BÀI tập lớn lý THUYẾT ô tô đề tài tìm HIỂU XE ô tô TOYOTA CAMRY 3 5q 2011

ĐẠI HỌC QUỐC GIA
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH



BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ
ĐỀ TÀI
TÌM HIỂU XE Ô TÔ TOYOTA CAMRY 3.5Q 2011
LỚP L02--- NHÓM 4 --- HK211
NGÀY NỘP: 28/12/2021

Giảng viên hướng dẫn: TS. TRẦN HỮU NHÂN
Sinh viên thực hiện
Tơ Nguyễn Trường Tồn
Trương Hồng Thịnh
Đặng Văn Xn Hiếu
Nguyễn Cơng Nam Việt

Mã số sinh viên
1915561
1915330
1913321
1915908

Thành phố Hồ Chí Minh – 2021

Điểm số


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

BÁO CÁO KẾT QUẢ LÀM VIỆC NHĨM VÀ BẢNG ĐIỂM
Mơn: LÝ THUYẾT Ô TÔ (MSMH: TR2021)
Nhóm/Lớp: L02 Tên nhóm: 4. HK 211 Năm học 2021-2022
Đề tài
TÌM HIỂU XE Ơ TƠ TOYOTA CAMRY 3.5Q 2011
ST
T
1

Mã số SV

Họ

Tên

Nhiệm vụ được phân công

% Điểm

1915561

Tô Nguyễn Trường

Toàn

1.1.3, 1.2.3, 2.2.4, 2.2.5

100%

2

1915330

Trương Hoàng

Thịnh

1.1.2, 1.2.2, 2.2.1, 2.2.2

100%

3

1913321

Đặng Văn Xuân

Hiếu

1.1.4, 1.2.4, 2.1.1, 2.1.2

100%

4

1915908

Nguyễn Công Nam

Việt

1.1.1, 1.2.1, 2.1.3, 2.2.3

100%

Điểm

Ký tên

Họ và tên nhóm trưởng: Tơ Nguyễn Trường Tồn, Số ĐT: 0905772612 Email:
Nhận xét của GV: .......................................................................................................................................................................
GIẢNG VIÊN
NHÓM TRƯỞNG
(Ký và ghi rõ họ, tên)
(Ký và ghi rõ họ, tên)
Tô Nguyễn Trường Toàn


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ

MỤC LỤC
Trang
PHẦN 1. THÔNG SỐ KỸ THUẬT YÊU CẦU....................................3
PHẦN 2. NỘI DUNG TÍNH TỐN......................................................6
1. Tình tốn kiểm tra động học..................................................................6
1.1 Trường hợp xe không tải..................................................................6
1.1.1 Xác định tọa độ trọng tâm xe....................................................6
1.1.2 Tính ổn định dọc của ơ tơ..........................................................7

1.1.3 Bán kính quay vịng...................................................................12
1.1.4 Tính ổn định ngang của ơ tơ........................................................13
1.2 Trường hợp xe toàn tải.....................................................................19
1.2.1 Xác định tọa độ trọng tâm xe....................................................19
1.2.2 Tính ổn định dọc của ơ tơ..........................................................20
1.2.3 Bán kính quay vịng...................................................................25
1.2.4 Tính ổn định ngang của ơ tơ........................................................26
2. Tính tốn kiểm tra động lực học............................................................31
2.1 Tính tốn động lực kéo của động cơ................................................31
2.1.1 Thông số hệ thống động lực học...............................................31
2.1.2 Mơ hình tốn học cho hệ thống độc lực học............................32
2.1.3 Tính tốn động cơ......................................................................33
Đồ thị đường đặc tính ngoài của động cơ.....................................................34
Đồ thị lực kéo theo từng tay số.....................................................................37
2.2 Tính tốn kiểm tra động lực học phanh..........................................37
Page 1


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TƠ

2.2.1 Trường hợp xe khơng tải...........................................................39
2.2.2 Trường hợp xe tồn tải..............................................................40
2.2.3 Gia tốc khi phanh xe..................................................................40
2.2.4 Thời gian phanh.........................................................................40
2.2.5 Quãng đường phanh..................................................................41
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................42

Page 2

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TƠ

PHẦN 1
THƠNG SỐ KỸ THUẬT U CẦU

TT

Nội dung

Đơn vị
I.

Thơng số

Thơng số kích thước

1

Kích thước tổng thể (DxRxC).

mm

4825x1820x1480

2

Chiều dài cơ sở L.

mm

2775

3

Bán kính quay vịng nhỏ nhất.

m

5.5

4

Vệt bánh xe trước/sau.

mm

1575/1565

5

Chiều dài đầu xe.

mm

980

6

Chiều dài đuôi xe.

mm

1070

7

Khoảng sáng gầm xe.

mm

160

8

Chiều cao khung xe

mm

9

Góc thóat trước

độ(0)

10

Góc thốt sau

độ(0)
II.

Thơng số trọng lượng

11

Tự trọng ơ tơ.

kg

1570

12

Tải trọng

kg

480

13

Trọng lượng tồn bộ (tính cả lái
xe, dụng cụ…)

kg

2050

14

Phân bố tải trọng lên trục bánh
xe trước/sau (không tải)

kg

800/770

15

Phân bố tải trọng lên trục bánh
xe trước/sau (toàn tải)

kg

1120/930

16

Khả năng chịu tải lớn nhất cầu
trước và sau.

kg

III.

- Lên trục trước:

- Lên trục giữa, sau

Thông số khai thác, vận hành

17

Vận tốc cực đại.

km/h

18

Khả năng leo dốc

% / (0)

210

Page 3


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TƠ

19

Tiêu hao nhiên liệu ở vận tốc
trung bình 60 km/h

20

Dự trữ hành trình ở vận tốc
bình qn 60 km/h

km

21

Dung tích thùng nhiên liệu

lít

IV.

lít/100km

10.9

70

Thơng số động cơ

22

Kiểu loại động cơ

23

Loại nhiên liệu, số kỳ, số xy

lanh và cách bố trí

24

Dung tích xy lanh.

25

Tỷ số nén.

26

Đường kính xy lanh

mm

94

27

Hành trình piston.

mm

83

28

Cơng suất định mức/ số vòng
quay

kW
(HP)

206,78 tại 6200
vòng/phút

29

Moment xoắn cực đại.

N.m

353 tại 4700 vịng/phút

30

Dãy vận tốc góc động cơ làm
việc

v/p

31

Áp suất dầu bôi trơn cực đại

kgf/cm2

33

Xăng, 4 kỳ, 6 xylanh sắp
xếp chữ V
lít

3.5
10.8

V.
32

Động cơ đốt trong

Thơng số hệ thống truyền lực

Ly hợp
Hộp số chính:
- Nhãn hiệu, số loại, kiểu loại,
kiểu dẫn động.
- Số tay số, tỉ số truyền ở từng
tay số.

34

Hộp số phụ:
Số tay số, tỉ số truyền ở từng
tay số.

35

Trục các đăng

Hộp số tự động AT
Cấp số 6 cấp
n1=3.3, n2=2.21,
n3=1.52, n4=1.2,
n5=0.88, n6=0.6, n
lùi=3.7. Dẫn động cầu
trước 4x2

Page 4


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ

36

Cầu trước :
- Kiểu loại.
- Tỉ số truyền.

37

Cầu giữa, sau :
- Kiểu loại.
- Tỉ số truyền.

38

Hộp trích cơng suất (PTO)

39

Lốp trước/sau.

Trích từ hộp số phụ
215/55R17

VI.

Thơng số hệ thống khác

40

Hệ thống treo, trước/ sau.

Độc lập, giảm chấn thủy
lực

41

Hệ thống phanh trước/sau.

Dùng đĩa tản nhiệt, dẫn
động thủy lực

42

Phanh tay

43

Hệ thống lái.

44

Hệ thống điện

45

Ắc quy.

46

Máy phát.

47

Động cơ khởi động.

Trợ lực thủy lực, loại cơ
cấu thanh răng-bánh
răng

Page 5


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TƠ

PHẦN 2
NỘI DUNG TÍNH TỐN
1. Tính tốn kiểm tra động học
1.1.

Trường hợp xe không tải (m=1570 kg)

Các thông số của xe
- Chiều dài cơ sở: L=2775 (mm).
- Phân bố tải trọng lên cầu trước/sau: 800 /770(kg).
- Vệt bánh xe trước/sau: 1575/1565(mm).
- Chiều cao trọng tâm xe: h=495( mm).
- Hệ số ma sát giữa bánh xe với mặt đường: µ=0,8.
- Gia tốc trọng trường: g=9,81(m/s 2).
1.1.1

Xác định toạ độ trọng tâm xe

Sơ đồ phân tích lực trường hợp xe đứng yên (khơng tải)

Trong đó
Page 6


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ

- mg : trọng lượng của xe trong trường hợp không tải.
- F z 1 : phản lực của mặt đường tác dụng lên bánh xe trước.
- F z 2 : phản lực của mặt đường tác dụng lên bánh sau trước.
- a 1 : khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trước.
- a 2 : khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu sau.
Khi xe đứng yên, ta có
- Tổng phản lực của mặt đường tác dụng lên bánh xe trước cân bằng với
trọng lượng phân bố lên cầu trước: 2 F z 1=800.9,81=7848 ( N ) .
- Tổng phản lực của mặt đường tác dụng lên bánh xe sau cân bằng với
trọng lượng phân bố lên cầu sau: 2 F z 2=770.9,81=7553,7 ( N ) .
M A =0 với chiều dương là chiều dương của M y trong sơ đồ, ta có
Xét ∑ ⃗
−2 F z 1 . L+mg . a2=0
→ a2=

2 F z 1 . L 7848.2775
=
≈1414 (mm)
mg
1570.9,81

M B=0 với chiều dương là chiều dương của M y trong sơ đồ, ta có
Xét ∑ ⃗
2 F z 2 . L−mg . a1=0

→ a1 =

1.1.2

2 F z 2 . L 7553,7.2775

=
≈1361(mm)
mg
1570.9,81

Tính ổn định dọc của ơ tơ
a. Góc giới hạn khi ơ tơ quay đầu lên dốc
Sơ đồ phân tích lực xe đứng yên, quay đầu lên dốc, phanh bánh trước
(trường hợp không tải)

Page 7


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TƠ

Trong đó:
- mg: trọng lượng của xe trong trường hợp không tải.
- Fz1: phản lực của mặt đường tác dụng lên bánh xe trước.
- Fz2: phản lực của mặt đường tác dụng lên bánh xe sau.
- Fx1: lực phanh tác dụng lên bánh xe trước.
- a1: khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trước.
- a2: khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu sau.
Với a1 = 1361 mm
a2 = 1414 mm
μ = 0,8

h = 495 mm
 Điều kiện cân bằng xe:

F x =0 => 2Fx1 – mgsinϕ = 0
∑⃗

Page 8


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ

1

 Fx1 = 2 mgsinϕ (1)
F z=0 => 2Fz1 + 2Fz2 – mgcosϕ = 0
∑⃗

 2Fz1 = mgcosϕ - 2Fz2 (2)

∑ M y /C =0=> 2Fz2a2 – 2Fz1a1 – 2Fx1h = 0 (3)
Thế (1), (2) vào (3) => 2Fz2a2 – (mgcosϕ - 2Fz2)a1 – mghsinϕ = 0
 2LFz2 – mga1cosϕ - mghsinϕ = 0
1

 Fz2 = 2 mg

a1
1
h
cosϕ + 2 mg L sinϕ (4)
L

Thế (4) vào (2) => 2Fz1 = mgcosϕ - mg
 2Fz1 = mg(
1

 Fz1 = 2 mg

a1
h
cosϕ - mg L sinϕ
L

L−a1
h
¿ cosϕ - mg sinϕ
L
L

a2
1
h
cosϕ - 2 mg L sinϕ
L

 Xác định góc giới hạn:
Theo điều kiện trượt : tại ϕ = ϕ M và Fx1 = μFz1
1

(1) => μFz1 = 2 mgsinϕ M
1

 μ( 2 mg

a2
1
h
1
cosϕ M - 2 mg L sinϕ M)= 2 mgsinϕ M
L

μ

a2
h
cosϕ M - μ L sinϕ M = sinϕ M
L

μ

a2
L+ μh
cosϕ M = L sinϕ M
L

 tanϕ M =

μ a2
L+ μh

Page 9

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

 ϕ M = arctan

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ

μ a2
0,8 . 1414
= arctan 2775+0,8 . 495 ≈ 19,63°
L+ μh

Theo điều kiện lật : xe bắt đầu lật khi Fz1 = 0
1

=> 2 mg


a2
1
h
cosϕM - 2 mg L sinϕ M = 0
L

a2
h
cosϕM - L sinϕ M = 0
L

 tan ϕ M =

a2
h

 ϕ M = arctan

a2
1414
= arctan 495 ≈ 70,71°
h

Từ hai kết quả trên, ta chọn góc giới hạn theo điều kiện trượt là: ϕ M = 19,63°
b. Góc giới hạn khi ơ tơ quay đầu xuống dốc
Sơ đồ phân tích lực xe đứng yên, quay đầu xuống dốc, phanh bánh trước
(trường hợp tồn tải)

Trong đó:
Page 10


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TƠ

- mg: trọng lượng xe trong trường hợp khơng tải.
- Fz1: phản lực của mặt đường tác dụng lên bánh xe trước.
- Fz2: phản lực của mặt đường tác dụng lên bánh sau trước.
- Fx1: lực phanh tác dụng lên bánh xe trước.
- a1: khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trước.

- a2: khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu sau.
Với a1 = 1361 mm
a2 = 1414 mm
μ = 0,8
h = 495 mm
 Điều kiện cân bằng lực:
F x =0 => - 2Fx1 + mgsinϕ = 0
∑⃗
1

 Fx1 = 2 mgsinϕ (1)
F z=0 => 2Fz1 + 2Fz2 - mgcosϕ = 0
∑⃗

 2Fz1 = mgcosϕ – 2Fz2 (2)

∑ M y /C =0=> 2Fz2a2 – 2Fz1a1 + 2Fx1h = 0 (3)
Thế (1), (2) vào (3) => 2Fz2a2 – (mgcosϕ - 2Fz2)a1 + mghsinϕ = 0
 2LFz2 – mga1cosϕ + mghsinϕ = 0
1

 Fz2 = 2 mg

a1
1
h
cosϕ - 2 mg L sinϕ (4)
L

Thế (4) vào (2) => 2Fz1 = mgcosϕ - mg

 2Fz1 = mg(

a1
h
cosϕ + mg L sinϕ
L

L−a1
h
¿ cosϕ + mg sinϕ
L
L

Page 11


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

1

 Fz1 = 2 mg

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ

a2
1
h
cosϕ + 2 mg L sinϕ
L

 Xác định góc giới hạn:
Theo điều kiện trượt : tại ϕ = ϕ M và Fx1 = μFz1
1

(1) => μFz1 = 2 mgsinϕ M
1

 μ( 2 mg

a2
1
h
1
cosϕ M + 2 mg L sinϕ M)= 2 mgsinϕ M
L

μ

a2
h
cosϕ M + μ L sinϕ M = sinϕ M
L

μ

a2
L−μh
cosϕ M = L sinϕ M
L

 tanϕ M =

μ a2
L−μh

 ϕ M = arctan

μ a2
0,8 .1414
= arctan 2775−0,8 . 495 ≈ 25,43°
L−μh

Theo điều kiện lật : xe bắt đầu lật khi Fz2 = 0
1

=> 2 mg


a1
1
h
cosϕM - 2 mg L sinϕ M = 0
L

a1
h
cosϕM - L sinϕ M = 0
L

 tan ϕ M =

a1
h

 ϕ M = arctan

a1
1361
= arctan 495 ≈ 70,01°
h

Từ hai điều kiện trên, ta chọn góc giới hạn theo điều kiện trượt là ϕ M = 25,43°.

1.1.3

Bán kính quay vịng
Page 12


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TƠ

Dựa vào sơ đồ ta có:
2

2

2

( Rmin +W ) + (l+ g ) =Rmax

Trong đó
-

Rmax : bán kính ngồi vịng quay nhỏ nhất (mm).

-

Rmin : bán kính trong vịng quay nhỏ nhất (mm).

-

W  : chiều rộng tổng thể (mm).

- l : chiều dài cơ sở ( mm ) .

- g: chiều dài đầu xe (mm).
Rmax =√(R min +W )2 +(l+ g)2
¿ √ (5500+1820)2 +(2775+ 980)2 =8226,93(mm)

Không gian cần thiết để quay là :
∆ R=Rmax −Rmin =8226,93−5500=2 726,93(mm)

1.1.4

Tính ổn định ngang của ơ tô
a. Ổn định ngang khi xe đứng yên trên đường nghiêng ngang

Page 13

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ

Với:
b 1=b2=785 mm
μ y =0,8
h=495 mm

Theo sơ đồ lực ta có :
F y =0=¿ 2 F y 1 +2 F y 2−mg sin ϕ=0
∑⃗
¿>2 F y1 +2 F y2 =mg sin ϕ(1)
F z=0=¿ 2 F z 1 +2 F z 2−mg cos ϕ=0
∑⃗
¿>2 F z 1=mgcos ϕ−2 F z 2(2)

∑ M x/ C=0=¿ 2 F z 1 b1−2 F z 2 b2 +( 2 F y1 +2 F y2 ) h=0(3)
Thế (1), (2) vào (3) ¿> mgb1 cos ϕ−2 F z 2 b1 −2 F z 2 b2 +mgh sin ϕ=0
¿>2 w F z 2=mg b1 cos ϕ+ mghsin ϕ
b1
1
1
h
¿> F z 2= mg cos ϕ+ mg sin ϕ (4 )
2
w
2

w

Thế (4) vào (2) ¿>2 F z 1=mgcos ϕ−mg

b1
h
cos ϕ−mg sin ϕ
w
w
Page 14


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

¿>2 F z 1=mg

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ

w−b1
h
cos ϕ−mg sin ϕ
w
w

b
1
1
h
¿> F z 1 = mg 2 cos ϕ− mg sin ϕ
2

w
2
w

Theo điều kiện trượt : F y 1=μ F z 1 F y 2=μ F z 2
( 1 )=¿ 2 μ F z 1+ 2 μ F z 2=mg sin ϕ
¿>2 μ

(

) (

)

b2
b1
1
1
h
1
1
h
mg cos ϕ M − mg sin ϕ M +2 μ mg cos ϕ M + mg sin ϕ M =mgsin ϕ M
2
w
2
w
2
w
2

w

¿> μmg

b2
b1
cos ϕ M + μmg cos ϕ M =mgsin ϕ M
w
w

¿> μmg cos ϕ M =mg sin ϕ M

¿> μ cos ϕ M =sin ϕ M
¿> tan ϕ M =μ=0,8

¿> ϕ M =38,66 °

Theo điều kiện lật : xe bắt đầu lật khi F z 1=0
b2
1
1
h
¿> mg cos ϕ M − mg sin ϕ M =0
2
w
2
w
¿> b2 cos ϕ M −h sin ϕ M =0
¿> tan ϕ M =

b 2 785
=
h 495

¿> ϕ M =57,77 °

Vậy góc giới hạn để xe đứng yên ở trường hợp không tải trên đường nghiêng
ngang là 38,66 °
Góc ổn định tĩnh ngang của xe khi không tải không nhỏ hơn 30 ° đối với xe khối
lượng tồn bộ khơng lớn hơn 1,2 lần khối lượng bản thân

 Thỏa QCVN 09 :2015/BGTVT.

Page 15


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ

b. Ổn định ngang khi xe chuyển động trên đường bằng, xe chuyển động
thẳng đều

{

∑ ⃗F z =⃗0
∑ M x=0

{
<=> {

2 F +2 F −mg=0

<=> 2 F z 1. b −2z 2F .b =0
z1
1
z2
2
2 F z 2=mg−2 F z 1 (1)
2 F z 1 . b1−2 F z 2 .b 2=0( 2)

Thay (1) vào (2), ta có:
2 F z 1 . b1 - mg.b2 + 2 F z 1 . b2 = 0

<=> 2 F z 1(b 1+ b 2) = mg.b2
1 mg. b 2 1 1570.9,81 .785
<=> F z 1 = 2 . b + b = 2 . 785+785 = 3850,425 (N)
1
2
1

1

=> Fz2 = 2 (mg - 2Fz1) = 2 (1570.9,81 - 2.3850,425) = 3850,425 (N)

c. Ổn định ngang khi xe chuyển động trên đường bằng, xe vào cua ở bán
kính quay vịng nhỏ nhất R=5,5 m

Page 16

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TƠ

Giả sử xe đang quay vịng tối đa về bên trái theo hình vẽ.
Ta có: Gia tốc hướng tâm: a ht=

2

v
R

v2
Lực quán ly tâm: F ly tâm =m aht =m
R

{
{

{

∑ ⃗F y= ⃗0
∑ ⃗F z =⃗0
∑ M x=0

2

v
2 F y 1+ 2 F y 2−m =0

R
<=>
2 F z 1+ 2 F z 2−mg=0
2 F z 1 . b 1−2 F z 2 . b 2+(2 F y 1+ 2 F y 2). h=0
v2
(1)
R
<=>
2 F z 2=mg−2 F z 1 (2)
2 F z 1 . b1−2 F z 2 .b 2+(2 F y 1 +2 F y 2 ). h=0(3)
2 F y 1 +2 F y 2=m

Thay (1), (2) vào (3), ta có:
2 F z 1 . b1 −mg. b 2+2 F z 1 .b 2+(m

<=> 2 F z 1 .( b1 +b2 )=mg . b2−¿ m

2

v
). h=0
R

v2
.h
R

2
1 mg. b 2
1 v

h
F
=
.
−¿
m
.
<=> z 1 2 b 1+ b 2
2 R b 1+b 2

(4)

Thay (4) vào (2), ta có:
Page 17


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ

(

2
1
1
F z 2= mg −F z 1 = mg - 1 . mg . b 2 − 1 m v . h
2
2
2 b1+ b 2 2 R b 1+b 2

)

b1
1
1 v2
h
F
mg
+
m
<=> z 2 =
2
b 1+b 2 2 R b 1+b 2

 Điều kiện trượt:
Ta có: 2Fy1 max = µy12Fz1
2Fy2 max = µy22Fz2
Mà µy1 = µy2 = µy
Xe bắt đầu trượt khi Fly tâm = 2Fy1max +2 Fy2max
<=> 2µy (Fz1 + Fz2 ) = Fqtht

(

)

b2 1 v2 h 1
b1 1 v 2 h
1
v2
+ mg + m

=m
<=> 2µy mg − m
2
w 2 R w 2
w 2 Rw
R

<=> mgµ=m

v2
R

<=> v 2=Rgµ
=> v=√ Rgµ=√ 5,5.9.81 .0,8=6,5699 m/s=23,6518 km/h
Vậy vận tốc tới hạn để xe khơng bị trượt khi quay vịng là
6,5699 m/ s hay 23,6518 km/h

 Điều kiện lật:
Xe bắt đầu lật khi Fz1 = 0
b 1 v2 h
1
=0
<=> mg 2 − m
2

w

2

R w

b 2 1 v2 h
1
mg
= m
<=>
2
w 2 R w

<=> g

b2 v 2 h
=
w R w

<=> v 2=
=> v =

√

gR b2
h

√

gR b 2
9,81.5,5.785
=9,2501m /s=33,3005 km/ h
=
495

h

Vậy vận tốc nguy hiểm xe lật đổ khi quay vòng là9,2501 m/s hay 33,3005 km/ h

Page 18


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

1.2.

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TƠ

Trường hợp xe tồn tải (m=2050 kg )

Các thơng số của xe
- Chiều dài cơ sở: L=2775 (mm).
- Phân bố tải trọng lên cấu trước/sau: 1120/930(kg) .
- Vệt bánh xe trước/sau: 1575/1565(mm).
- Chiều cao trọng tâm xe: h=615(mm) .
- Hệ số ma sát giữa bánh xe với mặt đường: µ=0,8.
- Gia tốc trọng trường: g=9,81(m/ s 2).
1.2.1 Xác định toạ độ trọng tâm xe
Sơ đồ phân tích lực trường hợp xe đứng n (tồn tải)

Trong đó
- mg : trọng lượng của xe trong trường hợp toàn tải.
- F z 1 : phản lực của mặt đường tác dụng lên bánh xe trước.
- F z 2 : phản lực của mặt đường tác dụng lên bánh sau trước.
- a 1 : khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trước.

- a 2 : khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu sau.

Page 19


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TƠ

Khi xe đứng n, ta có
- Tổng phản lực của mặt đường tác dụng lên bánh xe trước cân bằng với
trọng lượng phân bố lên cầu trước: 2 F z 1=1120.9,81=10987,2 ( N ) .
- Tổng phản lực của mặt đường tác dụng lên bánh xe sau cân bằng với
trọng lượng phân bố lên cầu sau: 2 F z 2=930.9,81=9123,3 ( N ) .
M A =0 với chiều dương là chiều dương của M y trong sơ đồ, ta có
Xét ∑ ⃗
−2 F z 1 . L+mg . a2=0

→ a2 =

2 F z 1 . L 10987,2.2775
=
≈1516 (mm)
mg
2050.9,81

M B=0 với chiều dương là chiều dương của M y trong sơ đồ, ta có
Xét ∑ ⃗
2 F z 2 . L−mg . a1=0
→ a1 =

2 F z 2 . L 9123,3.2775
=
≈ 1259(mm)
mg
2050.9,81

1.2.2 Tính ổn định dọc của ơ tơ
a. Góc giới hạn khi ô tô quay đầu lên dốc
Sơ đồ phân tích lực xe đứng yên, quay đầu lên dốc, phanh bánh trước
(trường hợp toàn tải)

Page 20


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TƠ

Trong đó:
- mg: trọng lượng của xe trong trường hợp toàn tải
- Fz1: phản lực của mặt đường tác dụng lên bánh xe trước.
- Fz2: phản lực của mặt đường tác dụng lên bánh sau trước.
- Fx1: lực phanh tác dụng lên bánh xe trước.
- a1: khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trước.
- a2: khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu sau.
Với a1 = 1259 mm
a2 = 1516 mm
μ = 0,8

h = 615 mm
 Điều kiện cân bằng xe:
F x =0 => 2Fx1 – mgsinϕ = 0
∑⃗
1

 Fx1 = 2 mgsinϕ (1)
Page 21


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ

F z=0 => 2Fz1 + 2Fz2 – mgcosϕ = 0
∑⃗

 2Fz1 = mgcosϕ - 2Fz2 (2)

∑ M y /C =0=> 2Fz2a2 – 2Fz1a1 – 2Fx1h = 0 (3)
Thế (1), (2) vào (3) => 2Fz2a2 – (mgcosϕ - 2Fz2)a1 – mghsinϕ = 0
 2LFz2 – mga1cosϕ - mghsinϕ = 0
1

 Fz2 = 2 mg

a1
1
h
cosϕ + 2 mg L sinϕ (4)

L

Thế (4) vào (2) => 2Fz1 = mgcosϕ - mg
 2Fz1 = mg(
1

 Fz1 = 2 mg

a1
h
cosϕ - mg L sinϕ
L

L−a1
h
¿ cosϕ - mg sinϕ
L
L

a2
1
h
cosϕ - 2 mg L sinϕ
L

 Xác định góc giới hạn:
Theo điều kiện trượt : tại ϕ = ϕ M và Fx1 = μFz1
1

(1) => μFz1 = 2 mgsinϕ M

1

 μ( 2 mg

a2
1
h
1
cosϕ M - 2 mg L sinϕ M)= 2 mgsinϕ M
L

μ

a2
h
cosϕ M - μ L sinϕ M = sinϕ M
L

μ

a2
L+ μh
cosϕ M = L sinϕ M
L

 tanϕ M =

μ a2
L+ μh

 ϕ M = arctan

μ a2
0,8 . 1516
= arctan 2775+0,8 . 615 ≈ 20,37°
L+ μh

Page 22


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ

Theo điều kiện lật : xe bắt đầu lật khi Fz1 = 0
1

=> 2 mg


a2
1
h
cosϕM - 2 mg L sinϕ M = 0
L

a2
h
cosϕM - L sinϕ M = 0
L

 tan ϕ M =

a2
h

 ϕ M = arctan

a2
1516
= arctan 615 ≈ 67,92°
h

Từ hai kết quả trên, ta chọn góc giới hạn theo điều kiện trượt là: ϕ M = 20,37°
"Trong điều kiện đầy tải và đường khô, khi chuyển động theo chiền tiến. xe phải

vượt được dốc có độ dốc 20% (12% đối với xe khách nối toa). Khi thử vượt dốc,
động cơ và hệ thống truyền lực phải hoạt động bình thường. "1
¿>¿ Do đó 20,37 ° thỏa QCVN 09:2015

b. Góc giới hạn khi ô tô quay đầu xuống dốc
Sơ đồ phân tích lực xe đứng yên, quay đầu xuống dốc, phanh bánh trước
(trường hợp toàn tải)

1

QCVN 09:2015/BGTVT. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường
đối với xe ô tô. Truy cập từ />Page 23