Bài giảng lý thuyết ô tô chương 3 cơ học chuyển động thẳng của ô tô

Bánh xe chủ động và đang có lực kéo :Ta có Mk = Pk.rdCân bằng lực kéo theo chiều thẳng đứng :... Hình 3.7 : Các trạng thái chuyển động của bánh xePf X Pp PkX Pp Trạng thái tự do Trạng th

3.1 SỰ TRUYỀN NĂNG LƯỢNG TRÊN Ô TÔ :

3.1.1 Sự truyền và biến đổi năng lượng trong hệ thống truyền lực :

e e e

M N

M N

e t

Tỷ số truyền it :

it = ihipioic (3.3)

Tỷ số truyền mômen : (3.4)

Hiệu suất truyền động :

e

b k e

k

i

„

„ M

M N

3.1.2 Sự biến đổi năng lượng trong hệ thống truyền động :

t e b

k

iiii

Mr

i

Mr

M

b l

N N

N

N N

N

e

k e

k e

e



  1 

3.2 CƠ HỌC LĂN CỦA BÁNH XE :

25 2

d B

3.2.1.5 Bán kính lăn r l ;

(3.14)

3.2.1.6 Bán kính tính toán (bán kính làm việc trung bình ) r b :

(3.15)

3.2.2 Động học lăn của bánh xe không biến dạng :

3.2.2.1 Các khái niệm :

b l

v r

b b

l

t

Nr

2t

S

l b

b l

t

N

rt

S

b b l

b

v v

v     

Hệ số trượt và độ trượt khi kéo :

Hệ số trượt và độ trượt khi kéo :

o o

k

r

r 1

v

v

v v

Hệ số trượt và độ trượt khi phanh :

o

r v

v v

v

v v

v

v   

o v   r v   r v

0 v

v

b

l o

o o

k

r

r 1

v

v

v v

Ở trạng thái bánh xe trượt hoàn toàn ( bánh

xe chủ động quay, xe đứng yên ) ta có :

Thay vào (3.19) ta được :

δk = 1 ( trượt quay hoàn toàn )

0  

0  

v v

Hình 3.2 : Lăn có trượt quay

Bánh xe lăn có trượt lết :

Hình 3.3 : Lăn có trượt lết

vv

v



Ở trạng thái trượt lết hoàn toàn ( bánh xe bị hãm cứng không quay, xe và bánh xe vẫn chuyển động tịnh tiến ) ta có :

Thay vào (3.21) ta có : δp = -1 ( trượt lết hoàn toàn )

vv

rv

vr

,v

o b

b o

b

l b

00

v

3.2.3.2 Bánh xe chủ động và đang có lực kéo :

Ta có Mk = Pk.rdCân bằng lực kéo theo chiều thẳng đứng :

v

ñ p

M P

r P

Hình 3.7 : Các trạng thái chuyển động của bánh xe

Pf

X

Pp

PkX

Pp

Trạng thái tự do

Trạng thái trung tính

Trạng thái bị động

Trạng thái phanh

3.2.4 Sự trượt của bánh xe, khái niệm về khả năng bám và hệ số bám :

3.2.4.1 Sự trượt của bánh xe :

Hình 3.8 : Sơ đồ biến dạng của đất khi bánh xe chủ động lăn

b

3.2.4.2 Khả năng bám, hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường và lực bám :

2 b max

tq

G

x ma Y

X G







P  

b x

P  

x max

k   P

P 

Bánh xe không bị trượt lết khi phanh :

p   P

b y

y   Z

P  

y max

b   P

Y  

b tq

t   Z

P  

Để bánh xe không bị trượt theo hướng của vectơ hợp lực Q :

c y

k  Y

k  P

D C B A

M ’ y

b 1

Y b

3.3 CƠ HỌC CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CỦA Ô TÔ :

3.3.1 Các lực tác dụng lên ô tô khi chuyển động tổng quát Lực riêng và các công suất tương ứng :

3.3.1.1 Các lực tác dụng lên ô tô khi chuyển động tổng quát :

Lực kéo tiếp tuyến Pk :

k

i

Mr

M

f(GP

P

Pψ f  i α  α  

G )

sin cos

f ( G

P      

2 o x

d

x C Sv 0,625C Sv

2

1S

pC

n n

n n

b

t e

e

dJ

r

idt

dJr

G

Pj' 

dt

dvr

idt

didt

d

b

t

b t

idt

di

b

n

b n

n  



dt

dv r

1 J

r

i J

2

2 t e

G g Gr

J i

J i

J 1

b

b n

2

n n

2

t e j

J i

J

b

b t

G

Pji

2

05 0 05

i ,  , i



Ở lực Pi : dấu (+) khi lên dốc

dấu (-) khi xuống dốc

Ở lực Pj : dấu (+) khi tăng tốc

dấu (-) khi giảm tốc



nQ

Pm

x k

m j

i

 cos G

3.3.1.2 Các lực riêng và các công suất tương ứng : 3.3.1.2.1 Các lực riêng :

Lực kéo tiếp tuyến riêng Pkr :

k

i

M G

Gj G

P

i

j jr

, G

Sv

C G

r ir

M v

P N

Công suất cản lăn N f :

0 , C Sv v

P

jv g

G v

P

v nQ

Phương trình cân bằng công suất :

(3.97)

3.3.2 Phương trình cân bằng lực kéo, phương trình cân bằng công suất và đặt tính động lực học của ô

tô Các đồ thị tương ứng :

3.3.2.1 Cân bằng lực kéo của ô tô :

3.3.2.1.1 Phương trình cân bằng lực kéo :

(3.98)

(3.99)

m j

i f

m j

i f

G Wv

sin G

cos

Gf r

i

M

i b

t

Lực cản tổng cộng của đường Pψ :

(3.100)

Độ dốc i có giá trị (+) khi lên dốc

giá trị (-) khi xuống dốc

Hệ số ψ có giá trị (+) khi f > i

giá trị (-) khi f < I = 0 khi f = i khi xuống dốc

Khi xe chuyển động đều (j =0) trên đường nằm ngang (α=0), ta có :

i

M P

k      

3.3.2.2 Cân bằng công suất của ô tô :

3.3.2.2.1 Phương trình cân bằng công suất :

i f

t

N      

m j

i f

t e

N       

)(

NN

NN

NN

e t

e t

e k

vjg

GWv

sinGvcos

Gfv)

(N

Công suất tiêu hao do lực cản mặt đường Nψ

Ô tô chuyển động đều ( j = 0 ) và không có móc kéo thì phương trình cân bằng công suất là :

(3.110)

Do : Dạng khai triển, ta có :

(3.111)

Nếu α < 50 thì :

i

f N N

  N N

3.3.2.2.2 Đồ thị cân bằng công suất :

Hình 3.13 : Đồ thị cân bằng công suất của ô tô

N ’ k2

N N

N

N Y

G

Wvr

i

MG

P

PD

b

t e

Phương trình cân bằng lực kéo khi ô tô không kéo móc :

G Wv

sin G cos

Gf r

i

M

i b

t

e       2  

g G

j g

G sin

cos f

G G

Wv r

i

M

i b

m G

v max

v 1 v 2 v 3 v 4 0

D 1 

f

Hình 3.15 : Vùng sử dụng đồ thị đặt tính động lực học D theo điều kiện bám

của bánh xe chủ động và điều kiện cản của mặt đường

D 3 D

Xác định độ dốc lớn nhất mà xe có thể vượt qua được :

Nếu ta biết được hệ số cản lăn của đường mà ô

tô có thể khắc phục tại vận tốc cho trước, ta có :

D

imax    

Xác định sự tăng tốc của ô tô :

Khả năng tăng tốc của ô tô :

Ta rút ra được :

(3.120)

j g

dt

dv j