LÝ THUYẾT QUAY VỊNG
B.ỔN ĐỊNH NGANG CỦA XE
Ổn định ngang của xe được đánh giá bằng khả năng xe khơng bị trượt ngang hoặc lật ngang.
Lật ngang của xe cĩ thể xảy ra qua điểm tiếp xúc của các bánh xe bên phải hoặc bên trái với mặt đường.Sự trượt ngang cĩ thể xảy ra đồng thời ở tất cả các bánh xe, hoặc trước tiên cĩ thể xảy ra ở các bánh xe của một cầu nào đĩ, sau đĩ mới dẫn đến sự trượt ngang của các bánh xe ở cầu khác.
Sự mất ổn định của xe thường xảy ra khi xe chuyển động trên đường nghiêng ngang, khi xe quay vịng hoặc khi cĩ lực bên tác dụng (ví dụ: lực giĩ, lực quán tính theo phương ngang hoặc trọng lực theo phương ngang G.sinβ).
1.Ổn định ngang khi xe chuyển động trên đường nghiêng
Khi xe chuyển động trên đường nghiêng, nếu gĩc nghiêng của xe lớn, xe cĩ thể bị trượt ngang.
Giả thiết khả năng bám ngang của tất cả các bánh xe là như nhau, chuyển động của xe là chuyển động thẳng đều trên đường nghiêng ngang .Khi đĩ, dưới tác dụng của thành phần trọng lượng G.sinβ (hình 4-21) sẽ làm xuất hiện các phản lực bên Y’ và Y” tác dụng lên bánh xe bên trái hay bên phải theo phương tiếp tuyến với đường.
Y’ + Y”= G.sinβ (4-15)
Tại thời điểm xe bắt đầu bị trượt ngang và coi rằng các bánh xe bị trượt ngang cùng một lúc, ta cĩ:
Y’ + Y”= Ymax =ϕ’.G.cosβt (4-16)
Trong đĩ:
ϕ’ –hệ số bám ngang của bánh xe với mặt đường. βt –gĩc nghiêng giới hạn trượt
Từ phương trình (4-12) và (4-13) cĩ thể xác định được gĩc nghiêng của đường mà xe bắt đầu bị trược ngang.
G.sinβt =ϕ’.G.cosβt
hay tgβt =ϕ’ (4-17)
Khi xe chuyển động trên đường nghiêng ngang, ngồi khả năng mất ổn định do trượt, xe cịn cĩ khả năng bị lật ngang qua điểm tiếp xúc của các bánh xe bên trái hoặc bên phải với mặt đường.Khi xe cĩ xu hướng lật ngang, phản lực của đường tác dụng lên các bánh xe cùng bên (phải hoặc trái) sẽ bằng khơng.Phương trình mơ-men đối với điểm lật ngang sẽ cĩ dạng (hình 4-21):
G.sinβ.hg - G.cosβ. 2
B= 0 (4-18)
Từ đĩ suy ra gĩc giới hạn lật ngang: tgβlật = g h B . 2 (4-19)
Điều kiện để xe xảy ra trượt trước khi lật là:
tgβt < tgβlật (4-20) hay g h B . 2 '〈 ϕ
2.Ổn định ngang khi xe quay vịng trên đường bằng
Khi xe quay vịng ngoặt với vận tốc lớn cĩ thể xảy ra hiện tượng trượt hoặc lật ngang.Sơ đồ khảo sát độ ổn định ngang của xe khi quay vịng trên đường bằng được mơ tả trên hình 4-22.
Khi xe quay vịng sẽ xuất hiện lực ly tâm tác dụng lên xe.Lực ly tâm này cĩ thể gây nên sự trượt ngang hoặc lật ngang của xe.Tại thời điểm bắt đầu trượt ngang ta cĩ:
Cy = Y’ + Y” = Ymax = G.ϕ’
hay: . ' . . 2 Gϕ R g v G C qv y = = (4-21) Trong đĩ:
Cy –lực ly tâm tác dụng lên xe khi quay vịng. Rqv –bán kính quay vịng của xe.
g –gia tốc trọng trường.
Từ đĩ cĩ thể xác định được vận tốc giới hạn trượt ngang của xe khi quay vịng:
' . .gϕ
R
vt = qv (4-22)
Tại thời điểm bắt đầu bị lật ngang ta cĩ: Rz” = 0 và Cy.hg = G. 2 B hay 2 . . . . 2 B G h R g v G g qv = (4-23)
Từ phương trình (4-23) cĩ thể xác định được vận tốc giới hạn lật khi xe quay vịng: vlật= g qv h B g R 2 . . (4-24)
Qua cơng thức (4-22) và (4-24) ta thấy: vận tốc giới hạn trượt và vận tốc giới hạn lật của xe đều phụ thuộc vào bán kính quay vịng Rqv của xe.Bán kính quay vịng càng nhỏ thì vận tốc giới hạn vt và vlật càng thấp, xe càng dễ mất ổn định.Ngồi ra vlật cịn phụ thuộc vào chiều cao của trọng tâm xe hg và chiều rộng cơ sở B.
Điều kiện để cho xe bị trượt trước khi lật sẽ là: vt < vlật hay ϕ’< g h B 2
Trên đây chúng ta chỉ xét các trường hợp tất cả các cầu đều bị trượt ngang cùng một lúc.
Song trong thực tế hiện tượng trượt ngang của các cầu cĩ thể xảy ra khơng đồng thời.Mặt khác cầu chủ động dễ bị trượt ngang hơn cầu bị động bởi vì trên các bánh xe chủ động cịn cĩ sự tác dụng của các lực tiếp tuyến; mà sự tác dụng của nĩ sẽ làm giảm khả năng bám ngang của các bánh xe với mặt đường.
sẽ xuất hiện lực ly tâm hướng ngược chiều với hướng trượt ngang của xe, do đĩ hiện tượng trượt ngang sẽ tự mất đi.
Trường hợp cầu sau bị trượt trước (hình 4-23, b) thì lực ly tâm sẽ xuất và cùng chiều với hướng trượt ngang của xe.Do đĩ càng làm cho xe bị trượt ngang nhiều.Trường hợp này rất nguy hiểm.
Để ngăn ngừa tai nạn cĩ thể xảy ra trong hai trường hợp xảy ra trượt ngang trên, người lái xe cần phải đánh tay lái thật nhanh về phía bị trượt của xe để làm tăng bán kính quay vịng (tức là làm tăng giá trị của lực ly tâm –khi các bánh xe cầu trước bị trược ngang trước; và làm giảm giá trị của lực ly tâm –khi các bánh xe cầu sau bị trượt ngang trước), do đĩ giảm hiện tượng trượt ngang của xe, sau đĩ trả tay lái về vị trí chuyển động thẳng.
CHƯƠNG V
ĐỘ ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA ƠTƠ*********** ***********