Chương 3 : TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI
3.1 Các thông số của hệ thống lái
3.1.1 Xác định mômen quay vòng và lực lái lớn nhất
- Lực đặt lên vành lái được xác định cho trương hợp ơtơ quay vịng tại chỗ vì lúc này lực cản quay vòng đạt giá trị cực đại. Lúc đó mơmen cản quay vịng trên một bánh xe dẫn hướng Mc sẽ bằng tổng số của mômen cản lăn M1, mômen ma sát giữa bánh xe và mặt đường M2 và mômen ổn định M3 gây nên bởi các góc đặt của các bánh xe và trụ đứng.
Mcq = (M1 + M2 + M3).γ
η (3.1)
Mô men cản chuyển động M1:
M1 = Gbx. f. c (3.2)
Trong đó: Gbx- Trọng lượng tác dụng lên một bánh xe dẫn hướng Gbx = 𝐺1
2 (3.3)
Thay số ta được: Gbx =2900 N f- Hệ số cản lăn: f= 0,015 c- Cánh tay địn.c= 0,03 m
Thay số vào cơng thức (3.2) ta được: M1=2900.0,015.0,03=1,305 (Nm)
47
Khi có lực ngang Y tác dụng lên bánh xe, do sự đàn hồi bên của lốp, diện tích tiếp xúc giữa lốp xe với đường sẽ bị quay tương đối với mặt phẳng của bánh xe. Điểm đặt của lực ngang Y sẽ dịch chuyển một đoạn x nào đó phía sau đối với trục bánh xe. Đoạn x được thừa nhận bằng một phần tư chiều dài của bề mặt tiếp xúc giữa lốp với đường.
Ta có: x = 0,5√x2− r2
bx (3.4)
Trong đó: r- bán kính tự do của bánh xe dẫn hướng. Chọn cỡ lốp xe 225/55R19
𝑟 = (𝐵 +𝑑
2) (3.5)
Thay số vào (3.5) ta được: r=((550+19.25,4)/2)= 516.3 mm
rbx - bán kính làm việc của bánh xe, rbx = 0,96.r
Nếu rbx = 0,96.r thì x=0,14.516,3=72.23 (mm) = 0,0722 (m) Thì mơ men cản M2 do ma sát giữa bánh xe và mặt đường:
M2 =Y.x = 1Gbx.0,14r (3.6)
Thay số vào (3.6) ta được: M2= 0,7.2900.0,0722=146,566 (Nm) Trong đó: 1 – Hệ số bám ngang
Y- Lực ngang tổng hợp;
x- Độ dịch về phía sau của điểm đặt lực ngang tổng hợp so với tâm diện tích tiếp xúc giữa lốp với mặt đường do sự đàn hồi bên của lốp gây ra.
48
- Tổng mơ men cản quay vịng ở cả hai bánh xe dẫn hướng : (3.6)
Mc= 2(M1+ M2)γ
η = 2Gbx(fc + 0.14φr)γ
η (3.7)
Thay số vào (3.7): Mc= 2(1,305+146,566).1.07=316.4 (Nm)
γ- Hệ số tính đến ảnh hưởng của M3 gây ra do cầu trước ô tô bị nâng lên, γ = 1.07 ÷
1.15
- Lực cực đại tác dụng lên vô lăng được xác định theo công thức: Plmax= Mc
R iωidηt = 132,05 (N) (3.8)
Trong đó : iω- Tỉ số truyền cơ cấu lái, iω =360/20= 18
id- Tỉ số truyền của dẫn động lái, id =0,986
γ- Hệ số tính đến ảnh hưởng của M3 gây ra do cầu trước ô tô bị nâng lên,
= 1.07 ÷ 1.15
ηt - Hiệu suất thuận cơ cấu lái = 0,75
49