8.4. Khả năng vượt hào, vượt tường chắn của ô tô
8.4.1. Khả năng vượt tường chắn Ảnh hưởng của kết cấu vi sai
Quá trình vượt tường của xe thực chất là quá trình từng bánh xe nối tiếp vượt qua tường. Bởi vậy khi nghiên cứu khả năng vượt tường của xe chỉ cấn nghiên cứu khả năng vượt tường của từng bánh xe riêng biệt. Trường họp tổng quát, bánh xe đó là bánh xe chủ động, bánh xe chuyển động đều, lực cản lăn và lực cản khơng khí bỏ qua. Ngoài ra, bánh xe và tường chắn được coi là không biến dạng.
Từ các giả thiết trên ta xây dựng được sơ đồ khảo sát trên hình 8.4. Trên sơ đồ ta có:
Mk - Mơ men xoắn tác dụng
lên bánh xe;
Gk - Tải trọng phân bố lên
cầu xe;
p& - Lực đẩy từ khung xe tác
dụng lên bánh xe;
Rf và Tt - Phản lực pháp
tuyến và tiếp tuyến của đường tác dụng lên bánh xe.
Hình 8.3: Sơ đồ ỉ ực tác dụng ỉên bánh xe chủ động tại thời diêm bắt
đầu vượt tường
Khi vượt tường chắn bánh xe sẽ bị trượt, do đó:
T.=<P..R,
Trong đó: <Pt - hệ số bám của bánh xe với mặt đường. Lập phương trình mơ men với điểm A ta có:
Mk+PẠrk-h)-Gk.l=ữ
(8-1) Nhưng: Mk -Tt .rk -(pt .R, .rk
Và ỉ = ylrk -(Jk-h)2
Rt=Pd sina + Gk cosa
. _ I ^~_rk~h
Với: sin a = —; cos a = —------
4 ’ rk
Khi đó từ phương trình (9-1) ta xác định được:
(8-2)
Sử dụng cơng thức (8-2) ta xác định được khả năng vượt tường chắn của các xe có cơng thức bánh xe 4x2; 4x4 và 8x8, với giả thiết cho rằng tải trọng phân bố đều lên các cầu của xe.
Đối với ô tô có cơng thức bánh xe 4 X 2 , ta có:
<p,=o ;
Trong đó:
G - trọng lượng tồn bộ của ơ tô; p<d ~ ty-Gk ~ 2
Với (p là hệ số bám của bánh sau với đường. Theo công thức (8-2) ta có:
max
Khi (3 = 06 sẽ có /ỉmax — 0,53/}.
Như vậy, chiều cao lớn nhất của tường chắn mà xe hai cầu có một cầu chủ động có thể vượt được chỉ bằng 15% bán kính bánh xe.
Khi đó:
Do đó: hmax 1
Khi (pt = (p = 0,6 sẽ có /?max = l,07rĂ.
Như vậy, chiều cao lớn nhất của tường chắn mà ô tô có cộng thức bánh xe 8x8 có thể vượt được có chiều cao bằng bán kính của bánh xe.
Đối với các xe có tất cả các cầu chủ động, để vượt được tường chắn có chiều cao /?max như trên thì trong hệ thống truyền lực của chúng phải có vi sai. Khi khơng có vi sai, chiều cao của tường chắn mà xe có thể vượt được giảm đi nhiều. Bởi vì khi đó hệ số bám (pt trong công thức (8-2) sẽ mang dấu “âm” do xuất hiện hiện tượng tuần hồn cơng suất.
Vượt tường chắn của bánh xe đàn hồi sẽ khác so với trường họp khảo sát trên (bánh xe không biến dạng). Sự biến dạng của lốp trên gờ tường sẽ làm cho quá trình vượt tường dễ dàng hơn. Bởi vì khi đó trục bánh xe chỉ phải nâng lên cách mặt đường với độ cao thấp hơn. Tuy nhiên, việc xác định ảnh hưởng của các yếu tố nêu trên rất khó khăn. Vi sai trong hệ thống truyền lực có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng kéo của xe và do đó nó cũng ảnh hưởng đến TNTQ của xe.
Nhiều xe hiện nay sử dụng vi sai giữa các bánh xe là vi sai kiểu đối xứng , hệ số ma sát trong nhỏ. Mô men từ động cơ được phân bố đều đến các bánh xe chủ động. Tính chất này giúp cho xe chuyển động tốt khi đi trên đường bằng, khi quay vịng. Nhưng tính chất này có ảnh hưởng xấu đến TNTQ của xe khi chuyển động trên đường có hệ số bám ở hai bên bánh xe không bằng nhau.
Khi sử dụng vi sai giữa các cầu là vi sai ma sát trong cao, TNTQ của xe sẽ tăng lên đáng kể (thí dụ, vi sai cam trong cầu xe GAZ - 66).