4. KHẢO SÁT HỆ THỐNG LÁI XE FORD ESCAPE
5.2 Xác định môn men cản quay vòng của các bánh dẫn hướng
Mô men cản quay vòng có giá trị lớn nhất khi quay vòng ô tô máy kéo tại chỗ. Mô men cản quay vòng trong trường hợp này bao gồm: mô men sinh ra do lực cản lăn Ml . Mô men cản của các phản lực ngang ở vết tiếp xúc M2 và mô men ổn định các bánh xe dẫn hướng M3, tức là đối với một bánh xe dẫn hướng:
Mcq = Ml + M2 +M3 Trong đó:
Ml ≈ f.Gbx.a Ở đây :
Gbx : trọng lượng tác dụng lên một bánh xe dẫn hướng f : Hệ số cản lăn. Khi tính toán có thể lấy f = 0,015 ÷ 0,018 Chọn f = 0,016
a : Cánh tay đòn như hình vẽ 5.1; thường được xác định bằng thực nghiệm và có giá trị nằm trong giới hạn:
a = ( 30 ÷ 60 ) mm - đối với ô tô cỡ nhỏ và vừa a = ( 60 ÷ 100 ) mm - đối với các ô tô cỡ lớn.
Nếu không có số liệu thực nghiệm có thể xác định a theo công thức gần đúng: a = − Π180+ (α β bx r l
Hình 5.1 Sơ đồ tính toán mô men cản quay vòng do tác dụng của lực cản lăn
5.2.1 Sơ đồ bố trí bánh xe dẫn hướng
Hình 5.2 sơ đồ bố trí bánh dẫn hướng
1. Bánh xe dẫn hướng; 2. Cam quay; 3.Cần dẫn hướng
Xác định a theo công thức gần đúng sau a = − Π180+
(α β
bx
r l
Với : rbx - Bán kính làm việc trung bình của bánh xe . rbx được tính theo công thức sau :
rbx = λ .r0 Ở đây :
r0 - là bán kính thiết kế của bánh xe. Theo ký hiệu lốp P 235/70R16 Ta tính r0 như sau : r0 =( B + 2 d . 25,4) Ở đây : B = 235 mm; d = 16 inches = 16. 25,4 = 406,4 mm Nên r0 = 235 + 203,2 = 438,2 mm
λ : Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp, được chọn phụ thuộc vào loại lốp. Với lốp có áp suất cao λ = ( 0,945 ÷ 0,950 ); chọn λ = 0,95
rbx = λ .r0 = 0,95 . 438,2 = 416,29 mm Có thể chọn a = 40 theo thực nghiệm
Nên Ml ≈ f.Gbx.a = 0,016 x 465 x 40 = 297,6 KG.mm = 0,2976 KG.m 5.2.2 Sơ đồ bánh xe dẫn hướng tiếp xúc với mặt đường
Xác định mô men cản của các phản lực ngang ở vết tiếp xúc M2 M2 = ϕn Gbx x = Y. x
Ở đây :
Y : lực ngang tổng hợp
x : Độ dịch về phía sau của điểm đặt lực ngang tổng hợp so với tâm diện tích tiếp xúc giữa lốp với mặt đường do sự đàn hồi bên của lốp như hình 5.3
r bx γ v X Y
Hình 5.3 Sơ đồ xác định mô men cản quay gây ra do lực ngang
Một cách gần đúng có thể thừa nhận x =
4 1
lk
Với lk chiều dài vết tiếp xúc, tức là x ≈ 0,5 2 2 0 rbx
r −
Trong đó : r0 bán kính tự do của bánh xe dẫn hướng rbx Bán kính làm việc của bánh xe Nên x ≈ 0,11 r0 và M2 = 0,11 r0 ϕn Gbx
Ở đây : ϕn hệ số bám ngang; ϕn = ( 0,85 ÷ 0,9 ) chọn ϕn = 0,9
M2 = 0,11 x 438,2 x 0,9 x 465 = 20172,5 KG.mm = 20,172 KG.m
Thành phần mô men cản quay M3 khi tính toán có thể bỏ qua ( do gía trị của nó khá nhỏ so với các mô men thành phần khác )
Như vậy, nếu cho rằng trên cầu trước có hai bánh dẫn hướng và quy dẫn mômen cản quay của chúng về trục của đòn quay đứng thì ta được mô men cản tổng cộng : MΣ = 2 ( ) dd dd M i K M M η2 3 1+ Trong đó :
idd; ηdd : Tỷ số truyền của dẫn động lái và hiệu suất
KM3 : Hệ số tính đến ảnh hưởng của mô men ổn định các bánh xe dẫn hướng M3. Khi tính toán có thể lấy KM3 = ( 1,07 ÷ 1,15 ); chọn KM3 = 1,1
Hiệu suất dẫn động ηdd = ( 0,85 ÷ 0,9 ); Ta chọn ηdd = 0,9 Tỷ số truyền của dẫn động lái idd = ( 0,85 ÷ 1,1 ); chọn idd = 1,1
MΣ = 2 1,1 9 . 0 . 1 , 1 172 , 20 297 , 0 + = 45.5 KG.m