Chương 8 tính cơ động của ô tô 3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT CƠ SỞ ĐÀO TẠO THÁI NGUYÊN BÀI GIẢNG LÝ THUYẾT Ô TÔ CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ƠTƠ GIẢNG VIÊN: VŨ THẾ TRUYỀN CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ƠTƠ NỘI DUNG 8.1 Khái niệm tính động tơ 8.2 Các nhân tố ảnh hưởng tới tính động tơ 8.3 Các biện pháp nâng cao tính động tơ CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ƠTƠ 8.1 Khái niệm tính động ô tô - Là khả chuyển động chúng điều kiện đường xá khó khăn địa hình phức tạp - Tính động ơtơ phụ thuộc mục đích sử dụng ơtơ + Ơtơ sử dụng thành phố đường quốc lộ (đa số ô tô du lịch ôtô chở khách) tính động thấp yêu cầu cao cho + Ơtơ sử dụng lĩnh vực nơng nghiệp, lâm nghiệp quốc phòng tính động cao - Tính động có ảnh hưởng định suất sử dụng ô tô - Tính động phụ thuộc vào nhiều yếu tố: chất lượng kéo bám, thơng hình học, cấu tạo cụm riêng biệt trình độ thành thạo nghề nghiệp người lái CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ƠTƠ 8.2 Các nhân tố ảnh hưởng tới tính động ô tô 8.2.1 Ảnh hưởng thơng số hình học a Khoảng sáng gầm xe (k) Là khoảng cách điểm thấp gầm xe với mặt đường, đặc trưng cho độ nhấp nhô lớn mặt đường mà xe vượt qua Ơtơ có tính động thấp: k=175 ÷ 210 mm (ôtô du lịch) k = 240 ÷ 275 mm (ơ tơ tải ) Ơtơ có tính động cao, k lớn so với ơtơ có tính động thấp từ 20 ÷ 50 mm xe đặc biệt, khoảng sáng đạt tới 400 mm cao Hình 8-1: Các thơng số hình học tính động tơ CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ÔTÔ 8.2 Các nhân tố ảnh hưởng tới tính động ô tô 8.2.1 Ảnh hưởng thơng số hình học b.Bán kính động dọc ngang - Là bán kính vòng tròn tiếp xúc với bánh xe điểm thấp gầm xe mặt phẳng dọc ngang - Những ôtô có cơng thức bánh xe 42, bán kính động nằm giới hạn: + Ơtơ du lịch nhỏ từ 2,2÷3,5 m; trung bình từ 3,5÷5,5 m lớn từ 5,5÷8,5 m + Ơtơ tải tải trọng nhỏ từ 2,5÷3,5 m; trung bình từ 3,0÷5,5 lớn từ 5,0÷6,0 m + Trong trường hợp bán kính khơng vượt q giá trị từ 2,0÷3,6 m CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ÔTÔ 8.2 Các nhân tố ảnh hưởng tới tính động tơ 8.2.1 Ảnh hưởng thơng số hình học c Góc động trước góc động sau Khi ơtơ cần phải vượt qua chướng ngại lớn đường hào, gò đống, bờ ruộng, cầu phà v.v phần nhô sau giới hạn chiều dài sở xe va quyệt với vật cản Trị số góc động trước  sau  :  Ơtơ du lịch có tính động thấp 20  300  15  200 Ơtơ tải có tính động thấp Ơtơ có tính động cao, không nhỏ : 40  500 20  400 45  50 35  400 CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ƠTƠ 8.2 Các nhân tố ảnh hưởng tới tính động ô tô 8.2.2 Ảnh hưởng thông số kết cấu a Ảnh hưởng bánh xe chủ động trước Các lực tác dụng lên bánh xe bị động phía trước khắc phục chướng ngại thẳng đứng có độ cao h Từ hình ta có : Z  Xtg1  Ttg1 ; Gb  Ttg1 T Ta có : G tg1 Z  Gb , X  T Từ tam giác AOC : tg1  OC r h  CA 2rh  h Hình 8-2: Sơ đồ lực tác động lên bánh xe trước khắc phục trở ngại thẳng đứng Gb 2rh  h  Gb => T  tg1 rh Khi gặp chướng ngại có độ cao h = r ơtơ khơng thể vượt đượcvì T =  CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ƠTƠ 8.2 Các nhân tố ảnh hưởng tới tính động ô tô 8.2.2 Ảnh hưởng thông số kết cấu Khi bánh xe trước bánh xe chủ động, lực T Gb bánh xe có mơmen Mk, xuất lực Pk hình 8-2b Từ Pk ta có P’k P’’k Do tác động lực T Gb , lực tiếp xúc A phát sinh phản lực X Z Khi chiếu tất lực lên trục nằm ngang thẳng đứng nhận : T = X – Pk Gb=Z + P’k Do nẩy sinh lực phụ P’’k nên cho phép bánh xe chủ động dễ dàng khắc phục chướng ngại có độ cao bán kính bánh xe ; lực P’k làm giảm lực cản chuyển động X CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ƠTƠ 8.2 Các nhân tố ảnh hưởng tới tính động ô tô 8.2.2 hưởng b ẢnhẢnh hưởng củacủa cáccác kếtthông cấu visố kết cấu sai Vi sai cho phép bánh xe chủ động quay với vận tốc góc khác Trường hợp ma sát nhỏ, xem vi sai phân bố cho bán trục nửa mơmen xoắn mà nhận giá trị mô men lại bị giới hạn trượt quay bánh xe chủ động nằm đất có hệ số bám nhỏ Vi sai phân bố mômen xoắn bánh xe chủ động sau : M  0,5( M  M r ) M  0,5( M  M r ) Theo quan điểm tính động ma sát vi sai có lợi, cho phép truyền mômen lớn cho bánh xe không trượt nhỏ cho bánh xe bị trượt, nhờ mà khắc phục trượt quay Lực kéo tiếp tuyến tổng cộng hai bánh xe chủ động trường hợp đạt giá trị cực đại sau : Pk max  P  Mr r CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ƠTƠ 8.2 Các nhân tố ảnh hưởng tới tính động ô tô 8.2.2 Ảnh hưởng thông số kết cấu Trên loại xe cần tính động cao người ta thường sử dụng vi sai có ma sát lớn Kết cấu loại vi sai biểu hình 8-3 có hai ly hợp ma sát : Các đĩa nối với bánh bán trục đĩa 10 nối với vỏ hợp vi sai Các đĩa ly hợp dược ép cách tự động nhờ lực chiều trục, trục vi sai đĩa ép có mặt nghiêng Trị số lực chiều trục phụ thuộc vào mômen truyền qua vi sai Ly hợp ma sát cản trở thay đổi vận tốc góc hai bánh xe chủ động, mơmen ma sát vi sai phụ thuộc vào : mômen truyền tới nó, số lượng đĩa ma sát góc nghiêng a trục vi sai đĩa ép CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ƠTƠ 8.2 Các nhân tố ảnh hưởng tới tính động tơ 8.2.2 Ảnh hưởng thông số kết cấu Khi ô tơ chuyển động thẳng hình8-3 mơmen xoắn truyền tới bán trục hai đường : qua bánh côn vi sai qua ly hợp ma sát, trường hợp mômen bán trục lực cản bánh xe chủ động (M1 = M2 ) Khi tơ quay vòng ( thí dụ sang phải ) chuyển động mặt đường mà hệ số bám bánh xe chủ động bên phải lớn bên trái có phân bố lại mơmen mômen truyền cho bàn trục bên phải lớn bên trái (M2 > M1 ) Trên số ô tô người ta sử dụng loại vi sai gài cưỡng bức, việc gài cứng vi sai vơi bán trục thực có chênh lệch lớn hệ số bám bánh xe chủ động bên phải bên trái Trên mặt đường trơn lầy loại vi sai cho phép tăng dáng kể lực kéo ô tô Sau khắc phục dược chỗ trơn lầy cẩn phải mở phận gài cứng để tránh tượng lưu thông công suất có hại mài mòn lốp CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ÔTÔ 8.2 Các nhân tố ảnh hưởng tới tính động tơ 8.2.2 Ảnh hưởng thông số kết cấu Vỏ hợp vi sai; Bánh hành tinh; Bánh bán trục; Đĩa ép ly hợp; Bánh bị động truyền lực chính; Những mặt nghiêng trục vi sai đĩa ép; Trục vi sai; Nắp đậy; Các đĩa ma sát có then hoa trong; 10 Các đĩa ma sát có then hoa - Khi xe chuyển động thẳng (M1 =M2 ) - Khi xe quay vòng chuyển động mặt dường có hệ số bám khác hai bánh xe chủ động (M1 > M2 ) Hình 8-3: Cấu tạo vi sai có ma sát lớn nhờ ly hợp ma sát sơ đồ phân bố mơmen cho bán trục CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ÔTÔ 8.2 Các nhân tố ảnh hưởng tới tính động tơ 8.2.2 Ảnh hưởng thơng số kết cấu c Ơ tơ nhiều cầu chủ động vấn đề lưu thông công suất Trong số biện pháp khác dược sử dụng để nâng cao chất lượng kéo - bám ô tơ máy kéo bánh xe, xe cần có tính động cao, người ta thường sử dụng biện pháp tăng số cầu chủ động Với cách bố trí chất lượng kéo - bám ô tô tăng nhiều nhờ việc tận dụng tới mức tối đa trọng lượng sử dụng xe để biến thành trọng lượng bám Động lực học kéo xe có bốn bánh chủ động phụ thuộc vào sơ đồ dẫn động tới trục chủ động, cấu trúc hệ thống dẫn động có ảnh hưởng tới việc phân bố lực kéo bánh xe trước sau Đơn giản cho việc nghiên cứu, ta xét cho loại xe bố trí theo sơ đồ 4x4 ( bốn bánh xe bánh chủ động ) CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ÔTÔ 8.2 Các nhân tố ảnh hưởng tới tính động ô tô 8.2.2 Ảnh hưởng thông số kết cấu Hiện nay, người ta thường sử dụng hai loại dẫn động : dẫn động cứng dẫn động vi sai (hình 8-4 ) Hình 8-4: Sơ đồ dẫn động bánh chủ động a Dẫn động cứng sai b Dẫn động qua vi CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ÔTÔ 8.2 Các nhân tố ảnh hưởng tới tính động tơ 8.2.2 Ảnh hưởng thông số kết cấu Loại dẫn động thứ biểu thị sơ đồ hình 8.4a hai trục trước máy kéo ( trục trước sau ) nối động học cứng với qua hộp phân phối 1, mối quan hệ xác định vận tốc góc chúng khơng đổi q trình làm việc Loại dẫn động thứ hai biểu thị sơ đồ hình 8-4b thay vào vị trí hộp phân phối hộp vi sai 2, 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 mô men chủ động cho chúng CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ƠTƠ 8.2 Các nhân tố ảnh hưởng tới tính động ô tô 8.2.2 Ảnh hưởng thông số kết cấu Ở tơ có dẫn động cứng hai trục chủ động ln ln có khơng tương ứng động học bánh xe trước sau Khi chuyển động thẳng mặt đường phẳng, không tương ứng động học biểu thị chỗ : tốc độ vòng lý thuyết bánh trước sau khác nhau, trục chúng lại gắn chặt với khung xe phải di chuyển với vận tốc tịnh tiến đảm bảo đồng tuyệt đối vận tốc vòng bánh xe trước sau thực khơng thể thực được, bán kính bánh xe sai lệch so với tính tốn nhiều ngun nhân gây nên : sai số chế tạo, độ mài mòn lốp, áp suất khơng khí lốp, dao động tải trọng thẳng đứng tác động lên bánh xe v.v CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ƠTƠ 8.2 Các nhân tố ảnh hưởng tới tính động tô 8.2.2 Ảnh hưởng thông số kết cấu Trên đường vòng khơng tương ứng động học tạo nên chỗ: ô tô chuyển động đường cong trục chúng phải lúc quãng đường khác , hai trục cuả xe xem gắn với khung lại di chuyển với vận tốc tịnh tiến Hiện tượng lưu thơng cơng suất có hại khơng tồn tơ có nhiều cầu chủ động trục chúng nối với hệ thống động học cứng (hộp phân phối), mà xuất cầu chủ động vi sai banh xe bị gài cứng trường hợp xe chuyển động mặt đường cứng quay vòng Để tránh tượng lưu thông công suất ô tơ có tính động cao, điều kiện làm việc bình thường mặt đường tốt không nên sử dụng lúc nhiều cầu chủ động gài cứng vi sai bánh xe CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ƠTƠ 8.3 Các biện pháp nâng cao tính động tơ a Nâng cao chất lượng động học ô tô Chất lượng động lực học có liên quan chặt chẽ với khả khắc phục độ dốc đoạn đường có lực cản lớn xe có tính động cao cần có trị số lực kéo tương ứng bánh xe chủ động Để nâng cao chất lượng động lực học cần nâng cao công suất riêng xe, tăng tỷ số truyền cực đại hệ thống truyền lực, sử dụng loại hệ thống truyền lực cho phép chuyển số mà khơng cần ngắt dòng cơng suất tới bánh xe chủ động CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ƠTƠ 8.3 Các biện pháp nâng cao tính động ô tô b Giảm áp suất riêng phần bề mặt đường Do ô tô loại thường phải di chuyển mặt tựa mềm, phần tử đất có mối liên kết yếu lực cản lăn lớn lực bám nhỏ Vì vậy, tăng áp suất riêng ô tô lên bề mặt tựa làm tăng vết lún bánh xe xích, lực cản tăng dẫm đến tình trạng xe bị xa lầy Biện pháp giảm áp suất riêng nên bề mặt tựa : phân bố hợp lý trọng lượng xe lên trục, tăng số trục, sử dụng lốp có kích thước có prơfin tương ứng, giảm áp suất khơng khí lốp điều chỉnh áp suất xe chạy tùy theo điều kiện đường xá Công tiêu hao cho bánh xe ô tô xe chuyển động đát mền tỉ lệ với độ biến dạng dư đất, có nghĩa phụ thược vào bề rộng độ sâu vết lún bánh xe CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ƠTƠ 8.3 Các biện pháp nâng cao tính động ô tô c Nâng cao chất lượng bám ô tô Trên mặt đường trơn trượt tính động xe phụ thuộc nhiều vào khả bám bánh xe chủ động xích với bề mặt tực vậy, để nâng cao chất lượng bám người ta thường sử dụng loại lốp có dạng hoa lốp đặc biệt trang bị khác để chống lại trượt bánh xe (vòng xích mắc vào lốp, đai xích, bánh sắt phụ v.v )sử dụng cụm vi sai co ma sát lớn;cụm vi sai tự động gài cứng cưỡng thay cho cụm vi sai thông thường cuối tạo nên xe có nhiều cầu chủ động để sử dụng tối đa trọng lượng xe thành trọng lượng bám d Tạo thơng số hình học thích hợp Những tơ kéo có tính động cao thường phải làm việc loại địa hình phức tạp, chúng phải có thơng số hình học tính động để di chuyển không bị va quyệt vào chướng ...CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ƠTƠ NỘI DUNG 8. 1 Khái niệm tính động tơ 8. 2 Các nhân tố ảnh hưởng tới tính động tơ 8. 3 Các biện pháp nâng cao tính động tơ CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ƠTƠ 8. 1 Khái niệm tính. .. chủ động ) CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ÔTÔ 8. 2 Các nhân tố ảnh hưởng tới tính động ô tô 8. 2.2 Ảnh hưởng thông số kết cấu Hiện nay, người ta thường sử dụng hai loại dẫn động : dẫn động cứng dẫn động. .. 400 mm cao Hình 8- 1: Các thơng số hình học tính động tơ CHƯƠNG TÍNH CƠ ĐỘNG CỦA ÔTÔ 8. 2 Các nhân tố ảnh hưởng tới tính động ô tô 8. 2.1 Ảnh hưởng thơng số hình học b.Bán kính động dọc ngang -