HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ CAO HỌC ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI CHƯƠNG 2 ĐIỀU KHIỂN LỰC KÉO

NỘI DUNG
2.1- Các khái niệm cơ bản
2.2- Hiện tượng tuần hoàn công suất
2.3- Vi sai trong HTTL
2.4- Phân phối mô men giữa các cầu
của ô tô nhiều cầu chủ động
2.5- Điều khiển lực kéo tại các bánh xe
chủ động
CHƢƠNG 2- ĐIỀU KHIỂN LỰC KÉO
1- CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
• Khái niệm lực bám và trƣợt:
– Lực bám: P

= .G

– Trƣợt: P
k
> P

,
 hệ số trƣợt:  = (r – v)/r
• Hậu quả của quá trình trƣợt:
– Gây tổn hao công suất,
 giảm hiệu suất truyền lực kéo,
 tăng mức tiêu hao nhiên liệu;
– Giảm hệ số bám
 giảm khả năng truyền lực kéo;
– Mất ổn định chuyển động, khi cầu sau chủ động;
– Mất khả năng điều khiển khi cầu trƣớc chủ động;
– Mòn lốp.
QUAN HỆ LỰC KÉO SỰ TRƢỢT CỦA BÁNH XE CHỦ ĐỘNG

%100.1%100.
.
1














r
r
r
V
i
e

OA- trượt do biến dạng đàn hồi của lốp;
AB- một phần lốp trượt trên, mặt đường;
B  lốp trượt trên mặt đường.
 
r
C

r
CeC
r


31
2
1 

22
yxr


Hệ số bám tổng:
Hệ số trƣợt tổng:
MÔ HÌNH LỐP BURCHKHARDT
Các hệ số C
i
xác định bằng thực nghiệm
Loại đường C
1
C
2
C
3
Đường asphalt khô 1,0 29 17, 16 0,5 23
Đường asphalt ướt 0,8 57 33,822 0,3 47
Đường nhựa khô 0,754 33,746 0,325
Đường nhựa ướt 0,5 46 33,728 0,2 42
Đường bê tông khô 1,1973 25,1 68 0,5373

Đường gạch đá ướt 0,4 004 33,708 0,1204
Đường đất ướt 0,1946 94,1 29 0,0646
Quan hệ giữa độ trƣợt  và hệ số bám 
Quan hệ độ trƣợt – hệ số bám
Tính theo BURCHKHARDT
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
Bê tông khô
Asphanlt khô
Asphanlt ướt
Nhựa ướt
Nhựa khô
Độ trượt
Hệ số bám
CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG TRƢỢT
• Sử dụng các loại vi sai chống trượt:
– Vi sai có cơ cấu khóa cứng;
– Vi sai tăng nội ma sát;
• Tăng số cầu chủ động (ô tô nhiều cầu chủ
động):
 tăng G
;
• Sử dụng các hệ thống điều khiển chống

trượt TCS (ASR):
Traction Control System (TCS),
Anti-Slip Regulation (ASR).
2- HIỆN TƢỢNG TUẦN HOÀN CÔNG SUẤT
• Ô tô 2 cầu chủ động không có vi sai giữa các
cầu  Tuần hoàn công suất
(xem Lý thuyết ô tô)
• Đặc điểm:
– Xảy ra mạnh nhất khi chuyển động trên đường tốt;
– Gây tổn hao công suất, tăng tải trọng động trong
HTTL, …;
• Biện pháp khắc phục:
– Chỉ sử dụng một cầu chủ động khi xe chạy trên
đường tốt;
– Sử dụng vi sai giữa các cầu;
– Điều khiển lực kéo bằng các hệ thống điện tử tự
động.
HIỆN TƢỢNG TUẦN HOÀN CÔNG SUẤT
F
r
F
f
V
Công suất từ động cơ truyền tới
Công suất ký sinh
3- VI SAI GIỮA CÁC CẦU
Bố trí trong hộp phân phối hoặc ở bộ phận
chia công suất cho các cầu:
 Tránh cưỡng bức lẫm nhau  Khắc
phục hiện tượng tuần hoàn công suất;

 Giảm tính việt dã của ô tô (giảm ý
nghĩa của việc tạo nhiều cầu chủ động)
 các giải pháp điều khiển lực kéo.
4- PHÂN PHỐI MÔ MEN GIỮA CÁC CẦU
CỦA Ô TÔ NHIỀU CẦU CHỦ ĐỘNG
HTTL 4 x 4:
– 4 x 4 không thường xuyên;
– 4 x 4 thường xuyên;
– Kết nối cầu tự động.
4WD không thường xuyên
4WD thường xuyên
4WD có khớp nối mềm
ĐIỀU KHIỂN KẾT NỐI CẦU TỰ ĐỘNG
HTTL 4 x 2  4 x 4
• VD: ITM của Huyndai.
5- ĐIỀU KHIỂN LỰC KÉO
• Hệ thống điều khiển lực kéo TCS (Traction Control
System), ASR (Anti-Slip Regulation):
Hệ thống kết hợp điện – thủy lực có nhiệm vụ chống
trượt quay bánh xe khi người lái tăng ga quá đột ngột,
hoặc khi đường có hệ số bám thấp;
• TCS sử dụng các giải pháp sau để chống trượt quay:
– Làm chậm hoặc triệt tiêu tia lửa điện ở bu gi của một hoặc
số xi lanh;
– Giảm lƣợng cung cấp nhiên liệu tới một hoặc số xi lanh;
– Phanh các bánh xe bị trƣợt;
– Đóng bƣớm ga (nếu đƣợc điều khiển bằng điện);
– Tác động giảm lƣợng khí nạp đối với các động cơ tăng áp.
• Thông thường, TCS sử dụng các thiết bị sẵn có của
ABS: bộ hãm điện – thủy lực (không dùng xi lanh chính

và trợ lực), và cảm biến vận tốc góc bánh xe.
CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA TCS
CÁC BỘ PHẬN CƠ BẢN CỦA TCS
Hiện
tƣợng
mất
ổn
định
do
trƣợt
quay
khi
tăng
tốc
CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH THÂN XE
LỰC KÉO HỮU ÍCH TẠI CÁC BÁNH XE

 RFF
d
Lực kéo hữu ích tại các bánh xe chủ động F
d
:
F- lực kéo được truyền tới bánh xe chủ động ở tay số đang xét;

R- tổng lực cản tác động lên ôtô
Công suất hữu ích tại các bánh xe chủ động:
 
)1( iVRFVFP
tdd



V và V
t
là vận tốc thực tức thời và vận tốc lý thuyết của xe;
t
t
V
VV
i


i là hệ số trượt quay của bánh xe:
r
Vr
i
.
.




HIỆU SUẤT TRUYỀN LỰC KÉO
 
P
iVRF
P
VF
P
P
t

dd
d
)1( 



P
d
công suất hữu ích tại các bánh xe chủ động; P với công suất do động cơ sinh ra
Hiệu suất truyền lực kéo:
t
t
VF
P


 
tsmt
d
td
i
F
F
i
F
RF






)1()1(

m
- hiệu suất động lực;

s
= (1-i)- hiệu suất trượt

t
- hiệu suất của HTTL
Hình 4- Quan hệ giữa các hiệu suất
truyền lực với lực kéo hữu ích
Quan hệ hiệu suất trƣợt với lực kéo ở máy kéo hai cầu chủ động
a)- làm việc trên nền đất khô
b)- làm việc trên nền đất ướt
Hiệu suất trƣợt
rtrftf
rtrrftff
rrff
rrrfff
s
FVFV
FViFVi
MM
MiMi








11
4



 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
drfr
drfrf
rtrftrfr
rtrrftrffr
s
Kiii
Kiiii
FVFVii
FViFViii








1
1
1
.1/1
1/1
1
4

Hiệu suất trượt của xe 4 bánh chủ động:
 
 
ViViV
rtrftf
 11
Với
hay

s-4
đạt max khi i
f
= i
r
dVV
dVVf
s
KKK

KKKi
)1(
)1(
1
4






s-4
đạt max khi K
V
= 1
 
0
)1((
)1()1(
2
4







dVV
fVV

d
s
KKK
iKK
K

 
0
)()1(
))(1)(1(
2
4







drfr
rfrf
d
s
Kiii
iiii
K

f
r
rr

ff
tr
tf
V
i
i
r
r
V
V
K



1
1


rf
r
d
FF
F
K


Đặt:
PHÂN BỐ LỰC KÉO VÀ HIỆU SUẤT TRƯỢT
Hình 6- Ảnh hưởng của sự phân bố lực kéo giữa các cầu tới hiệu suất trượt của máy
kéo bốn bánh chủ ðộng.

rf
r
d
FF
F
K


HIỆN TƢỢNG TUẦN HOÀN CÔNG SUẤT
)1(1)1(1
fVr
tr
tf
r
iKi
V
V
i 
Quan hệ độ trƣợt giữa các cầu trƣớc và sau:
Hình 7- ảnh hưởng của hệ số vận tốc lý thuyết
tới độ trượt tại các bánh trước và sau.
• K
V
= 0,85: i
r
< 15%  i
f
< 0
 bánh trƣớc trƣợt lết
 phản lực ngƣợc chiều chuyển động

• K
V
= 1,15: i
f
< 13%  i
r
< 0
 bánh sau trƣợt lết
 phản lực ngƣợc chiều chuyển động
Một cầu sinh ra lực cản chuyển động
HIỆN TƢỢNG TUẦN HOÀN CÔNG SUẤT
f
r
rr
ff
tr
tf
V
i
i
r
r
V
V
K



1
1


