v (km/s) Fjlx (N) Fjly (N) Fjl(N) 5 -542,94 3060,45 3108,24 10 -2171,74 12241,81 12432,95 15 -4886,42 27544,07 27974,15 20 -8686,98 48967,24 49731,82 25 -13573,40 76511,31 77705,97 30 -19545,70 110176,28 111896,59 35 -26603,86 149962,16 152303,69
5.2. Khảo sát điều kiện để xe quay vòng ổn định ở các loại đường khác nhau
Trên quan điểm động lực học: Để xe quay vòng ổn định (khơng bị trượt ngang) thì phải thỏa mãn phương trình cân bằng lực theo phương ngang. Trên cơ sở phương trình cân bằng lực theo phương ngang chúng ta xác định được vận tốc nguy hiểm mà tại thời điểm đó xe bắt đầu trượt ngang trên quan điểm động lực học quay vịng của xe.
Lực qn tính ly tâm tác dụng lên cầu trước theo phương ngang: Theo hình 5.4: Fjly1 = Y’b1.cos(α2) + Y”b1.cos(α1)
69
Vì góc α1 và α2 khi quay vòng khá nhỏ nên α1 = α2 ≈ 0, nên cos(α1) = cos(α2) = 1.
Fjly1 = Y’b1 + Y”b1 = φy.Z1 = 0,9.49500 = 44550 (N) Trong đó: φy – hệ số bám ngang ( chọn φy = 0,9).
Z1 – Phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên bánh xe cầu trước. g – Gia tốc trọng trường (g=10 m/s2).
Lực quán tính ly tâm tác dụng lên cầu sau theo phương ngang:
Fjly2 = Y’b2 + Y”b2 = φy.Z2 = 0,9.115500 = 103950 (N)
Z2 – Phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên bánh xe cầu sau. Để xe quay vịng khơng bị trượt ngang thì cần thỏa mãn điều kiện:
Fjly < Y’b1 + Y”b1 + Y’b2 + Y”b2 = φy.Z = 148500 (N) Từ hình 5.4 ta có: tgβ = b R = 1,845 10,4 = 0,18 β = 10⁰3′ cosβ = Fjly Fjl Fjl= Fjly cosβ = 148500 10,4 = 14278,85 (N) Gia tốc trong tâm T của xe hướng theo chiều trục ngang:
jy = Fjly m = 148500 16500 = 9 (m/s2) Từ hình 5.4 ta có: sinβ = Fjlx Fjl Fjlx = sinβ.Fjl = sin(10⁰3′).14278,85 = 2491,77 (N) Gia tốc trọng tâm T của xe hướng theo chiều trục dọc:
jx = Fjlx
m = 2491,77
16500 = 0,15 (m/s2)
70
Fjly= G.vnh
2
g.Rmin vnh = √Fjly.g.Rmin
G = √148500.10.10,4
165000 = 9,67 (m/s)
Trong đó: vnh – Vận tốc nguy hiểm của xe khi quay vòng.
Vậy vận tốc nguy hiểm của xe khi quay vịng trên đường nhựa bê tơng khơ: vnh = 9,67 (m/s) = 34,81 (km/h)
Như vậy, khi xe quay vòng, lực Fjl phụ thuộc vào: khối lượng của xe, bán kính quay vòng và nhất là vận tốc chuyển động của xe. Để giảm Fjl chúng ta phải giảm vận tốc của xe và giảm khối lượng (không được chở quá tải), đồng thời phải tăng bán kính quay vịng của xe. Trong hai thành phần của Fjl, thành phần lực ngang Fjly là lực chủ yếu làm cho xe chuyển động khơng ổn định, là ngun nhân chính gây nên sự nghiêng ngang của thùng xe và làm cho xe lật đổ. Bởi vậy chúng ta phải giảm tối đa giá trị Fjly khi xe quay vòng.