Giáo trình lý thuyết ô tô P1 docx

KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 1
LỜI NÓI ĐẦU
ôn học “Lý Thuyết Ôtô” chiếm vò trí quan trọng trong chương trình
đào tạo kỹ sư ngành ôtô.Giáo trình đề cập đến những vấn đề cơ bản
thuộc lónh vực ôtô liên quan đến sự phát triển của ngành ôtô trong
sự nghiệp đổi mới của đất nước hiện nay,đồng thời cũng đề cập đến
các vấn đề liên quan đến sự phát triển kỹ thuật mới của ngành ôtô
trên thế giới.
Khi nghiên cứu lý thuyết ôtô, khác với các môn học về cấu tạo và kết cấu
tính toán, người ta coi ôtô là một kết cấu tổng thể, là khảo sát quá trình lăn của bánh
xe với mặt đường và những yếu tố như động học, động lực học … ảnh hưởng đến quá
trình lăn đó. Trên cơ sở này khảo sát và đánh giá các đặc tính và sử dụng của ôtô.Nói
cách khác, nghiên cứu lý thuyết ôtô là khảo sát mối quan hệ tương tác giữa ôtô-mặt
đường.
Thực ra trong mối liên hệ tương tác trên, chúng ta còn cần kể đến một thành
phần nửa có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình lăn của ôtô đó là người lái.Mô hình
khảo sát đó là: ôtô-đường-lái xe.
Môn học” Lý Thuyết Ôtô” sẽ trả lời các câu hỏi sau:
-Đặc tính sử dụng ôtô là gì?
-Mục đích và nhiệm vụ việc khảo sát đặc tính sử dụng ôtô?
Đặc tính sử dụng ôtô được đònh nghóa như sau: Đặc tính sử dụng đặt trưng cho
khả năng sử dụng ôtô một cách có hiệu quả trong những điều kiện xác đònh (điều
kiện đường xá, khí hậu…) và cho phép ta đánh giá ở một chừng mực nhất đònh mức
độ hoàn thiện về kết cấu của ôtô tương ứng với các yêu cầu trong sử dụng.
Những đặc trưng cơ bản của đặc tính sử dụng ôtô là:
-Chất lượng động lực học;
-Tính kinh tế nhiên liệu;
-Tính điều khiển (đặc tính lái và đặc tính phanh);
-Tính ổn đònh chuyển động;
-Tính năng thông qua (tính việt dã);

-Tính êm dòu chuyển động;
-Khả năng chứa đựng (chứa hàng hoá, hành khách…);
-Tính chòu bền;
-Tuổi thọ của ôtô;
-Tính thích ứng trong bảo dưỡng;
-Tính xếp, dỡ tải.
M
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 2
1. Chất lượng động lực học của ôtô: là khả năng chuyên chở hàng hoá, hành
khách với tốc độ trung bình cao nhất có thể có ở từng điều kiện đường sá cụ thể.
Chất lượng động lực học của ôtô càng tốt sẽ làm giảm thời gian vận chuyển.Nói
cách khác chất lượng động lực học càng tốt sẽ tăng được khối lượng vận chuyển trên
một cung đường xác đònh trong một đơn vò thời gian.
Chất lượng động lực của ôtô phụ thuộc vào chất lượng kéo (đặt tính kéo) và
chất lượng phanh xe.
2. Tính kinh tế nhiên liệu của ôtô: là khả năng sử dụng hợp lý nguồn năng lượng
lỏng (xăng, diesel…) cho quá trình chuyển động.
Tính kinh tế nhiên liệu là một chỉ tiêu rất quan trọng của đặt tính sử dụng của
ôtô, bởi vì trong giá cước vận chuyển thì chi phí xăng dầu chiếm phần lớn (nói đến
giá cước vận chuyển,ở đây ta chỉ tính đến những chi phí về lao động, xăng dầu, hao
mòn máy móc…)
Khi giảm được mức tiêu hao nhiên liệu, sẽ giảm được giá cước vận chuyển, có
nghóa tính kinh tế nhiên liệu của ôtô càng được nâng cao.
3. Tính điều khiển của ôtô: là tính chất thay đổi hướng chuyển động của ôtô
bằng việc thay đổi vò trí của bánh xe dẫn hướng.Khả năng chuyển động an toàn của
ôtô phụ thuộc chủ yếu vào tính điều khiển của nó.
4. Tính ổn đònh của ôtô: là tính chất mà trong quá trình chuyển động, ôtô không
bò lệch hướng, trượt trơn, trượt lết hoặc bò lật.
Tính ổn đònh cùng với đặc tính động lực học phanh, tính điều khiển sẽ đảm bảo

sự chuyển động an toàn của ôtô.Tính ổn đònh càng đặc biệt quan trọng khi xe chạy
trên đường trơn với tốc độ cao.
5. Tính năng thông qua của ôtô: là khả năng làm việc của ôtô ở các điều kiện
đường sá khó khăn (đường xấu) và không đường (trên cát, trên vùng đồng ruộng lầy).
Tính năng thông qua có ý nghóa đặc biệt quan trọng khi nó làm việc trong các
lónh vực khai thác rừng, trong nông nghiệp, hầm mỏ, trong xây dựng và trong quân sự.
6. Tính êm dòu chuyển động của ôtô: là đặc tính chuyển động của ôtô tên đường
không bằng phẳng ở tốc độ cao mà không xảy ra dao động thùng xe.
Tính êm dòu chuyển động của ôtô có ảnh hưởng rất lớn đến:
-Tốc độ chuyển động trung bình của ôtô;
-Khả năng giữ tải khi xe chuyển động;
-Tiện nghi đi lại trong ôtô;
-Mức độ mệt mỏi của lái xe và hành khách trên đường;
7. Khả năng chứa đựng: đặc trưng cho số lượng hàng hóa, hành khách có thể
chuyên chở được trong xe.Khả năng chứ đựng phụ thuộc vào trọng tải của xe và kích
thước trong thùng xe.
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 3
8. Độ bền (tính chòu bền) của ôtô: là đặc tính làm việc không gẫy vỡ, biến dạng
hư hỏng.
9. Tuổi thọ của ôtô: là khả năng làm việc không bò mài mòn quá lớn đưa đến
việc phải sửa chữa và ngưng thời gian làm việc của máy móc.
10.Tính thích ứng trong bảo dưỡng ôtô: là mức độ thuận tiện trong quá trình bảo
dưỡng, đặc tính này có từ giai đoạn thiết kế ôtô.
11.Tính xếp dỡ tải của ôtô: là khả năng bốc dỡ hành hóa nhanh nhất của xe.
Vậy nhiệm vụ đặt ra cho môn học Lý Thuyết Ôtô là nghiên cứu phương pháp
đánh giá những đặc tính trên và tìm ra các chỉ tiêu (gọi là chỉ tiêu sử dụng) để đánh
giá chúng với mục đích:
-Nâng cao năng suất vận chuyển
-Hạ giá thành vận chuyển

Hướng cơ bản hiện nay của môn học Lý Thuyết Ôtô là đưa những kết luận được
rút ra từ quá trình nghiên cứu lý thuyết sát với thực tế sử dụng. Nói cách khác là tìm
ra các số liệu, các chỉ tiêu đánh giá sát với điều kiện sử dụng. Thí dụ: hệ số bám của
bánh xe với mặt đường ϕ trong từng điều kiện cụ thể, hệ số cản lăn f , các chỉ tiêu để
đánh giá chất lượng phanh, chất lượng kéo …
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 4
MỤC LỤC
Lời nói đầu Trang
CHƯƠNG I
. LỰC VÀ MÔ-MEN TÁC DỤNG LÊN ÔTÔ 6
I. Động cơ đốt trong-nguồn năng lượng
II. Tổn thất công suất trong hệ thống truyền lực
III. Sự tác dụng tương hỗ giữa bánh xe với mặt đường
IV. Lực kéo trên các bánh xe chủ động
V. Sức cản mặt
VI. Phương trình động lực học chuyển động thẳng của ôtô
CHƯƠNG II
. TÍNH TOÁN SỨC KÉO CHO ÔTÔ 41
I. Các dạng tính toán sức kéo
II. Xây dựng đặc tính kéo và đặc tính động lực học của xe
CHƯƠNG III. LÝ THUYẾT PHANH ÔTÔ 51
I. Khái niệm chung về quá trình phanh
II. Phương trình động lực học của xe khi phanh
III. Sử dụng trọng lượng bám trong quá trình phanh
IV. Các thông số đánh giá chất lượng phanh
V. nh hưởng của các yếu tố sử dụng đến quãng đường phanh
CHƯƠNG IV
. LÝ THUYẾT QUAY VÒNG VÀ ỔN ĐỊNH 67
CHUYỂN ĐỘNG ÔTÔ

I. Các phương pháp quay vòng
II. Động học quay vòng của bánh xe hơi
III. Xác đònh bán kính quay vòng nhỏ nhất và chiều rộng
hành lang quay vòng
IV. Động lực học của xe khi quay vòng
V. Ổn đònh chuyển động thẳng của xe
VI. Dao động của bánh xe dẫn hướng
VII. Ổn đònh trượt và ổn đònh lật của xe khi
chuyển động thẳng và quay vòng
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 5
CHƯƠNG V. ĐỘ ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG ÔTÔ 95
I. Khái niệm chung về độ êm dòu chuyển động
II. Các dạng dao động của thùng xe
III. Các thông số đánh giá độ êm dòu chuyển động
CHƯƠNG VI
. TÍNH NĂNG THÔNG QUA CỦA ÔTÔ 101
I. Khái niệm về tính năng thông qua (TNTQ) của ôtô
II. Đánh giá TNTQ prophin
III. Đánh giá TNTQ bề mặt tựa
IV. Các chỉ tiêu chung để đánh giá TNTQ
V. Yếu tố động lực học ảnh hưởng đến TNTQ của ôtô
VI. Các yếu tố kết cấu ảnh hưởng đến TNTQ của xe
VII. Khả năng vượt tường chắn và hào của xe
VIII. So sánh TNTQ căn cứ vào các thông số kết cấu của ôtô
CHƯƠNG VII
. TÍNH KINH TẾ NHIÊN LIỆU CỦA ÔTÔ 116
I. Các chỉ tiêu đánh giá tính kinh tế nhiên liệu của ôtô
II. Phương trình tiêu hao nhiên liệu của ôtô
III. Tính kinh tế nhiên liệu của ôtô khi chuyển động không ổn đònh

IV. Tính kinh tế nhiên liệu của ôtô khi có truyền động thủy lực
*Tài liệu tham khảo
121
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 6
CHƯƠNG I
LỰC VÀ MÔ MEN TÁC DỤNG LÊN ÔTÔ
***********
I.ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG-NGUỒN NĂNG LƯNG
Ôtô chuyển động được là nhờ các lực và mô men tác dụng lên nó.Chúng có
thể chia ra thành hai nhóm như sau:
-Lực đẩy và mô men đẩy.
-Lực cản và mô men cản trở chuyển động.
Lực đẩy chủ yếu là phản lực tiếp tuyến của đường tác dụng lên bánh xe chủ
động, thường kí hiệu là P
k
(hình 1-1).
Lực đẩy P
k
phát sinh do lực truyền từ động cơ xuống các bánh xe chủ động
(thông qua hệ thống truyền lực) và do sự tác dụng tương hỗ giữa bánh xe chủ động
với mặt đường.
Như vậy, để ôtô có thể chuyển động được, trước hết cần có nguồn năng lượng
- là nội lực do động cơ sinh ra truyền xuống bánh xe chủ động.Nguồn nội lực năng
lượng này càng lớn, nghóa là lực đẩy P
k
càng có khả năng tăng cao.Ngược lại, khi nội
lực của động cơ giảm, lực đẩy P
k
sẽ bò giảm theo.

Mặt khác, nếu không có sự tác động tương hỗ giữa bánh xe chủ động với mặt
đường (bánh xe chủ động không tiếp xúc với mặt đường hoặc tại vùng tiếp xúc không
phát sinh phản lực từ đường tác dụng lên bánh xe chủ động) cũng sẽ không xuất hiện
lực đẩy P
k
cho dù lực truyền từ động cơ đến là rất lớn (ta sẽ nghiên cứu kỹ ở phần
sau).
1.Công suất động cơ
Công suất do động cơ sinh ra (công suất động cơ) là nguồn năng lượng nội lực,
thường được kí hiệu là N
e
.Một cách gần đúng, người ta thường coi N
e
phụ thuộc vào
số vòng quay của động cơ (n
e
) ứng với trạng thái toàn tải của động cơ (thanh răng
r
Pv
Pk
v
Mk
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 7
hoặc bướm ga mở hoàn toàn).Các yếu tố khác của động cơ được coi là ở chế độ tối
ưu.Ta có:
N
e
= f(n
e

)
Trong thực tế N
e
còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như:
-Mức độ mở bướm ga (hoặc thanh răng)
-Chất lượng và lượng cung cấp nhiên liệu
-Số vòng quay của trục khuỷu động cơ…
Do vậy, khi tính toán người ta thường xác đònh công suất động cơ N
e
căn cứ
vào đường đặc tính ngoài của động cơ.
2.Đường đặc tính ngoài của động cơ
Đồ thò biểu diễn mối quan hệ giữa mô men xoắn của động cơ M
e
(hoặc công
suất của động cơ N
e
) và số vòng quay của trục khuỷu khi cung cấp nhiên liệu ở mức
cao nhất (bướm ga mở hoàn toàn ở động cơ xăng, hoặc thanh răng bơm cao áp được
kéo hết cở ở động cơ diesel) được gọi là đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ và
thường được gọi tắt là đường đặc tính ngoài của động cơ (hình 1-2).
Đặc tính ngoài của động cơ cho các trò số lớn nhất của mô men M
e
(công suất
N
e
) ở số vòng quay xác đònh.
Các trò số nhỏ hơn của mô men hoặc công suất động cơ có thể nhận được bằng
cách giảm mức cung cấp nhiên liệu.
Các điểm đặc biệt của đường đặc tính là điểm công suất cực đại N

emax
ứng với
số vòng quay n
N
và điểm mô men cực đại M
emax
ứng với số vòng quay n
M
.
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 8
Khi tăng số vòng quay của động cơ lên quá số vòng quay n
N
thì công suất động
cơ sẽ giảm.
Nguyên nhân giảm công suất là do quá 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 kế xe người ta mong muốn n
emax
(tương ứng với vận tốc v
max
của
xe) khi xe chạy trên đường bằng có lớp phủ mặt đường cứng (đường bê tông, đường
nhựa) không vượt quá số vòng quay n
N
từ (10-20)%.Để thực hiện mục đích đó, trên
một số xe có sử dụng bộ hạn chế số vòng quay của động cơ (bộ điều tốc).
Khoảng làm việc của động cơ nằm trong giới hạn từ số vòng quay n
emin
đến số

vòng quay n
emax
.Nhưng thực tế động cơ làm việc với tính kinh tế cao và ổn đònh là
trong khoảng từ n
M
đến n
N
.Khoảng này được gọi là khoảng làm việc ổn đònh của
động cơ.Khi động cơ làm việc trong khoảng từ n
M
đến n
N
, nếu sức cản của đường tăng
lên sẽ làm cho số vòng quay của động cơ sẽ giảm xuống và tương ứng tốc độ chuyển
động của ôtô cũng giảm nhưng mô men xoắn của động cơ tự động được tăng lên.Giới
hạn thay đổi tải của động cơ ứng với sự làm việc ổn điïnh của nó, tức là khả năng tự
động thích ứng với sự thay đổi tải trọng trên các bánh xe được đánh giá bằng mô men
dự trữ M
z
(%).
100.1100.
maxmax









−=








−
=
N
e
N
Ne
z
M
M
M
MM
M
Trong đó: M
emax
_mô men xoắn lớn nhất và M
n
_mô men xoắn của động cơ
ứng với giá trò công suất cực đại.
Tỉ số
m
N

e
K
M
M
=
max
gọi là hệ số thích ứng mô men.Còn tỉ
số
n
M
N
K
n
n
= gọi là hệ số thích ứng vòng quay.Hệ số K
n
càng lớn, khoảng làm việc ổn
đònh của động cơ càng được mở rộng.
Trò số giới hạn của M
z
, K
m
và K
n
của các loại động cơ được trình bày trong
Bảng 1-1.
Bảng 1-1
.TRỊ SỐ GIỚI HẠN CỦA M
z
,K

m
VÀ K
n
Loại động cơ M
z
(%) K
m
K
n
Xăng 5-35 1,2-1,4 1,5-2,5
Diesel 10-20 1,05-1,25 1,4-2
Trong thực tế, giới hạn thay đổi của lực cản bên ngoài rất rộng.Bởi vậy, trên
xe phải dùng hộp số và truyền lực chính để thay đổi lực kéo và vận tốc chuyển động
của ôtô cho phù hợp với sự thay đổi lực cản đó.
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 9
Đặc tính ngoài của động cơ thường được xác đònh trên băng thử (kiểu thủy lực
hoặc kiểu điện).Tuy nhiên, để tính toán các chỉ tiêu của đặc tính tốc độ kéo, sử dụng
các số liệu lấy từ đồ thò không thuận tiện bằng dùng các biểu thức toán học của
N
e
=f(n
e
) và M
e
=f(n
e
).
Mối quan hệ giữa công suất và mô men xoắn của động cơ với số vòng quay
của trục khuỷu [N

e
=f(n) và M
e
=f(n)] thường tính theo các công thức thực
nghiệm.Được dùng rộng rãi nhất hiện nay là công thức của Giáo sư R.S.Leijderman:
N
e
=N
emax
















−









+
32
N
e
N
e
N
e
n
n
c
n
n
b
n
n
a
Trong đó:
N
e
_Công suất hữu ích của động cơ [kW] ứng với số vòng quay bất kì n
e
[vg/ph];
N
emax
và n

N
_Công suất hữu ích cực đại [kW] và số vòng quay trục khuỷu động
cơ tương ứng n
N
[vg/ph];
a, b, c_là các hệ số thực nghiệm, phụ thuộc kết cấu và chủng loại động cơ:
+Đối với động cơ xăng: a=b=c=1
+Đối với động cơ Diesel 2 kì: a=0,87; b=1,13; c=1
+Đối với động cơ Diesel 4 kì: a=0,53; b=1,56; c=1,09
+Đối với động cơ Turbine khí: a=2; b=-1; c=0
Cho các trò số n
e
khác nhau, dựa theo công thức (1-1) sẽ tính được công suất N
e
tương ứng và từ đó vẽ được đồ thò N
e
=f(n
e
).
Có các giá trò N
e
và n
e
có thể tính được các giá trò mô men xoắn M
e
của động
cơ theo công thức sau:
e
e
e

n
N
M
.047,1
.10
4
=
Trong đó:
N
e
_công suất động cơ [W]
n
e
_số vòng quay trục khuỷu [vg/ph]
M
e
_mô men xoắn động cơ [N.m]
Có các giá trò N
e
, M
e
tương ứng với các giá trò n
e
, ta có thể vẽ đồ thò N
e
=f(n
e
)
và đồ thò M
e

=f’(n
e
).
Như vậy sau khi xây dựng được đường đặc tính ngoài của động cơ chúng ta
mới có cơ sở để nghiên cứu tính chất động lực học của ôtô.
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 10
II.TỔN THẤT CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC
Khi truyền công suất từ động cơ đến các bánh xe chủ động, công suất luôn bò
tổn thất một phần để thắng các lực cản trong hệ thống truyền lực, hệ thống treo và
phần vận hành… như:
-Lực cản quán tính của các cặp bánh răng
-Lực ma sát trong các ổ bi
-Công trượt trên các cặp bánh răng nghiêng
-Lực cản do phải khuấy dầu trong các cụm truyền lực…
Vì vậy công suất động cơ đặt tại bánh xe chủ động N
k
luôn nhỏ hơn công suất
động cơ N
e
.
Nếu gọi N
t
là công suất mất mát trong quá trình truyền lực từ động cơ đến
bánh xe, thì:
N
t
= N
e
-N

k
Giá trò của N
t
phụ thuộc vào nhiều yếu tố: kết cấu hệ thống truyền lực, kiểu bộ
truyền, vật liệu bôi trơn…Do đó, để xác đònh được chính xác N
t
người ta thường dùng
các bệ thử chuyên dùng và việc xác đònh nó rất phức tạp.
Nhiều thí nghiệm đã chứng tỏ rằng trong các tổn hao công suất thì tổn hao ở hệ
thống truyền lực là lớn hơn cả.Vì vậy để đánh giá tổn thất năng lượng trong quá trình
chuyển động người ta chỉ kể đến những tổn thất trong hệ thống truyền lực.
Thông số đánh giá tổn thất trong hệ thống truyền lực là hiệu suất truyền lực, kí
hiệu là η với:
e
t
e
k
N
N
N
N
−== 1η
Hiệu suất η ở một số bộ truyền khi tính toán thường được chọn như sau:
-Hộp số 0,94-0,97
-Hộp số phân phối 0,95-0,98
-Truyền lực chính 0,93-0,97
-Truyền lực cạnh 0,96-0,98
III.SỰ TÁC DỤNG TƯƠNG HỖ GIỮA BÁNH XE VỚI MẶT ĐƯỜNG
A.CÁC LOẠI BÁN KÍNH BÁNH XE
Tất cả các lực tác dụng lên ôtô đều truyền qua bánh xe (lốp ôtô) đến mặt

đường.Do đó cả bánh xe và mặt đường đều bò biến dạng.
Nếu ta lập hệ trục tọa độ Oxyz (hình 1-3) với:
Ox_trục song song với chiều chuyển động của xe
Oy_trục vuông góc với mặt phẳng dọc xe
Oz_trục vuông góc với mặt đường
Khi đó các lực tác dụng lên bánh xe sẽ là:
P
z
_lực tác dụng theo phương thẳng đứng
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 11
P
x
_lực dọc xe
P
y
_lực tác dụng theo phương ngang của xe
P
ω
_lưc cản không khí
G _trọng lượng toàn xe,đặt tại trọng tâm c
Dưới tác dụng của các lực P
z
và mô men (do thành phần P
x
gây ra), lốp bò biến
dạng theo hướng kính và biến dạng vòng.Lực P
y
là yếu tố làm cho lốp bò biến dạng
theo phương ngang.Vì vậy, trong quá trình chuyển động, kích thước của lốp luôn bò

biến đổi.Để phân biệt kích thước bánh xe trong các điều kiện cụ thể ta sử dụng các
loại bán kính bánh xe (bán kính lốp) như sau:
1.Bán kính thiết kế:là bán kính xác đònh theo kích thước tiêu chuẩn của
lốp.Bán kính thiết kế kí hiệu là r.
Lốp ôtô có các loại kí hiệu sau (hình 1-4):
Hình 1-4.Kích thước lốp
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 12
a.Với lốp áp suất thấp: [áp suất hơi lốp q
0
nằm trong khoảng (0,05-0,5) Mpa]
thường kí hiệu theo công thức B-d, trong đó:
B_chiều rộng lốp [inch]
d_đường kính lắp ghép của vành bánh xe [inch]
Trong nhiều trường hợp có thể coi B≈H do đó bán kính thiết kế r được xác đònh
theo công suất sau:
[ ]
mH
d
r
1000
4,25
.
2







+=
[ ]
mB
d
r
1000
4,25
.
2






+=
b.Với lốp áp suất cao: [áp suất hơi lốp q
0
nằm trong khoảng (0,5-0,7) Mpa] lốp
ôtô thường được kí hiệu theo công thức D x B hoặc D x H, trong đó:
D_là đường kính ngoài của lốp [inch]
B_chiều rộng của lốp [inch]
H_chiều cao của lốp [innh]
2.Bán kính tự do:là bán kính bánh xe được bơm đủ áp suất, không chòu tải.
Bánh kính tự do được kí hiệu là r
0
.Thông thường r
0
= r.
3.Bán kính tónh học:là khoảng cách từ tâm trục bánh xe đến mặt đường nằm

ngang khi xe có tải và đứng yên (vận tốc góc ω
k
= 0).Còn G
k
là trọng lượng xe đặt tại
tâm trục bánh xe.Bán kính tónh học kí hiệu là r
t
(hình 1-5).
Hình 1-5.Bán kính tónh học
Bán kính r
t
được tiêu chuẩn hóa với tải trọng cho phép lớn nhất.Nó có thể được
xác đònh căn cứ theo kí hiệu của lốp:
r
t
= 0,5d+∆.λ
bd
.B
Trong đó:
d_đường kính lắp ghép của vành bánh xe [mm]
∆ = H/B_với H và B là chiều cao và chiều rộng lốp [mm]
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 13
λ
bd
_hệ số phụ thuộc sự biến dạng của lốp khi chòu tải.
Dưới tác dụng của tải trọng và áp suấât hơi lốp, theo quy đònh trong các tiêu
chuẩn đối với lốp ôtô vận tải và ôtô buýt, với lốp có bộ điều chỉnh áp suất (trừ loại
lốp có bề ngang rộng), thì H/B ≈ 1.
Đối với ôtô du lòch, nếu kích thước lốp tính bằng [inch], H/B ≈ 0,95.Nếu kích

thước ghi theo kiểu hỗn hợp (mét và inch) thì H/B ≈ 0,8-0,85.
Ở lốp kiểu hướng kính xe du lòch, trong kí hiệu của nó đã cho chỉ số tương ứng
với tỉ số H/B.Thí dụ: ở lốp có kí hiệu 205/70R14, H/B=0,7.Đối với lốp ôtô vận tải, ôtô
buýt lốp có điều chỉnh áp suất (trừ loại lốp có bề ngang rộng), lốp kiểu đường chéo
của xe du lòch, λ
bd
= 0,8-0,9.Đối với lốp kiểu hướng kính xe du lòch, λ
bd
= 0,8-0,85.
4.Bán kính động lực học:là khoảng cách tính từ tâm trục bánh xe đến mặt
đường nằm ngang, khi xe chuyển động (ω
k
≠ 0).Bán kính động lực học được kí hiệu là
r
đ
(h1-6).
Hình 1-6.Bán kính động lực học
Trong quá trình ôtô chuyển động , bán kính động lực học thay đổi.Thí dụ:
-Nếu tăng áp suất hơi lốp q
0
và giảm tải trong tác dụng theo phương thẳng
đứng P
z
thì bán kính động lực học r
đ
sẽ tăng lên.
-Khi tăng vận tốc góc của bánh xe lăn ω
k
, lốp sẽ bò kéo dãn ra theo phương
hướng kính do tác dụng của lực ly tâm, do đó bán kính động lực học cũng sẽ bò tăng

lên.
Trên mặt đường cứng có thể coi r
đ
≈ r
t
.
5.Bán kính động học:là bán kính của một bánh xe giả đònh và có những đặc
điểm sau:
-Không bò biến dạng khi làm việc
-Không bò trượt lết hoặc trơn quay
-Có cùng vận tốc ω
k
và vận tốc dài v
k
như ở bánh xe thực tế đang được khảo
sát.
Trong nhiều trường hợp bán kính động học còn được gọi là bán kính lăn.Do
vậy bán kính động học được kí hiệu là r
lăn
với:
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 14
k
lăn
n
S
r
.2π
=
Trong đó:

N
k
_số vòng quay của bánh xe lăn
S_quãng đường của bánh xe được sau n
k
vòng quay
Như vậy, trong trường hợp xe bò trượt quay hoàn toàn, các bánh xe chủ động
vẫn quay (ω
k
≠ 0,do đó n
k
≠ 0) nhưng xe vẫn đứng yên tại chổ (S=0) do vậy r
lăn
= 0
Trường hợp xe bò trượt lết hoàn toàn, các bánh xe không quay quanh trục của
nó (ω
k
= 0, n
k
= 0) nhưng xe vẫn lao về phía trước(S≠ 0).Trường hợp này:
r
lăn
=
k
n
S
.2π
≈ ∞
Khi xe chuyển động kèm theo hiện tượng trượt trơn hoặc trượt lết, bán kính lăn
r

lăn
của bánh xe sẽ biến thiên trong khoảng từ 0 đến +∞ hay r
lăn
= 0 ÷ ∞ và nó được
xác đònh không thực nghiệm.
Khi chuyển động không có trượt trơn (trượt lết hoặc trược quay) thì bán kính
bánh xe bò động có r
lăn
= r.Bán kính lăn còn có thể gọi là bán kính vận tốc vì nó biểu
thò mối quan hệ giữa vận tốc chuyển động tònh tiến của xe v
k
và vận tốc góc của bánh
xe chủ động ω
k
(r
lăn
= v
k
/ω
k
).
6.Bán kính tính toán: trong thực tế sự khác nhau giữa r
lăn
, r, r
t
không lớn
lắm.Do đó để thuận tiện trong quá trình tính toán người ta thường dùng khái niệm bán
kính tính toán (kí hiệu r
k
) với r

k
= λ x r.
Trong đó:
r-bán kính thiết kế
λ-hệ số biến dạng của lốp.
Với: + Lốp áp suất thấp λ = 0,930 ÷ 0,935
+ Lốp áp suất cao λ = 0,945 ÷ 0,950
B.PHẢN LỰC CỦA ĐƯỜNG TÁC DỤNG LÊN BÁNH XE
Ta khảo sát một bánh xe lăn trên đường biến dạng (hình 1-7):
Hình 1-7.Bánh xe lăn trên đường biến dạng
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 15
Bánh xe lăn trên đường tạo nên một vùng tiếp xúc.Do có các lực truyền tự
động qua hệ thống truyền lực đến bánh xe chủ động và từ khung xe qua bánh xe
xuống mặt đường, nên tại vùng tiếp xúc của bánh xe có các phản lực của đường tác
dụng lên bánh xe.Các phản lực này là rất nhỏ.Tổng hợp các phản lực thành phần đó
(∑p
i
) sẽ được một phản lực tập trung (
∑
=
=
n
i
i
pP
1
) từ đường tác dụng lên bánh xe, có
phương bất kì.
Ta có thể tách chúng thành 3 thành phần trong tọa độ Oxyz, với:

P
z
–phản lực pháp tuyến, tác dụng theo phương vuông góc với mặt đường;
P
y
–phản lực tiếp tuyến theo phương ngang, nằm trong mặt phẳng song song
với đường, tác dụng vuông góc với mặt phẳng dọc xe;
P
z
–phản lực tiếp tuyến, nằm trong mặt phẳng của đường, phương của trục Ox.
Bánh xe lăn được là nhờ các lực và mô men tác dụng lên nó (hình 1-
8).Giả thiết rằng: Nếu hướng của mô men trùng với hướng quay của bánh xe thì mô
men đó được gọi là
mô men kéo (hoặc mô men chủ động), và được kí hiệu là M
k
.
Nếu hướng của mô men ngược với chiều quay của bánh xe thì gọi là mô men
phanh, kí hiệu là M
p
.
Lực do mô men xoắn đặt tại bánh xe chủ động (M
k
) sinh ra gọi là lực vòng, kí
hiệu là P
v
:
k
k
v
r

M
p =
Trong đó:
M
k
= M
e
.i
tl
.η
tl
M
e
: mô men xoắn của động cơ
i
tl
: tỉ số truyền của hệ thống truyền lực
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 16
η
tl
: hiệu suất của hệ thống truyền lực
r
k
–bán kính tính toán
Phản lực của đường tác dụng lên bánh xe theo phương tiếp tuyến, đặt tại vùng
tiếp xúc của bánh xe với mặt đường gọi là lực kéo tiếp tuyến, kí hiệu là P
k
.Lực kéo
tiếp tuyến là phản lực của lực vòng P

v
.Nếu không có tổn hao tại vùng tiếp xúc thì giá
trò của P
k
bằng với giá trò của P
v
, hay P
k
= P
v
.
Lực do mô men phanh M
p
sinh ra gọi là lực phanh, kí hiệu là P
p
và lực phanh
đặt tại vùng tiếp xúc của bánh xe với mặt đường.Ta có:
k
p
p
r
M
P =
1.Xét trường hợp bánh xe lăn khi không chòu tác dụng của lực ngang
Xác đònh tâm áp lực K (hình 1-8):
Giả thiết:P
z
mang dấu (+) khi nó hướng lên trên, P
x
mang dấu (+) khi nó cùng

chiều với chiều chuyển động, bỏ qua các mô-men cản trong các ổ bi bánh xe và các
lực, mô men cản của không khí.
Khi bánh xe đứng tại chổ,dưới tác dụng của tải trọng bánh xe G
k
vết tiếp xúc
của bánh xe với mặt đường có dạng hình elip, do đó tất cả các phản lực trên vết tiếp
xúc nằm
đối xứng với các trục dọc, ngang của bánh xe, và P
z
đi qua tâm trục của bánh
xe.Điểm đặt của hợp các phản lực đó gọi tâm áp lực, kí hiệu là K. Khi bánh xe lăn
trên đường, do có biến dạng, nên phản lực thẳng đứng P
z
bò lệch một đoạn bằng “a”
(hay tâm áp lực bò chuyển dời) (hình 1-9)
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 17
Khoảng dòch chuyển “a” biểu thò tổn thất năng lượng do nội ma sát khi lốp bò
biến dạng, nóng lên, hoặc tổn thất do đường bò biến dạng.
Tùy thuộc vào tính chất của lốp và tình trạng của mặt đường mà tổn thất năng
lượng (biểu thò qua sự chuyển dời điểm đặt lực P
z
) là khác nhau.
a.Trường hợp 1:Khi bánh xe lăn đều, chòu tác dụng của mô men kéo
M
k
(hình 1-10).
Các lực và mô men tác dụng lên bánh xe trong trường hợp này gồm:
G
k

–trọng lượng của xe đặt tại bánh xe
P
z
–phản lực pháp tuyến của tải trọng tác dụng lên bánh xe
P
x
–phản lực tiếp tuyến của đường tác dụng lên bánh xe
Lập các phương trình cân bằng về lực và mô men ta có:
P
z
= G
k
; P
x
= 0 ; M
k
= P
z
.a
Như vậy, để bánh xe lăn đều khi không có các lực cản khác ngoài tải trọng G
k
đặt tại tâm trục bánh xe thì cần có mô men kéo M
k
, mà trò số của nó cần có để bù
đắp cho tổn thất do biến dạng của lốp và của đường (với trò số M
k
= P
z
.a).
Mô men P

z
.a gọi là mô men cản lăn, kí hiệu là M
f
, có chiều ngược với chiều
M
k
.Phản lực tiếp tuyến của đường với bánh xe P
x
= 0.
b.Trường hợp 2: là trường hợp bánh xe lăn đều, chòu tác dụng của lực
ngang P
đ
đặt vào tâm trục bánh xe (hình 1-11), chiều của P
đ
trùng với chiều chuyển
động của ôtô.
Lập các phương trình cân bằng lực và mô men, có:
G
k
= P
z
; P
đ
= -P
x
; P
x
.r
k
– P

z
.a = 0
Từ đó suy ra:
k
zx
r
a
PP .=
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 18
Từ biểu thức trên chứng tỏ khi bánh xe lăn đều dưới tác dụng của lực đẩy P
đ
đặt vào tâm trục bánh xe, và không có các lực cản khác thì phản lực tiếp tuyến của
đường P
x
có chiều ngược với chiều của lực đẩy P
đ
và cân bằng với nó (P
đ
= -P
x
).
Lực P
x
trong trường hợp này là lực cản.Nó tỷ lệ với biến dạng “a” và r
k
.Tỷ số
a/r
k
gọi là hệ số cản lăn, kí hiệu là f.Trường hợp bánh xe lăn đều, giá trò của hệ số

cản lăn là:
z
x
k
P
P
r
a
f ==
Do đó, hệ số cản lăn bằng tỷ số giữa lực P
x
(nhỏ nhất) đủ để cho bánh xe lăn
đều với phản lực pháp tuyến của đường là P
z
.Và khi lăn không có hiện tượng trượt
trơn, trò số của hệ số cản lăn f sẽ phụ thuộc vào tính chất và sự biến dạng của đường
và lốp.Tích số P
z
.f được gọi là lực cản lăn, kí hiệu là P
f
, có chiều ngược với chiều
chuyển động của xe.Ta có:
P
f
= P
x
= P
z
.f
Như vậy, khi bánh xe lăn đều và chỉ chòu tác dụng của lực G

k
và lực đẩy P
đ
đặt vào tâm trục bánh xe, phản lực của đường tác dụng vào bánh xe sẽ gồm P
f
, P
z
và
mô men cản lăn M
f
(khi quy dẫn P
z
về tâm trục bánh xe).Trường hợp này xảy ra với
các bánh bò động.
c.Trường hợp 3: bánh xe lăn không đều (có gia tốc), chòu các lực (hình 1-12):
-Tải trọng tác dụng theo phương thẳng đứng G
k
-Lực đẩy P
đ
đặt tại tâm trục bánh xe và có chiều ngược với chiều chuyển động
của xe.
-Mô men kéo M
k
(mô men xoắn của động cơ đặt tại bánh xe chủ động).
-Các phản lực pháp tuyến P
z
và phản lực tiếp tuyến của đường P
x
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 19

Mô men quán tính M
j
phát sinh do sự chuyển động không đều của bánh xe gây
ra,có hướng ngược với chiều gia tốc góc ε
k
của bánh xe:
M
j
= -J
k
.ε
k
Trong đó:
J
k
–mô men quán tính bánh xe chủ động và các chi tiết cùng quay với nó
ε
k
–gia tốc góc của bánh xe lăn
Lập các phương trình cân bằng lực và mô men tác dụng lên bánh xe chủ động
trong trường hợp trên ta có:
P
z
= G
k
; P
đ
= P
x
M

k
+ M
j
– M
f
– P
x
.r
k
= 0
Từ đó suy ra:
P
x
=
k
fjk
r
MMM
−
+
=
k
f
k
k
k
k
k
r
M

r
J
r
M
−−
ε
= P
v
– P
jk
– P
f
Với:
P
v
=
k
k
r
M
– lực vòng do mô men xoắn đặt tại bánh xe chủ động (M
k
) gây ra
P
jk
– lực quán tính do các khối quay không đều gây ra
P
f
– lực cản lăn
M

f
– Mô men cản lăn, xuất hiện khi dời phản lực pháp tuyến về tâm
trục bánh xe
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 20
Từ biểu thức trên chứng tỏ rằng phản lực tiếp tuyến của đường P
x
phụ thuộc
vào mô men xoắn M
k
.Khi M
k
tăng, giá trò của P
x
sẽ tăng.Trường hợp này P
x
cùng
chiều chuyển động của xe và được gọi là lực kéo tiếp tuyến, kí hiệu là P
k
.
Với: P
k
= P
v
– P
jk
– P
f
Ở trường hợp trên, nếu là bánh xe bò động, M
k

= 0.Khi đó:
P
x
= –P
jk
– P
f
= –(P
jk
+ P
f
)
Dấu “– “ chứng tỏ P
x
ngược với chiều chuyển động của xe.P
x
trong trường hợp
này là lực cản chuyển động.
Cần nhớ rằng, mặc dù lực kéo tiếp tuyến P
k
sẽ tăng khi mô men xoắn truyền từ
động cơ đến bánh xe chủ động M
k
tăng.Nhưng P
k
không thể tăng một cách tùy ý, mà
còn phụ thuộc vào khả năng bám của bánh xe với mặt đường.Như vậy phản lực tiếp
tuyến lớn nhất bò giới hạn bởi khả năng bám của bánh xe với mặt đường.Giá trò lớn
nhất có thể có được của lực kéo theo điều kiện bám, gọi là lực kéo theo điều kiện
bám của bánh xe với mặt đường (hay lực bám), kí hiệu là P

ϕ
.
Lực kéo theo điều kiện bám P
ϕ
tỉ lệ với trọng lượng bám của xe:
P
ϕ
= ϕ.G
ϕ
= ϕ.P
z
Trong đó:
ϕ -hệ số bám dọc của bánh xe với mặt đường
G
ϕ
-trọng lượng bám của bánh xe tức là trọng lượng G
k
đặt lên bánh xe.
Hệ số bám ϕ thường đồng nghóa với hệ số ma sát trượt giữa bánh xe với mặt
đường.Tuy nhiên, điều đó không chính xác hoàn toàn bởi vì khi tác dụng tương hỗ
giữa bánh xe với đường (khi bám), ngoài ma sát trên bề mặt tiếp xúc còn có sự ăn
khớp của bánh xe với nền đường.Vì vậy, thông thường hệ số bám ϕ lớn hơn hệ số ma
sát của bánh xe với đường.
2.Cách xác đònh hệ số bám dọc ϕ
Hệ số bám dọc ϕ có thể xác đònh trong phòng thí nghiệm hoặc trên đường.Khi
xác đònh hệ số bám trên đường người ta có thể sử dụng phương pháp kéo, phương
pháp đo mô men xoắn trên bánh xe chủ động hoặc một số phương pháp khác.Dưới
đây giới thiệu phương pháp kéo (hình 1-13).
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 21

Cho hai xe kéo nhau, giữa chúng bố trí lực kế tự ghi.Phanh cứng các bánh xe
của xe được kéo (xe số II).Khi xe được kéo trượt lết trên đường thì lực kế tự ghi sẽ
cho ta biết trò số lực bám P
ϕ
của xe được kéo.Từ đó có thể xác đònh được hệ số bám
của bánh xe với mặt đường theo công thức sau:
ϕ =
ϕ
ϕ
G
P
Trong đó:
p
ϕ
-trò số lực bám được ghi trên lực kế [N]
G
ϕ
-trọng lượng bám tức là trọng lượng của xe được kéo [N]
Qua thực nghiệm, người ta đã xác đònh được hệ số bám dọc của bánh xe trên
các loại đường khác nhau.Trong bảng 1 -2 cho các giá trò trung bình của hệ số bám
dọc lớn nhất ϕ
max
và hệ số bám dọc khi trượt hoàn toàn (trượt 100%).Tuỳ thuộc vào
sự ảnh hưởng của các nhân tố khác ngoài sự trượt và vào phương pháp thử nghiệm
trên cùng một loại đường, giá trò thực tế của hệ số bám dọc ϕ có thể có sai lệch đôi
chút.
Bảng 1-2. HỆ SỐ BÁM DỌC ϕ CỦA MỘT SỐ LOẠI ĐƯỜNG
Loại đường và trạng thái lớp phủ
mặt đường
ϕ

max
ϕ
(trượt 100%)
Đường bê tông, bê tông nhựa khô 0,80-0,90 0,70-0,80
Đường nhựa ướt 0,50-0,70 0,45-0,60
Đường bê tông ướt 0,75-0,80 0,65-0,70
Đường cát sỏi 0,55-0,65 0,50-0,55
Đường đất khô 0,65-0,70 0,60-0,65
Đường đất ướt 0,50-0,55 0,40-0,50
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 22
3.Xét trường hợp khi có phản lực ngang của đường tác dụng lên bánh xe
Các bánh đàn hồi lăn trên đường khi chòu tác dụng của các ngoại lực theo
phương ngang sẽ bò thay đổi quỹ
đạo chuyển động.Ta xét hai trường
hợp: khikhông chòu tác dụng của
lực theo phương ngang, các bánh xe
vẫn giữ được quỹ đạo chuyển động
của nó; khi có lực ngang P
y
tác
dụng (giả sử đặt vào tâm trục bánh
xe) lốp bò biến dạng cả ở phương
ngang.Do đó, mặt phẳng lăn của
bánh xe đã bò lệch hướng một góc.
Hiện tượng bò lệch hướng
chuyển động của các bánh xe có
ảnh hưởng rất lớn đến tính ổn đònh
của xe khi đi thẳng cũng như quay
vòng.

IV.LỰC KÉO TRÊN CÁC BÁNH XE CHỦ ĐỘNG
1.Lực kéo tiếp tuyến
Khi bánh xe lăn, dưới tác dụng của mô men xoắn M
k
được truyền từ động cơ
qua hệ thống truyền lực, đặt vào bánh xe, bánh xe tác dụng lên mặt đường một lực có
chiều ngược với chiều chuyển động của xe.Lực đó kí hiệu là P
v
–là lực vòng của
bánh xe chủ động, với:
P
v
=
k
r
M
Phản lực của lực vòng P
v
được gọi là lực kéo tiếp tuyến của bánh xe chủ động.
Lực kéo tiếp tuyến được kí hiệu là P
k
.Nếu không kể đến ảnh hưởng của lực
quán tính do các bánh xe quay không đều và lực cản lăn của nó thì trò số của lực kéo
tiếp tuyến bằng với trò số của lực vòng P
v
.
Lực kéo của xe là tổng lực kéo trên các bánh xe chủ động:
Pk =
∑
ki

P
Giá trò lớn nhất có thể có được của lực kéo theo điều kiện bám giữa các bánh
xe với mặt đường gọi là lực kéo theo điều kiện bám hay lực bám của xe P
ϕ
Như vậy:
P
ϕ
= ϕ
1
.G
ϕ1
+ ϕ
2
.G
ϕ2
+…+ ϕ
n
.G
ϕn
Trong đó:
ϕ
1
, ϕ
2
, …, ϕ
n
_hệ số bám của bánh xe chủ động thứ 1, 2, …, n
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 23
G

ϕi
_trọng lượng bám ở các bánh xe chủ động
Nếu ta coi hệ số bám ở các bánh xe chủ động với đường là như nhau:
ϕ
1
= ϕ
2
= ϕ
n
= ϕ
thì: P
ϕ
= ϕ(G
ϕ1
+ G
ϕ2
+…+ G
ϕn
)
nhưng G
ϕ1
+ G
ϕ2
+…+ G
ϕn
= G
ϕ
là trọng lượng bám toàn xe
Nên P
ϕ

= ϕ.G
ϕ
.
2.Các yếu tố ảnh hưởng đến lực bám của xe
a.Trọng lượng bám của xe G
ϕ
:Trọng lượng bám của xe tỉ lệ thuận với lực
bám
Khi phân tích công thức trên ta thấy: nếu ϕ
1
.G
ϕ1
≠ ϕ
2
.G
ϕ2
≠…≠ ϕ
n
.G
ϕn
, còn mô
men xoắn truyền đến các bánh xe là như nhau (hệ thống truyền lực có vi sai đối xứng
giữa các bánh xe và giữa các cầu chủ động) thì bánh xe nào có ϕ.G
ϕ
nhỏ nhất sẽ bò
quay trượt trước.Vì vậy lực kéo thực tế của xe có thể có được trong trường hợp đó sẽ
bằng:
P
ϕ
= (ϕ.G

ϕi
)
min
.n
bx
Trong đó: n
bx
–số các bánh xe chủ động
Trọng lượng bám của xe phụ thuộc vào số cầu chủ động, trọng lượng bám của
xe chỉ bằng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên các bánh xe cầu chủ động đó.Xe có
tính năng thông qua cao có tất cả các cầu là chủ động, do vậy trọng lượng bám của xe
chính bằng trọng lượng toàn bộ xe.
b.Chất lượng và trạng thái của đường
Chất lượng và trạng thái của đường là yếu tố quyết đònh ảnh hưởng tới hệ số
ma sát giữa đường và lốp cũng như lực cản trượt và lực cản nén của đất.
Độ ẩm của đất ảnh hưởng tới hệ số ma sát giữa đường và lốp, tức là ảnh hưởng
tới chất lượng bám của bánh xe với đường.Khi độ ẩm của đất tăng, hệ số ma sát giữa
đường và lốp giảm, và đặt biệt là giảm hệ số nội ma sát của đất.Do đó dẫn đến việc
giảm đáng kể lực bám giữa bánh xe với đường.
c.p lực riêng (áp suất hơi lốp)
Giảm áp lực riêng trên đường sẽ tăng diện tích tiếp xúc và dẫn đến tăng lực
bám của xe với đường.Ngoài ra trên đường biến dạng, việc giảm áp lực riêng còn
giảm lực cản lăn của bánh xe, do vậy càng đảm bảo điều kiện tốt cho xe chuyển
động.
Qua thực tế sử dụng các loại lốp chuyên dùng có áp suất hơi lốp rất thấp đã
cho thấy rằng, trên nền cát việc giảm áp suất hơi lốp có ảnh hưởng rõ rệt đến hệ số
bám.Ví dụ: khi giảm áp suất hơi lốp từ 0,6 đến 0,3 Mpa thì hệ số bám tăng từ 0,47
đến 0,65.
d.Loại hệ thống truyền lực
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 24
Khi sử dụng hệ thống truyền lực thủy lực (hoặc thủy cơ), sự thay đổi vận tốc
chuyển động của xe cũng như sự thay đổi mô men xoắn trên bánh xe chủ động xảy ra
một cách từ từ, êm dòu, không giật xe.Do đó sự ăn khớp giữa bánh xe với mặt đường
ít bò phá hủy đảm bảo tăng lực bám của xe.
Khi tính toán xe có trang bò hệ thống truyền lực thủy lực (hoặc thủy cơ), hệ số
bám lấy tăng lên từ (5÷10)% so với hệ thống truyền lực có cấp.
e.Kết cấu của lốp
Hình dạng vấu bám, kích thước vấu bám (đặc biệt là chiều cao vấu bám) có
một vai trò quan trọng ảnh hưởng tới khả năng bám của bánh xe với đường.Việc lựa
chọn hình dạng vấu bám là một vấn đề phức tạp bởi vì khi khảo sát sự ăn khớp của
bánh xe với đường không thể tách rời việc khảo sát lực cản tác dụng lên bánh xe.
Thực tế đối với từng loại đường đều có thể lựa chọn hình dạng và kích thước
vấu bám thích hợp.Nhưng vì xe hoạt động trên nhiều loại đường khác nhau nên khi
tính toán chọn lốp, người ta chọn thông số trung bình.Khi chọn hệ số bám để tính toán
kéo, sự ảnh hưởng do kết cấu của lốp thường được bỏ qua.
Như vậy, với điều kiện tải như nhau thì yếu tố cơ bản ảùnh hưởng tới lực bám là
điều kiện đường.Ứng với mỗi loại đường khác nhau sẽ có hệ số bám khác nhau (xem
bảng 1-2). Giá trò tối đa của hệ số bám không vượt quá 0,9.Trong các điều kiện tốt
nhất, hệ số bám nằm trong khoảng 0,6÷0,9.Như vậy, những xe có tất cả các cầu là
chủ động và có khoá vi sai thì lực bám có thể đạt tới giá trò bằng 90% trọng lượng xe
khi nó hoạt động trên đường bằng có bề mặt phủ cứng. Trên đường đất chất
lượng bám kém, hệ số bám chỉ đạt (0,2÷0,3) nghóa là hệ số bám chỉ đạt xấp xỉ bằng
hệ số cản lăn.Trong điều kiện như vậy xe không thểû chuyển động được vì không còn
dự trữ lực kéo.
V.SỨC CẢN MẶT ĐƯỜNG
Trong quá trình chuyển động, năng lượng từ động cơ truyền đến bánh xe chủ
động nhằm khắc phục các lực cản mặt đường và sức cản không khí.
Sự tác động tương hỗ giữa ôtô với đường luôn kèm theo sự tổn thất năng
lượng: tổn thất khi xe lên dốc, cho biến dạng của lốp và đường, cho dao động thùng

xe…Ta sẽ lần lượt khảo sát các trường hợp cụ thể dưới đây.
1.Trọng lượng của ôtô: kí hiệu là G
Trọng lượng G đặt tại trọng tâm xe.
Khi tính toán, trọng lượng xe được xác đònh theo công thức sau đây:
G = G
a
+ G
t
Trong đó:
G
a
–trọng lượng bản thân xe: G
a
= G
0
+ G
nl
+ G
ne
+ G
tb
Với: G
o
–trọng lượng khô của xe
G
nl
–trọng lượng nhiên liệu
KHOA CƠ KHÍ Giáo Trình Lý Thuyết Ôtô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG Trang 25
G

ne
–trọng lượng tổ lái
G
tb
–trọng lượng các dụng cụ chuyên dùng đi kèm theo xe
G
t
–trọng lượng hàng chuyên chở (hoặc trọng lượng hành khánh và hành
lí mang theo).
Trong lượng xe G là một trong những yếu tố gây ra lực cản trở chuyển
động của xe.
2.Lực cản lên dốc: Kí hiệu là P
i
Khảo sát trường hợp xe lên dốc với góc dốc α (hình 1-15).Trọng lượng xe G
được đặt tại trọng tâm xe và phân ra hai thành phần:
G = Gsinα + Gcosα
Thành phần song song với mặt đường Gsinα hướng ngược chiều chuyển động
và tạo thành lực cản lên dốc P
i
, với:
P
i
= Gsinα
Đối với góc dốc α < π/18 [rad], gần đúng ta có thể coi:
cosα ≈ 1
sinα ≈ tgα ≈ α
và α kí hiệu là i _độ dốc của đường.
Độ dốc của đường thường được tính theo phần trăm, ví dụ: đường dốc 10%
Khi đó ta có thể viết: P
i

= i.G
Khi xe chuyển động xuống dốc, lực P
i
cùng chiều với chiều chuyển động của
xe và sẽ trở thành lực đẩy.
3.Lực cản lăn: Kí hiệu là P
f
Lực cản lăn của xe ôtô là tổng lực cản lăn của tất cả các bánh xe của nó.