Tính dẫn hướng, động lực học của ô tô

5.1. Động học, động lực học quay vịng của ơ tơ
5.1.1. Điều kiện để ơ tơ quay vịng đúng
Để đảm bảo các bánh xe
không bị trượt lết, trượt quay khi v1ng
chuyển hướng  đường vng góc
B
với các véc tơ vận tốc của các bánh xe
phải cùng đi qua một điểm (tâm quay
vịng tức thời của ơ tơ).
v1tr
a1: góc quay của bánh xe dẫn hướng
phía ngồi.
a2: góc quay của bánh xe dẫn hướng
phía trong.

B: khoảng cách đường tâm hai trụ
đứng; L: chiều dài cơ sở.
Điều kiện quay vòng đúng:

B
cot a1  cot a 2 
L

L

v2ng
A

v2tr

a2

a1

O

R


5.1. Động học, động lực học quay vịng của ơ tô
5.1.2. Vận tốc, gia tốc của ô tô khi quay vịng

a: góc quay trung bình của các BXDH.

L
R
tan a

L

v2ng

v1ng
B

v

A

w, e : vận tốc góc, gia tốc góc của ơ tơ
khi quay vòng.
v: vận tốc tịnh tiến của tâm trục cầu sau.

v1tr

v
v
Vận tốc góc: w 
 .tan a
R
L
dw dv tan a v
1 da
 .
 .
.
Gia tốc góc: e 
2
dt dt L
L cos a dt
cos a 

1  dv v( R 2  L2 ) da 

e

.

.


2

2
R  dt
RL
dt 
R L
R

v2tr
a
a2
a1

R

w
e
O


5.1. Động học, động lực học quay vịng của ơ tô
5.1.2. Vận tốc, gia tốc của ô tô khi quay vịng

Ơ tơ chuyển động song phẳng với
v1ng
tâm vận tốc tức thời O.
C: trọng tâm của ô tô.

L

v2ng

a

B

v1tr

b
C

v

A

v2tr
a
a2
a1

R

w
e
O


5.1. Động học, động lực học quay vịng của ơ tô
5.1.2. Vận tốc, gia tốc của ô tô khi quay vịng
Sơ đồ tính gia tốc của ơ tơ.

b

uur
uuur uuur
uur
n
t
Gia tốc của O: jO
j
j
j
CA
r uuur
x C
AO v
uur uur uuu
A
t
n
Gia tốc của A: j A  jO  j AO  j AO
uuur
2
t
uuur
v
t
n
2
j
n
CA

j AO  R.e j AO   R.w
j
AO
uu
r
R
uu
u
r
uu
u
r
uur uur
t
n
jy
j

j

j

j
Gia tốc của C:
C
A
CA
CA
t
jCA

 b.e
jCAn  b.w 2
uur uur uur
jC  jx  j y
Phân tích:

R

2

w
e

j y  jOy  j AO  jCA  jOy  R.w  b.e

uur
jO

jx  jOx  j AO  jCA  jOx  R.e  b.w
t

n

n

t

2

O

5.1. Động học, động lực học quay vịng của ơ tô
5.1.2. Vận tốc, gia tốc của ô tô khi quay vòng
Gia tốc của trọng tâm theo phương dọc:

jx  jOx  R.e  b.w 2
Gia tốc của trọng tâm theo phương ngang:

j y  jOy  R.w 2  b.e
Khi ô tô chuyển động đều (v = const) với
quỹ đạo tròn (jO = 0, R = const, e = 0) ta có:
2
v
jx  b.w 2  b. 2
R

2
v
j y  R.w 2 
R

b

uur
jx

C

uuur

t
jCA

uuur uuur
n
t
jCA
j AO
v A

uur
jy

(có chiều ngược với hình vẽ)

uuur
n
j AO
R

w
e
uur
jO

O


5.1. Động học, động lực học quay vịng của ơ tơ
5.1.3. Lực qn tính tác dụng lên ơ tơ khi quay vịng

Lực qn tính theo phương dọc:

G
Pjx  . jx
g
Lực qn tính theo phương ngang:

G
Pjy  j y
g
Khi ơ tơ chuyển động đều (v = const) với
quỹ đạo tròn (jO = 0, R = const, e = 0) ta có:

uur
Pjy
uur
jx

uur
Pjx

b

A

C

uur
jy

Gb v 2
v2
. 2 (có chiều ngược với hình vẽ)
jx  b. 2  Pjx 
g R
R
2
2
w
v
G
v
2
 Pjy  .
j y  R.w 
e
g R
R
uur
Nêu nhận xét về thành phần Pjy?
jO

R

O


5.2. Ảnh hưởng của độ đàn hồi của lốp tới tính năng quay vịng của ơ tơ

5.2.1. Sự lăn lệch của bánh xe dưới tác dụng của lực ngang

Khi bánh xe chỉ chịu tác dụng của
các lực trong mặt phẳng thẳng đứng,
hướng chuyển động của bánh xe so với
mặt phẳng quay như thế nào?

Véc tơ vận tốc tịnh tiến nằm trong
mặt phẳng quay  bánh xe giữ được
hướng chuyển động thẳng.


5.2. Ảnh hưởng của độ đàn hồi của lốp tới tính năng quay vịng của ơ tơ

5.2.1. Sự lăn lệch của bánh xe dưới tác dụng của lực ngang

Khi bánh xe chỉ chịu
tác dụng của lực ngang, véc
tơ vận tốc tịnh tiến của bánh
xe có nằm trong mặt phẳng
quay hay không?
Lốp bị biến dạng ngang,
ở vùng tiếp xúc, lốp bị trượt
không đều  véc tơ vận tốc
lệch khỏi mặt phẳng quay một
góc dl theo chiều của lực
ngang, gọi là góc lệch bên.


5.2. Ảnh hưởng của độ đàn hồi của lốp tới tính năng quay vịng của ơ tơ

5.2.1. Sự lăn lệch của bánh xe dưới tác dụng của lực ngang

Góc lệch bên của bánh xe phụ
thuộc vào những yếu tố nào?
Quan hệ giữa góc lệch bên và
lực ngang Py:

dl 

Py
kd

kd : Hệ số cản lệch
Xe con: kd = 250 – 750 N/độ
Xe khách, xe tải:
kd = 1150 – 1650 N/độ


5.2. Ảnh hưởng của độ đàn hồi của lốp tới tính năng quay vịng của ơ tơ

5.2.2. Ảnh hưởng của góc lăn lệch đến tính năng quay vịng của ơ tô

L

L
R
tan d 2  tan(a  d l )

v2

Pjy

d2

a a  d1

Khi các góc có giá trị
nhỏ ta có:

R

L

a  (d 2  d l )

Công thức này đặc
trưng cho tính năng
quay vịng của ơ tơ.

d1

R
R0

d2

O1
O

a  d1

v1


5.2. Ảnh hưởng của độ đàn hồi của lốp tới tính năng quay vịng của ơ tơ

5.2.2. Ảnh hưởng của góc lăn lệch đến tính năng quay vịng của ơ tơ

d1 = d2  R = R0

L
v2

Ơ tơ có tính năng
quay vịng định mức.

Khi ơ tơ đang chuyển
động thẳng, nếu có lực
ngang Png tác dụng thì
hướng chuyển động
của ơ tơ sẽ thay đổi thế
nào?

Pjy

d2

a a  d1
d1 v
1

R
R0
d2

O

O1

a  d1


5.2. Ảnh hưởng của độ đàn hồi của lốp tới tính năng quay vịng của ơ tơ

5.2.2. Ảnh hưởng của góc lăn lệch đến tính năng quay vịng của ơ tơ

d1 < d2  R < R0

L

v2

Ơ tơ có tính năng
quay vịng thừa.

Khi ơ tơ đang chuyển
động thẳng, nếu có lực
ngang Png tác dụng thì
hướng chuyển động
của ơ tơ sẽ thay đổi thế

nào?

R0

O

Pjy

d2

Rad

1

d2

O1

a a  d1
d1 v
1


5.2. Ảnh hưởng của độ đàn hồi của lốp tới tính năng quay vịng của ơ tơ

5.2.2. Ảnh hưởng của góc lăn lệch đến tính năng quay vịng của ơ tơ

d1 > d2  R > R0

L

v2

Ơ tơ có tính năng
quay vịng Thiếu.

d2

a a  d1
d1 v
1

Khi ơ tơ đang chuyển
động thẳng, nếu có lực
ngang Png tác dụng thì
hướng chuyển động
của ô tô sẽ thay đổi thế
nào?

R0

R
d2

O
O1

a  d1