Lý thuyết ô tô máy kéo

Lý thuyết ô tô

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng

CẤU TRÚC MÔN HỌC
Chương 1: Đặc tính động cơ
Chương 2: Cơ học lăn của bánh xe
Chương 3:Cơ học chuyển động thẳng của ô tô
Chương 4: Phanh ô tô
Chương 5: Quay vòng của ô tô
Chương 6: Dao động của ô tô
Chương 7: Kinh tế nhiên liệu
Chương 8:Tính năng cơ động của ô tô

1


Lý thuyết ô tô

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng

CHƯƠNG 1: ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ
-

Đặc tính công suất

-

Tính kinh tế nhiên liệu của ô tô

1. Đặc tính công suất động cơ

Là mối quan hệ giữa:
+ Công suất động cơ Ne (W)
+ Moment xoắn Me (N.m)
+ Tốc độ góc ωe ( rad/s)
ωe = ne .

2π
60

ne (vòng/phút)

Pe = M e .ω e

- Đặc tính công suất thường được biểu thị bằng đặc tính tốc độ, là mối quan hệ
Pe (ωe ), M e (ωe )

- Quy ước sử dụng
+ Đặc tính ngoài ( ở chế độ toàn tải của động cơ) thường được xác định trên băng thử
và thường được cho trong catolog động cơ.

Hình 1.1: Đặc tính ngoài của động cơ xăng

2


Lý thuyết ô tô

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng

Hình 1.2: Đặc tính ngoài động cơ diesel

-

Các chế độ làm việc quan trọng sau:
+ Chế độ công suất cực đại của động cơ: PeP (≈ Pemax ) . Tương ứng sẽ có M eP và
ωeP . Dùng để xác định tốc độ cực đại Vmax của ô tô.
M
M
M
+ Chế độ moment xoắn cực đại: M e (≈ N e max ) . Tương ứng là Pe và ωe . Dùng

để tính toán khả năng tăng tốc và leo dốc của xe.
+ Chế độ tốc độ cực tiểu ( ωe min ) , cực đại ωe max .
+ Tương quan: K =

M eM
≥ 1 : Hệ số thích ứng theo moment
M eP

Đối với động cơ xăng : K=1,1 ÷ 1,2
Đối với động cơ Diesel : K=1
2. Đặc tính công suất lý tưởng
2.1 Nhược điểm của động cơ
- Ở nhánh phải lực cản tăng thì M e tăng.
- Ở nhánh trái cản lăn tăng thì M e giảm vì vậy ô tô phải có hộp số.

3


Lý thuyết ô tô

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng

Hình 1.3: Sự tăng của lực cản lăn
2.2 Đặc tính động cơ tốt ( lý tưởng)
Động cơ như vậy thì không có hộp số.

Hình 1.4: Đặc tính lý tưởng của động cơ
→ Động cơ có nhiều tay số.

Hình 1.5: Đặc tính của ô tô khi có nhiều tay số
3. Động cơ giải quyết được
- Ô nhiễm môi trường.
- Lực cản lăn → Me tăng.

4


Lý thuyết ô tô

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng

Hình 1.6: Đặc tính động cơ điện

5


Lý thuyết ô tô

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng

CHƯƠNG 2: CƠ HỌC LĂN CỦA BÁNH XE
1. Sự truyền năng lượng từ động cơ đến bánh xe chủ động
Khái niệm:
Năng lượng là công suất với 2 thành phần moment xoắn và tốc độ lăn.
-

Sơ đồ:

Hình2.1: Sơ đồ truyền lực của ô tô
- Trong nghiên cứu ly hợp và trục các đăng không phải là bộ phận truyền năng lượng,
Do đó sơ đồ vẽ lại như sau:
Động cơ( M e , ωe , Pe )

Hộp số ( ihs )

Cầu chủ động ( i0 )

Bánh xe

- Tại bánh xe chủ động( cầu chủ động) sẽ có lực kéo tiếp tuyến:

Fk =
Fk =

M e .i0 .ihs .η tl
r

M e .itl .η tl
(N)
r

r: Bán kính bánh xe (m)
η tl : Hiệu suất truyền lực

- Moment kéo:
M K = FK .r = M e .itl .η tl
itl = i0 .ihs

- Tốc độ góc của bánh xe chủ động: ω K =

ωe
itl

Với tốc độ góc này nếu bỏ qua sự trượt của bánh xe trên mặt đường thì ô tô chuyển
động với vận tốc V.
V = ω K .r (m/s)

- Công suất kéo tại bánh xe chủ động: PK = M K .ω K

6


Lý thuyết ô tô

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng

PK = Pe .η tl

η tl : Hiệu suất thể hiện sự mất mát( tổn thất) trong quá trình truyền lực.

2. Cơ học lăn của bánh xe
2.1 Đặt vấn đề
- Sự lăn của bánh xe trên đường là thể hiện sự truyền và biến đổi năng lượng giữa
bánh xe với mặt đường ( biến M K thành FK , biến ω K thành V).
- Bánh xe là một phần tử đàn hồi, mặt đường không tuyệt đối cứng làm cho sự lăn của
bánh xe càng phức tạp hơn, nhưng chúng ta chỉ nghiên cứu trường hợp bánh xe cứng
lăn trên đường cứng.
2.2 Bán kính lăn
V = ω k .r
V ≡ V0 : Tốc độ lý thuyết

Tốc độ thực tế:

V = ω K .rl ⇒ rl =

V
ωk

Bán kính lăn không phải là một thông số hình học mà là thông số động học ( tỉ số của
hai tốc độ)
- rl phụ thuộc vào sự trượt của bánh xe, mà sự trượt của bánh xe phụ thuộc vào lực
kéo, lực phanh ⇒ rl phụ thuộc vào lực kéo, lực phanh.

Hình 2.2 Bán kính lăn
λF : Hệ số biến dạng vòng

7


Lý thuyết ô tô

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng

- Ở trạng thái kéo: FK càng tăng thì rl càng giảm vì sự trượt quay tăng dần, đến khi
lực kéo đạt max FK max thì xảy ra hiện tượng trượt quay hoàn toàn → rl = 0(V = ω K .rl ),
V=0
- Ở trạng thái phanh thì F P càng lớn thì rl càng tăng vì hiện tượng trượt lết khi phanh
tăng dần. Đến giới hạn F p =Fpmax thì xảy ra hiện tượng trượt lết hoàn toàn →r l =∞; ωk
=0 ; V≠0
Bán kính lăn biểu thị trạng thái trượt của bánh xe( trạng thái lăn của bánh xe).
Ví dụ:
Giả sử có bánh xe đang chuyển động trên đường, giả sử bánh xe quay được n k vòng thì
bánh xe đi được quãng đường Sm. Hỏi bán kính lăn bao nhiêu.
rl =

V
ωk

nk = ω K .
rl =

60
2π

X
2π .nk

2.3 Bán kính tính toán
- Bán kính lăn rl là một thông số thay đổi trong quá trình chuyển động vì thế trong tính
toán người ta phải sử dụng một bán kính cố địng để tính toán gọi là bán kính tính toán.

KH: r (m)
- Bán kính tính toán r được lựa chọn chính là rlo , như vậy bán kính tính toán là bán
kính lăn của bánh xe mà trên nó không có bất kỳ lực kéo hay lực phanh nào.
2.4 Lực và moment tác dụng lên bánh xe

Hình 2.3 Lực tác động lên bánh xe bị động và chủ động

8


Lý thuyết ô tô
- Bánh xe bị động:

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng

Z: Phản lực pháp tuyến của mặt đường truyền lên bánh xe.
Fζ : Tải trọng thẳng đứng.
Fξ : Lực đẩy từ khung xe truyền xuống để làm cho bánh xe bị động lăn theo ô tô.
0f: Lực cản lăn: 0f = Fξ
Lực cản lăn là lực cản lại sự lăn của bánh xe.
0f.r = M f : Moment cản lăn
- Bánh xe chủ động
MK: Moment xoắn
Fξ : Lực từ bánh xe chủ động truyền lên khung xe.
- Bánh xe phanh
Fξ = FK - 0f = X: Phản lực tiếp tuyến

Hình 2.4 Lực tác động lên bánh xe phanh
2.5. Lực cản lăn
Lực cản lăn sinh ra là do biến dạng của lốp (96 %). Phần còn lại là do ma sát trong ổ

trục, lực cản gió của bánh xe, do sự hút của cao su xuống mặt đường.
0f = Z.f
Z(N): Phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên bánh xe.
F: Hệ số cản lăn phụ thuộc biến dạng của lốp, f = 0,001 ÷ 0,008
F=f(V) phụ thuộc vào tốc độ chuyển động. Trong quá trình tính toán thông thường bỏ
qua sự phụ thuộc này.
2.6. Khả năng bám của bánh xe với mặt đường

9


Lý thuyết ô tô

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng

Như đã nói trong phần bán kính lăn, ta nhận thấy rằng: Lực kéo F K ( hay lực phanh FP)
không thể lớn tuỳ ý mà bị hạn chế bởi giới hạn bám ( khi kéo hoặc khi phanh)
Giới hạn đó là:
Fkmax = Z.φ : Giới hạn bám khi kéo
Fpmax = Z. φ : Giới hạn bám khi phanh
φ : Hệ số bám của bánh xe với mặt đường, φ phụ thuộc chủ yếu vào tình trạng mặt
đường ( đường bê tông khô φ = 0,8 ; đường đóng băng φ = 0,1). Đường càng xấu φ
càng giảm.
Hay FK ≤Fkmax = Z. φ
Bài tập:
Giả sử có xe du lịch mới, bây giờ thay động cơ xe tải có công suất gấp 3 lần xe du lịch
vào thì xe du lịch có mạnh hơn không.
Fk =
Fk max =

M e .itl .η tl
r

M e max .itl .η tl
= Z .ϕ ( Z : trên cầu chủ động)
r

Giả sử: Động cơ mới M’emax 〉〉 Memax
→ Tổn hao mất mát do trượt, mòn lốp.
Khả năng bám là biểu thị khả năng tiếp nhận lực của mặt đường ( nếu vượt quá thì
trượt)
Khả năng cung cấp của động cơ qua hệ thống truyền lực.
Động cơ yếu thì xe yếu
Fp=Z. φ ( Z: trên cả cầu trước và cầu sau)
2.7. Đặc tính trượt
Thực nghiệm chứng tỏ hệ số bám φ không chỉ phụ thuộc vào tình trạng của mặt
đường mà còn phụ thuộc vào tình trạng trượt của bánh xe khi lăn trên đường đó. Tình
trạng trượt được biểu thị bằng thông số độ trượt δ ( độ trượt khi kéo δ k, độ trượt phanh
δp). Khi trượt hoàn toàn δ=1 (100%).
Mối quan hệ thực nghiệm giữa φ và δ gọi là đặc tính trượt (khi kéo hoặc khi phanh)

10


Lý thuyết ô tô

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng

Hình 2.5 Đặc tính trượt
Nhận xét:

Khi trượt hoàn toàn thì hệ số bám không phải là giá trị lớn nhất mà giá trị lớn nhất đạt
được ứng với δK = 0,2÷0,3
2.8. Sự lăn của bánh xe đàn hồi
Vì là phần tử đàn hồi biến dạng khi lăn có tác dụng của lực ngang sẽ xuất hiện góc
lệch hướng α

Hình2.6 Sự lăn của bánh xe đàn hồi
Dưới tác dụng của lực ngang Y thì lốp bị biến dạng ngang do đó vecto tốc độ ở tâm
bánh xe sẽ không trùng với mặt phẳng đối xứng dọc của nó ( bánh xe) mà lệch một
góc α gọi là góc lệch hướng.
α : - Phụ thuộc vào biến dạng ngang của lốp , phụ thuộc vào Y.
-Phụ thuộc vào độ cứng hướng của lốp, phụ thuộc vào trượt ngang.
Y = Cy. Α
Hay α = Y/Cy

11


Lý thuyết ô tô

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng

Cy : Độ cứng hướng của lốp.
Y: Lực ngang

12


Lý thuyết ô tô

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng
CHƯƠNG 3: CƠ HỌC CHUYỂN ĐỘNG THẲNG

1. Đặt vấn đề
-

Nghiên cứu các mối quan hệ động học và động lực học trong quá trình chuyển
động thẳng. Cụ thể những mối quan hệ động học: tốc độ, gia tốc; Động lực học
là các giá trị lực và momen và sự chuyển hoá giữa chúng.

-

Khi nghiên cứu chương này ta dựa vào một số giả thiết:

+ Sử dụng đặc tính ngoài động cơ.
+ Bỏ qua quá trình quá độ khi đóng mở ly hợp và sang số.
+ Coi như các dòng công suất truyền tới bánh xe chủ động là như nhau vì thế có
thể coi chỉ có một dòng công suất duy nhất tới một bánh xe chủ động đại diện mà
thôi ( sử dụng moden phẳng một vết).
2. Các lực và momen tác dụng lên ô tô trong trường hợp tổng quát
-

Ô tô chuyển động trên đường dốc.

-

Chuyển động có gia tốc.

-

Ô tô chuyển động lên dốc có góc dốc α

Hình 3.1 Các lực và momen tác dụng lên ô tô trong trường hợp tổng quát
V(m/s); a (m/s2); α (0)

13


Lý thuyết ô tô

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng

a,b: Khoảng cách từ trọng tâm ô tô tới cầu trước và sau.
L: Chiều dài cơ sở.
Hg: Khoảng cách từ trọng tâm ô tô tới mặt đường.
Xe ô tô có khối lượng m (kg) tại trọng tâm có trọng lượng G.
-

Trọng lượng G đặt tại trọng tâm và thẳng đứng.
G = m.g (N)

-

Lực cản dốc:
0 α = G.sin α

-

Lực cản gió:
0w = 0,63.Cx.V2.S

Cx: Hệ số cản không khí, phụ thuộc vào hình dáng và chất lượng của xe.
V: tốc độ (m/s)
S: Diện tích cản gió (m2)
-

Lực quán tính:
0a = mtg.a = m.δa.a

mtg: khối lượng thu gọn (kg)
δa: Hệ số tính đến khối lượng quay, nó kể đến ảnh hưởng về mặt quán tính của các
chi tiết chuyển động quay của động cơ, hệ thống truyền lực và các bánh xe (δ a>1)
nhưng đối với xe du lịch chuyển động với tốc độ cao coi δa=1
+ Chuyển động tăng tốc ngược chiều
+ Chuyển động giảm tốc cùng chiều. Đặt tại trọng tâm
-

Lực kéo tiếp tuyến: cùng chiều chuyển động
Fk =

M e .itl .η tl
r

Mk = Fk.r
-

Phản lực pháp tuyến: Z1, Z2
Z1+Z2= Z = G.Cosα

-

Lực cản lăn: 0f1, 0f2

14


Lý thuyết ô tô

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng
0f1= Z1.f
0f2= Z2.f
0f=0f1+0f2= (Z1+Z2)= G.Cosα.f

3. Phương trình cân bằng lực kéo và công suất
3.1 Phương trình cân bằng lực kéo
Fk = 0 f + 0 w ± 0α ± 0 a

(+): Ứng với lên dốc, tăng tốc
(-): Xuống dốc, giảm tốc
Fk =

M e .itl .η tl
= G.Cosα . f + 0,63.C x .V 2 .S ± G.Sinα ± m.δ a .a
r

3.2 Phương trình cân bằng công suất
Các lực nhân với tốc độ V sẽ cho ta công suất tương ứng
Fk .V = PK : Công suất kéo tại bánh xe chủ động
0 f .V = Pf : Công suất cản lăn tại bánh xe chủ động
0α .V = Pα : Công suất cản dốc tại bánh xe chủ động

0 a.V = Pa : Công suất cản quán tính tại bánh xe chủ động
0 w.V = Pw : Công suất cản gió tại bánh xe chủ động
Pf = Pf + Pw ± Pα ± Pa

Công suất kéo dùng để khắc phục các công suất cản
Fk .V = G.Cosα . f .V + 0,63.C x .V 3 .S ± G.Sinα .V ± m.δ a .a.V
Pe .η tl = PK

VD: Một xe ô tô có khối lượng m (kg) đang chuyển động trên đường có độ dốc
α(0) với tốc độ đều V. hỏi động cơ đang phát ra công suất là bao nhiêu.
Cho f, Cx, S, ηtl,…
a=0
→ PK =

pK
1
=
( Pf + Pw + Pα )
η tl η tl

15


Lý thuyết ô tô

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng

Nếu công suất vừa tính toán chỉ chiếm 70% công suất cực đại động cơ. Hỏi ở trạng
thái chuyển động này có thể tăng tốc độ V lên được bao nhiêu nữa?
-

Công suất cực đại:
PeP =
PeP =

100
.Pe
70

1
(m.g .Cosα . f .V P + 0,63.C X .V 3 .S + m.g .Sinα .V )
η tl

4.Đồ thị cân bằng lực kéo và cân bằng công suất
4.1 Đồ thị cân bằng lực kéo.
Fk =

M e .itl .η tl
= m.g .Cosα . f + 0,63.C x .V 2 .S ± m.g .Sinα ± m.δ a .a
r
FK = FK (V )

Vì vậy biểu thị pt cân bằng lên đồ thị mà trục hoành biểu thị tốc độ V.

Hình 3.2 Đồ thị cân bằng lực kéo
FK(V) dựa vào đặc tính ngoài động cơ: cụ thể đồ thị Me (ωe).
Giả sử đồ thị có hình dạng:

16

Lý thuyết ô tô

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng

Hình 3.3 Đặc tính ngoài ở dạng đơn giản
→ Ở từng tay số ứng với itl,1,2,..
Một điểm trên đường đặc tính ngoài → có 1 điểm trên đồ thị F(V)
V =

Quan Hệ:

ωe
.r
itl

Fk =

M e .itl .η tl
r

Ở từng tay số ta làm nhiều điểm→ FK(V)
-

Lực cản lăn 0f:

0 f = G.Cosα . f

-

Lực cản gió:

0 w = 0,63.C x .V 2 .S

Nhận xét:
-

-

Giao điểm của 0 f + 0W và FK cho ta giá trị Vmax. Tại đây không còn dư để tăng
tốc và leo dốc ( Do đó tốc độ cực đại chỉ đạt được trên đường bằng a=0) ( hay
bằng đồ thị này xác định được tốc độ cực đại).
0

I
Bằng đồ thị này có thể xác định được tốc độ lớn nhất ở từng tay số. Ví dụ: Vmax
,
0

II
Vmax
,..

-

Bằng đồ thị này có thể xác định được khả năng tăng tốc và leo dốc ở từng tay số
và tốc độ tương ứng.
0

I

Vmax
= m.g . sin α max → α max

= m.δ a .amax → amax

→ khả năng tăng tốc và leo dốc của cả ô tô ( tay số I).

17


Lý thuyết ô tô
- Độ dốc S %= tgα .100%

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng

4.2. Đồ thị cân bằng công suất
Hoàn toàn tương tự ta có thể vẽ ptcbcs lên đồ thị.

Hình 3.4 Đồ thị cân bằng công suất
Ta có nhận xét tương tự đối với đồ thị cb lực kéo.
5.Xác định các thông số động lực học cơ bản bằng tính toán
5.1 Xác định tốc độ cực đại Vmax
Để xác định Vmax ta dưa vào một số giả thiết sau:
-

Tốc độ Vmax đạt được trên đường bằng và là tốc độ ổn định ( 0α = 0,0 a = 0 )

-

Khi chuyển động với tốc độ cực đại Vmax thì động cơ làm việc với công suất

V
P
V
P
cực đại: Pe = Pe (ωe = ωe )

Ptcb lực kéo ở chế độ này có thể viết:
Fk = 0Vf + 0VW
M eP .it ln0 .η tl
r

= m.g . f + 0,63.C x .V 2 .S

→Vmax=?

18


Lý thuyết ô tô
Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng
Nếu dựa vào Ptcb công suất ta có thể viết:
PKV = PfV + PWV
PeP .η tl = m.g . f .V + 0,63.C x .V 3 .S

5.2 Xác định độ dốc cực đại Smax
Ta dựa vào những giả thiết sau:
- Tốc độ khi leo dốc cực đại là ổn định ( 0 a = 0 ) và nhỏ nên có thể bỏ qua lực cản
gió ( 0W = 0 )
- Giả thiết rằng ở chế độ leo dốc cực đại động cơ làm việc với momen xoắn cực
đại: M eα = M eM ( Peα = PeM )

- Bỏ qua sự trượt khi leo dốc.
Ptcb lực kéo:
FKα = 0αf + 0αα max
M e .itl .η tl
= m.g .Cosα . f + m.g .Sinα max
r

Nếu theo Ptcb công suất:
PKα = Pfα + Pαα
PeM .η tl = m.g.Cosα max . f .V α + m.g .Sinα max .V α
V α : Tốc độ chuyển động của ô tô khi leo dốc cực đại

ωeM
V = I 0 .r
itl
α

→ α max → S max = tgα max .100%
5.3 Gia tốc cực đại amax
Ta xác định amax dựa vào một số giả thiết sau:
-

Gia tốc cực đại đạt được trên đường bằng ( 0α = 0 )

-

a
Tốc độ tương ứng với 0 max nhỏ nên có thể bỏ qua lực cản gió: 0W = 0

-

Ở chế độ gia tốc cực đại thì động cơ làm việc với momen xoắn cực đại:
M ea = M eM

19


Lý thuyết ô tô

-

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng

Ptcb lực kéo:
FKa = 0 af + 0 a max
0

M eM .itlI .η tl
= m.g . f + m.δ a .amax
r

→amax=?
-

Ptcb công suất:
PKa = Pfa + Pαa
PeM .η tl = m.g. f .V a + m.δ a .amax .V a

ωeM
V = I 0 .r : tốc độ chuyển động của ô tô khi gia tốc cực đại

itl
a

Bài tập:
Cho một xe ô tô với các thông số: m(kg), Cx, S(m2),r(m),itl1,2,..,ηtl,δa
a. Xác định công suất cực đại của động cơ nếu biết tốc độ Vmax
PeP .η tl = PKV + PWV
3
= m.g. f .Vmax + 0,63.C X .Vmax
.S
P
→ Pe = ?

Nếu biết rằng ở tốc độ cực đại ( tay số cao nhất) hộp số là số truyền thẳng →hãy
tính tỷ số truyền lực chính.
0

M P .i n .η
F = e tl tl = m.g . f + 0,63.C x .V 2 .S
r
V
K

itl = ihs .i0 = i0

b. Hãy xác định độ dốc Smax của xe ô tô này khi biết hệ số thích ứng theo
momen:
Km =

M eM

M eP

FKα = 0αf + 0αα max
0

M eM .itlI .η tl
= m.g .Cosα max . f + m.g .Sinα max
r

20


Lý thuyết ô tô

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng
M

M
e

= M eP .K m

P
Mà M e =

Trong đó: ωeP = ωeV =

PeP
ωeP

Vmax n0
.itl
r

Cách 2:
PKα = PeM .η tl = Pfα + Pαα
PeM .η tl = m.g.Cosα max . f .V α + m.g .Sinα max .V α
PeM = M eM .ωeM
⇒ ω eP , M eP = ?

c. Xác định amax
0

M eM .itlI .η tl
= m.g . f + m.δ a .amax
r
⇒ amax = ?

Bài tập:
Cho đầy đủ các thông số m, g, f, δ a .., Vmax. Hỏi khả năng leo dốc biết Km.
0

M eM .itlI .η tl
= m.g . f .Cosα max + m.g , sin α max
r
M eM
Km =
M eP
PeP =

1
( PfV + PWV )
η tl

PeM = M eM .ωeM = M eM .ω eV
→ M eP = ?

ωeV =
Km =

Vmax n0
.itl
r

M eM
⇒ M eM = M eP .K m
P
Me

21


Lý thuyết ô tô

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng

Bài tập:
Có một xe ô tô có m, Cx, S, f, r….xe ô tô đang chuyển động với tốc độ V(m/s) trên
đường có độ dốc S%.
Hỏi:

-

Công suất động cơ đang phát ra.

-

Xác định Vmax, Smax biết rằng ở chế độ trên động cơ mới sử dụng 80% công
M eM
suất, K m = P
Me

Giải:
a.
Pe =
=

1
1
PK =
( Pf + PW + Pα )
η tl
η tl

1
(m.g. f .Cosα . + m.g .Sinα + 0,63C X .V 2 .S ).V
ηtl

α = arctgS
PeP =

100
.Pe
80

Tính Vmax
3
PKV = PeP .η tl = m.g . f .Vmax + 0,63.C X .Vmax
.S

→ Vmax = ?

Tính S max
0

M M .i I .η
F = e tl tl = m.g . f .Cosα max + m.g , sin α max
r
α
K

M eM = M eP .K m
= Km.

PeP
ωeP

= Km.

PeP
ωeV

22


Lý thuyết ô tô

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng
= Km.

PeP
Vmax .itln
r

→ α max → S max

23

0


Lý thuyết ô tô

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng

CHƯƠNG 4 PHANH Ô TÔ
1. Lực phanh và momen phanh
Momen phanh là do cơ cấu phanh sinh ra, là kết quả của ma sát giữa má phanh và
trống phanh trong quá trình phanh. Momen phanh ngược chiều quay ω K
KH: M P
Lực phanh:

FP =

MP
r

Hình 4.1 Lực phanh và momen phanh
-

Lực phanh bị hạn chế bởi giới hạn bám
FP ≤ Z .ϕ

ϕ : Hệ số bám như nhau giữa bánh xe với mặt đường

Z: Phản lực pháp tuyến trong quá trình phanh thay đổi
-

Khi phanh Z1 ↑, Z 2 ↓ ⇒ Giới hạn bám trên 2 cầu thay đổi

2. Điều kiện đảm bảo sự phanh tối ưu
Đặt vấn đề
- Lực phanh trên các cầu là do cơ cấu phanh tương ứng sinh ra. Tuy nhiên chúng
không thể lớn tùy ý ( mặc dù càng lớn thì càng tốt để thắng lực quán tính) mà phụ
thuộc vào giới hạn bám.

24


Lý thuyết ô tô
Ta có:

Biên soạn: Th.s Nguyễn Mạnh Hùng
FP1 ≤ Z1.ϕ
FP 2 ≤ Z 2 .ϕ

Nếu coi ϕ không đổi trong quá trình phanh và để đảm bảo tận dụng hết khả năng bám
của cả 2 cầu thì lực phanh trên 2 cầu FP1 , FP 2 không được bằng nhau mà phải tỉ lệ với
trọng lượng bám.
FP1 Z1
=
FP 2 Z 2
Z1 , Z 2 :Phản lực pháp tuyến

Sau đây ta triển khai mối quan hệ này:

Hình 4.2 Ô tô phanh trên đường bằng
-

Ô tô phanh với cường độ cực đại.

-

Bỏ qua lực cản gió bởi V giảm rất nhanh: Ow

-

Vì lực cản lăn O f rất nhỏ so với FP (O f 〈〈 FP ) vì vậy bỏ qua O f

Tính Z1, Z2
∑ M2 = 0

→ Z1 .L − 0 a.hg − G.b = 0

25