4.2.1 .4Quan hệ moment
4.2.2.2 Nghiên cứu quá trình chuyển động thẳng của ôtô
Trong mục này chúng ta sẽ nghiên cứu việc phân chia moment MΣ cho các bánh xe hay các cầu trong trường hợp ô tô chuyển động thẳng trên cơ sở sử dụng đặc tính rl(Fk) :
Các bánh xe (hay các cầu) có λF như nhau, tải trọng Z như nhau, nhưng bán kính lăn khi khơng tải rl0 khác nhau (bán kính có thể khác nhau do nhiều nguyên nhân như sai số chế tạo, độ mịn của lốp, áp suất khí trong lốp v.v…) Trạng thái này có thể được mơ tả theo hình vẽ dưới đây:
Khi chuyển động thẳng, tốc độ tịnh tiến thực tế của hai bánh xe (hay hai cầu) sẽ bằng nhau V1 = V2 , tức là :
rl1. ω1 = rl2. ω2 suy ra rl2/rl1 = ω1/ω2 = i
Nếu i =1, tức là tốc độ góc của hai bánh xe (hay hai cầu) bằng nhau (điều này là đương nhiên đối với hai bánh xe của một cầu và là phổ biến đối với hai cầu chủ động của ơ tơ hai cầu) thì ta có:
rl1 = rl2 = rl tức là hai bánh xe (hay hai cầu) chuyển động với cùng một bán kính lăn thì chắc chắn tại hai bánh xe sẽ có hai lực Fk khác nhau (Fk1> Fk2).
Trong giới hạn bám, tức là Fkmin < Fk < Fkmax ta có thể sử dụng phương trình:
rl = rl01− λ. Fk1 = rl02− λ. Fk2
Từ đó rút ra: ΔFk = Fk2− Fk1 = (rl02− rl01)/λ = Δrl/λ
Lực tổng cộng: Fk = Fk1+ Fk2 = 2Fk1+ ΔFk
Hay Fk1 = 0,5(Fk− ΔFk)
Như vậy với các giá trị Δrl và λ đã biết ta có thể xác định được ΔFk, từ đây quan hệ về phân phối moment cũng được xác định từ các phương trình :
MΣ = MΣ1+ MΣ2 Mk1 = i1. η1. MΣ1 Mk2 = i2. η2. MΣ2
Fk1 = Mk1/rd1 ; Fk2 = Mk2/rd2 ΔFk = Fk2− Fk1 = (rl02− rl01)/λ = Δrl/λ
Nhận xét: trong trường hợp khảo sát ta ln có Fk1 ≠ Fk2, điều này khác với giả thiết về một đường truyền năng lượng trong những tính tốn thơng thường (khi sử dụng vi sai đối xứng khơng ma sát) trong trường hợp lý thuyết này thì:
Fki0 = 0,5Fk (i = 1,2)
Lượng chênh lệch giữa Fki thực tế và trường hợp lý thuyết nói trên được xác định:
ΔFk1 = |Fk1− Fk10 | = 0,5ΔFk = Δrl/2λ ΔFk2 = |Fk2− Fk20 | = ΔFk1
Các giá trị ΔF1,2 gọi là các lực ký sinh Ngồi ra cịn có khái niệm:
Moment ký sinh: ΔMki = ΔFki. rli
Công suất ký sinh: ΔPki = ΔMki. ωki = ΔFki. rli. ωki
Sự khác biệt của Fk1và Fk2 dẫn đến dự trượt của các bánh xe sẽ khác nhau và mài mòn lốp cũng khác nhau. Đây là một nhược điểm.
Tiếp theo chúng ta phải khảo sát trường hợp một trong hai lực Fki đạt tới giới hạn bám (ví dụ Fk2 = Fmax) (ở Hình a)
Hình 4.12: Đặc tính lực của bán kính lăn khi Fk đạt tới giới hạn bám và khi bán kính lăn thay đổi
Tương tự chúng ta có thể viết:
Fk1 = Fk− Fkmax
Giá trị Fk2 = Fkmax = Z. φ coi như đã biết, bài tốn coi như chỉ cịn ẩn số là Fk1 và có thể giải dễ dàng. Ngồi ra ta có thể viết:
rl = rl01− λF. Fk1
Các giá trị ký sinh cũng có thể xác định dễ dàng bằng các phương trình :
ΔFk1 = |Fk1− Fk10 | = 0,5ΔFk = Δrl/2λ ΔFk2 = |Fk2− Fk20 | = ΔFk1
ΔMki = ΔFki. rli
ΔPki = ΔMki. ωki = ΔFki. rli. ωki
Bài toán này cũng được xác định trong trường hợp tương tự Fk1 = Fkmin.
Trong trường hợp cả hai bánh xe đều đạt tới giới hạn bám, tức là khi các bán kính lăn khơng cắt các đường đặc tính rl(Fk) chúng ta có:
Fk1 = Fk2 = Fkmax(hoặc Fkmin)
Giá trị Fk của cả cầu khi đó Fk = Fkmax(hoặc Fkmin) Bán kính lăn trường hợp này
khơng xác định được. Bán kính lăn cũng khơng xác định được trong trường hợp cả hai bánh xe là tuyệt đối cứng (λ = 0) và có bán kính khác nhau (ở hình b); khi đó Fk2 = Fkmax (bánh xe lớn trượt lăn), Fk1 = Fkmin (bánh xe nhỏ trượt lết), bán kính lăn trong khoảng rl01 < rl < rl02.