Chương III. TÍNH SỨC KÉO CỦA Ô TÔ
1. Đặc điểm hệ thống động lực học - cầu dẫn hướng
Cầu dẫn hư ng ô tô là một hệ thống động lực h c, gồm các khối lượng liên kết v i nhau bằng các phần tử đàn hồi: lốp xe, nhíp (lò xo), các thanh giằng. Khi ô tô chuyển động, cầu dẫn hư ng có thể dao động theo những hư ng sau: - dịch chuyển lên trong mặt ph ng đứng theo chiều ngang ô tô; - chuyển vị góc của cầu trong mặt ph ng đứng theo chiều ngang ô tô; - chuyển vị góc của bánh xe dẫn hư ng quanh tâm trụ quay đứng trong mặt ph ng nằm ngang.
i hệ thống treo độc lập, trong mặt ph ng đứng theo chiều ngang ô tô có thể có dao động theo một dạng, được đặc trưng bằng động h c của hệ thống treo. Qua đó giá trị dao động góc của cầu theo toạ độ và có giá trị l n.
Một trong những đặc tính của hệ thống động lực h c là tần số của dao động riêng.
Trong mặt ph ng ta có:
J
C VIII.28
- tần số dao động riêng (rad.s) C - độ cứng góc quy dẫn;
J - mô men quán tính của cầu đối v i trong tâm.
Ta có thể tính C theo công thức:
C= 2. (Cn. ln2 + Cb.lb2 )
Cn, Cb - độ cứng tuyến tính của nhíp và bánh xe;
ln, lb - kho ng cách giữa hai nhíp và giữa hai lốp xe.
Khi đó:
J
l C l
Cn.n b.b) .(
2 2 2
VIII.29
Từ đây ta thấy khi gi m độ cứng của lốp xe và nhíp và đồng thời tăng mô men quán tính của cầu trư c đều làm gi m tần số dao động riêng của cầu dẫn hư ng trong mặt ph ng đứng theo chiều ngang của xe.
Dao động riêng của bánh xe đối v i trụ quay đứng được tính theo công thức III.28. Nhưng khi đó J được hiểu là mô men quán tính của bánh xe và các chi tiết liên quan đến nó đối v i tâm trụ quay đứng. C được xác định bằng tỷ số mô men M để quay bánh xe đi góc và giá trị của góc đó.
Hình 74. Hệ thống động lực học của cầu dẫn
hướng
M phụ thuộc vào độ đàn hồi của các thanh giằng và mô men ổn định sinh ra bởi góc nghiêng của trụ quay đứng và độ đàn hồi của lốp.
Do mô men ổn định phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của xe nên tần số dao động riêng của bánh xe dẫn hư ng trong mặt ph ng d c cũng phụ thuộc vào vận tốc của xe.
Dao động góc của cầu trong mặt ph ng đứng và mặt ph ng ngang có liên quan đến nhau. Mối quan hệ này theo hiệu ứng con quay của bánh xe. Nó phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của xe và động h c của nhíp.
Khi tăng vận tốc của xe, mối quan hệ này cũng tăng lên.
2. Dao động của bánh xe dẫn hướng.
Cầu dẫn hư ng là hệ thống dao động nên khi tác động lên nó một kích thích theo chu kỳ hay một tác động ngẫu nhiên sẽ xuất hiện dao động cưỡng bức. Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc biên độ dao động kích thích, sự tương quan của tần số kích thích của tần số và dao động riêng và giá trị tắt dần trong hệ thống.
Khi ô tô chuyển động, dao động của bánh xe dẫn hư ng có thể sinh ra do đường không bằng ph ng và độ không cân bằng của lốp.
Độ nhấp nhô của đường sinh ra dao động th ng đứng của bánh xe, cường độ phụ thuộc vào điều kiện chuyển động và các thông số của hệ thống treo của ô tô. Dao động này ít nh hưởng t i tính quay vòng và tính ổn định của xe. Nhưng nó có thể gây ra dao động góc của bánh xe dẫn hư ng trong mặt ph ng ngang, khi chúng xuất hiện sẽ làm xấu đi tính dẫn hư ng và tính ổn định của xe.
Dao động góc của bánh xe dẫn hư ng có thể xuất hiện khi có dao động th ng đứng của cầu dẫn hư ng do sự xuất hiện của ph n lực tiếp tuyến và do không tương thích động h c của hệ thống treo và dẫn động lái.
R
Z
X
Hình 75. Phản lực của đường tác dụng lên bánh xe khi qua vật cản
Khi bánh xe lăn trên đường mấp mô, ph n lực R bị lệch một góc v i phương th ng đứng.
ds tg dq
q - biên dạng của độ nhấp nhô mặt đường s – quãng đường bánh xe lăn được.
R phân tích thành Z và X X = Z tg
Thành phần th ng đứng Z gồm 2 thành phần: lực tĩnh bằng ph n lực trên đường bằng và thành phần động lực h c Z đặc trưng bởi dao động th ng đứng của bánh xe.
Z = ZT + Z ds Z dq ds Z dq
X T
Z và ds
dq thay đổi nên X cũng thay đổi
Trên đường không bằng ph ng, dao động của bánh xe dẫn hư ng còn xuất hiện nếu mối liên hệ kép v i khối lượng được treo qua nhíp và dẫn động lái không tương ứng.
í dụ: Khi chuyển động tương đối của khối lượng được treo và không được treo, điểm nối của cam quay v i đòn kéo d c dao động theo cung A A theo động h c của nhíp và đồng thời chuyển động theo cung BB, bán kính bằng chiều dài đòn kéo d c.
Hai cung A A và BB làm cho bánh xe dẫn hư ng quay quanh trụ quay đứng khi chuyển động dịch chuyển tương đối v i các khối lượng được treo của xe. Do vậy khi thiết kế cần ch n tâm dao động của nhíp gần v i cơ cấu lái.
Hình 76. Sự không đồng nhất của động học của dẫn động lái
và hệ thống treo
Dao động cưỡng bức của bánh xe dẫn hư ng là do sự không cân bằng của lốp.
Độ không cân bằng dẫn đến sự suất hiện lực chu kỳ, thay đổi v i tần số bằng vận tốc góc của BX.. và biên độ tỷ lệ v i bình phương vận tốc của xe.
Mô men quay l n nhất do không cân bằng của l p khi khối lượng không cân bằng 2 bánh xe ngược nhau.
Dao động của bánh xe dẫn hư ng do không cân bằng sẽ rất mạnh. Khi ô tô chuyển động v i vận tốc l n, vận tốc góc của bánh xe gần v i tần số dao động riêng của bánh xe dẫn hư ng trong mặt ph ng ngang. Điều kiện này thường có ở xe du lịch có bán kính bánh xe nhỏ và có tần số dao động riêng của của cầu dẫn hư ng thấp.
Hình 77. Lực ly tâm từ bánh xe không cân bằng
hần II. NỘI DUNG NGÂN HÀNG CÂU HỎI CHƯƠNG 1
LT 1. Câu hỏi lý thuyết:
LT 1.3.1.Trình bày đặc tính ngoài của động cơ và phương pháp xây dựng đặc tính bằng lý thuyết?
LT 1.3.2. Xác định mô men xoắn và lực kéo tiếp tuyến trên bánh xe chủ động?
LT 1.3.3. Xác định lực bám và hệ số bám của bánh xe chủ động?
LT 1.3.4. Xác định các lực tác dụng lên ôtô trong trường hợp tổng quát?
LT 1.3.5. Xác định các mô men tác dụng lên ôtô trong trường hợp tổng quát?
LT 1.3.6. Điều kiện để ôtô - máy kéo có thể chuyển động được?
BT 1. Bài tập: (không có)
CHƯƠNG 2 LT 2. Câu hỏi lý thuyết:
LT 2.3.1.Trình bày các khái niệm bán kính bánh xe ?
LT 2.3.2. Sự lăn của bánh xe khi không có lực ngang tác dụng?
LT 2.3.3. Xác định được các ph n lực tác dụng lên ôtô trong trường hợp tổng quát?
LT 2.3.4. Xác định các ph n lực trường hợp xe chuyển động ổn định trên đường nằm ngang, không kéo moóc.?
LT 2.3.5. Xác định hệ số phân bố t i tr ng lên các bánh xe ô tô - máy kéo?
LT 2.3.6. Xác định ph n lực pháp tuyến của đất tác dụng lên bánh xe máy kéo khi làm việc v i nông cụ trong mặt ph ng d c?
LT 2.3.7. Xác định ph n lực th ng góc của đường tác dụng lên bánh xe trong mặt ph ng ngang?
BT 2. Bài tập: (Không có)
CHƯƠNG 3 LT 3. Câu hỏi lý thuyết:
LT 3.3.1.Thiết lập phương trình lực kéo và đồ thị?
LT 3.3.2. Thiết lập phương trình công suất và đồ thi?
LT 3.3.3. Thiết lập phương trình nhân tố động lực h c và đồ thị?
LT 3.4.4. Xác định thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc ? BT 3. Bài tập: (Không có)
CHƯƠNG 4 LT 4. Câu hỏi lý thuyết:
BT 4. Bài tập: Bài tập l n
CHƯƠNG 5 LT 5. Câu hỏi lý thuyết:
LT 5.4.1.Xác định lực tác dụng lên ôtô khi phanh?
LT 5.3.2. Trình bày điều kiện đ m b o phanh tối ưu?
LT 5.4.3. Trình bày các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh?
LT 5.3.4. Xây dựng đặc tính phanh lý tưởng?
LT 5.3.5. Xây dựng các đặc tính của bộ điều hòa phanh?
LT 5.3.6.Trình bày vấn đề chống hãm cứng bánh xe khi phanh?
LT 5.3.7. Trình bày gi n đồ phanh và chỉ tiêu phanh thực tế?
LT 5.3.8. Trình bày vấn đề phanh khi không mở ly hợp?
LT 5.1.9. Anh (chị) cho biết hiện nay ở nư c ta đánh giá chất lượng phanh xe đã qua sử dụng bằng chỉ tiêu đánh giá nào?
BT 5. Bài tập: (Không có)
CHƯƠNG 6 LT 6. Câu hỏi lý thuyết:
LT 6.2.1.Trình bày khái niệm chung tính ổn định?
LT 6.3.2. Trình bày tính điều khiển tĩnh của ôtô - máy kéo (bánh lốp)?
LT 6.3.3. Trình bày tính ổn định d c động ôtô và máy kéo (bánh lốp)?
LT 6.3.4. Trình bày tính ổn định ngang của ô tô - máy kéo khi chuyển động trên đường nghiêng theo phương ngang?
LT 6.4.5.Trình bày tính ổn định động của ô tô - máy kéo bánh hơi khi chuyển động quay vòng trên đường nghiêng ngang?
LT 6.2.6 Qua nghiên cứu các bài toán ổn định thì các yếu tố nào nh hưởng đến các điều khiển ổn định?
BT 6. Bài tập: (Không có)
CHƯƠNG 7 LT 7. Câu hỏi lý thuyết:
LT 7.4.1.Trình bày động h c và động lực h c quay vòng của ô tô LT 7.3.2. Trình bày động h c quay vòng của ô tô, máy kéo bánh cứng?
LT 7.2.3. Trình bày gia tốc của tr ng tâm ô tô khi quay vòng?