Bài 5 Xác định các thông số hình học và trọng lượng của ô tô

Bán kính tự do • Là khoảng các từ tâm bánh xe đến vòng ngoài cùng của lốp khi lốp không chịu tải • Việc đo bán kính tự do được thực hiện: - bằng thước dây hoặc com-pa - khi lốp có áp su

Xác định các thông số hình học và

trọng lượng của ô tô Trình bày: Đỗ Tiến Minh

- Chiều cao toàn bộ H

Kich thước chung cho biết không gian chiêm chỗ của ô tô cũng như tính cơ động của xe khi đi qua hầm tuy-nen

• Kích thước cơ sở gồm

- Chiều rộng cơ sở B 0 (hoặc khoảng cách giữa đường tâm bánh trước B 01 và bánh sau B 02 )

- Chiều dài cơ sở L 0

• Việc đo lường các kích thước này phải đươc thực hiện:

.

5.1.2 Các kích thước bánh xe

a Bán kính tự do

• Là khoảng các từ tâm bánh xe đến vòng ngoài cùng của

lốp khi lốp không chịu tải

• Việc đo bán kính tự do được thực hiện:

- bằng thước dây hoặc com-pa

- khi lốp có áp suất theo tiêu chuẩn qui định

• Việc xác đinh bán kính tĩnh được thực hiện bằng thước

cặp, thước dây hoặc dụng cụ quang học

c Bán kính lăn của bánh xe

• Là bán kính giả định mà tâm bánh xe đi được ứng với số

vòng quay đã định của bánh xe trong điều kiện không bi trượt

• Công thức xác định bán kính lăn là:

• Để xác định bán kính lăn phải:

- xác định quãng đường thực tế mà bánh xe lăn, đo bằng thước dây

- đếm số vòng quay bằng dụng cụ đo điện

• Bán kính lăn được xác định trong cả hai trường hợp:

π

2

=

5.1.3 Các thông số kích thước liên quan đến tính năng cơ động

a Khoảng sáng gầm

• Là khoảng cách giữa điểm thấp nhất của gầm xe và mặt

đường (có thể là các-te, hộp số hoặc vỏ cầu)

• Đặc trưng cho độ mâp mô lớn nhât của đường mà xe đi

qua không bị va chạm

• Khoảng sáng gầm được xác định khi xe đầy tải

b Bán kính cơ động dọc (ρ 1 )

• Là bán kính lớn nhất của mặt trụ tiếp xúc với bánh

trước, bánh sau và điểm thấp nhất của gầm xe trong mặt phẳng dọc

• Bán kính cơ động dọc được xác định khi xe đầy tải

c Bán kính cơ động ngang (ρ 2 )

• Là bán kính lớn nhất của mặt trụ tiếp xúc với mặt trong

các bánh xe bên trái, bên phải và điểm thấp nhất của

gầm xe trong mặt phẳng ngang

• Bán kính cơ động ngang được xác đinh khi xe đầy tải

d Góc cơ động trước và góc cơ động sau

• Góc cơ động trước (α) là góc tạo bởi đường và mặt

phẳng tiếp xúc với bánh trước và đi qua điểm nào đó

của đường bao phía trước cảu ô tô

• Góc cơ động sau (β) là góc tạo bởi đường và mặt phẳng

tiếp xúc với bánh xe và đi qua điểm nhô ra nào đó của đường bao phía sau của ô tô

• Các góc này được xác định khi xe đầy tải

Các thông số hình học liên quan đến tính cơ động của ô tô có công thức bánh xe 4x2

Các thông số hình học của ô tô có tính năng cơ động cao có giá trị cao hơn nhiều các giá trị cho trong bảng Ví dụ α = β =

60 0 ÷ 70 0 hay khoảng sáng gầm tới 400mm

sáng gầm (mm)

Bán kính

cơ động (m)

5.1.4 Các thông số kích thước liên quan đến tính năng quay vòng

a Các kích thước liên quan đến tính năng quay vòng gồm:

• Bán kính quay vòng của bánh xe phía ngoài R n

• Bán kính quay vòng của bánh xe phía trong R tr

• Các đoạn m, n đặc trưng cho những điểm có quĩ đạo

nằm cách xa nhất quĩ đạo của 2 bánh xe nói trên khi ô tô quay vòng với góc đánh lái cực đại

b Các thông số trên cho chúng ta xác định được:

• bán kính quay vòng nhỏ nhất của ô tô

• Hành lang quay vòng của bánh xe ΔR = R n – R tr

• Hành lang quay vòng của ô tô ΔR 0 = ΔR +m+n

5.2 Các thông số trọng lượng

5.2.1 Các loại trọng lượng của ô tô

a Trọng lượng khô

• Là trọng lượng ô tô khi chưa được cung cấp nhiên liệu,

dầu bôi trơn và các trang thiết bị cần thiết cho sử dụng

• Không bao gồm trọng lượng của nước làm mát, chất

lỏng trong hệ thống sưởi, dầu cường hóa lái, dầu trong

hệ thống nâng hạ thủy lực, hộp dụng cụ và bánh xe dự trữ

• Bao gồm: trọng lượng dầu giảm chấn, dầu phanh, mỡ

bôi trơn cơ cấu lái, mỡ bôi trơn cơ cấu moay-ơ bánh xe, bôi trơn các khớp truyền động và dung dịch điện phân của ắc qui

• Dùng để đánh giá kết cấu của ô tô về mặt sử dụng

nguyên vật liệu trong chế tạo ô tô

• Không cần xác định trọng lượng khô phân bổ ra các cầu

b Trọng lượng bản thân của ô tô

• Là trọng lượng của ô tô khi được nạp đầy nhiên liệu, dầu

bôi trơn, dầu trong các hệ thống làm việc và trang bị đầy đủ cho sử dụng nhưng chưa chất tải Đó là trọng lượng của ô

tô khi không tải

• Phần nạp gồm có nhiên liệu, nước làm mát, chất lỏng để

sưởi, dầu nhờn ở các-te động cơ, dầu ở cường hóa lái và

hệ thống nâng hạ thủy lực

• Trang bị cho ô tô gồm hộp dụng cụ, bánh xe dự trữ và xích

chống trượt bánh xe, vv

• Trọng lượng bản thân ô tô và trọng lượng bản thân phân ra

các cầu được xác định bằng cân.

• Khi xác đinh trọng lượng bản thân phân ra các cầu, ta chỉ

đặt phần cầu cần xác định lên cân, phân còn lại nằm ngoài bàn cân Chú ý xe và cân phải ở trong cùng một mặt phẳng ngang.

c Trọng lượng toàn bộ của ô tô

• Là trọng lượng của ô tô khi nạp đầy đủ và trang bị ở trạng

thái đầy tải bao gồm cả người lái và phụ xe

• Trọng lượng ô tô khi đầy tải bằng tổng trọng lượng bản

thân ô tô và tải trọng có ích

• Trọng lượng toàn bộ của ô tô cùng tải trọng phân ra các

cầu khi xe đầy tải được xác định bằng cân

• Khi xác định tải trọng toàn bộ phân ra một cầu chỉ đặt các

bánh xe trên cầu đó lên bàn cân, các bánh xe trên các cầu còn lại phải nằm trong cùng một mặt phẳng ngang với bánh

xe trên bàn cân.

• Khi cân, phải tắt động cơ để tránh các rung động ảnh

hưởng đế kết quả cân

5.2.2 Xác đinh tọa độ trọng tâm của ô tô

• Vị trí trọng tâm của ô tô được xác đinh bởi:

a – khoảng cách từ trọng tâm đến trục trước theo phương ngang

b – khoảng cách từ trọng tâm đến trục sau theo phương

ngang

h g – chiều cao trọng tâm, là khoảng cách từ trọng tâm xe

đến mặt đường

• Sau khi cân ta xác đinh được trọng lượng toàn bộ G và

trọng lượng phân ra cầu trước G 1 và cầu sau G 2. Cùng với kích thước chiều dài cơ sở L, ta có thể xác định các giá trị a

và b như sau:

và

L G

G

• Chiều cao trọng tâm h g được xác đinh bằng phương pháp cân ô tô trên mặt phẳng nghiêng

- Để xe nghiêng góc α ≤ 10 0 ÷ 15 0 để giảm ảnh hưởng của độ võng hệ thống treo khi đặt nghiêng xe

- Để tăng độ chính xác thí nghiệm, người ta chêm cứng hệ thống treo và bơm lốp căng cứng tối đa

• Lập phương trình cân bằng mô men của các lực tác dụng

lên ô tô đối với trục của bánh xe trước Ta có:

Z 2 Lcosα – G(acosα + h 0 sinα) = 0

Trong đó:

Z 2 – trọng lượng tác dụng lên các bánh xe sau đặt trên bàn cân

G – trọng lượng toàn bộ của ô tô

h 0 – khoảng cách từ trọng tâm đến mặt phẳng ngang đi qua tâm trục bánh xe Từ phương trình cân bằng mô men ta có:

Chiều cao trọng tâm h g sẽ là:

h g = h 0 + r t bx = + r t bx

α

g a

L G

L G

5.2.3 Áp suất của lốp trên mặt đường

• Đây là thông số quan trọng bảo vệ mặt đường khỏi bị hư

hỏng do quá tải

• Trình tự thí nghiệm:

- lắp lốp mới đã qua chạy rà và lau rửa sạch

- kiểm tra áp suất lốp theo qui định

- Đặt xe chất đầy tải trên đường nằm ngang

- dùng kích nâng bánh xe lên khỏi mặt đường

- bôi sơn lên bề mặt lốp ở 2 vị trí: chỗ ứng với chân van và chỗ còn lại cách 90 0 so với vị trí trên

- đặt tờ giấy trắng lên mặt đường nơi các bánh xe vừa

được nâng lên

- từ từ hạ cac bánh xe xuống để các bánh xe tiếp xúc với mặt đường và in vết lên tờ giấy

- dùng kích nâng các bánh xe lên để lấy tờ giấy ra

- đo vết tiếp xúc của bánh xe với mặt đường trên tờ giấy

• Áp suất của lốp lên mặt đường được xác định theo công

thức sau:

Trong đó:

G bx – là trọng lượng xe phân ra bánh xe đang thí nghiệm đã được xác định ở mục 5.2.1

S – là diện tích tiếp xúc của lốp xe với đường

• Thí nghiệm được làm ở vị trí đã bôi sơn nói trên và được tiến hành đo 3 lần cho mỗi vị trí rồi lấy kết quả trung bình

S G

q = bx

5.2.4 Xác định mô men quán tính của ô tô

• Mô men quá tính của các chi tiết quay của ô tô cũng như

toàn bộ ô tô rất phức tạp vì vậy mô men quán tính của chúng thường được xác định không phải bằng tính toán

mà bằng thực nghiêm

• Trong thực nghiệm thường dùng phương pháp “lắc”

hoặc phương pháp dao động xoắn để xác định mô men quán tính

a Xác định mô men quán tính của phần được treo của ô tô

• Sơ đồ thí nghiệm

• Trình tự tiến hành

- Bánh xe của một trục được bơm cứng với áp suất cao Bánh xe này cùng với hệ thống treo của nó được chêm

cứng và đặt lên gối tựa đặc biệt

- Các bánh xe ở trục khác cùng với hệ thống treo của nó được thay bằng lo xo 1 có độ cứng thấp

- Kích động cho phần được treo ô tô dao động xung quanh trục và tiên hành đo tần só dao động bằng dao động ký

4 π

T cl

J =

Ở đây:

c – độ cứng của lò xo trên đó phát sinh rung động

T – chu kỳ dao động

l - khoảng cách từ trục lắc đếm đường tâm lò xo 1

m – khối lượng của phần được treo

R – khoảng cách từ trọng tâm đến trục lắc

b Xác định mô men quán tính của ô tô

• Sơ đồ thí nghiệm

2 0

2 0

l – khoảng cách từ trục lắc đến đường tâm lò xo 3

M – trọng lượng của ô tô

l 0 – khoảng cách từ trục lắc A đến trọng tâm O của ô tô theo

phương ngang

m tp – trọng lượng của tấm phẳng

l tp – khoảng cách từ trục lắc A đến trong tâm O’ của tấm phẳng lắc theo phương ngang

J tp – mô men quán tính của tấm phẳng lắc 1 đối với trục nằm

2

22

2 0

cl

π