Bài 8: Xác Định Các Thông Số Kết Cấu Hệ Thớng Lái ƠTơ I CƠ SỞ LÝ THUYẾT Điều kiện động học quay vòng đúng: - Quay vòng đúng: bánh xe lăn không trượt đường - Tâm quay vòng tức thời nằm trục khơng dẫn hướng - Góc quay bánh xe dẫn hướng khác α2>α1 B L0 cotgα1 – cotagα2= Bán kính quay vòng tới thiểu: Là bán kính cung tròn ( tưởng tượng) nhỏ mà xe vạch đánh tay lái hết mức, bao gồm bán kính vòng nhỏ phía ( R qvt) bán kính quay vòng nhỏ phía ngồi (Rqvn) a Sự ổn định bánh xe dẫn hướng: Tính ổn định bánh xe dẫn hướng khả giữ vị trí ban đầu ứng với xe chuyển động thẳng tự quay vị trí sau bị lệch Các nhân tố kết cấu sau đảm bảo tính ổn định bánh xe dẫn hướng: Góc nghiêng ngang trục đứng quay cam ( king-pin): Khi trục đứng đặt nghiêng ngang góc β phản lực thẳng đứng đất Zb tác dụng lên bánh xe dẫn hướng xe sử dụng để đảm bảo tính ổn định bánh xe dẫn hướng Do có độ nghiêng ngang β nên phản lực Z b từ đất chia thành hai thành phần Zbsinβ Zbcosβ ( đặt Zbsinβ=Z’) Khi xe quay vòng, bánh dẫn hướng quay góc α, lực Z’ lại phân làm hai thành phần Z’cosα Z’sinα Momen ổn định Z’lsinα có tác dụng hồi vị bánh xe, đưa vị trí trung gian Momen ổn định Mzβ tăng lên với tăng góc quay vòng α bánh xe dẫn hướng Ứng với góc quay vòng nhỏ bánh xe dẫn hướng, momen ổn định Mzβ nhỏ ảnh hưởng tới tính ổn định xe khơng lớn Momen có ý nghĩa chủ yếu làm cho bánh xe dẫn hướng tự động quay vị trí trung gian sau bị lệch góc α Khi quay vòng bánh xe dẫn hướng, momen ổn định M zβ chống lại quay vòng, cần phải tăng thêm lực tác dụng vành tay lái Chú ý: góc nghiêng ngang trục đứng có giá trị từ 0÷8o b Góc nghiêng dọc trục đứng cam quay (caster): - Caster nghiêng phía trước phía sau trục Caster đo độ trục đứng phương thẳng đứng nhìn từ cạnh xe - Nếu nghiêng phía sau gọi caster dương ngược lại, nghiêng phía trước gọi caster âm - Khoảng cách từ giao điểm đường tâm trục đứng tới mặt đất đến tâm vùng tiếp xúc lốp - đường gọi khoảng caster (rb) - Dưới tác động lực ly tâm xe vào đường vòng, lực gió bên thành phần bên trọng lực xe chạy đường nghiêng, khu vực tiếp xúc bánh xe với mặt đường xuất phản lực bên Yb - Khi trục quay đứng đặt nghiêng phía sau góc γ so với chiều tiến xe phản lực bên Y b đường tạo với tâm tiếp xúc O momen ổn định : MYγ=YbC Momen có xu hướng làm quay bánh xe vị trí trung gian ban đầu bị lệch khỏi vị trí Vì C=rbsinγ nên momen ổn định viết dạng sau: MYγ=Ybrbsinγ Khi quay vòng, người lái phải tạo lực để khắc phục momen này, thơng thường giá trị 0÷3o Momen ổn định MYγ khơng phụ thuộc vào góc quay vòng bánh xe dẫn hướng c Độ đàn hồi lốp theo hướng ngang: Do điều kiện thí nghiệm khơng đủ khả thục thí nghiệm nên tài liệu khơng đề cập đến d Góc dỗng ( Camber): Góc dỗng có cơng dụng sau: - - - Ngăn ngừa khả bánh xe bị nghiêng theo chiều ngược lại tác động trọng lượng xe khe hở biến dạng chi tiết trục trước hệ thống treo trước Tạo nên thành phần chiều trục từ trọng lực xe chống lại lực Zbsinβcosα giữ cho bánh xe trục cam quay Giảm cánh tay đòn C phản lực tiếp tuyến trục đứng, để làm giảm tải trọng tác dụng lên dẫn động lái giảm lực vành tay lái Khi bánh xe bị đặt nghiêng, có xu hướng lăn theo cung tròn với tâm quay giao điểm đường tâm bánh xe mặt đường Điều dẫn đến làm nảy sinh vùng tiếp xúc bánh xe với mặt đường phản lực bên hướng phía nghiêng bánh xe Như vậy, lực cản lăn bánh xe nghiêng độ mài mòn lốp tăng lên e Độ chụm: Khi phía trước bánh xe gần phía sau ( nhìn từ xuống ) gọi cặp bánh dẫn hướng có độ “chụm” ngược lại độ “mở” Tác dụng độ chụm: tượng trượt mòn lốp bánh xe dẫn hướng góc doảng gây Sơ đồ hệ thống lái ôtô: Trong đó: Vành tay lái Hộp tay lái Đòn quay đứng Đòn kéo dọc Đòn quay ngang Bánh xe dẫn hướng a Tỉ số truyền cấu lái i cc: Là tỉ số góc quay vành bánh lái chia cho góc quay đòn quay đứng b c d II Tỉ sớ truyền động hệ thống lái i dd: Là tỉ số góc quay vành tay lái góc quay bánh dẫn hướng Tỉ số truyền lực hệ thống lái i ht: Là trị số tổng lực cản ôtô quay vòng chia cho lực đặt vành tay lái Góc đặt bánh xe: Là trị số góc lắp đặt bánh xe dẫn hướng để tạo mômen ổn định cho bánh xe dẫn hướng Số liệu thí nghiệm • Thơng sớ động học hệ thống lái ( đánh tay lái sang phải) STT Lần • Thơng sớ Góc quay vơ lăng ɑvl (độ) Góc quay đòn quay đứng ɑđqđ (độ) 60 Góc quay bánh bên phải ɑbxp (độ) 2,5 120 300 20 2,5 6,5 Thông số động học hệ thống lái ( đánh tay lái sangtrái) STT Lần Góc quay bánh bên trái ɑbxt (độ) Góc quay vơ lăng ɑvl (độ) Thơng sớ Góc quay đòn Góc quay quay đứng bánh bên Góc quay bánh bên 60 phải ɑbxp (độ) 120 300 19 8,5 21 ɑđqđ (độ) • 21 Góc đặt bánh xe dẫn hướng Vị trí Trái Phải Độ chụm (mm) III trái ɑbxt (độ) Thông số Camber (độ) Caster ( độ) +0,7 +1 +2 +3 Trước = 490 505 - 490 = 15 Sau = 505 Kết thí nghiệm Kết tính toán STT Thơng sớ Ký hiệu Đơn vị Bên phải Bên trái Góc quay vô lăng ɑvl Độ 60 60 6 Góc quay đòn quay đứng Góc quay bánh xe Bán kính quay vòng nhỏ nhất Tỷ số truyền cấu lái Tỷ số truyền hệ thống lái Tỷ sớ truyền dẫn động lái Góc đặt bánh xe IV ɑđqđ Độ αbx Độ Rqvmin mm icc iht idd Camber Caster Độ chụm Độ Độ mm 3 2.5 7143.5 7149.1 20 20 24 20 1.2 +2 +3 + 0.7 +1 15 Nhận xét Qua thí nghiệm khảo sát hệ thống lái xe, biết vai trò ảnh hưởng góc đặt bánh xe đến q trình vận hành mài mòn lốp bánh xe Từ ta đặt giải pháp để điều chỉnh góc bánh xe cách phù hợp Do thiết bị thí nghiệm lâu, cấu hệ thốngthống lái xe dẫn đến việc sai số tiến hành đo, thiết bị đo có độ sai lêch lớn, nên từ đưa đến kết đo bị ảnh hưởng ... cần phải tăng thêm lực tác dụng vành tay lái Chú ý: góc nghiêng ngang trục đứng có giá trị từ 0÷8o b Góc nghiêng dọc trục đứng cam quay (caster): - Caster nghiêng phía trước phía sau trục Caster... Thơng sớ Góc quay đòn Góc quay quay đứng bánh bên Góc quay bánh bên 60 phải ɑbxp (độ) 120 300 19 8, 5 21 ɑđqđ (độ) • 21 Góc đặt bánh xe dẫn hướng Vị trí Trái Phải Độ chụm (mm) III trái ɑbxt