Chương 2 CƠ SỞ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE MÁY CHỮA CHÁY
2.4. Mơ hình tính tốn độ lệch ngang tối đa của cụm thiết bị
Để xe máy hai bánh có thể di chuyển trên đường thẳng nằm ngang thì trọng tâm xe phải nằm trong mặt phẳng đối xứng của xe. Các xe cơ sở đã được thiết kế thỏa mãn điều kiện này, nhưng khi gá lắp thêm cụm thiết bị, do các chi tiết của các thiết bị có khối lượng và thể tích khác nhau nên để thỏa mãn điều kiện trên thì mặt chiếu bằng của xe đơi khi bị rộng thêm chiều ngang, dẫn đến khó di chuyển trong ngõ hẹp. Do vậy, ở một chừng mực nào đấy phải chấp nhận sự lệch ngang trọng tâm của cụm thiết bị. Điều này dẫn đến trọng tâm của tồn xe khơng nằm trên mặt phẳng đối xứng của xe. Vì vậy, khi điều khiển xe chạy trên đường thẳng, buộc người điều khiển phải nghiêng người để điều chỉnh
trọng tâm của xe và người. Góc nghiêng của người lái cũng chỉ nên ở trong phạm vi nào đó để người lái cảm thấy thoải mái trong thời gian tác nghiệp.
Nghiên cứu về sự tương tác giữa người lái và xe trong quá trình vận hành cũng được nhiều các tác giả quan tâm [81], [82], [83]. Bằng phương pháp đo đạc thực nghiệm như trong [83], luận án đưa ra mơ hình tính tốn sự liên hệ giữa khoảng lệch ngang của trọng tâm cụm thiết bị và độ nghiêng người lái trong quá trình xe chạy thẳng. Sơ đồ tính tốn được trình bày trên hình 2.10.
Để mơ tả chuyển động của người lái khi chuyển động thẳng trong trường hợp trọng tâm cụm thiết bị có sự lệch ngang, hai bậc tự do được xem xét theo sơ đồ của hình 2.10. Bậc tự do đầu tiên là chuyển vị ngang của phần thân dưới của người lái so với xe máy và nó được mơ phỏng bằng sự dịch chuyển ngang của điểm B (là điểm của xương chậu người lái) so với điểm cố định A trên xe. Bậc tự do thứ hai là độ nghiêng thân trên được mơ phỏng bằng góc θr.
Hình 2.10: Mơ tả trạng thái người lái khi xe di chuyển thẳng trong trường hợp trọng tâm cụm thiết bị có sự lệch ngang trong trường hợp trọng tâm cụm thiết bị có sự lệch ngang
Các ký hiệu trong Hình 2.10: r
Gm – Trọng tâm cụm thiết bị;
Gt - Trọng tâm phần thân trên người;
ym và yn – Khoảng cách lệch ngang của Gm và Gn;
Pm và Pn – Trọng lượng cụm thiết bị và trọng lượng phần thân trên người; yr - Chuyển vị ngang của phần thân dưới của người lái so với xe máy.
Gọi Ln = BGt là khoảng cách giữa B và Gt. Do người lái phải nghiêng người theo phía đối của trọng tâm Gm nên ta có:
n n r r
y L sin y (2.59) Từ điều kiện cân bằng mô men dẫn đến:
n n m m y P y P (2.60) Từ đó có được: n n r r m m P L sin y y P (2.61)
Như vậy, khoảng cách lệch ngang tối đa của Gm để phù hợp với sự thoải mái của người lái khi biết được vùng thay đổi của cặp thông số (r, yr) (do Pn,
Pm và Ln đã biết). Việc xác định vùng biến thiên của cặp thông số (r, yr) qua thực nghiệm sẽ được trình bày trong chương 4.
Kết luận chương 2
Từ kết quả thu được đã trình bầy trong chương 2, luận án rút ra một số kết luận sau:
1. Từ cấu tạo và hoạt động của xe máy chữa cháy, luận án đã xây dựng được mô hình động lực học chuyển động phẳng của xe, thiết lập được hệ phương trình động lực học chuyển động thẳng của xe máy chữa cháy, kết quả này là cơ sở để tính tốn các thơng số hợp lý khi lắp gá cụm thiết bị cứu hộ và chữa cháy, đảm bảo sự cân bằng khi lái xe trên đường thẳng với vận tốc
70 km / h
thể áp dụng để tính tốn cho các loại xe cơ sở khác nhau khi có cùng cấu trúc các cụm chi tiết.