intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Giáo trình lý thuyết ô tô P2

Chia sẻ: Hi Car Car | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:79

319
lượt xem
121
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tính toán sức kéo là thiết lập mối quan hệ định lượng giữa các thông số chất lượng kéo , thông số vận tốc với các thông số kết cấu của toàn xe và các cụm của nó

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình lý thuyết ô tô P2

  1. KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ CHÖÔNG II TÍNH TOAÙN SÖÙC KEÙO CHO OÂTOÂ *********** I.CAÙC DAÏNG TÍNH TOAÙN SÖÙC KEÙO Tính toaùn söùc keùo laø thieát laäp moái quan heä ñònh löôïng giöõa caùc thoâng soá chaát löôïng keùo, thoâng soá vaän toác vôùi caùc thoâng soá keát caáu cuûa toaøn xe vaø caùc cuïm cuûa noù.Noùi caùch khaùc tính toaùn söùc keùo cuûa xe laø vieäc xaùc ñònh nhöõng thoâng soá cô baûn cuûa ñoäng cô vaø heä thoáng truyeàn löïc ñeå ñaûm baûo cho xe coù ñöôïc vaän toác lôùn nhaát treân ñöôøng toát vaø coù khaû naêng chuyeån ñoäng treân caùc loaïi ñöôøng coù heä soá caûn lôùn (treân ñöôøng xaáu vaø khoâng ñöôøng). Tính toaùn söùc keùo goàm hai daïng: tính toaùn keùo kieåm nghieäm vaø tính toaùn keùo thieát keá. 1.Tính toaùn keùo kieåm nghieäm Daïng tính toaùn naøy aùp duïng ñoái vôùi xe ñaõ coù saün; caùc thoâng soá keát caáu cô baûn cuûa noù ñaõ ñöôïc bieát. a.Muïc ñích cuûa vieäc tính toaùn keùo kieåm nghieäm laø xaùc ñònh caùc thoâng soá ñaùnh giaù chaát löôïng keùo, chaát löôïng vaän toác, tìm ra khaû naêng hoaït ñoäng cuûa xe. Ñeå tính toaùn keùo kieåm nghieäm caàn bieát tröôùc caùc thoâng soá sau: - Troïng löôïng xe, troïng löôïng rôø-mooùc keùo, troïng löôïng haøng hoùa hoaëc haønh khaùch - Coâng thöùc baùnh xe vaø baùn kính baùnh xe - Ñaëc tính toác ñoä cuûa ñoäng cô (ñaõ keå ñeán nhöõng toãn thaát trong thieát bò cuûa ñoäng löïc) - Caùc tæ soá truyeàn cuûa heä thoáng truyeàn löïc, caùc tæ soá truyeàn cuûa truyeàn löïc caïnh - Heä soá khoái löôïng vaän ñoäng quay - Caùc thoâng soá khí ñoäng hoïc cuûa xe - Ñieàu kieän ñöôøng, heä soá caûn laên, heä soá baùm, ñoä doác cuûa ñöôøng Khi tính toaùn keùo kieåm nghieäm,neáu caùc thoâng soá treân cho khoâng ñaày ñuû thì coù theå choïn theâm töø caùc xe tham khaûo cuøng loaïi vaø cuøng coâng duïng. b.Nhieäm vuï caàn giaûi quyeát, khi tính toaùn keùo kieåm nghieäm laø: - Xaùc ñònh khaû naêng chuyeån ñoäng cuûa xe theo ñieàu kieän ñöôøng cho tröôùc hoaëc xaùc ñònh vaän toác coù theå coù ñöôïc cuûa xe ôû ñieàu kieän ñöôøng ñaõ cho - Xaùc ñònh löïc caûn lôùn nhaát maø xe coù theå khaéc phuïc ñöôïc - Xaùc ñònh löïc keùo dö (löïc keùo dö naøy coù theå duøng taêng taûi cho xe, ñeå keùo rôø-mooùc, ñeå khaéc phuïc löïc caûn hoaëc ñeå taêng toác) TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 41
  2. KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ - Xaùc ñònh caùc thoâng soá ñoäng löïc ñaùnh giaù khaû naêng taêng toác, quaõng ñöôøng taêng toác, thôøi gian taêng toác. - Xaùc ñònh caùc thoâng soá ñoäng löïc ñaùnh giaù chaát löôïng phanh nhö: gia toác phanh, thôøi gian phanh vaø quaõng ñöôøng phanh. 2.Tính toaùn keùo thieát keá Daïng tính toaùn naøy ñöôïc aùp duïng khi thieát keá xe môùi. Muïc ñích cuûa tính toaùn keùo thieát keá laø xaùc ñònh caùc thoâng soá keát caáu cô baûn cuûa xe vaø cuûa caùc cuïm nhaèm thoûa maõn chaát löôïng ñoäng löïc hoïc – keùo cuûa xe.Nhö vaäy tính toaùn keùo thieát keá vaø tính toaùn keùo kieåm nghieäm laø hai quaù trình ngöôïc nhau. Caùc thoâng soá cho tröôùc khi tính toaùn keùo thieát keá thöôøng naèm trong yeâu caàu kyõ thuaät cuûa xe, goàm coù: - Troïng taûi xe (cuõng coù theå chæ roõ kích thöôùc khoan chöùa taûi hoaëc kích thöôùc thuøng xe): neáu laø xe duøng ñeå chôû ngöôøi hoaëc haøng hoùa thì troïng taûi xe laø soá löôïng ngöôøi hoaëc haøng hoùa caàn chuyeân chôû, neáu laø xe duøng ñeå keùo thì troïng taûi xe laø soá löôïng vaø troïng löôïng rôø-mooùc keùo. - Vaän toác chuyeån ñoäng lôùn nhaát cuûa xe. - Khaû naêng vöôït chöôùng ngaïi cuûa xe: goùc doác lôùn nhaát, khoaûng saùng gaàm xe, caùc loaïi löïc caûn. Nhieäm vuï caàn giaûi quyeát khi tính toaùn keùo thieát keá: - Xaùc ñònh troïng löôïng xe - Xaùc ñònh toång soá caàu xe vaø soá caàu chuû ñoäng - Xaùc ñònh coâng suaát ñoäng cô, töø ñoù coù theå choïn ñoäng cô coù saün hoaëc yeâu caàu thieát keá ñoäng cô môùi. - Xaùc ñònh khoaûng vaän toác, soá löôïng soá truyeàn vaø vaän toác chuyeån ñoäng cuûa xe ôû töøng soá truyeàn (phaân chia vaän toác chuyeån ñoäng cuûa xe theo töøng soá truyeàn) - Xaùc ñònh tæ soá truyeàn cuûa taát caû caùc cuïm trong heä thoáng truyeàn löïc - Tính toaùn kieåm nghieäm ñeå kieåm tra xem caùc thoâng soá tính ñöôïc coù phuø hôïp vôùi caùc thoâng soá theo yeâu caàu ñaõ cho hay khoâng. Döôùi ñaây chuùng ta seõ tieán haønh khaûo saùt caùc giai ñoaïn cô baûn cuûa quaù trình tính toaùn keùo kieåm nghieäm ñoái vôùi xe söû duïng heä thoáng truyeàn löïc coù caáp.Quaù trình tính toaùn keùo thieát keá seõ ñöôïc trình baøy trong moät giaùo trình khaùc. II.XAÂY DÖÏNG ÑAËC TÍNH KEÙO VAØ ÑAËC TÍNH ÑOÄNG LÖÏC HOÏC CUÛA XE 1.Ñaëc tính keùo Ñoà thò bieåu dieãn moái quan heä giöõa löïc keùo tính theo ñoäng cô vaø vaän toác chuyeån ñoäng cuûa xe ôû taát caû caùc soá truyeàn cuûa hoäp soá ñöôïc goïi laø ñaëc tính keùo cuûa xe.Töùc laø theo quan heä: Pk = P(v), hay: TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 42
  3. KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ Ne Pki = .η tl (2-1) vi Trong ñoù: Pki –löïc keùo tieáp tuyeán taïi baùnh xe chuû ñoäng ôû soá truyeån thöù i [N]; Ne –coâng suaát ñoäng cô [W]; vi –vaän toác chuyeån cuûa xe [m/s]; ηtl –hieäu suaát cuûa heä thoáng truyeàn löïc. Vôùi chuyeån ñoäng tònh tieán cuûa xe thì toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa moïi ñieåm treân xe laø nhö nhau.Do ñoù: vi = vk = rk.ωk Trong ñoù: rk –baùn kính tính toaùn baùnh xe [m] ωk –vaän toác goùc cuûa baùnh xe [rad/s] vk –vaän toác chuyeån ñoäng tònh tieán cuûa baùnh xe [m/s] ω e π .n e 1 n Bôûi vì: ωk = = . = 0,105. e itl 30 itl itl n .r Neân vi = 0,105. e k (2-2) itl Trong ñoù: ne –toác ñoä quay cuûa truïc khuyûu ñoäng cô (thöôøng goïi taét laø toác ñoä ñoäng cô) [vg/ph]. Nhö vaäy, ñeå xaây döïng ñaëc tính keùo thì töø ñaëc tính ngoaøi cuûa ñoäng cô ta laáy moät loaït caùc trò soá khaùc nhau: Ne1, Ne2, Ne3, …öùng vôùi caùc vaän toác goùc ω1, ω2, ω3, …khaùc nhau (vaø töông öùng laø ne1, ne2, ne3, …) cuûa ñoäng cô. Theo coâng thöùc (2-2), xaùc ñònh caùc vaän toác cuûa xe ôû töøng soá truyeàn (laàn löôït laø caùc soá truyeàn I, II, III, …).Ñeå xaùc ñònh ñöôïc vaän toác vi caàn phaûi bieát ñöôïc tæ soá truyeàn cuûa heä thoáng truyeàn löïc itl.Sau ñoù, theo coâng thöùc (2-1) tính löïc keùo cuûa xe.Hieäu suaát cuûa heä thoáng truyeàn löïc trong coâng thöùc (2-1) coù theå coi laø khoâng ñoåi hoaëc laø moät haøm cuûa vaän toác chuyeån ñoäng. * Thí duï: xaùc ñònh vaän toác chuyeån ñoäng vaø löïc keùo tính toaùn theo ñieàu kieän ñoäng cô ôû soá truyeàn I cuûa xe coù ñoäng cô maø ñöôøng ñaëc tính ngoaøi cuûa noù cho treân hình (2-1).Hieäu suaát cuûa heä thoáng truyeàn löïc coi nhö khoâng ñoåi vaø baèng i = 0,87 ; itl = 42 vaø rk = 0,3 m. Lôøi giaûi: Töø ñöôøng ñaëc tính ngoaøi (hình 2-1) cuûa ñoäng cô: Ne [vg/ph] 1000 1500 2000 2500 3000 Ne [W] 110400 180320 228160 276000 301760 TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 43
  4. KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ Toác ñoä chuyeån ñoäng tònh tieán v1: 0,3 v1 = 0,105. .n e = 0,00075n e 42 Taïi caùc ñieåm ñaõ chia ôû treân: v1 [m/s] =0,751.1251,51,8752,25 Tieáp theo ta tính löïc keùo Pk1 theo coâng thöùc (2-1): Ne N Pk1 = .η tl = 0,87. e v1 v1 Vaø laäp thaønh baûng: Pk1[N] = 128064139447132333128064116680 Töông töï nhö ñaõ laøm vôùi soá truyeàn I, tieáp tuïc xaùc ñònh v vaø Pk cho caùc soá truyeàn töø II ñeán V vôùi caùc khoaûng chia nhö treân.Caên cöù vaøo soá lieäu ñaõ tìm ñöôïc, ta tieán haønh xaây döïng ñöôøng ñaëc tính keùo (hình 2-2). Ñöôøng ñaëc tính keùo ñaõ xaây döïng cho pheùp xaùc ñònh ñöôïc trò soá löïc keùo lôùn nhaát (theo ñieàu kieän ñoäng cô) vôùi moät vaän toác chuyeån ñoäng cho tröôùc cuûa xe, bôûi vì noù ñöôïc tính toaùn öùng vôùi giaù trò coâng suaát lôùn nhaát (ñaëc tính ngoaøi).Vôùi ñaëc tính cuïc boä cuûa ñoäng cô – khi giaûm möùc cung caáp nhieân lieäu, chæ xaùc ñònh ñöôïc nhöõng giaù trò löïc keùo nhoû hôn.Ñaëc tính keùo cuõng cho pheùp xaùc ñònh ñöôïc löïc keùo lôùn nhaát ôû töøng soá truyeàn vaø löïc keùo lôùn nhaát cuûa oâtoâ. TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 44
  5. KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ Hình 2-1.Ñaëc tính ngoaøi cuûa oâtoâ Hình 2-2.Ñaëc tính keùo cuûa oâtoâ Tuy nhieân, döïa vaøo ñaëc tính keùo chöa coù theå ñaùnh giaù heát chaát löôïng keùo cuûa xe vaø khoâng theå so saùnh chaát löôïng keùo cuûa caùc xe khaùc nhau ñöôïc.Ví duï, xe coù cuøng löïc keùo nhöng troïng löôïng xe khaùc nhau vaø hình daïng khí ñoäng hoïc khaùc nhau, chaát löôïng keùo vì vaäy cuõng khaùc nhau. Roõ raøng khi cuøng löïc keùo thì xe naøo coù troïng löôïng nhoû vaø daïng khí ñoäng toát thì chaát löôïng keùo seõ toát hôn. Vì vaäy, ñeå ñaùnh giaù chaát löôïng keùo cuûa xe, ngöôøi ta duøng moät ñaëc tính khaùc: ñaëc tính ñoäng löïc hoïc cuûa xe. 2.Nhaân toá ñoäng löïc hoïc vaø ñaëc tính ñoäng löïc hoïc cuûa xe a.Nhaân toá ñoäng löïc hoïc Töø phöông trình caân baèng löïc keùo (1-3) coù theå ruùt ra: G dv Pk -Pω = Pψ + δ . . + Pmk (2-3) g dt Chia caû hai veá cuûa phöông trình (2-3) cho toaøn boä troïng löôïng xe ta ñöôïc: Pk − Pω P δ dv P = ψ + . + mk (2-4) G G g dt G Trong ñoù: G –troïng löôïng xe khi ñaày taûi (100% taûi); (Pk - Pω) –löïc keùo töï do; Pk − Pω Ñaët: D = vaø goïi D laø nhaân toá ñoäng löïc hoïc cuûa xe. G Vaäy, nhaân toá ñoäng löïc hoïc cuûa xe laø tæ soá giöõa hieäu löïc keùo cuûa xe theo ñoäng cô vôùi löïc caûn khoâng khí vaø troïng löôïng cuûa xe. Giöõa nhaân toá ñoäng löïc hoïc D vaø caùc thoâng soá ñaëc tröng cho löïc caûn chuyeån ñoäng cuûa xe coù moái quan heä sau: TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 45
  6. KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ Pψ δ dv Pmk δ dv P D= + . + = ψ + . + mk (2-5) G g dt G g dt G Khi xe khoâng keùo rôø-mooùc ta coù: δ dv D =ψ + . (2-6) g dt Khi xe khoâng keùo rôø-mooùc vaø chuyeån ñoäng ñeàu: D=ψ Töø veá traùi cuûa coâng thöùc (2-4) thaáy raèng: khi löïc caûn khoâng khí nhoû, coù theå coi Pk Pω= 0. Khi ñoù D = = ξ vaø goïi ζ laø löïc keùo rieâng cuûa xe theo ñieàu kieän ñoäng cô. G b.Ñaëc tính ñoäng löïc hoïc cuûa xe Ñoà thò bieåu dieãn moái quan heä giöõa nhaân toá ñoäng löïc hoïc D vaø vaän toác chuyeån ñoäng tònh tieán cuûa xe v goïi laø ñaëc tính ñoäng löïc hoïc cuûa xe. Ñoà thò hình 2-3 moâ taû ñaëc tính ñoäng löïc hoïc cuûa xe coù 5 soá truyeàn. Treân ñoà thò truïc tung bieåu dieãn nhaân toá ñoäng löïc hoïc D, truïc hoaønh bieåu dieãn vaän toác chuyeån ñoäng v cuûa xe. Daïng cuûa ñoà thò ñaëc tính ñoäng löïc hoïc cuõng töông töï nhö ñoà thò ñaëc tính keùo, nhöng chæ khaùc laø chuùng coù ñoä doác lôùn hôn so vôùi caùc ñöôøng ñaëc tính keùo, nhaát laø ôû caùc vaän toác lôùn (vì ôû vaän toác lôùn, löïc caûn khoâng khí caøng taêng nhanh). Treân ñöôøng ñaëc tính coù nhöõng ñieåm ñaëc bieät sau (ví duï ôû tay soá I): TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 46
  7. KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ Ñ –ñieåm baét ñaàu; K –ñieåm keát thuùc; M –ñieåm töông öùng vôùi Dmax.Thöïc teá vaän toác chuyeån ñoäng cuûa xe ôû töøng soá truyeàn bò haïn cheá trong giôùi haïn vth ÷ vmax.ÖÙng vôùi caùc giaù trò Dmax ôû töøng soá truyeàn coù caùc vaän toác tôùi haïn ôû töøng soá truyeàn vaø ñöôïc kí hieäu laø vthI, vthII, vthn.ÔÛ nhöõng vaän toác lôùn hôn vaän toác tôùi haïn laø khu vöïc laøm vieäc oån ñònh cuûa xe ôû soá truyeàn ñoù.Bôûi vì khi söùc caûn cuûa xe taêng leân laøm cho vaän toác chuyeån ñoäng cuûa xe giaûm ñi nhöng nhaân toá ñoäng löïc hoïc cuûa xe seõ taêng leân, do ñoù xe coù khaû naêng khaéc phuïc söùc caûn cuûa maët ñöôøng taêng leân töùc thôøi ñoù.ÔÛ nhöõng vaän toác nhoû hôn vaän toác tôùi haïn thì khi söùc caûn cuûa ñöôøng taêng, vaän toác cuûa xe giaûm vaø nhaân toá ñoäng löïc hoïc cuûa xe cuõng giaûm, neân xe seõ khoâng theå khaéc phuïc ñöôïc söùc caûn naøy.Khoaûng toác ñoä töø vmin ñeán vth ôû moãi tay soá ñöôïc goïi laø khu vöïc laøm vieäc khoâng oån ñònh.Nhö vaäy, vaän toác tôùi haïn vthi laø ñieåm ñeå xaùc ñònh khu vöïc laøm vieäc oån ñònh cuûa xe khi ñoäng cô laøm vieäc ôû cheá ñoä toaøn taûi.Trong thöïc teá xe thöôøng khoâng laøm vieäc ôû khu vöïc khoâng oån ñònh cuûa ñöôøng ñaëc tính. 3.Nhaân toá ñoäng löïc hoïc theo ñieàu kieän baùm Khi xaây döïng caùc phöông trình veà löïc (1-3) vaø caân baèng coâng suaát (1-7) ôû treân ta ñaõ coi raèng löïc keùo ñaët taïi baùnh xe chuû ñoäng chæ phuï thuoäc vaøo caùc thoâng soá cuûa ñoäng cô (Ne, Me, ne) vaø cuûa heä thoáng truyeàn löïc (itl, ηtl).Tuy nhieân, trong nhieàu tröôøng hôïp noù bò giôùi haïn bôûi ñieàu kieän baùm cuûa baùnh xe chuû ñoäng vôùi maët ñöôøng.Khi baùnh xe chuû ñoäng bò tröôït, xe coù theå khoâng söû duïng heát khaû naêng ñoäng löïc hoïc cuûa noù, nghóa laø khoâng phaùt huy heát löïc keùo lôùn nhaát theo ñieàu kieän ñoäng cô.Ví duï, khi xe chuyeån ñoäng treân ñöôøng trôn, aåm öôùt coù heä soá baùm nhoû, löïc keùo tieáp tuyeán lôùn nhaát chæ baèng löïc baùm: Pkmax = Pϕ = ϕ.Gϕ Trong ñoù: Pϕ -löïc keùo tieáp tuyeán cuûa baùnh xe chuû ñoäng vôùi maët ñöôøng theo ñieàu kieän baùm; ϕ -heä soá baùm cuûa baùnh xe vôùi ñöôøng Gϕ -troïng löôïng baùm cuûa xe.Vôùi xe coù 1 caàu chuû ñoäng, Gϕ baèng troïng löôïng cuûa xe ñaët leân caàu chuû ñoäng ñoù.Vôùi xe coù taát caû caùc caàu laø chuû ñoäng, Gϕ = G. Nhö vaäy, theo ñieàu kieän baùm, nhaân toá ñoäng löïc hoïc Dϕ cuûa xe seõ laø: Pϕ − Pω Dϕ = (2-7) G Trong ñoù: (Pϕ - Pω) –löïc keùo töï do theo ñieàu kieän baùm. Treân hình 2-3, caùc ñöôøng cong neùt ñöùt moâ taû ñaëc tính ñoäng löïc hoïc cuûa xe theo ñieàu kieän baùm.Caùc ñöôøng ñaëc tính Dϕ coù daïng cong xuoáng ôû caùc vaän toác lôùn.Bôûi vì ôû caùc vaän toác lôùn, löïc caûn khoâng khí vaø söï tröôït taêng leân nhieàu do ñoù laøm cho Dϕ giaûm. Nhö vaäy, ñieàu kieän caàn vaø ñuû ñeå ñaûm baûo khaû naêng chuyeån ñoäng cuûa oâtoâ theo nhaân toá ñoäng löïc hoïc laø: TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 47
  8. KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ Dϕ ≥ D ≥ ψ (2-8) 4.Söû duïng ñaëc tính ñoäng löïc hoïc cuûa xe Ñaëc tính ñoäng löïc hoïc cuûa xe cho pheùp xaùc ñònh moät loaït caùc thoâng soá ñaùnh giaù chaát löôïng keùo vaø chaát löôïng vaän toác cuûa xe, bao goàm: a.Xaùc ñònh vaän toác chuyeån ñoäng coù theå coù ñöôïc cuûa xe theo ñieàu kieän ñöôøng cho tröôùc.Thí duï, khi xe chuyeån ñoäng ñeàu vaø khoâng keùo rôø-mooùc: cho tröôùc heä soá caûn toång coäng cuûa ñöôøng, coù theå xaùc ñònh ñöôïc vaän toác toái ña cuûa xe ôû ñieàu kieän ñöôøng ñoù. b.Xaùc ñònh ñöôïc löïc caûn coù theå coù ñöôïc cuûa xe khi xe chuyeån ñoäng vôùi vaän toác khaéc phuïc cho tröôùc ôû moät soá truyeàn nhaát ñònh.Ñaây laø baøi toaùn ngöôïc cuûa tröôøng hôïp thöù nhaát. c.Xaùc ñònh ñöôïc khaû naêng taêng toác cuûa xe.Söû duïng phöông trình (2-5) hoaëc (2- 6) töông öùng vôùi ñieàu kieän cuï theå vaø söû duïng ñoà thò ñaëc tính ñoäng löïc hoïc cuûa xe ta coù theå xaùc ñònh ñöôïc gia toác cuûa xe ôû töøng soá truyeàn, thôøi gian taêng toác vaø quaõng ñöôøng taêng toác töø vaän toác ban ñaàu v1 = 0 ñeán khi baét ñaàu ñaït vaän toác toái ña v2 = vmax. d.Xaùc ñònh ñöôïc löïc keùo rôø-mooùc cuûa xe.Löïc keùo rôø-mooùc coù theå ñöôïc xaùc ñònh khi xe chuyeån ñoäng ñeàu, treân loaïi ñöôøng cho tröôùc theo coâng thöùc sau ñaây: Pmk = (D - ψ).G Ví duï: Xaùc ñònh gia toác lôùn nhaát coù theå coù ñöôïc cuûa oâtoâ khi ñoäng cô laøm vieäc ôû cheá ñoä cung caáp nhieân lieäu hoaøn toaøn (öùng vôùi ñaëc tính ngoaøi cuûa ñoäng cô). Gia toác Jv cuûa oâtoâ ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: g J v = ( D −ψ ) δi Roõ raøng, Jv phuï thuoäc vaøo heä soá caûn toång coäng cuûa ñöôøng (ψ), vaän toác chuyeån ñoäng cuûa oâtoâ (v) vaø soá truyeàn ñang ñöôïc gaøi, bôûi vì D = f(v, itl) vaø δI = f(itl). Khi ñaõ coù ñaëc tính ñoäng löïc hoïc, giaù trò cuûa heä soá δi vaø heä soá caûn toång coäng cuûa ñöôøng ψ ta seõ xaây döïng ñöôïc ñoà thò bieåu dieãn moái quan heä Jv = f(v) (hình 2-4). TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 48
  9. KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ Hình 2-4.Moái quan heä giöõa gia toác Jv vaø toác ñoä chuyeån ñoäng v Ñaùnh giaù khaû naêng taêng toác cuûa oâtoâ moät caùch chính xaùc khi caên cöù vaøo ñoà thò Jv = f(v) treân caùc loaïi ñöôøng coù heä soá caûn toång ψ gioáng nhau laø khoâng ñôn giaûn, bôûi vì vôùi caùc oâtoâ khaùc nhau, chuùng khoâng chæ khaùc nhau veà Jmax ôû moãi soá truyeàn maø coøn khaùc nhau caû ôû ñaëc tính Jv = f(v) vaø soá tay soá coù trong heä thoáng truyeàn löïc. Söû duïng ñaëc tính ñoäng löïc hoïc cuõng coù theå xaùc ñònh ñöôïc khaû naêng khaéc phuïc söùc caûn maët ñöôøng cuûa oâtoâ baèng ñoäng naêng döï tröõ maø neáu noù chuyeån ñoäng ñeàu thì seõ khoâng theå vöôït qua ñöôïc ñoaïn ñöôøng noùi treân. Töø phöông trình (2-9) coù theå thaáy raèng oâtoâ chuyeån ñoäng vôùi v = const ôû cheá ñoä cung caáp nhieân lieäu hoaøn toaøn coù theå xaûy ra khi nhaân toá ñoäng löïc hoïc D (töông öùng vôùi toác ñoä naøy) baèng heä soá caûn toång coäng ψ.Neáu ψ > D thì Jv < 0.Khi v > vth vieäc giaûm toác ñoä seõ laøm taêng D.Vaø vôùi toác ñoä giaûm ñoù laïi coù theå taïo ra söï caân baèng môùi ψ = D.Khi ñoù, chuyeån ñoäng cuûa oâtoâ laïi coù v = const.Khaû naêng töï thích öùng vôùi söï thay ñoåi löïc caûn cuûa ñöôøng coù theå xaûy ra cho ñeán khi ψ ≤ Dmax (ôû töøng soá truyeàn). Neáu v < vth thì khi taêng ψ leân vôùi baát kì giaù trò naøo cuõng seõ laøm giaûm toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa oâtoâ cuøng vôùi vieäc taêng gia toác chaäm, bôûi vì khi giaûm v seõ laøm giaûm D.Khi toác ñoä giaûm ñeán trò soá oån ñònh toái thieåu (vmin) ñoäng cô seõ bò cheát maùy. Trong quaù trình giaûm toác ñoä ñeán (vmin) xe coù theå tieáp tuïc laên baùnh theâm moät ñoaïn ñöôøng nhôø naêng löôïng khoâng chæ töø ñoäng cô truyeàn ñeán maø coøn baèng ñoäng naêng cuûa xe.Neáu ñoaïn ñöôøng coù ψ > D ngaén hôn ñoaïn ñöôøng noùi treân thì xe vaãn coù theå chuyeån ñoäng maø khoâng caàn ñoåi soá (veà soá thaáp hôn). TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 49
  10. KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ Trong thöïc teá, thoâng thöôøng ñeå coù ñoäng naêng lôùn ñi ñeán ñoaïn ñöôøng caàn phaûi vöôït baèng taêng toác (thí duï: khi leân doác) ngöôøi ta seõ chaïy xe vôùi toác ñoä lôùn heát côõ cho pheùp ñeå khoûøi phaûi giaûm soá. Ngoaøi ra, treân cô sôû ñoà thò ñaëc tính ñoäng löïc hoïc cuûa xe öùng vôùi tröôøng hôïp xe ñaày taûi (100% taûi) coøn coù theå xaây döïng ñöôïc ñaëc tính ñoäng löïc hoïc cuûa xe öùng vôùi taûi troïng baát kì (khi quaù taûi hoaëc chöa ñaày taûi).Ñoà thò ñaëc tính ñoäng löïc hoïc khi taûi troïng thay ñoåi ñöôïc goïi laø ñoà thò tia. TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 50
  11. KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ CHÖÔNG III LYÙ THUYEÁT PHANH OÂTOÂ ************ I.KHAÙI NIEÄM CHUNG VEÀ QUAÙ TRÌNH PHANH Söï chuyeån ñoäng an toaøn cuûa xe vôùi vaän toác lôùn ñöôïc quyeát ñònh bôûi hieäu quaû cuûa quaù trình phanh. Khi xe chuyeån ñoäng vôùi vaän toác ban ñaàu naøo ñoù, ta caét nguoàn ñoäng löïc truyeàn töø ñoäng cô xuoáng baùnh xe chuû ñoäng, xe seõ chaïy chaäm daàn hoaëc döøng haún laïi.Nhö vaäy naêng löôïng quaùn tính (ñoäng naêng cuûa xe) seõ bò tieâu hao cho löïc caûn chuyeån ñoäng cuûa ñöôøng (Pψ) vaø löïc caûn khoâng khí (Pω). ÔÛ vaän toác ban ñaàu cho tröôùc, hieäu quaû phanh ñöôïc ñaùnh giaù baèng quaõng ñöôøng phanh hoaëc thôøi gian phanh (thôøi gian töø khi baét ñaàu phanh cho ñeán khi xe döøng haún). Ñeå giaûm quaõng ñöôøng phanh, ngöôøi ta boá trí treân xe heä thoáng phanh nhaèm taïo theâm löïc caûn nhaân taïo ñeå tieâu hao naêng löôïng quaùn tính cuûa xe.Löïc caûn nhaân taïo ôû ñaây chính laø löïc ma saùt trong cô caáu phanh (ma saùt giöõa maù phanh vaø tang troáng phanh). Trong thöïc teá, quaù trình phanh ñöôïc phaân theocaùc daïng sau: phanh caáp toác, phanh chaäm daàn vaø phanh döøng xe treân doác. Phanh caáp toác laø quaù trình phanh vôùi gia toác chaäm daàn khi löïc phanh lôùn nhaát.Gia toác phanh trung bình cuûa xe khi chuyeån ñoäng vôùi vaän toác ban ñaàu laø v1 ñeán vaän toác v2 baèng tæ soá giöõa hieäu hai vaän toác ñoù vaø thôøi gian phanh trong cuøng moät ñieàu kieän chuyeån ñoäng.Neáu gia toác phanh lôùn thì thôøi gian phanh nhoû.Khi phanh caáp toác ñoäng naêng cuûa xe chuû yeáu bò tieâu hao do löïc caûn nhaân taïo (chieám 90%).Coøn phaàn ñoäng naêng bò tieâu hao do löïc caûn ñöôøng vaø löïc caûn khoâng khí nhoû.Soá laàn phanh caáp toác chieám töø (5÷10)% toàng soá caùc laàn phanh. Phanh chaäm daàn ñöôïc söû duïng ñeå döøng xe ôû vò trí ñaõ ñònh tröôùc hoaëc ñeå giaûm töø töø vaän toác chuyeån ñoäng cuûa xe.Khi phanh chaäm daàn, ñoäng naêng ñöôïc tieâu hao bôûi löïc caûn cuûa ñöôøng, löïc caûn khoâng khí vaø löïc caûn nhaân taïo.Gia toác phanh chaäm daàn nhoû hôn so vôùi gia toác phanh cöïc ñaïi (khi phanh caáp toác). Phanh döøng treân doác ñöôïc söû duïng ñeå coá ñònh xe taïi choã (v= 0), treân ñöôøng baèng hoaëc ñöùng treân doác (ñaàu xe coù theå quay leân hoaëc quay xuoáng doác).gia toác phanh trong tröôøng hôïp naøy baèng khoâng. Ngoaøi heä thoáng phanh cuûa xe, ñoäng cô cuõng ñöôïc söû duïng laøm phanh phuï.Phöông phaùp phanh xe baèng ñoäng cô ñöôïc thöïc hieän khi khoâng caét ñoäng cô khoûi heä thoáng truyeàn löïc.Löïc pahnh treân caùc baùnh xe laø do moâ-men phanh cuûa ñoäng cô, moâ-men ma saùt trong heä thoáng truyeàn löïc vaø ôû caùc baùnh xe sinh ra.Phöông phaùp naøy TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 51
  12. KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ thöôøng ñöôïc söû duïng khi caàn giaûm töø töø toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa xe hoaëc cho xe chuyeån ñoäng vôùi vaän toác khoâng ñoåi khi xuoáng doác daøi. Khi phanh, treân may-ô baùnh xe seõ taùc duïng moâ-men phanh, coøn treân baùnh xe taùc duïng phaûn löïc tieáp tuyeán cuûa ñöôøng höôùng ngöôïc vôùi chieàu chuyeån ñoäng.Phaûn löïc naøy ñöôïc goïi laø löïc phanh. Löïc phanh cuûa xe baèng toång caùc löïc phanh treân caùc baùnh xe.Khaùc vôùi caùc löïc nhaân taïo, löïc phanh coù theå ñieàu chænh töø 0 ñeán trò soá lôùn nhaát töông öùng vôùi tröôøng hôïp phanh caáp toác. Neáu baùnh xe ñöôïc phanh khoâng bò tröôït leát treân ñöôøng thì ñoäng naêng cuûa xe seõ chuyeån thaønh coâng ma saùt trong cô caáu phanh vaø moät phaàn laø coâng cuûa caùc löïc caûn töï nhieân.Khi phanh vôùi cöôøng ñoä lôùn, baùnh xe coù theå bò haõm cöùng.Trong tröôøng hôïp naøy, baùnh xe seõ bò tröôït leát vaø ñoäng naêng seõ chuyeån thaønh coâng ma saùt giöõa loáp vôùi maët ñöôøng. Baûng 3-1 trình baøy söï phaân boá ñoäng naêng theo caùc daïng löïc caûn khi phanh xe töø vaän toác ban ñaàu v = 54km/h ñeán khi xe döøng haún treân ñöôøng baèng vôùi cöôøng ñoä phanh khaùc nhau.Cöôøng ñoä phanh phuï thuoäc vaøo löïc taùc duïng leân baøn ñaïp phanh.Heä soá baùm cuûa ñöôøng trong tröôøng hôïp naøy laø ϕ = 0,6; heä soá caûn laên f = 0,025. Baûng 3-1 SÖÏ PHAÂN BOÁ ÑOÄNG NAÊNG THEO CAÙC DAÏNG LÖÏC CAÛN KHI PHANH XE Phanh khi caùc baùnh xe chöa bò Phanh khi caùc baùnh haõm cöùng vôùi löïc treân baøn ñaïp xe bò haõm cöùng Caùc daïng löïc caûn phanh tính baèng [N] ÔÛ caàu ÔÛ caû hai 0 200 400 600 tröôùc caàu * Ma saùt trong cô caáu phanh 0 83,5 88 90 60 0 (%) * Löïc caûn laên vaø ma saùt trong 90 13 8 5 3 0 heä thoáng truyeàn löïc (%) * Löïc caûn khoâng khí (%) 10 3 2 1 1 1 * Söï tröôït cuûa loáp (%) 0 0,5 2 4 36 99 Töø baûng 3-1 ta thaáy, phaàn lôùn ñoäng naêng cuûa xe bò haáp thuï bôûi ma saùt trong cô caáu phanh, sau ñoù ñeán löïc caûn laên.Khi phanh vôùi cöôøng ñoä lôùn, phaàn ñoäng naêng do löïc caûn haáp thuï bò giaûm xuoáng.Löïc caûn khoâng khí trong moïi tröôøng hôïp ñoùng vai troø khoâng ñaùng keå. TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 52
  13. KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ Khi taêng cöôøng ñoä phanh, ñoäng naêng toån hao do söï tröôït cuûa loáp taêng, do ñoù taêng söï maøi moøn cuûa loáp.Söï maøi moøn loáp seõ raát lôùn khi baùnh xe bò haõm cöùng (ω k = 0), tröôït vôùi vaän toác lôùn treân maët ñöôøng cöùng. Theo caùc ñieàu kieän veà an toaøn chuyeån ñoäng, quaù trình phanh ñöa ñeán vieäc haõm cöùng caùc baùnh xe laø khoâng coù lôïi.Bôûi vì khi baùnh xe bò haõm cöùng, löïc phanh giaûm ñi raát nhieàu so vôùi truôøng hôïp phanh gaàn giôùi haïn haõm cöùng.Trò soá giôùi haïn cuûa löïc phanh ñöôïc quyeát ñònh bôûi heä baùm cuûa baùnh xe vôùi ñöôøng: Ppmax = ϕ.Gϕ = ϕ.Pz (3-1) Trong ñoù: Gϕ -troïng löôïng baùm cuûa baùnh xe ϕ -heä soá baùm doïc cuûa baùnh xe vôùi ñöôøng Pz –phaûn löïc phaùp tuyeán cuûa ñöôøng taùc duïng leân baùnh xe Khi bò haõm cöùng, caùc baùnh xe seõ bò tröôït leát vaø heä soá baùm giöõa baùnh xe vôùi ñöôøng seõ giaûm nhieàu.Theo caùc soá lieäu thöïc nghieäm, löïc phanh khi baùnh xe bò haõm cöùng cuõng coù theå giaûm töø (25÷30)%.Do vaäy quaõng ñöôøng phanh seõ taêng leân. Ngoaøi ra, khi caùc baùnh xe bò tröôït leát treân ñöôøng, xe seõ maát tính daãn höôùng vaø bò maát oån ñònh chuyeån ñoäng thaúng. Khi phanh xe, söï haõm cöùng cuûa caùc baùnh xe caàu tröôùc vaø caàu sau thöôøng xaûy ra khoâng ñoàng thôøi. Neáu caùc baùnh xe caàu tröôùc bò haõm cöùng tröôùc thì xe seõ maát tính daãn höôùng.Bôûi vì khi ñoù höôùng chuyeån ñoäng cuûa xe seõ ñöôïc quyeát ñònh khoâng phaûi do goùc quay cuûa baùnh xe daãn höôùng maø laø höôùng cuûa vec-tô vaän toác tröôït.Neáu caùc baùnh xe caàu sau bò haõm cöùng tröôùc vaø coù löïc ngang taùc duïng thì chuùng seõ tröôït ngang vaø xe seõ quay voøng theo höôùng taùc duïng cuûa löïc ngang xung quanh caàu tröôùc.Vì vaäy, ñeå ñaûm baûo caùc ñieàu kieän an toaøn chuyeån ñoäng, hieän nay treân moät soá xe ngöôøi ta boá trí thieát bò choáng haõm cöùng caùc baùnh xe (ABS_Antilock Breaking Systems) II.PHÖÔNG TRÌNH ÑOÄNG LÖÏC HOÏC CUÛA XE KHI PHANH Xeùt tröôøng hôïp oâtoâ chuyeån ñoäng treân ñöôøng baèng, khoâng keùo rôø-mooùc.Khi phanh, treân xe chòu taùc duïng cuûa caùc löïc vaø moâ-men: Pj, Pω, Pf, Pp …(hình 3-1). Laäp phöông trình caân baèng ñoäng löïc hoïc cuûa xe khi phanh ta coù: Pk + Pj – Pp -Pω -Pf = 0 (3-2) Xeùt tröôøng hôïp phanh xe coù caét ly hôïp neân Pk = 0; do ñoù: Pj = Pp + Pω + Pf (3-3) G Hay : δk. .J p = Pp + KFv 2 + f .G g Trong ñoù: δk –heä soá keå ñeán aûnh höôûng cuûa khoái löôïng vaän ñoäng quay ñeán khoái löôïng chuyeån ñoäng tònh tieán (tröôøng hôïp phanh xe coù caét ly hôïp): TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 53
  14. KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ δk = (1,02 ÷ 1,04) ≈ 1 G –troïng löôïng toaøn boä cuûa xe Pp –löïc phanh do cô caáu phanh sinh ra, ñaët taïi ñieåm tieáp xuùc giöõa baùnh xe vôùi maët ñöôøng. Pp = Mp/rk, vôùi Mp laø moâ-men phanh do cô caáu phanh sinh ra. Bieán ñoåi bieåu thöùc (3-3) ta ñöôïc gia toác chaäm daàn khi phanh Jp: dv ( Pp + G. f + KFv ) 2 Jp = = .g (3-4) dt G Coù theå boû qua löïc caûn cuûa khoâng khí, neân: Jp = (γp + f).g Pp Trong ñoù: γp = -löïc phanh ñôn vò. G Ñeå ñaûm baûo phanh khoâng bò boù cöùng baùnh xe, caùc baùnh xe khoâng bò tröôït leát, löïc phanh do cô caáu phanh sinh ra bò giôùi haïn bôûi ñieàu kieän baùm.Ta coù: Ppmax ≤ Pϕ = ϕ.Gϕ Do vaäy khi phanh vôùi cöôøng ñoä phanh lôùn, giôùi haïn cuûa γp laø ϕ hay γp ≤ ϕ. Maët khaùc, phanh xe treân ñöôøng baèng coù lôùp phuû nhöïa cöùng thì ϕ raát lôùn hôn so vôùi f.Trong tröôøng hôïp ñoù ta coù theå boû qua heä soá caûn laên f.Khi ñoù: Jp = γp.g [m/s2] JPmax = ϕ.g [m/s2] Nhö vaäy, gia toác phanh tæ leä vôùi löïc phanh ñôn vò. TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 54
  15. KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ Khi phanh khoâng caét ñoäng cô khoûi heä thoáng truyeàn löïc, ngoaøi löïc phanh taïo neân baèng cô caáu phanh coøn coù löïc phanh sinh ra do löïc caûn cuûa ñoäng cô quy daãn veà baùnh xe chuû ñoäng ñöôïc phanh: M mse .itl Ppe = rk .η tl Trong ñoù : Ppe -löïc phanh do ñoäng cô sinh ra quy daãn ñeán baùnh xe chuû ñoäng ñöôïc phanh. Mmse -moâ-men ma saùt cuûa ñoäng cô itl, ηtl -tæ soá truyeàn vaø hieäu suaát cuûa heä thoáng truyeàn löïc rk -baùn k ính tính toaùn baùnh xe. Moâ-men ma saùt cuûa ñoäng cô Mmse ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöùc kinh nghieäm.Tuy nhieân, trong quaù trình phanh vaø khoâng caét ñoäng cô khoûi heä thoáng truyeàn löïc thì phanh chæ coù hieäu quaû khi Mmse > Mje, trong ñoùMje laø moâ-men quaùn tính cuûa ñoäng cô.Moâ-men naøy caûn trôû quaù trình phanh khi khoâng caét li hôïp. III.SÖÛ DUÏNG TROÏNG LÖÔÏNG BAÙM TRONG QUAÙ TRÌNH PHANH Nhö treân ñaõ bieát, löïc phanh tæ leä vôùi troïng löôïng cuûa xe khi phanh (Pp = γp.G) hay tæ leä vôùi phaûn löïc phaùp tuyeán cuûa ñöôøng taùc duïng leân caùc baùnh xe khi phanh (Pp = γp.Pz).Ñeå ñaûm baûo söû duïng ñöôïc troïng löôïng baùm trong quaù trình phanh thì löïc phanh ñôn vò treân taát caû caùc caàu xe phaûi baèng nhau: Pp1 γp1 = γp2 = …= γp = =ϕ Pzi Trong ñoù: Pzi –toång phaûn löïc phaùp tuyeán cuûa ñöôøng taùc duïng leân caùc baùnh xe cuûa caàu thöù I Nhö vaäy, caùc löïc phanh phaûi tæ leä thuaän vôùi phaûn löïc phaùp tuyeán: Pp1 = γp.Pz1 (3-5) Pp2 = γp.Pz2 Neáu ñieàu kieän (3-5) khoâng ñöôïc thoûa maõn thì tröôùc heát, caùc baùnh xe cuûa moät caàu naøo ñoù seõ bò haõm cöùng (khi Ppi > γp.Pzi), sau ñoù ñeán caùc baùnh xe cuûa caùc caàu khaùc.Keát quaû seõ laøm maát ñoä oån ñònh chuyeån ñoäng cuûa xe vaø xe coù theå bò tröôït ngang.Khi coù söï phaân boá lí töôûng caùc löïc phanh, gia toác phanh lôùn nhaát seõ ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: Jpmax = g.γpmax = ϕ.g [m/s2] Gia toác phanh trong tröôøng hoïp naøy khoâng phuï thuoäc vaøo troïng löôïng xe maø chæ phuï thoäc vaøo heä soá baùm cuûa baùnh xe vôùi maët ñöôøng. Tuy nhieân, trong quaù trình phanh, phaûn löïc phaùp tuyeán cuûa ñöôøng luoân bieán ñoåi.Ta haõy xeùt tröôøng hôïp xe hai caàu ôû treân (hình 3-1): TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 55
  16. KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ Phaûn löïc phaùp tuyeán cuûa ñöôøng taùc duïng leân caùc baùnh xe caàu tröôùc vaø caàu sau laø: G J .h KFv 2 .hω  b + p g + Pz1 =    (3-6) L g G  G J p .hg KFv .hω  2 Pz1 =  a −  −   L g G  Khi boû qua löïc caûn khoâng khí Pω: G J .h  Pz1 = b + p g  (3-7) L  g   G J p .hg  Pz1 =  a −  L  g   Nhö vaäy, phaûn löïc phaùp tuyeán cuûa ñöôøng taùc duïng leân caùc baùnh xe luoân thay ñoåi, vaø phuï thuoäc vaøo caùc thoâng soá keát caáu cuûa xe (a,b,hg,G), vaøo gia toác chaäm daàn khi phanh Jp, theo quan heä: Pz1 g.b + J p .h g = (3-8) Pz 2 g.a − J p .hg Löïc phanh vaø moâ-men phanh ôû caùc caàu vì vaäy cuõng thay ñoåi (theo ñieàu kieän lyù töôûng).Hay: G J .h  Pp1 = γ p . b + p g    (3-9) L g  G J p .h g  Pp 2 = γ p .  a −  L  g   Pp1 g .b + J p .hg vaø: = Pp 2 g.a − J p .h g Mp1 =Pp1.rk = γp.Pz1.rk Mp2 =Pp2.rk = γp.Pz2.rk TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 56
  17. KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ Hình 3-2.Ñaëc tính phaân boá moâ men phanh theo ñieàu kieän lyù töôûng Ñoà thò hình 3-2 (goùc phaàn tö thöù nhaát) bieåu dieãn moái quan heä giöõa caùc moâ-men phanh caàu tröôùc Mp1, caàu sau Mp2 vôùi gia toác phanh Jp khi löïc phanh ñöôïc phaân boá theo ñieàu kieän lyù töôûng.Nhö vaäy, tæ soá moâ-men phanh giöõa hai caàu (Mp1/Mp2) thay ñoåi khoâng tuyeán tính tuøy thuoäc vaøo söï thay ñoåi cuûa gia toác phanh Jp.ñeå thoûa maõn ñöôïc moái quan heä treân, trong daãn ñoäng phanh phaûi coù cô caáu töï ñieàu chænh löïc phanh vaø moâ-men phanh.cô caáu ñoù thöôøng goïi laø boä ñieàu hoøa löïc phanh. Tuy nhieân, löïc phanh thöïc teá (töông öùng laø moâ-men phanh thöïc teá) laïi thay ñoåi theo moät quy luaät khaùc.dolöïc eùp guoác phanh Q tæ leä thuaän vôùi aùp suaát daãn ñoäng (trong heä thoáng phanh daãn ñoäng baèng thuûy löïc hoaëc khí neùn) neân moâ-men phanh M’p do cô caáu phanh sinh ra cuõng phuï thuoäc vaøo aùp suaát trong daãn ñoäng phanh.Do vaäy ta coù theå xaùc ñònh moâ-men phanh do cô caáu phanh sinh ra theo bieåu thöùc: M’p = k.po Trong ñoù: k –heä soá tæ leä po –aùp suaát trong daãn ñoäng phanh. Heä soá k phuï thuoäc vaøo raát nhieàu yeáu toá vaø noù coù theå thay ñoåi trong moät phaïm vi roäng.Tuy nhieân, ñoái vôùi moät oâtoâ cuï theå, khi trong daãn ñoäng phanh khoâng coù caùc boä ñieàu hoøa löïc phanh, heä soá k coù theå coi laø haèng soá; vaø giaù trò cuûa k ñöôïc xaùc ñònh bôûi caùc thoâng soá keát caáu cuûa töøng heä thoáng phanh oâtoâ.Nhö vaäy, löïc phanh do cô caáu phanh sinh ra ôû caùc baùnh xe caàu tröôùc vaø caùc baùnh xe caàu sau baèng: P’p1 = k1.p0 P’p2 = k2.p0 Khi ñoù, phöông trình chuyeån ñoäng cuûa oâtoâ khi phanh: TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 57
  18. KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ G .J p = Pp' 1 + Pp' 2 = (k1 + k 2 ). p 0 g G.J p hay: p0 = g ( k1 + k 2 ) G k1 do ñoù: Pp' 1 = . .J p g ( k1 + k 2 ) G k2 Pp' 2 = . .J p g ( k1 + k 2 ) Caùc heä soá cuûa Jp ôû veá phaûi coù theå coi laø haèng soá.Ñieàu ñoù coù nghóa laø löïc phanh (vaø moâ-men phanh) do cô caáu phanh sinh ra tæ leä thuaän vôùi gia toác phanh Jp. Ta bieåu thò tyû soá giöõa moâ-men phanh caùc baùnh xe caàu tröôùc M’p1 vaø caàu sau M’p2 qua caùc thoâng soá keát caáu cuûa heä thoáng phanh, vaø kí hieäu laø Cc thì: ' M p1 k1Q .Q1 Cc = ' = M p2 k 2Q .Q 2 Trong ñoù: k1Q, k2Q –heä soá tæ leä giöõa moâ-men phanh caùc baùnh xe caàu tröôùc, caàu sau vaø löïc eùp guoác phanh Q1, Q2.Caùc heä soá naøu phuï thuoäc vaøo keát caáu cuûa cô caáu phanh vaø heä soá ma saùt cuûa maù phanh vôùi tang troáng phanh. Q1, Q2 –löïc eùp guoác phanh ôû caùc baùnh xe caàu tröôùc, caàu sau. Khi heä soá ma saùt cuûa maù phanh vôùi tang troáng phanh khoâng ñoåi thì caùc heä soá k1Q, k2Q coù theå coi nhö khoâng ñoåi. Neáu trong daãn ñoäng phanh khoâng coù cô caáu töï ñieàu chænh löïc phanh thì tæ soá  Q1  giöõa caùc löïc eùp guoác phanh laø haèng soá   = const  .   Q2  Ví duï, vôùi heä thoáng phanh daãn ñoäng thuûy löïc, tæ leä giöõa löïc eùp guoác phanh caùc baùnh xe caàu tröôùc Q1 vaø caùc baùnh xe caàu sau Q2 seõ laø: Q1 d 12 = Q2 d 22 Trong ñoù: d1, d2 laø ñöôøng kính xilanh coâng taùc ôû caùc baùnh xe caàu tröôùc, caàu sau. Vôùi phanh coù daãn ñoäng khí neùn, keát quaû thu ñöôïc cuõng töông töï.Tæ soá naøy ñöôïc quyeát ñònh bôûi kích thöôùc baàu phanh vaø kích thöôùc cam eùp trong cô caáu doaõng. Treân ñoà thò hình 3-2 (goùc phaàn tö thöù hai) bieåu dieãn moái quan heä giöõa moâ-men phanh M’p1 vaø M’p2 vôùi löïc F taùc duïng leân baøn ñaïp phanh.Khi Cc = const, caùc moâ-men phanh seõ tæ leä thuaän vôùi löïc F. Töø ñoà thò hình 3-2, coù theå thaáy raèng: TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 58
  19. KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ - Khi phanh xe treân ñöôøng trôn (ϕmin < ϕ0), löïc taùc duïng leân baøn ñaïp phanh ñöôïc giôùi haïn bôûi ñieàu kieän haõm cöùng caùc baùnh xe caàu tröôùc (öùng vôùi F1, coù M’p1 = Mp1) trong khi moâ-men phanh do cô caáu phanh sinh ra ôû caàu sau M’p2 nhoû hôn Mp2 (theo ñieàu kieän lyù töôûng).Ñieàu ñoù laøm giaûm hieäu quaû phanh cuûa toaøn xe.Maët khaùc, phanh laøm boù cöùng caùc baùnh xe caàu tröôùc khi ñi treân ñöôøng trôn seõ khoâng coù lôïi bôûi khi ñoù xe seõ maát tính ñieàu khieån vaø coù theå gaây ra taïi naïn. - Khi phanh xe treân ñöôøng toát, coù heä soá baùm lôùn (chaúng haïn phanh vôùi heä soá baùm ϕmax > ϕ0), ñeå söû duïng hoaøn toaøn troïng löôïng baùm phaân boá leân caàu sau, thì löïc taùc duïng leân baøn ñaïp phanh phaûi laø F2 (öùng vôùi F2 coù M’p2 = Mp2).Khi ñoù M’p1 < Mp1. Nhö vaäy troïng löôïng baùm phaân boá leân caàu tröôùc seõ khoâng ñöôïc söû duïng hoaøn toaøn.Hieäu quaû phanh cuûa toaøn xe cuõng giaûm.Neáu tieáp tuïc taêng löïc taùc duïng leân baøn ñaïp phanh (F < F2) thì caùc baùnh xe caàu sau seõ bò boù cöùng, vaø xe coù theå bò tröôït ngang. Chæ coù moät giaù trò heä soá baùm treân ñöôøng ϕ0 (öùng vôùi moät gia toác phanh xaùc ñònh) thoûa maõn ñieàu kieän moâ-men phanh sinh ra ôû caû hai caàu (döôùi taùc duïng cuûa löïc ñaët treân baøn ñaïp phanh F = F0) ñoàng thôøi baèng moâ-men baùm theo ñieàu kieän lyù töôûng. Nhö vaäy, khi tæ soá giöõa caùc moâ-men phanh khoâng ñoåi, troïng löôïng baùm chæ ñöôïc söû duïng hoaøn toaøn taïi moät ñieåm öùng vôùi moät gia toác phanh xaùc ñònh.Ngoaøi ra ôû caùc ñieåm khaùc troïng löôïng baùm seõ khoâng ñöôïc söû duïng hoaøn toaøn; gia toác phanh cuûa xe seõ nhoû hôn gia toác lôùn nhaát coù theå coù ñöôïc.Hieäu quaû phanh vì vaäy seõ giaûm.Heä thoáng phanh caùc oâtoâ hieän ñaïi ngaøy nay ñaõ khaéc phuïc ñöôïc nhöôïc ñieåm neâu treân cuûa heä thoáng phanh “coå ñieån” nhôø treân noù ñöôïc boá trí theâm nhieàu cuïm heä thoáng nhö: boä ñieàu hoøa löïc phanh, heä thoáng choáng haõm cöùng baùnh xe, van haïn cheá aùp suaát. IV.CAÙC THOÂNG SOÁ ÑAÙNH GIAÙ CHAÁT LÖÔÏNG PHANH Khi ñaùnh giaù tính naêng taêng toác cuûa xe ngöôøi ta ñaõ söû duïng caùc thoâng soá thôøi gian taêng toác vaø quaõng ñöôøng taêng toác. Phanh xe laø moät quaù trình hoaøn toaøn ngöôïc laïi vôùi quaù trình taêng toác.Bôûi vaäy, thôøi gian phanh vaø quaõng ñöôøng phanh cuõng ñöôïc söû duïng laøm thoâng soá ñaùnh giaù chaát löôïng phanh. 1.Thôøi gian phanh Neáu goïi vaän toác chuyeån ñoäng cuûa xe luùc baét ñaàu phanh laø v1, ôû thôøi ñieåm cuoái quaù trình phanh laø v2 thì thôøi gian phanh ñöôïc tính theo bieåu thöùc sau: 1 dt = .dv Jp v1 dv hay tp = ∫ (3-10) v2 Jp TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 59
  20. KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ Töø phöông trình ñoäng löïc hoïc cuûa xe khi phanh (3-2) vaø sau khi bieán ñoåi bieåu thöùc (3-4), gia toác phanh ñöôïc xaùc ñònh theo bieåu thöùc sau: g  KFv 2  Jp = γ p + f +   δk  G   v1 dv neân: tp = ∫ g  KFv 2  v2 γ p + f +   δk  G   Neáu löïc phanh ñôn vò ñaït giaù trò lôùn nhaát trong caû quaù trình phanh (töông ñöông vôùi Ppmax trong caû quaù trình phanh); thanh phaàn caûn laên vaø c aûn khoâng khí coi nhö khoâng ñaùng keå thì thôøi gian phanh seõ ñaït giaù trò nhoû nhaát (tpmin) tính ñeán khi v2 = 0 treân maët ñöôøng khoâ, naèm ngang laø: v1 t p min = (3-11) ϕ.g ÔÛ ñaây heä soá aûnh höôûng cuûa khoái löôïng quay δk = 1 vì khi phanh coù caét li hôïp. 2.Quaõng ñöôøng phanh dS dS dv Töø ñònh nghóa v= , hay: v = . dt dv dt v.dv Ta coù: dS = Jp Tích phaân phöông trình ñoù ta coù: v1 v.dv Sp = ∫ g KFv 2 v2 (γ p + f + ) δk G Töông töï nhö ñieàu kieän ñaõ ñöôïc neâu ra khi xaùc ñònh thôøi gian phanh toái thieåu, ta coù quaõng ñöôøng phanh toái thieåu Spmin: v12 S p min = (3-12) 2. g.ϕ Nhö vaäy, quaõng ñöôøng phanh nhoû nhaát phuï thuoäc vaøo bình phöông vaän toác cuûa xe luùc baét ñaàu phanh vaø heä soá baùm giöõa baùnh xe vôùi maët ñöôøng. Khi coù keå ñeán löïc caûn khoâng khí vôùi xe coù toác ñoä lôùn v1 > 100 km/h, quaõng ñöôøng phanh trong tröôøng hôïp naøy laø:  KFv 2   ϕ1 +  G S p min = ln  G  [m] 2.g .K .F  ϕ      TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 60
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2