CHƯƠNG I: ĐỘNG LỰC HỌC TỔNG QUÁT CỦA ÔTÔ
CHƯƠNG 6 TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA ÔTÔ
6.3. Tính ổn định khi phanh
Đồ án tốt nghiệp Trang 153 Trong quá trình phanh của ôtô thì trục dọc của ôtô có thể bị nghiêng đi một góc
nào đấy so với hướng của quỹ đạo đang chuyển động. Sở dĩ như vậy là do tổng các lực phanh sinh ra ở các bánh xe bên phải khác với tổng các lực phanh sinh ra ở các bánh xe bên trái và tạo thành mômen quay vòng Mq quanh trục thẳng đứng Z đi qua trọng tâm A của ôtô.
Khi phanh mà ôtô quay đi một góc quá mức quy định thì sẽ mất an toàn chuyển động trên đường. Vậy tính ổn định khi phanh là khả năng ôtô dữ được quỹ đạo chuyển động như ý muốn của người lái trong quá trình phanh.
Giả sử ôtô đang chuyển động theo hướng của trục X nhưng sau khi phanh thì lệch một góc . Trong khi phanh thì các bánh xe bên phải có lực phanh PP.Ph1 ở trục trước, PP.Ph2 ở trục sau, còn ở các bánh xe bên trái có các lực phanh PP.tr1 ở trục trước và PP.tr2 ở trục sau:
- Tổng các lực phanh bên phải là:
- Tổng các lực phanh bánh xe bên trái là:
Giả sử rằng tổng các lực phanh bên phải PP.Ph lớn hơn bên trái PPtr, lúc đó ôtô sẽ qua vòng quanh trọng tâm A của ôtô.
Mômen quay vòng Mq xác định theo biểu thức (6.33).
- Do có sự ma sát giữa bánh xe và mặt đường cho lên khi suất hiện mômen quay vòng Mq thì các bánh xe của trục trước sẽ có phản lực RY1 tác dụng từ mặt đường theo phương ngang và ở các bánh xe sau sẽ có phản lực Ry2 tác dụng.
- Lấy tích phân hai lần phương trình (6.35) ta được:
- Để tìm giá trị của C ta sử dụng điều kiện ban đầu t=0 thì =0 và lắp vào
PP.Ph = PP.Ph1 + PP.Ph2 (6.31) PP.tr = PP.tr1 +PP.tr2 (6.32)
2 2
2 . . .
.
P B B P
B P P
Mq pph ptr pph ptr (6.33) Phương trình chuyển động của ôtô đối với trọng tâm A được viết dưới dạng:
IZ.= Mq- Ry1a- Ry2b (6.34) - Vì ôtô đang bị xoay đi một góc nghĩa là mômen quay vòng Mq lớn hơn nhiều so với khi tác dụng Ry1và Ry2 sinh ra, cho lên để đơn giản khi tính toán có thể bỏ qua các lực Ry1và Ry2 lúc này phương trình(6.34) có dạng (6.35).
IZ.= Mq hoặc
Z q
I
M
(6.35) Ở đây:
+ Iz - Mômen quán tính của ôtô quanh
Đồ án tốt nghiệp Trang 154 phương trình (6.36) ta có C=0 từ đó rút ra
được biểu thức cuối cùng để xác định góc lệch do mômen quay Mq gây nên, mà mômen Mq là do sự không đồng đều lực phanh ở các bánh xe bên phải và bên trái của ôtô tạo ra (6.37).
trục Z đi qua trọng tâm A.
+ t- Thời gian phanh.
t C
I M
Z
q
2
2 (6.36)
2
2 t I M
Z
q
(6.37)
- Từ biểu thức (6.37) ta thấy góc lệch tỷ lệ thuận với mômen quay vòng và tỷ lệ nghịch với quán tính iz của ôtô đi quanh trục Z đi qua trọng tâm của nó .
- Theo yêu cầu của nhà máy chế tạo thì ôtô khi xuất xưởng phải đảm bảo lực phanh ở các bánh xe trên cùng một trục là như nhau nhằm đảm bảo tính ổn định khi phanh. Độ chênh lệch tối đa giữa các lực phanh ở các bánh xe trên cùng một trục không được vượt quá 15% so với giá trị lực phanh cực đại ở các bánh xe của trục này.
- Giả sử rằng các bánh xe ở phái bên phải có lực phanh lớn nhất PP.Phmax theo điều kiện bám giữa bánh xe với mặt đường thì lực phanh thấp nhất ở bánh xe bên trái cho phép (6.38).
- Lúc đó mômen quay vòng cực đại Mqmax được xác định như sau:
- Từ đó ta có (6.39).
- Lắp giá trị Mqmax từ biểu thức (6.39) vào (6.37) ta tìm được góc lệch cực đại
max: (6.40).
- Ở biểu thức (6.40) thành phần P’Pmax
cần phải hiểu là lực phanh cực đại ở một phía theo điều kiện bám.(6.41).
- Lắp giá trị P’Pmax từ biểu thức (6.41) và (6.40) cuối cùng ta có biểu thức xác định max: (6.42).
PP.trmin = 0,85 PP.phmax (6.38)
2 2 . min
max . max
P B P B
Mq Pph Ptr
hay:
min 2
. max . max
P B P
Mq Pph Ptr
Mqmax =
85 2 ,
0 . max
max .
P B PP ph Pph
max .
max 0,075 P ph
q BP
M (6.39)
2 max
max 2
' 075 ,
0 t
I BP
Z
P
(6.40) P’Pmax= max
2
G (6.41)
IZ
BGt2 max
max 0,019
(6.42)
Đồ án tốt nghiệp Trang 155 Nhân xét :
Góc lệch cực đại max cho phép khi phanh không vượt quá 80 hoặc khi phanh ôtô không vượt ra ngoài hành lang có chiều rộng 3,5 m.
Đồ án tốt nghiệp Trang 156