo: λ=. v − ωb . r b v. Hệ số bám cực đại ϕ max ở giá trị độ trượt tối ưu λ o.

(52) Nhiệm vụ cơ bản hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh là giữ cho bánh xe khi phanh ở độ trượt giới hạn λ o , nhờ vậy đảm bảo hiệu quả phanh, tính ổn định, tính dẫn hướng. Để giữ bánh xe không bị hãm cứng và hiệu quả phanh cao cần điều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh sao cho độ trượt λ thay đổi quanh giá trị λ o . Hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh có thể sử dụng các nguyên lý ñieàu chænh sau: . Theo gia tốc chậm dần của bánh xe được phanh.. . Theo giá trị độ tượt cho trước. . Theo gía trị của tỷ số vận tốc góc bánh xe với gia tốc chậm dần của noù. VI. GIẢN ĐỒ PHANH Giản đồ phanh nhận được từ thự nghiệm, biểu thị quan hệ lực phanh P p với thời gian t..

(53) Điểm O trên hình ứng với lúc tài xế thấy chướng gại vật và cần phải phanh.  t1 : Thời gian phản xa của tài xế từ lúc thấy chướng ngại vật đến lúc tác động vào pedale phanh (phụ thuộc vào trình độ của tài xế) t1 = 0,3 – 0,8s  t2 : Thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh, tính từ lúc tài xế tác dụng vào pedale đến khi má phanh áp sát vào trống phanh. (phanh dầu t 2 = 0,03s, phanh khí t2 = 0,3s)  t3 : Thời gian biến thiên lực phanh. Phanh dầu t 3 = 0,2s, phanh khí t3 = 0,5 – 1s.  t4 : Thời gian phanh hoàn toàn ứng với lực phanh cực đại (được xác định theo tmin =. δi .v ) ϕ.g 1.  t5 : Thời gian nhả phanh, lực phanh giảm dần đến 0. phanh dầu t5 = 0,2s, phanh khí t5 = 1,5 – 2s. Thời gian phanh t=t1 +t 2 +t 3 +t 4 VII.. TÍNH OÅN ÑÒNH OÂTOÂ KHI PHANH. Khi phanh, trục dọc ôtô có thể bị nghiên một góc β so với hướng quỹ đạo do tổng lực phanh các bánh bên trái và bên phải khác nhau và tạo thành moment quay voøng Mq quanh truïc Z qua troïng taâm A cuûa oâtoâ. Tổng lực phanh các bánh bên phải là: P p .ph =P p .ph 1 + P p . ph 2 Tổng lực phanh các bánh bên trái là:. P p .tr =P p . tr 1 + P p .tr 2 B. Moment quay voøng Mq xaùc ñònh theo : M q=( P p . ph − P p . tr ) 2.

(54) Chương 8.

(55) DAO ĐỘNG Ô TÔ Ô tô chuyển độn trên đường không bằng phẳng chịu những tải trọng dao động do mặt đường mấp mô gây ra ảnh hưởng xấu đến hàng hóa. Tuổi thọ của xe nhất là ảnh hưởng tới hành khách. Con người bị rung xóc nhiều bị mỏi mệt, và mắt những bệnh thần kinh và não. Vì thế tính êm dịu chuyển động là một trong những chỉ tiêu quan trọng của ô tô, phụ thuộc vào kết cấu, vào đặc điểm và cường độ kích động, và kỹ thuật lái xe. I. KHÁI NIỆM TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG 1) Tần số dao động thích hợp; o Do thói quen, mỗi người có bước đi khác nhau, trung bình mỗi phút có thể thực hiện được khoảng 60 – 85 bước đi. o Người ta quan niệm rằng con người thực hiện một bước đi tức là thực hiện một dao động. o Như vậy con người đã quen với dao động từ 60 – 85 lần/phút. o Khi thiết kế hệ thống treo đã chọn tần số dao động thích hợp là 60 – 85 dao động/phút (cho xe du lich) và 85 – 120 dao động/phút (cho xe tải). 2) Gia tốc thích hợp Chỉ tiêu đánh giá tính êm dịu dựa vào giá trị của gia tốc thẳng đứng của dao động và số lần va đập do mập mô của mặt đường gây ra trên 1km đường chạy. 3) Chỉ tiêu êm dịu dựa vào gia tốc và thời gian tác động. Ngồi lậu trên ô tô, dao động của xe sẽ gây mỏi mệt ảnh hưởng sức khỏe, giaõm naêng suaát laøm vieäc. Qua thí nghiệm, các giá trị toàn phương gia tốc như sau:. Deã chòu. 0.1m/s2. Gaây moûi meät. 0.315m/s2.

(56) Gây ảnh hưởng tới sức khỏe. 0.63m/s2. II. SƠ ĐỒ DAO ĐỘNG TƯƠNG ĐƯƠNG 1) Dao động của ô tô trong các mặt phẳng tọa độ: o Hệ dao động của ô tô khi chuyển động là hệ dao động nhiều bậc tự do rất phức tạp. o Trong mặt phẳng ZX có hai dao động (theo phương thẳng đứng Z, dao động góc xoay quanh trục Y). tương tự cho các mặt phẳng ZY và XY đều có dao động ngang, dọc và dao động góc quanh các trục X,Y. o Những dao động trên ảnh hưởng tới sức khỏe con người với mức độ khaùc nhau o Khi nghiên cứu thí nghiệm thì dao động trong mặt phẳng XZ là chủ yeáu nhaát..

(57) 2) Khối lượng được treo và không được treo: a) Khối lượng được treo M: Gồm những cụm chi tiết như khung, thùng, động cơ, và các chi tiết dính liền. Khối lượng M được xem như một vật thể đồng nhất, cứng hoàn toàn (được biểu diển là thanh AB) có khối lượng M đặt tại trong tâm T, các điểm A, B ứng với vị trí cầu trước và sau ô tô có các khối lượng tương ứng M1 vaø M2. b) Khối lượng không được treo m: Bao gồm những cụm chi tiết mà trọng lượng của chúng không tác động lên hệ thống treo. Bỏ qua ảnh hưởng các biến dạng và các mối nối đàn hồi giữa chúng, coi như là một vật thể đồng nhất cứng hoàn toàn có khối lượng m tập trung vào tâm bánh xe. Biến dạng đàn hồi của lốp được đăc trưng bằng hệ số cứng C1..

(58) c) Hệ số khối lượng δ : Tỷ số M/m được gọi là tỷ số khối lượng δ δ. : Aûnh hưởng tới tính êm dịu chuyển động. Giảm m sẻ giảm ược lực va đập truyền lên khung vỏ Tăng M sẽ giảm được dao động khung vỏ. Khi thiết kế có khuynh hướng tăng δ , mà trước hết cần giãm m Thường thì δ = 6,5 – 7,5 (ô tô du lịch khi đầy tải) và δ. = 4 – 5 (oâ toâ. taûi) 3) Sơ đồ hóa hệ thống treo Sơ đồ dao động tương đương của bộ phận đàn hồi hệ thống treo biểu diển bởi lò so có độ cứng C 1, bộ phận giảm chấn với hệ số cản K. điểm 1 nối với khung xe, điểm 2 nối với cầu xe.. 4) Sơ đồ dao động tương đương của hệ thống treo. a. OÂ toâ 2 caàu:  M: Khối lượng được treo  M1, M2 : Khối lượng được treo phân ra cầu trước cầu sau.  m1, m2 : Khối lượng không được treo phân ra cầu trước cầu sau.  C1, C2 : Hệ số cứng của bộ phần đàn hồi trước và sau. . '. '. C1 , C2. : Hệ số cứng của lốp trước và sau..  a, b : Tọa độ trọng tâm của các phần khối lượng được treo.  L :Chiều dài cơ sở ô tô.  K1, K2 : Hệ số cản của bộ phận giảm chấn trước và sau..

(59) b. OÂ toâ 3 caàu:  M2 : Khối lượng được treo phân ra cầu sau.  m1, m2 : Khối lượng không được treo tại vị trí cầu giữa và sau.  C2 : Hệ số cứng của hệ thống treo sau. . C'12 ,C '13. : Hệ số cứng của lốp cầu giữa và sau..  K2 : Heä soá caûn cuûa heä thoáng treo sau sau. . K 12 , K 13 : Hệ số cản của lốp giữa và sau. '. '. III.PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG CỦA Ô TÔ..

(60) Giaû thieát  Không kể đến lực kích động do mấp mô mặt đường  Không kể đến khối lượng không được treo  Không kể đến lực cản của giảm chấn Như thế dao động ô tô được xem như dao động thanh AB đặt trên hai gối tực, hệ số cứng thu gọn của hệ thống treo và lốp là C 1, C2 . Khối lượng được treo là M đặt tại tâm T. Dịch chuyển thẳng đứng. Z 1=Z − atg ϕ=Z − aϕ Z 2=Z +b . tg ϕ=Z +b . ϕ. Chuyển động thẳng đứng và quay của M được biểu diển bởi: M Z̈+ C1 . Z 1+C 2 . Z2 =0 2. Mρ ϕ̈=C1 . Z 1 −C 2 . Z 2. ρ : Bán kính quán tính của khối lượng treo đối với trục Y đi qua trọng. taâm T Đạo hàm hai lần ta được:. Z̈ 1= Z̈ − a ϕ̈ Z̈ 2= Z̈ +b . ϕ̈. 1. Suy ra Z̈ =− M ( C1 . Z 1+C 2 Z 2 ). vaø. 1. Thay theá : Z̈ 1=− M ( C1 . Z 1+C 2 Z 2 ) − Z̈ 2=−. ϕ̈=−. 1 ( C 1 . Z1 . a −C 2 Z 2 . b ) Mρ2. a ( C1 . Z 1 . a −C 2 . Z 2 .b ) Mρ 2. 1 b ( C . Z +C Z ) + ( C . Z . a −C 2 . Z2 . b ) M 1 1 2 2 Mρ 2 1 1. Ruùt goïn laïi: M Z̈ 1+C 1 . Z1 1+. a2 ab +C 2 . Z 2 1 − 2 =0 2 ρ ρ. M Z̈ 2+C 2 . Z 2 1+. b2 ρ2. ( ) ( ). ( ) +C . Z 1 − ( abρ )=0 1. 1. 2. Hệ phương trình trên cho thấy dao động của 2 vị trí AB phân ra cầu trước và cầu sau có ảnh hưởng lẫn nhau, dao động cầu trước có ảnh hưởng cầu sau và ngược lại. Chöông 9.

(61) TÍNH NĂNG CƠ ĐỘNG CỦA ÔTÔ I. Khaùi nieäm Tính năng cơ động của ôtô là khả năng chuyển động trong những điều kiện đường xá khó khăn, phức tạp. Tính năng cơ động phụ thuộc vào nhiều yếu tố: chủ yếu là chất lượng kéo và bám của bánh xe, ngoài ra coøng phuï thuoäc vaøo caùc keát caáu vaø caùc thoâng soá hình hoïc cuûa oâtoâ. II. Các nhân tố ảnh hưởng tới tính năng cơ động: 1. Aûnh hưởng các thông số hình học a) Khoảng sáng gầm xe Là khoảng cách giữa điểm thấp nhất của gầm xe với mặt đường mà xe có thể vượt qua được. Ôâtô có tính năng cơ động thấp: K = 175 – 210mm (ôtô du lịch) K = 240 – 275mm (oâtoâ taûi) Ôâtô có tính có tính năng cơ động cao thường lớn hơn so với những ôtô có tính năng cơ động thấp từ 20 – 50mm. Những xe đặt biệt K có thể đạt tới 400mm hoặc cao hơn. b) Bán kính cơ động dọc và ngang Đươc đặc trưng cho hình dạng của chướng ngại vật mà xe có thể khắc phục được. Đó là những bán kính của những vòng tròn tiếp xúc với các baùnh xe vaø ñieåm thaáp nhaát cuûa gaàm xe trong maët phaúng doïc vaø ngang (bán kính ρ1 và ρ2 càng nhỏ thì tính năng cơ động của xe caøng toát).. Ôâtô du lịch loại nhỏ. 2.5-3.5m. OÂâtoâ taûi trung bình. 3.0-5.5m. Ôâtô tải lớn. 5.0-6.0m. Riêng ôtô có tính năng cơ động cao thì bán kính ρ1 nhỏ hơn so với loại ôtô tương tự trên. Tuy nhiên ρ1 không vượt quá giá trị từ 2.0-3.6m c) Góc cơ động trước và sau Ôâtôn cần vượt qua những đường hào, bờ ruộng, cầu phà… thì những phần nhô ra sau giới hạn chiều dài cơ sở của xe dễ va chạm vào vật cản. Tính.

(62) năng cơ động để vượt qua những trường hợp này phụ thuộc vào các góc cơ động trước α và sau β . Người ta mong muốn nhữ ngóc này có giá trị neáu coù theå. Loại ôtô. α. β. Oâtoâ du lòch coù tính naêng cô 20 - 300 động thấp. 15 - 200. Oâtô tải có tính năng cơ động 40 - 500 thaáp. 20 - 400. Oâtô có tính năng cơ động 45 - 500 cao khoâng nhoû hôn. 30 - 400. 2. Aûnh hưởng các thông số kết cấu: a) Aûnh hưởng các bánh xe chủ động trước Các bánh xe bị động trước khắc phục những chướng gại vật thẳng đứng kém hơn hơn nhiều so với bánh chủ động trước. So sánh 2 trường hợp sau để thấy rỏ điều đó.. b) Aûnh hưởng của kết cấu vi sai.

(63) Vi sai cho phép các bánh xe chủ động quay với những tốc độ khác nhau Nếu ma sát trogn vi sai nhỏ có thể xem phân phối moment đến các bán trục là phân nữa. Giá trị moment bị giới hạn bởi sự trượt quay của bánh xe (ảnh hưởng khả năng baùm ) Vì thế vi sai ở cầu chủ động làm sấu đi tính năng cơ động của ôtô, và lực kéo tiếp tuyến có thể không đủ để khắc phục lực cản chuyển động.. Do đó trên ôtô còn sử dụng cơ cấu khóa vi sai cưỡng bức khi có sự chênh lệch quá lớn về hệ số bám giữa bánh xe trái và phải. Trên đường lầy lội vi sai này cho phép tăng đáng kể lực bám ôtô. Khắc phục song phải mở bộ phận gài cứng để tránh hiện tượng lưu thông công suất có hại và mòn lốp. c) Ôâtô nhiều cầu chủ động và vấn đề lưu thông công suất.

(64)

Cong nghe o to

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về