Đề cương bài giảng lý thuyết ô tô

TRNG I HC S PHM K THUT HNG YấN KHOA C KH NG LC BI GING HC PHN: Lí THUYT ễ Tễ S TN CH: 02 LOI HèNH O TO: I HC CHNH QUY NGNH: CễNG NGH K THUT ễ Tễ Hng Yờn - 2015 PHN 1: NG LC HC ễTễ Chng 1: NG LC HC ễTễ TRONG QU TRèNH CHUYN NG 1.1 Cỏc trng thỏi ng lc hc ụtụ : 1.1.1 Khỏi nim ng lc hc ụtụ ng lc hc ca ụtụ l xỏc nh c lc v mụ men tỏc ng lờn ụtụ v quan trng hn c l tỏc ng lờn bỏnh xe ch ng ụ tụ cú th chuyn ng c Lch s phỏt trin ngnh ụ tụ ó chng kin nhiu loi ng c khỏc dựng trờn ụ tụ mỏy kộo, nhng hin ngun ng lc chớnh dung trờn ụ tụ mỏy kộo l ng c t loi piston Vỡ vy xỏc nh c lc hoc mụmen tỏc dng lờn cỏc bỏnh xe ch ng ca ụ tụ mỏy kộo cn phi nghiờn cu ng c tớnh tc ca ng c t loi piston ng c tớnh tc ca ng c l cỏc th ch s ph thuc ca cụng sut cú ớch Ne, mụmen xon cú ớch Me, tiờu hao nhiờn liu mt gi GT v sut tiờu hao nhiờn liu ge theo s vũng quay n hoc theo tc gúc ca trc khuu Cú hai loi ng c tớnh tc ca ng c: - ng c tớnh tc cc b - ng c tớnh tc ngoi, gi tt l ng c tớnh ngoi ca ng c ng c tớnh tc ng c nhn c bng cỏch thớ nghim ng c trờn b th Khi thớ nghim ng c trờn b th ch cung cp nhiờn liu cc i, tc l m bm ga hon ton i vi ng c xng hoc t rng ca bm cao ỏp ng vi ch cp nhiờn liu hon ton i vi ng c diesel chỳng ta nhn c ng c tớnh ngoi ca ng c Nu bm ga hoc rng t cỏc vi trớ trung gian s nhn c cỏc ng c tớnh cc b Nh vy vi mi ng c t s cú mt ng c tớnh tc ngoi v vụ s ng c tớnh cc b tựy theo v trớ ca bm ga hoc rng 1.1.2 Cỏc trng thỏi ng lc hc ụtụ 1.1.2.1 ễtụ chuyn ng thng Khi ô tô chuyển động đ-ờng nhiều tr-ờng hợp khác nhau: chuyển động lên dốc, xuống dốc, đ-ờng nằm ngang, chuyển động điều kiện thời tiết tình trạng mặt đ-ờng thay đổi Sau ta xét tr-ờng hợp tổng quát ô tô chuyển động lên dốc, không ổn định có kéo theo móc, cầu chủ động Ta có sơ đồ lực mômen tác dụng lên bánh xe tr-ờng hợp tổng quát đ-ợc biẻu thị hình vẽ sau: Hình 1.1: Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô chuyển động lên dốc tr-ờng hợp tổng quát Trong trình ô tô chuyển động phản lực thẳng góc từ đ-ờng tác dụng lên bánh xe thay đổi theo ngoại lực mômen tác dụng lên chúng Trị số phản lực mômen ảnh h-ởng đến tiêu kỹ thuật ô tô: - Chất l-ợng kéo bám - Chất l-ợng phanh - Tính ổn định, tuổi thọ chi tiết, cụm chi tiết Sau ta xác định phản lực tr-ờng hợp a Tr-ờng hợp tổng quát Trên hình vẽ ta thấy ô tô chuyển động lên dốc chịu tác dụng lực mômen sau: - Trọng l-ợng toàn xe G - Các lực cản: lực cản lăn Pf, lực cản không khí P , lực cản quán tính Pj, lực cản móc kéo Pm chịu tác dụng lực kéo Pk - Các mômen: mômen xcoắn chủ động Mk, mômen cản lăn Mf, mômen quán tính Mj - Phản lực thẳng góc Z1, Z2 Z1, Z2 có điểm đăt giao gữa đ-ờng thẳng đứng qua tâm trục bánh xe với mặt đ-ờng mômen cản lăn Mf Xác định phản lực thẳng góc bánh xe tr-ớc: Viết ph-ơng trình mômen điểm A MA = Z1L + Ph + (Pi + Pj)hg - Gbcos + Pmhm + Mf1 + Mf2 + Mj1 + Mj2 = 0; (1.1) Trong đó: G: trọng l-ợng toàn xe L: chiều dài sở xe a, b: khoảng cách từ trọng tâm đến trục bánh xe tr-ớc sau: hg: tọa độ chiều cao trọng tâm xe h: khoảng cách từ điểm đặt lực cản không khí đến mặt đ-ờng Trong tính toán để đơn giản coi h hg hm: khoảng cách từ điểm đặt lực kéo móc đến mặt đ-ờng : góc dốc đ-ờng mặt phẳng dọc Pi : lực cản lên dốc, Pi = G sin Pj: lực cản quán tính xe chuyển động không ổn định Pm: lực cản móc kéo Z1, Z2: hợp lực phản lực thẳng góc từ đ-ờng tác dụng lên bánh xe cầu tr-ớc bánh xe cầu sau Mj1, Mj2: mômen cản quán tính bánh xe cầu tr-ớc, sau; th-ờng trị số nhỏ nên bỏ qua Mf1, Mf2: mômen cản lăn bánh xe cầu tr-ớc sau Ta có: Mf1 + Mf2= Mf = Gfrbcos (1.2) Khi xe kéo theo móc, lực cản móc kéo đ-ợc xác định theo công thức: Pm = Gm(fcos sin ) (1.3) Gm: trọng l-ợng toàn móc Thay (1.2), (1.3) vào (1.1) ta đ-ợc: Z1 L P hg (G sin Pj )hg Gb cos Pm hm Gfrb cos Z1 G cos (b frb ) (G sin Pj P )hg Pm hm L (1.4) Xác định phản lực thẳng góc bánh xe sau Z2: T-ơng tự ta viết ph-ơng trình mômen điểm B cân lực theo ph-ơng thẳng đứng Ta xác định đ-ợc Z2 nh- sau: Z2 G cos (a frb ) (G sin Pj P )hg Pm hm L (1.5) b Trng hp xe chuyn ng n nh trờn ng nm ngang, khụng kộo múc Hình 1.2: Sơ đồ lực tác dụng lên bánh xe tr-ờng hợp ta có điều kiện sau: Xe chuyển động ổn định nên Pj=0; không kéo móc nên Pm=0 xe chuyển động đ-ờng =0 nên Pi=0 Để xác định hợp lực Z1 Z2 ta việc lập ph-ơng trình mômen điểm A B rút gọn ta có: mA Z1.L P h M f M f G.b (1.6) Để dễ tính toán coi: M f M f M f G f rb cos mà =0 M f G f rb thay vào ph-ơng trình (1.4), ta có: Z1.L P h G f rb G.b Z1 G(b f rb ) P h L (1.7) Tơng tự xác định đ-ợc : Z2 G(a f rb ) P h L (1.8) c Trng hp xe ng yờn trờn ng nm ngang Xe đứng yên đ-ờng nằm ngang ta có: = Pf=0, M f Rút gọn ta đ-ợc biểu thức: Z1 G.b ; L (1.9) Z2 G.a ; L (1.10) d Trng hp xe chuyn ng lờn dc, khụng thay i tc v cú kộo múc Vì xe chuyển động ổn định nên Pj (j=0) Thế vào ph-ơng trình (1.4), (1.5) ta có: Z2 Z1 G cos (b f rb ) (G sin P ).hg Pm hm L G cos (b f rb ) (G sin P ).hg Pm hm L (1.11) (1.12) Nhận xét: Qua tính toán tr-ờng hợp ta thấy rằng: phân bố tải trọng lên bánh xe chủ yếu phụ thuộc vào toạ độ trọng tâm xe Toạ độ trọng tâm có ảnh h-ởng lớn đến: - Chất l-ợng bám bánh xe với mặt đ-ờng - Tính ổn định xe - Tính dẫn h-ớng xe 1.1.2.2 ễtụ chuyn ng quay vũng Sơ đồ nghiên cứu biểu thị hình 1.3 Hình 1.3: Sơ đồ lực mômen tác dụng lên bánh xe ô tô quay vòng đ-ờng nghiêng ngang Khi ô tô chyển động đ-ờng nghiêng ngang chịu lực mômen sau: - Trọng l-ợng xe đặt trọng tâm G - Lực kéo móc kéo Pm có: + Ph-ơng: trùng với ph-ơng ngang mặt đ-ờng + Chiều: ng-ợc chiều chuyển động + Điểm đặt: vị trí đặt móc - Lực ly tâm xuất ô tô quay vòng : ký hiệu Plt G v2 Plt g R (1.13) Trong đó: v: vận tốc chuyển động xe R: bán kính quay vòng g: gia tốc trọng tr-ờng Gọi : - : góc nghiêng mặt đ-ờng - Z1, Z1 Z2, Z2 phản lực thẳng góc đ-ờng tác dụng lên bánh phải bên trái cầu tr-ớc cầu sau - Y1, Y1 Y2, Y2 phản lực ngang từ đ-ờng tác dụng lên bánh xe bên phải bên trái cầu tr-ớc cầu sau - C chiều rộng sở xe - YY trục quay vòng - Mjn mômen lực quán tính tiếp tuyến phần quay động hệ thống truyền lực, tác dụng mặt phẳng ngang Để xác định trị số phản lực bên trái, ta lập ph-ơng trình cân mômen điểm O1 (O1 giao tuyến mặt đ-ờng với mặt phẳng thẳng đứng qua trục bánh xe bên phải) Ta có: m o1 Z ' '.C Pm sin C C C M jn Pm cos hm Pl sin Pl COS hg G cos G.sin hg 2 Vậy: Z'' C C C G cos hg sin Pm hm cos sin M jn Pl hg cos sin C 2 (1.14) T-ơng tự ta lập ph-ơng trình cân mômen điểm O2 (O2 giao tuyến mặt đ-ờng với mặt phẳng thẳng đứng qua trục bánh xe bên trái) Ta có: Z' C C C G cos hg sin Pm hm cos sin M jn Pl hg cos sin C 2 (1.15) Muốn xác định phản lực ngang Y1, ta việc lập ph-ơng trình mômen điểm A (A giao tuyến mặt đ-ờng với mặt phẳng thẳng đứng qua trục bánh xe sau) Ta có: Y1 Y1' Y1'' Gb sin Pl b cos Pm l m cos ; L (1.16) T-ơng tự nh- trên, ta lập ph-ơng trình mômen điểm B (B giao tuyến đ-ờng với mặt phẳng thẳng đứng qua trục bánh xe tr-ớc) để xác định phản lực ngang Y2 Y2 Y2' Y2'' Ga sin Pl a cos Pm (l m L) cos ; L (1.17) Trong đó: Y1: Phản lực ngang đ-ờng tác dụng lên bánh xe tr-ớc Y2: Phản lực ngang đ-ờng tác dụng lên bánh xe sau lm: Khoảng cách từ điểm đặt lực kéo móc đến điểm A (vết tiếp xúc) 1.2 Lc kộo tip tuyn (lc y ụtụ chuyn ng) Cụng sut ca ng c c truyn n bỏnh xe ch ng ca ụ tụ qua h thng truyn lc Khi truyn nh vy, cụng sut b tn hao ma sỏt h thng truyn lc v cụng sut bỏnh xe ch ng s nh hn cụng sut ca ng c phỏt Cụng sut bỏnh xe ch ng c th hin qua hai thụng s l mụmen xon v s vũng quay ca bỏnh xe ch ng Nh cú mụmen xon truyn n bỏnh xe ch ng v nh cú s tip xỳc gia bỏnh xe ch ng vi mt ng cho nờn ti vựng tip xỳc ca bỏnh xe ch ng v mt ng s phỏt sinh lc kộo tip tuyn hng theo chiu chuyn ng Lc kộo tip tuyn Pk chớnh l lc m mt ng tỏc dng lờn bỏnh xe 1.2.1 T s truyn ca h thng truyn lc Tỷ số truyền hệ thống truyền lực đợc xác định theo công thức sau: it ne e nb b (1.18) Trong đó: it : tỷ số truyền hệ thống truyền lực ne, e : số vòng quay tốc độ góc trục khuỷu nb , b : số vòng quay tốc độ góc bánh xe chủ động Xét mặt kết cấu tỷ số truyền đ-ợc xác định: it ih i p io ic (1.19) Trong : ih : tỷ số truyền hộp số ip : tỷ số truyền hộp số phụ io : tỷ số truyền truyền lực ic : tỷ số truyền truyền lực cuối Hp s chớnh ca ụ tụ thng cú nhiu cp s, cũn hp s ph thng cú hai cp s Tựy theo v trớ cn gt s hp s chớnh v hp s ph m chỳng ta cú cỏc t s truyn it khỏc ca h thng truyn lc 1.2.2 Hiu sut ca h thng truyn lc Trong trình ôtô làm việc công suất động truyền đến bánh xe chủ động bị mát do: - Ma sát chi tiết hệ thống truyền lực - Sự khuấy dầu - Dẫn động phụ Cho nên công suất bánh xe chủ động nhỏ công suất động Công suất truyền đến bánh xe chủ động : N k Ne Nt (1.20) Trong : Nk : công suất truyền đến bánh xe chủ động Hình 7.10.Sơ đồ dao động tự tắt dần ôtô Khi hệ thống treo có lắp giảm chấn thuỷ lực lực cản giảm chấn thuỷ lực vận tốc bình th-ờng tỷ lệ với vận tốc dao động Ph-ơng trình dao động tr-ờng hợp có dạng: M z1 K1z1 C1 z1 (7.18) Ta đặt: K1 2h1 M1 C1 12 M1 Ph-ơng trình có dạng: z1 2h1 z1 12 z1 (7.19) đây: h - Hệ số tắt chấn động Để giải đ-ợc ph-ơng trình ta đ-a hệ số tỉ lệ tắt chấn động : h1 (7.20) - Hệ số thể mối t-ơng quan hai đại l-ợng đặc tr-ng cho hệ thống treo hệ số cản giảm chấn hệ số cứng phận đàn hồi (nhíp, lò xo) Đây thông số quan trọng hệ dao động xe Nghiệm ph-ơng trình đặc tính ph-ơng trình vi phân (7.19) có dạng 156 1, h1 h12 12 (7.21) Kết toán tuỳ thuộc dạng nghiệm số (3.21) Có ba tr-ờng hợp sau xảy a tr-ờng hợp thứ nhất: h1 tức Đặt: 12 h12 12 (7.22) - tần số dao động xe có phận cản cầu tr-ớc; - tần số dao động riêng cầu tr-ớc Nghiệm ph-ơng trình dao động (7.19) có dạng: z1 Ae h1t sh(1t ) (7.23) Nghiệm ph-ơng trình (3.19) tr-ờng hợp cho thấy hệ thống treo có lắp thành phần cản với đại l-ợng đặc tr-ng hệ số cản K dao động đ-ợc dập tắt, nh-ng với trình dập tắt theo quy luật sin hypec-bol, trình dập tắt đột ngột, cần tránh thiết kế hệ thống treo ôtô b tr-ờng hợp thứ hai: h1 tức nghiệm ph-ơng trình đặc tính nghiệm kép nghiệm ph-ơng trình dao động (7.19) có dạng sau: z1 e h1t ( A1 A2 t ) (7.24) trình dập tắt dao động có quy luật hình sin hypecbol thiết kế hệ thống treo cần tránh tr-ờng hợp 157 Hình 7.11 Dao động tắt dần c tr-ờng hợp thứ ba: h1 tức tr-ờng hợp nghiệm ph-ơng trình đặc tính nghiệm phức nghiệm ph-ơng trình dao động (6.19) có dạng: z1 Ae h1t sin(1t ) Quá trình dập tắt dao động tr-ờng hợp theo quy luật hình sin điều hoà, trình dập tắt từ từ êm dịu (hình) Nh- thiết kế hệ thống treo ôtô phải chọn chọn thời gian dập tắt dao động lâu lực cản để dập tắt dao động bé Nếu chọn trình dập tắt dao động dao động nhanh nh-ng đột ngột theo quy luật hình sin hypecbol Thông th-ờng ôtô hệ số tắt dao động có giá trị khoảng 0,15 0,3 (xem hình 7.12) 158 1,0 0,5 0,5 1,0 Vùng sử dụng Hình 7.12: Vùng sử dụng hệ số tỷ lệ tắt dao động CU HI V BI TP CHNG VII Khỏi nim tớnh ờm du chuyn ng Nờu cỏc ch tiờu ỏnh giỏ tớnh ờm du Phõn tớch s dao ng tng ng ca ụtụ Gii thớch phng trỡnh dao ng tng ng ca ụtụ Phõn tớch cỏc s húa h thng treo Gii thớch s dao ng tng ng ca ụtụ ( cu , cu ) Nờu phng trỡnh dao ng ca ụtụ Trỡnh by cỏc nhõn t nh hng n tớnh nng ờm du 159 Chng 8: TNH NNG C NG CA ễTễ 8.1 Khỏi nim tớnh nng c ng ca ụtụ Tính động ô tô đ-ợc hiểu khả chuyển động chúng điều kiện đ-ờng xá khó khăn địa hình phức tạp Tùy theo ý đồ sử dụng, ng-ời ta thiết kế ô tô có mức độ khác tính động Về ph-ơng diện yêu cầu thấp cho ô tô sử dụng chủ yếu thành phố đ-ờng quốc lộ (đa số ô tô du lịch ô tô chở khách) yêu cầu cao cho ô tô làm việc lĩnh vực nông nghiệp, lâm nghiệp quốc phòng Tính động có ảnh h-ởng định tới tiêu sử dụng suất Tính động phụ thuộc vào nhiều nhân tố, chủ yếu chất l-ợng kéo - bám thông số hình học ô tô Ngoài đặc điểm cấu tạo cụm riêng biệt ô tô trình độ thành thạo nghề nghiệp ng-ời lái có ảnh h-ởng tới tính động 8.2 Cỏc nhõn t nh hng n tớnh nng c ng ca ụtụ 8.2.1 nh hng ca cỏc thụng s hỡnh hc a) Khoảng sáng gầm xe Đó khoảng cách điểm thấp gầm xe với mặt đ-ờng, đ-ợc ký hiệu K Khoảng cách đặc tr-ng cho độ nhấp nhô lớn mặt đ-ờng mà xe v-ợt qua đ-ợc ô tô có tính động thấp, K = 175210 mm (với ô tô du lịch) K = 240275 mm (với ô tô tải) ô tô có tính động cao, khoảng sáng th-ờng lớn so với ô tô có tính động thấp từ 2050 mm xe đặc biệt khoảng sáng gầm xe đạt tới 400 mm cao (xem hình 8.1) 160 Hình 8.1 : Các thông số hình học tính động ô tô b) Bán kính động dọc động ngang Đặc tr-ng cho hình dạng ch-ớng ngại vật mà xe khắc phục đ-ợc Đây bán kính vòng tròn tiếp xúc với bánh xe điểm thấp gầm xe mặt phẳng dọc ngang (hình 8.1) Bán kính động dọc bán kính động ngang nhỏ tính động xe tốt ô tô có công thức bánh xe 4x2, bán kính động dọc th-ờng nằm giới hạn sau: Đối với ô tô du lịch loại nhỏ từ 2,5 đến 3,5 m; loại trung bình từ 3,5 đến 5,5 m loại lớn từ 5,5 đến 8,5 m Đối với ô tô tải, tải trọng nhỏ từ 2,5 đến 3,5 m; tải trọng trung bình từ 3,0 đến 5,5 m tải trọng lớn từ 5,0 đến 6,0 m ô tô có tính động cao, bán kính động dọc nhỏ so với loại ô tô t-ơng tự nh-ng có tính động thấp ; đa số tr-ờng hợp bán kính không v-ợt giá trị từ 2,0 đến 3,6 m c) Góc động tr-ớc góc động sau Khi ô tô cần phải v-ợt qua ch-ớng ngại vật lớn nh- đ-ờng hào, gò đống, bờ ruộng, cầu phà phần nhô sau giới hạn chiều dài sở xe va quệt vào vật cản Tính động ô tô để v-ợt qua ch-ớng ngại vật phụ thuộc vào trị số góc động tr-ớc góc động sau (hình IX.1) Để nâng cao tính động xe ng-ời ta mong muốn làm để góc có giá trị lớn theo khả 161 ô tô nay, góc động có giá trị sau: Ô tô du lịch có tính động thấp 2030 1520 Ô tô tải có tính động thấp 4050 2040 Ô tô có tính động cao, không nhỏ 4550 3540 Loại xe 8.2.2 nh hng ca cỏc thụng s kt cu a) ảnh h-ởng bánh xe chủ động tr-ớc Các bánh xe bị động tr-ớc khắc phục ch-ớng ngại vật thẳng đứng nhiều so với bánh xe chủ động Điều đ-ợc giải thích bánh xe bị động tỳ vào ch-ớng ngại vật bánh chủ động có xu h-ớng khắc phục Trên hình IX.2a biểu thị sơ đồ lực tác dụng lên bánh xe bị động phía tr-ớc khắc phục ch-ớng ngại vật thẳng đứng có độ cao h Các lực tác dụng lên bánh xe: T: Lực đẩy từ khung tới bánh xe R: Phản lực ch-ớng ngại Z X: Thành phần thẳng đứng nằm ngang phản lực R Từ điều kiện cân bánh xe ta có: Z = Gb , X=T 162 Gb Gb P k P'' k M Z A R C X k T r Z P' k A T R C X h a) b) Hình 8.2: Sơ đồ lực tác dụng lên bánh xe tr-ớc khắc phục trở ngại thẳng đứng a) Bánh xe bị động, b) Bánh xe chủ động Theo sơ đồ lực hình IX.2 ta có: Z = X.tg1 = T.tg1; T Gb = T.tg1 Gb tg Xác định giá trị tg1 từ tam giác AOC: tg Do đó: T OC CA rh 2.r.h h ; Gb 2.r.h h ; Gb tg rh Từ công thức vừa xác định đ-ợc they h = r, lực T = , có nghĩa gặp ch-ớng ngại vật có độ cao h = r ô tô v-ợt đ-ợc, bánh xe chủ động phía sau có lực kéo cực đại Khi bánh xe tr-ớc bánh chủ động, lực T Gb, bánh xe có mômen Mk xuất lực Pk Từ Pk ta có Pk Pk Do tác động lực T Gb điểm tiếp xúc A phát sinh phản lực X Z Khi chiếu tất lực lên trục nằm ngang thẳng đứng nhận đ-ợc: T = X - Pk Gb = Z + Pk 163 Do nảy sinh lực phụ Pk nên cho phép bánh xe chủ động dễ dàng khắc phục đ-ợc chướng ngại có độ cao bán kính bánh xe; lực Pk làm giảm lực cản chuyển động X b) ảnh h-ởng kết cấu vi sai Vi sai cho phép bánh xe chủ động quay với tốc độ khác Tr-ờng hợp ma sát nhỏ, xem nh- vi sai phân bố cho bán trục nửa giá trị mômen xoắn mà nhận đ-ợc Giá trị mômen lại bị giới hạn tr-ợt quay bánh xe chủ động nằm đất có hệ số bám nhỏ Nh- vậy, vi sai dơn giản cầu chủ động làm xấu nhiều tính nằn động ô tô trị số lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động đ-ợc xác định bánh xe có lực bám nhỏ với đất, đó, lực kéo tiếp tuyến không đủ để khắc phục lực cản chuyển động Vi sai phân bố mômen xoắn bánh xe chủ động nh- sau: M1 = 0,5.(M + Mr) M2 = 0,5.(M - Mr) đây: M1 M2: mômen xoắn bánh xe chủ động quay chậm nhanh; Mr: Mômen ma sát vi sai, nảy sinh có chuyển động t-ơng đối chi tiết nó; M: Mômen xoắn bánh xe bị động truyền lực Theo quan điểm tính động ma sát vi sai có lợi, cho phép truyền mômen lớn cho bánh xe không tr-ợt nhỏ cho bánh xe bị tr-ợt, nhờ mà khắc phục đ-ợc tr-ợt quay Lực kéo tiếp tuyến tổng cộng hai bánh xe chủ động tr-ờng hợp đạt đ-ợc giá trị cực đại nh- sau: Pk max 2.P Mr rb đây: Pmin: Lực kéo bánh xe có lực bám nhỏ rb: Bán kính bánh xe chủ động Ma sát vi sai đơn giản không lớn, lực kéo tổng cộng tăng 4%6% Trong vi sai cam trục vít có bố trí ô tô có tính động cao, ma sát chúng lớn nên lực kéo tiếp tuyến tổng cộng tăng 10%15% 164 Trên loại xe cần tính động cao ng-ời ta th-ờng sử dụng vi sai có ma sát lớn Kết cấu loại hình IX.3a Nó có hai l y hợp ma sát: Các đĩa nối với bánh bán trục, đĩa 10 nối với vỏ vi sai Các đĩa ly hợp đ-ợc ép cách tự động nhờ lực chiều trục, trục vi sai đĩa ép có mặt nghiêng (góc ) Trị số lực chiều trục phụ thuộc vào mô men truyền qua vi sai Ly hợp ma sát cản trở thay đổi vận tốc góc hai bánh xe chủ động, mômen ma sát vi sai phụ thuộc vào: mômen truyền tới nó, số l-ợng đĩa ma sát góc nghiêng trục vi sai đĩa ép Khi ô tô chuyển động thẳng mômen xoắn đ-ợc truyền tới bán trục hai đ-ờng: qua bánh côn vi sai qua hail y hợp ma sát, tr-ờng hợp mômen bán trục nhaukhi lực cản hai bánh xe chủ động nh- (M1=M2) Khi ô tô quay vòng (giả sử quay vòng phải) chuyển động mặt đ-ờng có hệ số bám bánh xe chủ động bên phải lớn bên trái có phân bố lại mômen (hình IX.3c) mômen truyền cho bán trục bên phải lớn bên trái (M2>M1) 165 M 1+ M2 10 A M1 M2 b) M 1+ M2 M2 M1 Nhìn theo A a) c) Hình 8.3: Cấu tạo vi sai có ma sát lớn nhờ ly hợp ma sát sơ đồ phân bố mômen cho bán trục a) Cấu tạo vi sai: vỏ hộp vi sai; bánh hành tinh; bánh bán trục; đĩa ép ly hợp; bánh bị động truyền lực chính; mặt nghiêng trục vi sai đĩa ép; trục vi sai; nắp đậy; đĩa ma sát có then hoa trong; 10 đĩa ma sát có then hoa b) Khi xe chuyển động thẳng (M1 = M2) c) Khi xe quay vòng chuyển động mặt đ-ờng có hệ số bám khác hai bánh xe chủ động (M1 < M2) 166 Trên số ô tô ng-ời ta sử dụng loại vi sai gài c-ỡng bức, việc gài cứng vi sai với bán trục đ-ợc thực có chênh lệch lớn hệ số bám bánh xe chủ động bên phải bên trái Trên mặt đ-ờng trơn lầy loại vi sai cho phép tăng đáng kể lực kéo ô tô Sau khắc phục đ-ợc chỗ trơn lầy cần phải mở phận gài cứng để tránh t-ợng tuần hoàn công suất hạn chế mài mòn lốp 8.2.3 nh hng ca s cu ca ụtụ Trong biện pháp khác đ-ợc sử dụng để nâng cao chất l-ợng kéo - bám ô tô, xe cần có tính động cao, ng-ời ta sử dụng biện pháp tăng số cầu chủ động Với cách bố trí này, chất l-ợng kéo - bám ô tô tăng nhiều nhờ việc tận dụng tới mức tối đa trọng l-ợng sử dụng xe để biến thành trọng l-ợng bám Để đơn giản cho việc nghiên cứu ta xét loại xe bố trí theo sơ đồ 4x4 Động lực học kéo xe có bánh chủ động nh- phụ thuộc vào sơ đồ dẫn động tới trục chủ động, cấu trúc hệ thống dẫn động có ảnh h-ởng tới việc phân bố lực kéo bánh xe tr-ớc sau Hiện ng-ời ta sử dụng hai loại dẫn động: dẫn động cứng dẫn động vi sai (hình 8.4) Loại dẫn động thứ đ-ợc biểu thị sơ đồ 8.4a Cả hai trục ô tô đ-ợc nối động học cứng với qua hộp phân phối 1, mối quan hệ xác định vận tốc góc chúng không đổi trình làm việc Loại dẫn động thứ hai đ-ợc biểu thị sơ đồ 8.4b Thay vào vị trí hộp phân phối hộp vi sai 2, kết tác động hiệu ứng vi sai nên mối quan hệ vận tốc góc hai trục thay đổi trình làm việc Đặc tính khác mối quan hệ động học trục gây nên khác việc phân bố mômen chủ động cho chúng ô tô có dẫn động cứng hai trục chủ động hầu nh- luôn có không t-ơng ứng động học bánh xe tr-ớc sau Khi chuyển động thẳng mặt đ-ờng phẳng, không t-ơng ứng động học đ-ợc biểu thị chỗ: tốc độ vòng lý thuyết bánh tr-ớc sau khác nhau, trục chúng lại đ-ợc gắn chặt với khung xe phải di chuyển với vận tốc tịnh tiến Đảm bảo đồng tuyệt đối vận tốc vòng bánh xe tr-ớc sau thực tế thực đ-ợc, bán kính bánh xe sai lệch so với tính toán nhiều nguyên nhân gây nên nh-: sai số chế tạo, độ mài mòn lốp, áp suất không khí lốp, dao động tải trọng thẳng đứng tác động lên bánh xe, 167 Hộp số a) Hộp số b) Hình IX.4: Sơ đồ dẫn động trục chủ động a) Dẫn động cứng; b) Dẫn động vi sai Trên đ-ờng vòng, không t-ơng ứng động học đ-ợc tạo nên chỗ: ô tô chuyển động đ-ờng cong trục chúng phải lúc đ-ợc quãng đ-ờng khác nhau, nh-ng hai trục xe đ-ợc xem nh- gắn với khung lại di chuyển với vận tốc tịnh tiến 8.3 Cỏc bin phỏp nõng cao tớnh nng c ng ca ụtụ Để nâng cao tính động ô tô, ng-ời ta sử dụng biện pháp sau đây: a) Nâng cao chất l-ợng động lực học ô tô Chất l-ợng động lực học có liên quan chặt chẽ với khả khắc phục độ dốc đoạn đ-ờng có lực cản lăn lớn, xe có tính động cao cần phải có trị số lực kéo t-ơng ứng bánh xe chủ động Để nâng cao chất l-ợng động lực học 168 cần nâng cao công suet riêng xe, tăng tỷ số truyền cực đại hệ thống truyền lực, sử dụng loại hệ thống truyền lực cho phép chuyển số mà không cần ngắt dòng công suet truyền đến bánh xe chủ động b) Giảm áp suất riêng phần lên bề mặt đ-ờng Do ô tô loại th-ờng phải di chuyển mặt tựa mềm, phần tử đất có mối liên kết yếu, lực cản lăn lớn lực bám nhỏ Vì tăng áp suet riêng ô tô lên bề mặt tựa làm tăng vết lún bánh xe, lực cản lăn tăng dẫn đến tình trạng xe bị sa lầy Biện pháp giảm áp suet riêng lên bề mặt tựa là: Phân bố hợp lý trọng l-ợng xe lên trục, tăng số trục, sử dụng lốp có kích th-ớc profin t-ơng ứng, giảm áp suet không khí lốp điều chỉnh đ-ợc áp suet xe chạy tùy theo điều kiện đ-ờng xá Công tiêu hao cho bánh xe ô tô xe chuyển động đất mềm tỷ lệ với độ biến dạng d- đất, có nghĩa phụ thuộc vào bề rộng độ sâu vết lún bánh xe Chính mà độ trùng vết bánh có ý nghĩa quan trọng công tiêu hao cho di chuyển ô tô Độ biến dạng nhỏ đất nhận đ-ợc có độ trùng xác vết bánh sau bánh tr-ớc c) Nâng cao chất l-ợng bám ô tô Trên mặt đ-ờng trơn tr-ợt, tính động xe phụ thuộc nhiều vào khả bám bánh xe chủ động với bề mặt tựa Vì để nâng cao chất l-ợng bám ng-ời ta th-ờng phải sử dụng loại lốp có dạng hoa lốp đặc biệt trang bị khác để chống lại tr-ợt bánh xe, sử dụng cumk vi sai có ma sát lớn, cụm vi sai tự động gài gài cứng c-ỡng thay cho cụm vi sai thông th-ờng cuối tạo nên xe có nhiều cầu chủ động để sử dụng tối đa trọng l-ợng xe thành trọng l-ợng bám d) Tạo thông số hình học thích hợp Những ô tô có tính động cao th-ờng phải làm việc loại địa hình phức tạp, chúng cần phải có thông số hình học tính động để di chuyển không bị va quệt vào ch-ớng ngại vật đ-ờng CU HI V BI TP CHNG VIII Nờu khỏi nim tớnh nng c ng ca ụtụ Trỡnh by cỏc nhõn t nh hng n tớnh nng c ng ca ụtụ Phõn tớch nh hng ca cỏc thụng s hỡnh hc 169 Phõn tớch nh hng ca cỏc thụng s kt cu Phõn tớch nh hng ca s cu ca ụtụ Phõn tớchCỏc bin phỏp nõng cao tớnh nng c ng ca ụtụ 170 ... B.H - tô du lịch (Hình I-6b) : F = 0,8.B0.H (1.49) Trong đó: - B: Chiều rộng sở tô - B0: Chiều rộng lớn tô H H - H: Chiều cao lớn tô - a B0 b 19 Hình I.6: Sơ đồ xác định diện tích diện tô Khi... l-ợng toàn ô tô j dv : gia tốc tịnh tiến ô tô dt Xác định Pj'': Để xác định Pj'' ta cần phải tính đ-ợc mômen xoắn truyền đến bánh xe chủ động ô tô chuyển động không ổn định - Khi tô chuyển động... có tốc độ thấp lực cản không khí không đáng kể bỏ qua Đối với ô tô, ô tô du lịch có tốc độ chuyển động cao lực cản không khí lớn Để xác định hệ số cản không khí K loại tô đ-ợc thiết kế ng-ời ta