II. Cơ sở lí thuyết:
9. Lực tác động lốp xe:
Các lực tác dụng lên bỏ bánh xe thường được phân thành hai ngoại lực chính là lực theo phương dọc , lực theo phương ngang và ba tác nhân phụ: momen , momen và momen . Tác nhân bên trong tác động lên bánh xe bao gồm lực tải , góc lái bánh α, hệ số trượt dọc s, và góc cong γ.
= ( , , , ) (79)
= ( , , , ) (80)
= ( , , , ) (81)
= ( , , , ) (82)
= ( , , , ) (83)
Bỏ qua lực cản lăn và mà sát không khí và khi bánh xe chịu lực và chịu thêm một trong các nội lực , hoặc , ngoại lực chính có tương đương một hệ phương trình tuyến tính
=(s) (84)
(s)= (85)
= − (86)
= − (87)
Trong đó, là hệ số trượt theo chiều dọc, là tải đàn hồi theo chiều ngang, là tải đàn hồi dọc bánh xe.
Khi bán xe có sự kết hợp của các tác nhân bên trong, các lực này được gọi là lực kết hợp. Lực quan trọng nhất trong các lực này là lực cắt do nó ảnh hưởng đến hệ số trượt dọc và góc lái. Tuy nhiên, nếu góc nghiêng và góc trượt trong phạm vi tuyến tính, thì hợp lực sẽ được coi là ngoại lực.
Lực kéo và lực giá trị lực ngang Fy thay đổi ở bất kỳ góc lái bánh α. Nó gây ra do lực trượt dọc đẩy bánh xe theo hướng của lực kéo và lực phanh của xe và do đó, biên của lực ngang cũng thay đổi theo.
Hình 29 biểu diễn sự tương quang giữa góc lái α và lực trượt dọc với tỷ số / hay thường gọi là hệ số trượt s. Hình 30 biểu diễn tỷ số / cũng được gọi là hệ số trượt s. Hình 31 và 32 biểu diễn sự tương đương giữa hình 29 và 30 khi tỷ số trượt là một tham số.
Đề tài: Động lực học lốp xe
Hình 29: Biểu đồ biểu diễn tỷ số Fx/Fz theo hệ số trượt s và góc lái α [1].
Hình 30: Biểu đồ biểu diễn tỷ số Fy/Fz theo hệ số trượt s và góc lái α [1].
Đề tài: Động lực học lốp xe
Hình 31: Biểu đồ biểu diễn tỷ số Fx/Fz theo hệ số trượt s và góc lái α [1].
Hình 32: Biểu đồ biểu diễn tỷ số Fy/Fz theo hệ số trượt s và góc lái α [1].
Giải thích. Xét một bánh xe quay với một góc lái α. Lực ngang sẽ có giá trị =
− . Đặt lực kéo và lực phanh lên bánh xe, các lực này sẽ làm giảm lực ngang
trong khi đó làm tăng lực dọc tác dụng lên bánh = (s)
. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy việc giảm bớt lực ngang với hệ số trượt s được biểu diễn qua sơ đồ hình 30. Nó cho thấy rằng góc lái α giảm dần về 0. Giảm góc
α sẽ làm tăng lực dọc đồng thời làm giảm lực theo phương ngang. Việc tăng lực
Đề tài: Động lực học lốp xe
Việc lái các bánh xe theo hệ số trượt s hình thành lực dọc = (s) . Đặt thêm góc lái α vào bánh sẽ làm giảm lực dọc trong khi đó làm tăng lực ngang. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy sự giảm lực dọc khi tăng góc lái α được biểu diễn ở sơ đồ
hình 29. Khi giảm hệ số trượt về 0 thì lực kéo của xe và lực hãm bánh xe cũng
giảm về 0. Bỏ qua hệ số s sẽ làm tăng tác dụng của lực ngang và làm giảm lực theo phương dọc. Điều này được biểu diễn qua sơ đồ hình 30.