LÝ THUYẾT QUAY VỊNG
VI.ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE KHI QUAY VỊNG
Khi bánh xe tham gia quay vịng sẽ cĩ các lực bên tác dụng lên nĩ, đáng kể là lực ly tâm.Ngồi lực ly tâm, trên bánh xe cịn cĩ các lực ngang khác như : lực của giĩ, phản lực của trọng lượng xe trên đường nghiêng ngang.
Giả sử trên bánh xe tác dụng lực ngang Py nào đĩ.Lực Py này làm cho bánh xe bị biến dạng.Tại vị trí tiếp xúc của bánh xe với mặt đường sẽ xuất hiện phản lực theo phương ngang Ry, cĩ trị số bằng lực bên Py.Khi khơng cĩ lực bên tác dụng, bánh xe sẽ lăn trong mặt phẳng lăn của nĩ, nghĩa là lăn theo hướng vận tốc v.Khi cĩ lực bên tác dụng, bánh xe sẽ cĩ xu hướng lăn theo hướng của vận tốc v’ lệch so với hướng của vận tốc v một gĩc là δ (hình 4-5).Gĩc δ được gọi là gĩc lệch bên của bánh xe đàn hồi.
Gĩc lệch bênδ cĩ thể được xác định theo cơng thức sau: δ = Kđh.Ry
Trong đĩ: Kđh–hệ số đàn hồi bên của lốp.Hệ số này phụ thuộc vào đường kính may-ơ bánh xe, chiều rộng của lốp và áp suất hơi lốp.
Lấy một bánh xe dẫn hướng thứ i nào đĩ của xe khi xe quay vịng đều quanh tâm O (hình 4-6), (R = const, Ω = const).Rõ ràng bánh xe thứ i cũng xe quay vịng xung quanh tâm O đĩ.
Vị trí tâm O được xác định bằng tọa độ cho trước (trong hệ tọa độ OXY, trục OX song song với trục dọc xe).Tọa độ của tâm O sẽ là bán kính quay vịng R và khoảng cách x từ tâm quay vịng đến trục OY.
Bánh xe cũng như tồn bộ xe sẽ quay vịng đều xung quanh tâm O với vận tốc gĩc làΩ.Khi biết đượcΩ và khoảng cách từ tâm quay vịng đến trục bánh xe, cĩ thể xác định được vận tốc chuyển động tịnh tiến v’i của trục bánh thứ i.
Nếu bánh xe được coi là hồn tồn cứng và khơng cĩ trượt bên thì véc tơ vận tốc v’i (vận tốc chuyển động của tâm trục bánh xe) sẽ nằm trong mặt phẳng lăn của nĩ, nghĩa là trùng với trục dọc của bánh xe.Song trong thực tế, do lốp cĩ tính đàn hồi, nên dưới tác dụng của lực Yi làm cho lốp bị lệch bên.Do sự lệch bên nên véc tơ v’i sẽ bị lệch khỏi trục dọc của bánh xe một gĩc δi.Nếu chiếu v’i lên trục dọc của bánh xe ta sẽ nhận được vận tốc vịng của bánh xe v’i: vi =ωk.rlăn và vi = v’i.cosδI từ đĩ suy ra: v’I = i lan k r δ ω cos .
với: ωk –vận tốc gĩc của bánh xe. rlăn –bán kính lăn của bánh xe.
Do vi ≠ v’i nên xe bị trượt bên khi quay vịng sẽ xuất hiện các phản lực bên Yi.Vì vậy quá trình quay vịng của xe trong thực tế khác với quá trình quay vịng theo điều kiện lý tưởng.