11.2. Các thông số ảnh hưởng tính cơ động của ô tô
11.2.4. Các thông số kết cấu
Ảnh hưởng của bánh xe chủ động và bị động
a – Bánh xe bị động b – Bánh xe chủ động
Hình 11-9Ảnh hưởng của mô men kéo đến sự vượt vật cản
Hình 11-9 (a) thể hiện lực tác dụng lên bánh xe bị động khi nó gặp vật cản có chiều cao h.
Z = Gw ; X = T
Z = X . tan1 = T . tan1 Gw = T . tan1
h r
h - 2r.h . tan G
T G
2 w
1 w
Eq. 11-4
R – phản lực của vật cản tác dụng vào bánh xe; RXZ T, Gw– lực tác dụng vào trục bánh xe bởi khung xe, trọng lực.
Như vậy, nếu chiều cao vật cản bằng bán kính bánh xe (h = r), lực đẩy từ khung là vô cùng lớn, có nghĩa là bánh xe bị động không thể lăn qua được.
Khảo sát lực tác dụng trên bánh xe chủ động Hình 11-9 (b). Bánh xe chủ động chịu thêm mô men kéo Mw. Dưới tác dụng của nó, phản lực tiếp tuyến Pw
của vật cản hình thành tại vết tiếp xúc.
w w
w P' P''
P
"
Pw
- X T
w w Z P"
G Eq. 11-5
Thành phần P”w giúp cho ô tô khắc phục vật cản theo phương Z. Thành phần P’w giúp cho ô tô khắc phục vật cản theo phương X.
Như vậy, khả năng khắc phục vật cản theo chiều cao của bánh xe bị động kém hơn bánh xe chủ động. Bánh xe bị động chỉ đơn thuần lăn qua vật cản, còn bánh xe chủ động cố gắng vượt qua vật cản. Số trục bánh xe chủ động được thể hiện qua công thức bánh xe, được ký hiệu dưới dạng: 2m x 2n. Trong đó, m là số trục bánh xe và n là số trục bánh xe chủ động.
Ảnh hưởng của hệ thống treo
Đối với ô tô nhiều trục, nhiều cầu chủ động, hệ thống treo cho cụm trục bánh thường có kết cấu kiểu cân bằng – với mục đích phân bố hợp lý tải trọng trên các trục bánh xe. Khi ô tô đi trên đường nhấp nhô, bộ phận cân bằng của hệ thống treo cho cụm cầu đảm bảo tất cả các bánh xe đều tiếp xúc với đường.
Tuy nhiên, với những nhấp nhô quá lớn hệ thống treo có thể không đảm bảo
Biên soạn: TS. Phan Minh Đức – Bộ môn Ô tô, khoa Cơ khí Giao thông 146 được khả năng tự điều chỉnh để tất cả các bánh xe đều tiếp xúc với đường. Khi đó, hiện tượng quay trơn của một hoặc nhiều bánh xe có thể xảy ra và ô tô không thể chuyển động được nếu không có bộ phận khóa vi sai giữa các cầu.
Ảnh hưởng của vi sai giữa các bánh xe
Bộ vi sai được bố trí trên trục bánh xe, có công dụng đảm bảo cho hai bánh xe chủ động có thể quay với vận tốc góc khác nhau. Mo men tại các bán trục:
) M (M . 0,5
M1 fr Eq. 11-6
) M (M . 0,5
M2 fr Eq. 11-7
Với: M1, M2– mô men trên các bán trục quay chậm, nhanh;
M, Mfr – mô men tại trục vào, mô men ma sat trong vi sai.
a/ Kết cấu vi sai b/ Phân phối mô men khi chuyển động thẳng c/ Phân phối mô men khi chuyển động vòng 1 – vỏ vi sai 2 – bánh răng hành tinh 3 – bánh răng đầu bán trục 4 – đĩa ép 5 – bánh răng chậu 6 – mặt vát ở đĩa ép và trục vi sai 7 – trục vi sai8 – nắp 9, 10 – đĩa ma sát
Hình 11-10 Kết cấu và sự truyền mô men của bộ vi sai
Khi ma sát trong của vi sai nhỏ, các bánh răng phân phối phân bố đều mô men ra các bán trục và mô men bị giới hạn bởi mô men bám trên bánh xe phía nào có hệ số bám nhỏ hơn.
dyn fr p
p t t max
T r
M ) Z . ( , ) Z . ( min . 2
F Eq. 11-8
Trong vi sai đơn giản, mô men ma sát có giá trị nhỏ nên chênh lệch mô men thường tối đa khoảng 4-6%. Do vậy, bộ vi sai đơn giản làm kém tính năng cơ động của ô tô, do giảm mô men bám – lực kéo lớn nhất – của trục bánh xe.
Lực kéo sinh ra có thể không thắng được sức cản để ô tô có thể chuyển động.
Trong các bộ vi sai loại cam hoặc trục vít, mô men ma sat lớn hơn, có thể đến 15%. Các biện pháp kết cấu để tăng mô men ma sat cũng có thể được thực hiện, như có thể thấy đối với kết cấu ở Hình 11-10.
Trong bộ vi sai có 2 ly hợp ma sát, mà các đĩa 9 được nối với các bánh răng bán trục và các đĩa 10 được nối với vỏ bộ vi sai. Các đĩa ma sát được ép tự động bởi vì trên trục 7 của bộ vi sai và đĩa ép 4 có các cạnh vát, nhờ đó tạo nên được lực ép dọc trục mà nó tỷ lệ với mô men truyền qua bộ vi sai. Bộ ly hợp ma sát ngăn cản sự khác biệt vận tốc góc của một bên bánh chủ động, và mô men ma sát của bộ vi sai phụ thuộc mô men cần truyền, số lượng đĩa ma sát, góc vát trên đĩa ép và trục vi sai. Khi bộ vi sai được khóa tự động, trong điều kiện vận hành thực tế trên đường có hệ số bám khác nhau nhiều ở các bánh xe hai bên, tổng lực kéo có thể tăng 20-25% so với vi sai đơn giản.
Biên soạn: TS. Phan Minh Đức – Bộ môn Ô tô, khoa Cơ khí Giao thông
Chương
12 TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ