11 TÍNH NĂNG CƠ ĐỘNG CỦA Ô TÔ
11.2.2.Tính chất bám của lốp xe và mặt đường
Áp suất trên vết tiếp xúc, psp xác định bởi công thức 11-2, là một tiêu chí
chính đánh giá tính cơ động của ô tô trên đường có lớp phủ mềm, chẳng hạn như đất, cát, hoặc tuyết.
w w sp F G p Eq. 11-2
Với Gw, Fw là tải trọng tác dụng lên lốp và diện tích vết tiếp xúc.
Lốp xe sẽ lún vào lớp đất mềm cho đến khi áp suất trên vết tiếp xúc bằng
với giới hạn chịu tải của đất. Chiều sâu vết lún càng lớn, lực cản lăn càng tăng.
Nếu lực cản quá lớn, bánh xe có thể bị mất bám và ô tô không thể di chuyển được. Áp suất trên vết tiếp xúc có thể được giảm bằng cách giảm áp suất hơi
trong lốp, tăng chiều rộng lốp, tăng đường kính lốp, tăng số lốp hoặc số trục bánh xe. Trên quan điểm này, lốp của ô tô cơ động cao thường là loại cung
rộng, đường kính lớn và áp suất hơi có thể thay đổi trong phạm vi rộng (từ 0,05
lốp cung rộng là tuổi thọ, tải trọng cho phép thấp hơn so với loại thông thường.
Hình 11-1 trình bày (a) quan hệ giữa diện tích vết tiếp xúc và áp suất hơi trong
lốp cỡ 12.00-18 khi nó lăn trên tuyết, và (b) quan hệ sức cản của đường đối với
chuyển động của một ô tô 6x6 lắp lốp 12.00-18 vào áp suất hơi trong lốp.
(1 – Cát 2 – Đất lầy 3 – Tuyết ướt)
Hình 11-1Ảnh hưởng của áp suất hơi trong lốp
a/ Tiết diện ngang b/ Vết tiếp xúc
Biên soạn: TS. Phan Minh Đức – Bộ môn Ô tô, khoa Cơ khí Giao thông 140 Áp suất trên vết tiếp xúc bánh xe trước và sau không bằng nhau. Vì bánh
trước lăn trên đường kém chặt hơn bánh sau; chẳng hạn bánh trước lăn và tạo
vết trên đường trước bánh sau, áp suất trên vết bánh trước nên thấp hơn bánh
sau khoảng 20-30%. Nếu áp suất như nhau, bánh trước sẽ chìm trong vết tiếp xúc. Trong trường hợp như vậy, khi giảm áp suất hơi bánh trước hoặc phân bố
lại tải trọng sẽ tăng được tính cơ động của ô tô. Sự bố trí bánh xe phía trước và sau sao cho vết bánh xe trên đường trùng nhau, làm giảm tổn thất năng lượng
cho việc tạo vết bánh xe, cũng dẫn đến tăng tính cơ động của ô tô.
Hình 11-3Ảnh hưởng của sự bố trí bánh xe trước và sau
Một biện pháp khác cũng có hiệu quả, đó là sử dụng loại lốp có vân hợp lý để tăng hệ số bám. Kiểu vân lốp e, f, g (Hình 11-4) được dùng cho loại ô tô sử
dụng trên mọi địa hình. Vân lốp cao và thô giúp tăng sự bám cơ học và ngăn
cản đất bám vào khoảng trống giữa các vân, do đó duy trì được hệ số bám cao.
Khi ô tô hoạt động trên đất cát, sẽ hiệu quả hơn nếu dùng lốp có mấu thấp; khi
hoạt động trên đường trơn trượt thì dùng lốp có vân như hình e/ và g/ (kiểu
“opened-out”). Khi hoạt động trên đường bẩn, dùng lốp có vân như hình c/ và d/ (kiểu “checker-board”).
Giảm áp suất hơi cũng có tác dụng tăng hệ số bám. Khi giảm áp suất từ 0,3
MN/m2 xuống 0,05 MN/m2
, hệ số bám trên đất mềm tăng từ 0,17 lên 0,48.
Điều này cơ bản do tăng diện tích tiếp xúc thực tế của vân lốp trên đất. Các ô tô cơ động cao có thể có hệ thống điều chỉnh áp suất hơi trong lốp.
a, b - dùng cho ô tô du lịch c – h - dùng cho ô tô tải Hình 11-4 Các kiểu vân lốp
Khi ô tô hoạt động ở địa hình rất xấu, còn có thể tăng bám bằng các công
cụ hỗ trợ chuyên dùng như: các loại xích, tời kéo, các bản chống trượt.
Biên soạn: TS. Phan Minh Đức – Bộ môn Ô tô, khoa Cơ khí Giao thông 142 Hình 11-6 Tang tời kéo và các dụng cụ phụ trợ
Hình 11-7 Bản chống trượt