10 TÍNH CHẤT ỔN ĐỊNH CỦA Ô TÔ
10.3.Sự ảnh hưởng của hệ thống treo đến tính ổn địn hô tô
Trong thực tế, tất cả các phần của ô tô không phải là một hệ “cứng” mà
được nối đàn hồi với nhau, có thể phân thành nhóm các khối lượng được treo và không được treo. Nhóm các khối lượng được treo bao gồm các cụm chi tiết
mà trọng lượng của chúng tác dụng lên phần tử đàn hồi của hệ thống treo.
Nhóm các khối lượng không được treo gồm các bộ phận còn lại của ô tô.
Khối tâm C của phần được treo có tọa độ (ab, bb, hb). Khối tâm C không
trùng với khối tâm C1 của toàn bộ ô tô. Khối tâm C nằm có vị trí cao hơn C1 (hb > hgc). Khối lượng không được treo ở trục trước cũng nhỏ hơn khối lượng không được treo ở trục sau nên khối tâm C1 gần trục sau hơn (b < bb).
Dưới tác dụng của lực ngang, lốp xe và phần tử đàn hồi của hệ thống treo được giảm tải ở một bên và tăng tải ở phía bên kia. Do đó, thân ô tô bị nghiêng
theo hướng tác dụng của lực ngang.
Trục lật là đường thẳng MM mà thân ô tô nghiêng ngang quanh nó. Trục
lật đi qua các tâm lật của trục trước và trục sau. Trước hết ta xác định trục lật trong trường hợp hệ thống treo độc lập, Hình 10-7. Khi bánh xe bên trái dao
B) dịch chuyển theo các cung tròn với tâm là đầu kia của mỗi đòn tương ứng. Do đó, tâm của chuyển động nghiêng ngang tức thời của bánh xe sẽ là điểm K. Điểm C trên bánh xe, là điểm đang tiếp xúc với đường, có xu hướng di chuyển
trên cung tròn với tâm K, bán kính KC. Nếu bánh xe không chuyển động và thân xe nghiêng đi, tâm lật sẽ phải nằm trên đường KCL. Phân tích tương tự
với bánh xe phía bên phải, ta thấy tâm lật cũng phải nằm trên đường ON. Như
vậy, tâm lật sẽ là giao điểm của các đường KL và ON, và là điểm M trên mặt
phẳng đối xứng dọc của ô tô.
Hình 10-7 Tâm lăn đối với hệ thống treo độc lập
Hình 10-8 Tâm lăn đối với hệ thống treo phụ thuộc
Đối với trục bánh xe có hệ thống treo phụ thuộc, tâm lật nằm trên mặt
phẳng DD đi qua tâm các chốt quay của nhíp, Hình 10-8.
Biên soạn: TS. Phan Minh Đức – Bộ môn Ô tô, khoa Cơ khí Giao thông 134 khách có hệ thống treo phụ thuộc trên tất cả các trục bánh xe, trục lật MM gần
song song với mặt đường và cách mặt đường một khoảng lớn hơn bán kính
bánh xe.
Hình 10-9 Trục lật của ô tô có hệ thống treo trước độc lập, sau phụ thuộc
Hình 10-10 Trục lật của ô tô có hệ thống treo phụ thuộc
Hình 10-11 mô tả sự nghiêng của thân ô tô khi có lực tác dụng vào ô tô khi chuyển động vòng. Gb và Pby là trọng lực của phần được treo và lực ly tâm tác
dụng lên phần được treo. Gl và Ply là trọng lực của phần không được treo và lực
ly tâm tác dụng lên phần không được treo. Khi lực ngang Pby tác dụng vào trọng tâm C của phần được treo, nó sinh ra mô men làm xoay phần thân ô tô
quanh trục lật, vị trí mới của tâm là điểm C’. Cánh tay đòn của lực Pby đối với
L h . b - h . a - h h b 2 b 1 b r Eq. 10-17
Trong đó, h1 và h2 là khoảng cách các tâm lật ở trục trước và sau đến
mặt đường.
Hình 10-11 Xác định góc nghiêng của thân xe
Góc nghiêng của thân ô tô chính là (MC, MC’). Góc nghiêng này thường
không quá 10o và có thể xem rằng: hb = const.
Khi đó, ta được: r r r r r h . tan h . s r b ang r by r h . G - C h . P Eq. 10-18
Trong đó, Cang là độ cứng chống xoắn của hệ thống treo.
Góc nghiêng r tăng cùng với sự tăng lực ngang Pby và cánh tay đòn hr và sự giảm độ cứng chống xoắn của hệ thống treo. Đối với hệ thống treo độc lập, do cánh tay đòn hr tăng lên nên góc nghiêng sẽ tăng lên. Để khắc phục, cần bố
trí thêm thanh giằng ngang (Hình 10-12) để tăng độ cứng chống xoắn của hệ ống treo.
Biên soạn: TS. Phan Minh Đức – Bộ môn Ô tô, khoa Cơ khí Giao thông 136 Hình 10-12 Biện pháp tăng độ cứng chống xoắn cho hệ thống treo độc lập
Do ảnh hưởng của hệ thống treo, khối tâm của phần không được treo bị di
chuyển dưới tác dụng của lực ngang và bánh xe phía ngoài phải chịu thêm tải
trọng còn bánh xe phía trong thì được giảm tải. Do vậy, tính ổn định của ô tô
trở nên kém hơn. Các giá trị giới hạn thực tế của vận tốc Vo và góc nghiêng o của đường sẽ nhỏ hơn khoảng 10-15% so với giá trị tính theo các công thức
Chương