Bài giảng thiết kế đường 1 P2 pdf

TRỈÅÌNG ÂẢI HC BẠCH KHOA ÂN & BÄÜ MÄN ÂỈÅÌNG – KHOA XDCÂ
V Âỉïc Hong Bi ging : Thiãút Kãú Âỉåìng 1 Trang : œ 8•
CHỈÅNG II : NGUN L TÊNH TOẠN SỈÛ CHUØN ÂÄÜNG
CA ÄTÄ TRÃN ÂỈÅÌNG
§2.1 CẠC LỈÛC TẠC DỦNG LÃN ÄTÄ KHI CHUØN ÂÄÜNG
Khi chuøn âäüng ä tä chëu tạc dủng ca cạc lỉûc sau :
Hçnh 2-1. Cạc lỉûc tạc dủng trãn ätä khi xe chảy.
P
j
P
i
P
ω
P
f
P
k
P
f

+ Lỉûc kẹo P
k
+ Lỉûc cn:
• Lỉûc cn làn P
f

• Lỉûc cn khäng khê P
ω

• Lỉûc cn lãn däúc P
i

• Lỉûc cn quạn tênh P
j

2.1.1. Lỉûc cn ca xe trãn âỉåìng :
2.1.1.1 Lỉûc cn làn P
f
:
Khi xe chảy tải cạc âiãøm tiãúp xục giỉỵa bạnh xe v màût âỉåìng xút hiãûn lỉûc cn làn.
Lỉûc ny ngỉåüc chiãưu våïi chiãưu chuøn âäüng ca xe.Lỉûc cn làn sinh ra do :
- Biãún dảng ca läúp xe
- Do xe bë xung kêch v cháún âäüng trãn màût âỉåìng khäng bàòng phàóng
- Do ma sạt trong cạc äø trủc ca bạnh xe
Thỉûc nghiãûm cho tháúy lỉûc cn làn t lãû våïi trng lỉåüng tạc dủng lãn bạnh xe :
P
f
= G.f ( 2-1)
trong âọ: G - trng lỉåüng ca xe (KG)
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
TRỈÅÌNG ÂẢI HC BẠCH KHOA ÂN & BÄÜ MÄN ÂỈÅÌNG – KHOA XDCÂ
V Âỉïc Hong Bi ging : Thiãút Kãú Âỉåìng 1 Trang : œ 9•
P
f
- lỉûc cn làn (KG)
f - hãû säú sỉïc cn làn
Hãû säú sỉïc cn làn :
- Phủ thüc ch úu vo loải màût âỉåìng
- Phủ thüc vo âäü cỉïng ca läúp xe
- Trong âiãưu kiãûn läúp xe cỉïng, täút, hãû säú sỉïc cn làn trung bçnh phủ thüc vo loải
màût âỉåìng nhỉ sau : Bng 2-1

Loải màût âỉåìng Hãû säú lỉûc cn làn f
o

- Bãtäng ximàng v BT nhỉûa
- Âạ dàm v cüi si âen
- Âạ dàm tràõng
- Âỉåìng lạt âạ
- Âỉåìng âáút khä v bàòng phàóng
- Âỉåìng âáút áøm v khäng bàòng phàóng
- Âỉåìng cạt khä, råìi rảc
0.01 ÷ 0.02
0.01 ÷ 0.025
0.03 ÷ 0.05
0.04 ÷ 0.05
0.04 ÷ 0.05
0.07 ÷ 0.15
0.15 ÷ 0.30
* Khi täúc âäü xe chảy nh hån 50 km/h thç hãû säú sỉïc cn làn khäng phủ thüc vo täúc âä
f = f
0
* Khi täúc âäü xe chảy låïn hån 50 km/h thç hãû säú sỉïc cn làn phủ thüc vo täúc âä
f = f
o
[1 + 0,01(V-50)] ( 2-2)
trong âọ : V - täúc âäü xe chảy (km/h )
2.1.1.2 Lỉûc cn khäng khê:
Hụt
sau
xe
Ma sạt dc xe

Ẹp
chênh
diãûn
Hçnh 2-2. Ngun nhán sinh ra lỉûc cn khäng khê.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
TRỈÅÌNG ÂẢI HC BẠCH KHOA ÂN & BÄÜ MÄN ÂỈÅÌNG – KHOA XDCÂ
V Âỉïc Hong Bi ging : Thiãút Kãú Âỉåìng 1 Trang : œ 10•
+ Ngun nhán sinh ra lỉûc cn khäng khê :
- Khäúi khäng khê trỉåïc xe bë ẹp lải
- Do ma sạt giỉỵa khäng khê v thnh xe ( ma sạt dc v xe)
- Do khäúi khäng khê chán khäng ngay phêa sau xe hụt lải.
+ Cäng thỉïc xạc âënh lỉûc cn khäng khê : P
ω
= C.ρ.F.V
2
(2-3)
trong âọ :
F : diãûn têch cn tråí F = 0,8.B.H (m
2
) (2-4)
B, H : bãư räüng v chiãưu cao ca xe (m)
V : täúc âäü tỉång âäúi ca xe, tỉïc l phi kãø âãún täúc âäü ca giọ, trong tênh
toạn coi täúc âäü ca giọ bàòng khäng, V l váûn täúc ca ätä (m/s)
C : hãû säú phủ thüc vo hçnh dảng ca ätä.
ρ : máût âäü khäng khê (kg/m
3
)
Âãø âån gin ta láúy F:
- Âäúi våïi xe ti v xe but F = 3÷ 5,5 m

2
.
- Âäúi våïi xe con F = 1,5÷ 2,8 m
2
.
Gi K= C. ρ l hãû säú sỉïc cn khäng khê phủ thüc vo tỉìng loải xe:
- Xe ti K = 0,06 ÷ 0,07.
- Xe but K = 0.04 ÷ 0.06.
- Xe con K = 0.025 ÷ 0.035.
- Khi váûn täúc giọ V
giọ
= 0 thç P
ω
=
13
2
V
.
F
.
K
(2-5)
- Khi váûn täúc giọ V
giọ
≠ 0 thç P
ω
=
13
).(.
2

2
g
VVFK ±
(2-6)
*Trong trỉåìng håüp xe cọ råmooc thç sỉïc cn P
ω
tàng lãn tỉì (25÷30)%
2.1.1.3 Lỉûc cn lãn däúc P
i
:
P
i
= ± G. sinα. (2-7)
Do α << , xem gáưn âụng sinα = tgα = i
⇒ P
i
= ± G.i (2-8)
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
TRỈÅÌNG ÂẢI HC BẠCH KHOA ÂN & BÄÜ MÄN ÂỈÅÌNG – KHOA XDCÂ
V Âỉïc Hong Bi ging : Thiãút Kãú Âỉåìng 1 Trang : œ 11•
G
G
.
c
o
s
α
G
.
s

i
n
α
i
=
tg
α
α

Hçnh 2-3 Xạc âënh lỉûc cn lãn däúc
trong âọ: i- l âäü däúc dc ca âỉåìng.
Láúy dáúu “ + “ khi lãn däúc
Láúy dáúu “ - “khi xúng däúc
2.1.1.4 Lỉûc cn quạn tênh P
j
:
Lỉûc cn quạn tênh :
P
j
= m.j (KG) (2-9)
trong âọ: m - l khäúi lỉåüng ca xe (kg)
m =
g
G
(2-10)
G - trng lỉåüng xe
G - gia täúc trng trỉåìng.
j - gia täúc quạn tênh , j =
dt
dV

cọ thãø (+) hồûc (-) (2-11)
Âãø kãø âãún sỉïc cn quạn tênh ca cạc bäü pháûn quay:
P
j
= ± δ.
dt
dV
.
g
G

(2-12)
trong âọ: δ - l hãû säú kãø âãún sỉïc cn quạn tênh ca cạc bäü pháûn quay
δ = 1,03÷ 1,07
2.1.1.5 Täøng lỉûc cn tạc dủng lãn ä tä :
Khi xe chảy trãn âỉåìng nọ chëu tạc dủng ca täøng lỉûc cn P
c
P
c
= P
f
+ P
ω
+ P
i
+ P
j
(2-13)
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
TRỈÅÌNG ÂẢI HC BẠCH KHOA ÂN & BÄÜ MÄN ÂỈÅÌNG – KHOA XDCÂ

V Âỉïc Hong Bi ging : Thiãút Kãú Âỉåìng 1 Trang : œ 12•
P
c
=

P
ω

+ G.f ± G.i ± δ
dt
dV
g
G
(2-14)
2.1.2 Lỉûc kẹo ca ätä:
Do quạ trçnh âäút chạy nhiãn liãûu trong âäüng cå -> nhiãût nàng -> âỉåüc chuøn họa thnh
cäng nàng ca cäng sút hiãûu dủng N, cäng sút ny tảo nãn mäüt mämen M tải trủc khuu
ca âäüng cå.
N =
75
ω
.
M
(m lỉûc) (2-15)
trong âọ: N - l cäng sút hiãûu dủng ca âäüng cå.
M - l mämen tải trủc khuu ca âäüng cå.
ω - váûn täúc gọc ca trủc khuu (vng/phụt).

60
2

n
.
.
π
=ω (2-16)
n -säú vng quay ca trủc khuu trong 1 phụt.
⇒
n
N
.
n
.
.
N
.
.
N
.
.
M
2716
2
607575
=
π
=
ω
(2-17)
tong âo : Tè säú
n

N
phủ thüc vo tỉìng loải ätä
- Mämen quay tải trủc khuu tảo ra mäüt mämen kẹo M
k
åí trủc ch âäüng ca xe
M
k
= i
0
.i
k
.η.M (2-18)
tong âọ: i
0
- tè säú truưn âäüng trong häüp säú
i
k
- tè säú truưn âäüng cå bn
η - hãû säú hiãûu dủng ca cå cáúu truưn
η = 0,8 ÷ 0,85 âäúi våïi xe ti
η = 0,85 ÷ 0,9 âäúi våïi xe con
Mämen M
k
s gáy ra mäüt ngoải lỉûc P
k
l lỉûc kẹo tải âiãøm tiãúp xục ca bạnh xe våïi màût
âỉåìng:
P
k
=

0
r
M
k
(2-19)
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
TRỈÅÌNG ÂẢI HC BẠCH KHOA ÂN & BÄÜ MÄN ÂỈÅÌNG – KHOA XDCÂ
V Âỉïc Hong Bi ging : Thiãút Kãú Âỉåìng 1 Trang : œ 13•

r
0:
L bạn kênh ca bạnh xe ch âäüng cọ xẹt âãún sỉû biãún dảng ca läúp xe r
0
=(93÷95)%r
P
k
=
0
0
0
0
27162716
r.n
N
.
.
i
.
i
.

,
n.r
N
.
,
.
.
i
.
i
kk
η
=
η
(2-20)
§2.2 PHỈÅNG TRÇNH CHUØN ÂÄÜNG V ÂÀÛC TÊNH ÂÄÜNG LỈÛC CA ÄTÄ
2.2.1. Phỉång trçnh chuøn âäüng:
Âiãưu kiãûn âãø ätä chuøn âäüng:

P
k
> P
c
(2-21)
P
k
> P
f
+ P
ω

+ P
i
+ P
j

P
k
- P
ω

> P
f
+ P
i
+ P
j

P
k
- P
ω

> G.f ± G.i ± δ
dt
dV
g
G
(2-22)
(2-22) l phỉång trçnh chuøn âäüng ca ätä.
2.2.2. Âàûc tênh âäüng lỉûc ca ä tä :

Tỉì (2-22) ta cọ :
dt
dV
if
G g
P - P
k
δ
ω
±±> (2-23)
Âàût D =
G
ω
P - P
k
: gi l nhán täú âäüng lỉûc ca ätä
Nhán täú âäüng lỉûc ca ätä l sỉïc kẹo ca ätä trãn mäüt âån vë trng lỉåüng sau khi trỉì
âi sỉïc cn khäng khê, nhán täú âäüng lỉûc phủ thüc säú vng quay ca âäüng cå. Qua cạc t
r
M

k


P
k

T

v

Hçnh 2
-
2. Lỉûc kẹo tải bạnh xe ch âäüng
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
TRỈÅÌNG ÂẢI HC BẠCH KHOA ÂN & BÄÜ MÄN ÂỈÅÌNG – KHOA XDCÂ
V Âỉïc Hong Bi ging : Thiãút Kãú Âỉåìng 1 Trang : œ 14•
säú truưn âäüng, tênh âỉåüc giạ trë D phủ thüc vo täúc âäü V.
100 2030 4050 v km/h
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
D
I
II
III
IV
V

Hinh 2-3. Biãøu âäư nhán täú âäüng lỉûc
Quan hãû giỉỵa nhán täú âäüng lỉûc (D) v täúc âäü (V) âỉåüc thãø hiãûn bàòng biãøu âäư nhán täú
âäüng lỉûc (Hçnh 2-4). Cạc âỉåìng cong âỉåüc láûp khi bỉåïm ga ca âäüng cå måí hon ton
hay båm nhiãn liãûu âäüng cå âiezen måí hon ton.
*.Xẹt trỉåìng håüp xe chảy våïi váûn täúc âãưu V=const
0=
dt
dV

D > f ± i (2-24)
trong âọ: D - nhán täú âäüng lỉûc ca ätä
f - hãû säú sỉïc cn làn
i - âäü däúc dc
Vãú trại ca ( 2-24 ) phủ thüc vo ätä
Vãú phi ca ( 2-24 ) phủ thüc vo âiãưu kiãûn âỉåìng
Phỉång trçnh (2-24) thãø hiãûn mäúi liãn hãû giỉỵa ä tä ( vãú trại) v âỉåìng ä tä ( vãú phi)
* Nháûn xẹt:
Nãúu biãút täøng sỉïc cn tạc dủng lãn ätä thç dỉûa vo cäng thỉïc (2-24) chụng ta cọ thãø
xạc âënh âỉåüc täúc âäü chuøn âäüng låïn nháút tỉång ỉïng våïi cạc loải ätä chảy trãn âỉåìng v
täúc âäü âọ gi l täúc âäü cán bàòng.
Biãøu âäư biãøu thë quan hãû giỉỵa D v V, D = f(V) ỉïng våïi cạc chuøn säú khạc nhau
âỉåüc gi l biãøu âäư nhán täú âäüng lỉûc ca ätä
Dỉûa vo cäng thỉïc (2-24) ta cọ cạc bi toạn sau:
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
TRỈÅÌNG ÂẢI HC BẠCH KHOA ÂN & BÄÜ MÄN ÂỈÅÌNG – KHOA XDCÂ
V Âỉïc Hong Bi ging : Thiãút Kãú Âỉåìng 1 Trang : œ 15•
- Xạc âënh i
d
max
cho cạc loải xe khi biãút váûn täúc thiãút kãú
- Xạc âënh täúc âäü xe chảy l thuút ca cạc loải xe khi biãút âäü däúc dc ca âỉåìng.
- V biãøu âäư váûn täúc xe chảy l thuút ca cạc loải xe.
§2.3 LỈÏC BẠM CA BẠNH XE VÅÏI MÀÛT ÂỈÅÌNG
Trỉåìng håüp tải A khäng cọ phn lỉûc T ( phn lỉûc ca âỉåìng tạc dủng vo läúp xe)
thç tải A khäng tảo nãn mäüt tám quay tỉïc thåìi. Nhỉ váûy M
k
khäng chuøn thnh Pk à
bạnh xe s quay tải chäù.

r
M
k
a
P
T
v

Hinh 2-3. Lỉûc bạm giỉỵa bạnh xe våïi màût âỉåìng
Phn lỉûc T gi l lỉûc bạm giỉỵa bạnh xe våïi màût âỉåìng v T l mäüt lỉûc bë âäüng. Giạ trë
lỉûc T phủ thüc vo P
K
. Khi P
K
tàng thç T cng tàng theo v T khäng thãø tàng mi âỉåüc,
T tàng âãún giạ trë T
max
(lỉûc bạm låïn nháút). Nãúu tiãúp tủc tàng P
K
> T
max
thç âiãøm tiãúp xục
khäng tråí thnh tám quay tỉïc thåìi âỉåüc v bạnh xe s quay tải chäù. Do âọ âiãưu kiãûn âãø xe
chuøn âäüng âỉåüc l: P
K
≤ T
max
(2-25)
T
max

= ϕ . G
K
(2-26)
trong âọ: ϕ - l hãû säú bạm giỉỵa bạnh xe våïi màût âỉåìng, ϕ phủ thüc vo tçnh trảng ca
màût âỉåìng v âiãưu kiãûn xe chảy ( xem bng 2-2) Bng 2-2
Tçnh trảng màût âỉåìng Âiãưu kiãûn xe chảy
ϕ
Khä sảch Ráút thûn låüi 0,7
Khä sảch Bçnh thỉåìng 0,5
Áøm, báøn Khäng thûn låïi 0,3

A

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com