Nghiên cứu tính năng động lực học của ô tô Gát 13 – Trai ca

Ô tô là phương tiện được sử dụng rộng rãi trong nhiều hoạt động kinh tế và nhiều hoạt động khác.

LỜI NÓI ĐẦU

Ô tô là phương tiện được sử dụng rộng rãi trong nhiều hoạt động kinh

tế và nhiều hoạt động khác.Việc nghiên cứu để nâng cao hiệu quả sử dụng củaloại phương tiện này luôn là vấn đề được nhiều nhà khoa học kỹ thuật nghiêncứu giải quyết Trong những năm gần đây sự phát triển của nghành ô tô cónhiều bước nhảy vọt về kỹ thuật lẫn công nghệ, đem lại hiệu quả kinh tế ngàycàng cao hơn đảm bảo an toàn hơn khi điều khiển

Tính chất động lực học của ô tô được thể hiện qua các chuyển vị, vậntốc, gia tốc, tần số và biên độ dao động theo các phương pháp khác nhau khichuyển động trong điều kiện mặt đường không bằng phẳng hoặc do tác độngđiều kiện như tăng giảm ga, quay vòng khi phanh Tính chất động lực học của

ô tô ảnh hưởng đến khả năng khởi hành và tăng tốc của ô tô, vận tốc trungbình, năng suất và giá thành vận chuyển, độ êm dịu và tính an toàn trongchuyển động Việc tính toán chính xác các chỉ tiêu đánh giá tính động lực họccủa ô tô là một vấn đề rất khó thực hiện Vì các chỉ tiêu này phụ thuộc vàonhiều yếu tố, trong đó có yếu tố ngẫu nhiên

Cùng với sự phát triển nhanh của nghành công nghệ thông tin và cácthiết bị nghiên cứu ngày càng chính xác hơn, nên nhiều bài toán được giảiquyết một cách nhanh chóng với độ chính xác cao giúp cho quá trình tínhtoán, thiết kế và chế tạo được thuận lợi và chính xác hơn rất nhiều tạo điềukiện thuận lợi cho nghành công nghiệp ô tô ngày càng phát triển và đảm bảođược các yêu cầu của người sử dụng Và ngày nay cũng đã có nhiều thiết bị

và phương pháp thực nghiệm để có thể kiểm tra chất lượng và tình trạng kỹthuật của xe trong quá trình sử dụng rất thuận tiện và đảm bảo độ chính xáccao giúp cho việc hiệu chỉnh thiết kế và chọn chế độ sử dụng cho các loại xe ô

tô có hiệu quả

Từ những yêu cầu đó, Dưới sự hướng dẫn giúp đỡ tận tình của thầy co

tôi hoàn thành đề tài: “Nghiên cứu tính năng động lực học của ô tô Gát 13 –

- Dựa vào thông số khảo nghiệm và những thông tin tìm kiếm được,tính toán, xác định các hàm và dựng lại đồ thị đặc tính không thứ nguyên bộbiến mô của xe

- Tính toán, xét sự làm việc đồng thời giữa động cơ với bộ biến mô, xácđịnh các hàm động lực của bánh bơm biến mô và vẽ đồ thị đặc tính tải trọng

hệ thống động cơ - biến mô thủy lực của xe

- Tính toán, xác định các hàm động lực của tuabin và vẽ đồ thị đặc tính

ra của hệ thống động cơ - biến mô thủy lực của xe

- Tính toán, xác định hàm để xây dựng chương trình vẽ đồ thị đặc tínhđộng lực học của xe

CHƯƠNG I

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ÔTÔ

Phân loại ôtô

Hiện nay trên thế giới có rất nhiều chủng loại tuỳ thuộc vào mục đích sửdụng khác nhau nên kết cấu các loại xe cũng khác nhau để nhằm phù hợp vớicông việc Ta có thể phân loại ôtô theo những cách sau đây:

Theo công dụng

- Xe ôtô con là xe có sức chở người đến 9 người

- Xe ôtô khách là loại xe chỉ dùng để chở người, trên 10 người

- Xe ôtô tải là loại xe chỉ dùng để chở hàng hoá, sức chở vài trăm kg trở lên Và xe có rơmooc cũng được xếp vào loại xe này

- Xe chuyên dùng là xe có thiết bị và trang bị đặc biệt và trang bịnhững thiết bị chuyên dùng để đáp ứng một hay một vài mục đích nào đó

Theo dạng nhiêu liệu tiêu thụ

- Xe ôtô dùng nhiêu liệu xăng Động cơ xăng

- Xe ôtô dùng nhiên liệu diezel Động cơ diezel

- Xe ôtô dùng ga Động cơ ga

- Xe ôtô dùng điện, hay các nguồn năng lượng khác như năng lượngmặt trời…

1.2 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC (HTTL)

- Động cơ: Động cơ là thiết bị dùng để đốt cháy nhiên liệu, biến nhiệtnăng thành cơ năng Nên ôtô hiện nay vẫn sử dụng chủ yếu là là động cơ xăng

và động cơ diezel

Hệ thống truyền lực nói chung để thực hiện việc truyền mô men vàcông suất từ trục khuỷu động cơ đến bánh chủ động của ô tô máy kéo, nó phảiđảm nhiệm các chức năng sau:

- Cắt nối truyền động êm dịu, do ly hợp đảm nhiệm

Hình 1.1 Hệ thống truyền lực của ô tô

- Thay đổi tỷ số truyền theo yêu cầu về tốc độ và đổi hướng chuyểnđộng, do hộp số đảm nhiệm.

- Truyền và phân phối mô men đến các bán trục bánh xe chủ động ngay

cả khi xe đổi hướng chuyển động, do truyền lực chính và vi sai đảm nhiệm

- Làm tăng mô men quay cho bánh chủ động (đối với máy kéo), dotruyền lực cuối cùng đảm nhiệm, hình 1.1

Dựa vào nguyên tắc hoạt động, hệ thống truyền lực được chia ra:

Truyền lực cơ khí; truyền lực thủy lực (thuỷ động và thủy tĩnh); truyền lực điện cơ; truyền lực phân cấp và truyền lực không phân cấp.

Trước khi đi xây dựng đường đặc tính động lực học của ô tô với hệthống truyền lực thủy lực (thủy động), hãy xét hệ thống truyền lực cơ khí; hệthống truyền lực thủy lực trên một số ô tô máy kéo điển hình

1.2.1 Hệ thống truyền lực cơ khí

Những bộ phận chính trong truyền lực cơ khí bao gồm: ly hợp, hộp

số, truyền lực trung gian (các đăng), truyền lực chính, hộp vi sai, các bán trục

- Khi chịu tải quá lớn ly hợp đóng vai trò như một cơ cấu an toàn nhằmtránh quá tải cho hệ thống truyền lực và động cơ

- Khi có hiện tượng cộng hưởng (rung động lớn) ly hợp có khả năngdập tắt chấn động để nâng cao chất lượng truyền động

Ly hợp ma sát được dùng nhiều trên ô tô, máy kéo là loại ly hợp mộtđĩa hoặc hai đĩa ma sát và là loại thường xuyên đóng do lực ép của các lò xo,

ép các đĩa ép cùng khối đĩa ma sát vào bề mặt của bánh đà, để truyền mô men

từ bánh đà (liên kết cứng với vỏ ly hợp, rănh trong vỏ ly hợp ăn khớp với vấuđĩa ép (chủ động) sang đĩa ma sát nối then hoa với trục sơ cấp hộp số (phần bịđộng) Tuy nhiên quá trình cắt, nối ly hợp vẫn còn hiện tượng gây ồn, nếutrượt kéo dài sẽ phát sinh nhiệt và hao mòn nhanh chính vì những nhượcđiểm còn tồn tại, nên đã có những giải pháp khắc phục

Xét về cấu tạo thì hầu hết các hộp số cơ đều có điểm chung là có một cặpbánh răng luôn luôn ăn khớp để truyền mô men quay từ trục sơ cấp đến trục trunggian Trên trục sơ cấp có bố trí bánh răng liền trục của cặp bánh răng luôn luôn ănkhớp đó, và ở đầu có vành răng để gài số truyền thẳng (i = 1) Hộp số cơ có ưuđiểm là kết cấu đơn giản, hiệu suất truyền cao (η = 0.9 ÷ 0.95), khối lượng nhỏ.Tuy nhiên hộp số cơ còn có nhược điểm là gây ồn khi làm việc, khó sang sốđòi hỏi sự khéo léo của người vận hành điều khiển khi sang số Muốn gài số,người vận hành phải điều khiển sao cho các bánh răng cần gài với nhau phảiđược quay cùng một tốc độ, có như vậy để tránh các đầu răng không bị vấpvào nhau Để tạo điều kiện cho việc sang số dễ dàng, trên hộp số được trang

bị các bộ đồng tốc Các bộ đồng tốc thường có ba loại sau:

- Bộ đồng tốc không thay đổi lực ma sát

- Bộ đồng tốc quán tính

- Bộ đồng tốc quán tính tăng lực

Khi có bộ đồng tốc này sẽ làm cho hộp số làm việc êm dịu hơn, tuynhiên trong sử dụng, khi vào số bằng lực tác dụng quá lớn có thể dẫn đến hưhỏng khoá hãm và cháy mòn vành ma sát, khi đó quá trình sang số sẽ khôngcòn êm dịu nữa Mặt khác việc ứng dụng giải pháp này làm cho cấu tạo hộp

số thêm phức tạp đây cũng là nhược điểm cần được khắc phục

c) Truyền động các đăng

Để truyền mô men từ hộp số tới cầu chủ động, trên ô tô, máy kéothường dùng trục các đăng Truyền động các đăng để truyền mô men quaygiữa các trục có các đường tâm không trùng nhau thường là cắt nhau với mộtgóc  = 150 ÷ 200 Như vậy trục các đăng dùng để truyền mô men từ các cụm

cố định trên khung (hộp số, hộp phân phối) tới các cụm di động tương đối vớikhung như các cầu chủ động, việc sử dụng loại trục truyền này là điều khôngmong muốn

d) Truyền lực chính và vi sai

- Truyền lực chính được dùng để tăng tỷ số truyền từ trục các đăng đến

cơ cấu vi sai và các bán trục trên ô tô, máy kéo bánh lốp

- Bộ vi sai đặt giữa các bánh xe chủ động trong hộp cầu ô tô, máy kéo

có chức năng là đảm bảo cho các bánh xe chủ động quay với tốc độ khác nhaukhi xe quay vòng hoặc di chuyển trên đường không bằng phẳng Phân phối

mô men ra các cầu chủ động theo một tỷ lệ nhất định phụ thuộc vào trọnglượng bám của các cầu nhằm nâng cao khả năng bám của xe, đặc biệt lànhững xe có nhiều cầu chủ động

mô tả như sau:

Khi động cơ hoạt động, cơ năng từ động cơ được bơm biến thành thủynăng, sau đó một mô tơ lại biến thủy năng thành cơ năng trở lại cho các bánh

xe truyền động Vì vậy truyền động thủy tĩnh đảm nhiệm cả chức năng của lyhợp lẫn hộp số Loại truyền lực thủy tĩnh là loại truyền lực thay đổi các sốtruyền vô cấp Khi làm việc chất lỏng được chứa đầy trong hệ thống và làmviệc theo chu trình khép kín (bơm - ống dẫn - động cơ thủy lực) Để nâng caohiệu suất sử dụng đảm bảo vai trò vừa là bơm vừa là động cơ thủy lực, người

ta sử dụng loại mô tơ có hai chế độ làm việc (chế độ bơm thủy lực và chế độđộng cơ thủy lực) Trong quá trình làm việc tùy theo kết cấu của bơm và động

cơ thủy lực, có thể có sự chuyển đổi cố định hay biến đổi, và phối hợp với sựbiến đổi hay cố định, mà người ta chế tạo và được phân loại như sau:

- Bơm chuyển đổi cố định truyền động cho mô tơ chuyển đổi cố định

- Bơm chuyển đổi biến đổi truyền động cho mô tơ chuyển đổi cố định.

- Bơm chuyển đổi cố định truyền động cho mô tơ chuyển đổi biến đổi

- Bơm chuyển đổi biến đổi truyền động cho mô tơ chuyển đổi biến đổi

Những ưu điểm của truyền động thủy tĩnh:

- Là loại truyền động thay đổi vô cấp với khoảng rất rộng

- Điều khiển dễ dàng, êm dịu không bị gối trục

- Sang số khi đang chạy, vậy thuận lợi khi xe chạy trên đường có địahình phức tạp

- Cho mô men lớn nên dễ khởi động

- Giảm được một số cụm, cơ cấu (hộp số, ly hợp), nên kết cấu gọn, đemlại lực lớn

- Giảm tải trọng đột biến, làm tăng tuổi thọ cho hệ thống, chăm sóc bảodưỡng dễ dàng

- Có thể dùng bơm để truyền động cho bộ phận khác (hệ thống nâng hạ

và những phần phía sau của xe) nâng cao khả năng hoạt động của xe

Nhược điểm: do hệ thống làm việc với áp suất cao (8 ÷ 35 MN/m2),ứng suất lớn nên đòi hỏi vật liệu chế tạo có độ bền cao, công nghệ chế tạo đòihỏi chính xác Việc làm kín khó khăn, hiệu suất làm việc thay đổi phụ thuộcvào chất lượng và nhiệt độ dầu, vì vậy hiệu suất chỉ đạt η = 0.75 ÷ 0.85

1.2.2.2 Truyền lực thủy động

Hình 1.3 Truyền lực thủy động

Như ta đã biết ly hợp ma sát không cho phép trượt lâu dài khi làm việc,

vì sự hao mòn, hư hỏng tăng nhanh

Trên ô tô - máy kéo hiện nay, cùng với việc sử dụng hộp số cơ khíngười ta đã trang bị hầu hết là hệ thống truyền lực thủy cơ Hệ thống truyềnlực thủy cơ thường dùng là ba loại chủ yếu sau đây:

- Ly hợp thủy lực kết hợp với hộp số cơ khí

- Biến mô thủy lực

- Biến mô thủy lực kết hợp với hộp số cơ khí

Ly hợp thủy lực

Hình 1.4 Ly hợp thủy lực

1 - tuabin; 2 - hướng dòng chảy; 3 - dòng chảy trung bình; 4 – Bánh bơm;

5 - vòng trong; 6 - vòng ngoài;7 - trục ra; 8 - vòng làm kín.

Ly hợp thủy lực có 4 là bánh bơm (bánh chủ động) được gắn với bánhđà; có 1 là tuabin (bánh bị động) gắn với trục sơ cấp hộp số Bên trong củabánh bơm và tua bin đều có các cánh dẫn dầu chúng được ghép nối tạo thànhmột hộp kín trong đó chứa đầy dầu, biểu thị trên hình 1.4

Khi làm việc, động cơ quay làm cho bánh đà cùng bánh bơm quay theo,lúc này dầu chứa trong không gian các cánh bơm chịu lực ly tâm chuyển động

từ phía tâm trục rời xa trục quay tới cửa thoát văng ra khỏi bánh bơm đi vào

tuabin, dầu tạo ra lực xung tác dụng vào các cánh của tuabin làm cho tuabinquay theo hướng cùng chiều quay của bơm

Thông thường giữa hai bánh công tác của bơm và tuabin khi hoạt động

có sự trượt nhẹ, nên hai tốc độ nb và nt khác nhau và thường nt < nb, vậy hiệusuất truyền nhỏ hơn 1 Khi xe hoạt động độ trượt nhỏ nhất là 2%

So với ly hợp ma sát, ly hợp thủy lực có ưu điểm là: các chi tiết ít bịmòn hỏng truyền lực êm, không ồn không giật khi thay đổi tốc độ xe

Nhược điểm của ly hợp thủy lực là hiêụ suất truyền hơi thấp, nên tốnnhiên liệu; nếu không có cơ cấu đặc biệt thì không thể dùng biện pháp đóng lyhợp gài số, đẩy xe hoặc nhả phanh, cho xe lăn xuống dốc để khởi động động

cơ như trường hợp ly hợp ma sát Do những nhược điểm kể trên, ngày naytrên ô tô, máy kéo người ta dùng nhiều nhất là loại biến mô thủy lực.Thực tếcho thấy, ở Mỹ thì xe du lịch lắp ly hợp thủy lực khoảng 9 %, khi đó xe buýttrong thành phố lắp bộ biến mô thủy lực chiếm 100 %

1.3 TRUYỀN ĐỘNG THỦY CƠ

Hiện nay HTTL loại này hầu hết đã được trang bị trên các xe hiện đại

Hệ thống truyền lực trên ô tô - máy kéo được dùng nhiều nhất là truyền lựcthủy cơ kết hợp

Trong HTTL của ôtô máy kéo, khi sử dụng ly hợp thủy lực hoặc biến

mô men (BMM), như ta đã biết tỷ số truyền lực bằng 1 (ở ly hợp thủy lực)hoặc cực đại bằng 2,8 (ở BMM một cấp), với tỷ số truyền này việc khởi hànhcủa ôtô máy kéo là rất khó khăn hoặc không thể thực hiện được, đặc biệt vớimáy kéo và xe chuyên dụng, lực chủ động của chúng còn phải dùng để khắcphục các lực cản của máy công tác Vì vậy các bộ truyền thủy động hiện naydùng trên ôtô máy kéo thường phải kết hợp với các bộ truyền cơ học nhằmtăng tỷ số truyền chung của hệ thống truyền lực, giúp cho ôtô, máy kéo và xechuyên dụng nâng cao tính năng động lực và tính năng kinh tế kỹ thuật của

Hệ thống truyền lực trên ôtô máy kéo và xe chuyên dụng có sự kết hợp

giữa bộ truyền thủy động với các bộ truyền cơ học được gọi chung là bộ truyền thủy cơ.

Hình 1.5 Truyền lực thủy - cơ trên ôtô

a) Bộ BMM hoặc ly hợp thủy lực; b) Hộp số cơ học

c) Hộp phân phối truyền lực cuối cùng

Trên hình 1.5 trình bày một hệ thống truyền lực thủy cơ hoàn chỉnhtrên xe ôtô Trong phần thủy lực thường được trang bị bộ biến mômen quayBMM một hoặc nhiều cấp Trục ra của BMM nối vào, trục sơ cấp của phầnhộp số cơ học và hộp phân phối Phần hộp số cơ học trong truyền lực thủy cơhiện nay rất đa dạng về kết cấu cũng như về hệ thống điều khiển việc sang sốcủa chúng Trên máy kéo và xe chuyên dụng, thông thường do lực quaytruyền lớn, trong hộp số cơ học thường sử dụng các cặp bánh răng trụ răngnghiêng thường xuyên ăn khớp với nhau với cơ cấu sang số nhờ các ly hợpkhóa số hay còn gọi là cơ cấu sang số dưới tải Trên ôtô con hoặc xe du lịch,phần hộp số cơ học thường sử dụng hộp số hành tinh, việc chuyển số cũng

thực hiện nhờ các ly hợp khóa số.

1.3.1 Bộ biến mô thủy lực

Cấu tạo của biến mô

Cũng như ly hợp thủy lực, trong hệ thống truyền lực của ô tô, máy kéongười ta thay biến mô thủy lực vào vị trí của ly hợp ma sát và hộp số có cấpnhằm thực hiện truyền lực vô cấp

Bộ biến mômen quay thường có ba phần chính: Phần chủ động gọi làbơm (B), phần bị động được gọi là tuabin (T), phần phản ứng được gọi làbánh dẫn hướng (D) Khi lắp ráp cả ba phần B, T và D tạo thành cấu trúcdạng hình vành xuyến Toàn bộ vòng xuyến quay quanh một đường tâm cốđịnh và nằm trong một vỏ kín có chứa đầy dầu ở áp suất lớn hơn áp suất khíquyển, nhờ một bơm nạp (bơm sơ cấp) cung cấp Bánh B được nối với động

cơ thông qua trục bánh bơm, bánh T được nối với trục của hộp số thông quatrục tuabin Bánh D nối với thân bộ biến mô thông qua khớp một chiều (mộtchiều cho phép quay, chiều ngược lại bị khóa) Kết cấu như vậy gọi là bộ biến

mô một cấp phối hợp làm việc được ở cả hai chế độ: Ly hợp thủy lực và biếnđổi mômen quay Cấu tạo bên trong bánh B, bánh T và bánh D là các bánh cócánh, các cánh được sắp xếp sao cho ở trạng thái làm việc chất lỏng đượcchuyển động từ trong ra ngoài, và quay trở lại từ ngoài vào trong, tuần hoànthành một vòng kín, tạo nên một hình vành xuyến xoắn ốc Để thuận tiện choviệc bố trí, bánh B được đặt sau bánh T (tính từ động cơ đến hộp số) Bánh Tđược đặt trước, phần ngoài của nó có tiết diện nhỏ hơn phần trong Bánh Dđặt giữa bánh T và bánh B khép kín tiết diện của biến mô Trục của bánh Tnằm trong cùng, trục của bánh D có dạng ống lồng và liên kết với vỏ của hộp

số Trên trục này có đặt khớp một chiều Cánh của các bánh B, T, D cấu tạotheo quy luật tạo nên không gian dòng chảy của chất lỏng ở gần tâm lớn, càng

ra ngoài càng thu hẹp lại, tạo điều kiện nâng cao tốc độ dòng chảy của chất

lỏng khi chất lỏng đi ra xa tâm quay có động năng lớn Cấu trúc này dựa trên

cơ sở của các thiết bị thủy động có cánh trên các máy thủy lực hiện nay

Hình 1.6 Cấu tạo chung và các cánh bánh công tác của BMM

1-Trục khuỷu; 2-Vỏ bộ BMM; 3-Bánh bơm(B); 4-Bánh tuabin(T);

5-Bánh dẫn hướng(D); 6- Trục bánh tuabin; 7-Trục bánh phản lực.

Nguyên lý làm việc:

Mômen quay truyền từ bánh bơm sang bánh tuabin được thực hiện nhờđộng năng của dòng dầu Ở đây chất lỏng có áp suất đóng vai trò truyền năng lượng giữa B và T Khi B quay cùng với động cơ làm cho dầu chuyển động,dưới tác dụng của lực ly tâm dầu chạy ra phía ngoài và tăng tốc độ Ở mépngoài biên dầu đạt tốc độ cực đại và hướng theo các cánh của B đập vào cánhcủa T, tại bánh T dầu truyền năng lượng và giảm dần tốc độ theo các cánh của

T chảy vào phía trong Khi dầu tới mép trong của bánh T, bị chảy vào cánhcủa bánh D và theo các cánh dẫn hướng chuyển sang bánh B Cứ như vậychất lỏng chuyển động tuần hoàn theo đường xoắn ốc trong giới hạn của hìnhxuyến (B-T-D-B) Người ta gọi quá trình dầu di chuyển trong bánh B là quátrình tích năng, quá trình dầu di chuyển trong bánh T là quá trình truyền năng lượng, còn ở bánh D là quá trình đổi hướng chuyển động Để bảo đảm việctruyền năng lượng đạt hiệu suất cao, khe hở giữa các bánh B,T, D phải rất nhỏ

và các ổ bi phải không được dơ dão Quá trình biến đổi mômen là nhờ sự

tham gia của bánh D, khi làm việc, dòng tuần hoàn theo đường xoắn ốc trênđây được hình dung như một mạch dầu xoáy trong BMM, mặt khác khi vànhxuyến của bộ BMM quay tròn xung quanh trục của mình, nhờ vận tốc theo,trong bộ BMM còn tồn tại một dòng dầu quay tròn, nếu không có bộ dẫnhướng D, sự tác động của hai mạch dầu phối hợp này sẽ truyền mô men xoắn

từ B sang T, song không có sự biến đổi mô men quay, đó chính là ly hợp thủylực Ở đây chúng ta sẽ phân tích hướng chuyển động của dòng dầu xoáy trongBMM, và quá trình biến đổi mômen, liên quan đến độ trượt (s), hiệu suất (η)

và tỷ số truyền động (i) của bộ BMM

Hình 1.7 Mạch dầu đi trong bơm - tuabin

Trên hình 1.7 trình bày hướng chuyển động của mạch dầu xoáy từ D-B, ở mép vành ngoài của bánh B, dòng dầu ra khỏi bánh B, khi ra khỏi cửathoát đập vào cánh bánh T, sau khi truyền năng lượng cho bánh T, lúc ra khỏibánh T, chiều của dòng dầu ngược lại so với chiều quay của bơm Vì tiết diệnngang của các rãnh trên bánh T lại được chế tạo thu nhỏ dần từ mép ngoài vàomép trong, vì vậy vận tốc của dòng dầu khi ra khỏi rãnh bánh T được tănglên, dòng dầu tốc độ lớn này được đập vào bánh D, nhờ thiết kế hình dángcánh bánh dẫn hướng hợp lý, phản lực trên trục của bánh D được tăng lên, khi

B-T-ra khỏi bánh D dòng dầu được đổi hướng so với hướng ở cửa B-T-ra của bánh T,chiều của dòng dầu sau bánh D lại trùng với chiều quay của bơm và vận tốc

đã được tăng lên, nó chảy vào bánh B êm dịu hơn và do đó làm giảm tiếng ồnđặc trưng của các bộ truyền thủy động Tác động tái sinh vận tốc và chiều

chuyển động này của bánh D chính là nguyên nhân chính làm biến đổi mômen trong BMM.

1.3.2 Hộp số cơ học

Dùng hộp số hành tinh kiểu simpson

Nguyên lý cấu tạo

Hình 1.8 Sơ đồ cấu tạo tổ hợp CCHT Simpson

Cơ cấu hành tinh (CCHT) theo kiểu Simpson gồm hai cơ cấu hành tinhWilson tổ hợp với nhau Các phần tử M1, N1, H1, G1 thuộc dẫy hành tinh thứnhất còn M2, N2, H2, G2 thuộc dẫy hành tinh thứ hai Hai dẫy hành tinh nàyđược nối ghép với nhau như sau: Hai bánh răng mặt trời M1và M2 đặt trêncùng một trục quay, chúng được nối cứng với trục quay này Giá hành tinh G2

liên kết cứng với vành răng trong N1

Cơ cấu hành tinh Wilson

Cơ cấu hành tinh kiểu Wilson là bộ truyền bánh răng ăn khớp trong và

ngoài, có ba trục Các chi tiết bao gồm: Một bánh răng mặt trời răng ngoài M đặt trên một trục quay, một vành răng trong N đặt trên một trục quay khác cùng đường tâm với trục của M, các bánh răng hành tinh H nằm giữa M và N

và đồng thời ăn khớp với M và N (với M- ăn khớp ngoài, với N- ăn khớp trong), trục của các bánh răng H nối cứng với nhau trên giá hành tinh G và

chuyển động quay xung quanh đường tâm trục của M, N, trục của G là trục

thứ ba của CCHT Cấu tạo và sơ đồ của CCHT kiểu Wilson chỉ trên hình

Hình 1.9 Cấu tạo và sơ đồ của cơ cấu hành tinh Wilson

M-Bánh răng mặt trời; N-Vành răng trong; H-Bánh răng hành tinh; G-Giá hành tinh.

Như vậy ba trục có cùng đường tâm quay và ở dạng trục lồng, được gọi

là đường tâm trục của CCHT, các trục đều có thể quay tương đối với nhau Số

lượng bánh răng H có thể là 1, 2, 3, 4 tùy thuộc vào cấu trúc của các bánh răng Các bánh răng H vừa có khả năng quay xung quanh trục của mình và

vừa có khả năng quay xung quanh trục của CCHT CCHT Wilson có ba phần

tử: M, N, G Bánh răng hành tinh H được coi là khâu liên kết giữa M và N.

Theo phân tích động học của hộp số, chúng cần có một phần tử chủ động, một

bị động Để xác lập một tỷ số truyền của cơ cấu có hai khả năng:

Khoá một phần tử với vỏ hộp số;

Khoá hai phần tử với nhau;

Cả hai khả năng này đều cho phép: Nếu trục vào có tốc độ quay ổnđịnh, thì tốc độ góc của trục ra sẽ ổn định Cơ cấu hành tinh là một cơ cấu cóhai bậc tự do, ứng với mỗi bậc tự do CCHT có một tỷ số truyền nhất định tùythuộc vào cơ cấu đang làm việc theo khả năng nào

CCHT kiểu Simpson cũng có rất nhiều khả năng cho ta nhiều số truyền khácnhau Tuy nhiên nếu sử dụng trên ôtô máy kéo, khi sử dụng trục vào (trục chủđộng) là các khâu N2 và M1 thì CCHT Simpson có thể cho ta một hộp số với

3 số tiến và 1 số lùi

Để có thể giảm bớt số cặp bánh răng ăn khớp trong hộp số chính, làmgiảm kích thước bộ truyền nhưng vẫn bảo đảm số số truyền cần thiết, thôngthường trên máy kéo, và một số ôtô phần hộp số cơ học được phân thành haiphần gọi là hộp số chính và hộp số phụ, trong đó ở hộp số phụ thường bố trí

bộ truyền hai cấp còn trong hộp số chính có từ 3 ÷ 4 số truyền, trong quá trìnhlàm việc nhờ hệ thống điều khiển tạo nên tổ hợp của hai hộp số này cùng với

sự biến đổi vô cấp của BMM tạo cho xe máy những miền thay đổi vô cấp của

tỷ số truyền, giúp cho máy kéo và ôtô nâng cao tính năng động lực, hoànthành công việc với hiệu suất cao

Việc lựa chọn số truyền trong phần hộp số cơ học, có thể thực hiệnbằng tay (MT) thông qua việc đẩy các bánh răng di động vào ăn khớp vớinhau hay dùng bộ hòa đồng tốc, việc lựa chọn số truyền ở phần này cũng cóthể thông qua việc đóng mở bằng tay hệ thống van phân phối dầu đến các lyhợp khóa số (như trên máy kéo T-150) hay tự động (AT) gài số nhờ hệ thốngvan điện từ và máy tính điều khiển hộp số như trên một số xe đời mới hiệnnay

Mô men từ động cơ tiếp tục được truyền qua các đăng rồi đến truyềnlực chính, vi sai và cuối cùng đến các bánh xe chủ động của ôtô

Ưu điểm của truyền lực thủy cơ:

- Điều khiển ô tô nhẹ nhàng

- Tăng tốc ô tô nhanh chóng và êm dịu

- Nâng cao chất lượng kéo của ô tô và tính kinh tế nhiên liệu củachúng

- Nâng cao được tính năng cơ động của ô tô

- Giảm được tải trọng động lên hệ thống truyền lực

G.sin

G.cos

Mfk hg

A

Hình 2.1 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô 2.1.1 Lực kéo tiếp tuyến và lực bám

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý làm việc của bánh xe chủ động

Quá trình tác động tương hỗ giữa bánh xe với mặt đường hoặc đất vềnguyên lý làm việc của bánh xe chủ động có thể biểu diễn như hình 2.2

Dưới tác dụng của mô men chủ động Mk bánh xe tác động lên mặtđường một lực tiếp tuyến, ngược lại mặt đường tác dụng lên bánh xe một

phản lực tiếp tuyến Pk cùng chiều chuyển động với ô tô, có tác dụng làm chomáy chuyển động.

Do vậy phản lực tiếp tuyến Pk được gọi là lực kéo tiếp tuyến, đôi khicòn được gọi là lực chủ động

Về bản chất, lực kéo tiếp tuyến là phản lực của mặt đường tác dụng lênbánh xe do mô men chủ động gây ra, có chiều cùng với chiều chuyển độngcủa ô tô Giá trị lực kéo tiếp tuyến khi ô tô chuyển động ổn định được xácđịnh theo công thức :

Me- mô men quay của động cơ, Nm

i, ηm - tỷ số truyền và hiệu suất cơ học của hệ thống truyền lực

rk – bán kính bánh xe chủ động, m

Từ công thức 2.1 ta thấy rằng, lực kéo tiếp tuyến sẽ đạt giá trị cực đại

Pkmax khi sử dụng số truyền có tỷ số lớn nhất i = imax và mô men quay động cơđạt giá trị lớn nhất Me=Mmax, nghĩa là :

k

m e

k

r

i M

k – mô men chủ động khi chuyển động không ổn định; Nm

Mak – mô men các lực quán tính tiếp tuyến của các chi tiết chuyển độngquay không đều trong hệ thống truyền lực và trong động cơ; Nm

Pk,Pk’ - lực kéo tiếp tuyến khi chuyển động ổn định và khi chuyển độngkhông ổn định; kN.

Trong công thức (2.3) lấy dấu cộng khi chuyển động chậm dần và lấy dấutrừ khi chuyển động nhanh dần

2.1.2 Lực bám và hệ số bám

Như phân tích ở trên, sự xuất hiện lực kéo tiếp tuyến Pk là do kết quảcủa tác động tương hỗ giữa bánh xe và mặt đường Khi bánh xe không cònkhả năng bám sẽ xảy ra hiện tượng trượt quay hoàn toàn, lúc đó trị số của giátrị lực kéo tiếp tuyến sẽ đạt giá trị cực đại

Giá trị cực đại của lực kéo tiếp tuyến theo khả năng bám của bánh xeđược gọi là lực bám Pφ nghĩa là:

P = Pφ kmax

Về bản chất, lực bám được tạo thành bởi hai thành phần chính: lực masát giữa bánh xe và mặt đường; sức chống cắt của đất được sinh ra do tácđộng của các mấu bám Khi chuyển động trên đường cứng, lực bám được tạothành do các lực ma sát, còn khi chuyển động trên đất nền mềm lực bám đượctạo thành do lực cản ma sát, và lực chống cắt của đất Do vậy lực bám sẽ phụthuộc vào đặc điểm cấu tạo của bánh xe, tính chất mặt đường và tải trọngpháp tuyến Khi chuyển động trên mặt đường nằm ngang, tải trọng pháp tuyến

Gk là phần trọng lượngô tô tác dụng lên bánh xe bao gồm cả trọng lượng bảnthân của bánh xe Thực nghiệm cũng đã khẳng định rằng, lực bám phụ thuộcrất lớn vào tải trọng pháp tuyến và có mối quan hệ tỷ lệ thuận Do đó mốiquan hệ này thường hay được sử dụng khi nghiên cứu khả năng bám của bánhxe

Tỷ số giữa lực bám Pφ và tải trọng pháp tuyến Gk được gọi là hệ số bám

và thường được ký hiệu là φ:

Trên cơ sở công thức (2.4) ta có thể viết :

đường, trong các ổ trục bánh xe, lực cản không khí chống lại sự quay củabánh xe, và sự tiêu hao năng lượng cho việc tạo thành vết bánh xe.

Thực nghiệm đã chứng tỏ rằng phản lực pháp tuyến của mặt đường làyếu tố ảnh hưởng lớn nhất Do đó có thể xác định lực cản lăn theo phản lựcpháp tuyến Z hoặc theo trọng lượng của máy G (hình 2.1), sự ảnh hưởng củacác yếu tố còn lại được quy thành một hệ số f và có thể viết :

2.2.3 Lực cản không khí

Khi ô tô chuyển động sẽ làm di chuyển các bộ phận không khí baoquanh xe, làm xuất hiện các dòng khí xoáy phía sau và hình thành một lực cảngọi là lực cản không khí Lực cản không khí chủ yếu phụ thuộc vào tốc độchuyển động, hình dáng bề mặt chắn gió phía trước Giá trị của lực cản khôngkhí có thể xác định theo công thức thực nghiệm:

G - trọng lượng của ô tô, kG;

g - gia tốc trọng trường, m/s2.Thành phần lực quán tính Pj’’ được xác định theo công thức:

Mak - mô men của các lực quán tính tiếp tuyến của các chi tiết chuyểnđộng quay không đều quy dẫn đến trục bánh chủ động.

Man - mô men các lực quán tính tiếp tuyến của bánh trước (bánh dẫnhướng)

Jn ,rn – mô men quán tính và bán kính quán tính của bánh bánh xe dẫn hướng

Thay các giá trị Mak và Man vào (2.14), sau đó thay các giá trị của Pj’ và

và trong động cơ của ô tô

2.3 CÁC ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CỦA ĐỘNG CƠ

2.3.1 Đường đặc tính tốc độ của động cơ

Đường đặc tính tốc độ là đồ thị chỉ sự phụ thuộc của công suất hiệudụng Ne, mô men quay Me, chi phí nhiên liệu giờ GT và chi phí nhiên liệuriêng ge theo số vòng quay n hoặc theo tốc độ góc  của trục khuỷu Có hailoại đường đặc tính tốc độ: đường đặc tính ngoài; đường đặc tính cục bộ

Đường đặc tính ngoài của động cơ nhận được khi khảo nghiệm động

cơ trên bàn khảo nghiệm ở chế độ cung cấp nhiên liệu cực đại, tức là khi

đặt tay thước nhiên liệu (ở động cơ điêden) ở vị trí cực đại hoặc mở hoàn toànbướm ga (ở động cơ xăng) Nếu tay thước nhiên liệu hoặc bướm ga đặt ở vị trítrung gian sẽ nhận được đường đặc tính cục bộ Như vậy ở các động cơ lắp bộ điềutốc đa chế (máy điều chỉnh mọi chế độ) sẽ có một đường đặc tính ngoài và vô vànđường đặc tính cục bộ tùy thuộc vào vị trí tay ga.

Hình 2.3 Đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ xăng 2.3.2 Đường đặc tính tải trọng của động cơ

Đường đặc tính tải trọng là đồ thị biểu diễn mối quan hệ của công suất hiệu dụng Ne, số vòng quay của trục khuỷu n và chi phí nhiên liệu giờ

GT với mô men quay của động cơ Me Đường đặc tính tải trọng như hình 2.4:

NemaxN

Hình 2.4 Đường đặc tính tải trọng của động cơ

Về bản chất của các mối liên hệ giữa các thông số và cách xây dựngcác mối quan hệ đó hoàn toàn giống như đã phân tích trên đường đặc tínhtốc độ Nhưng đường đặc tính tải trọng sẽ thuận lợi hơn cho một số vấn đềnghiên cứu, nhất là khi nghiên cứu các tính năng kéo của ô tô Tuy nhiên,

để đánh giá tính năng kinh tế - kỹ thuật của động cơ thì đường đặc tính tốc

độ thể hiện đầy đủ hơn, dễ so sánh giữa các động cơ với nhau thông quachi phí nhiên liệu riêng ge

2.4 CÂN BẰNG LỰC KÉO VÀ ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO

2.4.1 Phương trình cân bằng lực kéo

Xét trường hợp tổng quát khi ô tô kéo rơ mooc vận chuyển với tốc độkhông ổn định trên dốc

f - hệ số cản lăn;

kw -hệ số cản của không khí;

v- vận tốc tương đối giữa ôtô và không khí, m/s;

δa –hệ số tính đến sự ảnh hưởng của các khối quay trên ô tô;

j, g –gia tốc của ô tô và gia tốc trọng trường, m/s2

Trong phương trình (2.18), sử dụng dấu (+) hoặc (-) trước Pα là tuỳthuộc vào xe chuyển động lên hoặc xuống dốc, còn Pj là tuỳ thuộc chuyểnđộng nhanh hoặc chậm dần

Phương trình (2.18) có thể viết lại dưới dạng khai triển:

2 a

Lực kéo tiếp tuyến Pk của ô tô phụ thuộc vào mô men quay Me của động

cơ và tỷ số truyền i trong hệ thống truyền lực, còn vận tốc chuyển động v phụthuộc vào tốc độ quay của động cơ ωe , tỷ số truyền i và độ trượt  :

Do đó lực kéo tiếp tuyến Pk và mô men động cơ Me cũng có thể biểu thịtheo hàm số vận tốc :

Pk = f(v) và Me= f(v)

Các quan hệ trên còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố sử dụng khác nên khó

có thế biểu diễn đầy đủ bằng các biểu thức toán học, và do vậy người tathường biểu diễn chúng bằng đồ thị

Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lực kéo tiếp tuyến Pk và các thànhphần lực cản của ô tô phụ thuộc vào vận tốc chuyển động v và được gọi là đồthị cân bằng lực kéo Đồ thị cân bằng lực kéo được thể hiện trên hình 2.5

Hình 2.5 Đồ thị cân bằng lực kéo khi độ trượt δ = 0

Đồ thị trên hình 2.5 được xây dựng trên cơ sở đường cong thực nghiệm

Me = f(ωe) của đường đặc tính tốc độ của động cơ

2.5 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT VÀ ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

2.5.1 Phương trình cân bằng công suất

Phương trình cân bằng công suất là biểu thức cân bằng giữa công suấtphát ra ở động cơ và các dạng công suất cản như công suất tiêu tốn cho ma sáttrong hệ thống truyền lực, công suất dung để khắc phục lực cản lăn, công suấtdùng để khắc phục lực cản dốc và công suất khắc phục lực cản quán tính

Ta có phương trình cân bằng công suất tổng quát sau:

Ne = Nms + Nf + Nw ± Nα ± Nj (2.30)Trong đó:

Ne: công suất phát ra ở động cơ, kW;

Nms: công suất tiêu hao ma sát trong hệ thống truyền lực, kW;

Nf: công suất tiêu hao để thắng lực cản lăn, kW;

Nw: công suất tiêu hao để thắng lực cản do gió, kW;

N : công suất tiêu hao để thắng lực cản dốc, kW;

Nj: công suất tiêu hao để thắng lực cản quán tính, kW

Trong đó công suất tiêu hao cho lực cản dốc N có giá trị dương khilên dốc, có giá trị âm khi xuống dốc Công suất tiêu hao để thắng lực cảnquán tính Nj có giá trị dương khi khi ô tô chuyển động tăng tốc, có giá trị âmkhi chuyển động xuống dốc

Khai triển phương trình (2.18) ta được:

Nf = G.f.v.cosCông suất tiêu hao để thắng lực cản không khí là:

Nw = W.v3

Công suất tiêu hao để thắng lực cản dốc là:

N =  G.v.sinCông suất tiêu hao để thắng lực cản quán tính là:

W : nhân tố cản của không khí;

g : gia tốc trọng trường của ô tô;

f : hệ số cản lăn;

 N N

N  f  ;Trong trường hợp ô tô chuyển động ổn định trên đường bằng (  0),gia tốc (j = 0) thì phương trình cân bằng công suất (2.18) có dạng sau:

2.5.2 Đồ thị cân bằng công suất

Phương trình lực kéo (2.30) của ô tô có thể biểu diễn bằng đồ thị.Trong đó tung độ ta đặt các giá trị của công suất của lực kéo chủ động Nk vàcác công suất tiêu hao cho lực ma sát trong hệ thống truyền lực và các lực cảnchuyển động phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của ô tô, các giá trị của vậntốc được đặt trên trục hoành và được gọi là đồ thị cân bằng công suất

Hình 2.6 Đồ thị cân bằng công suất

Các đường cong Nk = f(v) cũng được xây dựng tương tự vì tỷ lệ thuận

với Ne theo biểu thức (Nk = Ne η ).m

2.6 ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ÔTÔ

2.6.1 Nhân tố động lực học ô tô

Phương trình cân bằng lực kéo và phương trình cân bằng công suất cóthể sử dụng để phân tích đánh giá tính chất động lực học của một loại ô tô vậnchuyển cụ thể Nhưng không thể sử dụng các phương trình đó để đánh giá sosánh các tính chất động lực học của các ô tô vận chuyển khác nhau vì các ô tôkhác nhau sẽ có trọng lượng khác nhau và đặc tính kỷ thuật của các loại ô tôcũng có thể khác nhau Do vậy để đánh giá so sánh tính chất động lực học củaôtô vận chuyển khác nhau người ta sử dụng một thông số đặc trưng tính chấtđộng lực học không có thứ nguyên Thông số đó là nhân tố động lực học

Nhân tố động lực học là tỷ số giữa phần lực kéo tiếp tuyến sau khi đã trừ đi lực cản không khí (Pk - Pw) và trọng lượng toàn bộ Ga của ô tô vận chuyển.

Nếu ký hiệu nhân tố động lực học là D ta có :

Khi ô tô chuyển động đều (j = 0) thì nhân tố động lực học tính bằng hệ

số cản chung của mặt đường:

Qua biểu thức (2.34), ta nhận thấy rằng giá trị của nhân tố động lực học

D chỉ phụ thuộc vào các nhân tố kết cấu và có thể xác định cho từng loại ô tô

cụ thể

Ở số truyền càng thấp tỷ số truyền i càng lớn, đồng thời vận tốc v cũngcàng thấp dẫn đến nhân tố động lực học D sẽ lớn hơn so với số truyền caohơn Do vậy khi làm việc ở số truyền 1 nhân tố động lực học sẽ nhận được giátrị lớn nhất so với các số truyền còn lại

Nhân tố động lực học còn bị giới hạn theo điều kiện bám của các bánh

xe chủ động với mặt đường Khi Pkmax = Pφ nhân tố động lực nhận được giá trịcực đại:

G - trọng lượng của ô tô ( không có trọng lượng rơ moóc); kG.

Đối với ô tô có tất cả các bánh chủ động thì λ = 1, ở ô tô chỉ có cầuk

sau chủ động λ = 0,62 0,67k  còn đối với ô tô tải tuỳ thuộc vào sự phân bốhàng hoá trên thùng xe giá trị hệ số λ có thể thay đổi.k

Một số nhận xét :

Nhân tố động lực học D đặc trưng cho khả năng tăng tốc và khắc phụclực cản của mặt đường Giá trị của nó phụ thuộc vào chế độ làm việc củađộng cơ, tỷ số truyền trong hệ thống truyền lực, khả năng bám của các bánh

xe chủ động và tốc độ chuyển động của các ô tô

Nhân tố động lực học là đại lượng không có thứ nguyên và có thể sửdụng để đánh giá so sánh tính chất động lực học của các loại ô tô khác nhauhoặc cùng một loại ô tô làm việc ở các điều kiện đường xá khác nhau

2.6.2 Đặc tính động lực học của ô tô

Để dễ nhận thấy quy luật thay đổi giá trị của nhân tố động lực học Dtrong sự phụ thuộc vào các yếu tố cấu tạo, điều kiện mặt đường và vận tốcchuyển động ta có thể biểu diễn các mối quan hệ đó dưới dạng đồ thị hàm số

D = f(v) với trục hoành là vận tốc v và trục trung là nhân tố động lực học D

Đồ thị biểu diễn mối quan hệ phụ thuộc giữa nhân tố động lực học vàvận tốc chuyển động D = f(v) khi ô tô chở đầy tải và động cơ làm việc ở chế

độ toàn tải được gọi là đường đặc tính động lực học của ô tô hoặc gọi tắt là

đường đặc tính động lực học

Trên hình 2.7 là dạng đường đặc tính động lực học D với giả thiết cácbánh xe chủ động không bị trượt δ = 0 và hệ số cản lăn không phụ thuộc vàovận tốc chuyển động f = const

Hình 2.7 Đặc tính động lực học của ô tô

Đường đặc tính động lực học được xây dựng dựa trên đường đặc tínhtải trọng hoặc đường đặc tính tải trọng của động cơ Trình tự xây dựng cũngtương tự như đã xây dựng các đường cong lực kéo tiếp tuyến Pk trên đồ thịcân bằng lực kéo Cụ thể là sử dụng công thức(2.36) để tính vận tốc v và côngthức (2.44) để tính nhân tố động lực học D ứng với các số truyền khác nhau

Qua đồ thị ta thấy rằng, dạng đường cong nhân tố động lực học D =

f(v) giống như dạng đường cong Me = f(ω ) trên đường đặc tính tốc độ củae

động cơ Ở mỗi số truyền, điểm cực đại của đường cong Dmax tương ứng với

Memax của động cơ, khi đó tốc độ chuyển động là nhỏ nhất cho phép vk Nhưvậy ở mỗi số truyền sẽ có một giá trị cực đại Dmax (trên hình chỉ vẽ cho sốtruyền 1-Dmax) Số truyền càng cao thì giá trị Dmax càng nhỏ, nghĩa là D1max >

D2max …

Nhân tố động lực học D là đại lượng không thứ nguyên nên có thể sửdụng đường đặc tính động lực học để đánh giá so sánh chất lượng động lựchọc giữa các xe khác nhau trên cùng một điều kiện sử dụng như nhau

2.6.3 Sử dụng đường đặc tính động lực học của động cơ

a Xác định vận tốc lớn nhất của ô tô

Khi chuyển động đều trên đường nằm ngang:

Ta biết rằng với trọng tải đã được xác định, vận tốc chuyển động cựcđại sẽ đạt được khi ô tô chuyển động đều trên đường nằm ngang (α = 0) Khi

đó nhân tố động lực học chính bằng hệ số cản lăn D = f Như vậy nếu ta kẻ đường biểu diễn f song song với trục hoành và cắt đường nhân tố động lực

học D tại B, từ điểm B dóng xuống trục hoành sẽ xác định được vận tốc cựcđại Vmax Trong trường hợp đang xét vận tốc cực đại sẽ đạt được số truyền 4.Khi chuyển động lên dốc:

Khi chuyển động lên dốc (α > 0), D = ψ = fcosα + sinα Điểm cắt nhau

giữa đường hệ số cản ψ và đường nhân tố động lực học D sẽ là điểm A

Khi đó vận tốc cũng đạt lớn nhất vmax nhưng nhỏ hơn so với trường hợpchuyển động trên đường nằm ngang

Trường hợp đường hệ số cản chung ψ (khi α > 0) hoặc đường hệ số cản

lăn f (khi α = 0) không cắt đường nhân tố động lực học D, nghĩa là không có

điếm cân bằng và công suất và ô tô không chuyển động được ở số truyền đãcho Nếu muốn duy trì cho ô tô chuyển động đều có thể thực hiện bằng 2cách :

Cách thứ nhất: Là chuyển sang chế độ làm việc ở số truyền cao hơn và sẽđạt được vận tốc cực đại vmax

Cách thứ hai : Là giảm trọng lượng cung cấp nhiên liệu vào động cơ, lúc đóđộng cơ làm việc với đường đặc tính riêng phần và các đường cong nhân tốđộng lực học D cũng sẽ giảm xuống gần về phía trục hoành Tuy nhiên vậntốc chuyển động sẽ nhỏ hơn so với trường hợp sử dụng ga cực đại

b Xác định góc dốc lớn nhất α max

Ta đã biết khi chuyển động đều lên dốc, nhân tố động lực học của ô tô

có thể được xác định theo công thức:

D = ψ = f.cosα + sinα

Từ đó nếu biểu diễn hàm cos qua hàm sin, ta có thể rút ra được :

2

D - f 1- f - Dsinα =

hoặc

2 2 2

Ở mỗi số truyền đều có một giá trị cực đại Dmax , nhưng lớn nhất là khi

D1max khi làm việc ở số truyền thấp nhất (số truyền 1) Do đó, góc dốc lớn nhất

mà ô tô có thể vượt qua được sẽ được xác định theo nhân tố động lực học ở sốtruyền 1, nghĩa là theo D1max :

Trong đó imax - độ dốc lớn nhất mà ô tô có thể vượt qua được ;

Như vậy, nếu sử dụng độ dốc lớn nhất imax để đánh giá khả năng vượtdốc của ô tô sẽ thuận lợi vì có thể xác định được trực tiếp trên đồ thị nhân tố

hơn nhờ sử dụng thêm quán tính, nghĩa là giá trị góc αmax sẽ lớn hơn với giá trịtính toán theo công thức (2.37).

c Xác định khả năng tăng tốc của của ô tô

Nhờ độ thị D = f (v) có thể xác định được gia tốc của ô tô nếu biết: hệ

số cản ψ của mặt đường, tỉ số truyền i và vận tốc cho trước v

Trên hình 2.8 là đồ thị nhân tố động lực học cho 3 số truyền

Giả sử loại đường có hệ số cản ψ1.Ta kẻ đường ψ1 song song với trụchoành cho cắt đường nhân tố động lực ở số 3 tại A, hoành độ điểm A là v1

chính là vận tốc lớn nhất mà ô tô có thể chuyển động được

Hình 2.8 Xác định khả năng tăng tốc của ôtô theo đồ thị nhân tố động lực học

Cũng trên loại đường này, nếu cho xe chuyển động với vận tốc vn < v1

thị sẽ có khả năng tăng tốc vì lúc đó D > ψ1 Khả năng tăng tốc được đặctrưng bởi hiệu số (D - ψ) Trên đồ thị, khả năng tăng tốc ứng với các số truyền3,2,1 là các tung độ : ab, ad và ae

Khi đã biết hiệu số (D - ψ), sử dụng công thức (2.39) ta tính được gia

tốc j = dv

dt cho các số truyền khác nhau ứng với vận tốc vn cho trước Như vậychúng ta có thể tìm được gia tốc j của ô tô ứng với một vận tốc nào đó chotrước trên một loại đường bất kỳ cho các số truyền khác nhau một cách dễdàng Ví dụ cùng vậ tốc cho trước vn nhưng ta cho xe chạy trên loại đườngkhác có hệ số cản ψ > ψ , thì rõ ràng là ô tô không thể chuyển động ở số2 1

truyền 3 được, mà chỉ có thể chuyển động ở số 2 và số 1 (Trên đồ thị đượcbiểu thị bởi các tung độ: cd và ce)

Cần chú ý: Trường hợp chuyển động xuống dốc thì độ dốc i < 0 và cóthể xảy ra ψ = f + i < 0, nghĩa là hệ số cản chung của mặt đường “âm”

Trong trường hợp này đường biểu diễn hệ số ψ nằm phía dưới trụchoành

Theo phương pháp trình bày ở trên cho các giá trị khác nhau của vậntốc sẽ tìm được giá trị D - ψ ở từng số truyền khác nhau Thay chúng vào biểuthức (2.49) sẽ tính được các giá trị khác nhau của gia tốc ở từng số truyềntheo vận tốc của ô tô, nghĩa là j = f(v) Biểu diễn hàm số j = f(v) trong hệ tọa

độ với tung độ là các giá trị của gia tốc j ở từng số truyền và trục hoành là vậntốc v ta được các đường cong trên đồ thị (hình 2.8)