Giáo trình lý thuyết ô tô P1

Chia sẻ: Hi Car Car | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:40

Thêm vào BST

Báo xấu

420
lượt xem 167
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình đề cập đến những vấn đề cơ bản thuộc lĩnh vực ô tô liên quan đến sự phát triển của ngành ô tô trong sự nghiệp đổi mới của đất nước hiện nay , đồng thời cũng đề cập đến các vấn đề liên quan đến sự phát triển của ngành ô tô trên thế giới

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình lý thuyết ô tô P1

KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ LÔØI NOÙI ÑAÀU M oân hoïc “Lyù Thuyeát OÂtoâ” chieám vò trí quan troïng trong chöông trình ñaøo taïo kyõ sö ngaønh oâtoâ.Giaùo trình ñeà caäp ñeán nhöõng vaán ñeà cô baûn thuoäc lónh vöïc oâtoâ lieân quan ñeán söï phaùt trieån cuûa ngaønh oâtoâ trong söï nghieäp ñoåi môùi cuûa ñaát nöôùc hieän nay,ñoàng thôøi cuõng ñeà caäp ñeán caùc vaán ñeà lieân quan ñeán söï phaùt trieån kyõ thuaät môùi cuûa ngaønh oâtoâ treân theá giôùi. Khi nghieân cöùu lyù thuyeát oâtoâ, khaùc vôùi caùc moân hoïc veà caáu taïo vaø keát caáu tính toaùn, ngöôøi ta coi oâtoâ laø moät keát caáu toång theå, laø khaûo saùt quaù trình laên cuûa baùnh xe vôùi maët ñöôøng vaø nhöõng yeáu toá nhö ñoäng hoïc, ñoäng löïc hoïc … aûnh höôûng ñeán quaù trình laên ñoù. Treân cô sôû naøy khaûo saùt vaø ñaùnh giaù caùc ñaëc tính vaø söû duïng cuûa oâtoâ.Noùi caùch khaùc, nghieân cöùu lyù thuyeát oâtoâ laø khaûo saùt moái quan heä töông taùc giöõa oâtoâ-maët ñöôøng. Thöïc ra trong moái lieân heä töông taùc treân, chuùng ta coøn caàn keå ñeán moät thaønh phaàn nöûa coù aûnh höôûng raát lôùn ñeán quaù trình laên cuûa oâtoâ ñoù laø ngöôøi laùi.Moâ hình khaûo saùt ñoù laø: oâtoâ-ñöôøng-laùi xe. Moân hoïc” Lyù Thuyeát OÂtoâ” seõ traû lôøi caùc caâu hoûi sau: -Ñaëc tính söû duïng oâtoâ laø gì? -Muïc ñích vaø nhieäm vuï vieäc khaûo saùt ñaëc tính söû duïng oâtoâ? Ñaëc tính söû duïng oâtoâ ñöôïc ñònh nghóa nhö sau: Ñaëc tính söû duïng ñaët tröng cho khaû naêng söû duïng oâtoâ moät caùch coù hieäu quaû trong nhöõng ñieàu kieän xaùc ñònh (ñieàu kieän ñöôøng xaù, khí haäu…) vaø cho pheùp ta ñaùnh giaù ôû moät chöøng möïc nhaát ñònh möùc ñoä hoaøn thieän veà keát caáu cuûa oâtoâ töông öùng vôùi caùc yeâu caàu trong söû duïng. Nhöõng ñaëc tröng cô baûn cuûa ñaëc tính söû duïng oâtoâ laø: -Chaát löôïng ñoäng löïc hoïc; -Tính kinh teá nhieân lieäu; -Tính ñieàu khieån (ñaëc tính laùi vaø ñaëc tính phanh); -Tính oån ñònh chuyeån ñoäng; -Tính naêng thoâng qua (tính vieät daõ); -Tính eâm dòu chuyeån ñoäng; -Khaû naêng chöùa ñöïng (chöùa haøng hoaù, haønh khaùch…); -Tính chòu beàn; -Tuoåi thoï cuûa oâtoâ; -Tính thích öùng trong baûo döôõng; -Tính xeáp, dôõ taûi. TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 1
KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ 1. Chaát löôïng ñoäng löïc hoïc cuûa oâtoâ: laø khaû naêng chuyeân chôû haøng hoaù, haønh khaùch vôùi toác ñoä trung bình cao nhaát coù theå coù ôû töøng ñieàu kieän ñöôøng saù cuï theå. Chaát löôïng ñoäng löïc hoïc cuûa oâtoâ caøng toát seõ laøm giaûm thôøi gian vaän chuyeån.Noùi caùch khaùc chaát löôïng ñoäng löïc hoïc caøng toát seõ taêng ñöôïc khoái löôïng vaän chuyeån treân moät cung ñöôøng xaùc ñònh trong moät ñôn vò thôøi gian. Chaát löôïng ñoäng löïc cuûa oâtoâ phuï thuoäc vaøo chaát löôïng keùo (ñaët tính keùo) vaø chaát löôïng phanh xe. 2. Tính kinh teá nhieân lieäu cuûa oâtoâ: laø khaû naêng söû duïng hôïp lyù nguoàn naêng löôïng loûng (xaêng, diesel…) cho quaù trình chuyeån ñoäng. Tính kinh teá nhieân lieäu laø moät chæ tieâu raát quan troïng cuûa ñaët tính söû duïng cuûa oâtoâ, bôûi vì trong giaù cöôùc vaän chuyeån thì chi phí xaêng daàu chieám phaàn lôùn (noùi ñeán giaù cöôùc vaän chuyeån,ôû ñaây ta chæ tính ñeán nhöõng chi phí veà lao ñoäng, xaêng daàu, hao moøn maùy moùc…) Khi giaûm ñöôïc möùc tieâu hao nhieân lieäu, seõ giaûm ñöôïc giaù cöôùc vaän chuyeån, coù nghóa tính kinh teá nhieân lieäu cuûa oâtoâ caøng ñöôïc naâng cao. 3. Tính ñieàu khieån cuûa oâtoâ: laø tính chaát thay ñoåi höôùng chuyeån ñoäng cuûa oâtoâ baèng vieäc thay ñoåi vò trí cuûa baùnh xe daãn höôùng.Khaû naêng chuyeån ñoäng an toaøn cuûa oâtoâ phuï thuoäc chuû yeáu vaøo tính ñieàu khieån cuûa noù. 4. Tính oån ñònh cuûa oâtoâ: laø tính chaát maø trong quaù trình chuyeån ñoäng, oâtoâ khoâng bò leäch höôùng, tröôït trôn, tröôït leát hoaëc bò laät. Tính oån ñònh cuøng vôùi ñaëc tính ñoäng löïc hoïc phanh, tính ñieàu khieån seõ ñaûm baûo söï chuyeån ñoäng an toaøn cuûa oâtoâ.Tính oån ñònh caøng ñaëc bieät quan troïng khi xe chaïy treân ñöôøng trôn vôùi toác ñoä cao. 5. Tính naêng thoâng qua cuûa oâtoâ: laø khaû naêng laøm vieäc cuûa oâtoâ ôû caùc ñieàu kieän ñöôøng saù khoù khaên (ñöôøng xaáu) vaø khoâng ñöôøng (treân caùt, treân vuøng ñoàng ruoäng laày). Tính naêng thoâng qua coù yù nghóa ñaëc bieät quan troïng khi noù laøm vieäc trong caùc lónh vöïc khai thaùc röøng, trong noâng nghieäp, haàm moû, trong xaây döïng vaø trong quaân söï. 6. Tính eâm dòu chuyeån ñoäng cuûa oâtoâ: laø ñaëc tính chuyeån ñoäng cuûa oâtoâ teân ñöôøng khoâng baèng phaúng ôû toác ñoä cao maø khoâng xaûy ra dao ñoäng thuøng xe. Tính eâm dòu chuyeån ñoäng cuûa oâtoâ coù aûnh höôûng raát lôùn ñeán: -Toác ñoä chuyeån ñoäng trung bình cuûa oâtoâ; -Khaû naêng giöõ taûi khi xe chuyeån ñoäng; -Tieän nghi ñi laïi trong oâtoâ; -Möùc ñoä meät moûi cuûa laùi xe vaø haønh khaùch treân ñöôøng; 7. Khaû naêng chöùa ñöïng: ñaëc tröng cho soá löôïng haøng hoùa, haønh khaùch coù theå chuyeân chôû ñöôïc trong xe.Khaû naêng chöù ñöïng phuï thuoäc vaøo troïng taûi cuûa xe vaø kích thöôùc trong thuøng xe. TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 2
KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ 8. Ñoä beàn (tính chòu beàn) cuûa oâtoâ: laø ñaëc tính laøm vieäc khoâng gaãy vôõ, bieán daïng hö hoûng. 9. Tuoåi thoï cuûa oâtoâ: laø khaû naêng laøm vieäc khoâng bò maøi moøn quaù lôùn ñöa ñeán vieäc phaûi söûa chöõa vaø ngöng thôøi gian laøm vieäc cuûa maùy moùc. 10. Tính thích öùng trong baûo döôõng oâtoâ: laø möùc ñoä thuaän tieän trong quaù trình baûo döôõng, ñaëc tính naøy coù töø giai ñoaïn thieát keá oâtoâ. 11. Tính xeáp dôõ taûi cuûa oâtoâ: laø khaû naêng boác dôõ haønh hoùa nhanh nhaát cuûa xe. Vaäy nhieäm vuï ñaët ra cho moân hoïc Lyù Thuyeát OÂtoâ laø nghieân cöùu phöông phaùp ñaùnh giaù nhöõng ñaëc tính treân vaø tìm ra caùc chæ tieâu (goïi laø chæ tieâu söû duïng) ñeå ñaùnh giaù chuùng vôùi muïc ñích: -Naâng cao naêng suaát vaän chuyeån -Haï giaù thaønh vaän chuyeån Höôùng cô baûn hieän nay cuûa moân hoïc Lyù Thuyeát OÂtoâ laø ñöa nhöõng keát luaän ñöôïc ruùt ra töø quaù trình nghieân cöùu lyù thuyeát saùt vôùi thöïc teá söû duïng. Noùi caùch khaùc laø tìm ra caùc soá lieäu, caùc chæ tieâu ñaùnh giaù saùt vôùi ñieàu kieän söû duïng. Thí duï: heä soá baùm cuûa baùnh xe vôùi maët ñöôøng ϕ trong töøng ñieàu kieän cuï theå, heä soá caûn laên f , caùc chæ tieâu ñeå ñaùnh giaù chaát löôïng phanh, chaát löôïng keùo … TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 3
KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ MUÏC LUÏC Lôøi noùi ñaàu Trang CHÖÔNG I. LÖÏC VAØ MOÂ-MEN TAÙC DUÏNG LEÂN OÂTOÂ 6 I. Ñoäng cô ñoát trong-nguoàn naêng löôïng II. Toån thaát coâng suaát trong heä thoáng truyeàn löïc III. Söï taùc duïng töông hoã giöõa baùnh xe vôùi maët ñöôøng IV. Löïc keùo treân caùc baùnh xe chuû ñoäng V. Söùc caûn maët VI. Phöông trình ñoäng löïc hoïc chuyeån ñoäng thaúng cuûa oâtoâ CHÖÔNG II. TÍNH TOAÙN SÖÙC KEÙO CHO OÂTOÂ 41 I. Caùc daïng tính toaùn söùc keùo II. Xaây döïng ñaëc tính keùo vaø ñaëc tính ñoäng löïc hoïc cuûa xe CHÖÔNG III. LYÙ THUYEÁT PHANH OÂTOÂ 51 I. Khaùi nieäm chung veà quaù trình phanh II. Phöông trình ñoäng löïc hoïc cuûa xe khi phanh III. Söû duïng troïng löôïng baùm trong quaù trình phanh IV. Caùc thoâng soá ñaùnh giaù chaát löôïng phanh V. Aûnh höôûng cuûa caùc yeáu toá söû duïng ñeán quaõng ñöôøng phanh CHÖÔNG IV. LYÙ THUYEÁT QUAY VOØNG VAØ OÅN ÑÒNH 67 CHUYEÅN ÑOÄNG OÂTOÂ I. Caùc phöông phaùp quay voøng II. Ñoäng hoïc quay voøng cuûa baùnh xe hôi III. Xaùc ñònh baùn kính quay voøng nhoû nhaát vaø chieàu roäng haønh lang quay voøng IV. Ñoäng löïc hoïc cuûa xe khi quay voøng V. OÅn ñònh chuyeån ñoäng thaúng cuûa xe VI. Dao ñoäng cuûa baùnh xe daãn höôùng VII. OÅn ñònh tröôït vaø oån ñònh laät cuûa xe khi chuyeån ñoäng thaúng vaø quay voøng TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 4
KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ CHÖÔNG V. ÑOÄ EÂM DÒU CHUYEÅN ÑOÄNG OÂTOÂ 95 I. Khaùi nieäm chung veà ñoä eâm dòu chuyeån ñoäng II. Caùc daïng dao ñoäng cuûa thuøng xe III. Caùc thoâng soá ñaùnh giaù ñoä eâm dòu chuyeån ñoäng CHÖÔNG VI. TÍNH NAÊNG THOÂNG QUA CUÛA OÂTOÂ 101 I. Khaùi nieäm veà tính naêng thoâng qua (TNTQ) cuûa oâtoâ II. Ñaùnh giaù TNTQ prophin III. Ñaùnh giaù TNTQ beà maët töïa IV. Caùc chæ tieâu chung ñeå ñaùnh giaù TNTQ V. Yeáu toá ñoäng löïc hoïc aûnh höôûng ñeán TNTQ cuûa oâtoâ VI. Caùc yeáu toá keát caáu aûnh höôûng ñeán TNTQ cuûa xe VII. Khaû naêng vöôït töôøng chaén vaø haøo cuûa xe VIII. So saùnh TNTQ caên cöù vaøo caùc thoâng soá keát caáu cuûa oâtoâ CHÖÔNG VII. TÍNH KINH TEÁ NHIEÂN LIEÄU CUÛA OÂTOÂ 116 I. Caùc chæ tieâu ñaùnh giaù tính kinh teá nhieân lieäu cuûa oâtoâ II. Phöông trình tieâu hao nhieân lieäu cuûa oâtoâ III. Tính kinh teá nhieân lieäu cuûa oâtoâ khi chuyeån ñoäng khoâng oån ñònh IV. Tính kinh teá nhieân lieäu cuûa oâtoâ khi coù truyeàn ñoäng thuûy löïc *Taøi lieäu tham khaûo 121 TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 5
KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ CHÖÔNG I LÖÏC VAØ MOÂ MEN TAÙC DUÏNG LEÂN OÂTOÂ *********** I.ÑOÄNG CÔ ÑOÁT TRONG-NGUOÀN NAÊNG LÖÔÏNG OÂtoâ chuyeån ñoäng ñöôïc laø nhôø caùc löïc vaø moâ men taùc duïng leân noù.Chuùng coù theå chia ra thaønh hai nhoùm nhö sau: -Löïc ñaåy vaø moâ men ñaåy. -Löïc caûn vaø moâ men caûn trôû chuyeån ñoäng. Löïc ñaåy chuû yeáu laø phaûn löïc tieáp tuyeán cuûa ñöôøng taùc duïng leân baùnh xe chuû ñoäng, thöôøng kí hieäu laø Pk (hình 1-1). Mk r v Pv Pk Löïc ñaåy Pk phaùt sinh do löïc truyeàn töø ñoäng cô xuoáng caùc baùnh xe chuû ñoäng (thoâng qua heä thoáng truyeàn löïc) vaø do söï taùc duïng töông hoã giöõa baùnh xe chuû ñoäng vôùi maët ñöôøng. Nhö vaäy, ñeå oâtoâ coù theå chuyeån ñoäng ñöôïc, tröôùc heát caàn coù nguoàn naêng löôïng - laø noäi löïc do ñoäng cô sinh ra truyeàn xuoáng baùnh xe chuû ñoäng.Nguoàn noäi löïc naêng löôïng naøy caøng lôùn, nghóa laø löïc ñaåy Pk caøng coù khaû naêng taêng cao.Ngöôïc laïi, khi noäi löïc cuûa ñoäng cô giaûm, löïc ñaåy Pk seõ bò giaûm theo. Maët khaùc, neáu khoâng coù söï taùc ñoäng töông hoã giöõa baùnh xe chuû ñoäng vôùi maët ñöôøng (baùnh xe chuû ñoäng khoâng tieáp xuùc vôùi maët ñöôøng hoaëc taïi vuøng tieáp xuùc khoâng phaùt sinh phaûn löïc töø ñöôøng taùc duïng leân baùnh xe chuû ñoäng) cuõng seõ khoâng xuaát hieän löïc ñaåy Pk cho duø löïc truyeàn töø ñoäng cô ñeán laø raát lôùn (ta seõ nghieân cöùu kyõ ôû phaàn sau). 1.Coâng suaát ñoäng cô Coâng suaát do ñoäng cô sinh ra (coâng suaát ñoäng cô) laø nguoàn naêng löôïng noäi löïc, thöôøng ñöôïc kí hieäu laø Ne.Moät caùch gaàn ñuùng, ngöôøi ta thöôøng coi Ne phuï thuoäc vaøo soá voøng quay cuûa ñoäng cô (ne) öùng vôùi traïng thaùi toaøn taûi cuûa ñoäng cô (thanh raêng TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 6
KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ hoaëc böôùm ga môû hoaøn toaøn).Caùc yeáu toá khaùc cuûa ñoäng cô ñöôïc coi laø ôû cheá ñoä toái öu.Ta coù: Ne = f(ne) Trong thöïc teá Ne coøn phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá khaùc nhö: -Möùc ñoä môû böôùm ga (hoaëc thanh raêng) -Chaát löôïng vaø löôïng cung caáp nhieân lieäu -Soá voøng quay cuûa truïc khuyûu ñoäng cô… Do vaäy, khi tính toaùn ngöôøi ta thöôøng xaùc ñònh coâng suaát ñoäng cô Ne caên cöù vaøo ñöôøng ñaëc tính ngoaøi cuûa ñoäng cô. 2.Ñöôøng ñaëc tính ngoaøi cuûa ñoäng cô Ñoà thò bieåu dieãn moái quan heä giöõa moâ men xoaén cuûa ñoäng cô Me (hoaëc coâng suaát cuûa ñoäng cô Ne) vaø soá voøng quay cuûa truïc khuyûu khi cung caáp nhieân lieäu ôû möùc cao nhaát (böôùm ga môû hoaøn toaøn ôû ñoäng cô xaêng, hoaëc thanh raêng bôm cao aùp ñöôïc keùo heát côû ôû ñoäng cô diesel) ñöôïc goïi laø ñöôøng ñaëc tính toác ñoä ngoaøi cuûa ñoäng cô vaø thöôøng ñöôïc goïi taét laø ñöôøng ñaëc tính ngoaøi cuûa ñoäng cô (hình 1-2). Ñaëc tính ngoaøi cuûa ñoäng cô cho caùc trò soá lôùn nhaát cuûa moâ men Me (coâng suaát Ne) ôû soá voøng quay xaùc ñònh. Caùc trò soá nhoû hôn cuûa moâ men hoaëc coâng suaát ñoäng cô coù theå nhaän ñöôïc baèng caùch giaûm möùc cung caáp nhieân lieäu. Caùc ñieåm ñaëc bieät cuûa ñöôøng ñaëc tính laø ñieåm coâng suaát cöïc ñaïi Nemax öùng vôùi soá voøng quay nN vaø ñieåm moâ men cöïc ñaïi Memax öùng vôùi soá voøng quay nM. TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 7
KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ Khi taêng soá voøng quay cuûa ñoäng cô leân quaù soá voøng quay nN thì coâng suaát ñoäng cô seõ giaûm. Nguyeân nhaân giaûm coâng suaát laø do quaù trình chaùy cuûa ñoäng cô xaáu ñi, toån thaát coâng suaát trong ñoäng cô taêng leân vaø söï maøi moøn caùc chi tieát trong ñoäng cô cuõng taêng.Vì vaäy khi thieát keá xe ngöôøi ta mong muoán nemax (töông öùng vôùi vaän toác vmax cuûa xe) khi xe chaïy treân ñöôøng baèng coù lôùp phuû maët ñöôøng cöùng (ñöôøng beâ toâng, ñöôøng nhöïa) khoâng vöôït quaù soá voøng quay nN töø (10-20)%.Ñeå thöïc hieän muïc ñích ñoù, treân moät soá xe coù söû duïng boä haïn cheá soá voøng quay cuûa ñoäng cô (boä ñieàu toác). Khoaûng laøm vieäc cuûa ñoäng cô naèm trong giôùi haïn töø soá voøng quay nemin ñeán soá voøng quay nemax.Nhöng thöïc teá ñoäng cô laøm vieäc vôùi tính kinh teá cao vaø oån ñònh laø trong khoaûng töø nM ñeán nN.Khoaûng naøy ñöôïc goïi laø khoaûng laøm vieäc oån ñònh cuûa ñoäng cô.Khi ñoäng cô laøm vieäc trong khoaûng töø nM ñeán nN, neáu söùc caûn cuûa ñöôøng taêng leân seõ laøm cho soá voøng quay cuûa ñoäng cô seõ giaûm xuoáng vaø töông öùng toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa oâtoâ cuõng giaûm nhöng moâ men xoaén cuûa ñoäng cô töï ñoäng ñöôïc taêng leân.Giôùi haïn thay ñoåi taûi cuûa ñoäng cô öùng vôùi söï laøm vieäc oån ñiïnh cuûa noù, töùc laø khaû naêng töï ñoäng thích öùng vôùi söï thay ñoåi taûi troïng treân caùc baùnh xe ñöôïc ñaùnh giaù baèng moâ men döï tröõ Mz(%). M −MN  M  M z =  e max  .100 =  e max − 1 .100   M   MN   N  Trong ñoù: Memax_moâ men xoaén lôùn nhaát vaø Mn_moâ men xoaén cuûa ñoäng cô öùng vôùi giaù trò coâng suaát cöïc ñaïi. M e max Tæ soá = K m goïi laø heä soá thích öùng moâ men.Coøn tæ MN nN soá = K n goïi laø heä soá thích öùng voøng quay.Heä soá Kn caøng lôùn, khoaûng laøm vieäc oån nM ñònh cuûa ñoäng cô caøng ñöôïc môû roäng. Trò soá giôùi haïn cuûa Mz, Km vaø Kn cuûa caùc loaïi ñoäng cô ñöôïc trình baøy trong Baûng 1-1. Baûng 1-1.TRÒ SOÁ GIÔÙI HAÏN CUÛA Mz,Km VAØ Kn Loaïi ñoäng cô Mz(%) Km Kn Xaêng 5-35 1,2-1,4 1,5-2,5 Diesel 10-20 1,05-1,25 1,4-2 Trong thöïc teá, giôùi haïn thay ñoåi cuûa löïc caûn beân ngoaøi raát roäng.Bôûi vaäy, treân xe phaûi duøng hoäp soá vaø truyeàn löïc chính ñeå thay ñoåi löïc keùo vaø vaän toác chuyeån ñoäng cuûa oâtoâ cho phuø hôïp vôùi söï thay ñoåi löïc caûn ñoù. TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 8
KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ Ñaëc tính ngoaøi cuûa ñoäng cô thöôøng ñöôïc xaùc ñònh treân baêng thöû (kieåu thuûy löïc hoaëc kieåu ñieän).Tuy nhieân, ñeå tính toaùn caùc chæ tieâu cuûa ñaëc tính toác ñoä keùo, söû duïng caùc soá lieäu laáy töø ñoà thò khoâng thuaän tieän baèng duøng caùc bieåu thöùc toaùn hoïc cuûa Ne=f(ne) vaø Me=f(ne). Moái quan heä giöõa coâng suaát vaø moâ men xoaén cuûa ñoäng cô vôùi soá voøng quay cuûa truïc khuyûu [Ne=f(n) vaø Me=f(n)] thöôøng tính theo caùc coâng thöùc thöïc nghieäm.Ñöôïc duøng roäng raõi nhaát hieän nay laø coâng thöùc cuûa Giaùo sö R.S.Leijderman:  2  3 Ne=Nemax  a ne + b ne  − c ne       n  n   nN   N  N   Trong ñoù: Ne_Coâng suaát höõu ích cuûa ñoäng cô [kW] öùng vôùi soá voøng quay baát kì ne [vg/ph]; Nemax vaø nN_Coâng suaát höõu ích cöïc ñaïi [kW] vaø soá voøng quay truïc khuyûu ñoäng cô töông öùng nN [vg/ph]; a, b, c_laø caùc heä soá thöïc nghieäm, phuï thuoäc keát caáu vaø chuûng loaïi ñoäng cô: +Ñoái vôùi ñoäng cô xaêng: a=b=c=1 +Ñoái vôùi ñoäng cô Diesel 2 kì: a=0,87; b=1,13; c=1 +Ñoái vôùi ñoäng cô Diesel 4 kì: a=0,53; b=1,56; c=1,09 +Ñoái vôùi ñoäng cô Turbine khí: a=2; b=-1; c=0 Cho caùc trò soá ne khaùc nhau, döïa theo coâng thöùc (1-1) seõ tính ñöôïc coâng suaát Ne töông öùng vaø töø ñoù veõ ñöôïc ñoà thò Ne=f(ne). Coù caùc giaù trò Ne vaø ne coù theå tính ñöôïc caùc giaù trò moâ men xoaén Me cuûa ñoäng cô theo coâng thöùc sau: 10 4.N e Me = 1,047.ne Trong ñoù: Ne_coâng suaát ñoäng cô [W] ne_soá voøng quay truïc khuyûu [vg/ph] Me_moâ men xoaén ñoäng cô [N.m] Coù caùc giaù trò Ne, Me töông öùng vôùi caùc giaù trò ne, ta coù theå veõ ñoà thò Ne=f(ne) vaø ñoà thò Me=f’(ne). Nhö vaäy sau khi xaây döïng ñöôïc ñöôøng ñaëc tính ngoaøi cuûa ñoäng cô chuùng ta môùi coù cô sôû ñeå nghieân cöùu tính chaát ñoäng löïc hoïc cuûa oâtoâ. TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 9
KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ II.TOÅN THAÁT COÂNG SUAÁT TRONG HEÄ THOÁNG TRUYEÀN LÖÏC Khi truyeàn coâng suaát töø ñoäng cô ñeán caùc baùnh xe chuû ñoäng, coâng suaát luoân bò toån thaát moät phaàn ñeå thaéng caùc löïc caûn trong heä thoáng truyeàn löïc, heä thoáng treo vaø phaàn vaän haønh… nhö: -Löïc caûn quaùn tính cuûa caùc caëp baùnh raêng -Löïc ma saùt trong caùc oå bi -Coâng tröôït treân caùc caëp baùnh raêng nghieâng -Löïc caûn do phaûi khuaáy daàu trong caùc cuïm truyeàn löïc… Vì vaäy coâng suaát ñoäng cô ñaët taïi baùnh xe chuû ñoäng Nk luoân nhoû hôn coâng suaát ñoäng cô Ne. Neáu goïi Nt laø coâng suaát maát maùt trong quaù trình truyeàn löïc töø ñoäng cô ñeán baùnh xe, thì: Nt = Ne-Nk Giaù trò cuûa Nt phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá: keát caáu heä thoáng truyeàn löïc, kieåu boä truyeàn, vaät lieäu boâi trôn…Do ñoù, ñeå xaùc ñònh ñöôïc chính xaùc Nt ngöôøi ta thöôøng duøng caùc beä thöû chuyeân duøng vaø vieäc xaùc ñònh noù raát phöùc taïp. Nhieàu thí nghieäm ñaõ chöùng toû raèng trong caùc toån hao coâng suaát thì toån hao ôû heä thoáng truyeàn löïc laø lôùn hôn caû.Vì vaäy ñeå ñaùnh giaù toån thaát naêng löôïng trong quaù trình chuyeån ñoäng ngöôøi ta chæ keå ñeán nhöõng toån thaát trong heä thoáng truyeàn löïc. Thoâng soá ñaùnh giaù toån thaát trong heä thoáng truyeàn löïc laø hieäu suaát truyeàn löïc, kí hieäu laø η vôùi: Nk N η= = 1− t Ne Ne Hieäu suaát η ôû moät soá boä truyeàn khi tính toaùn thöôøng ñöôïc choïn nhö sau: -Hoäp soá 0,94-0,97 -Hoäp soá phaân phoái 0,95-0,98 -Truyeàn löïc chính 0,93-0,97 -Truyeàn löïc caïnh 0,96-0,98 III.SÖÏ TAÙC DUÏNG TÖÔNG HOÃ GIÖÕA BAÙNH XE VÔÙI MAËT ÑÖÔØNG A.CAÙC LOAÏI BAÙN KÍNH BAÙNH XE Taát caû caùc löïc taùc duïng leân oâtoâ ñeàu truyeàn qua baùnh xe (loáp oâtoâ) ñeán maët ñöôøng.Do ñoù caû baùnh xe vaø maët ñöôøng ñeàu bò bieán daïng. Neáu ta laäp heä truïc toïa ñoä Oxyz (hình 1-3) vôùi: Ox_truïc song song vôùi chieàu chuyeån ñoäng cuûa xe Oy_truïc vuoâng goùc vôùi maët phaúng doïc xe Oz_truïc vuoâng goùc vôùi maët ñöôøng Khi ñoù caùc löïc taùc duïng leân baùnh xe seõ laø: Pz _löïc taùc duïng theo phöông thaúng ñöùng TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 10
KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ Px _löïc doïc xe Py _löïc taùc duïng theo phöông ngang cuûa xe Pω _löc caûn khoâng khí G _troïng löôïng toaøn xe,ñaët taïi troïng taâm c Döôùi taùc duïng cuûa caùc löïc Pz vaø moâ men (do thaønh phaàn Px gaây ra), loáp bò bieán daïng theo höôùng kính vaø bieán daïng voøng.Löïc Py laø yeáu toá laøm cho loáp bò bieán daïng theo phöông ngang.Vì vaäy, trong quaù trình chuyeån ñoäng, kích thöôùc cuûa loáp luoân bò bieán ñoåi.Ñeå phaân bieät kích thöôùc baùnh xe trong caùc ñieàu kieän cuï theå ta söû duïng caùc loaïi baùn kính baùnh xe (baùn kính loáp) nhö sau: 1.Baùn kính thieát keá:laø baùn kính xaùc ñònh theo kích thöôùc tieâu chuaån cuûa loáp.Baùn kính thieát keá kí hieäu laø r. Loáp oâtoâ coù caùc loaïi kí hieäu sau (hình 1-4): Hình 1-4.Kích thöôùc loáp TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 11
KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ a.Vôùi loáp aùp suaát thaáp: [aùp suaát hôi loáp q0 naèm trong khoaûng (0,05-0,5) Mpa] thöôøng kí hieäu theo coâng thöùc B-d, trong ñoù: B_chieàu roäng loáp [inch] d_ñöôøng kính laép gheùp cuûa vaønh baùnh xe [inch] Trong nhieàu tröôøng hôïp coù theå coi B≈H do ñoù baùn kính thieát keá r ñöôïc xaùc ñònh theo coâng suaát sau: d  25 , 4 r =  + H . [m ] 2  1000 d  25 , 4 r =  + B . [m ] 2  1000 b.Vôùi loáp aùp suaát cao: [aùp suaát hôi loáp q0 naèm trong khoaûng (0,5-0,7) Mpa] loáp oâtoâ thöôøng ñöôïc kí hieäu theo coâng thöùc D x B hoaëc D x H, trong ñoù: D_laø ñöôøng kính ngoaøi cuûa loáp [inch] B_chieàu roäng cuûa loáp [inch] H_chieàu cao cuûa loáp [innh] 2.Baùn kính töï do:laø baùn kính baùnh xe ñöôïc bôm ñuû aùp suaát, khoâng chòu taûi. Baùnh kính töï do ñöôïc kí hieäu laø r0 .Thoâng thöôøng r0 = r. 3.Baùn kính tónh hoïc:laø khoaûng caùch töø taâm truïc baùnh xe ñeán maët ñöôøng naèm ngang khi xe coù taûi vaø ñöùng yeân (vaän toác goùc ω k = 0).Coøn Gk laø troïng löôïng xe ñaët taïi taâm truïc baùnh xe.Baùn kính tónh hoïc kí hieäu laø rt (hình 1-5). Hình 1-5.Baùn kính tónh hoïc Baùn kính rt ñöôïc tieâu chuaån hoùa vôùi taûi troïng cho pheùp lôùn nhaát.Noù coù theå ñöôïc xaùc ñònh caên cöù theo kí hieäu cuûa loáp: rt = 0,5d+∆.λbd.B Trong ñoù: d_ñöôøng kính laép gheùp cuûa vaønh baùnh xe [mm] ∆ = H/B_vôùi H vaø B laø chieàu cao vaø chieàu roäng loáp [mm] TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 12
KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ λbd_heä soá phuï thuoäc söï bieán daïng cuûa loáp khi chòu taûi. Döôùi taùc duïng cuûa taûi troïng vaø aùp suaáât hôi loáp, theo quy ñònh trong caùc tieâu chuaån ñoái vôùi loáp oâtoâ vaän taûi vaø oâtoâ buyùt, vôùi loáp coù boä ñieàu chænh aùp suaát (tröø loaïi loáp coù beà ngang roäng), thì H/B ≈ 1. Ñoái vôùi oâtoâ du lòch, neáu kích thöôùc loáp tính baèng [inch], H/B ≈ 0,95.Neáu kích thöôùc ghi theo kieåu hoãn hôïp (meùt vaø inch) thì H/B ≈ 0,8-0,85. ÔÛ loáp kieåu höôùng kính xe du lòch, trong kí hieäu cuûa noù ñaõ cho chæ soá töông öùng vôùi tæ soá H/B.Thí duï: ôû loáp coù kí hieäu 205/70R14, H/B=0,7.Ñoái vôùi loáp oâtoâ vaän taûi, oâtoâ buyùt loáp coù ñieàu chænh aùp suaát (tröø loaïi loáp coù beà ngang roäng), loáp kieåu ñöôøng cheùo cuûa xe du lòch, λbd = 0,8-0,9.Ñoái vôùi loáp kieåu höôùng kính xe du lòch, λbd = 0,8-0,85. 4.Baùn kính ñoäng löïc hoïc:laø khoaûng caùch tính töø taâm truïc baùnh xe ñeán maët ñöôøng naèm ngang, khi xe chuyeån ñoäng (ωk ≠ 0).Baùn kính ñoäng löïc hoïc ñöôïc kí hieäu laø rñ (h1-6). Hình 1-6.Baùn kính ñoäng löïc hoïc Trong quaù trình oâtoâ chuyeån ñoäng , baùn kính ñoäng löïc hoïc thay ñoåi.Thí duï: -Neáu taêng aùp suaát hôi loáp q0 vaø giaûm taûi trong taùc duïng theo phöông thaúng ñöùng Pz thì baùn kính ñoäng löïc hoïc rñ seõ taêng leân. -Khi taêng vaän toác goùc cuûa baùnh xe laên ω k, loáp seõ bò keùo daõn ra theo phöông höôùng kính do taùc duïng cuûa löïc ly taâm, do ñoù baùn kính ñoäng löïc hoïc cuõng seõ bò taêng leân. Treân maët ñöôøng cöùng coù theå coi rñ ≈ rt. 5.Baùn kính ñoäng hoïc:laø baùn kính cuûa moät baùnh xe giaû ñònh vaø coù nhöõng ñaëc ñieåm sau: -Khoâng bò bieán daïng khi laøm vieäc -Khoâng bò tröôït leát hoaëc trôn quay -Coù cuøng vaän toác ω k vaø vaän toác daøi vk nhö ôû baùnh xe thöïc teá ñang ñöôïc khaûo saùt. Trong nhieàu tröôøng hôïp baùn kính ñoäng hoïc coøn ñöôïc goïi laø baùn kính laên.Do vaäy baùn kính ñoäng hoïc ñöôïc kí hieäu laø rlaên vôùi: TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 13
KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ S rlaên = 2π .n k Trong ñoù: Nk_soá voøng quay cuûa baùnh xe laên S_quaõng ñöôøng cuûa baùnh xe ñöôïc sau nk voøng quay Nhö vaäy, trong tröôøng hôïp xe bò tröôït quay hoaøn toaøn, caùc baùnh xe chuû ñoäng vaãn quay (ωk ≠ 0,do ñoù nk ≠ 0) nhöng xe vaãn ñöùng yeân taïi choå (S=0) do vaäy rlaên = 0 Tröôøng hôïp xe bò tröôït leát hoaøn toaøn, caùc baùnh xe khoâng quay quanh truïc cuûa noù (ωk = 0, nk = 0) nhöng xe vaãn lao veà phía tröôùc(S≠ 0).Tröôøng hôïp naøy: S rlaên= ≈∞ 2π .n k Khi xe chuyeån ñoäng keøm theo hieän töôïng tröôït trôn hoaëc tröôït leát, baùn kính laên rlaên cuûa baùnh xe seõ bieán thieân trong khoaûng töø 0 ñeán +∞ hay rlaên = 0 ÷ ∞ vaø noù ñöôïc xaùc ñònh khoâng thöïc nghieäm. Khi chuyeån ñoäng khoâng coù tröôït trôn (tröôït leát hoaëc tröôïc quay) thì baùn kính baùnh xe bò ñoäng coù rlaên = r.Baùn kính laên coøn coù theå goïi laø baùn kính vaän toác vì noù bieåu thò moái quan heä giöõa vaän toác chuyeån ñoäng tònh tieán cuûa xe vk vaø vaän toác goùc cuûa baùnh xe chuû ñoäng ωk (rlaên = vk/ωk). 6.Baùn kính tính toaùn: trong thöïc teá söï khaùc nhau giöõa rlaên, r, rt khoâng lôùn laém.Do ñoù ñeå thuaän tieän trong quaù trình tính toaùn ngöôøi ta thöôøng duøng khaùi nieäm baùn kính tính toaùn (kí hieäu rk) vôùi rk = λ x r. Trong ñoù: r-baùn kính thieát keá λ-heä soá bieán daïng cuûa loáp. Vôùi: + Loáp aùp suaát thaáp λ = 0,930 ÷ 0,935 + Loáp aùp suaát cao λ = 0,945 ÷ 0,950 B.PHAÛN LÖÏC CUÛA ÑÖÔØNG TAÙC DUÏNG LEÂN BAÙNH XE Ta khaûo saùt moät baùnh xe laên treân ñöôøng bieán daïng (hình 1-7): Hình 1-7.Baùnh xe laên treân ñöôøng bieán daïng TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 14
KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ Baùnh xe laên treân ñöôøng taïo neân moät vuøng tieáp xuùc.Do coù caùc löïc truyeàn töï ñoäng qua heä thoáng truyeàn löïc ñeán baùnh xe chuû ñoäng vaø töø khung xe qua baùnh xe xuoáng maët ñöôøng, neân taïi vuøng tieáp xuùc cuûa baùnh xe coù caùc phaûn löïc cuûa ñöôøng taùc duïng leân baùnh xe.Caùc phaûn löïc naøy laø raát nhoû.Toång hôïp caùc phaûn löïc thaønh phaàn ñoù n (∑pi) seõ ñöôïc moät phaûn löïc taäp trung ( P = ∑ p i ) töø ñöôøng taùc duïng leân baùnh xe, coù i =1 phöông baát kì. Ta coù theå taùch chuùng thaønh 3 thaønh phaàn trong toïa ñoä Oxyz, vôùi: Pz –phaûn löïc phaùp tuyeán, taùc duïng theo phöông vuoâng goùc vôùi maët ñöôøng; Py –phaûn löïc tieáp tuyeán theo phöông ngang, naèm trong maët phaúng song song vôùi ñöôøng, taùc duïng vuoâng goùc vôùi maët phaúng doïc xe; Pz –phaûn löïc tieáp tuyeán, naèm trong maët phaúng cuûa ñöôøng, phöông cuûa truïc Ox. Baùnh xe laên ñöôïc laø nhôø caùc löïc vaø moâ men taùc duïng leân noù (hình 1- 8).Giaû thieát raèng: Neáu höôùng cuûa moâ men truøng vôùi höôùng quay cuûa baùnh xe thì moâ men ñoù ñöôïc goïi laø moâ men keùo (hoaëc moâ men chuû ñoäng), vaø ñöôïc kí hieäu laø Mk. Neáu höôùng cuûa moâ men ngöôïc vôùi chieàu quay cuûa baùnh xe thì goïi laø moâ men phanh, kí hieäu laø Mp. Löïc do moâ men xoaén ñaët taïi baùnh xe chuû ñoäng (Mk) sinh ra goïi laø löïc voøng, kí hieäu laø Pv: Mk pv = rk Trong ñoù: Mk = Me.itl.ηtl Me: moâ men xoaén cuûa ñoäng cô itl: tæ soá truyeàn cuûa heä thoáng truyeàn löïc TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 15
KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ ηtl: hieäu suaát cuûa heä thoáng truyeàn löïc rk –baùn kính tính toaùn Phaûn löïc cuûa ñöôøng taùc duïng leân baùnh xe theo phöông tieáp tuyeán, ñaët taïi vuøng tieáp xuùc cuûa baùnh xe vôùi maët ñöôøng goïi laø löïc keùo tieáp tuyeán, kí hieäu laø Pk.Löïc keùo tieáp tuyeán laø phaûn löïc cuûa löïc voøng Pv.Neáu khoâng coù toån hao taïi vuøng tieáp xuùc thì giaù trò cuûa Pk baèng vôùi giaù trò cuûa Pv, hay Pk = Pv. Löïc do moâ men phanh Mp sinh ra goïi laø löïc phanh, kí hieäu laø Pp vaø löïc phanh ñaët taïi vuøng tieáp xuùc cuûa baùnh xe vôùi maët ñöôøng.Ta coù: Mp Pp = rk 1.Xeùt tröôøng hôïp baùnh xe laên khi khoâng chòu taùc duïng cuûa löïc ngang Xaùc ñònh taâm aùp löïc K (hình 1-8): Giaû thieát:Pz mang daáu (+) khi noù höôùng leân treân, Px mang daáu (+) khi noù cuøng chieàu vôùi chieàu chuyeån ñoäng, boû qua caùc moâ-men caûn trong caùc oå bi baùnh xe vaø caùc löïc, moâ men caûn cuûa khoâng khí. Khi baùnh xe ñöùng taïi choå,döôùi taùc duïng cuûa taûi troïng baùnh xe Gk veát tieáp xuùc cuûa baùnh xe vôùi maët ñöôøng coù daïng hình elip, do ñoù taát caû caùc phaûn löïc treân veát tieáp xuùc naèm ñoái xöùng vôùi caùc truïc doïc, ngang cuûa baùnh xe, vaø Pz ñi qua taâm truïc cuûa baùnh xe.Ñieåm ñaët cuûa hôïp caùc phaûn löïc ñoù goïi taâm aùp löïc, kí hieäu laø K. Khi baùnh xe laên treân ñöôøng, do coù bieán daïng, neân phaûn löïc thaúng ñöùng Pz bò leäch moät ñoaïn baèng “a” (hay taâm aùp löïc bò chuyeån dôøi) (hình 1-9) TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 16
KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ Khoaûng dòch chuyeån “a” bieåu thò toån thaát naêng löôïng do noäi ma saùt khi loáp bò bieán daïng, noùng leân, hoaëc toån thaát do ñöôøng bò bieán daïng. Tuøy thuoäc vaøo tính chaát cuûa loáp vaø tình traïng cuûa maët ñöôøng maø toån thaát naêng löôïng (bieåu thò qua söï chuyeån dôøi ñieåm ñaët löïc Pz) laø khaùc nhau. a.Tröôøng hôïp 1:Khi baùnh xe laên ñeàu, chòu taùc duïng cuûa moâ men keùo Mk (hình 1-10). Caùc löïc vaø moâ men taùc duïng leân baùnh xe trong tröôøng hôïp naøy goàm: Gk –troïng löôïng cuûa xe ñaët taïi baùnh xe Pz –phaûn löïc phaùp tuyeán cuûa taûi troïng taùc duïng leân baùnh xe Px –phaûn löïc tieáp tuyeán cuûa ñöôøng taùc duïng leân baùnh xe Laäp caùc phöông trình caân baèng veà löïc vaø moâ men ta coù: Pz = Gk ; Px = 0 ; Mk = Pz.a Nhö vaäy, ñeå baùnh xe laên ñeàu khi khoâng coù caùc löïc caûn khaùc ngoaøi taûi troïng Gk ñaët taïi taâm truïc baùnh xe thì caàn coù moâ men keùo Mk, maø trò soá cuûa noù caàn coù ñeå buø ñaép cho toån thaát do bieán daïng cuûa loáp vaø cuûa ñöôøng (vôùi trò soá Mk = Pz.a). Moâ men Pz.a goïi laø moâ men caûn laên, kí hieäu laø Mf, coù chieàu ngöôïc vôùi chieàu Mk.Phaûn löïc tieáp tuyeán cuûa ñöôøng vôùi baùnh xe Px = 0. b.Tröôøng hôïp 2: laø tröôøng hôïp baùnh xe laên ñeàu, chòu taùc duïng cuûa löïc ngang Pñ ñaët vaøo taâm truïc baùnh xe (hình 1-11), chieàu cuûa Pñ truøng vôùi chieàu chuyeån ñoäng cuûa oâtoâ. Laäp caùc phöông trình caân baèng löïc vaø moâ men, coù: Gk = Pz ; Pñ = -Px ; Px.rk – Pz.a = 0 a Töø ñoù suy ra: Px = Pz . rk TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 17
KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ Töø bieåu thöùc treân chöùng toû khi baùnh xe laên ñeàu döôùi taùc duïng cuûa löïc ñaåy Pñ ñaët vaøo taâm truïc baùnh xe, vaø khoâng coù caùc löïc caûn khaùc thì phaûn löïc tieáp tuyeán cuûa ñöôøng Px coù chieàu ngöôïc vôùi chieàu cuûa löïc ñaåy Pñ vaø caân baèng vôùi noù (Pñ = -Px). Löïc Px trong tröôøng hôïp naøy laø löïc caûn.Noù tyû leä vôùi bieán daïng “a” vaø rk.Tyû soá a/rk goïi laø heä soá caûn laên, kí hieäu laø f.Tröôøng hôïp baùnh xe laên ñeàu, giaù trò cuûa heä soá caûn laên laø: a Px f = = rk Pz Do ñoù, heä soá caûn laên baèng tyû soá giöõa löïc Px (nhoû nhaát) ñuû ñeå cho baùnh xe laên ñeàu vôùi phaûn löïc phaùp tuyeán cuûa ñöôøng laø Pz.Vaø khi laên khoâng coù hieän töôïng tröôït trôn, trò soá cuûa heä soá caûn laên f seõ phuï thuoäc vaøo tính chaát vaø söï bieán daïng cuûa ñöôøng vaø loáp.Tích soá Pz.f ñöôïc goïi laø löïc caûn laên, kí hieäu laø Pf, coù chieàu ngöôïc vôùi chieàu chuyeån ñoäng cuûa xe.Ta coù: Pf = Px = Pz.f Nhö vaäy, khi baùnh xe laên ñeàu vaø chæ chòu taùc duïng cuûa löïc Gk vaø löïc ñaåy Pñ ñaët vaøo taâm truïc baùnh xe, phaûn löïc cuûa ñöôøng taùc duïng vaøo baùnh xe seõ goàm Pf, Pz vaø moâ men caûn laên Mf (khi quy daãn Pz veà taâm truïc baùnh xe).Tröôøng hôïp naøy xaûy ra vôùi caùc baùnh bò ñoäng. c.Tröôøng hôïp 3: baùnh xe laên khoâng ñeàu (coù gia toác), chòu caùc löïc (hình 1-12): -Taûi troïng taùc duïng theo phöông thaúng ñöùng Gk -Löïc ñaåy Pñ ñaët taïi taâm truïc baùnh xe vaø coù chieàu ngöôïc vôùi chieàu chuyeån ñoäng cuûa xe. -Moâ men keùo Mk (moâ men xoaén cuûa ñoäng cô ñaët taïi baùnh xe chuû ñoäng). -Caùc phaûn löïc phaùp tuyeán Pz vaø phaûn löïc tieáp tuyeán cuûa ñöôøng Px TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 18
KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ Moâ men quaùn tính Mj phaùt sinh do söï chuyeån ñoäng khoâng ñeàu cuûa baùnh xe gaây ra,coù höôùng ngöôïc vôùi chieàu gia toác goùc εk cuûa baùnh xe: Mj = -Jk.εk Trong ñoù: Jk –moâ men quaùn tính baùnh xe chuû ñoäng vaø caùc chi tieát cuøng quay vôùi noù εk –gia toác goùc cuûa baùnh xe laên Laäp caùc phöông trình caân baèng löïc vaø moâ men taùc duïng leân baùnh xe chuû ñoäng trong tröôøng hôïp treân ta coù: Pz = Gk ; Pñ = Px Mk + Mj – Mf – Px.rk = 0 Töø ñoù suy ra: Mk + M j − M f Px = rk Mk ε Mf = − Jk k − rk rk rk = Pv – Pjk – Pf Vôùi: Mk Pv = – löïc voøng do moâ men xoaén ñaët taïi baùnh xe chuû ñoäng (Mk) gaây ra rk Pjk – löïc quaùn tính do caùc khoái quay khoâng ñeàu gaây ra Pf – löïc caûn laên Mf – Moâ men caûn laên, xuaát hieän khi dôøi phaûn löïc phaùp tuyeán veà taâm truïc baùnh xe TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 19
KHOA CÔ KHÍ Giaùo Trình Lyù Thuyeát OÂtoâ Töø bieåu thöùc treân chöùng toû raèng phaûn löïc tieáp tuyeán cuûa ñöôøng Px phuï thuoäc vaøo moâ men xoaén Mk.Khi Mk taêng, giaù trò cuûa Px seõ taêng.Tröôøng hôïp naøy Px cuøng chieàu chuyeån ñoäng cuûa xe vaø ñöôïc goïi laø löïc keùo tieáp tuyeán, kí hieäu laø Pk. Vôùi: Pk = Pv – Pjk – Pf ÔÛ tröôøng hôïp treân, neáu laø baùnh xe bò ñoäng, Mk = 0.Khi ñoù: Px = –Pjk – Pf = –(Pjk + Pf) Daáu “– “ chöùng toû Px ngöôïc vôùi chieàu chuyeån ñoäng cuûa xe.Px trong tröôøng hôïp naøy laø löïc caûn chuyeån ñoäng. Caàn nhôù raèng, maëc duø löïc keùo tieáp tuyeán Pk seõ taêng khi moâ men xoaén truyeàn töø ñoäng cô ñeán baùnh xe chuû ñoäng Mk taêng.Nhöng Pk khoâng theå taêng moät caùch tuøy yù, maø coøn phuï thuoäc vaøo khaû naêng baùm cuûa baùnh xe vôùi maët ñöôøng.Nhö vaäy phaûn löïc tieáp tuyeán lôùn nhaát bò giôùi haïn bôûi khaû naêng baùm cuûa baùnh xe vôùi maët ñöôøng.Giaù trò lôùn nhaát coù theå coù ñöôïc cuûa löïc keùo theo ñieàu kieän baùm, goïi laø löïc keùo theo ñieàu kieän baùm cuûa baùnh xe vôùi maët ñöôøng (hay löïc baùm), kí hieäu laø Pϕ. Löïc keùo theo ñieàu kieän baùm Pϕ tæ leä vôùi troïng löôïng baùm cuûa xe: Pϕ = ϕ.Gϕ = ϕ.Pz Trong ñoù: ϕ -heä soá baùm doïc cuûa baùnh xe vôùi maët ñöôøng Gϕ -troïng löôïng baùm cuûa baùnh xe töùc laø troïng löôïng Gk ñaët leân baùnh xe. Heä soá baùm ϕ thöôøng ñoàng nghóa vôùi heä soá ma saùt tröôït giöõa baùnh xe vôùi maët ñöôøng.Tuy nhieân, ñieàu ñoù khoâng chính xaùc hoaøn toaøn bôûi vì khi taùc duïng töông hoã giöõa baùnh xe vôùi ñöôøng (khi baùm), ngoaøi ma saùt treân beà maët tieáp xuùc coøn coù söï aên khôùp cuûa baùnh xe vôùi neàn ñöôøng.Vì vaäy, thoâng thöôøng heä soá baùm ϕ lôùn hôn heä soá ma saùt cuûa baùnh xe vôùi ñöôøng. 2.Caùch xaùc ñònh heä soá baùm doïc ϕ Heä soá baùm doïc ϕ coù theå xaùc ñònh trong phoøng thí nghieäm hoaëc treân ñöôøng.Khi xaùc ñònh heä soá baùm treân ñöôøng ngöôøi ta coù theå söû duïng phöông phaùp keùo, phöông phaùp ño moâ men xoaén treân baùnh xe chuû ñoäng hoaëc moät soá phöông phaùp khaùc.Döôùi ñaây giôùi thieäu phöông phaùp keùo (hình 1-13). TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÄNG ÑOÀNG Trang 20