Bài giảng môn Vật lý - Chương 3: Động lực học tổng quát ô tô máy kéo bánh (Tiếp)

Bán kính động học Là khoảng cách từ tâm BX đến mặt đường khi chỉ chịu tải trọng pháp tuyến Bán kính lăn Là bán kính của vòn tròn tưởng tưởng khi lăn không trượt và có cúng vận tốc góc và[r]

Chương3 động lực học tổng quát ô tô máy kéo bánh Home 3.1 §éng häc b¸nh xe 3.2 C¸c tÝnh chÊt cña b¸nh h¬i 3.3 Kh¸i niÖm vÒ c¸c lo¹i b¸n kÝnh cña b¸nh xe 3.4 Động lực học bánh xe bị động 3.5 Động lực học bánh xe chủ động 3.6 ảnh hưởng lực cản kéo đến độ trượt bánh xe 3.7 Xác định phản lực pháp tuyến mặt đường tác dông lªn m¸y kÐo Lop7.net end Chương3 động lực học tổng quát ô tô máy kéo bánh Home 3.1 §éng häc b¸nh xe (vận tốc, gia tốc, quĩ đạo chuyển động ) 3.1.1 Trường hợp lăn không trượt V0 * §iÓm A bÊt kú trªn vµnh b¸nh xe Y chuyển động theo với vận tốc V0 Y chuyển động quay tương đối vớiVtt VB B   V0 A V0 - vận tốc chuyển động xe  - tốc độ quay bánh xe Vtt = r VC VA Vtt C Vận tốc tuyệt đối: r HoÆc VA = 2V0cos(/2) Vtt 01 V0 (v× Vtt = V0) * §iÓm 01 tiÕp xóc víi mÆt ®­êng  = 1800 T©m quay tøc thêi  V01 = Do đó: 01 là tâm quay tức thời Biết tâm quay tức thời ta có thể xác định vận tốc điểm bát kỳ trên bánh xe: VÝ dô: §iÓm C: VC = 01C. ; §iÓm 0: V0 = r ; Lop7.net §iÓm B: VB = 2r. = 2V0 end Chương3 động lực học tổng quát ô tô máy kéo bánh Home y Quĩ đạo chuyển động lăn không trượt - Phương trình chuyển động: X = r( - sin) Y = r(1 - cos) 0’ A’ - Quĩ đạo chuyển động là đường xicloit y r y  A 01 0’1 x x r 2pr - VËn tèc x - Gia tèc Lop7.net end Chương3 động lực học tổng quát ô tô máy kéo bánh Home 3.1.2 Các tượng trượt bánh xe (Trượt lăn và trượt)lê - Vận tốc lý thuyết ( lăn không trượt), ký hiệu làVt : - Vận tốc thực tế (lăn có trượt ), ký hiệu là V  Trượt lăn(trượt quay): V’ < Vt  Trượt lê …………… V’’> Vt - Độ trượt : Vt = Vtt = r  A V’ Vt V’’ r’ Vtt Trượt lăn  =  100% V’A VA V’’A r Trượt lê  = -  Quĩ đạo chuyển động: r’’ y 2pr’ 2pr T©m quay tøc thêi x 2pr’’ Lop7.net 1- Không trượt 2- Trượt lăn ; 3- Trượt lê Chương3 động lực học tổng quát ô tô máy kéo bánh Home 3.2 Các tính chất bánh (Tự đọc sách giáo trình) 3.3 Kh¸i niÖm vÒ c¸c lo¹i b¸n kÝnh cña b¸nh xe G r0 G rt rt r0 – b¸n kÝnh Z Z rt – b¸n kÝnh tÜnh häc chÕ t¹o V G V P rd rt a Z 1)- B¸n kÝnh chÕ t¹o P rt rd Pf rt – bán kính động lực học G Lµ kho¶ng c¸ch tõ t©m BX đến mặt ngoài BX Khi kh«ng chÞu t¶i 2)- B¸n kÝnh tÜnh häc Z rt Lµ kho¶ng c¸ch tõ t©m BX đến mặt đường chÞu t¶i träng ph¸p tuyÕn (khi bánh xe đứng yên) 3) - Bán kính động lực học Pf r0 rd Lµ kho¶ng c¸ch tõ t©m BX đến phương véc tơ lực tiếp tuyến (khi bánh xe chuyển động ) a Lop7.net Chương3 Home động lực học tổng quát ô tô máy kéo bánh 3.3 Kh¸i niÖm vÒ c¸c lo¹i b¸n kÝnh cña b¸nh xe (tiÕp)  A G VA P rt 4) - Bán kính động học ( hay bán kính lăn ) V rl 01 rl Bán kính động học Là khoảng cách từ tâm BX đến mặt đường chịu tải trọng pháp tuyến Bán kính lăn Là bán kính vòn tròn tưởng tưởng lăn không trượt và có cúng vận tốc góc và vận tốc dài nh­ b¸nh xe thùc T©m quay tøc thêi Như vậy,bán kính động lực học và bán kính lăn, thực chÊt chØ lµ mét Không trượt Trượt lăn Trượt lê r’’ l rl 5) - B¸n kÝnh trung b×nh r’ l T©m quay tøc thêi rtb Là bán kính gần đúng, tính theo công thức thực nghiÖm rtb = (0,5d + B)25,4 mm d - ®­êng kÝnh vµnh B – bÒ réng lèp ;  - hÖ sè biÕn d¹ng lèp Lop7.net Chương3 động lực học tổng quát ô tô máy kéo bánh Home 3.4 Động lực học bánh xe bị động V 3.4.1 Bánh đàn hồi lăn trên đường cứng i  ng t¶ Pn rn Gi ¶m t¶ G i T¨ G r r Z r §Æc tÝnh biÕn d¹ng ph¸p tuyÕn Gi¶m t¶i Pfn Gn Zn T¨ng t¶i an Pn – lực đẩy (chủ động)  Pfn – phản lực tiếp tuyến (cản chuyển động): Pfn = Pn Gn – t¶i träng ph¸p tuyÕn  Zn – ph¶n lùc ph¸p tuyÕn : Zn = Gfn • §iÒu kiÖn BX chuyển động lăn: Pn P Pfn = fnGn < P= Gn • BX chuyển động trượt: - Mô men gây lăn (chủ động) Mn = Pnrn = Pfnrn - M« men c¶n l¨n ……………… Mfn = Znan = Gnan Pfn= Mfn/rn gäi lµ Lùc c¶n l¨n Pfn = fnZn = fnGn fn = an / rn gäi lµ HÖ sè c¶n l¨n Phô thuéc: Gn, cÊu t¹o BX, vËt liÖu vµ ¸p suÊt lèp Lop7.net fnGn > Pn > P = Gn Chương3 động lực học tổng quát ô tô máy kéo bánh Home 3.4 Động lực học bánh xe bị động V 3.4.2 B¸nh cøng l¨n trªn ®­êng mÒm  Gn ChØ cã mÆt ®­êng bÞ biÕn d¹ng M« men c¶n l¨n Lùc c¶n l¨n Pn Mfn = Znan = Gnan r0 rn Pfn = fnZn = fnGn Zn Pfn HÖ sè c¶n l¨n : fn = an / rn Phụ thuộc: Gn, cấu tạo BX, tính chất lý đất (độ sâu h) h an 3.4.3 Bánh đàn hồi lăn trên đường mềm V C¶ b¸nh xe vµ mÆt ®­êng bÞ biÕn d¹ng M« men c¶n l¨n Lùc c¶n l¨n  Gn Mfn = Znan = Gnan Pfn = fnZn = fnGn HÖ sè c¶n ¨n: fn = an / r n Phô thuéc: Gn, cÊu t¹o BX, vËt liÖu vµ ¸p suÊt lèp, tính chất lý đất (độ sâu h) Lop7.net Pn rn Zn Pfn h an Chương3 động lực học tổng quát ô tô máy kéo bánh Home 3.5 Động lực học bánh xe chủ động Xét trường hợp tổng quát là bánh đàn hồi lăn trên dường biến dạng 3.5.1 C©n b»ng lùc vµ m« men C¸c lùc vµ m« men t¸c dông lªn b¸nh xe Mk - Mô men chủ động : Pk – lùc kÐo tiÕp tuyÕn: Gk – T¶i träng ph¸p tuyÕn Zk – Ph¶n lùc ph¸p tuyÕn Mfk - M« men c¶n l¨n: Pfk - Lùc c¶n l¨n: V k Mk = Meim Pk = Mk /rk Gn Mk Rk Zk = G k Mfk = Zkak = Gkak Pfk = fkZk = fkGk rk Zk Pfk Pk ak fk - hÖ sè c¶n l¨n: fk = ak / rk Rk – Lùc c¶n tõ khung xe C©n b»ng lùc vµ m« men Gk = Z k Pk = Pfk + Rk Mk = (Pk- Pfk)rk + Zkak = (Pk- Pfk) là lực đẩy máy kéo chuyển động tịnh tiến (Pk – Pfk) = Rk Lop7.net Chương3 động lực học tổng quát ô tô máy kéo bánh Home 3.5 Động lực học bánh xe chủ động k 3.5.2 C©n b»ng c«ng suÊt vµ hiÖu suÊt  XuÊt ph¸t: Mk = Pkrk  Vt = V + V   C©n b»ng lùc: rk kMk = Pk V + PkV Zk Pfk Pk P k = Pf + Rk kMk = Pk V + PfV + RkV C«ng suÊt  Mk Rk kMk = Pkrkk = Pk Vt KQ  Gn V Nk = N + Nfk + HiÖu suÊt k = C«ng suÊt cã Ých C«ng suÊt cÊp vµo NR Nk – CS truyền cho BX chủ động N – CS mát trượt Nfk – CS mÊt m¸t c¶n l¨n NR – CS ®Èy trôc BX ( cã Ých )  – HS tính đến chi phí cho trượt fk – HS tính đến chi phí cho lăn Lop7.net Chương3 động lực học tổng quát ô tô máy kéo bánh Home 3.6 ảnh hưởng lực cản kéo đến độ trượt V Gk Gk=Zk k n - sè mÊu b¸m lµm viÖc S – diÖn tÝch mét mÊu b¸m - - HÖ sè ma s¸t Zk  = 100%  r0 k – hệ số biến dạng đất G Pm Pk Pf Zn L  - øng suÊt tiÕp l  Gk    l Đường đặc tính trượt máy kéo - Ph¶n lùc tiÕp tuyÕn Pk = Lực ma sát + lực chống cắt đất:  Pk = Gk + Sn   - øng suÊt tiÕp: phô thuéc l:  = k.l - Độ trượt: - MÆt kh¸c, theo c©n b»ng lùc kÐo: Pmax P m Pk = Pf + Pm - Đường đặc tính trượt : T¨ng Pm  T¨ng Pk T¨ng  Lop7.net  = 100% Chương3 động lực học tổng quát ô tô máy kéo bánh Home 3.7 Xác định phản lực pháp tuyến mặt đường tác dụng lªn m¸y kÐo 3.7.1 Phản lực pháp tuyến đứng yên b Cần xác định Zn0 và Zk0 Lần lượt xét cân mô men điểm 01 và 02 ta xác định định được: G 02 Zk0 01 L Zn0 HÖ sè ph©n bè t¶i träng trªn c¸c cÇu Cầu trước: CÇu sau: Khi đứng yên: Lop7.net k0 + n0 = Chương3 động lực học tổng quát ô tô máy kéo bánh Home 3.7.2 Ph¶n lùc ph¸p tuyÕn lµm viÖc víi m¸y n«ng nghiÖp mãc lm Lần lượt xét cân mô men điểm 01 và 02 ta xác định định Z k vµ Zn b  G Mfk Mfn hm - Trường hợp  > Pm - Trường hợp  = §Æt Lop7.net Zk 02 Pk Pf L 01 Zn Chương3 động lực học tổng quát ô tô máy kéo bánh Home 3.7.3 Ph¶n lùc ph¸p tuyÕn lµm viÖc víi m¸y n«ng nghiÖp treo 1).Khi ë thÕ vËn chuyÓn bc hc b G Gc Mfn Mfk Pfk 02 Mf = Mfk + Mfn Zk Lưu :ý Giá trị Zk và Zn tùy thuộc vào độ nâng cao cày Lop7.net Pfn 01 Pk L Zn Chương3 động lực học tổng quát ô tô máy kéo bánh Home 3.7.3 Ph¶n lùc ph¸p tuyÕn lµm viÖc víi m¸y n«ng nghiÖp treo 2) Khi ë thÕ lµm viÖc bc Gc – trọng lượng cày Rc – Lùc c¶n cµy b Gc G Mfn Mfk A Rc Gi¶ thiÕt: Phương trọng lượng cày Gc qua điểm đặt A lùc c¶n cµy Rc Zc Pfk Zk Lc A x Rc Lop7.net Pfn 01 Pk L Zn x Chương3 động lực học tổng quát ô tô máy kéo bánh Home 3.7.3 Ph¶n lùc ph¸p tuyÕn lµm viÖc víi m¸y n«ng nghiÖp treo 2) Khi ë thÕ lµm viÖc bc b Gc G Rx  Rc RH Gc Mfn Mfk A Rx Rxtg Zc Pfk Zk Lc Rxtg Rxtg - tr× sù ¨n s©u cña cµy Rx - cản chuyển động liên hợp máy Pk = P f + R x Lop7.net Pfn 01 Pk L Zn x Chương3 động lực học tổng quát ô tô máy kéo bánh Home Điều chỉnh trọng lượng bám bc Trọng lượng bám là gì? là phần trọng lượng phân bố trên cầu chủ động Gb=Zk G b = Z k = k G Lùc b¸m P= Zk = kG G RH Mfn Mfk Rx P cµng lín th× kh¶ n¨ng kÐo cµng tèt đồng thời độ trượt giảm b Zc lc Zk Pk Pf L Rxtg T¹i ph¶i ®iÒu chØnh? Tăng G  tăng Zk  tăng P và giảm độ trượt (tốt)  t¨ng lùc c¶n l¨n Pf = fG , tèn vËt liÖu (xÊu) Vì thế, thiết kế tính trọng lượng tối ưu G phù hợp với điều kiện xác định nào đó Trong thùc tÕ, ®iÒu kiÖn b¸m xÊu ®i ta cÇn ph¶i ®iÒu chØnh cho phï hîp  Các phương pháp điều chỉnh? - Lắp thêm trọng vật lên cầu chủ động - Khi lµm viÖc víi m¸y NN treo: Do đó, điều chỉnh Z c thì điều chỉnh lượng bámk Z Lop7.net Zn Chương3 động lực học tổng quát ô tô máy kéo bánh Home Điều chỉnh trọng lượng bám thông qua điều chỉnh Z c ? a) Phương pháp điều chỉnh học Kh©u điều chỉnh lR A G Mfn Mfk B RH Zc lZ (t©m quay Zk tøc thêi ) RH Zc Zk Pk Pf Zn C¬ cÊu treo lµ c¬ cÊu kh©u b¶n lÒ, t©m quay tùc thêi lµ ®iÓm (kéo dài phương hai treo cắt tai 0) C©n b»ng m« men víi t©m   Điều chỉnh chiều dài các treo  điều chỉnh tâm quay  thay đổi lR, l Z  Zc  Zc (HoÆc ®iÒu chØnh vÞ trÝ c¸c ®iÓm treo A, B) ­ ®iÓm: u kết cấu đơn giản Nhược điểm : Ph¶i dõng m¸y míi ®iÒu chØnh ®­îc L­u ý:Lop7.net RHlR cßn ®­îc gäi lµ m« men ¨n s©u cña cµy Chương3 động lực học tổng quát ô tô máy kéo bánh Home Điều chỉnh trọng lượng bám thông qua điều chỉnh Z c ? b) Phương pháp điều chỉnh thủy lực lN G N lR N RH RH Zc Zk p lZ u ®iÓm : ­ Zc Mfn Mfk Zk Pk Pf Dùng cấu nâng hạ thủy lực tác động vào treo lực N đảm bảo cho cày ăn sau vào đất Lùc ®Èy thñy lùc N = pS S- diện tích đáy pitong  §iÒu chØnh ¸p suÊt p  ®iÒu chØnh Zc  Zk cã thÓ ®iÒu chØnh m¸y ®ang ch¹y Nhược điểm: Kết cấu phức tạp, giá thành chế tạo cao Lop7.net Zn