Nghiên cứu xây dựng dữ liệu bằng hình ảnh quy trình kiểm tra, chẩn đoán điều chỉnh hệ thống lái, phanh và dẫn hướng ô tô phục vụ đào tạo

Trình bày sơ đồ lực và mômen tác dụng lên ô tô bánh xe khi chuyển động quay vòng trên đường nghiêng ngang.. Phản lực tiếp tuyến này được gọi là lực phanh và xác định theo biểu thức: Mp –

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

Cán bộ hướng dẫn: TS Lê Bá Khang

NHA TRANG - 7/2013

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ, tên sinh viên: NGUYỄN ANH NHẬT Lớp: 51OT

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Mã số: D510205

Tên đề tài tốt nghiệp: “Nghiên cứu xây dựng dữ liệu bằng hình quy trình ảnh kiểm tra, chẩn đoán điều chỉnh hệ thống lái, phanh và dẫn hướng ô tô phục vụ đào tạo.”

Số trang: 115 Số chương: 4 Số tài liệu tham khảo: 6 Hiện vật: 03 quyển báo cáo, 02 DVD

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

Kết luận: ………

………

Nha trang, ngày…… tháng…… năm 2013

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Ký, ghi rõ họ tên)

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Họ, tên sinh viên: NGUYỄN ANH NHẬT Lớp: 51OT

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Mã số: D510205

Tên đề tài tốt nghiệp: “Nghiên cứu xây dựng dữ liệu bằng hình ảnh quy trình kiểm tra, chẩn đoán điều chỉnh hệ thống lái, phanh và dẫn hướng ô tô phục vụ đào tạo.”

Số trang: 115 Số chương: 4 Số tài liệu tham khảo: 6

Hiện vật: 03 quyển báo cáo, 02 DVD

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

………

………

………

………

Điểm phản biện

Nha trang, ngày…… tháng…… năm 2013

CÁN BỘ PHẢN BIỆN (Ký, ghi rõ họ tên)

Nha trang, ngày…… tháng…… năm 2013

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký, ghi rõ họ tên) ĐIỂM PHẢN BIỆN Bằng số Bằng chữ

ĐIỂM CHUNG

Bằng số Bằng chữ

LỜI CẢM ƠN

- Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn đến bà nội, bố, mẹ và em gái trong gia đình đã luôn ủng hộ về mặt tinh thần và vật chất trong qua trình thực hiện đồ án tốt nghiệp suốt thời gian qua

- Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn TS Lê Bá Khang đã tận tình giúp đỡ trong quá trình thực hiện đề tài

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Trần Ngọc Anh đã giúp đỡ em rất nhiều trong việc thực hiện phần mềm

- Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến anh Phạm Văn Đông và các anh nhân viên kỹ thuật công ty TNHH Toyota 151A Lý Thường Kiệt - Quận Tân Bình - Tp.HCM đã giúp đỡ và chỉ bảo rất nhiều trong thời gian thực tập đề tài tốt nghiệp Và xin cảm ơn tất cả những người bạn đã luôn động viên cổ vũ tinh thần trong thời gian qua

Xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP ii

DANH MỤC BẢNG viii

DANH MỤC HÌNH ix

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG PHANH, LÁI VÀ DẪN HƯỚNG Error! Bookmark not defined 1.1 SỰ PHANH Ô TÔ Error! Bookmark not defined 1.1.1 LỰC PHANH SINH RA Ở BÁNH XE Error! Bookmark not defined 1.1.2 ĐIỀU KIỆN ĐẢM BẢO SỰ PHANH TỐI ƯU Error! Bookmark not defined 1.1.3 CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỦA QUÁ TRÌNH PHANH Error! Bookmark not defined 1.1.3.1 Gia tốc chậm dần khi phanh Error! Bookmark not defined 1.1.3.2 Thời gian phanh Error! Bookmark not defined 1.1.3.3 Quãng đường phanh Error! Bookmark not defined 1.1.3.4 Lực phanh và lực phanh riêng Error! Bookmark not defined 1.2 TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA Ô TÔ Error! Bookmark not defined 1.2.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TÍNH ỔN ĐỊNH Error! Bookmark not defined 1.2.2 TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA Ô TÔ Error! Bookmark not defined 1.2.2.1 TÍNH ỔN ĐỊNH DỌC CỦA Ô TÔ Error! Bookmark not defined 1, Tính ổn định dọc tĩnh Error! Bookmark not defined 2, Tính ổn định dọc động Error! Bookmark not defined 1.2.2.2 TÍNH ỔN ĐỊNH NGANG CỦA Ô TÔ BÁNH XE 20

1.3 TÍNH NĂNG DẪN HƯỚNG CỦA Ô TÔ 26

1.3.1 ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC QUAY VÒNG CỦA Ô TÔ Error! Bookmark not defined

1.3.2 ẢNH HƯỞNG ĐỘ ĐÀN HỒI CỦA LỐP TỚI TÍNH NĂNG QUAY

VÒNG CỦA Ô TÔ Error! Bookmark not defined

1.3.3 TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA CÁC BÁNH XE DẪN HƯỚNG 34

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU MỘT SỐ MÁY CHẨN ĐOÁN, KIỂM TRA HỆ THỐNG PHANH, LÁI VÀ DẪN HƯỚNG Ô TÔ 40

2.1 Máy thử lực phanh ALTUS9001L 40

2.1.1 Cấu tạo: 40

2.1.2 Cách sử dụng 40

2.2 Máy chẩn đoán INTELLIGENT TESTER II (IT-II) 42

2.2.1 Cấu tạo 42

2.2.2 Quy trình kiểm tra hư hỏng bằng máy chẩn đoán 44

2.3 Máy cân chỉnh góc đặt HUNTER 56

2.4 Máy cân bằng động bánh xe G1201 57

CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG DỮ LIỆU VÀ THỬ NGHIỆM, ĐIỀU CHỈNH 61

3.1 TRẮC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ HIỂU BIẾT LÝ THUYẾT 61

3.1.1 HỆ THỐNG PHANH 61

3.1.2 HỆ THỐNG LÁI 67

3.1.3 DẪN HƯỚNG 72

3.2 KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA 76

3.2.1 TRIỆU CHỨNG, KHU VỰC NGHI NGỜ VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH 76

3.2.1.1 HỆ THỐNG PHANH THƯỜNG 76

1, BÀN ĐẠP BỊ THẤP HOẶC BỊ HẪNG 77

2, BÓ PHANH 81

3, LỆCH PHANH 83

4, ĐẠP CHẮC BÀN ĐẠP PHANH NHƯNG PHANH VẪN KHÔNG ĐẠT HIỆU QUẢ 83

5, TIẾNG ỒN TỪ PHANH 84

3.2.1.2 PHANH TAY 85

3.2.1.3 BÃNG MÃ DTC HỆ THỐNG PHANH CHỐNG BÓ CỨNG 85

1, MÃ DTC C0200/31 (LỖI TÍN HIỆU CẢM BIẾN TỐC ĐỘ BÁNH XE PHÍA TRƯỚC BÊN PHẢI) 86

2, MÃ DTC C0205/32 (LỖI CẢM BIẾN TỐC ĐỘ BÁNH XE PHÍA TRƯỚC BÊN TRÁI) 93

3, MÃ DTC C0210/33 (LỖI CẢM BIẾN TỐC ĐỘ BÁNH XE PHÍA SAU BÊN PHẢI) 93

4, MÃ DTC C0210/33 (LỖI CẢM BIẾN TỐC ĐỘ BÁNH XE PHÍA SAU BÊN TRÁI) 94

5, MÃ DTC C0226/21 (MẠCH VAN ĐIỆN TỪ SFR) 94

6, MÃ DTC C0236/22 (MẠCH VAN ĐIỆN TỪ SFL) 94

7, MÃ DTC C0246/23 (MẠCH VAN ĐIỆN TỪ SRR) 94

8, MÃ DTC C0273/13 (HỞ MẠCH TRONG MẠCH RƠLE MÔTƠ ABS) 94

9, MÃ DTC C0274/14 (NGẮN MẠCH B+ TRONG MẠCH RƠLE MÔTƠ ABS)

94

10, MÃ DTC C0278/11 (HỞ MẠCH TRONG MẠCH RƠLE ĐIỆN TỪ ABS) 94

11, MÃ DTC C0279/12 (NGẮN MẠCH VỚI B+ TRONG MẠCH RƠLE VAN ĐIỆN TỪ ABS) 94

12, MÃ DTC C1235/35 (CÓ VẬT THỂ LẠ DÍNH VÀO ĐẦU CỦA CẢM BIẾN TỐC ĐỘ TRƯỚC PHẢI) 95

13, MÃ DTC C1236/36 (CÓ VẬT THỂ LẠ DÍNH VÀO ĐẦU CỦA CẢM BIẾN TỐC ĐỘ BÁNH XE PHÍA TRƯỚC BÊN TRÁI) 95

14, MÃ DTC C1237/37 (LỖI DO ĐƯỜNG KÍNH CỦA CÁC LỐP KHÁC NHAU) 95

15, MÃ DTC C1238/38 (CÓ VẬT THỂ LẠ DÍNH VÀO ĐẦU CỦA CẢM BIẾN TỐC ĐỘ BÁNH XE PHÍA SAU BÊN PHẢI) 95

16, MÃ DTC C1239/39 (CÓ VẬT THỂ LẠ DÍNH VÀO ĐẦU CỦA CẢM BIẾN TỐC ĐỘ BÁNH XE PHÍA SAU BÊN TRÁI) 95

17, MÃ DTC C1241/41 (ĐIỆN ÁP DƯƠNG CỦA ẮC QUY THẤP HOẶC ĐIỆN

ÁP DƯƠNG ẮC QUY CAO BẤT THƯỜNG) 95

18, MÃ DTC C1249/49 (HỞ MẠCH TRONG MẠCH CÔNG TẮC ĐÈN PHANH) 95

19, MÃ DTC C1251/51 (HỞ MẠCH TRONG MẠCH MÔTƠ BƠM) 96

3.2.2 TRIỆU CHỨNG, KHU VỰC NGHI NGỜ VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI 96

1, LÁI NẶNG 97

2, TRẢ LÁI KÉM 97

3, ĐỘ RƠ QUÁ LỚN 103

4, TIẾNG KÊU BẤT THƯỜNG 103

5, RUNG VÔ LĂNG 103

3.2.3 TRIỆU CHỨNG, KHU VỰC NGHI NGỜ VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG DẪN HƯỚNG 103

3.2.3.1 VỎ LỐP MÒN KHÔNG ĐỀU 103

1, Kiểm tra điều kiện tiêu chuẩn 104

2, Quy trình thực hiện và điều chỉnh 106

3, Chạy thử 112

3.2.3.2 LỆCH VÔ LĂNG 112

3.2.3.3 TRẢ LÁI KÉM 112

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 113

4.1 Kết luận 113

4.2 Đề xuất 114

TÀI LIỆU THAM KHẢO 115

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 Tiêu chuẩn về hiệu quả phanh cho phép ô tô lưu hành trên đường Error! Bookmark not defined

Bảng 3-1 Triệu chứng, khu vực nghi ngờ hệ thống phanh thường 76

Bảng 3-2 Bảng mã DTC hệ thống phanh chống bó cứng 85

Bảng 3-3 Triệu chứng, khu vực nghi ngờ hệ thống lái 96

Bảng 3-4 Áp suất lốp tiêu chuẩn khi lốp nguội 97

Bảng 3-5 Kiểm tra và điều chỉnh cân bằng các bánh xe 98

Bảng 3-6 Thông số lực lái tiêu chuẩn: 101

Bảng 3-7 Triệu chứng và khu vực nghi ngờ hệ thống dẫn hướng 103

Bảng 3-8 Giá trị tiêu chuẩn áp suất lốp (kgf/cm2) 104

Hình 1-6 Sơ đồ mômen và lực phanh tác dụng lên ô tô khi bánh hơi đứng yên.

Error! Bookmark not defined Hình 1-7 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô bánh xe khi chuyển động lên dốc Error! Bookmark not defined

Hình 1-8 Lực tác dụng lên ô tô khi chuyển động ở tốc độ cao Error! Bookmark not defined

Hình 1-9 Hình dáng ô tô chuyển động với tốc độ cao Error! Bookmark not defined

Hình 1-10 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô bánh xe khi chuyển động Error! Bookmark not defined

Hình 1-11 Trình bày sơ đồ lực và mômen tác dụng lên ô tô bánh xe khi chuyển động quay vòng trên đường nghiêng ngang 23

Hình 1-12 Sơ đồ lực tác dụng lên bánh chủ động khi có lực ngang tác dụng Error! Bookmark not defined

Hình 1-13 Sơ đồ động học quay vòng của ôtô-máy kéo có hai bánh xe dẫn hướng

phía trước Error! Bookmark not defined

Hình 1-14 Đồ thị lý thuyết và thực tế về mối quan hệ giữa các góc quay vòng của

hai bánh xe dẫn hướng Error! Bookmark not defined Hình 1-15 Sơ đồ quay vòng của ô tô máy kéo có 4 bánh dẫn hướng Error! Bookmark not defined

Hình 1-16 Sơ đồ bánh xe lăn khi lốp bị biến dạng dưới tác động của lực bên Error! Bookmark not defined

Hình 1-17 Đồ thị quan hệ giữa lực bên Yb và góc lệch bên δ của lốp 31

Hình 1-18 Sơ đồ chuyển động quay vòng của ô tô khi lốp bị biến dạng bên 32

Hình 1-19 Sơ đồ chuyển động 33

Hình 1-20 Sơ đồ chuyển động của ô tô có tính năng quay vòng thừa 34

Hình 1-21 Góc nghiêng của trục quay đứng trong mặt phẳng ngang 35

Hình 1-22 Sơ đồ phân tích phản lực của đường tạo nên mô men ổn định 35

Hình 1-23 Góc nghiêng của trụ quay đứng trong mặt phẳng dọc của xe 36

Hình 1-24 Biểu đồ phân bố các phản lực bên ở vết tiếp xúc của lốp với đường 37

Hình 1-25 Góc doãng của bánh xe dẫn hướng phía trước 38

Hình 1-26 Góc chụm (độ chụm) của các bánh xe dẫn hướng phía trước 39

Hình 2-1 Cấu tạo máy thử lực phanh ALTUS9001L 40

Hình 2-2 Chế độ 4x4 .40

Hình 2-3 Chế độ 2x2 40

Hình 2-4 Kiểm tra lực trượt ngang 41

Hình 2-5 Lực trượt ngang 41

Hình 2-6 Kiểm tra lực phanh bánh trước 41

Hình 2-7 Lực phanh bánh trước 41

Hình 2-8 Kiểm tra lực phanh tay 41

Hình 2-9 Bảng lực phanh tay 41

Hình 2-10 Bảng lực phanh bánh sau 42

Hình 2-11 Máy chẩn đoán IT-II 42

Hình 2-12 Đèn báo hư hỏng hệ thống ABS 42

Hình 2-13 Cấu tạo máy chẩn đoán IT-II 43

Hình 2-14 Cấu trúc màn hình cảm ứng máy chẩn đoán IT-II 43

Hình 2-15 Cấu tạo phím điều khiển máy chẩn đoán IT-II 44

Hình 2-16 Quy trình khởi động máy chẩn đoán IT-II 45

Hình 2-17 Quy trình khởi đầu chức năng chẩn đoán 45

Hình 2-18 Cách chọn hệ thống chẩn đoán 46

Hình 2-19 Các bước kiểm tra hư hỏng 46

Hình 2-20 Các bước xoá dữ liệu mã DTC 47

Hình 2-21 Các bước ghi lưu dữ liệu mã DTC 48

Hình 2-22 Màn hình dữ liệu tức thời 48

Hình 2-23 Màn hình dữ liệu đa thời 49

Hình 2-24 Màn hình danh mục dữ liệu 50

Hình 2-25 Các thông số 50

Hình 2-26 Các đồ thị dạng đường 51

Hình 2-27 Các đồ thị dạng cột 52

Hình 2-28 Cách ghi, lưu đoạn chụp nhanh 53

Hình 2-29 Cách thiết lập hoạt động ghi nhanh 53

Hình 2-30 Chọn hạng mục thử kích hoạt 54

Hình 2-31 Thử kích hoạt 55

Hình 2-32 Các bước khởi động chức năng tiện ích 55

Hình 2-33 Máy cân chỉnh góc đặt HUNTER 56

Hình 2-34 Các bộ phận cơ bản của máy cân chỉnh góc đặt HUNTER 56

Hình 2-35 Trạng thái lúc cân chỉnh góc đặt bánh xe 57

Hình 2-36 Thông số góc đặt bánh xe 57

Hình 2-37 Máy cân bằng động bánh xe 57

Hình 2-38 Bảng điều khiển 57

Hình 2-39 Nhập khoảng cách 58

Hình 2-40 Đường kính vành 58

Hình 2-41 Nhập đường kính 59

Hình 2-42 Nhập chiều rộng vành 59

Hình 2-43 Nguyên lý hoạt động máy cân bằng động bánh xe 59

Hình 2-44 Đóng chì phía trong và ngoài vành 60

Hình 2-45 Bấm chì phía giữa vành 60

Hình 2-46 Giá trị độ lệch của bánh xe bằng “0” 60

Hình 3-1 Cấu tạo xi lanh phanh chính 61

Hình 3-2 Bộ trợ lực phanh 61

Hình 3-3 Van điều hòa lực phanh 62

Hình 3-4 Phanh ô tô 62

Hình 3-5 Hệ thống lực đạp phanh 63

Hình 3-6 Cấu tạo phanh đĩa 63

Hình 3-7 Cấu tạo phanh tang trống 63

Hình 3-8 Hệ thống phanh chống bó cứng ABS 64

Hình 3-9 Cảm biến 65

Hình 3-10 Phanh đĩa 66

Hình 3-11 Phanh tang trống 66

Hình 3-12 Hệ thống lái 67

Hình 3-13 Cơ cấu hấp thụ va đập 68

Hình 3-14 Hệ thống lái trợ lực thủy lực 68

Hình 3-15 Bơm trợ lực lái 69

Hình 3-16 Kết cấu thanh dẫn động lái 69

Hình 3-17 Cơ cấu khóa tay lái 70

Hình 3-18 Kết cấu trợ lực thủy lực 70

Hình 3-19 Hệ thống lái 71

Hình 3-20 Van điều chỉnh lưu lượng 72

Hình 3-21 Cơ cấu nghiêng/trượt tay lái 72

Hình 3-22 Góc đặt bánh xe 73

Hình 3-23 Đo áp suất lốp xe 74

Hình 3-24 Kiểm tra độ rơ của thanh nối 74

Hình 3-25 Kiểm tra khoảng lệch trục 74

Hình 3-26 Lốp bị trượt về một bên 74

Hình 3-27 Lốp bị mòn mặt phía trong 74

Hình 3-28 Ảnh hưởng của chấn động 74

Hình 3-29 Lốp bị mòn mặt phía ngoài 74

Hình 3-30 Góc đặt bánh xe 75

Hình 3-31 Đèn báo mức dầu phanh 77

Hình 3-32 Xilanh chính 77

Hình 3-33 Đường dầu trong hệ thống phanh 78

Hình 3-34 Xả khí khỏi xi lanh chính 78

Hình 3-35 Xả khí ra khỏi than van cảm nhận tải 78

Hình 3-36 Xả khí ra khỏi đường ống phanh 79

Hình 3-37 Tháo và thay cuppen piston 80

Hình 3-38 Kiểm tra lắp đặt chi tiết 80

Hình 3-39 Kiểm tra sự sai lệch giữa các đường kính 80

Hình 3-40 Cấu tạo xi lanh phanh chính 81

Hình 3-41 Quy trình điều chỉnh cần đẩy trợ lực phanh 81

Hình 3-42 Giắc nối S2 của ECU điều khiển trượt 87

Hình 3-43 Dạng đồ thị sóng tín hiệu 88

Hình 3-44 Cảm biến tốc độ phía trước 88

Hình 3-45 Kiểm tra điện trở cảm biến tốc độ phía trước 89

Hình 3-46 Giắc nối S2 của ECU và giắc nối S5 của cảm biến tốc độ 89

Hình 3-47 Giắc nối S2 của ECU điều khiển trượt 90

Hình 3-48 Dạng đồ thị sóng tín hiệu 90

Hình 3-49 Tình trạng lắp ráp cảm biến tốc độ bánh xe phía trước bên phải 91

Hình 3-50 Kiểm tra đầu cảm biến tốc độ 92

Hình 3-51 Kiểm tra Rôto cảm biến 93

Hình 3-52 Đo độ đảo của lốp bằng đồng hồ so 97

Hình 3-53 Quy trình đảo lốp 98

Hình 3-54 Máy cân bằng bánh xe 98

Hình 3-55 Kiểm tra độ rơ moay-ơ cầu xe 98

Hình 3-56 Kiểm tra độ rơ trục cầu xe 98

Hình 3-57 Kiểm tra độ lệch moay-ơ cầu xe 100

Hình 3-58 Kiểm tra độ lệch trục cầu xe 100

Hình 3-59 Cụm trục lái 100

Hình 3-60 Đo lực lái vô lăng 101

Hình 3-61 Cấu tạo thanh dẫn động lái 102

Hình 3-62 Các vòng bi van điều khiển trợ lực lái 102

Hình 3-63 Phớt dầu làm kín 103

Hình 3-64 Hiện tượng vỏ lốp mòn không đều 104

Hình 3-65 Kiểm tra sự mòn đều bánh xe 104

Hình 3-66 Kiểm tra độ đảo của lốp 105

Hình 3-67 Kiểm tra độ rơ khớp cầu 105

Hình 3-68 Kiểm tra độ rơ thanh nối 105

Hình 3-69 Kiểm tra độ rơ ổ bi trước 106

Hình 3-70 Đưa xe vào vị trí 106

Hình 3-71 Chèn bánh xe sau 107

Hình 3-72 Lắp target vào mâm xe 107

Hình 3-73 Yêu cầu lăn bánh xe của máy tính 107

Hình 3-74 Đánh vô lăng theo yêu cầu của máy 108

Hình 3-75 Chèn vô lăng tại vị trí trung gian 108

Hình 3-76 Kích cầu nâng lên cao 109

Hình 3-77 Giá trị thực trước khi cân chỉnh 109

Hình 3-78 Giá trị sau khi tiến hành chỉnh về Zero 109

Hình 3-79 Vị trí điều chỉnh Camber 109

Hình 3-80 Vị trí điều chỉnh độ chụm 110

Hình 3-81 Điều chỉnh camber 110

Hình 3-82 Xiết chặt đai ốc hãm 111

Hình 3-83 Điều chỉnh thanh nối 111

Hình 3-84 Xiết chặt đai ốc hãm 112

LỜI NÓI ĐẦU

Trường Đại Học Nha Trang đang tích cực đổi mới phương pháp giảng dạy nhằm nâng cao chất lượng đào tạo Là một sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật ô

tô, em có mong muốn góp sức nhỏ bé của mình vào công việc này Vì vậy em đã

quyết định chọn và được khoa Kỹ thuật Giao thông giao thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xây dựng dữ liệu bằng hình ảnh quy trình kiểm tra, chẩn đoán điều chỉnh hệ thống lái, phanh và dẫn hướng ô tô phục vụ đào tạo.”

Nội dung đề tài gồm 4 chương:

Chương 1 Cơ sở lý thuyết về hệ thống phanh, lái và dẫn hướng ô tô

Chương 2 Tổng quan về một số thiết bị kiểm tra, chẩn đoán

Chương 3 Xây dựng dữ liệu và thử nghiệm, điều chỉnh

Chương 4 Kết luận và đề xuất

Trong quá trình thực hiện đề tài em đã cố gắng và nỗ lực hết mình nhưng do một phần khó khăn trong việc đi lại, phần nữa do kiến thức hiểu biết hạn chế nên còn nhiều sai xót mong các thầy và các bạn đóng góp thêm ý kiến để hoàn thiện đề tài một cách tốt nhất

Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn đề TS Lê Bá Khang đã tận tình giúp đỡ trong quá trình thực hiện đề tài Bên cạnh đó, em xin chân thành cảm ơn anh Phạm Văn Đông và các anh nhân viên kỹ thuật công ty TNHH Toyota 151A Lý Thường Kiệt -Quận Tân Bình - Tp.HCM đã giúp đỡ và chỉ bảo rất nhiều trong thời gian thực tập đề tài tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Anh Nhật

Do vận tốc chuyển động ngày càng cao cho nên việc đi sâu nghiên cứu để hoàn thiện sự làm việc của hệ thống phanh nhằm đảm bảo an toàn chuyển động của ô tô ngày càng cấp thiết

1.1.1 LỰC PHANH SINH RA Ở BÁNH XE

Trên hình 1-1 trình bày lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh

Khi người lái tác dụng vào bàn đạp phanh thì ở cơ cấu phanh sẽ tạo ra mômen ma sát còn gọi là mômen phanh Mp nhằm hãm bánh xe lại Lúc đó ở bánh

xe xuất hiện phản lực tiếp tuyến Pp ngược với chiều chuyển động (hình 1-1) Phản lực tiếp tuyến này được gọi là lực phanh và xác định theo biểu thức:

Mp – mômen phanh tác dụng lên bánh xe;

Pp – lực phanh tác dụng tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường;

rb – bán kính làm việc của bánh xe

Lực phanh lớn nhất bị giới hạn bởi điều kiện bám giữa bánh xe với mặt đường, nghĩa là:

Zb – phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh xe;

φ – hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường

Hình 1-1 Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh

Khi phanh thì bánh xe chuyển động với gia tốc chậm dần, do đó trên bánh xe

sẽ có mômen quán tính Mjb tác dụng, mômen này cùng với chiều chuyển động của bánh xe; Ngoài ra còn có mômen cản lăn Mf tác dụng, mômen này ngược với chiều chuyển động và có tác dụng hãm bánh xe lại Như vậy trong khi phanh bánh xe thì lực hãm tổng cộng Ppo sẽ là:

Ppo =

b

jb f p b

jb f p

r

M M P r

M M

bị trượt lê sẽ làm mất tính dẫn hướng khi phanh, còn nếu các bánh xe sau bị trượt lê

sẽ làm mất tính ổn định khi phanh

Hình 1-2 Độ trượt giữa bánh chủ động và đường

Vì vậy để tránh hiện tượng trượt lê hoàn toàn bánh xe (tức là không để bánh

xe bị hãm cứng khi phanh) thì trên ô tô hiện đại có đặt bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh

Từ biểu thức (1-2) thấy rằng muốn có lực phanh lớn không những cần có hệ

số bám φ có giá trị cao mà còn phải có phản lực pháp tuyến Zb lớn Cũng vì vậy để

sử dụng được hết toàn bộ trọng lượng bám của ô tô cần phải bố trí cơ cấu phanh ở tất cả các bánh xe của ô tô

Trong quá trình phanh xe, động năng hoặc thế năng (khi ô tô chuyển động xuống dốc) của xe bị tiêu hao cho ma sát giữ trống phanh và má phanh, giữa lốp và mặt đường cũng như để khắc phục sức cản lăn, sức cản không khí, ma sát trong hệ thống truyền lực, ma sát trong động cơ Năng lượng bị tiêu hao trong quá trình phanh phụ thuộc vào chế độ phanh của xe

Mômen phanh càng tăng thì cơ năng biến thành nhiệt năng giữa trống phanh

và má phanh cũng như sự trượt lê giữa lốp và mặt đường càng tăng, còn năng lượng

để khắc phục các sức cản khác tương đối nhỏ Khi các bánh xe bị hãm cứng hoàn toàn thì công ma sát giữa trống phanh và má phanh cũng như sự cản lăn hoàn toàn không có nữa, tất cả năng lượng hầu như biến thành nhiệt ở khu vực tiếp xúc giữa

lốp và mặt đường Sự trượt lê sẽ làm giảm hiệu quả phanh, tăng độ trượt dọc ảnh hưởng xấu đến tính ổn định ngang của xe

1.1.2 ĐIỀU KIỆN ĐẢM BẢO SỰ PHANH TỐI ƯU

Để xét điều kiện đảm bảo phanh tối ưu (phanh có hiệu quả nhất) chúng ta dùng sơ đồ ở hình 1-3 trình bày các lực tác dụng lên ô tô khi phanh ở trường hợp xe không kéo moóc trên mặt phẳng nằm ngang

Hình 1-3 Lực tác dụng lên ô tô khi phanh

Khi phanh sẽ có những lực sau tác dụng lên ô tô: trọng lượng ô tô G đặt tại trọng tâm, lực cản lăn Pf1 và Pf2 ở các bánh xe trước và sau, phản lực thẳng góc lên các bánh xe trước và sau (Z1 và Z2), lực phanh ở các bánh xe trước và sau Pp1 và

Pp2, lực cản không khí Pω, lực quán tính Pj sinh ra do khi phanh sẽ có gia tốc chậm dần

Lực phanh Pp1 và Pp2 đặt tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường và ngược với chiều chuyển động của ô tô, còn lực quán tính Pj đặt tại trọng tâm và cùng với chiều chuyển động của ô tô

Lực quán tính Pj được xác định theo biểu thức sau:

Pj = j p g

Khi phanh thì lực cản không khí Pω và lực cản lăn Pf1 và Pf2 không đáng kể,

có thể bỏ qua Sự bỏ qua này chỉ gây sai số khoảng 1,5 ÷ 2%

Bằng cách lập các phương trình cân bằng mômen của các lực tác dụng lên ô

tô khi phanh đối với các điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường A và B, ta có thể xác định các phản lực thẳng góc Z1 và Z2 như sau:

Z1 = ;

L

h P

Ga j g

Ở đây:

a, b, hg – tọa độ trọng tâm của ô tô;

L – chiều dài cơ sở của ô tô

Thay giá trị Pj từ công thức (1-3) vào (1-4) và (1-5) ta được:

Z1 = ( )

g

h j b L

Trong trường hợp phanh có hiệu quả nhất thì tỷ số giữa các lực phanh ở các bánh xe trước và lực phanh ở các bánh xe sau sẽ là:

2 1

2 1

Z P

g j

g j p

p

h P Ga

h P Gb P

(1-10)

Trong quá trình phanh thì lực cản lăn Pf1 và Pf2 không đáng kể, có thể bỏ qua, do đó có thể viết:

Pj = Pp1 + Pp2

Lắp giá trị Pjmax từ biểu thức (1-11) vào (1-10) ta có:

g g p

p

h a

h b P

hệ giữa lực phanh ở các bánh xe trước Pp1 và lực phanh ở các bánh xe sau Pp2 phải luôn thỏa mãn biểu thức (1-12)

Từ biểu thức (1-12) thấy rằng, trong điều kiện sử dụng của ô tô thì tọa độ trọng tâm luôn thay đổi do chất tải khác nhau và hệ số bám φ cũng thay đổi do ô tô

có thể chạy trên các loại đường khác nhau, do vậy tỷ số Pp1/Pp2 luôn thay đổi trong điều kiện sử dụng Nghĩa là để đảm bảo hiệu quả phanh tốt cần phải có lực phanh

Pp1 và Pp2 thích hợp để thỏa mãn điều kiện nêu ở biểu thức (1-12) Muốn vậy phải thay đổi được mômen phanh Mp1 và Mp2 sinh ra ở các cơ cấu phanh trước và phanh sau Trong điều kiện đối với cơ cấu phanh đã thiết kế thì mômen phanh của cơ cấu phanh có thể thay đổi bằng cách thay đổi áp suất dầu hoặc áp suất khí nén dẫn đến các xylanh bánh xe hoặc dẫn đến bầu phanh (phanh khí) Đa số các xe sản xuất trước kia thường có áp suất dầu hoặc khí nén dẫn động ra cơ cấu phanh trước và cơ cấu phanh sau như nhau, như vậy không đảm bảo được điều kiện (1-12) ở các trường hợp sử dụng khác nhau Vì thế để thỏa mãn tốt hơn điều kiện (1-12) nhằm tăng hiệu quả phanh thì ngày nay trên nhiều loại xe đã có bố trí bộ điều hòa lực phanh hoặc bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh Các cơ cấu này sẽ tự động điều chỉnh lực phanh ở các bánh xe bằng cách thay đổi quan hệ áp suất dẫn động ra cơ cấu phanh trước và cơ cấu phanh sau

1.1.3 CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỦA QUÁ TRÌNH PHANH

Để đánh giá chất lượng của quá trình phanh có thể dụng các chỉ tiêu sau: quãng đường phanh, gia tốc chậm dần, thời gian phanh, lực phanh Chúng ta sẽ lần lượt xem xét các chỉ tiêu nói trên

1.1.3.1 Gia tốc chậm dần khi phanh

Gia tốc chậm dần khi phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng phanh ô tô Khi phân tích các lực tác dụng lên ô tô có thể viết phương trình cân bằng lực kéo khi phanh ô tô như sau:

Pj = Pp + Pf + Pω + Pη ± Pi (1-13)

Ở đây:

Pj – lực quán tính sinh ra khi phanh ô tô;

Pp – lực phanh sinh ra ở các bánh xe;

Pf – lực cản lăn;

Pω – lực cản không khí;

Pη – lực để thắng tiêu hao cho ma sát cơ khí (ma sát ở ổ bi v.v.);

Pi – lực cản lên dốc

Khi phanh trên đường nằm ngang thì lực cản lên dốc Pi = 0

Thực nghiệm chứng tỏ rằng các lực Pf, Pω, Pη cản lại sự chuyển động của ô tô

có giá trị rất bé so với lực phanh Pp Lực phanh Pp chiếm 98% của tổng các lực có

xu hướng cản sự chuyển động của ô tô Vì thế cho nên có thể bỏ qua các lực Pf, Pω,

Pη trong phương trình (1-13) và khi ô tô phanh trên đường nằm ngang (Pi = 0), ta có phương trình sau:

Lực phanh lớn nhất Ppmax được xác định theo điều kiện bám khi các bánh xe

bị phanh hoàn toàn và đồng thời theo biểu thức:

Ppmax = φ.G

Từ đó, phương trình (1-14) có thể viết như sau:

G j

δi – hệ số tính đến ảnh hưởng các trọng khối quay của ô tô

Từ biểu thức (1-15) có thể xác định gia tốc chậm dần cực đại khi phanh:

δi sẽ giảm và jmax sẽ tăng

Gia tốc chậm dần cực đại phụ thuộc vào hệ số bám φ giữa lốp và mặt đường

mà giá trị của hệ số bám lớn nhất φmax = 0,75 ÷ 0,8 trên đường nhựa tốt Nếu coi

δi ≈ 1 và gia tốc trọng trường g ≈ 10 m/s2 thì gia tốc chậm dần cực đại của ô tô khi phanh có thể đạt trị số jpmax đến 7,5 ÷ 8 m/s2

Trong quá trình ô tô làm việc, thường phanh với gia tốc chậm dần thấp hơn nhiều, phanh đột ngột (phanh gấp) chỉ xảy ra trong những lúc cấp thiết

Thời gian phanh cũng là một trong các chỉ tiêu để đánh giá chất lượng phanh Thời gian phanh càng nhỏ thì chất lượng phanh càng tốt Để xác định thời gian phanh có thể sử dụng biểu thức (1-16) viết ở dạng sau:

i

g dt

dv j

Muốn xác định thời gian phanh nhỏ nhất cần tích phân dt trong giới hạn từ

thời điểm ứng với vận tốc phanh ban đầu v1 tới thời điểm ứng với vận tốc v2 ở cuối quá trình phanh:

)(

dv g

Khi phanh ô tô đến lúc dừng hẳn thì v2 = 0, do đó:

Ở đây: v1 – vận tốc của ô tô ứng với thời điểm bắt đầu phanh

Từ biểu thức (1-18) ta thấy rằng thời gian phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào vận tốc bắt đầu phanh của ô tô, phụ thuộc vào hệ số δi và hệ số bám φ giữa bánh xe với mặt đường Để cho thời gian phanh nhỏ cần phải giảm δi, vì vậy người lái xe nên cắt ly hợp khi phanh

1.1.3.3 Quãng đường phanh

Quãng đường phanh là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượng phanh của ô tô Cũng vì vậy mà trong tính năng kỹ thuật của ô tô, các nhà máy chế tạo thường cho biết quãng đường phanh của ô tô ứng với vận tốc bắt đầu phanh đã định

So với các chỉ tiêu khác thì quãng đường phanh là chỉ tiêu mà người lái xe có thể nhận thức được một cách trực quan và dễ dàng tạo điều kiện cho người lái xe xử trí tốt trong khi phanh ô tô trên đường

Để xác định quãng đường phanh nhỏ nhất, có thể sử dụng biểu thức (1-17) bằng cách nhân hai vế với dS (dS – vi phân của quãng đường), ta có:

dS

g dS dt

Quãng đường phanh nhỏ nhất được xác định bằng cách tích phân dS trong

giới hạn từ thời điểm ứng với tốc độ bắt đầu phanh v1 đến thời điểm ứng với vận tốc cuối quá trình phanh v2 Ta có:

2

min

v

v i v

v

i

vdv g

vdv g

2

2 2 2 1

v S

2

12

1 min

Cần chú ý rằng theo các công thức (1-16), (1-18) và (1-21) thì jpmax, tmin, Spminphụ thuộc vào hệ số bám φ, nhưng φ có phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên bánh

xe (xem hình 1-4), cho nên gia tốc chậm dần, thời gian phanh và quãng đường phanh có phụ thuộc vào trọng lượng toàn bộ G của ô tô Điều này đã được thực nghiệm chứng minh

Hình 1-4 Tải trọng thẳng đứng trên bánh xe

Để hình dung rõ sự thay đổi của quãng đường phanh nhỏ nhất theo vận tốc bắt đầu phanh v1 và theo giá trị hệ số bám φ, chúng ta có thể quan sát đồ thị ở hình 1-5

Hình 1-5 Đồ thị chỉ sự thay đổi quãng đường phanh nhỏ nhất

theo tốc độ bắt đầu phanh vr và hệ số bám φ

Từ đồ thị thấy rằng ở vận tốc phanh ban đầu càng cao thì quãng đường phanh

S càng lớn vì quãng đường phanh phụ thuộc vào bình phương của tốc độ v1 (xem biểu thức 1-21); hệ số bám φ càng cao thì quãng đường phanh S càng giảm

Bảng 1 Tiêu chuẩn về hiệu quả phanh cho phép ô tô lưu hành trên đường

(Bộ GTVT Việt Nam qui định, 2000)

Loại ô tô

Quãng đường phanh m, không lớn hơn

Gia tốc chậm dần cực đại, m/s2, không nhỏ hơn -Ô tô con và các loại ô tô khác thiết

kế cơ sở ô tô con

- ô tô tải trọng lượng toàn bộ nhỏ

hơn 80kN và ô tô khách có chiều

dài toàn bộ dưới 7,5m

- ô tô tải hoặc đoàn ô tô có trọng

lượng toàn bộ lớn hơn 80kN và ô tô

khách có chiều dài toàn bộ > 7,5m

Do yêu cầu về tốc độ của ô tô ngày càng tăng cho nên có xu hướng tăng vận tốc thử phanh để cho phép ô tô lưu hành trên đường trong tiêu chuẩn TCVN 5658-

1999 và TOCT 25478-82 vận tốc thử yêu cầu là 11,1m/s (40km/h)

Vấn đề thử phanh ở vận tốc cao là rất nguy hiểm, nhất là khi kiểm tra định

kỳ đại trà mà chưa có những bãi thử chuyên dùng Vì vậy ở nước ta hiện nay vẫn đang dung vận tốc thử 8,93m/s (30km/h)

1.1.3.4 Lực phanh và lực phanh riêng

Lực phanh và lực phanh riêng cũng là chỉ tiêu để đánh giá chất lượng phanh Chỉ tiêu này được dung thuận lợi nhất là khi thử phanh ô tô trên bệ thử Lực phanh sinh ra ở các bánh xe của ô tô xác định theo biểu thức:

b

p p

Mp – mômen phanh của các cơ cấu phanh;

rb – bán kính làm việc trung bình của bánh xe

Lực phanh riêng P là lực phanh tính trên một đơn vị trọng lượng toàn bộ G của ô tô, nghĩa là:

Trong các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh thì chỉ tiêu quãng đường phanh

là đặc trưng nhất và có ý nghĩa quan trọng nhất, vì quãng đường cho phép người lái

hình dung được vị trí để khỏi xảy ra tai nạn khi người lái xe phanh ở tốc độ ban đầu nào đấy

Cần chú ý rằng bốn chỉ tiêu nêu trên có giá trị ngang nhau (giá trị tương đương), nghĩa là khi đánh giá chất lượng phanh chỉ cần dùng một trong bốn chỉ tiêu nói trên

1.2 TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA Ô TÔ

1.2.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TÍNH ỔN ĐỊNH

Nói một cách khái quát, tính ổn định của ô tô là khả năng đảm bảo giữ được quỹ đạo chuyển động theo yêu cầu trong mọi điều kiện chuyển động khác nhau Tùy thuộc điều kiện sử dụng, ô tô có thể đứng yên, chuyển động trên đường dốc (đường

có góc nghiêng dọc hoặc nghiêng ngang), có thể quay vòng hoặc phanh ở các loại đường khác nhau (đường tốt, đường xấu,…) Trong những điều kiện chuyển động phức tạp như vậy, ô tô phải giữ được quỹ đạo chuyển động của nó sao cho không bị lật đổ, không bị trượt hoặc thùng xe không bị nghiêng, cầu xe bị quay lệch trong giới hạn cho phép để đảm bảo cho chúng chuyển động an toàn Mục đích của việc thiết kế tính toán các cụm chi tiết cũng như việc sử dụng, đều nhằm tăng khả năng

an toàn chuyển động để nâng cao vận tốc chuyển động của xe, có nghĩa là tăng tính kinh tế và tính ổn định của ô tô trong mọi điều kiện làm việc

Tính ổn định của ô tô khi chuyển động, quay vòng hoặc khi phanh sẽ được khảo sát

ở mục 1.1 và 1.3 Trong chương này ta chỉ nghiên cứu tính ổn định của ô tô để đảm bảo khả năng không bị lật đổ hoặc bị trượt trong các chuyển động khác nhau Sau đây ta sẽ trình bày từng trường hợp

Hình 1-6 Sơ đồ mômen và lực phanh tác dụng lên ô tô khi bánh hơi đứng yên

a Đứng quay đầu lên dốc

b Đứng quay đầu xuống dốc Khi ô tô đứng trên dốc nghiêng quay đầu lên dốc sẽ chịu tác dụng của các lực sau:

- Trọng lượng của ô tô đặt tại trọng tâm xe là G Do có góc dốc α nên G được phân ra thành hai thành phần Gcosα và Gsinα

- Hợp lực của các phản lực thẳng đứng của đường tác dụng lên bánh xe trước là

Z1 và bánh xe sau là Z2 Ta cóZ1 + Z2 = Gcosα

- Do tác dụng của thành phần trọng lượng Gsinα, xe có thể bị trượt xuống dốc

mặc dù có mômen cản lăn cản lại Trị số mômen của cản lăn nhỏ nên phải đặt phanh ở các bánh xe sau

Trường hợp xe đứng trên dốc quay đầu lên (Hình 1-6a), khi góc dốc α tăng dần cho tới lúc bánh xe trước nhấc khỏi mặt đường, lúc đó hợp lực Z1 = 0 và xe sẽ bị lật quanh điểm O2 (O2 là giao điểm của đường và trục thẳng đứng qua tâm bánh xe sau) Để xác định góc dốc giới hạn mà xe bị lật đổ khi đứng quay đầu lên dốc, ta lập phương trình mômen của tất cả các lực đối với điểm O2 rồi rút gọn với Z1 = 0 ta sẽ được:

G.bcosαt – G.hgsinαt = 0 (1-25)

tgαt= (1-26)

Trong đó: α1 – góc dốc giới hạn mà xe bị lật khi đứng quay đầu lên dốc

Trường hợp khi xe đứng trên dốc quay đầu xuống ta cũng làm tương tự bằng cách lấy mômen đối với điểm O1 thay Z2 = 0 rồi rút gọn ta được:

Ở đây: αt – góc dốc giới hạn mà xe bị lật đổ đứng khi xe quay đầu xuống dốc

Cần chú ý rằng trong các phương trình trên đã bỏ qua mômen cản lăn nhằm tăng tính ổn định tĩnh của xe

Qua các biểu thức trên ta thấy rằng góc dốc giới hạn lật đổ tĩnh chỉ phụ thuộc vào tọa độ trọng tâm của xe

Một số trị số của góc dốc giới hạn ở một số loại ô tô – máy kéo khi đứng trên dốc

 Đối với xe du lịch và vận tải khi không tải:

αt + α’t= 600 + Xe vận tải và máy kéo bánh xe khi đầy tải:

αt = 35 ÷ 400; αt ≥600 + Xe tự đổ khi không tải:

αt = 20 ÷ 35 ; αt>600

Sự mất ổn định dọc tĩnh của ô tô – máy kéo không chỉ do sự lật đổ dọc mà còn do

sự trượt trên dốc do không đủ lực phanh hoặc do bám không tốt giữa bánh xe và đường Trong trường hợp này, để tránh cho xe khỏi trượt lăn xuống dốc, người ta thường bố trí phanh ở các bánh xe Khi lực phanh lớn nhất đạt đến giới hạn bám, xe

có thể bị trượt xuống dốc, góc dốc giới hạn khi xe bị trượt được xác định như sau:

Ppmax = Gsinα t = φZ2 (1-28) Trong đó: Ppmax – lực phanh lớn nhất đặt ở bánh xe sau

φ- hệ số bám dọc của bánh xe đi với đường

Z2 – hợp lực của các phản lực thẳng góc từ đường tác dụng lên bánh xe sau

Theo phương pháp xác định hợp lực của các phản lực ta có:

Z2 =

Thay giá trị của Z2 vào (1-28) rồi rút gọn, ta sẽ xác định được góc dốc giới hạn khi

ô tô- máy kéo đứng trên dốc bị trượt :

tgαt = φ (1-29)

Khi xe đứng trên dốc quay đầu xuống, ta cũng xác định được góc dốc giới hạn khi

xe bị trượt bằng cách tương tự như khi xe đứng quay đầu lên dốc:

Trong đó: αt : góc dốc giới hạn bị trượt khi xe đứng trên dốc quay đầu lên

α’t: góc dốc giới hạn bị trượt khi xe đứng trên quay đầu xuống

Đối với ô tô, cơ cấu phanh được bố trí ở tất cả các bánh xe Do đó lực phanh cực đại

Ppmax = φ.G.cosα Cũng xác đinh tương tự như trên ta có điều kiện để xe đứng trên

dốc bị trượt như sau:

2, Tính ổn định dọc động

Khi ô tô chuyển động trên đường dốc có thể bị mất ổn định (bị lật đổ hoặc bị trượt) dưới tác dụng của các lực và mômen hoặc bị lật đổ khi ô tô chuyển động ở tốc độ

cao trên đường bằng Ở đây ta chỉ xét khả năng xe bị lật đổ, còn khả năng dẫn hướng sẽ được nghiên cứu ở mục 1.3

Để đơn giản ta xét trường hợp ô tô chuyển động ổn định lên dốc, không kéo moóc

Do đó lực quán tính Pj = 0 và Pm = 0

Góc dốc giới hạn khi xe bị lật đổ (coi cosα ≈ 1)

Hình 1-7 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô bánh xe khi chuyển động lên dốc

 Trường hợp xe chuyển động lên dốc với tốc độ nhỏ, không kéo moóc và chuyển

động ổn định

Trường hợp này Pj = 0 ; Pm = 0 ; Pw ≈ 0 và Pf ≈ 0 vì lực cản lăn nhỏ có thể bỏ qua

Do đó ta xác định được góc dốc giới hạn khi xe chuyển động lên dốc bị lật đổ:

Pkmax = Pφ = φZ2 = Gsinαφ (1-37) Mặt khác ta có:

Pφ = φZ2 = φ ( +ℎ ) (1-38) Rút gọn công thức (1-37) và (1-38) ta xác định được góc dốc giới hạn mà xe bị trượt :

Ở đây: Pkmax – lực kéo tiếp tuyến lớn nhất ở bánh xe chủ động;

Pφ – lực bám của bánh xe chủ động;

φ – hệ số bám dọc của bánh xe với đường

Điều kiện để đảm bảo cho xe bị trượt trước khi bị lật đổ cũng được xác định tương

tự như phần ổn định tĩnh

 Trường hợp xe kéo moóc chuyển động lên dốc với vận tốc nhỏ và ổn định

Ở đây ta cũng xét trong điều kiện đoàn xe chuyển động ổn định Pj = 0, vận tốc nhỏ nên Pw ≈ 0, lực cản lăn nhỏ Pf ≈ 0 Khi chuyển động lên dốc đoàn xe cũng có thể bị mất ổn định theo hai khả năng sau:

- Bị lật đổ qua điểm tiếp xúc của bánh xe sau của xe kéo với đường

- Bị trượt dọc khi lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động đạt đến giới hạn bám Bằng phương pháp xác định tương tự như trên, ta có thể xác định được góc dốc giới hạn mà đoàn xe bị trượt khi koi Pm = Gmsinα và bỏ qua thành phần cản lăn của moóc:

tgαφ =

( ) (1-40) Trong đó: Gm – trọng lượng toàn bộ của moóc

 Trường hợp xe chuyển động ổn định với vận tốc cao trên đường nằm ngang,

không kéo moóc

Trên hình 1-8 trình bày sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi chuyển động với vận tốc cao (bỏ qua ảnh hưởng của cản lăn)

Hình 1-8 Lực tác dụng lên ô tô khi chuyển động ở tốc độ cao

Trong trường hợp này (thường là xe du lịch) xe có khả năng bị lật do lực cản không khí gây ra khi chuyển động với tốc độ rất lớn Lực cản không khí tăng đến trị số giới hạn, xe sẽ bị lật quanh điểm O2 (O2 là giao điểm của mặt phẳng qua trục bánh

xe sau với đường), lúc đó phản lực Z1 = 0

≈ 3.6 ; (1-41)

trong đó: υ - vận tốc của xe tính theo km/h ;

– vận tốc nguy hiểm khi xe bị lật đổ

Từ công thức (1-41) nhận xét rằng vận tốc nguy hiểm mà xe chuyển động bị mất ổn định phụ thuộc vào trọng tâm và nhân tố cản không khí Vì thế khi thiết kế các loại

xe có vận tốc lớn như xe đua người ta cố gắng hạn chế sự mất ổn định do lực cản không khí Bằng cách làm cho phía trước của xe có hình dạng đặc biệt để một thành phần của lực cản không khí Pw có tác dụng ép bánh xe xuống mặt đường, sơ đồ được trình bày trên hình 1-9

Qua nghiên cứu của tính ổn định dọc của ô tô bánh xe, ta có nhận xét rằng sự mất

ổn định của chúng phụ thuộc vào các thông số như tọa độ trọng tâm của xe và moóc, vị trí đặt móc kéo, hệ số bám,…Vì vậy để tăng tính ổn định của xe, khi thiết

kế người ta tìm cách hạ thấp trọng tâm của xe

Hình 1-9 Hình dáng ô tô chuyển động với tốc độ cao

1.2.2.2 TÍNH ỔN ĐỊNH NGANG CỦA Ô TÔ BÁNH XE

 Tính ổn định động ngang của ô tô bánh xe khi chuyển động trên đường nghiêng ngang

Hình 1-10 trình bày sơ đồ lực và mômen tác dụng lên ô tô bánh xe khi chuyển động trên đường nghiêng ngang không kéo moóc Trường hợp này giả thiết vết của bánh

xe trước và sau trùng nhau, trọng tâm của xe nằm trong mặt phẳng đối xứng dọc, lực và mômen tác dụng lên ô tô gồm:

- Trọng lượng của ô tô là G được phân ra hai thành phần theo góc nghiêng ngang

- Β là góc nghiêng ngang của đường

- Các phản lực ngang Y’ và Y”

Hình 1-10 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô bánh xe khi chuyển động

trên đường nghiêng ngang

Dưới tác dụng của các lực và mômen, khi góc β tăng dần tới góc giới hạn, xe bị lật quanh điểm A (A là giao tuyến của mặt phẳng thẳng đứng qua trục bánh xe bên trái

và mặt đường) lúc đó Z” = 0 ta sử dụng công thức rút gọn ta được :

Ở đây coi Mjn ≈ 0 vì trị số của nó nhỏ có thể bỏ qua, xe không kéo móc nên Pm= 0

Ta xác định được góc giới hạn lật đổ khi xe chuyển động trên đường nghiêng ngang :

tgβđ= (1-42)

Trong đó: βđ – góc giới hạn mà xe bị lật đổ

Khi chất lượng bám của bánh xe với đường kém, xe cũng có thể bị trượt khi chuyển động trên đường nghiêng ngang Để xác định góc giới hạn khi xe bị trượt, ta lập phương trình hình chiếu các lực lên mặt phẳng song song với mặt đường :

Gsinβφ = Y’ + Y’’ = φy( Z’ + Z”) = φyGcosβy (1-43) Trong đó : βy – góc dốc giới hạn mà ô tô bị trượt

φy – hệ số bám ngang giữa bánh xe và đường

Rút gọn công thức (1-43) ta được :

tgβφ ≈ φy (1-44) Điều kiện để xe bị trượt trước khi bị lật khi chuyển động trên đường nghiêng ngang;

 Theo điều kiện lật đổ

Khi xe quay vòng ta xem như xe đang chuyển động quanh sườn đồi, ngoài các lực

đã trình bày ở phần trên, xe còn chịu tác dụng của lực li tâm Pl đặt tại trọng tâm xe (trục quay là YY) và lực kéo ở móc kéo Pm Trường hợp này coi phương của lực Pmtác dụng theo phương nằm ngang Các lực Pl và Pm đều phân ra hai thành phần do góc nghiêng ngang β Khi góc β tăng dần, đồng thời dưới tác dụng của lực Pl, xe sẽ

bị lật đổ quanh mặt phẳng đi qua O1 (là giao tuyến giữa mặt đường và mặt phẳng thẳng góc qua trục bánh xe bên phải) ứng với vận tốc giới hạn và hợp lực Z” = 0

Sử dụng công thức xác định các phản lực Z”, mặt khác ta thay trị số của lực li tâm

Pl = vào công thức rùi rút gọn ta có:

Hình 1-11 Trình bày sơ đồ lực và mômen tác dụng lên ô tô bánh xe khi chuyển

động quay vòng trên đường nghiêng ngang

Trường hợp ô tô không kéo moóc thì Pm = 0, ta xác định được vận tốc giới hạn (hay còn gọi là vận tốc nguy hiểm) khi xe bị lật như sau:

Tron g đó: βđ – góc dốc giới hạn khi xe quay vòng bị lật đổ;

R- bán kính quay vòng của xe;

 Theo điều kiện bị trượt bên

Khi quay vòng trên đường nghiêng ngang, xe có thể bị trượt bên dưới tác dụng của thành phần lực Gsinβ và Plcosβ do điều kiện bám ngang của bánh xe và đường không đảm bảo

Để xác định vận tốc giới hạn khi xe bị trượt bên ta cũng làm tương tự như phần trên bằng cách sử dụng phương trình hình chiếu và rút gọn ta được :

Plcosβφ + Gsinβφ = Y’ + Y’’ =φy (Z’ + Z”) = φy (Gcosβφ - Plsinβφ)