Khi xe chạy trên đường cong, điều kiện xe chạy của ô tô khác hẳn so với khi xe chạy trên đường thẳng: chịu tác dụng của lực ly tâm C hướng ra ngoài đường cong, lực này vuông góc với hướng chuyển động, tác động lên ô tô và hành khách, làm cho xe dễ bị lật hoặc trượt khi xe chạy nhanh ở các đường cong có bán kính nhỏ, làm cho việc điều khiển xe gặp khó khăn hơn và hành khách có cảm giác khó chịu.
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ ĐƯỜNG CONG NẰM 3.1 Đặc điểm chuyển động ô tô đường cong nằm - Khi xe chạy đường cong, điều kiện xe chạy ô tô khác hẳn so với xe chạy đường thẳng: chịu tác dụng lực ly tâm C hướng ngồi đường cong, lực vng góc với hướng chuyển động, tác động lên ô tô hành khách, làm cho xe dễ bị lật trượt xe chạy nhanh đường cong có bán kính nhỏ, làm cho việc điều khiển xe gặp khó khăn hành khách có cảm giác khó chịu - Ngồi ra, đường cong có bán kính nhỏ, tác dụng lực ly tâm C, lốp xe bị biến dạng theo chiều ngang chỗ tiếp xúc với mặt đường, sức cản lăn tơ tăng lên, lốp xe chóng hao mòn - Xe chạy đường cong yêu cầu có bề rộng phần xe chạy lớn đường thẳng chạy bình thường - Trên đường cong tầm nhìn bị hạn chế, bán kính đường cong nhỏ đoạn đường đào Tầm nhìn ban đêm xe chạy đường cong hạn chế đèn pha ôtô chiếu thẳng đoạn ngắn Vì thiết kế đường cố gắng sử dụng đường cong có bán kính lớn điều kiện cho phép Lực ngang hệ số lực ngang, xác định bán kính đường cong nằm: Khi xe chạy đường cong, trọng tâm ô tô chịu tác dụng lực ly tâm C trọng lượng thân tơ G(Hình 3.1) Khi dốc ngang mặt đường hướng phía ngồi đường cong ( cấu tạo bình thường), chiếu lên phương mặt phẳng mặt đường, thành phần trọng lực chiều với lực li tâm Khi dốc ngang làm thành dốc hướng tâm (cấu tạo gọi siêu cao) thành phần trọng lực làm giảm tác dụng xấu lực li tâm mv G v C= = R g R Lực ly tâm C xác định theo cơng thức: đó: m – khối lượng ô tô; v - tốc độ xe chạy, m/s; R – bán kính đường cong, m; G – trọng lượng ô tô, kG; g – gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s2; Chiếu lực lên phương mặt phẳng mặt đường: Từ hình vẽ, ta có: Yđ = Ccosa ± Gsina Yđ – tổng hợp lực làm ô tơ trượt ngang; α - góc nghiêng bề mặt đường so với phương nằm ngang; dấu (+) tương ứng với trường hợp xe chạy nửa xe phía lưng đường cong dấu (-) xe phía bụng đường cong Vì α nhỏ nên xem cosα ≈ 1, sinα ≈ tangα = in – độ dốc ngang mặt đường Do đó: G v2 Y v2 Y= ± Gi n ⇒ = ± in g R G gR Y v2 µ= = ± in G gR Đặt: µ - hệ số lực ngang; Do cơng thức tính bán kính đường cong có dạng: v2 R= ,m g( μ ± i n ) Nếu V tính km/h thì: R= V2 ,m 127( μ ± i n ) Lựa chọn hệ số lực ngang: Lực ngang, tùy theo hệ số nó, gây hiệu xấu cho ơtơ sau: + Xe bị trượt ngang mặt đường + Xe bị lật xung quanh điểm tựa bánh xe phía lưng đường cong + Lái xe hành khách cảm thấy khó chịu + Mức tiêu hao nhiên liệu tăng lốp xe chóng bị mòn a- Điều kiện ổn định chống trượt ngang: Xét bánh xe tiếp xúc vớimặt đường.lực Q gây trượt bánh xe + Điều kiện đảm bảo không trượt P + Y = Q ≤ Gb ϕn ϕ n = ϕ − ϕd Qua thực nghiệm người ta tìm mối quan hệ : + Điều kiện xe không bị trượt ngang Gb ϕn ⇒ ϕn ≥ Y≤ Y =µ Gb ⇒ Điều kiện : hệ số lực ngang µ ≤ hệ số bám ngang ϕ n Theo thc nghim (0,6ữ 0,7). Trng hp:mt ng m ướt, có bùn µ ≤ 0,12 mặt đường ẩm ướt µ ≤ 0,24 mặt đường khơ µ ≤ 0,36 Điều kiện ổn định chống chống lật : Cân mômen lật momen giữ: Y.h = G.( b/2 - ∆) ∆)/2.h ⇒ µ= (b-2 h: Chiều cao trọng tâm xe, b: Chiều rộng bánh xe ∆: Độ dịch ngang thân ôtô so với bánh, thường ∆ = 0.2b Thông thường b/h=1.8 – 2.5: xe du lịch =2 – 3: xe ôtô tải =1.7 – 2.2: ôtô buýt Qua nghiên cứu đưa điều kiện chống lật µ ≤ 0,6 Trong thực tế µ nhỏ Đảm bảo êm thuận hành khách: Theo điều tra xã hội học: µ≤ 0,1 hành khách không cảm thấy xe chạy đường cong 0,1 < µ ≤ 0,15 hành khách cảm thấy xe chạy đường cong 0,15< µ ≤ 0,2 hành khách cảm thấy khó chịu 0.2