Chương 2 : ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC VI SAI BÁNH RĂNG CÔN
1. Khảo sát ảnh hưởng của nội ma sát tới khả năng phát huy lực kéo trên cầu chủ động của một số
1.2. Xe BMW X5 x DRIVE 35i (2 cầu chủ động)
1.2.1. Thông số kỹ thuật
Bảng 3.4:Thông số kỹ thuật cơ bản của xe BMW X5 x Driver 35i
Model BMW X5 xDrive35i
Kích thước Dài (mm) 4857
Rộng (mm) 2197
Cao (mm) 1776
Chiều dài cơ sở (mm) 2933
Trọng lượng
Trọng lượng không tải (N) 21050
Phân bố cầu trước (N) 12840
Phân bố cầu sau (N) 8210
Tải trọng lớn nhất cho phép (N) 27450
Tải trọng được phép (N) 7150
Tải trọng được phép phân bố trên cầu trước / sau (N) 12550/15500 Kiểu dẫn động Dẫn động 4 bánh (4WD) Động cơ Xi lanh/ xupap 6/4 Dung tích (cm3) 2,979
Khoảng chạy/đường kính piston (mm) 89.6/84.0 Cơng suất lớn nhất (kW) /số vòng quay
(vòng/phút) 225/5800 - 6400 Momen lớn nhất (Nm) / số vòng quay (vòng/phút) 400/1200 - 5000 Tỉ số nén :1 10.2
66
1.2.2. Khảo sát
a.Tính theo hệ số khóa vi sai k. *Với vi sai cầu trước và vi sai cầu sau.
Giả sử hai bánh xe ở cầu chủ động hoạt động ở điều kiện đường khác nhau với các hệ số bám khác nhau.
Ở đây ta chọn các giá trị min tương ứng với các loại đường có hệ số bám thấp. Chọn min = 0,1 ; min = 0,2; min = 0,4; min = 0,6; n1 > n2; và M2 > M1
k = 1,2 ………..8.
min : hệ số bám của bánh xe bên trái n1: tốc độ của bánh xe bên trái
n2: tốc độ của bánh xe bên phải M2 : mô men của bánh xe bên phải M1: mô men của bánh xe bên trái
Trong trường hợp sử dụng vi sai không tăng ma sát và khơng khóa vi sai.
max
k
P = Pk1+ Pk2
Do đặc điểm của vi sai nên: Pk1= Pk2= 2 1 min G , nên: max k P = Pk1+Pk2=Gmin (3.5) Trong trường hợp sử dụng vi sai tăng ma sát ta có:
Pkmax= Pk1+ Pk2 max k P = Pk1+ Pk1 k= 2 1k min G (3.6) Trong đó G là trọng lượng tác động lên cầu chủ động xét.
* Với vi sai giữa hai cầu.
Giả sử vi sai cầu trước khơng khóa, nội ma sát nhỏ, các bánh xe ở cầu trước và cầu sau hoạt động ở điều kiện đường khác nhau với các hệ số bám khác nhau. Ở đây ta chọn các giá trị min tương ứng với các loại đường có hệ số bám thấp. Chọn min = 0,1 ; min = 0,2; min = 0,4; min = 0,6; n
1> n2 và M2> M1 k = 1,2 ………..8.
67 min: hệ số bám của các bánh xe cầu trước
n1: tốc độ bánh xe cầu trước n2: tốc độ bánh xe cầu trước M2: mơ men trục đầu ra phía sau M1: mơ men trục đầu ra phía trước
Trong trường hợp sử dụng vi sai khơng tăng ma sát và khơng khóa vi sai. Pk max= Pktr max + Pks max
Do đặc điểm của vi sai nên: Pktr max = Pks max = 2
1 Gφmin nên:
Pk max = Pktr max + Pks max = Gφmin (3.7) Trong trường hợp sử dụng vi sai tăng ma sát ta có:
Pk max = Pktr max + Pks max
Pk max = Pktr max + Pktr maxk = (1+k)/2.Gφmin (3.8)
Dựa vào cơ sở lý thuyết nêu trên ta đi khảo sát từng giá trị k trong từng trường hợp min khác nhau đã chọn để xem xét giá trị Pkmax. Thay các giá trị đã cho vào
cơng thức (3.5);(3.6);(3.7) và (3.8) ta tính được Pkmax tương ứng. Kết quả thể hiện trên đồ thị trong từng trường hợp cụ thể như dưới đây.
68
*Truờng hợp min = 0,1
Hình 3.9: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa Pkmax và k với min = 0,1.
*Truờng hợp min = 0,2
69
*Truờng hợp min = 0,4
Hình 3.11: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa Pkmax và k với min = 0,4.
` .
*Truờng hợp min = 0,6
70
b. Tính theo hệ số hãm vi sai k
Quan hệ giữa hệ số hãm và hệ số khoá vi sai:
k = 1 1 k k , hay k= k k 1 1
Khi tính tốn dựa vào hệ số hãm vi sai ta suy ra được hệ số khóa vi sai
*Với vi sai cầu trước và vi sai cầu sau.
Giả sử hai bánh xe ở cầu chủ động hoạt động ở điều kiện đường khác nhau với các hệ số bám khác nhau.
Ở đây ta chọn các giá trị min tương ứng với các loại đường có hệ số bám thấp. Chọn min = 0,1 ; min = 0,2; min = 0,4; min = 0,6; n1>n2; và M2>M1
k = 0,01 ………..0,8.
min : hệ số bám của bánh xe bên trái n1: tốc độ của bánh xe bên trái
n2: tốc độ của bánh xe bên phải M2 : mô men của bánh xe bên phải M1: mô men của bánh xe bên trái
Trong trường hợp sử dụng vi sai khơng tăng ma sát và khơng khóa vi sai.
max
k
P = Pk1+ Pk2
Do đặc điểm của vi sai nên: Pk1= Pk2= 2 1 min G , nên: max k P = Pk1+Pk2=Gmin (3.9) Trong trường hợp sử dụng vi sai tăng ma sát ta có:
Pkmax= Pk1+ Pk2 max k P = Pk1+ Pk1 k= 2 1k min G (3.10) Trong đó G là trọng lượng tác động lên cầu chủ động xét.
71
* Với vi sai giữa hai cầu.
Giả sử vi sai cầu trước khơng khóa, nội ma sát nhỏ các bánh xe ở cầu trước và cầu sau hoạt động ở điều kiện đường khác nhau với các hệ số bám khác nhau. Ở đây ta chọn các giá trị min tương ứng với các loại đường có hệ số bám thấp. Chọn min = 0,1 ; min = 0,2; min = 0,4; min = 0,6; n
1> n2 và M2> M1 k = 0,01 ………..0,8.
min: hệ số bám của các bánh xe cầu trước n1: tốc độ bánh xe cầu trước
n2: tốc độ bánh xe cầu trước M2: mơ men trục đầu ra phía sau M1: mơ men trục đầu ra phía trước
Trong trường hợp sử dụng vi sai khơng tăng ma sát và khơng khóa vi sai. Pk max= Pktr max + Pks max
Do đặc điểm của vi sai nên: Pktr max = Pks max = 2
1 Gφmin nên:
Pk max = Pktr max + Pks max = Gφmin (3.11) Trong trường hợp sử dụng vi sai tăng ma sát ta có:
Pk max = Pktr max + Pks max
Pk max = Pktr max + Pktr maxk = (1+k)/2.Gφmin (3.12)
Dựa vào cơ sở lý thuyết nêu trên ta đi khảo sát từng giá trị k trong từng trường hợp
min khác nhau đã chọn để xem xét giá trị Pkmax. Thay các giá trị đã cho vào cơng
thức(3.9); (3.10); (3.11) và (3.12) ta tính được Pkmax tương ứng.
72
*Trường hợp min = 0,1.
Hình 3.13: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa Pkmax và k với min = 0,1
*Trường hợp min = 0,2.
73
*Trường hợp min = 0,4.
Hình 3.15: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa Pkmax và k với min = 0,4
*Trường hợp min = 0,6.
74
Nhận xét
Xem xét kết quả tính tốn và quan sát đồ thị ta thấy: - Lực kéo Pkmax tăng dần khi tăng k và k
- Khi thiết kế cần lưu ý chọn k và k hợp lý, bởi vì nếu chọn k và k quá lớn thì khi quay vòng sẽ sinh ra lực cản lớn, các bánh xe quay cưỡng bức, gây mịn lốp. Cũng vì lí do trên, trong khi thiết kế khơng nên chọn k >8 và k = 0,6
2. Tính tốn khả năng gia tốc tối đa mà xe có thể đạt được. Xác định trọng tâm ô tô.