lí thuyết ô tô lí thuyết ô tô lí thuyết ô tô lí thuyết ô tô lí thuyết ô tô lí thuyết ô tô lí thuyết ô tô lí thuyết ô tô lí thuyết ô tô lí thuyết ô tô lí thuyết ô tô lí thuyết ô tô lí thuyết ô tô lí thuyết ô tô lí thuyết ô tô lí thuyết ô tô lí thuyết ô tô
LÝ THUYẾT Ô TÔ – CHƯƠNG Chương 3: Cơ học lăn bánh xe 3.1 Đặt vấn đề - Bánh xe – mặt đường cấu truyền biến đổi lượng cho xe chuyển động - Cơ chế truyền lượng phức tạp, hiểu đơn giản chế ma sát - Sự ma sát định truyền lượng tức định khả chuyển động xe - Bánh xe phần tử đàn hồi – sinh biến dạng làm cho vấn đề nói phức tạp - Chỉ nghiên cứu lăn ổn định (khơng có gia tốc) - Chỉ nghiên cứu bánh xe chuyển động đường cứng LTOT – C3 3.2 • Bán kính lăn bán kính tính tốn: 3.2.1 Khái niệm tốc độ thực tế - bán kính lăn: - Tốc độ lý thuyết V0 = ωk r tốc độ thực tế V liên quan tới trượt V = ωk rl - Khái niệm bán kính lăn: rl = [3.1] rl : Bán kính lăn [m] V: Tốc độ thực tế [m/s] ωk : Tốc độ góc bánh xe [rad/s] - Nhận xét bán kính lăn: - Quan hệ bán kính lăn lực kéo, lực phanh: rl = rl0 - λf Fk ( rl = rl0 - λf Fp ) [3.2] rl0 : Bán kính lăn bánh xe bị động khơng phanh ( Fk,p = 0) λf : hệ số thực nghiệm cho trước, phụ thuộc vào loại đường, tình trạng mặt đường, tải trọng pháp tuyến LTOT – C3 • Đồ thị biểu diễn quan hệ rl = f( Fk): - Bán kính rio – bán kính tính tốn r - Qui luật biến thiên: - Lực kéo cực đại Fkmax lực phanh cực đại Fpmax Ví dụ ứng dụng: Fp rl rl = rlo – λf Fk rl0 Fk Fpmax Fkmax Hình 3.1 Quan hệ bán kính lăn lưc kéo LTOT – C3 • Ví dụ 1: Bằng quan hệ động học xác định tốc độ lý thuyết V0i thực tế Vi ô tô leo dốc cực đại, biết chế độ động làm việc với mô men xoắn cực đại Cho thông số: MeM (ωωeM), tỷ số truyền HTTL itl1,2…n , hiệu suất truyền lực ηtl ,bán kính bánh xe r, mặt đường có hệ số λF Giải: - Như nói chương 2, tốc độ lý thuyết trường hợp xác định: V0i = ωk r = r tức chưa tính đến trượt - Tốc độ thực tế, có tính đến trượt nên phải sử dụng khái niệm bán kính lăn: Vi = ωk rl = rl , bán kính lăn xác định theo [3.2]: rl = rl0 - λf Fk hay rli = r - λf Fkmax với Fkmax = Itl1 cuối ta có: Vi = ( r - λf Itl1 ) Nhận xét: LTOT – C3 • Ví dụ 2: Theo quan điểm trượt, chứng minh quan điểm cho rằng: Khi ô tô chạy với tốc độ cực đại trượt bánh xe mặt đường nhỏ coi tốc độ thực tế gần tốc độ lý thuyết Giải: - Biết Chế độ Vmax ứng với MeP (ωωeP), tỷ số truyền lực itln = itlmin - Khi FkV = ηtl itlmin = Fkmin - Với bán kinh lăn rl = rl0 - λf Fk Fk = Fkmin khác biệt rl rl0 (ωtức bán kính tính tốn r) nhỏ - Sự khác biệt tốc độ lý thuyết tốc độ thực tế khác biệt bán kính tính tốn bán kính lăn Nếu khác biệt nhỏ coi hai tốc độ gần nhau, tức trượt không đáng kể (ωbỏ qua trượt) LTOT – C3 •3.3 Các quan hệ động học bánh xe lăn: • Bánh xe bị động không phanh (lăn không trượt): - Tốc độ lý thuyết = tốc độ thực tế - Bán kính lăn = bán kính tính tốn ωk V V0 rl r Nhận xét: Hình 3.2 Động học bánh xe bị động LTOT – C3 • Bánh xe chủ động – lăn với trượt lăn: - Có lực kéo Fk nên có trượt lăn - Tốc độ thực tế nhỏ tốc độ lý thuyết - Bán kính lăn nhỏ bán kính tính tốn ωk r - Tốc độ trượt Vδ = V – V0 V0 - Tốc độ trượt phanh: Vδ = V –V0 > - Độ trượt phanh (%): δp = - = = V0/V – = r/rl – < [3.4] ωk V0 V r rl>r Vδ > Nhận xét: Hình 3.4 Động học bánh xe phanh LTOT – C3 • Ví dụ ứng dụng: Xác định độ trượt bánh xe biết lực kéo lực phanh bánh xe Độ trượt kéo: δk = = – rl /r [3.3] , đó: rl = r - λf Fk [3.2] với Fk λf cho trước Độ trượt phanh: δp = = r/rl – [3.4] đó: rl = r + λf / Fp / với Fp λf cho trước LTOT – C3 3.4 Các lực mô men tác dụng lên bánh xe: - Bánh xe phận tiếp xúc với mặt đường lượng truyền qua lại bánh xe – mặt đường thơng qua tiếp xúc - Mỗi bánh xe có điểm chịu lực tác động: trục bánh xe vùng tiếp xúc bánh xe – mặt đường Ba trạng thái lăn bánh xe ứng với trạng thái chịu lực tương ứng 3.4.1 Bánh xe bị động không phanh: - Tại tâm bánh xe có: trọng lượng Fε , phản lực từ thùng xe truyền xuống Fξ - Tại vùng tiếp xúc có: Phản lực pháp tuyến Fz (hoặc Z) = Fε Lực cản lăn Ff = Fξ Mô men cản lăn: Mf = Ff r V ωk Fε Fξ Mf Hình 3.5 Lực mơ men bánh xe bị động Ff Fz r