Bài giảng môn học lý thuyết ô tô

I H C À N NG
TR

NG
KHOA C

I H C BÁCH KHOA
KHÍ GIAO THƠNG

BÀI GI NG MƠN H C
LÝ THUY T Ô TÔ
Dùng cho sinh viên ngành C khí

ng l c

S ti t: 60

Biên so n: TS. Phan Minh

à N ng 2007

c


Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TƠ

Biên so n: TS. Phan Minh

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thơng

2

Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TÔ

M cl c
trang

M c l c ........................................................................................................... 3
U ................................................................................................. 7

1

M

2

MOMEN XO N T I BÁNH XE CH

NG ..................................... 10

S truy n mô men t đ ng c đ n bánh xe ch đ ng ....................... 10
Các y u t nh h ng đ n mô men xo n t i bánh xe ch đ ng khi xe
chuy n đ ng n đ nh ....................................................................... 11
2.2.1. Mô men t i bánh đà đ ng c ..................................................... 11
2.2.2. T n th t n ng l ng trong h th ng truy n l c ......................... 14
2.2.3. T s truy n c a h th ng truy n l c ........................................ 15

2.1.
2.2.

3

T

NG TÁC GI A BÁNH XE VÀ M T

NG ............................ 19

3.1. Khái quát v tính ch t c lý c a m t đ ng ..................................... 19
3.2. Bánh xe ô tô .................................................................................... 20
3.2.1. C u t o l p xe........................................................................... 20
3.2.2. Ký hi u bánh xe........................................................................ 22
3.2.3. Các khái ni m bán kính bánh xe ............................................... 24
3.3. S c n chuy n đ ng c a bánh xe ..................................................... 25
3.3.1. Nhân t thu c v l p xe ............................................................ 25
3.3.2. Nhân t thu c v đ ng............................................................ 31
3.3.3. Nhân t do s tr t................................................................... 34
3.3.4. S b trí bánh xe ...................................................................... 36
3.3.5. K t lu n v các thành ph n l c c n đ i v i bánh xe.................. 37
3.4. S hình thành ph n l c t i bánh xe .................................................. 37
4

CÁC L C C N CHUY N

NG C A Ô TÔ .................................... 42

4.1. L c c n lên d c ............................................................................... 42
4.2. L c c n l n ...................................................................................... 43
4.3. L c c n khơng khí ........................................................................... 44
4.4. L c quán tính .................................................................................. 46

4.4.1. L c quán tính c a các kh i l ng chuy n đ ng t nh ti n .......... 46
4.4.2. L c quán tính c a các kh i l ng chuy n đ ng quay................ 46
4.5. L c c n móc kéo .......................................................................... 49
4.6. Xác đ nh ph n l c pháp tuy n.......................................................... 50
4.6.1. Giá tr các ph n l c pháp tuy n ................................................ 50
4.6.2. H s phân b t i tr ng trên các bánh xe................................... 51
5

NG L C H C KÉO......................................................................... 53
5.1. Cân b ng l c - Ph ng trình chuy n đ ng c a ơ tô .......................... 53
5.2. Cân b ng công su t.......................................................................... 55
5.2.1. Cân b ng công su t................................................................... 55
5.2.2. M c đ s d ng công su t c a đ ng c .................................... 56
Biên so n: TS. Phan Minh

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thơng


Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TƠ

5.3.
c tính đ ng l c c a ơ tơ ............................................................... 58
5.3.1.
c tính đ ng l c c a ơ tô khi ho t đ ng v i t i đ nh m c ....... 58
5.3.2.
c tính đ ng l c c a ô tô khi t i tr ng thay đ i....................... 60
5.4. S t ng t c ô tô................................................................................ 64
5.5.
nh h ng c a t s truy n c a truy n l c chính đ n tính n ng đ ng
l c và kinh t nhiên li u c a ô tô..................................................... 67

5.6.
nh h ng c a s c p c a h p s đ n kh n ng đ ng l c và kinh t
nhiên li u c a ô tô........................................................................... 68
5.7. Truy n đ ng vơ c p ......................................................................... 69
6

TÍNH TỐN S C KÉO ........................................................................ 70
6.1. Thông s cho tr c.......................................................................... 70
6.2. Thông s ch n ................................................................................. 70
6.3. Thơng s tính tốn ........................................................................... 71
6.3.1. Tr ng l ng toàn b ................................................................. 71
6.3.2. C l p ...................................................................................... 71
6.3.3. Ch n đ ng c và xây d ng đ c tính ngồi ................................ 72
6.3.4. T s truy n c a s truy n cao nh t c a h p s ........................ 73
6.3.5. T s truy n c a truy n l c chính............................................. 74
6.3.6. T s truy n c a s truy n th p nh t c a h p s ....................... 74
6.3.7. S c p c a h p s và t s truy n các s trung gian .................. 75
6.3.8. Xác đ nh các ch tiêu đ ng l c và kinh t nhiên li u c a ơ tơ .... 76

7

TÍNH KINH T NHIÊN LI U C A Ô TÔ ........................................... 77
7.1. Xác đ nh tiêu hao nhiêu li u ............................................................ 77
7.1.1. Ph ng pháp lý thuy t.............................................................. 77
7.1.2.
o tiêu hao nhiên li u............................................................... 82
7.1.3. Các quy t c đo tiêu hao nhiên li u ............................................ 83
7.2. Bi n pháp gi m tiêu hao nhiên li u .................................................. 85

8

TÍNH CH T PHANH Ô TÔ.................................................................. 88
8.1. Khái ni m........................................................................................ 88
8.2. Th c nghi m đánh giá quá trình phanh ............................................ 88
8.3. Th c nghi m đánh giá quá trình phanh ............................................ 90
8.3.1.
ng l c h c bánh xe khi phanh............................................... 90
8.3.2.
ng l c h c ô tô khi phanh..................................................... 93
8.4. Các ch tiêu đánh giá quá trình phanh .............................................. 94
8.5. C s lý thuy t phân b l c phanh trên các tr c bánh xe.................. 97
8.5.1. Quan h lý t ng v phân b l c phanh trên các tr c................ 97
8.5.2. Các bi n pháp đi u hòa l c phanh ............................................ 99
8.6. Ch ng hãm c ng bánh xe khi phanh .............................................. 103

9

TÍNH N NG D N H

NG C A Ô TÔ............................................ 105

9.1. Khái ni m...................................................................................... 105
9.2.
ng h c và đ ng l c h c quay vòng ............................................ 105
9.2.1.
ng h c quay vòng............................................................... 105
9.2.2.
ng l c h c quay vòng......................................................... 107
Biên so n: TS. Phan Minh

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thơng

4


Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TÔ

9.3.
nh h ng c a đ đàn h i ngang c a l p đ n tính n ng d n h ng111
9.4.
nh h ng c a s dao đ ng c a bánh xe d n h ng ..................... 117
9.4.1. S m t cân b ng c a b n thân bánh xe d n h ng .................. 117
9.4.2. S kém t ng thích gi a h th ng treo và h th ng lái ........... 117
9.4.3. Hi u ng con quay ................................................................. 118
9.5. S n đ nh c a các bánh xe d n h ng .......................................... 119
9.6. S b trí các bánh xe d n h ng .................................................... 124
10 TÍNH CH T N

NH C A Ơ TƠ.................................................... 125

10.1. Tính n đ nh c a ơ tơ..................................................................... 125
10.1.1.
Khái ni m ........................................................................... 125
10.1.2.
Xác đ nh các đi u ki n t i h n theo n đ nh ngang.............. 125
10.1.3.
Xác đ nh các đi u ki n t i h n theo n đ nh d c ................. 130
10.2. S nh h ng b i các đi u ki n v n hành ...................................... 130
10.3. S nh h ng c a h th ng treo đ n tính n đ nh ơ tơ.................... 132
11 TÍNH N NG C

NG C A Ơ TƠ.................................................. 137

11.1. Khái ni m...................................................................................... 137
11.2. Các thơng s nh h ng tính c đ ng c a ô tô............................... 137
11.2.1.
Tính ch t đ ng l c c a ơ tơ................................................. 138
11.2.2.
Tính ch t bám c a l p xe và m t đ ng.............................. 138
11.2.3.
Các thông s hình h c c a ơ tơ............................................ 143
11.2.4.
Các thơng s k t c u ........................................................... 144
12 TÍNH ÊM D U CHUY N

NG C A Ô TÔ..................................... 148

12.1. Khái ni m...................................................................................... 148
12.2. Th c nghi m tính êm d u chuy n đ ng c a ô tô............................. 148
12.3. Các đ c tr ng êm d u chuy n đ ng c a ô tô................................... 150
12.4. Dao đ ng ô tô ................................................................................ 153
12.5. nh h ng c a các thông s đ n s dao đ ng................................ 158
12.5.1.
nh h ng c a l p xe ......................................................... 158
12.5.2.
H th ng treo đ c l p .......................................................... 158
13 TÀI LI U THAM KH O .................................................................... 160
14 PH L C ............................................................................................ 162

Biên so n: TS. Phan Minh

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thơng

5


Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TÔ

KÝ HI U và VI T T T

Biên so n: TS. Phan Minh

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thơng


Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TƠ

U

1 M

Khoa h c nghiên c u v ơ tơ có m c đích nâng cao hi u su t và gi m
giá thành v n t i.

i u đó có th th c hi n b ng vi c nâng cao v n t c chuy n

đ ng trung bình c a ơ tơ, gi m tiêu hao nhiên li u, t ng tính an tồn chuy n
đ ng và ti n nghi cho ng

i lái. S th u hi u v nguyên lý đ ng l c h c ô tô là

đ c bi t c n thi t cho vi c thi t k , c i ti n và đ a ra nh ng ki u ô tô m i c ng
nh l a ch n đúng ki u lo i ô tô cho vi c s d ng. Nh ng k t lu n lý thuy t
t o c s v ng ch c cho vi c nâng cao hi u su t c ng nh tu i th , đ b n c a
ph

ng ti n.
Môn h c Lý thuy t ô tô xem xét đánh giá các nhân t liên quan tr c ti p

đ n chuy n đ ng c a ô tơ, bao g m: đ c tính đ ng l c h c, tính kinh t nhiên
li u, tính ch t d n h

ng, tính n đ nh, kh n ng c đ ng, và tính êm d u

chuy n đ ng. Các nhân t khác nh đ b n, tính d s d ng và b o d
khơng thu c đ i t

ng,…vv

ng nghiên c u c a môn h c.

c tính đ ng l c c a nó chuyên ch đ

c tính đ ng l c c a ô tô đ

c hàng hóa/ ng

i

c hi u là kh n ng

t c đ trung bình t i đa.

c tính

đ ng l c h c càng cao, th i gian v n chuy n càng th p và do đó hi u su t v n
chuy n càng l n.

c tính đ ng l c h c c a ơ tô ph thu c vào kh n ng kéo

và phanh c a ơ tơ.
Tính kinh t nhiên li u - Tính kinh t nhiên li u là s tiêu hao nhiên
li u cho đ n v kh i l

ng/ công v n chuy n. Nh ng chi phí cho nhiên li u

tham gia vào m t ph n giá thành v n chuy n. Do đó, chi phí nhiên li u càng
th p s d n đ n chi phí v n hành th p.
Tính ch t d n h
b oh
h

ng - Tính ch t d n h

ng chuy n đ ng theo yêu c u c a ng

ng là thu c tính c a ơ tơ đ m
i lái. Tính ch t d n h

ng nh

ng r t l n đ n tính an tồn chuy n đ ng.
Tính n đ nh - Tính n đ nh là thu c tính c a ơ tơ gi đ

chuy n đ ng và ch ng l i các l c có xu h
Tính n đ nh, cùng v i tính d n h

Biên so n: TS. Phan Minh

ng gây ch ch h

c h

ng

ng ho c l t đ nó.

ng và phanh đ m b o tính an tồn chuy n

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thơng


Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TƠ

đ ng c a ơ tơ. Tính n đ nh đ
v nt cl n

đ

ng tr n tr

c xem là t t khi ơ tơ có kh n ng ho t đ ng v i
t.

Kh n ng c đ ng - Kh n ng c đ ng là thu c tính ô tô có th ho t
đ ng trong nhi u lo i đ
n

ng sá kh c nghi t (có tuy t, bùn l y, ho c l i

c…). Kh n ng c đ ng là r t quan tr ng đ i v i các ô tô ph c v nơng

nghi p, lâm nghi p, cơng tr

ng, …

Tính êm d u - Tính êm d u chuy n đ ng là kh n ng ô tô chuy n đ ng
trên đ

ng không b ng ph ng mà thân xe không b xóc n y m nh. V n t c

trung bình, tiêu hao nhiên li u, t i tr ng, ti n nghi cho hành khách ph thu c
vào tính êm d u c a ô tô.
Tuy r ng nh ng tính ch t nói trên s đ

c xem xét đánh giá riêng,

chúng có liên quan ch t ch v i nhau. B t c s thay đ i nào trong thi t k đ i
v i m t nhân t , s d n đ n s thay đ i
có th đ

t t c các nhân t khác. Tính n đ nh

c nâng cao b ng cách gi m chi u cao tr ng tâm ô tô, m c d u nó d n

đ n s gi m tính n ng c đ ng. V n t c c a ô tô ch y u ph thu c vào kh
n ng đ ng l c c a nó, nh ng trên đ
đ m b o tính n đ nh và trên đ

ng tr n tr

t nó th

ng đ

c gi m đ

ng không b ng ph ng, đ m b o tính êm d u.

T ng v n t c chuy n đ ng trung bình địi h i t ng đ ng l c c a ô tô, nh ng đi
đôi v i vi c t ng tiêu hao nhiên li u.
Nh ng yêu c u trái ng

c đ i v i m t ơ tơ địi h i ng

xác đ nh s th a hi p, cân b ng gi a tính n ng c n t ng c

i thi t k ph i
ng cho m t m c

đích c a ơ tơ trong khi gi m thi u nh ng tính n ng khác kém quan trong h n.
Do đó, s đánh giá ơ tơ c n đ

c xem xét m t cách toàn di n; t t c các tính

n ng c a nó.
K thu t ô tô hi n nay cho phép có th thi t k và s n xu t ơ tơ có th
v n hành trong b t k đi u ki n nào. M t khác, đi u này b ng n tr b i quy
mô dây chuy n s n xu t ơ tơ mà nó đ

c phân bi t b i m t s h u h n ki u

lo i, và b i tính th ng nh t hóa các t ng thành l p trên các ơ tô công d ng khác
nhau. H n n a, m i ô tô đ

c d đ nh ho t đ ng v i đi u ki n đa d ng và ph i

có tính ph bi n nh t đ nh.

i u này gi i thích t i sao, ví d , r t nhi u ô tô t i

công d ng chung có kh n ng v n chuy n t t c các lo i hàng hóa, đ
Biên so n: TS. Phan Minh

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thơng

cs n

8

Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TÔ

xu t hi n nay. D u v y, đ phù h p h n, nh ng yêu c u đ

c đ t ra cho các ô

tô chuyên d ng đ ho t đ ng trong đi u ki n xác đ nh và v n chuy n m t lo i
hàng hóa nh t đ nh. Nh ng ơ tô này hi u qu h n nhi u so v i các ô tô công
d ng chung.
Các đ c tính v n hành có th đ
tốn. S li u nh n đ
trên đ

c xác đ nh b ng th c nghi m ho c tính

c b ng cách th ô tô trên b ng ho c v n hành tr c ti p

ng trong đi u ki n g n v i đi u ki n th c t . Nh ng th nghi m này

t n kém và địi h i phịng thí nghi m có ch t l

ng. Thêm vào đó, r t khó đ

tái t o đi u ki n ho t đ ng th c t . Vì lý do đó, thơng th
đ

ng các th nghi m

c k t h p v i vi c phân tích lý thuy t và tính tốn các đ c tr ng c a ô tô.

Biên so n: TS. Phan Minh

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thông

9


Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TÔ

Ch

ng

2 MOMEN XO N T I BÁNH XE CH
2.1. S truy n mô men t

NG

đ ng c đ n bánh xe ch đ ng

Hình 2-1 minh h a s truy n mô men xo n t đ ng c đ n bánh xe ch
đ ng đ i v i ô tơ có đ ng c đ t d c phía tr

c, d n đ ng m t c u sau.

Hình 2-1 S truy n mô men t đ ng c đ n bánh xe ch đ ng

Xu t phát t đ ng c và truy n qua h th ng truy n l c, mô men xo n t i
bánh xe ch đ ng đ

c xác đ nh b i:

T ' T  T 'e .i t . t   I n .i n . n .

V i:

d n
d
  Iw . w
dt
dt

Eq. 2-1

T'T - Mô men kéo t i bánh xe ch đ ng khi chuy n đ ng không đ u;
T'e - Mô men kéo t i tr c khu u khi xe chuy n đ ng không đ u;
it ; t - T s truy n và hi u su t c a h th ng truy n l c;
in ; n - T s truy n và hi u su t t chi ti t quay th n trong h th ng
truy n l c đ n bánh xe ch đ ng;
In - Mô men quán tính c a chi ti t quay th n đ i v i tr c quay c a nó;
n,  w - v n t c góc c a chi ti t quay th n và c a bánh xe.
Biên so n: TS. Phan Minh

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thơng


Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TƠ

M t khác, ta có:

d e/ dt = ax. it/ rdyn

;

d n/ dt = ax. in/ rdyn

d w/ dt = ax / rdyn

;

T'e = Te - Ie.d e/ dt

V i Ie - là mơ men qn tính c a bánh đà và các chi ti t quay trong
đ ng c quy v tr c khu u.
K t h p các bi u th c trên, ta đ
T' T  Te .i t . t 

 I

n

c:

 ra

. n .i 2n   I w  I e . t .i 2t .

x

Eq. 2-2

dyn

B ng cách đ t:
TT  Te . i e .  t
Ta 

 I

n

 ra

. n .i 2n   I w  I e . t .i 2t .

x

Eq. 2-3

dyn

V i TT là mô men kéo t i bánh xe ch đ ng khi ô tô chuy n đ ng n
đ nh, đ ng c quay đ u. Ta là mô men c a các l c quán tính quy v
bánh xe ch đ ng.
Cu i cùng, bi u th c xác đ nh mô men t i bánh xe ch đ ng tr thành:
T' T  TT - Ta

2.2. Các y u t

Eq. 2-4

nh h

ng đ n mô men xo n t i bánh xe ch

đ ng khi xe chuy n đ ng n đ nh
2.2.1. Mô men t i bánh đà đ ng c
Giá tr mô men t i tr c khu u thay đ i ph thu c ch đ làm vi c c a đ ng
c .

ng c có th làm vi c

các ch đ toàn t i (theo đ

ng đ c tính ngồi)

ho c ch đ non t i (c c b ). Hình 2-2 bi u th đ c tính ngồi c a đ ng c x ng
khơng h n ch s vòng quay (a), đ ng c x ng h n ch s vòng quay (b), và
đ ng c diesel (c).
S vòng quay nmin c a tr c khu u là s vòng quay nh nh t mà đ ng c có
th làm vi c n đ nh

ch đ đ y t i. Khi t ng s vòng quay thì cơng su t và

mơ men t ng lên. Mơ men xo n đ t giá tr c c đ i Temax

s vịng quay nT và

cơng su t đ t giá tr c c đ i Pemax t i s vòng quay nP. Vùng s vòng quay làm

Biên so n: TS. Phan Minh

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thơng

11


Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TÔ

vi c ch y u c a đ ng c n m trong kho ng [nT , nP]. Khi t ng s vòng quay
c a tr c khu u l n h n giá tr nP thì cơng su t s gi m, ch y u do gi m h s
n p, t ng t n th t c gi i, và gi m áp su t có ích trung bình.

Hình 2-2

c tính t c đ ngồi c a đ ng c

đ m b o tính kinh t nhiên li u cho ô tô, đ ng c x ng đ

c l p b ph n

h n ch t c đ đ nó khơng làm vi c trong vùng s vịng quay có su t tiêu hao
nhiên li u l n (Hình A-4, Ph l c A). Khi s vịng quay c a đ ng c đ t giá tr
c n h n ch , nhiên li u không đ

c cung c p cho đ ng c và công su t s

gi m. Do qn tính, s vịng quay c a đ ng c cịn t ng thêm chút ít. Thơng
th

ng, s vòng quay h n ch th

ng nh h n s vịng quay ng v i cơng su t

c c đ i.
i v i đ ng c diesel, ch đ phát công su t c c đ i là gi i h n “nh khói
đen”. Khi t ng s vịng quay c a đ ng c l n h n giá tr t

ng ng v i ch đ

công su t c c đ i, tính kinh t nhiên li u c a đ ng c r t kém. Do đó, đ ng c
diesel đ

c trang b b đi u t c đ tránh đ ng c làm vi c

vùng “nh khói

đen”. Khi đ ng c đ t s vịng quay nP, b đi u t c s c t nhiên li u và công
su t s gi m. Do quán tính, s vịng quay c a đ ng c cịn t ng thêm chút ít.

Biên so n: TS. Phan Minh

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thơng

12


Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TƠ

i m h n ch th

ng là đi m cơng su t c c đ i ho c tr

c công su t c c đ i

(Ph l c A).
H s thích ng mơ men c a đ ng c , KT, đ
có ph m vi giá tr c a KT đ

c đ nh ngh a nh đ

c th ng kê trong B ng 2-1.

Temax
TP

KT 

i đây và

Eq. 2-5
B ng 2-1 H s thích ng mơ men c a đ ng c

Lo i đ ng c

KT

X ng

1,25 – 1,35

Diesel

1,05 – 1,15

H s s vòng quay c c đ i c a đ ng c , n, đ
và ph m vi giá tr c a n đ
n 

c đ nh ngh a nh d

c th ng kê trong B ng 2-2.

n e max  max

nP
P
B ng 2-2

i đây

Eq. 2-6

H s s vòng quay c c đ i c a đ ng c

Lo i đ ng c

X ng, khơng h n ch s
vịng quay

X ng, h n ch s
vòng quay

Diesel

n

1,1 – 1,25

0,8 – 0,9

0,9 – 1,0

Quan h gi a công su t, mô men t i tr c khu u và s vòng quay c a nó có
th nh n đ

c t k t qu thí nghi m đ ng c (Ph l c A). Tuy nhiên n u khơng

có s li u đ y đ t vi c thí nghi m đ ng c , ta có th xây d ng g n đúng đ c
tính ngồi c a đ ng c d a vào công th c kinh nghi m:
 n
n
Pe = Pemax . a. e + b.  e
 n P
 nP

2
3
 ne  


 - c.   
 n P  


 

Pe = Pemax . a. e + b.  e
  P
 P

2
3
 e  

 
 - c. 
  P  


Te 

Pe
e

V i:

Eq. 2-7
Eq. 2-8

a, b, c - các h s th c nghi m, có giá tr theo B ng 2-3.

Biên so n: TS. Phan Minh

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thơng

13


Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TÔ

Các trang b ph nh b m n

c, qu t gió, máy nén khơng khí, máy nén

mơi ch t làm l nh, …vv không đ

c l p v i đ ng c khi đo đ ng c trên b ng

th ,. Công su t đ d n đ ng các trang thi t b ph này th

ng chi m 10%-20%

công su t c a đ ng c . Do v y, đ i v i đ ng c th c t l p trên ô tô, công su t
t i bánh đà ch còn l i kho ng 80%-90% so v i giá tr đo đ
B ng 2-3 Các h s th c nghi m Lây-

Lo i đ ng c

c b ng b ng th .

ec-man

a

b

c

1

1

1

ng c diesel bu ng cháy th ng nh t

0,87

1,13

1

ng c diesel bu ng cháy ng n cách

0,6

1,4

1

ng c diesel bu ng cháy xoáy l c

0,7

1,3

1

ng c x ng

2.2.2. T n th t n ng l

ng trong h th ng truy n l c

Khi truy n qua h th ng truy n l c, m t ph n công su t truy n t đ ng c
đ n bánh xe ch đ ng b tiêu hao do:
-

T n th t ma sát: Ma sát trong các c p bánh r ng trong h p s , h p s
ph , h p s phân ph i, các

-

T n th t th y l c:

đ tr c, các kh p cac đ ng.

Khu y và v y d u bôi tr n trong h p s , h p s

ph , h p phân ph i, truy n l c chính và vi sai.

đánh giá các tiêu hao này, các khái ni m sau đây đ

c s d ng:

- Hi u su t thu n, khi đánh giá s truy n t đ ng c đ n bánh xe ch đ ng:
t 

P
PT
1- t
Pe
Pe

Eq. 2-9

- Hi u su t ngh ch, khi đánh giá s truy n t bánh xe đ n đ ng c :
n 

Pfr, e
PT

1-

Trong đó:

Pt
Pfr, e  Pt

Eq. 2-10

PT -

Cơng su t t i bánh xe ch đ ng (công su t kéo);

Pt -

Công su t tiêu hao trong h th ng truy n l c;

Pfr,e -

Công su t tiêu hao do ma sat trong đ ng c .

Biên so n: TS. Phan Minh

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thông

14


Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TÔ

Nh v y, giá tr các hi u su t thu n và ngh ch thay đ i trong quá trình ơ tơ
ho t đ ng, ph thu c nhi u y u t .

đ n gi n trong tính tốn, ng

i ta coi

nh chúng có giá tr khơng đ i.
B ng 2-4 Giá tr hi u su t truy n l c

Lo i ô tô

Hi u su t thu n

Hi u su t ngh ch

Ơ tơ th thao, ơ tơ đua

0,90 – 0,95

0,80 – 0,85

Ơ tơ con

0,90 – 0,92

0,80 – 0,82

Ơ tơ t i, ơ tơ khách, bus

0,82 – 0,85

0,75 – 0,78

Ơ tơ có tính c đ ng cao

0,80 – 0,85

0,73 – 0,76

2.2.3. T s truy n c a h th ng truy n l c
H u h t các ô tô hi n nay s d ng đ ng c x ng ho c diesel.

i v i lo i

đ ng c này, trong vùng làm vi c c a đ ng c , mô men đ ng c ch thay đ i
trong m t ph m vi r t h p (B ng 2-1). Trái l i, đi u ki n t i tr ng c a ô tô và
s cc nc ađ

ng l i thay đ i trong ph m vi r t l n. Các lo i đ ng c này có

nh ng u đi m n i b t nh công su t riêng l n, hi u su t cao, tr ng l
ph n ch a nhiên li u nh . Tuy v y, chúng có nh ng nh
 Khơng th sinh mơ men khi
n

ng b

c đi m:

tr ng thái đ ng yên nh đ ng c h i

c;

 Ch phát công su t c c đ i
 Hi u su t bi n đ i n ng l

s vòng quay nh t đ nh;
ng c a đ ng c ph thu c r t nhi u vào ch

đ làm vi c c a đ ng c .

Hình 2-3

c tính l c kéo khi không dùng h p s

Biên so n: TS. Phan Minh

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thơng

15


Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TƠ

V i giá tr cơng su t Pmax n u đ t đ

c trong toàn kho ng t c đ , các đ

cong hyperbol th hi n “gi i h n l c kéo lý t
trong h th ng truy n l c FT,h đ
th c t c a đ ng c FT,e c ng đ
đ ng không th v

ng

ng” FT,id và có k đ n t n th t

c mơ t trên Hình 2-3. M t khác, l c kéo

c mô t . L c kéo l n nh t t i các bánh xe ch

t quá l c bám. Nh v y, n u ch riêng đ ng c mà khơng

có h p s ho c b bi n đ i mô men, ô tô không th làm vi c

vùng g ch chéo

trên đ th .
Ng

c l i, khi có h p s ho c b bi n đ i mơ men (Hình 2-4), ph m vi

bi n đ i mô men t i bánh xe ch đ ng đ
c u càng g n v i đ
các đ

ng l c kéo

c m r ng. Vùng đ

c m r ng yêu

ng hyperbol càng t t. Ph n g ch chéo còn l i mà t p h p
t t c các s không th ph đ

c, b t bu c ph i ch p nh n.

Ngoài ra, h th ng truy n l c c a ơ tơ cịn đ m b o thay đ i mô men t đ ng
c đ n bánh xe ch đ ng c v h

ng.

Hình 2-4 Tác d ng m r ng vùng làm vi c c a h p s c khí 4 c p

Trong tr

ng h p t ng quát, h th ng truy n l c bao g m các b ph n: ly

h p, h p s , h p s ph , h p s phân ph i, truy n l c chính và vi sai, truy n
l c cu i cùng. Trong t ng tr

ng h p c th , có th khơng có (m t ho c vài)

các b ph n sau: h p s ph , h p s phân ph i, truy n l c cu i cùng. Khi
truy n t đ ng c đ n bánh xe ch đ ng, mô men xo n thay đ i it l n:
it =

n e e
=
 i s . i h . i hp . i pp . i o . i c
n b b

Biên so n: TS. Phan Minh

Eq. 2-11

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thơng

16

Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TÔ

V i is, ih, ihp, ipp, io, ic l n l

t là t s truy n c a bi n mô, h p s , h p

s ph , h p phân ph i, truy n l c chính, và truy n l c cu i cùng.
Các giá tr ipp, io, ic l n h n 1. Các giá tr ih, ihp, thay đ i tùy thu c vào s
truy n c a h p s mà ô tô ho t đ ng.

Hình 2-5 B trí đ ng c và h th ng truy n l c ô tô du l ch

Hình 2-6 B trí đ ng c và h th ng truy n l c ô tô t i 3 c u ch đ ng

Biên so n: TS. Phan Minh

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thông

17


Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TƠ

Hình 2-7 S đ truy n cơng su t

Biên so n: TS. Phan Minh

các s truy n c a h p s

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thông

18


Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TÔ

Ch

ng

3 T

NG TÁC GI A BÁNH XE VÀ M T

3.1. Khái quát v tính ch t c lý c a m t đ
Tính ch t c lý c a m t đ

ng có nh h

NG

ng

ng r t l n đ n s chuy n đ ng

c a ơ tơ. Tính ch t c lý c a đ t bao g m:
 C u trúc và thành ph n h t r n ch a trong đ t.
 Tr ng l

ng riêng.

 Tr ng l

ng riêng c a thành ph n r n (khung x

ng) ch a trong đ t.

Tính ch t này đ c tr ng cho đ ch t c a đ t.


th m n

c.

m và đ ch t.



Trong các tính ch t trên thì đ

m và đ ch t nh h

ng nhi u nh t đ n s

ho t đ ng c a ô tô.
m:

o b ng t l ph n tr m l

ng n

c có trong đ t. N u đ

m

q l n thì ơ tơ m t kh n ng chuy n đ ng.
ch t:

c tr ng b i l c c n c a đ t theo đ bi n d ng. Khi có l c

tác d ng, đ t b nén và di chuy n theo nhi u h

ng khác nhau, do đó phát sinh

trong đ t nh ng ng su t pháp và ti p theo nhi u h

ng.

Khi t ng d n l c tác d ng vào đ t, quan h gi a l c c n trong đ t và đ lún
nh hình sau đây.
Q = Co.h
V i:
Q - áp su t trên đ t
h-

sâu v t lún

Co- H s ch ng lún, ph thu c đ t

 - ch s ph thu c d ng đ t và
đi u ki n t i tr ng.
Hình 3-1 Quan h gi a l c c n trong đ t và đ bi n d ng c a đ t
Biên so n: TS. Phan Minh

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thơng


Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TƠ

ng cong trên có 3 giai đo n:
- OA: Khi t ng l c t 0, quan h g n nh tuy n tính, bi u th đ t ch u nén.
- AB:

t ch u nén và b di chuy n c c b .

- BC:

t b trơi hồn tồn.

3.2. Bánh xe ô tô
S t

ng tác gi a bánh xe và m t đ

ng r t quan tr ng; làm phát sinh các

l c t o nên s chuy n đ ng c a ô tô. Bánh xe ô tô có ch c n ng:
 Ch u t i tr ng th ng đ ng và làm gi m nh ng xung đ ng t m t đ

ng;

 Phát sinh các l c d c giúp cho s t ng t c và phanh ô tô;
 Phát sinh các l c bên t o nên s chuy n h

ng c a ô tô.

Bánh xe ô tô là m t h đàn h i phi tuy n r t ph c t p, khó đ nh l
Nhi u mơ hình bánh xe đã đ

c phát tri n đ

cl

ng các đ c tr ng c a bánh

xe. M t khác, có th s d ng các s li u th c nghi m đ đ nh l
tr ng này đ có th hi u đ

cs

nh h

ng.

ng các đ c

ng c a bánh xe đ n tính ch t đ ng l c

h c c a ô tô.

3.2.1. C u t o l p xe

Ki u “Bias-ply”

Ki u “Radial-ply”

Hình 3-2 Các ki u bánh xe

Hi n nay có 2 ki u k t c u thông d ng c a bánh xe – ki u “bias-ply” và
“radial-ply”, nh minh h a trên. Ki u “bias-ply” là ki u chu n thông d ng cho
đ n nh ng n m 1960, khi mà nh ng u đi m c a ki u “radial-ply” (đ

Biên so n: TS. Phan Minh

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thơng

cb t

20


Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TÔ

đ u nghiên c u

các n

c châu Âu) đ

c xác nh n. Sau vài th p niên ki u này

thay th d n trên các ô tô du l ch, ph bi n và tr thành chu n nh hi n nay.
C u trúc h

ng tâm (radial-ply) đ c tr ng b i các s i ch u t i song song

(làm b ng s i v i đ

c gia c

ng b ng s i nylon, t nhân t o, polyester, ho c

s i th y tinh h u c ) ch y th ng ngang bánh xe t đai c t phía bên này sang
phía bên kia, h p thành 90 đ v i chu vi c a bánh xe. Các s i ch u t i t o thành
ph n khung c a bánh xe. Ki u c u trúc này t o nên đ uy n chuy n bên r t l n
nh ng đ
h

ng đ

n đ nh h

ng r t nh ho c g n nh b ng không. S

n đ nh v

c đ m b o nh các đai c ng b ng v i ho c s i thép ch y vòng theo

chu vi c a bánh xe, gi a ph n khung và talon bánh xe. Khi chuy n h
đai này giúp n đ nh ph n talon bánh xe và gi nó ph ng trên đ

bi n d ng ngang c a bánh xe.

ng, các

ng b t k s

a s bánh xe “radial” c a ơ tơ du l ch có đai 2

l p s i thép ho c đai 2 đ n 6 l p s i v i.
ki u “bias”, ph n khung ch u t i đ

c c u t o t 2 l p s i tr lên. Các s i

này h p thành góc 35 đ n 40 đ v i m t ph ng bánh xe và h

ng c a 2 l p liên

ti p thì chéo nhau. Góc nghiêng l n làm bánh xe m m trong khi góc nghiêng
nh làm t ng tính n đ nh.
Khi chuy n h

ng, bánh xe ki u “bias-ply” ít bi n d ng ngang h n và sinh

ra bi n d ng l n h n trong v t ti p xúc khi bánh xe bi n d ng trên m t ph ng
đ

ng, làm cho talon bánh xe b u n cong trong v t ti p xúc.

Hình 3-3 H

ng bi n d ng c a l p xe trong v t ti p xúc

Biên so n: TS. Phan Minh

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thơng

21


Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TÔ

Chi ti t m t c t ngang l p xe ki u “radial” đ

c th hi n trên Hình 3-4.
1. Ph n gân (hoa) l p
2. Ph n n n, làm gi m s c n l n;
3. L p s i nylon nhân t o, giúp t ng
v n t c c c đ i;
4. L p s i thép: t o đ n đ nh hình
dáng và n đ nh d n h ng;
5. L p khung: liên k t các ph n và
b o v ph n ch a khí nén;
6. Ph n ch a khí nén;
7. M t bên: b o v ph n khung;
8. Gân: có tác d ng đ m b o s d n
h ng và n đ nh d n h ng;
9. Triên: đ nh v và liên k t l p v i
vành bánh.

Hình 3-4 Chi ti t l p xe ki u “radial”

3.2.2. Ký hi u bánh xe
Kích c bánh xe đ

c bi u th b ng m t trong nhi u ph

chi u cao l p, chi u r ng l p, t s profile, và đ
Kích c c a ki u bánh “bias-ply” đ

ng pháp, nh

ng kính vành bánh.

c bi u th b ng 2 con s ; s th nh t

(đ n v mm) là chi u r ng và s th hai (inch) là đ

ng kính vành bánh. Ví d :

6.95-14.
Kích c ki u “radial-ply” đ
l p và s th hai (inch) ch đ

c bi u th v i s th nh t (mm) ch chi u r ng
ng kính vành bánh. Ví d : 175R14.

G n đây, kích c bánh xe cịn đ
bánh xe ph thu c tiêu chu n. D

c bi u th theo công d ng. Cách ký hi u

i đây là m t ví d ký hi u l p xe du l ch -

theo tiêu chu n ETRTO hi n hành (European Tire and Rime Technical
Organization):
175 / 65 R 14 82 H
175

chi u r ng l p m i, đo v i áp su t 1,8 bar, mm

65

t l profile chi u cao/r ng l p theo %

R

mã lo i l p, Radial

14

đ

82

ch s t i tr ng, t i đa 475 kg

H

ch s mã t c đ , đ n 210 km/h

ng kính vành, inch

Biên so n: TS. Phan Minh

đi u ki n 2,5 bar, 160 km/h

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thơng

22


Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TƠ

M t ví d ký hi u l p ơ tô du l ch, theo tiêu chu n c a M và các n

c

ngoài châu Âu, nh sau:
P 175 / 70 R14
P

Passenger, ch l p ô tô du l ch;

175

chi u r ng l p, mm;

70

t l profile chi u cao/r ng c a l p;

14

đ

R

Radial. (

ng kính vành, inch;
i v i các ký hi u khác, B – t belted, D – bias).

Hình 3-5 Các thơng s hình h c c a l p xe

Phân lo i l p
- L p ch u áp su t th p:
Lo i l p này có áp su t h i trong l p p = 0,08 - 0,5 MN/m2.
Ký hi u: W - d
Ý ngh a:

W - b r ng c a l p (inch ho c mm)
d

-đ

ng kính vành bánh xe (inch).

Ví d : 6.00-16; 12.00-20

Biên so n: TS. Phan Minh

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thông

23


Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TÔ

-L p ch u áp su t cao:
Lo i l p này có áp su t h i trong l p p = 0,5 - 0,7 MN/m2.
Ký hi u:
Ý ngh a:

W x d ho c ODT x H
W

- b r ng c a l p (inch)

ODT

-đ

H

- chi u cao l p

ng kính ngồi c a l p (mm).

Ví d : 34x17; 880x35

3.2.3. Các khái ni m bán kính bánh xe
 Bán kính thi t k , r đ

c xác đ nh theo kích th

c tiêu chu n c a l p.

 Bán kính t nh, rt là kho ng cách tr c bánh xe đ n m t đ

ng khi xe

khơng chuy n đ ng.
 Bán kính đ ng l c, rdyn là kho ng cách tr c bánh xe l n đ n m t đ

ng.

Nó ph thu c t i tr ng th ng đ ng, áp su t h i, l c ly tâm c a bánh xe,
mô men xo n ho c mô men phanh.
 Bán kính l n, rR là bán kính c a bánh xe t
d ng khi làm vi c, không b tr

ng t

t l t ho c tr

ng mà không b bi n

t quay, và có cùng t c đ

t nh ti n và quay nh bánh xe th c t .

rR =

S
V
=
w b 2..n b

Eq. 3-1

Bán kính l n ph thu c t i tr ng, kh n ng bám c a bánh xe v i
đ

ng, đ đàn h i và áp su t h i trong l p.

- Khi tr

t quay hoàn toàn (100% ):

S  0

n b  0

 rR = 0

- Khi tr

t lê hoàn toàn (100% ):

S  0


n b  0

 rR = 

 Bán kính làm vi c trung bình rb:
Trong th c t tính toán, ng
d ng c a l p do nh h

i ta dùng bán kính bánh xe có k đ n bi n

ng c a các thông s k trên. Bán kính này so v i th c

t sai l ch không l n l m, và g i là bán kính làm vi c trung bình. rb = b.r

Biên so n: TS. Phan Minh

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thơng

24


Bài gi ng mơn h c LÝ THUY T Ơ TÔ

H s b là k đ n s bi n d ng c a l p, ph thu c vào lo i l p:
- L p áp su t th p: b = (0,930 - 0,935)
- L p áp su t cao:

b = (0,945 - 0,950)

3.3. S c n chuy n đ ng c a bánh xe

Các nhân t tham gia vào s c n chuy n đ ng bánh xe bao g m:


Các nhân t thu c v l p xe;



Các nhân t thu c v đ



Các nhân t liên quan đ n s tr



Các nhân t liên quan đ n ma sát trong g i đ bánh xe.

ng;
t;

Các nhân t liên quan đ n ma sát trong g i đ bánh xe th

ng r t nh , và

có th ng m b qua.
3.3.1. Nhân t thu c v l p xe
Khi bánh xe đàn h i l n d c theo đ

ng th ng trên m t đ

(ph ng, khô), ngh a là m t ph ng quay c a bánh xe trùng v i h
đ ng, m t l c ng

cv ih

ng lý t

ng

ng chuy n

ng l n s hình thành. L c này ch y u ph thu c

vào c u trúc l p xe, và là t ng h p các thành ph n khác nhau nh sau:
 N i ma sát do bi n d ng đàn h i c a l p
 Ma sát do tr

t trên v t ti p xúc

 S c n quay c a khơng khí bao quanh bánh xe
N i ma sát do bi n d ng đàn h i c a l p
Thành ph n này đóng vai trò ch y u. Khi bánh xe đàn h i ch u t i tr ng,
nó b nén l i và n ng l

ng đ

c tích l y trong d

i d ng th n ng do s bi n

d ng. Khi gi m d n l c tác d ng, s bi n d ng gi m d n. Tuy nhiên, cho dù l c
tác d ng gi m đ n 0 thì hình d ng bánh xe khơng h i ph c hoàn toàn, do n i
ma sat trong bánh xe. S bi n d ng c a l p xe đàn h i là k t qu c a s nén và
hồn l i hình d ng, d n đ n t n th t n ng l
trong l p xe. Khi bánh xe l n d

ng do n i ma sát gi a các ph n t

i tác d ng c a t i tr ng, q trình nén và hồn

l i hình d ng l p l i tu n hoàn đ i v i m i ph n t trên b m t l p xe. Bánh xe
Biên so n: TS. Phan Minh

c – B mơn Ơ tơ, khoa C khí Giao thơng

25