Nhóm các khối lượng không được treo gồm các bộ phận còn lại của ô tô.
Khối tâm C của phần được treo có tọa độ (ab, bb, hb). Khối tâm C không trùng với khối tâm C1 của toàn bộ ô tô. Khối tâm C nằm có vị trí cao hơn C1 (hb
> hgc). Khối lượng không được treo ở trục trước cũng nhỏ hơn khối lượng không được treo ở trục sau nên khối tâm C1 gần trục sau hơn (b < bb).
Dưới tác dụng của lực ngang, lốp xe và phần tử đàn hồi của hệ thống treo được giảm tải ở một bên và tăng tải ở phía bên kia. Do đó, thân ô tô bị nghiêng theo hướng tác dụng của lực ngang.
Trục lật là đường thẳng MM mà thân ô tô nghiêng ngang quanh nó. Trục lật đi qua các tâm lật của trục trước và trục sau. Trước hết ta xác định trục lật trong trường hợp hệ thống treo độc lập, Hình 10-7. Khi bánh xe bên trái dao động lên xuống, các điểm nối của bánh xe với các đòn của hệ thống treo (A và
B) dịch chuyển theo các cung tròn với tâm là đầu kia của mỗi đòn tương ứng.
Do đó, tâm của chuyển động nghiêng ngang tức thời của bánh xe sẽ là điểm K.
Điểm C trên bánh xe, là điểm đang tiếp xúc với đường, có xu hướng di chuyển trên cung tròn với tâm K, bán kính KC. Nếu bánh xe không chuyển động và thân xe nghiêng đi, tâm lật sẽ phải nằm trên đường KCL. Phân tích tương tự với bánh xe phía bên phải, ta thấy tâm lật cũng phải nằm trên đường ON. Như vậy, tâm lật sẽ là giao điểm của các đường KL và ON, và là điểm M trên mặt phẳng đối xứng dọc của ô tô.
Hình 10-7 Tâm lăn đối với hệ thống treo độc lập
Hình 10-8 Tâm lăn đối với hệ thống treo phụ thuộc
Đối với trục bánh xe có hệ thống treo phụ thuộc, tâm lật nằm trên mặt phẳng DD đi qua tâm các chốt quay của nhíp, Hình 10-8.
Đối với ô tô có hệ thống treo độc lập ở trục trước và hệ thống treo phụ
Biên soạn: TS. Phan Minh Đức – Bộ môn Ô tô, khoa Cơ khí Giao thông 134 khách có hệ thống treo phụ thuộc trên tất cả các trục bánh xe, trục lật MM gần song song với mặt đường và cách mặt đường một khoảng lớn hơn bán kính bánh xe.
Hình 10-9 Trục lật của ô tô có hệ thống treo trước độc lập, sau phụ thuộc
Hình 10-10 Trục lật của ô tô có hệ thống treo phụ thuộc
Hình 10-11 mô tả sự nghiêng của thân ô tô khi có lực tác dụng vào ô tô khi chuyển động vòng. Gb và Pby là trọng lực của phần được treo và lực ly tâm tác dụng lên phần được treo. Gl và Ply là trọng lực của phần không được treo và lực ly tâm tác dụng lên phần không được treo. Khi lực ngang Pby tác dụng vào trọng tâm C của phần được treo, nó sinh ra mô men làm xoay phần thân ô tô quanh trục lật, vị trí mới của tâm là điểm C’. Cánh tay đòn của lực Pby đối với trục lật được xác đinh bởi:
L h . b - h . -a h
hr b b 2 b 1 Eq. 10-17
Trong đó, h1 và h2 là khoảng cách các tâm lật ở trục trước và sau đến mặt đường.
Hình 10-11 Xác định góc nghiêng của thân xe
Góc nghiêng của thân ô tô chính là (MC, MC’). Góc nghiêng này thường không quá 10o và có thể xem rằng: hb = const.
Khi đó, ta được:
r r r r
r h . tan h .
s
r b ang
r by
r C -G .h
h .
P
Eq. 10-18
Trong đó, Cang là độ cứng chống xoắn của hệ thống treo.
Góc nghiêng r tăng cùng với sự tăng lực ngang Pby và cánh tay đòn hr và sự giảm độ cứng chống xoắn của hệ thống treo. Đối với hệ thống treo độc lập, do cánh tay đòn hr tăng lên nên góc nghiêng sẽ tăng lên. Để khắc phục, cần bố trí thêm thanh giằng ngang (Hình 10-12) để tăng độ cứng chống xoắn của hệ thống treo.
Biên soạn: TS. Phan Minh Đức – Bộ môn Ô tô, khoa Cơ khí Giao thông 136
Hình 10-12 Biện pháp tăng độ cứng chống xoắn cho hệ thống treo độc lập
Do ảnh hưởng của hệ thống treo, khối tâm của phần không được treo bị di chuyển dưới tác dụng của lực ngang và bánh xe phía ngoài phải chịu thêm tải trọng còn bánh xe phía trong thì được giảm tải. Do vậy, tính ổn định của ô tô trở nên kém hơn. Các giá trị giới hạn thực tế của vận tốc Vo và góc nghiêng o
của đường sẽ nhỏ hơn khoảng 10-15% so với giá trị tính theo các công thức 10.3 và 10.9.
Chương
11 TÍNH NĂNG CƠ ĐỘNG CỦA Ô TÔ