```` Chơng II động lực học tổng quát ô-tô Trong chơng khảo sát lăn bánh xe ô tô loại đ ờng khác đẻ hiểu rõ chất tác động tơng hỗ bánh xe mặt đờngkhi xe chuyển động Từ xác định công thức lực cản lăn, phản lực thẳng góc từ đờng tác dụng lên bánh xe hệ số phân bố tải trọng lên cầu xe ô tô i KháI niệm loại bánh xe ký hiệu lốp Các loại bán kính bánh xe Khi nghiên cứu động lực học bánh xe ô tô ngời ta đa số khái niệm bán kính bánh xe sau: a Bán kính thiết kế Là bán kính xác định theo kích thớc tiêu chuẩn thờng đợc giới thiệu sổ tay kỹ thuật đợc ký hiệu ro = ( H + ) 25,4 mm Trong ; H - chiều cao đầu lốp xe d - đờng kính bánh xe b Bán kính tĩnh bánh xe Là bán kính xác định khoảng cách từ tâm trục bánh xe đén mặt phẳng đ ờng bánh xe đứng yên chịu tải trọng thẳng đứng Ký hiệu rt c Bán kính động lực học bánh xe Là bán kính đợc xác định khoảng cách từ tam trục bánh xe đén mặt phẳng đờng xe chuyển động Ký hiệu r đ Trị số phụ thuộc vào yếu tố nh: tải trọng thẳng đứng, áp suất không khí lốp, mômen xoắn M k mômen phanh Mp lực li tâm bánh xe quay d Bán kính lăn bánh xe Là bán kính xe giả định, ký hiệu r l Bánh xe giả định không bị biến dạng xe làm việc, không bị trợt lết, trợt quay có tốc độ tịnh tiến, tốc độ quay nh bánh xe thực tế Trị số bánh giả định phụ thuộc vào yếu tố nh : tải trọng tác dụng, áp suất không khí lốp, độ đàn hồi vật liệu làm lốp khả bám xe với đ ờng Những thông số đổi trình chuyển động xe e Bán kính làm việc trung bình làm việc xe Trong thực tế tính toán, ngời ta thờng sử dụng bán kính bánh xe có kể đến biến dạng lốp ảnh hởng thông số nh: tải trọng tác dụng thẳng đứng, áp suất không khí lốp, lực phanh, va đợc ký hiệu rb = Trong ; ```` bán kính thiết kế bánh xe hệ số kể đến biến dạng lốp, đợc trọn phụ thuộc vào loại lốp : Với lốp có áp suất thấp : Với lốp có áp suất cao : = 0.930 = 0.945 0.935 0.950 Ký hiệu lốp Hiện giới sử dụng loại ký hiệu lốp khác tùy vào nớc nh hệ thống ký hiệu lốp Châu Âu đợc ký hiệu EEC Tuy nhiên thực tế chung kích thớc Hình II Sơ đồ kích thớc hình học lốp a Lốp có áp suất thấp Là loại lốp có áp suất không khí chứa lốp với ( 0.8 = ( 0.08 0.5 ) MN/m2 tơng đơng ) KG/cm2 đợc ký hiệu B d Trong : B bề rộng lốp đợc tính theo đơn vị Anh ( insơ) số xe tính theo mm d - đờng kính vành bánh xe tính tơng tự nh lốp b Lốp có áp suất cao Là loại lốp có áp suất không khí lốp D B hoạc D H ( D = H ) Trong = ( 0.5 0.7 ) MN/m2 đợc ký hiệu ```` D - đờng kính lốp; B bề rộng lốp ; H chiều cao phần đầu lốp; II động lực học bánh xe bị động Khi ô tô máy kéo chuyển động, bề mặt lốp tiếp xúc với đờng nhiều điểm tạo thành khu vực tiếp xúc Do tác dụng tơng hỗ bánh xe mặt đờng, khu vực tiếp xúc xuất phản lực riêng phần từ đờng tác dụng lên bánh xe, gọi phản lực đờng Các phản lực đợc biểu thị ba thành phần lực sau: Phản lực pháp tuyến thành phần thẳng góc với mặt đơng ký hiệu Z Phản lực tiếp tuyến thành phần tác dụng mặt phẳng bánh xe, ký hiệu Pf Phản lực ngang nằm mặt phẳng đờng vuông góc với mặt phẳng bánh xe, ký hiệu Y Ngoài bánh xe chịu tác dụng tải trọng thẳng đứng, ký hiệu Gb lực đẩy từ khung xe ký hiệu Px Sự lăn bánh xe đợc trình bày trờng hợp sau: Động lực học bánh xe đàn hồi lăn đờng cứng Khi ô tô chuyển động, bánh xe lăn chịu tác dụng lực sau: + Tải trọng lên bánh xe, ký hiệu Gb1 + Lực dẩy khung xe đặt vào tâm bánh xe hớng theo chiều chuyển động xe ký hiệu Px + Hợp lực phản lực pháp tuyến từ đờng tác dụng lên bánh xe, ký hiệu Z1 + Hợp lực phản lực tiếp tuyến song song với mặt đờng ngợc chiều chuyển động xe, ký hiệu Pf1 Ngoài có lực mômen ma sát ổ trục, mômen quán tính, lực nhỏ nên bỏ qua Trong trờng hợp bánh xe đàn hồi bị biến dạng, mặt đờng nhựa cứng coi nh không bị biến dạng Do bánh xe lăn, có thành phần tử lốp bị biến dạng Các phần tử lốp phía trớc lần lợt tiếp xúc với mặt đờng bị nén lại Các phần tử lốp phía sau lần lợt khỏi vị trí tiếp xúc phục hồi lại trạng thái ban đầu Nh xuất ma sát phần tử lốp, ma sát lốp với mặt đờng phát sinh lực cản chuyển động Nếu lốp có độ đàn hồi lý tởng lợng tiêu hao cho biến dạng lốp trả lại hoàn toàn phục hồi trạng thái ban đầu Nhng thực tế phần lợng tiêu hao cho biến dạng không đợc trả hoàn toàn mà phần biến thành nhiệt tỏa môi trờng xung quanh ```` Trên hình II biểu thị biến thiên độ biến dạng phần tử lốp (ký hiệu l ) theo tải trọng tác dụng ( ký hiệu Gb) tải trọng tăng, độ biến dạng lốp tăng theo ( đờng OkA ) Phần lợng tiêu hao cho biến dạng lốp giai đoạn nén diện tích AOC Khi tải trọng giảm dần, lốp đàn hồi trở lại theo đờng cong AmB Năng lợng đợc trả lại cho đàn hồi lốp diện tích hình BAC Hiệu số diện tích hai hình phần nặng lợng tiêu hao nội ma sát phần tử lốp ma sát lốp với mặt đờng ( diện tích OAB ) Mặt khác, biến dạng phần tử vào khu vực tiếp xúc lớn khỏi khu vực tiếp xúc Vì thé phản lực riêng phần tác dụng lên bánh xe phía trớc khu vực tiếp xúc lớn phía sau ; tổng hợp lực chúng ( ký hiệu Z1) bị lệch phía trớc khoảng a1 so với đờng thẳng đứng qua trục bánh xe Để xác định trị số lực cản lăn P f1 ( hợp lực phản lực tiếp tuyến ) hệ số cản lăn, ta lập phơng trình mômen với tâm trục bánh xe: Z1 a1 = Pf1 rđ Z1 a1 = Gb1 a1 = Px rđ Từ công thức rút gọn ta đợc : Pf1 = Z1 = Gb1 : Trong : rđ - bán kính động lực học bánh xe a1- khoảng cách đặt hợp lực Z1 Khi tải trọng tác dụng lên bánh xe lớn biến dạng lốp tăng trị số a1 cằng tăng, điều đồng nghĩa tổn thất cho cản lăn Hệ số cản lăn : f1 = Mômen cản lăn : Mf1 = Pf1 Lực cản lăn : Pf1 = Z1 f1 ; ```` Từ cồg thức ta thấy nhng yếu tố ảnh hởng đến lực cản lăn hệ số cản lăn : tảI trọng tác dụng lên bánh xe, vật liệu chế tạo lốp, áp suất không khí lốp, tình trạng mặt đờng Động lực học bánh xe cứng lăn đờng mềm Trờng hợp nh trờng hợp 1, song trờng hợp bánh xe cúng lăn đờng mềm, bánh xe không bị biến dạng có đờng bị biến dạng Khi bánh xe lăn, đất bị biến dạng tạo thành vết lún, lún tăng tăng tải trọng tác dụng lên bánh xe Do tác dụng tơng hỗ bánh xe mặt đờng, phản lực pháp tuyến riêng phần đợc phân bố lệch phía trớc, khoảng cách đặt hợp lực cách đờng thẳng qua tâm trục bánh xe khoảng a1 Trờng hợp bánh xe không bị biến dạng nên tổng hợp lực Z1 Pf1 qua tâm trục bánh xe Tơng tự nh trờng hợp 1, để xác định lực cản lăn Pf1 hệ số cản lăn ta lập phơng trình mômen tâm trục bánh xe, nhiên độ biến dạng đờng trờng hợp lớn trờng hợp Z1 a1 = Pf1 rđ Z1 a1 = Gb1 a1 = Px rđ Và ta có : Pf1 = Z1 = Gb1 Hệ số cản lăn : f1 = ; Mômen cản lăn : Mf1 = Pf1 Động lực học bánh xe đàn hồi lăn đờng biến dạng Khi bánh xe lăn, bánh xe đờng bị biến dạng Trờng hợp độ biến dạng ```` lốp nhỏ trờng hợp 1, độ biến dạng đờng nhỏ trờng hợp Độ biến dạng lốp nhỏ biến dạng đờng Từ đồ thị hình II 5, ta xác định đợc lực cản lăn mômen cản lăn: Pf1 = Z1 f1 = = Gb1 ` ; Từ phân tích trờng thấy rằng, bánh xe lăn đờng nhựa tốt, muốn giảm lực cản lăn biện pháp sử dụng tăng áp suất không khí lốp Ngợc lại bánh xe đàn hồi lăn đờng mềm, muốn giảm tổn thất cản lăn phải giảm áp suất không khí lốp Sự lăn bánh xe đàn hồi dới tác dụng lực ngang Hình II khảo sát lăn banh xe đàn hồi có lực ngang tác dụng, lực ngang tác dụng Khi xe chuyển động, bánh xe chịu lực ngang gió ngang, đờng mấp mô, phanh đờng trơn Khi bánh xe lăn lực ngang P y tác dụng ( Hình a ) bánh xe chịu tác dụng lực nh : Gb, Px, Pf Điểm B lốp tiếp xúc với đờng B1, điểm C C1 v.v Qũy đạo chuyển động mặt phẳng quay bánh xe trùng với đờng thẳng AA1 Vết tiếp xúc bánh xe trùng với đờng đối xứng qua mặt phẳng dọc bánh xe ( phần diện tích gạch chéo ) ```` Khi có lực ngang tác dụng ( lực P y hình II 6b ), bánh xe bị biến dạng, thớ lốp bị uốn cong, mặt phẳng bánh xe bị dịch chuyển so voi tâm vết tiếp xúc đoạn bánh xe lăn, điểm B lốp lần lợt tiếp xúc đờng điểm B2, điểm C C2 v.v, kết bánh xe lăn lệch theo hớngAA2, mặt phẳng quay bánh xe giữ nguyên vị trí mình, làm với hớng chuyển động bánh xe góc , đờng tâm vết tiếp xúc trùng với hớng chuyển động làm với mặt phẳng quay bánh xe góc Sự lăn bánh xe nh gọi lăn lệch góc gọi góc lệch bên Trong trình bánh xe lăn lệch, phần tử lốp khu vực phía trớc vết tiếp xúc ( khu vực kk hình II -6b ) bị biến dạng ngang nhỏ so với phần tử lốp phía sau ( khu vực nn ) lực ngang riêng phần phần trớc vết tiếp xúc nhỏ phần sau Hợp lực Y phản lực ngang có trị số lực P y bị dịch chuyển phía sau so với tâm vết tiếp xúc đoạn c1 Do đó, bánh xe đàn hồi lăn có tác dụng lực P y chịu thêm mômen dịch chuyển phản lực X Y so với tâm vết tiếp xúc lốp Ml = - ; ```` Khi lực ngang có giá trị nhỏ có thay đổi hớng chuyển động bánh xe biến dạng đàn hồi lốp Nhng lực ngang Py tăng dần lên gần tới giá trị lực bám ngang lốp bắt đầu bị trợt Nếu lực ngang lớn lực bám ngang lốp bị trợt ngang hoàn toàn Góc lệch lực ngang Py đợc biểu thị biểu thức sau; Py = ; Trong : Py lực ngang tác dụng lên bánh xe; góc lệch bên bánh xe lăn; hệ số chống lệch bên Hệ số phụ thuộc vào kích thớc lốp, kết cấu áp suất lốp không khí lốp III Động lực học bánh xe chủ động Khi bánh xe lăn mặt đờng xảy ba trờng hợp sau : a) Trờng hợp :bánh cao su lăn đờng nhựa (bánh xe đàn hồi lăn đờng cứng ) b)Trờng hợp :bánh cao su lăn đờng đất (bánh đàn hồi lăn đờng mềm ) c)Trờng hơp : bánh thép lăn đờng đất (bánh cứng lăn đờng mềm ) III.1) Trờng hợp bánh xe đàn hồi lăn đờng cứng Khi ôtô chuyển động, bề mặt lốp tiếp xúc với đờng nhiều điểm tạo thành khu vực tiếp xúc Do tác dụng tơng hỗ bánh xe đờng, khu vực tiếp xúc xuất phản lực riêng phần từ đờng tác dụng lên bánh xe , gọi phản lực đờng Các phản lực đợc biểu thị dới dạng lực sau : Hợp lực phản lực pháp tuyến riêng phần từ đờng tác dụng lên bánh xe ký hiệu R - phản lực pháp tuyến thẳng góc tác dụng lên bánh xe đợc ký hiệu R - Phản lực tiếp tuyến tác dụng mặt phẳng bánh xe đợc ký hiệu T có chiều hớng theo chiều chuyển động xe - Ngoài bánh xe chịu tác dụng tải trọng thẳng đứng ký hiệu Gb2 ```` - Lực cản từ khung tác dụng lên tâm trục bánh xe ký hiệu Px có hớng ngợc chiều hớng chuyển động - Ngoài có lực mmen ma sát ổ trục, mmen quán tính lục có giá trị nhỏ lên bỏ qua - Mômen xoắn Mk truyền từ bán trục tới bánh xe Mômen làm cho thớ lốp hớng kính bị biến dạng vòng Trong trờng hợp bánh xe đàn hồi bị biến dạng, mặt đờng cứng lên coi nh không bị biến dạng.Do bánh xe lăn , có phần tử lốp bị biến dạng Các phần tử lốp phía trớc lần lợt tiếp xúc với mặt đờng bị nén lại Các phần tử lốp phía sau lần lợt khỏi khu vực tiếp xúc phục hồi lại trạng thái ban đầu.Nh xuất ma sát phần tử lốp, ma sát lốp với đờng phát sinh lực cản chuyển động lốp có độ đàn hồi lý tởng lợng tiêu hao cho biến dạng lốp trả lại hoàn toàn lốp phục hồi trạng thái ban đầu Hình II - Sơ đồ lực tác dụng lên bánh xe đàn hồi lăn đờng biến dạng Nhng thực tế phần lợng tiêu hao cho biến dạng không đợc trả lại hoàn toàn ma phần biến thành nhiệt toả môi trờng xung quanh ```` Hình II - đồ thị đặc tính biến dạng bánh xe đàn hồi Trên hình II - biểu thị biến thiên độ biến dạng phần tử lốp (ký hiệu ) theo tải trọng tác dụng (ký hiệu Gb2).Khi tải trọng tăng, độ biến dạng lốp tăng theo (đờng OkA).Phần lợng tiêu hao cho biến dạng lốp giai đoạn nén diện tích hình OAC Khi tải trọng giảm dần lốp xe đàn hồi trở lại theo đờng cong AmB Năng lợng đợc trả lại đàn hồi lốp diện tích hình BAC Hiệu số diện tích hai hình phần lợng tiêu hao nội ma sát phần tử lốp ma sát lốp với đờng (diện tích OAB ).Mặt khác,sự biến dạng phần tử lốp di vào khu vực tiếp xúc lớn khỏi khu vực tiếp xúc.Vì phản lực riêng phần đờng tác dụng lên bánh xe phần trớc khu vực tiếp xúc lớn phần sau tổng hợp lực chúng ký hiệu Z bị lệch phía trớc khoảng a2 so với đờng thẳng đứng qua tâm trục bánh xe có: Phân tích hợp lực R,T theo hai phơng thẳng đứng song song với mặt đờng ta = = R T + + ; R T Điểm đặt hợp lực ( , ) nằm điểm cách giao điểm đờng thẳng đứng qua tâm trục bánh xe đờng đoạn a2 Do ảnh hởng mômen MK trị số a2 lớn so với a1 bánh xe bị động Để xác định lực cảc lăn hệ số cản lăn, ta sử dụng phơng trình cân mômen tâm trục bánh xe nh sau : Mk = (ZR + ZT).a2 + (XT - XR).rd ; Trong : Z2 = ZR + ZT = Gb2 ; (II - 1) ```` + a,b khoảng cách từ trọng tâm đến trục bánh xe trớc sau; + hg toạ độ trọng tâm xe theo chiều cao; + h khoảng cách từ điểm đặt lực cản không khí đến mặt đờng; tính toán để đơn giản coi hg = h ; + hm khoảng cách từ điểm đặt lực kéo moóc đến mặt đờng; + góc dốc đờng mặt phẳng dọc; + Pi lực cản lên dốc Pi = G sin; + Pj lực cản quán tính xe chuyển độn không ổn định; + Pm lực cản moóc kéo; + Z1, Z2 hợp lực phản lực thẳng góc từ đờng tác dụng lên bánh xe trớc sau; + Mj2,Mj2 mômen cản lăn bánh xe trớc sau; Mf1 + Mf2 = Mf = G.F.rb.cos; ( II 21 ) Khi xe kéo moóc, lực cản moóc kéo đợc xác định theo công thức: Pm = Gm( sin + f.cos ) ( II- 22) Gm trọng lợng toàn xủa moóc kéo Thay biểu thức ( II 21 ), ( II 22 ) vào ( II 20 ), tút gọn ta đợc: Z1 = G cos (b frb ) (G sin + Pj + P )hg Pm hm L ( II 23a) Muốn xác định hợp lực phản lực thẳng góc bánh xe sau ta dùng phơng trình hình chiếu ( chiếu tất lực lên phong vuông góc với điểm B điểm B giao điểm mặt đờng mặt phẳng thẳng đứng qua trục bánh xe trớc M B = M f Pj hg P hg Ga cos Ghg sin M f Pm hm + Z L = Suy Z2 = G cos ( frb + a) + hg ( Pj + P + G sin ) + Pm hm L ( II 23b ) ```` hệ số phân bố tải trọng lên bánh xe ô tô máy kéo Trong thực tế ô tô máy kéo làm việc điều kiện khác tuỳ thuộc vào điều kiện đờng xá xự điều khiển ngời lái Do trị số hợp lực thẳng góc từ đờng tác dụng lên bánh xe bị thay đổi Tuy nhiên , hợp lực đợc phân bố theo quy luật mà tổng hợp lực Z + Z2 trọng lợng xe Điều có nghĩa xe chuyển động tiến, trọng lợng phân cầu trớc giảm đi, phần trọng lợng phân cầu sau xẽ tăng lên Ngợc lại xe trọng thái phanh, phần trọng lợng phân cầu sau giảm đi, phần trọng lợng phân cầu trớc tăng lên Để thuận lợi cho việc tính toán so sánh cụm , ngời ta đa khái niệm hệ số phân bố tải trọng đợc đặc trng tỷ số: m1 = Z1 G m2 = Z2 G ( II- 26 ) Trong : m1 hệ số phân bố tải trọnglên bánh xe trớc; m2 hệ số phân bố tải trọng lên bánh xe sau Trong trờng hợp m1, m2 đợc xác định nh sau: m1k = m2k = G cos (b frb ) (G sin + Pj + P )hg Pm hm G.L G cos ( frb + a ) + hg ( Pj + P + G sin ) + Pm hm G.L m1k, m2k hệ số phân bố tải trọng bánh xe trớc bánh xe sau xe chuyển động tịnh tiến Trờng hợp xe đứng yên đốc ( chiều xe lên dốc ) ```` Hình 2.6.2 lực tác dụng vào xe đỗ dốc ( chiều xe lên dốc) L a b lm G sin Z2 G M ph B A p ph pm hm hg G cos Z1 Các lực tác dụng vào xe gồm: + Z1, Z2 phản lực pháp tuyến xủa đờng tác dụng lên bánh trớc bánh sau; + G trọng lợng xe; + Mph mômen phanh tạo lực phanh Pph ; + Pm lực rơmoóc tác dụng vào xe; Trong trờng hợp Pm = Gm.sin Ta lập phơng trình mômen ngoại lực tác dụng lên hai điểm A B M A = G.b.cos Z1L G.hgsin Pmhm = Suy ra: Z1 = Gb cos Ghg sin Pm hm L Tơng tự ta có: M B = Z2L G.hg.sin G.a.cos Pmhm = ```` Suy : Z2 = G.hg sin + G.a cos + Pm hm L 2.2 Hệ số phân bố tải trọng lên bánh xe Thay giá trị Z1, Z2 vào công thức ( II 26 ) ta đợc: Gb cos Ghg sin Pm hm m1T = GL G.hg sin + G.a cos + Pm hm m2T = GL m1T, m2T hệ số phân bố tải trọng tĩnh lên bánh xe trớc sau Trờng hợp xe xuống dốc không ổn định có kéo theo rơmoóc: Các lực tác dụng tơng tự nh trờng hợp ô tô lên dốc không ổn định có kéo rơmoóc Tuy nhiên chiều số lực thay đổi nh hình vẽ Pm = Gm.sin - G.f.cos Ta lập phơng trình mômen tất ngoại lực lác dụng vào điểm A B: M B = Pjhg - Phg + G.hg.sin G.a.cos Mf1 + Pmhm Mf2 + Z2L = Suy : Z2 = hg ( P Pj G sin ) + G cos (a + frb ) Pm hm Tơng tự ta có: L ```` L lm b a v G sin G h hg Z1 Mf1 B MJ M j1 Z2 G cos pj Mf2 pk A Mk pm hm p pf pf1 Hình 2.6.3 sơ đồ lực tác dụng lên ô tô xuống dốc không ổn định có kéo theo rơmoóc M = Pjhg Mf2 + Pmhm + G.b.cos + G.hg.sin - Phg Mf1 Z1L = A Suy ra: Z1 = hg ( Pj + G sin P ) + G cos (b f rb ) + Pm hm L 3.1 hệ số phân bố tải trọng lên bánh xe: Thay giá trị Z1, Z2 vào công thức ( II 26 ) ta đợc: m1k = hg ( Pj + G sin P ) + G cos (b f rb ) + Pm hm m2k = hg ( P Pj G sin ) + G cos (a + frb ) Pm hm G.L G.L ```` m1, m2 hệ số phân bố tải trọng bánh se trớc bánh xe sau Trờng hợp đỗ xe dốc ( xe có chiều xuống dốc ) L lm b a G sin hm G cos G Z1 pm Z2 Mph hg A pph B Hình 2.6.4 lực tác dụng vào ô tô đỗ dốc ( chiều xuống dốc) Các lực tác dụng vào xe nh hình vẽ lúc Pm = Gm.sin lập phơng trình mômen ngoại lực tác dụng vào điểm A B M A = Pmhm + G.hg.sin + G.b.cos Z1.L =0 Suy : Z1 = Pm hm + G.hg sin + G.b cos L Tng t: M B = G.hg.sin G.a.cos + Pmhm + Z2L = ```` Suy ra: Z2 = G.a cos G.hg sin Pm hm L 4.1 Hệ số phân bố tải trọng lên bánh xe ô tô , máy kéo thay giá trị Z1, Z2 vừa tìm đợc vào công thức ( II 26 ) m1T = m2T = ta đợc: Pm hm + G.hg sin + G.b cos G.L G.a cos G.hg sin Pm hm G.L m1T, m2T hệ số tải trọng tĩnh lên bánh xe trớc sau Trờng hợp xe chuyển động không ổn định đờng có kéo moóc ( Xét trờng hợp xe chuyển động nhanh dần ) ```` L a v b lm p pj h hg Z1 Mf1 B pf1 Z2 G Mk pm Mj2 Mf2 pk A pf hm M j1 Hình 2.6.5 lực tác dụng vào ô tô máy kéo chuyển động không ổn định đờng Các lực tác dụng vào ô tô nh hình vẽ Ta lập phơng trình mômen ngoại lực tác dụng vào điểm A B Trong trờng hợp Pm = Gm.f M A = G.b Mf2 Pmhm Pjhg - Phg Mf1 Z1L = Suy ra: Z1 = G (b f rb ) hg ( Pj + P ) Pm hm L Tơng tự ta có: M B = Z2L Mf1 - Phg Pjhg G.a Mf2 Pmhm = Suy : ```` Z2 = G ( f rb + a ) + hg ( P + Pj ) + Pm hm L 5.1 Tải trọng phân bố lên bánh xe: Thay giá trị Z1, Z2 vào công thức ( II 26 ) ta đợc : m1k = G (b f rb ) hg ( Pj + P ) Pm hm m2k = G ( f rb + a ) + hg ( P + Pj ) + Pm hm G L G.L m1, m2 hệ số phân bố tải trọng bánh xe phía trớc phía sau 6.1 Trờng hợp xe chuyển động ổn định đờng nằm ngang Trong trờng hợp có Pm = Gmf Vì chuyển động ổn định nên có điều kiện sau: Xe chuyển động ổn định nên P j = 0; có kéo moóc nên Pm = Gm.f; chuyển động đờng nên = 0, ta có sơ đồ hình dới Tơng tự nh phần ta lập phơng trình mômen ngoại lực tác dụng vào điểm A B ta tìm đợc hợp lực tác dụng vào bánh xe: Z2 = G ( f + a ) + P hg + Pm hm Z1 = G (b f ) Pm hm P hg L L ( II 27 ) ( II 28 ) ```` L a v lm b p Z2 h hg Z1 M f1 B pf1 G Mk pk pm Mj2 Mf2 A pf hm M j1 Hình 2.6.6 lực tác dụng lên ô tô chuyển động ổn định đờng nằm ngang Trờng hợp xe đứng yên đờng nằm ngang: trờng hợp ta có = P = , rút gọn ( II 27 ) ( II 28 ) ta đợc: Z1 = G (b f ) Pm hm L Z2 = G ( f + a ) + Pm hm L Khi phanh xe đờng , không kéo moóc Để xác định hệ số phân bố tải trọng cầu phanh xe tới trạng thái dừng hẳn, cần xác định phản lực thẳng góc bánh xe trớc sau trờng hợp phanh xe, trờng hợp này, coi lực cản không khí P = mômen cản lăn Mf = 0, lực quán tính Pj chiều chuyển động xe Các phản lực Z1,Z2 đợc xác định theo công thức: Z1p = Gb + Pj h g L ( II 29) Z2p = Ga Pj h g L ```` L a b lm Pj Z1 Z2 hg G Mp B pp A Hình 2.6.7 lực tác dụng vào xe phanh đến trạng thái dừng hẳn Thay trị số Z1p, Z2p vào biểu thức ( II 26 ) , ta xác định đợc hệ số phân bố tải trọng lên cầu trớc cầu sau: m1p = Z1 p G Ph Ph = Gb + j g = m1T + j g LG LG LG ( II 30 ) Pj h g Ga Pj hg m2p = G = LG + LG = m2T + LG Z2p Trong đó: m1p, m2p hệ số phân bố tải trọng cầu trớc cầu sau phanh xe Qua trờng hợp nghiên cứu ta thấy phân bố tải trọng lên bánh xe phụ thuộc vào toạ độ trọng tâm xe Toạ độ trọng tâm xe ảnh hởng lớn đến chất lợng bám bánh xe với đờng, nh tính ổn đình tính dẫn hớng xe loại xe vận tải , ngời ta thờng bố trí trọng tâm xe cho đầy tải phản lực Z = ( 0,70 0,75 ).G Đối với xe du lịch Z2 = Z1 = 0,5.G ```` Trên máy kéo bánh xe, trọng tâm thờng đợc bố trí lùi phí sau xe để phản lực Z2 = ( 0,65 0,70 ).G làm tăng khả bám giảm tr ợt bánh xe chủ động Trong lý thuyết ô tô ngời ta đa khái niệm hệ số thay đổi phản lực thẳng góc lên bánh xe, đợc hiểu: m'1 = Z1D/Z1T ; m'2 = Z2D/Z2T : m1, m2 hệ số thay đổi phản lực lên bánh xe ổ trục trục sau Z1D, Z2D tải trọng tác dụng lên bánh xe trục trớc trục sau ( ô tô chuyển động ( tải trọng động ) Z1T, Z2T tải trọng tính tác dụng lên bánh xe ổ trục trớc trục sau ( ô tô không chuyển động ) Khi ô tô tăng tốc m1, m2 đạt giá trị sau: m'1 = 0,65 0,70 ; m'2 = 1,2 1,35 Khi phanh có tợng ngợc lại, nghĩa tải trọng lên bánh xe trớc tăng lên tải trọng lên bánh xe sau giảm VII xác định phản lực thẳng góc từ đờng tác dụng lên bánh xe ôtô máy kéo mặt phẳng ngang A.Ôtô máy kéo chuyển động quay vòng đờng nghiêng ngang không hợp lí: 1.Trờng hợp tổng quát: ngang Hình II-11 Sơ đồ lực mômen tác dụng ôtô máy kéo mặt phẳng ```` Khi ôtô máy kéo chyển động đờng nghiêng ngang chịu lực mômen sau: - Trọng lợng xe đặt trọng tâm G Lực kéo moóc kéo Pm (Phơng lực Pm trùng với phơng ngang mặt đờng) Lực li tâm xuất ôtô máy kéo quay vòng: - Pl = G v2 đó: g R - v vận tốc chuyển động xe - R bán kính quay vòng - g gia tốc trọng trờng Gọi : góc nghiêng mặt đờng Z1, Z1 Z2,Z2 phản lực thẳng góc đờng tác dụng lên bánh phải bên trái cầu trớc cầu sau Y1 Y1 Y2 Y2 phản lực ngang từ đờng tác dụng lên bánh xe bên phải bên trái cầu trớc cầu sau c chiều rộng sở xe YY trục quay vòng Mjn mômen lực quán tính tiếp tuyến phần quay động hệ thống truyền lực,tác dụng mặt phẳng nằm ngang Để xác định trị số phản lực bên trái, ta lập phơng trình cân mômen điểm O1 (O1 giao tuyến mặt đờng với mặt phẳng thẳng đứng qua trục bánh xe bên phải) Ta có: Z=Z1+Z2 = c c c G cos hg sin Pm hm cos + sin M jn Pl hg cos + sin (II-31) c 2 Tơng tự ta lập phơng trình cân mômen điểm O (O2 giao tuyến mặt đờng với mặt phẳng thẳng đứng qua trục bánh xe bên trái.) Ta có: Z=Z1+Z2 = c c c G cos + hg sin + Pm hm cos sin + M jn + Pl hg cos sin (II-32) c 2 muốn xác định lực phản lực ngang Y1, ta việc lập phơng trình mômen điểm a (a giao tuyến đờng với mặt phẳng thẳng đứng qua trục bánh xe sau).Ta có: Y1 = Y1 + Y1= Gb sin + Pn b cos p m l m cos (II-33) L Tơng tự nh ta lập phơng trình mômen điểm B(B giao tuyến đờng với mặt phẳng thẳng đứng qua trục bánh xe trớc) để xác định phản lực ngang Y2 = Y1 + Y1= Trong Ga sin + Pn a cos + p m ( l m + L ) cos L Y1- phản lực ngang đờng tác lên bánh xe trớc (II-34) ```` Y2- - phản lực ngang đờng tác lên bánh xe sau lm khoảng cách từ điểm đặt lực kéo moóc đến điểm A (Hinh II-9) Trờng hợp xe không kéo moóc Trong trờng hợp ta có lực li tâm Pl = lực kéo moóc Pm =0 Rút gọn biểu thức (II-31) (II-32) ta xác định lại đợc phản lực thẳng góc đờng áp dụng lên bánh xe bên phải bên trái nh sau: GC cos hg sin C2 GC Z ' = cos + hg sin C2 Z ''= (II-35) B.Ôtô máy kéo chuyển động đờng nghiêng ngang hợp lí: 1.Trờng hợp tổng quát: HìnhII-12.Sơ đồ lực mômen tác dụng lên ôtô máy kéo mặt phẳng ngang Tơng tự nh trờng hợp A,để xác định trị số phản lực bên trái, ta lập phơng trình cân mômen điểm O1 (O1 giao tuyến mặt đờng với mặt phẳng thẳng đứng qua trục bánh xe bên phải) Ta có: ```` Z=Z1+Z2= c c c G cos hg sin Pm hm cos + sin + Pl hg cos + sin + Mjn c 2 = (II-36) Ta lập phơng trình cân mômen điểm 02(02 giao tuyến mặt đờng với mặt phẳng thẳng đứng qua trục bánh xe bên trái).Ta có: Z=Z1+Z2= c c c G cos + hg sin + Pm hm cos sin + Pl hg cos sin Mjn c 2 (II-37) Từ biểu thức tính toán ta có nhận xét trị số phản lực thẳng góc nh phản lực ngang từ đờng tác dụng lên bánh xe phụ thuộc vào trị số, điểm đặt chiều tác dụng ngoại lực tác dụng mặt phẳng ôtô máy kéo Các phản lực ảnh hởng đến tính ổn định tính dẫn hớng ôtô máy kéo [...]... từ đờng tác dụng lên bánh xe khi ô tô máy kéo chuyển động lên dốc, không ổn định và có kéo theo moóc ( chỉ xét cho xe một cầu chủ động ) ```` v L a p b lm Z1 G sin h s M f1 B G Mk p f1 Z2 M j2 pm M f2 A pf pk hm p 1 G co hg Mj Hình 2. 6.1: lực tác dụng lên ô tô náy kéo bánh xe khi chuyển động lên dốc Trên sơ đồ hình 2. 6.1, khi xe chuyển động lên dốc sẽ chịu tác dụng của tất cả các lực và m men sau:... đổi phản lực thẳng góc lên các bánh xe, đợc hiểu: m'1 = Z1D/Z1T ; m '2 = Z2D/Z2T ở đây : m1, m2 hệ số thay đổi phản lực lên các bánh xe ổ trục và trục sau Z1D, Z2D tải trọng tác dụng lên các bánh xe ở trục trớc và trục sau ( khi ô tô chuyển động ( tải trọng động ) Z1T, Z2T tải trọng tính tác dụng lên các bánh xe ổ trục trớc và trục sau ( khi ô tô không chuyển động ) Khi ô tô tăng tốc thì m1, m2 có thể... Hình 2. 6.5 các lực tác dụng vào ô tô máy kéo khi chuyển động không ổn định trên đờng bằng Các lực tác dụng vào ô tô nh hình vẽ Ta lập các phơng trình của m men ngoại lực tác dụng vào các điểm A và B Trong trờng hợp này Pm = Gm.f M A = G.b Mf2 Pmhm Pjhg - Phg Mf1 Z1L = 0 Suy ra: Z1 = G (b f rb ) hg ( Pj + P ) Pm hm L Tơng tự ta có: M B = Z2L Mf1 - Phg Pjhg G.a Mf2 Pmhm = 0 Suy ra : ```` Z2... và chuyển động trên đờng bằng nên = 0, ta có sơ đồ ở hình dới Tơng tự nh các phần trên ta lập phơng trình m men của ngoại lực tác dụng vào các điểm A và B ta tìm đợc các hợp lực tác dụng vào bánh xe: Z2 = G ( f + a ) + P hg + Pm hm Z1 = G (b f ) Pm hm P hg L L ( II 27 ) ( II 28 ) ```` L a v lm b p Z2 h hg Z1 M f1 B pf1 G Mk pk pm Mj2 Mf2 A pf hm M j1 Hình 2. 6.6 các lực tác dụng lên ô tô khi chuyển. .. = Xk ở đây : Z2 - Hợp lực của các phản lực thẳng góc của đờng tác dụng lên bánh xe chủ động Xk - Hợp lực của các phản lực tiếp tuyến hay còn gọi là phản lực đẩy của đờng Rút gọn biểu thức (II - 1) ta có : Mk = Z2 a2 + XK rd Mặt khác ta có : Z2a2 = Gb2.a2 = Pf2.rd = Mf2 Mf2 - M men cản lăn của bánh xe chủ động Pf2 = Z2 = Gb2 ; (II - 2) Pf2 - Lực cản lăn của bánh xe chủ động T ỷ số = f2 gọi là hệ số... m '2 = 1 ,2 1,35 Khi phanh thì sẽ có hiện tợng ngợc lại, nghĩa là tải trọng lên các bánh xe trớc tăng lên còn tải trọng lên các bánh xe sau giảm đi VII xác định phản lực thẳng góc từ đờng tác dụng lên bánh xe tô máy kéo trong mặt phẳng ngang A. tô máy kéo chuyển động quay vòng trên đờng nghiêng ngang không hợp lí: 1.Trờng hợp tổng quát: ngang Hình II-11 Sơ đồ lực và m men tác dụng trên tô máy kéo trong. .. đờng tác dụng lên bánh xe chủ động ờng XK - hợp lực của các phản lực tiếp tuyến hay còn gọi là lực đẩy của đ- Rút gọn biểu thức (1 - 6) ta đuợc : Mk = Z2.a2 + XK.rđ ; (II 9) Mặt khác ta có : Z2.a2 = Gb2 = Pf2 rđ = Mf2 (II- 10 ) Mf2 - m men cản lăn của bánh xe chủ động Pf2 = Z2 = Gb2 ; Pf2 - lực cản lăn của bnáh xe chủ động Tỷ số = f2 đợc gọi là hệ số cản lăn của bánh xe chủ động với đờng Thay f2 vào... mặt đờng Z1, Z1 và Z2,Z2 là các phản lực thẳng góc của đờng tác dụng lên bánh phải và bên trái ở cầu trớc và cầu sau Y1 và Y1 và Y2 và Y2 là các phản lực ngang từ đờng tác dụng lên bánh xe bên phải và bên trái ở cầu trớc và cầu sau c chiều rộng cơ sở của xe YY trục quay vòng Mjn là m men các lực quán tính tiếp tuyến các phần quay của động cơ và của hệ thống truyền lực, tác dụng trong mặt phẳng nằm ngang... Z2 - là hợp lực của các phản lực thẳng góc của đờng tác dụng lên bánh xe chủ XK - là hợp lực của các thành phần tiếp tuyến hay còn gọi là phản lực đẩy của Ta rút gọn biểu thức ( 1 - 1 ) ta đợc : Mk = Z2.a2 + XK rđ ; (II - 4) Z2.a2 = Gb2.a2 = Pf2.rđ = Mf2 ; (II - 5) Mặt khác ta có : Mf2 - m men cản lăn của bánh xe chủ động Pf2 = Z2 = Gb2 ; (II - 6) Pf2 - lực cản lăn của bánh xe chủ động Tỷ số = f2... chủ động với đờng Thay f2 vào (II - 2) ta đợc : Pf2 = Z2 f2 = Gb2 f2 Những yếu tố ảnh hởng đến lực cản lăn và hệ số cản lăn là : - Tải trọng tác dụng lên bánh xe, - Vật liệu chế tạo lốp, - áp suất không khí trong lốp, - Tính chất cơ lý của đờng - M men xoắn Mk Khi tải trọng tác dụng lên bánh xe càng lớn, sự biến dạng của lốp càng tăng thì trị số của a2 càng tăng và m men Mk làm tăng trị số của a2 Do ... Mj2 Mf2 pk A pf hm M j1 Hình 2. 6.5 lực tác dụng vào ô tô máy kéo chuyển động không ổn định đờng Các lực tác dụng vào ô tô nh hình vẽ Ta lập phơng trình m men ngoại lực tác dụng vào điểm A B Trong. .. f1 Z2 M j2 pm M f2 A pf pk hm p G co hg Mj Hình 2. 6.1: lực tác dụng lên ô tô náy kéo bánh xe chuyển động lên dốc Trên sơ đồ hình 2. 6.1, xe chuyển động lên dốc chịu tác dụng tất lực m men sau:... đờng tác dụng lên bánh xe tô máy kéo mặt phẳng ngang A. tô máy kéo chuyển động quay vòng đờng nghiêng ngang không hợp lí: 1.Trờng hợp tổng quát: ngang Hình II-11 Sơ đồ lực m men tác dụng tô máy