Khả năng ổn định hướng chuyển động (ổn định lái)

Điều kiện ổn định lái của ô tô là phản lực tiếp tuyến lên bánh trƣớc phải luôn lớn hơn một giá trị cho phép.

Khả năng lái của ô tô bị phá hủy khi phản lực pháp tuyến Z1 lên các bánh trƣớc không đƣợc nhỏ hơn giá trị cho phép Zcp. Các số liệu thực nghiệm cho thấy rằng Zcp=(0,15 - 0,20)G, [1] khi ô tô chuyển động trên đƣờng xấu.

Với ô tô khi làm việc trong mặt phẳng dọc, khả năng mất ổn định lái sẽ xảy ra trƣớc khi ô tô bị mất ổn định trƣợt hay bị lật. Do vậy ta phải xác định

góc dốc cho phép để đảm bảo điều kiện lái. Có hai trƣờng hợp dễ mất ổn định lái nhất là khi ô tô vận chuyển lên dốc và khi ô tô vận chuyển xuống dốc.

Trƣờng hợp ô tô vận chuyển xuống dốc, do trọng lƣợng của ô tô có xu hƣớng dồn lên cầu trƣớc của ô tô, làm tăng phản lực pháp tuyến lên bánh trƣớc. Ngƣợc lại, với trƣờng hợp ô tô vận chuyển lên dốc, trọng lƣợng của ô tô lại dồn lên cầu sau làm giảm phản lực pháp tuyến tác dụng lên cầu trƣớc. Do đó ta thấy khi vận chuyển lên dốc ô tô dễ mất ổn định hơn.

Các thành phần lực và momen tác dụng lên ô tô từ sơ đồ (hình 4.1): - Phản lực pháp tuyến ở cầu sau là Z2, ở cầu trƣớc là Z1.

- Mô men cản lăn Mf ; ở bánh sau là Mf 2 và ở bánh trƣớc là Mf 1 , ta có: Mf = Mf 2 + Mf 1

- Trọng lƣợng của ô tô G.

Viết phƣơng trình cân bằng momen của ngoại lực với điểm A ta có phƣơng trình sau:

G.cosα.b = G.sinα.h + Z1.L + Mf (4.6) Trong đó Mf là momen cản lăn.

Mf = G.f.cosα.rk

Để đảm bảo điều kiện lái đƣợc bình thƣờng, phản lực pháp tuyến Z1 tác dụng lên cầu trƣớc không đƣợc nhỏ hơn giá trị cho phép ( Z1 Zcp ), ta chọn Zcp=0,2G, [1] vào phƣơng trình (4.6) ta đƣợc.

G.cos.bG.sin.hg Z1.LG.f.cos.rk (4.7) G L r f G h G b G

Z1  .cos .  .sin . g  . .cos . k 0,2.

   

(4.8) Trong đó:

L – là chiều dài cơ sở của ô tô, L=3,735 [m].

rk - là bán kính lăn của bánh chủ động, rk =0,394 [m]. hg – là chiều cao trọng tâm của ô tô, hg = 2,486 [m].

b – là khoảng cách từ trọng tâm của ô tô tới cầu sau, b = 1,4147 [m] Thay số vào phƣơng trình (4.8) ta có.

1,106.cos 2,486.sin 0,2 (4.9) Giải phƣơng trình (4.9) ta đƣợc góc α = 17o

Vậy góc giới hạn ổn định lái của ô tô trong trƣờng hợp ô tô vận chuyển lên dốc là: α = 17o