Tính toán khảo sát động học và động lực học của xe khách giường nằm đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Giới hạn đề tài 1.3 Mục tiêu đề tài 1.4 Ký hiệu đơn vị đo 1.5 Thông số kỹ thuật xe giường nằm THACO MOBIHOME HB120 SSL 1.6 Hình ảnh thiết kế xe CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGỒI CỦA ĐỘNG CƠ 2.1 Giới thiệu đường đặc tính ngồi 2.2 Xây dựng đường đặc tính ngồi động CHƯƠNG 3: 12 TÍNH TỐN KIỂM TRA CÂN BẰNG LỰC KÉO, CƠNG SUẤT VÀ ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC XE GIƯỜNG NẰM 12 3.1 Các lực tác dụng lên xe trường hợp chuyển động tổng quát 12 3.2 Xây dựng đồ thị cân lực kéo tỷ số truyền 13 3.2.1 Lực kéo bánh xe chủ động ứng với tay số 13 3.2.2 Tốc độ xe tay số 14 3.2.3 Tính lực cản lăn 16 3.2.4 Tính lực cản khơng khí tác dụng lên xe 18 3.2.5 Tính lực bám Fφ 19 3.2.6 Cân lực kéo xe 20 3.2.6.1 Phương trình cân lực kéo 20 3.2.6.2 Xây dựng đồ thị cân lực kéo 21 3.2.6.3 Trình tự xây dựng đồ thị cân lực kéo 23 3.2.6.4 Nhận xét 24 3.3 Xây dựng đồ thị cân công suất 24 3.3.1 Phương trình cân cơng suất 24 3.3.2 Phương pháp xây dựng đồ thị cân công suất 25 3.4 Đặc tính động lực học xe 31 3.4.1 Đặc tính động lực học xe 31 3.4.2 Phương pháp xây dựng đồ thị 31 3.4.3 Xác định vận tốc lớn xe 34 3.4.4 Xác định độ dốc lớn mà xe vượt qua 34 3.4.5 Xác định tăng tốc xe 35 CHƯƠNG 4: 38 TÍNH TỐN KIỂM TRA ĐỘ ỔN ĐỊNH XE GIƯỜNG NẰM 38 4.1 Khái niệm chung tính ổn định 38 4.2 Tính ổn định dọc xe giường nằm 38 4.2.1 Xác định tọa độ trọng tâm xe giường nằm 38 4.2.2 Tính ổn định dọc tĩnh 41 4.2.3 Tính ổn định dọc động 44 4.3 Tính ổn định ngang xe giường nằm 48 4.3.1 Tính ổn định ngang xe chuyển động thẳng đường nghiêng ngang 48 4.3.2 Tính ổn định ngang xe chuyển động quay vòng đường nghiêng ngang 51 CHƯƠNG 60 TÍNH TỐN KIỂM TRA QUAY VỊNG XE GIƯỜNG NẰM 60 5.1 Động học động lực học quay vòng xe 60 5.1.1.Động học quay vòng xe 60 5.1.2 Động lực học quay vòng xe 65 5.2 Khảo sát điều kiện để xe quay vòng ổn định loại đường khác 68 CHƯƠNG 6: 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 6.1 Kết luận 71 6.2 Kiến nghị 72 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Hình ảnh thiết kế xe giường nằm THACO MOBIHOME HB120 SSL Hình 2.1: Đồ thị đặc tính ngồi động xe giường nằm 10 Hình 3.1: Sơ đồ lực mơmen tác dụng lên xe chuyển động tăng tốc dốc 12 Hình 3.2: Đồ thị cân lực kéo 23 Hình 3.3: Đồ thị cân cơng suất 30 Hình 3.4: Đồ thị đặc tính động lực học 34 Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn gia tốc xe có sáu tỷ số truyền 37 Hình 4.1: Sơ đồ tính toán tọa độ trọng tâm xe 39 Hình 4.2: Sơ đồ lực mômen tác dụng lên xe đứng yên quay đầu lên dốc 42 Hình 4.3: Sơ đồ lực mômen tác dụng lên xe đứng yên quay đầu xuống dốc 43 Hình 4.4: Sơ đồ lực mơmen tác dụng lên xe chuyển động đường nằm ngang 47 Hình 4.5: Sơ đồ lực mơmen tác dụng lên xe chuyển động thẳng đường nghiêng ngang 48 Hình 4.6: Sơ đồ lực mômen tác dụng lên xe quay vịng đường nghiêng ngang ngồi 51 Hình 4.7: Sơ đồ lực mơmen tác dụng lên xe quay vịng đường nghiêng ngang hướng vào 54 Hình 4.8: Sơ đồ lực mơmen tác dụng lên xe quay vịng đường nằm ngang 56 Hình 5.1: Sơ đồ động học quay vòng xe bỏ qua biến dạng ngang 60 Hình 5.2: Đồ thị lý thuyết, thực tế mối quan hệ góc quay vòng bánh xe dẫn hướng 61 Hình 5.3: Sơ đồ động học quay vịng xe có hai bánh dẫn hướng phía trước 62 Hình 5.4: Sơ đồ động lực học quay vịng xe có hai bánh xe dẫn hướng phía trước 66 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Bảng giá trị công suất Pe mơmen Me theo số vịng quay ne Bảng 3.1: Hiệu suất truyền lực theo loại ô tô 14 Bảng 3.2: Bảng giá trị vận tốc v lực kéo Fk tay số 14 Bảng 3.3: Bảng giá trị hệ số cản lăn lực cản lăn ứng với tốc độ 16 Bảng 3.4: Bảng giá trị lực cản khơng khí theo vận tốc xe 18 Bảng 3.5: Bảng giá trị lực cản tổng cộng Ff +FꞶ(N) 21 Bảng 3.6: Bảng giá trị Pk (kW) Pe (kW) ứng với tốc độ cấp số 26 Bảng 3.7: Bảng giá trị Pf (kW)) ứng với tốc độ cấp số 27 Bảng 3.8: Bảng giá trị PꞶ (kW) ứng với tốc độ cấp số 28 Bảng 3.9: Bảng giá trị Pf +PꞶ (kW) ứng với tốc độ cấp số 29 Bảng 3.10: Bảng giá trị động lực học D Dφ theo tốc độ cấp số 32 Bảng 3.11: Độ dốc lớn mà xe vượt qua tay số 35 Bảng 3.12: Bảng giá trị gia tốc j theo D δ tay số 36 Bảng 4.1: Bảng giá trị trọng lượng chiều cao trọng tâm phận xe 39 Bảng 4.2: Bảng vận tốc giới hạn xe quay vòng đường nghiêng ngang theo điều kiện lật đổ ứng với góc nghiêng ngang khác đường 53 Bảng 4.3: Bảng vận tốc giới hạn xe quay vòng đường nghiêng ngang vào theo điều kiện lật đổ ứng với góc nghiêng ngang khác đường 55 Bảng 4.4: Bảng vận tốc giới hạn xe quay vịng đường nghiêng ngang ngồi theo điều kiện trượt ngang ứng với góc nghiêng ngang khác đường 57 Bảng 4.5: Bảng vận tốc giới hạn xe quay vòng đường nghiêng ngang vào theo điều kiện trượt ngang ứng với góc nghiêng ngang khác đường 58 Bảng 5.1: Bảng giá trị jx jy ứng với vận tốc quay vòng giới hạn khác 65 Bảng 5.2: Bảng giá trị Fjl ứng với vận tốc quay vòng giới hạn khác 68 Bảng 5.3: Bảng giá trị vận tốc nguy hiểm vnh xe quay vòng loại đường 70 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề Hiện nay, thời kì kinh tế ngày phát triển phần lớn dân số tỉnh thành, nông thôn, tập trung thành phố lớn để học tập, tìm kiếm cơng việc, du lịch, Do lĩnh vực vận chuyển hành khách phát triển mạnh mẽ sở hạ tầng giao thông chưa thể đáp ứng kịp thời với tốc độ phát triển kinh tế dân số Một biện pháp khắc phục hạn chế mặt hạ tầng giao thông sử dụng phương tiện thoải mái cho hành khách chặng hành trình Ở nước ta nay, nghành công nghiệp ô tô đà phát triển nên việc nhập nguyên không cịn giải pháp tối ưu Thay vào đó, nhà máy sản xuất xe giường nằm công ty ô tô Trường Hải, tổng công ty khí giao thông vận tải Samco, nhập khung gầm (chassis) nước tiến hành sản xuất khung vỏ để lắp ráp thành phẩm đưa thị trường Quy trình sản xuất áp dụng cho xe giường nằm THACO MOBIHOME HB120 SSL Do yêu cầu trên, để giải toán kinh tế kĩ thuật ngành vận tải nói chung tạo điều kiện cho người điều hành vận hành, việc khảo sát khả làm việc xe ứng với loại động cần thiết phải tiến hành cách cụ thể Và sau thời gian học tập chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật tơ khoa Cơ khí động lực chúng em chọn đề tài “TÍNH TỐN KHẢO SÁT ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE KHÁCH GIƯỜNG NẰM” để hiểu sâu kiến thức việc đánh giá tính tốn khả động học động lực học xe khách giường nằm 1.2 Giới hạn đề tài Vì trình độ kiến thức chúng em khoảng thời gian cho phép có giới hạn nên đề tài ngun cứu tính tốn xây dựng đường đặc tính ngồi động cơ, khảo sát cân lực kéo, cơng suất đặc tính động lực học, tính tốn kiểm tra độ ổn định, tính tốn quay vịng xe giường nằm 1.3 Mục tiêu đề tài Nhằm mục đích hiểu nội dung đề tài thơng qua yêu cầu nội dung yêu cầu hình thức Chúng em xin liệt kê mục tiêu cần đạt sau hoàn thành đề tài: - Nêu khái niệm đặc tính cơng suất động dùng xe giường nằm - Áp dụng công thức S.R.Lây Đécman để xây dựng đường đặc tính ngồi động - Trình bày phương trình cân lực kéo, phương trình cân cơng suất, đặc tính động lực học xe giường nằm đồ thị tương ứng - Trình bày đặc tính tăng tốc xe giường nằm - Xác định góc giới hạn mà xe bị lật đổ bị trượt điều kiện chuyển động - Xác định tốc độ giới hạn mà xe bị lật đổ trượt điều kiện di chuyển - Khảo sát động học động lực học quay vòng xe - Khảo sát tính ổn định xe quay vịng theo điều kiện lật đổ - Khảo sát tính ổn định xe quay vòng theo điều kiện trượt ngang - Khảo sát tính ổn định quay vịng xe loại đường khác - Giải thích lý đoạn đường xe quay vịng mặt đường có xu hướng nghiêng ngang vào mà khơng nghiêng ngang ngồi - Xác định vận tốc nguy hiểm xe giường nằm quay vòng loại đường khác - Qua mục tiêu cần đạt để đưa kết luận đặc tính động học động lực học xe khách giường nằm cho điều kiện chuyển động yếu tố ảnh hưởng đến ổn định chuyển động xe - Qua trình thực đồ án chúng em nhận thấy độ ổn định ngang xe giường nằm tượng lật đổ xảy trước trượt góc lật đổ nhỏ Nguyên nhân chiều cao trọng tâm lớn 1.4 Ký hiệu đơn vị đo Đại lượng Ký hiệu Đơn vị Hệ số chuyển đổi Chiều dài l m inch = 2,54 cm = 0,0254 m Vận tốc dài v m/s m/s = 3,6 km/h Vận tốc góc Ꞷ rad/s Số vịng quay n vg/ph Gia tốc j m/s2 Gia tốc góc ɛ rad/s2 Lực F N N ≈ 0,1 kG Trọng lượng G N 103 N ≈ 102 kG ≈ 0,1 Khối lượng m kg Áp suất q N/m2 1N/m2 = 1Pa =10-5 kG/cm2 Ứng suất σ N/m2 MN/m2 ≈ 10 kG/cm2 Mômen quay M N.m N.m ≈ 10 kG.cm ≈ 0,1 kG.m Công L J J = N.m ≈ 0,1 kG.m Công suất P W W = J/s ≈ 0,1 kG.m/s (PS) ≈ 0,7355 (kW) ≈ 0,98632 HP Nhiệt độ T K T = t + 2730 Nhiệt lượng Q J J ≈ 2,4.10-3 kcal Nhiệt dung riêng C J/kg.độ J/kg.độ ≈ 2,4 10-3 kcal/kg.độ Thời gian t s 1.5 Thông số kỹ thuật xe giường nằm THACO MOBIHOME HB120 SSL KHUNG GẦM AERO EXPRESS (HYUNDAI) ĐỘNG CƠ Kiểu D6CB Loại Diesel, kỳ, xy lanh thẳng hàng, có tăng áp, làm mát nước Dung tích xy lanh 12344 cc Đường kính x Hành trình 130 x 155 (mm) piston Công suất cực đại/Tốc độ 410 (PS) /1900 (vg/ph) quay Mômen xoắn cực đại/Tốc độ 1730 N.m /1200 (vg/ph) quay TRUYỀN ĐỘNG Ly hợp 01 đĩa đơn, ma sát khơ, dẫn động thuỷ lực, trợ lực khí nén Hộp số Cơ khí, số sàn, số tiến, số lùi Tỷ số truyền hộp số ih1 = 6,32; ih2 = 3,62; ih3 = 2,15; ih4 = 1,37; ih5 = 1,00; ih6 = 0,811; iR = 5,810 Tỷ số truyền truyền lực io = 4,3 HỆ THỐNG LÁI Trục vít ê-cu bi, trợ lực thủy lực HỆ THỐNG PHANH Khí nén dịng, có ABS HỆ THỐNG TREO Trước Phụ thuộc, phần tử đàn hổi bầu hơi, giảm chấn thủy lực Sau Phụ thuộc, phần tử đàn hổi bầu hơi, giảm chấn thủy lực LỐP XE Trước/Sau 12R22.5/Dual 12R22.5 KÍCH THƯỚC Kích thước tổng thể 12000 x 2500 x 3700 (mm) (DxRxC) Vết bánh trước 2050 (mm) Vết bánh sau 1860 (mm) Chiều dài sở 6150 (mm) Khoảng sáng gầm xe 196 (mm) KHỐI LƯỢNG Khối lượng khơng tải 13680 (kg) Khối lượng tồn 16500 (kg) Trọng lượng phân bố lên cầu G1 = 49500(N) trước Trọng lượng phân bố lên cầu G2 = 115500(N) sau Số người cho phép chở 40 (38 giường nằm + 02 ghế ngồi) (kể lái xe) ĐẶC TÍNH Khả leo dốc 35,5 % Bán kính quay vòng nhỏ 10,4 (m) Tốc độ tối đa 120(km/h) Dung tích thùng nhiên liệu 400 (lít) 1.6 Hình ảnh thiết kế xe Hình 1.1: Hình ảnh thiết kế xe giường nằm THACO MOBIHOME HB120 SSL Tính ổn định xe quay vòng mặt đường nghiêng vào tốt so với quay vòng mặt đường nằm ngang nghiêng trục quay vịng 59 CHƯƠNG TÍNH TỐN KIỂM TRA QUAY VỊNG XE GIƯỜNG NẰM 5.1 Động học động lực học quay vòng xe 5.1.1.Động học quay vòng xe Trước hết, xét động học quay vòng xe bỏ qua biến dạng ngang bánh xe độ đàn hồi lốp Nếu khơng tính đến độ biến dạng ngang lốp, quay vòng véctơ vận tốc chuyển động bánh xe trùng với mặt phẳng quay (mặt phẳng đối xứng) bánh xe E Hình 5.1: Sơ đồ động học quay vòng xe bỏ qua biến dạng ngang Trên hình 5.1 mơ tả động học quay vịng xe có hai bánh dẫn hướng cầu trước bỏ qua biến dạng ngang lốp Ở sơ đồ, A, B vị trí hai trụ đứng E điểm AB α1; α2 góc quay vịng bánh xe dẫn hướng bên ngồi bên so với tâm 60 quay vòng O Bởi vậy, góc α đại diện cho góc quay vòng bánh xe dẫn hướng cầu trước Mặt khác AC BD song song với trục dọc xe Khi xe quay vòng, để bánh xe khơng bị trượt lết trượt quay, đường vng góc với véctơ vận tốc chuyển động bánh xe phải gặp điểm, tâm quay vòng tức thời xe (điểm O) Theo sơ đồ trên, ta chứng minh biểu thức mối quan hệ góc quay vịng hai bánh xe dẫn hướng để đảm bảo cho chúng không bị trượt xe quay vòng: cotgα1 – cotgα2 = q L (5.1) Trong đó: q – Khoảng cách hai đường tâm trụ đứng vị trí đặt cam quay bánh xe dẫn hướng L – Chiều dài sở xe Từ biểu thức (5.1) ta vẽ đường cong biểu thị mối quan hệ lý thuyết góc α1 α2: α1 = f(α2) xe quay vịng khơng có trượt bánh xe (hình 5.2) Hình 5.2: Đồ thị lý thuyết, thực tế mối quan hệ góc quay vòng bánh xe dẫn hướng 61 Như vậy, theo lý thuyết để đảm bảo cho bánh xe dẫn hướng lăn khơng trượt quay vịng mối quan hệ góc quay vịng α1 α2 phải luôn thỏa mãn biểu thức (5.1) Trong thực tế, để trì mối quan hệ nói người ta thường phải sử dụng hình thang lái Hình thang lái cấu gồm nhiều đòn nối với khớp Hình thang lái đơn giản mặt kết cấu không đảm bảo mối quan hệ xác góc quay vịng α1 α2 nêu biểu thức (5.1) Để tiện so sánh sai khác mối quan hệ lý thuyết thực tế góc α1 α2, hình 5.2, ta dựng thêm đường cong biểu thị mối quan hệ thực tế góc α1 α2: α1= ft(α2) Độ sai lệch góc quay vòng thực tế lý thuyết cho phép lớn khơng vượt q 1,5o Hình 5.3: Sơ đồ động học quay vịng xe có hai bánh dẫn hướng phía trước 62 Ở phần này, xác định thông số động học xe quay vịng theo sơ đồ hình 5.3 Ở sơ đồ này, ý nghĩa ký hiệu sau: R – Bán kính quay vịng xe α – Góc quay vịng bánh xe dẫn hướng T – Trọng tâm xe v – Vận tốc chuyển động tâm cầu sau ρ – Bán kính quay vòng trọng tâm T ꞷ – Vận tốc góc xe quay vịng quanh điểm O ɛ – Gia tốc góc xe quay vịng quanh điểm O β – Góc tạo OT OF (F tâm cầu sau) jh – Gia tốc hướng tâm trọng tâm T jt – Gia tốc tiếp tuyến trọng tâm T jx – Gia tốc hướng theo trục dọc xe trọng tâm T jy – Gia tốc hướng theo trục ngang xe trọng tâm T Xét trường hợp xe quay vòng với vận tốc chuyển động v = m/s: Từ hình 5.3 ta tính bán kính quay vịng R xe Bán kính quay vịng khoảng cách từ tâm quay vòng đến trục dọc xe: R= L (5.2) tgα Với Rmin = 10,4 m bán kính quay vịng tối thiểu xe tgα = L Rmin = 6,15 10,4 = 0,59  α = 30⁰32′ Vận tốc góc xe quay vịng ꞷ tính: 63 ꞷ= v v L 6,15 = tgα = R 0,59 = 0,48 (rad/s) (5.3) Gia tốc góc xe quay định ɛ xác định: ɛ= dω dt = tgα dv L dt + v dα (5.4) L.cos2 α dt Từ sơ đồ hình 5.3, ta có: cosα = R √L2 + R = 10,4 √6,152 + 10,4 = 0,86 (5.5)  α = 30⁰41′ Thay giá trị từ (5.2) (5.4) vào (5.5), ta có: ɛ= dv [ R dt + v.(L2 + R2 ) dα L.R dt ] (5.6) Hai thành phần gia tốc trọng tâm T xe quay vòng jx jy xác định sau: Như ta biết: jh = ꞷ2.ρ ; jt = ɛ.ρ Chiếu jh jt lên trục dọc trục ngang xe, sau tổng hợp véctơ gia tốc thành phần lại, ta có: jx = jt.cosβ – jh.sinβ = ɛ.ρ.cosβ – ꞷ2.ρ.sinβ (5.7) jy = jt.sinβ + jh.cosβ = ɛ.ρ.sinβ + ꞷ2.ρ.cosβ (5.8) Mặt khác theo hình 5.3 ta lại có: ρ.cosβ = R ; ρ.sinβ = b (5.9) Thay (5.3), (5.6) (5.9) vào (5.7) (5.8) ta nhận được: jx = dv dt jy = [ dv dt + + v.(L2 + R2 ) dα L.R dt - v2 b v.(L2 + R2 ) dα b L.R (5.10) R2 ] + dt R v2 R Trong trường hợp xe chuyển động ( dv dt (5.11) = 0) theo quỹ đạo đường trịn, góc 64 quay vịng bánh xe dẫn hướng khơng đổi α = const( dα dt = 0) Xét trường hợp xe chạy với vận tốc v = 5(m/s) bán kính quay vịng Rmin = 10,4(m), nên ta có: jx =− jy = v2 b R2 v2 Rmin = =− 52 10,4 52 1,845 10,4 = −0,43(m/s2) = 2,41(m/s2) Xe quay vòng dải vận tốc cho phép từ km/h đến 35 km/h, ta có bảng sau: Bảng 5.1: Bảng giá trị jx jy ứng với vận tốc quay vòng giới hạn khác v (km/s) jx (m/s2) jy (m/s2) -0,03 0,19 10 -0,13 0,74 15 -0,29 1,67 20 -0,53 2,97 25 -0,82 4,64 30 -1,18 6,68 35 -1,61 9,09 5.1.2 Động lực học quay vòng xe Ở phần ta nguyên cứu động học quay vòng xe chưa kể đến ảnh hưởng độ đàn hồi ngang lốp Trong thục tế sử dụng, độ đàn hồi ngang lốp ảnh hưởng đến tính quay vịng độ an toàn chuyển động xe Chúng ta xét động lực học quay vòng xe bỏ qua biến dạng ngang bánh xe theo sơ đồ hình 5.4 Trước hết, xét trường hợp tổng quát: Xe có cầu sau chủ động, quay vịng đường có 65 độ dốc (α ≠ 0) vận tốc số (j ≠ 0) Hình 5.4: Sơ đồ động lực học quay vịng xe có hai bánh xe dẫn hướng phía trước Ý nghĩa ký hiệu hình 5.4 sau: Fjl – Lực quán tính ly tâm tác dụng trọng tâm T xe Fjlx; Fjly – Hai thành phần lực Fjl theo trục dọc trục ngang xe Ybi – Các phản lực ngang tác dụng bánh xe Fki – Các lực kéo bánh xe chủ động Ffi – Các lực cản lăn Fi– Lực cản lên dốc Fꞷ – Lực cản khơng khí Fj – Lực cản qn tính 66 Jzɛ– Mơmen qn tính tác dụng lên xe xung quanh trục đứng Tz Để xe quay vịng ổn định xe khơng bị trượt khỏi quỹ đạo cong đường, điều kiện cần đủ: Tổng tất lực tác dụng lên xe theo chiều trục T x chiều trục Ty phải không , đồng thời tổng mômen tác dụng lên xe xung quanh trục đứng Tz qua trọng tâm xe phải khơng Tức là: Phương trình cân lực theo chiều trục Tx: ∑Xi = (5.12) Phương trình cân lực theo chiều trục Ty: ∑Yi = (5.13) Phương trình cân mơmen xung quanh trục thẳng đứng Tz: ∑Miz = (5.14) Dựa vào lực mômen tác dụng lên xe hình 5.4, viết dạng khai triển phương trình (5.12); (5.13); (5.14) Khi xe quay vịng, lực qn tính ly tâm lực chủ yếu làm cho xe chuyển động không ổn định nguyên nhân gây nên nghiêng ngang thùng xe làm lật đổ xe Bởi vậy, tính cụ thể độ lớn nó: 2 Fjl = √Fjlx + Fjly Fjlx = m.jx = Fjly = m.jy = G dv [ g dt G g.R {[ (5.15) + dv dt v.(L2 + R2 ) dα L.R + dt − v.(L2 + R2 ) dα L.R Trong trường hợp xe chuyển động ( dv dt dt v2 b ] (5.16) ] b + v2} (5.17) R2 = 0) theo quỹ đạo đường trịn, góc quay vịng bánh xe dẫn hướng khơng đổi α = const( dα dt = 0) Xét trường hợp xe chạy với vận tốc v = 5m/s bán kính quay vịng Rmin = 10,4m 67 Ta có: Fjlx =− Fjly = G.v2 b =− g.R2 G.v2 g.Rmin = 165000.52 1,845 10.10,42 165000.52 10.10,4 = −7036,45 (N) = 39663,46 (N) Fjl = √(−7036,45)2 + 39663,462 = 40282,77 (N) Xe quay vòng dải vận tốc cho phép từ km/h đến 35 km/h, ta có bảng sau: Bảng 5.2: Bảng giá trị Fjl ứng với vận tốc quay vòng giới hạn khác v (km/s) Fjlx (N) Fjly (N) Fjl (N) -542,94 3060,45 3108,24 10 -2171,74 12241,81 12432,95 15 -4886,42 27544,07 27974,15 20 -8686,98 48967,24 49731,82 25 -13573,40 76511,31 77705,97 30 -19545,70 110176,28 111896,59 35 -26603,86 149962,16 152303,69 5.2 Khảo sát điều kiện để xe quay vòng ổn định loại đường khác Trên quan điểm động lực học: Để xe quay vịng ổn định (khơng bị trượt ngang) phải thỏa mãn phương trình cân lực theo phương ngang Trên sở phương trình cân lực theo phương ngang xác định vận tốc nguy hiểm mà thời điểm xe bắt đầu trượt ngang quan điểm động lực học quay vòng xe Lực quán tính ly tâm tác dụng lên cầu trước theo phương ngang: Theo hình 5.4: Fjly1 = Y’b1.cos(α2) + Y”b1.cos(α1) 68 Vì góc α1 α2 quay vịng nhỏ nên α1 = α2 ≈ 0, nên cos(α1) = cos(α2) =  Fjly1 = Y’b1 + Y”b1 = φy.Z1 = 0,9.49500 = 44550 (N) Trong đó: φy – hệ số bám ngang ( chọn φy = 0,9) Z1 – Phản lực pháp tuyến mặt đường tác dụng lên bánh xe cầu trước g – Gia tốc trọng trường (g=10 m/s2) Lực quán tính ly tâm tác dụng lên cầu sau theo phương ngang:  Fjly2 = Y’b2 + Y”b2 = φy.Z2 = 0,9.115500 = 103950 (N) Z2 – Phản lực pháp tuyến mặt đường tác dụng lên bánh xe cầu sau Để xe quay vịng khơng bị trượt ngang cần thỏa mãn điều kiện: Fjly < Y’b1 + Y”b1 + Y’b2 + Y”b2 = φy.Z = 148500 (N) Từ hình 5.4 ta có: tgβ = b = R 1,845 10,4 Fjly cosβ = Fjl = 0,18  Fjl= Fjly cosβ  β = 10⁰3′ = 148500 10,4 = 14278,85 (N) Gia tốc tâm T xe hướng theo chiều trục ngang: jy = Fjly m = 148500 16500 = (m/s2) Từ hình 5.4 ta có: sinβ = Fjlx Fjl  Fjlx = sinβ.Fjl = sin(10⁰3′).14278,85 = 2491,77 (N) Gia tốc trọng tâm T xe hướng theo chiều trục dọc: jx = Fjlx m = 2491,77 16500 = 0,15 (m/s2) Vận tốc nguy hiểm vnh xe quay vòng đường nhựa bê tông khô: 69 Fjly= G.v2 nh g.Rmin  vnh = √ Fjly g.Rmin G =√ 148500.10.10,4 165000 = 9,67 (m/s) Trong đó: vnh – Vận tốc nguy hiểm xe quay vòng Vậy vận tốc nguy hiểm xe quay vịng đường nhựa bê tơng khơ: vnh = 9,67 (m/s) = 34,81 (km/h) Như vậy, xe quay vòng, lực Fjl phụ thuộc vào: khối lượng xe, bán kính quay vịng vận tốc chuyển động xe Để giảm Fjl phải giảm vận tốc xe giảm khối lượng (không chở tải), đồng thời phải tăng bán kính quay vịng xe Trong hai thành phần Fjl, thành phần lực ngang Fjly lực chủ yếu làm cho xe chuyển động không ổn định, nguyên nhân gây nên nghiêng ngang thùng xe làm cho xe lật đổ Bởi phải giảm tối đa giá trị Fjly xe quay vòng Bảng 5.3: Bảng giá trị vận tốc nguy hiểm vnh xe quay vòng loại đường Loại đường Hệ số bám ngang φy vnh (km/h) Nhựa bê tông khô 0,9 34,83 Nhựa bê tông ướt 0,5 25,96 Đường đất khô 0,7 30,72 Đường đất ướt 0,4 23,22 Các giá trị vnh bảng 5.3 có ý nghĩa thực tế Nhờ có mà người lái vào loại đường cụ thể biết vận tốc cực đại cho phép điều khiển xe giường nằm quay vòng để tránh xe xảy trượt ngang Để đảm bảo cho xe chuyển động ổn định vmax < vnh 70 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 Kết luận Sau thời gian tìm hiểu, ngun cứu, tính tốn làm việc với hướng dẫn tận tình, chu đáo thầy giáo GVC.MSc.Đặng Quý, chúng em hiểu tính động học động lực học xe giường nằm THACO MOBIHOME HB120 SSL, đồng thời biết đặc tính, thơng số kỹ thuật làm sở cho việc sử dụng có hiệu việc vào q trình tính tốn, khảo sát chuyển động xe loại đường điều kiện chuyển động khác Chúng em xây dựng sở lý thuyết tính xe như: đặc tính động lực học, lực kéo, cơng suất kéo, lực cản công suất chúng Xây dựng đồ thị đường đặc tính ngồi, đồ thị cân lực kéo, cân cơng suất, đặc tính động lực học xe THACO MOBIHOME HB120 SSL Sau xác định vận tốc cực đại, mơmen cực đại, cơng suất cực đại xe có phù hợp với vận tốc, mômen công suất mà nhà sản xuất cung cấp hay khơng Đánh giá tính leo dốc khả lựa tay số cho phù hợp từ đưa chế độ sử dụng phù hợp cho xe Qua xác định góc dốc giới hạn, vận tốc giới hạn mà xe bị lật đổ hay bị trượt điều kiện chuyển động khác Từ đánh giá độ ổn định xe phù hợp với điều kiện đường xá Việt Nam (thông qua hệ số bám) Đảm bảo chạy tốt loại đường Việt Nam (dốc hay bằng) xe chuyển động thẳng, đứng yên quay vòng xe theo điều kiện lật đổ hay trượt ngang Xác định động học động lực học quay vòng xe để đánh giá quay vịng xe ổn định 71 Qua tính tốn thấy độ ổn định ngang xe giường nằm tượng lật đổ xảy trước trượt góc lật đổ nhỏ Nguyên nhân chiều cao trọng tâm lớn 6.2 Kiến nghị Qua tính tốn cho thấy độ ổn định ngang xe giường nằm Vì chuyển động qua khúc đường cong, quay vòng phanh trời mưa đường trơn bắt buộc tài xế cho xe chuyển động với vận tốc nhỏ Vì xe giường nằm chuyên chở lượng hành khách nhiều, phải đảm bảo an toàn tối đa cho hành khách Do việc nghiên cứu tính chất động học động lực học xe giường nằm THACO MOBIHOME HB120 SSL chúng em phương diện lý thuyết Vì vậy, cần phải kiểm nghiệm phương pháp thực nghiệm Do kiến thức thời gian hạn chế nên chúng em chưa sâu vào giải vấn đề nhiều, giải số vấn đề Vì vậy, bạn có thời gian giúp đỡ thầy cô chúng em tiếp tục nguyên cứu mở rộng ảnh hưởng khác nguyên cứu xác để việc sử dụng vận hành đảm bảo tốt 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình Lý thuyết tơ tác giả MSc.Đặng Q, NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2012 https://banotore.com/xe-thaco-mobihome-tb120sl-tphcm/xe-thaco-mobihome-hb120ssl410ps-phien-ban-moi-hyundai-d6cb-ho-tro-dkdk-ngay-aid1337457 ... học tập chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật tơ khoa Cơ khí động lực chúng em chọn đề tài “TÍNH TỐN KHẢO SÁT ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE KHÁCH GIƯỜNG NẰM” để hiểu sâu kiến thức việc đánh giá tính. .. lớn xe đạt xe chuyển động đường nằm ngang, đồng thời bơm cao áp kéo hết tay số cao hộp số 3.4 Đặc tính động lực học xe 3.4.1 Đặc tính động lực học xe Khi so sánh tính chất động lực học loại xe. .. chuyển - Khảo sát động học động lực học quay vòng xe - Khảo sát tính ổn định xe quay vịng theo điều kiện lật đổ - Khảo sát tính ổn định xe quay vòng theo điều kiện trượt ngang - Khảo sát tính ổn