Chương 2 - Lý thuyết chuyển động thẳng của ô tô

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

Chương 2 - Lý thuyết chuyển động thẳng của ô tô

2.1. Ngoại lực và momen ngoại lực tác dụng lên ô tô trong trường hộp chuyển động thẳng.2.1.1. Sơ đồ tổng quát của ô tô khi chuyển động thẳng.

Khi khảo sát chuyển động thẳng của ô tơ, ta thừa nhận các giả thiết sau:

- Ơ tơ có tất cả các cầu là chủ động. Ơ tơ có kéo rơ – móc; và rơ – móc là bị động. Sự tác động của móc kéo lên ơ tơ được thể hiện bằng lực cản móc kéo;

- Là bài tốn phẳng (ơ tơ được khảo sát trong mặt phẳng Oxyz); sơ đồ khảo sát là hình chiếu đứng của xe. Hai bánh xe của một cầu coi như là một bánh xe và khơng có chiều dày;

- Lớp phụ mặt đường là đồng nhất; biến dạng của đường, của lốp được kể đến khi xác

<i>định lực cản P<small>f</small></i>;

- <i>Ơ tơ chuyển động thẳng, lên dốc α khơng đổi;</i>

- <i>Phản lực pháp tuyến P<small>z</small> vẽ đi qua tâm trục bánh xe. Sự chuyển dời của lực P<small>z</small></i> được tính

<i>đến thơng qua momen cản lăn M<small>z</small></i>.

Từ các giả thiết trên, ta có sơ đồ khảo sát ơ tơ chuyển động thẳng, xét trường hợp tổng quátkhi có các ngoại lực và momen tác dụng (hình 2-1):

Sơ đồ khảo sát nằm trong mặt phẳng Oxyz:- Trục Ox nằm song song với mặt đường;

- Trục Oz vng góc với mặt đường và đi qua trọng tâm ô tô.

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

2.1.2. Các ngoại lực và momen ngoại lực tác dụng lên ô tô khi chuyển động thẳnga) Trọng lượng của ơ tơ. Kí hiệu là G.

Trọng lượng G đặt tại trọng tâm xe.

Khi tính tốn, trọng lượng ơ tơ được xác định theo công thức sau:

<i>G_tb</i>_{– trọng lượng các dụng cụ chuyên dung đi kèm xe.}

<i>G_i</i>_{– trọng lượng hàng chuyên chở (hoặc trọng lượng hành khách và hành lý mang theo).}

Trọng lượng xe (G) là một trong những yếu tố gây ra lực cản trở chuyển động ô tô.

<i>b) Lực cản dốc, kí hiệu là P<small>i</small></i>.

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

Khảo sát trường hợp ô tô lên dốc với góc dốc (hình 2-2). Trọng lượng ơ tơ G được đặt tại trọng tâm xe và phân ra thành hai phần:

<i>cos α ≈ 1 ; sin α=tan α=α</i>

<i>Kí hiệu α là i _ độ dốc của đường. </i>

(

<i>i=^BH</i>

)

.

Độ dốc của đường thường được tính theo phần trăm. Ví dụ: dốc hơn 10%

<i>Khi ta ta có thể viết: P<small>i</small></i>=i .G

<i>Khi ô tô chuyển động xuống dốc, lực P<small>i</small></i> cùng chiều với chiều chuyển động của ô tô và sẽ trở thành lực đẩy.

<i>c) Lực cản lăn, kí hiệu là P<small>f</small></i>.

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

Lực cản lăn của ô tô là tổng lực cản lăn của tất cả các bánh xe của nó.

Qua nghiên cứu ở trên ta thấy, lực cản lăn biểu thị sự tổn hao công suất do biến dạng của lốp, của đường cũng như tổn hao cho ma sát giữa đường và lốp, và các dạng tổn hao khác có liên quan đến q trình lăn của bánh xe.

Thực tế cho thấy, lực cản lăn ở mỗi bánh xe riêng biệt thường không như nhau, ngay cả khi chuyển động trên đường có bề mặt cứng.

Trên đường biến dạng, lực cản chính diện của các bánh xe cầu sau lăn trên nền đất đã được các bánh xe cầu trước đầm, nhỏ hơn rất nhiều so với lực cản chính diện của các bánh xe cầu trước. Ngồi ra, các bánh xe cịn được liên hệ với nhau thông qua khung xe, thông qua các cụm của hệ thống truyền lực. Tất cả các yếu tố trên tạo nên sự tác dụng tương hỗ giữa chúng rất phức tạp. Sự tác dụng tương hỗ này được phản ảnh trong lực cản lăn. Cho nên, tổng các lực cản lăn của từng bánh xe riêng biệt sẽ cho trị số khác xa với lực cản lăn thực tế của tồn xe. Vì vậy, lực cản lăn thực tế của ô tô được xác định trong tổng thể ô tơ hồn chỉnh.

Các yếu tố ảnh hưởng tới lực cản lăn gồm có:- Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên bánh xe;- Tính chất và trạng thái của đường;

- Vận tốc chuyển động của ô tô;- Kết cấu và trạng thái của lốp,

Như phần trên đã nêu, lực cản lăn của bánh xe tỷ lệ với phản lực pháp tuyến

(

<i>P_f</i>=<i>P_z. f</i>

₎

<i>cũng chính là tỷ lệ với tải trọng G<small>k</small></i> tác dụng theo phương thẳng góc đặt tại tâm trục bánh xe:

<i>P_z</i>=G<i>_k. f</i>

Vậy lực cản lăn của ô tô bằng tổng lực cản lăn ở tất cả các bánh xe, và được xác định như sau:

<i>P_f</i>=<i>P_{f 1}</i>+<i>P_{f 2}</i>=<i>f</i>₁<i>G</i>₁<i>cosα +f</i>₂<i>G</i>₂<i>cosα </i> (2-2)Trong đó:

<i>f</i>₁<i>_{, f}</i>₂_{– hệ số cản lăn của các bánh xe cầu trước và cầu sau;}<i>G</i>₁<i>_{, G}</i>₂_{– trọng lượng ô tô phân bố lên cầu trước và cầu sau.}<i>Nếu coi: f</i><small>1</small>=f₂_{ta có:}

<i>P_f</i>=<i>f</i>

₍

<i>G</i>₁+G₂

₎

=<i>f cos α </i> (2-3)

<i>Trị số của hệ số cản lăn f và độ dốc i dặc trưng tổng hợp cho chất lượng đường sá. Vì vậy, người ta thường sử dụng khái niệm lực cản tổng cộng của đường, kí hiệu là P<small>ψ</small></i>. Lực cản tổngcộng của đường bằng tổng lực cản lên dốc và lực cản lăn:

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<i>d) Momen cản lăn. Kí hiệu là M<small>f</small></i>.

<i>Momen cản lăn được kể tới là do việc chuyển dời phản lực pháp tuyến P<small>z</small></i> từ tâm áp lực K vềmặt phẳng đi qua tâm trục bánh xe:

<i>M_f</i>=M<i>_{f 1}</i>+<i>M_{f 2}</i>=r<i>_df G</i>₁<i>cosα+r_df G</i>₂<i>cosα=r_df</i>

₍

<i>G</i>₁+<i>G</i>₂

₎

<i>cosα=r_dfG cosα (2-7)</i>

Trong mặt phẳng dọc xe nói chung , lực cản móc kéo có phương nghiêng với mặt đường một

<i>góc γ. Nó được phân tích thành hai phản lực thành phần theo các phương Ox và Oz (hình</i>

2-3). Trong đó:

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

=<i>P_mkcos γ P_mk^z</i> =<i>P_mksin γ </i>

Bản chất của các lực tác dụng lên rơ móc cũng tương tự như các lực tác dụng lên xe kéo.

<i>Gọi P<small>mk</small>^'</i> là lực kéo của ơ tơ tác dụng lên móc kéo.

<i>P_mkx</i>=−<i>P_mkx^'P<small>mkz</small></i>−<i>P<small>mkzx</small>^'</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<i>f) Lực cản khơng khí. Kí hiệu là P<small>ω</small></i>.

Khi ô tô chuyển động trong môi trường khí quyển sẽ xuất hiện lực cản khơng khí tác dụng lên xe.

Lực cản khơng khí bao gồm hai thành phần:

- Lực cản chính diện. Lực cản này sinh ra do sự xốy lốc của dịng khí. Nói cách khác: lực cản chính diện sinh ra bởi sự tang áp suất khơng khí ở phía trước ơ tơ và sự giảm áp suấtkhơng khí ở phía sau ơ tơ;

- Lực cản do ma sát giữa vỏ ơ tơ và khơng khí ở gần vỏ ô tô với nhau. Khi ô tô chuyển động, nó sẽ làm chuyển động các lớp khơng khí bao quanh nó. Lớp khơng khí này tác động lên các lớp khơng khí khác. Vận tốc của các lớp khơng khí gần vỏ ơ tơ cao hơn vận tốc khơng khí ở xa vỏ ơ tơ. Do vậy, tạo nên sự ma sát giữa các lớp khí. Vận tốc của ơ tơ càng lớn thì khối lượng khơng khí tham gia vào chuyển động càng nhiều và tổng lực ma sát càng cao.

Trên cơ sở thực nghiệm , người ta đã thiết lập được cơng thức để tính lực cản khơng khí đối với ơ tơ như sau:

<i>P_ω</i>=<i>cρFρFF v</i><small>2</small>

=<i>KF v</i><small>2</small>

(2-9)Trong đó:

<i>cρF – hệ số dạng khí động học của ơ tơ. Hệ số này phụ thuộc vào dạng khí động học của ô tô </i>

và chất lượng bề mặt của nó;

<i>ρF – mật độ khơng khí </i>

[

<i>kg /m</i><small>3</small>

]

;

<i>K=cρFρF – hệ số cản khơng khí </i>

[

<i>kgs</i>²/<i>m</i>⁴

]

. Đối với các loại ơ tơ, hệ số cản khơng khí có các giá trị sau:

F – diện tích cản chính diện của ơ tơ

[

<i>m</i><small>3</small>

]

;

<i>v – là vận tốc chuyển động tương đối của ô tô so với không khí </i>

[

<i>m/s</i>

]

<i>Nếu vận tốc chuyển động của ơ tơ (v) tính bằng </i>

[

<i>km/h</i>

]

, khi đó:

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

B – chiều rộng cơ sở của ô tô, [m];H – chiều cao lớn nhất của ô tơ, [m].

<i>g) Lực qn tính của ơ tơ. Kí hiệu là P<small>j</small></i>

Khi ô tô chuyển động không ổn định, lực quán tính của các khối lượng chuyển động tịnh tiếnvà các khối lượng vận động quay xuất hiện.

Lực quán tính này sẽ trở thành lực cản khi ô tô chuyển động nhanh dần và trở thành lực đẩy (lực chủ động) khi ơ tơ chuyển động chậm dần.

Lực qn tính bao gồm các thành phần sau:

- <i>Lực quán tính do gia tốc khối lượng chuyển động tịnh tiến của ô tơ, kí hiệu là P<small>j1</small></i>

- Lực qn tính do gia tốc khối lượng vận động quay của động cơ (chủ yếu là bánh đà), kí

<i>hiệu là P<small>j2</small></i>

- Lực quán tính do gia tốc khối lượng vận động quay của hệ thống truyền lực và các bánh

<i>xe, kí hiệu là P<small>j3</small></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<i>Nếu kí hiệu gia tốc chuyển động tịnh tiến của ô tô là j=dv</i>

<i>dt^{thì lực qn tính P}<small>j1</small></i> được xác định như sau:

<i>P_j1</i>=m. j=<i>^G</i>

Trong đó:

<i>m – khối lượng của ơ tơ;G – trọng lượng của ô tô;g – gia tốc trọng trường.</i>

<i>Lực quán tính P<small>j2</small></i> xác định như sau:

Trong đó:

<i>j – momen qn tính khối lượng vận động quay của động cơ quy dẫn về trục khuỷu, có kể </i>

đến khối lượng vận đơng quay phẩn chủ động ly hợp;

Ta có thể biểu thị gia tốc góc của động cơ theo gia tốc chuyển động tịnh tiến của ô tô:

<i>dt</i> ⁼ⁱ<i><small>tl</small>.^{d ω}^kdt</i> ⁼

Trong đó:

<i>ω_k</i>_{– vận tốc góc của bánh xe;}<i>d ω_k</i>

<i>dt</i> ^{– gia tốc góc của bánh xe;}<i>r_l</i>_{– bán kính lăn của bánh xe}

Kết quả ta có;

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<i>P_j2</i>=<i>J_eε_ei_tlη_tlr_k</i> ⁼

<i>d ω_edt</i> ⁼

<i>dt^{. i}<small>tl</small></i>=<i>J_ei_tl</i><small>2</small><i>η_tlr_k.r_l^.</i>

<i>dvdtLực quán tính P<small>j3</small></i> được xác định theo công thức:

<i>P_j3</i>=

∑

<i>J_n^{d ω}ⁿdt^.</i>

<i>r_d</i> ⁺

∑

<i>J_k^{d ω}^kdt^.</i>

Biến đổi các gia tốc góc về gia tốc chuyển động tinh tiến của ô tô và thay vào biểu thức trên, ta được:

<i>r_d. r_l</i>⁺

∑

<i>J_k.</i> ¹<i>r_dr_l</i>

)

<i>.^dv</i>

Tổng hợp các lực quán tính thành phần ở trên ta được:

<i>P_j</i>=<i>P_{j 1}</i>+<i>P_{j 2}</i>+<i>P_j3</i>=δ <i>^G</i>

<i>J_ei_tl</i>²<i>η_tlr_k</i>² ⁺

<i>J_j. J_j</i> ¹<i>r_k</i>²

)

<i>Hệ số δ phụ thuộc vào tỷ số truyền của hệ thống truyền lực. Hệ số δ có giá trị lớn ở tay số 1 </i>

và giảm dần ở các tay số tiếp theo.

<i>Khi khơng biết chính xác giá trị của J<small>e</small> và J<small>n</small>, hệ số δ có thể tính tốn theo công thức kinh </i>

nghiệm sau:

<i>δ=1+0,05</i>

(

<i>1+i_hi</i>²

)

<i>^G_G^d</i>

<i><small>b</small></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

<i>Như trên đã nêu, hệ số cản lăn f phụ thuộc vào tính chất và sự biến dạng của đường, của</i>

lốp. Tải trọng động phát sinh khi bánh xe lăn trên đường càng lớn, sự biến dạng lớp phủ mặt

<i>đường càng lớn thì hệ số cản lăn f sẽ càng lớn.</i>

Mặt đường không bằng phẳng sẽ tạo ra tải trọng động làm cho lốp them biến dạng, tổn hao

<i>do đàn hồi của lốp tang lên. Trên đường đất, hệ số cản lăn f sẽ lớn hơn so với đường </i>

nhựa và đường bê tơng, thâm chí kể cả khi hai loại đường nói trên có sự biến dạng như nhau. Nếu trên bề mặt đường có một màng nước mỏng hoặc bụi bẩn dính ướt thì hệ số cản lăn cũng bị tang do có tổn hao thủy lực để ép trên các lớp màng đó.

<i>Hệ số cản lăn f thường được xác định bằng thực nghiệm: phương pháp cho ô tô chuyển </i>

động chậm dần hoặc phương pháp dung xe kéo.Phương pháp cho ô tô chuyển động chậm dần.

Cho ô tô chuyển động ổn định trên đường bằng với vận tốc xác định, sau đó cắt động lực từ động cơ bằng cách đưa cần số về số khơng khơng. Khi đó, ơ tơ chuyển động chậm dần rồi dừng hẳn. Như vậy, động năng của ô tô trong trường hộp này sẽ bị tiêu hao để khắc phục lực cản lăn.

Thành lập phương trình cân bằng động năng ta có:

<i>P<small>f</small>. S=^{δm v}</i>

2Trong đó:

<i>δ_k</i>_{– hệ số khối lượng quay của ô tô. Trường hợp này chỉ kể đến khối lượng vận động quay}

tính từ hộp số đến bánh xe chủ động (do đã cắt ly hợp).

<i>δ_k</i>=<i>1,02 ÷ 1,04 </i>

Giá trị lớn sử dụng với ơ tơ nhiều cầu và có đường kính bánh xe lớn.

<i>v – vận tốc của ô tô khi bắt đầu cắt nguồn động lực, [m/s];m – khối lượng của ô tô [kg]</i>

<i>S – quãng đường lăn được của ô tô sau khi cắt động lực [m].</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<i>Từ cơng thức trên ta tính được lực cản lăn P<small>f</small></i> [N], sau đó xác định hệ số cản lăn theo công thức sau:

<i>f =^P<small>f</small></i>

Với G – trọng lượng của ô tô, [N].Phương pháp dùng xe kéo

Cho hai ơ tơ kéo nhau (hình 2-5), giữa chúng bố trí lực kế tự ghi.

Khi xe kéo chuyển động với vận tốc ổn định, lực kế sẽ chỉ một giá trị xác định. Giá trị này chính bằng lực cản lăn của ô tô được kéo. Khi biết trọng lượng của ô tô được kéo sẽ xác định được hệ số cản lăn của bánh xe với mặt đường.

Khi thử nghiệm cần đảm bảo điều kiện về áp suất hơi lốp, tải trọng và tốc độ chuyển động trung bình đúng như tiêu chuẩn của nhà máy sản xuất đã quy định.

Qua thực nghiệm người ta đã xác định được các giá trị trung bình của hệ số cản lăn trên các loại đường khác nhau (bảng 2-1).

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

2.2. Phản lực pháp tuyến của đường tác dụng lên các bánh xe.

Khi ơ tơ chuyển động, ngồi việc chịu tác dụng của các ngoại lực, bánh xe còn chịu tác dụng của phản lực tiếp tuyến từ đường (trong mối tương tác giữa bánh xe – mặt đường). Phản lực này luôn thay đổi, phụ thuộc vào các ngoại lực và momen tác dụng lên bánh xe.Trị số của các phản lực tiếp tuyến ảnh hưởng tới chất lượng kéo, chất lượng phanh, tính ổn

định, tính dẫn hướng của ô tô. Đồng thời cũng ảnh hưởng tới độ bề, tuổi thọ các chi tiết,các cụm chịu lực của ô tô.

Dưới đây ta sẽ khảo sát cho trường hợp ô tô hai cầu và ô tô ba cầu có treo cân bằng cho cầu giữa và cầu sau.

2.2.1. Đối với ô tô hai cầu

Trường hợp tổng quát, ô tô chuyển động lên dốc có gia tốc và kéo rơ móc. Đặt các ngoại lực và momen tác dụng lên ô tô (hình 2-6)

Để xác định các phản lực pháp tuyến của đường tác dụng lên cả hai bánh xe cầu trước

(

<i>P_{z 1}</i>

₎

và hai bánh xe cầu sau

(

<i>P_{z 2}</i>

₎

_{, ta thành lập hai phương trình tĩnh học sau:}

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

- <i>Phương trình hình chiếu các lực lên trục Oz. Với các giả thiết góc γ, góc hợp bởi mặt </i>

phẳng song song với đường và cần kéo rơ móc nhỏ nên ta có thể coi:

<i>P_mk≈ P_mkx_{, do đó P}_mkz≈ 0P_{z 1}</i>+<i>P_{z 2}</i>=<i>G cosα </i>

- Lập Phương trình cân bằng momen của các ngoại lực tác dụng đối với tâm áp lực tại bánh xe cầu sau (điểm K), ta có:

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

<i>P_{z 2}</i>=<i>aG cosα</i>

(

<i>P_j</i>+G sin α

₎

<i>h_g</i>+<i>P_ωh_ω</i>+<i>P_mkh_mkL</i>

b) Các trường hợp khi ô tô không kéo rơ móc

(

<i>P_mk</i>=0

₎

_:

<i>P_{z 1}</i>=<i>bGcos α</i>

(

<i>P_j</i>+G sin α

₎

<i>h_g</i>+<i>P_ωh_ωL</i>

<i>P_{z 2}</i>=<i>aG cosα</i>

(

<i>P_j</i>+G sin α

₎

<i>h_g</i>+<i>P_ωh_ωL</i>

c) Khi ơ tơ khơng kéo rơ móc

(

<i>P_mk</i>=0

₎

_{và chuyển động đều}

₍

<i>P_j</i>=0

₎

_:

<i>P_{z 1}</i>=<i>bGcos α</i>

<i>(G sin α ) h_g</i>+<i>P_ωh_ωL</i>

<i>P_{z 2}</i>=<i>aG cos α</i>

<i>(G sin α ) h_g</i>+<i>P_ωh_ωL</i>

d) Khi ô tô chuyển động đều trên đường nằm ngang, không kéo rơ móc và có kể đến lực cản khơng khí:

<i>P_{z 1}</i>=<i>bGcos α</i>

<i>P_ωh_ωLP_{z 2}</i>=<i>aG cosα</i>

e) Trường hợp ô tô đứng yên:

<i>P_{z 1}</i>=<i>bGLP_{z 2}</i>=<i>aG</i>

<i>Nếu ta gọi G</i><small>1</small><i>, G</i><small>2</small> là tải trọng của ô tô phân bố ra cầu trước và cầu sau, khi đó:

<i>G</i>₁=<i>b . G</i>

<i>L^{; G}</i><small>2</small>=<i>a . GL</i>

Từ các biểu thức trên ta nhận thấy rằng: khi ô tô chuyển động, phản lực pháp tuyến của

<i>đường P<small>z 1</small>, P<small>z 2</small> tác động lên ô tô không những phụ thuộc vào các thông số kết cấu như h<small>g</small>, α, b, h<small>mk</small>…mà còn thay đổi theo trạng thái chuyển động của ô tô. Ví dụ, khi ô tô lên dốc P<small>z 1</small></i>

<i>giảm, P<small>z 2</small> tăng. Khi ô tô tăng tốc, trị số của P<small>z 1</small> giảm, P<small>z 2</small></i> tăng lên. Ngoài ra, lực cản móc kéo,

<i>lực cản khơng khí cũng làm cho P<small>z 1</small>, P<small>z 2</small></i> thay đổi. Vì vậy, để đánh giá mức độ thay đổi và để

<i>xác định P<small>z 1</small>, P<small>z 2</small></i> trong các trường hợp chuyển động khác nhau, người ta sử dụng hệ số phân bố tải trọng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

Đặt <i>P_{z 1}</i>

<i>G</i>₁⁼<i>^λ</i><small>1</small> – hệ số phân bố tải trọng lên các bánh xe cầu trước;

<i>P_{z 2}</i>

<i>G</i>₂⁼<i>^λ</i><small>2</small> – hệ số phân bố tải trọng lên các bánh xe cầu sau.

<i>Các giá trị tới hạn λ</i><small>1</small><i>, λ</i><small>2</small> thường thay đổi các phạm vi sau:Khi tăng tốc:

- <i>Trên đường bằng: λ</i><small>1</small>=<i>0,065 ÷ 0,700; λ</i><small>2</small>=1,2÷ 1,35- <i>Khi lên dốc: λ</i><small>1</small>=<i>0,5; λ</i><small>2</small>=0,15

Khi phanh:

- <i>Trên đường bằng: λ</i><small>1</small>=<i>1,4; λ</i><small>2</small>=0,7

- <i>Khi xuống dốc và phanh: λ</i>₁=<i>1,5; λ</i><small>2</small>=0,5

<i>Tóm lại, giá trị tới hạn của λ</i><small>1</small><i> và λ</i><small>2</small> nằm trong khoảng:

<i>λ</i>₁=<i>0,5 ÷1,5 ; λ</i><small>2</small>=1,5÷ 0,5

<i>Trị số λ</i><small>1</small> ảnh hưởng rất lớn đến tính dẫn hướng của ơ tơ. Đối với các ơ tơ (cơng thức bánh xe

<i>4x2) có cầu sau chủ động thì λ</i><small>2</small> đặc trưng cho trọng lượng bám của xe.2.2.2. Đối với ơ tơ 3 cầu có treo cầu giữa và sau là treo cân bằng.

Trường hợp này (hình 2-7), phản lực pháp tuyến của đường tác dụng lên các bánh xe cầu

<i>giữa P<small>z 2</small> và cầu sau P<small>z 3</small> được xác định thông qua phản lực pháp tuyến tương đương P<small>zt</small></i> đặt tại tâm trục cân bằng với:

<i>P_zt</i>=<i>P_{z 2}</i>+<i>P_{z 3}</i>

<i>Trong đó: P<small>z 2</small>l</i>₂=P<i>_{z 3}l</i>₃<i>l_T</i>=l₂+<i>l</i>₃

Như vậy, bài tốn ơ tô ba cầu đã được đưa về dạng ô tô hai cầu để khảo sát. Khi tất cả các bánh xe của ô tô ba cầu đều là treo độc lập, việc xác định các phản lực pháp tuyến của đường lên các bánh xe là khơng đơn giản. Ngồi các phương trình tĩnh học, thường cịn phảisử dụng them phương trình đàn hồi của hệ treo để khảo sát.

2.3. Nội lực và momen nội lực. Tổn thất công suất trong các cơ cấu.

Lực (hoặc momen) tác dụng tương hỗ giữa các chi tiết của cơ cấu trên ô tô gọi là nội lực (hoặc momen nội lực) Nội lực hoặc momen nội lực khác với các loại lực đã khảo sát ở trên (xem mục 2.1) – đó là lực tác động tương hỗ giữa mơi trường bên ngồi và ô tô.

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

Lực hoặc momen nội lực có ảnh hưởng lớn tới đến điều kiện chuyển động của ô tô là momen xoắn của động cơ, các lực cản trong động cơ, trong hệ thống truyền lực, trong phần vận hành. Do có các nội lực (và momen nội lực) cản nên gây tổn thất công suất trong các cơ cấu. Vì vậy, cơng suất để khắc phục các ngoại lực cản bị suy giảm.

2.3.1. Công suất và momen xoắn động cơ.

Công suất do động cơ sinh ra (công suất động cơ) là nguồn năng lượng nội lực thường được

<i>ký hiệu là N<small>e</small>. Một cách gần đúng, người ta thường coi N<small>e</small></i> phụ thuộc vào số vòng quay của động cơ

(

<i>n_e</i>

₎

_{ứng với trạng thái toàn tải của động cơ. Các yếu tố khác của động cơ được coi}

là ở chế độ tối ưu, ta có:

<i>Trong thực tế, N<small>e</small></i> cịn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

- Mức độ cung cấp nhiên liệu (mức độ mở bướm ga, thanh răng, lượng phun nhiên liệu);- Chất lượng và lượng cung cấp nhiên liệu

- <i>Số vòng quay của trục khuỷu động cơ n<small>e</small></i>

Momen xoắn của động cơ

(

<i>M_e</i>

₎

_{cân bằng với momen sinh ra nội lực cản (trong động cơ và}

trong hệ thống truyền lực) và momen sinh ra bởi ngoại lực cản chuyển động.

<i>Tương tự như N<small>e</small>, trị số của M<small>e</small></i> cũng phụ thuộc vào mức cung cấp nhiên liệu, số vòng quay trục khuỷu động cơ.

Do vậy, khi tính tốn người ta thường xác định công suất

(

<i>N_e</i>

₎

<i>_{và momen xoắn M}_e</i>_{động cơ,}

căn cứ vào đường đặc tính ngồi của động cơ.2.3.2. Đường đặc tính ngồi của động cơ

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

Định nghĩa:

<i>Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa momen xoắn của động cơ M<small>e</small> (hoặc công suất động cơ N<small>e</small></i>

<i>) và số vòng quay của trục khuỷu n<small>e</small></i>. Khi cung cấp nhiên liệu ở mức lớn nhất được gọi là đường đặc tính vận tốc ngồi của động cơ và thường gọi tắt là đường đặc tính ngồi của động cơ (hình 2-8)

<i>Đặc tính ngồi của động cơ cho các trị số lớn nhất của momen xoắn M<small>e</small> (hoặc cơng suất N<small>e</small></i>) ở số vịng quay xác định.

<i>Các trị số nhỏ hơn của M<small>e</small> và N<small>e</small></i> có thể nhận được bằng cách giảm mức cung cấp nhiên liệu.

<i>Các đặc điểm của đường đặc tính là điểm cơng suất cực đại N<small>emax</small> ứng với số vòng quay n<small>N</small></i>

<i>và điểm momen xoắn cực đại M<small>emax</small> ứng với số vòng quay n<small>M</small></i>.

<i>Khi tăng số vòng quay của động cơ lên q số vịng quay n<small>N</small></i>, cơng suất của động cơ sẽ giảm.Ngun nhân giảm cơng suất là do q trình cháy của động cơ xấu đi, tổn thất công suất trong động cơ tăng lên và sự mài mòn các chi tiết trong động cơ cũng tăng. Vì vậy, khi thiết

<i>kế ô tô người ta mong muốn n<small>emax</small> (tương ứng với vận tốc v<small>max</small></i> của ô tô) khi xe chạy trên đường bằng, có lớp phủ mặt đường cứng (đường bê tông, đường nhựa khô) không vượt

<i>quá số vịng quay n<small>N</small> từ (10 ÷ 20) %. Để thực hiện mục đích đó, trên mỗi ơ tơ có sử dụng bộ </i>

hạn chế số vòng quay của động cơ.

<i>Trên đường đặc tính, n<small>emax</small></i> là số vịng quay làm việc ổn định thấp nhất của động cơ.

</div>