ĐƯỜNG KHÁC NHAU.
Trên quang điểm động lực học :Để xe quay vòng ổn định (không xảy ra trượt ngang) thì phải thỏa mảng phương trình cân bằng lực theo phương ngang.
Trên cơ sở phương trình cân bằng lực theo phương ngang, chúng ta xát định được vận tốc nguy hiểm mà tại thời điểm đó xe bắt đầu xảy ra hiện tượng trượt ngang .
5.2.1.Trường hợp xe quay vòng trên đường nhựa bê tông khô .( chọn 𝛗𝐲 = 𝟎, 𝟗).
Lực quán tính ly tâm tác dụng lên cầu trước theo phương ngang: Theo như hình 5.5:
Fjly1 = Yb1′′.cos(α1) + Yb1′ .cos(α2) (5.19)
Vì góc α1và α2 khi quay vòng khá nhỏ nên α1= α2 ≈ 0 cos(α1) = cos(α2) = 1.
Fjly1 = Yb1′ + Yb1′′ = φy.Z1 Ta có: Z1 = G1= 10993 (N) Trong đó :
- φy: Hệ số bám ngang ( chọn 0,9)
- G1: Trọng lượng phân bố của xe lên cầu trước (N) - g: Gia tốc trọng trường (g = 10 m/s2)
Nên Fjly1 = 0,9.10993= 9894 (N)
Lực quán tính ly tâm tác dụng lên cầu sau theo phương ngang: Fjly2 = Yb2′ + Yb2′′ = φy.Z2 (5.20)
98 Trong đó :
- G2: Trọng lượng phân bố của xe lên cầu sau (N) Nên Fjly2 = 0,9.8977 = 8079 (N)
Để xe quay vòng không bị trượt ngang thì cần thỏa mãn điều kiện: Fjly < Yb1′ + Yb1′′ + Yb2′ + Yb2′′ = φy.Z (5.21) Ta có : Z = G = m.g = 10.1997 = 19970 (N)
Nên Fjly = Fjly1 + Fjly2 = 0,9.19970 = 17973 (N) Từ hình 5.5 ta có : tgβ = b R = 1,486 5,5 = 0,27 => β = 15,12° cosβ = jly jl F F => Fjl = Fjly cosβ = 17973 cos (15,12°) = 18671 (𝑁)
Gia tốc trọng tâm T của xe hướng theo chiều trục ngang : jy = Fjly m = 17973 1997 = 9 (m/s²) Theo hình 5.5 ta có: sinβ = Fjlx Fjl => Fjlx = sinβ. Fjl = sin(15,12°) . 18671 = 4869 (N) Gia tốc trọng tâm T của xe hướng theo chiều trục dọc:
jx =Fjlx m =
4869
1997= 2,44 (m/s
2)
Vận tốc cực đại vNH của xe khi đi vào đường vòng trên đường nhựa bê tông khô: Ta đã có: φy = 0,9 Fjly = G. vNH 2 g. Rmin => vNH = √Fjly. g. Rmin G (5.22) vNH = √Fjly. g. Rmin 19970 = √ 17973.10.5,5 19970 = 7,03(m/s)
Vậy vận nguy hiểm của xe khi đi quay vòng trên đường nhựa bê tông khô : vNH = 7,03 (m/s) = 25,31 (km/h)
99
5.2.2.Trường hợp xe quay vòng trên đường nhựa bê tông ướt ( chọn 𝛗𝐲 = 𝟎, 𝟓𝟓).
Lực quán tính ly tâm tác dụng lên cầu trước theo phương ngang: Theo như hình 5.5:
Fjly1 = Yb1′′.cos(α1) + Yb1′ .cos(α2)
Vì góc α1 và α2 khi quay vòng khá nhỏ nên α1= α2 ≈ 0 cos(α1) = cos(α2) = 1.
Fjly1 = Yb1′ + Yb1′′ = φy.Z1 Ta có: Z1 = G1 = 10993 (N) Trong đó :
- φy: Hệ số bám ngang ( chọn 0,55)
- G1: Trọng lượng phân bố của xe lên cầu trước (N) - g: Gia tốc trọng trường (g = 10 m/s2)
Nên Fjly1 = 0,55.10993= 6046 (N)
Lực quán tính ly tâm tác dụng lên cầu sau theo phương ngang: Fjly2 = Yb2′ + Yb2′′ = φy.Z2
Ta có Z2 = G2 = 8977 (N) Trong đó :
- G2: Trọng lượng phân bố của xe lên cầu sau (N) Nên Fjly2 = 0,55.8977 = 4937 (N)
Để xe quay vòng không bị trượt ngang thì cần thỏa mãn điều kiện: Fjly < Yb1′ + Yb1′′ + Yb2′ + Yb2′′ = φy.Z
Ta có : Z = G = m.g = 10.1997 = 19970 (N) Nên Fjly = Fjly1 + Fjly2 = 0,55.19970 = 10984 (N) Từ hình 5.5 ta có : tgβ = b R = 1,44 5,5 = 0,26 => β = 15,12° cosβ = jly jl F F => Fjl = Fjly cosβ = 10984 cos (15,12°)= 11378 (𝑁)
100 Gia tốc trọng tâm T của xe hướng theo chiều trục ngang :
jy =Fj1y m = 10984 1997 = 5,5 (m/s2) Theo hình 5.4 ta có: sinβ = Fjlx Fjl => Fjlx = sinβ. Fjl = sin(15,12°) . 11378 = 2968 (N) Gia tốc trọng tâm T của xe hướng theo chiều trục dọc:
jx =Fjlx m =
2968
1997= 1,49 (m/s
2)
Vận tốc cực đại vmax của xe khi đi vào đường vòng trên đường nhựa bê tông khô: Ta đã có: φy= 0,55 Fjly = G. vNH 2 g. Rmin => VNH = √Fjly. g. Rmin G vNH= √Fjly. g. Rmin 19970 = √ 10984.10.5,5 19970 = 5,5(m/s)
Vậy vận tốc nguy hiểm của xe khi đi quay vòng trên đường nhựa bê tông khô : v = 5,5 (m/s) = 19,8 (km/h).
Tương tự cách tính toán loại đường nhựa bê tông ta có thể tính được vận tốc nguy hiểm vNH của xe khi ào đường vòng trên các loại đường khác nhau ứng ới từng hệ số φy khác nhau: Đường đất khô : φy = 0,7 Đường đất ướt : φy = 0,5 Đường cát khô : φy = 0,4 Đường cát ướt : φy = 0,6 Tóm lại :
Để xe chuyển động quay vòng không bị trượt ngang ứng với các loại đường khác nhau thì tài xế chỉ chạy được với tốc độ tối đa cho phép vmax (km/h) < vNH (vận tốc nguy hiểm ), để đảm bảo an toàn cho xe không bị trượt ngang. Tương ứng với các loại đường ta tính được vận tốcnguy hiểm vNH (km/h) khi xe quay vòng như sau:
101
Bảng 5.3: Bảng giá trị hệ số bám ngang và vận tốc nguy hiểm khi xe trượt ngang trên
từng loại đường.
Loại đường Hệ số bám
𝛗𝐲
𝐯𝐍𝐇 (km/h)
Nhựa bê tông khô 0,9 25,31
Nhựa bê tông ướt 0,55 19,8
Đất khô 0,7 22,32
Đất ướt 0,5 18,72
cát khô 0,4 16,88
102
CHƯƠNG 6.
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ. 6.1. KẾT LUẬN.
Qua nhiều tuần tìm hiểu, tính toán và làm việc cùng với sự chỉ dẫn tận tình, chu đáo của thầy GVC.MSc.Đặng Quý, chúng em đã tìm hiểu được các tính năng động học, động lực học của ô tô Hyundai Santafe 2012, và biết được các đặc tính cũng như thông số kỹ thuật làm cơ sở cho việc sử dụng có hiểu quả vào quá trình tính toán, khảo sát sự chuyển động của ô tô trên các loại đường và điều kiện chuyển động khác nhau.
Chúng em đã xây dựng được cơ sở lý thuyết cơ bản về các tính năng của ô tô như: đặc tính động lực học, lực kéo, công suất kéo, các lực cản và công suất của chúng. Xây dựng đồ thị đường đặc tính ngoài, đồ thị cân bằng lực kéo, cần bằng công suất, đặc tính động lực học của xe Hyundai Santafe 2012. Từ đó xác định vận tốc cực đại, momen cực đại, công suất cực đại của xe có phù hợp với vận tốc, momen, công suất mà nhà sản xuất đưa ra hay không. Đánh giá tính năng leo dốc và khả năng lựa tay số sao cho phù hợp, từ đó đưa ra chế độ sử dụng hợp lý nhất cho ô tô.
Qua đó cũng xác định được góc dốc giới hạn, vận tốc giới hạn mà tại đó ô tô bị lật đổ hay bị trượt trong điều kiện chuyển động khác nhau. Từ đó đánh giá được tính ổn định của ô tô là phù hợp với điều kiện đường ở Việt Nam (thông qua hệ số bám). Đảm bảo ô tô chạy tốt trên các loại đường ở Việt Nam (đường dốc hay bằng phẳng) khi ô tô chuyển động thẳng, đứng yên hoặc quay vòng theo điều kiện lật đổ hay trượt ngang.
Xác định được động học và động lực học quay vòng của ô tô để đánh giá được rằng sự quay vòng đó của ô tô là ổn định.
Xây dựng được chương trình tính toán và xử lý số liệu các tính năng động học và động lực học của xe Hyundai Santafe trên phần mềm Matlap R2015a .
103
6.2. ĐỀ NGHỊ.
Do việc nghiên cứu tính chất động học và động lực học xe Hyundai Santafe 2012 của chúng em chỉ là trên phương diện lý thuyết. Vì vậy cần phải được kiểm nghiệm bằng phương pháp thực nghiệm.
Do kiến thức và thời gian của chúng em còn hạn chế nên chưa đi sâu vào các vấn đề bên trong, chỉ giải quyết được một số vấn đề đơn giản. Vì vậy, nếu có thời gian và cơ hội được các thầy cô giúp đỡ, chúng em sẽ tiếp tục nghiên cứu mở rộng sang các ảnh hưởng khác như: Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, nghiên cứu chính xác hơn để việc sử dụng và vận hành được đảm bảo tốt hơn, an toàn hơn,… và nếu có thể thì chúng em sẽ mở rộng sang nghiên cứu mô phỏng ổn định động học của Hyundai Santafe 2012 khi quay vòng bằng phần mềm Matlap-Simulink +Carsim.
104
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO.
[1] MSc. Đặng Qúy, Giáo trình Lý thuyết ô tô (chương 2, 3, 4, 5, 7), Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh, 2000.
[2] Nguyễn Hữu Cần, Giáo trình Lý thuyết ô tô máy kéo ( trang 114 - 122), Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, 1996.
[3] Vehicle Dynamics Theory and Application - Nezan. Jazar (trang 41-44)
(https://drive.google.com/drive/u/0/my-drive).
[4] Xác định tọa độ trọng tâm của oto.
(https://docs.google.com/document/d/1J_a3iJVIdCxmrPXw1L0HkJmWRnXipQ6t/
edit).
[5] Hyundai Santafe 2006-2012 Workshop Service and Repair Manual.
(https://drive.google.com/drive/u/0/my-drive ). [6] Matlap toàn tập. (https://drive.google.com/drive/u/0/my-drive) [7] https://www.wikiwand.com/en/Hyundai_Theta_engine#/G4KJ [8]https://www.auto123.com/en/new-cars/technical-specs/hyundai/santa- fe/2012/fwd/24-gl/