Đồ án nghiên cứu TÍNH TOÁN ổn ĐỊNH của ô tô KHI QUAY VÒNG( kèm bản vẽ thuyết minh)

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐỘNG LỰC

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH
KHI QUAY VÒNG CỦA XE BUS SAMCO – BG4W
Giảng Viên Hướng Dẫn: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG
Sinh Viên Thực Hiện:
LÊ DUY
HUỲNH KIẾN HÀ
Lớp : DHOT3
Khóa : 2007-2011
TP.Hồ Chí Minh, tháng 07 năm
2011


SỰ BIẾN DẠNG CỦA
LỐP XE

AN TOÀN

KẾT CẤU CỦA Ô TÔ

SỰ QUAY VÒNG
CỦA Ô TÔ

ẢNH HƯỞNG CỦA GIÓ
BÊN

MẤT AN TOÀN


CHƯƠNG I : CHUYỂN ĐỘNG QUAY VÒNG CỦA
ÔTÔ KHI TÍNH ĐẾN BIẾN DẠNG LỐP XE
QUÁ TRÌNH QUAY VÒNG
KHÔNG TÍNH ĐẾN SỰ
BIẾN DẠNG LỐP XE
SỰ ẢNH HƯỞNG
BIẾN DẠNG CỦA
LỐP XE
QUÁ TRÌNH QUAY VÒNG
TÍNH ĐẾN SỰ BIẾN
DẠNG LỐP XE


G
G  2
Py = . j y =
. v θ + b. ( v 'θ + vθ ' ) 
g
g .l

QUÁ TRÌNH
QUAY VÒNG
KHÔNG TÍNH
ĐẾN SỰ BIẾN
DẠNG LỐP XE

θ = CONST : GÓC QUAY

v GIẢM

HỆ THỐNG LÁI
ĐỔI TỪ TỪ

XE AN TOÀN


l
Rd =
θ − ( δ1 − δ 2 )

QUÁ TRÌNH QUAY VÒNG
TÍNH ĐẾN SỰ BIẾN
DẠNG LỐP XE

δ1 : góc biến dạng bánh xe cầu trước
δ 2 : góc biến dạng bánh xe cầu sau

Rd = R

QUAY VÒNG ĐÚNG

Rd > R

QUAY VÒNG THIẾU

Rd < R

QUAY VÒNG THỪA

Trường hợp : Quay vòng thiếu
uur uuur
Py & Pgió : Cùng phương ngược chiều

ÔTÔ ỔN ĐỊNH
Áp suất lốp trước nhỏ
hơn áp suất lốp sau


Trường hợp quay vòng thừa

uur uuur
Py & Pgió : Cùng phương cùng chiều

ÔTÔ MẤT ỔN ĐỊNH
Tránh bơm áp suất lốp
trước lớn hơn áp suất
lốp sau


CHƯƠNG II: ẢNH HƯỞNG CỦA KẾT CẤU
Ô TÔ KHI QUAY VÒNG
HÀM
TRUYỀN

βV

α

ε'

y ''

 ε' 
 *÷
 β v t

α 
 *÷
 βV t

 y '' 
 *÷
 β v t

HÀM TRUYỀN
VẬN TỐC
QUAY THÂN
XE

HÀM TRUYỀN
GÓC LỆCH
HƯỚNG CHUYỂN
ĐỘNG

HÀM TRUYỀN
CỦA GIA TỐC
HƯỚNG TÂM

Hàm truyền vận tốc góc quay thân xe
 ε' 
v
 * ÷=
2
β
l
+
K
.
v
 v 
m(Cαs b − Cα' t a )
K=
Cα' t Cαs l
K : Thông số kết cấu của ôtô

K = 0 : ÔTÔ Ở TRẠNG THÁI QUAY VÒNG ĐÚNG
K > 0 : ÔTÔ Ở TRẠNG THÁI QUAY VÒNG THIẾU
K < 0 : ÔTÔ Ở TRẠNG THÁI QUAY VÒNG THỪA


Hàm truyền vận tốc góc quay thân xe
 ε' 
v
 * ÷=
2
β

l
+
K
.
v
 v
2
m(Cα s .b − Cα' t .a ) 8500 ( 60000.1, 437 − 46150.2,738 )
s
<0
K=
=
= − 0,029
'
m
Cα s .Cα t .l
60000.46150.4,175

( )

Vì K < 0 nên xe có đặc tính quay vòng thừa.

PTTQ:

 ε'
v
.
 *÷ =
 β v t 4,175

1
2

 v 
1− 
÷
11,89




 ε'
 *÷
 β v t

 ε'
v
.
 *÷ =
 β v t 4,175

1
2

 v 
1− 
÷
11,89



( )

(

l
− 4,175
vng = − =
= 11,89 m = 42,82 km
s
h
K
− 0.029
 ε'
Như vậy khi v = vng =11,89 ( m/s ) ⇒  * ÷ = ∞
 β v t

Đồ thị đặc tính tốc độ góc quay thân xe của xe buýt
SAMCO - BG4W

)


Hàm truyền góc lệch hướng chuyển động
 α   ε '   b m.a.v 
v
.
 *÷ = *÷  −
=
 β v t  β v t  v Cα s .l  4,175

 1, 437

.
− 0,092.v ÷
2 

 v   v
1− 
÷
11,89


1

Thế v = vng = 11,89 ( m / s ) = 42,8(km / h)

α 
⇒ *÷ =∞
 β v t


α 
 *÷
 β v t

Đồ thị đặc tính tốc độ hàm truyền góc lệch hướng
chuyển động của xe buýt SAMCO-BG4W

Hàm truyền gia tốc hướng tâm
 y ''   ε ' 
 * ÷ =  * ÷ .v =
 β v t  β v  t
Thế

v2
  v 2 
4,175 1 − 

÷
  11,89  

v = vng = 11,89 ( m / s )

 y '' 
⇒ *÷ =∞
 β v t


 y '' 
 *÷
 β v t

Đồ thị đặc tính tốc độ hàm truyền gia tốc hướng
tâm của xe buýt SAMCO-BG4W


CHƯƠNG III: ẢNH HƯỞNG CỦA GIÓ BÊN
KHI QUAY VÒNG

Sự nhạy cảm của ô tô khi có gió bên:

Qui luật tác dụng của gió bên

Qũi đạo chuyển động của ô tô khi
có gió bên.


Góc bù quay vành lái:

Mô hình tính toán góc bù vành lái.

β
k N  Cα s ( b + e ) − C
= − ' .
τ .v
Cα t 
Cα s .e
*
v
2
kk

'
αt

( a − e) 

÷


Khoảng cách tâm gió bên để xe ổn định:
Để đảm bảo cho xe an toàn không bị mất quĩ đạo thì kết cấu của xe phải
*
làm sao cho β v = 0

↔ Cα s ( b + e ) − Cα' t ( a − e ) = 0

Cα s .b − C a
⇒e=− '
Cα t + Cα s
'
αt


Cα s .b − Cα' t a
60000.1, 437 − 46150.2, 738
e=− '
=−
= − 0,378 m
Cα t + Cα s
60000 + 46150
Khoảng cách từ tâm áp lực gió đến cầu trước:

x = a − e = 2, 738 − (−0,378) = 3,116m
Khoảng cách từ tâm áp lực gió đến cầu sau:

y = b + e = 1, 437 − 0,378 = 1, 059m
Vậy tâm áp lực gió dịch về phía sau trọng tâm xe một đoạn là

e =−0, 378m


CHƯƠNG IV : ĐỀ XUẤT VÀ TÍNH TOÁN TÍNH ỔN ĐỊNH
TỐI ƯU CỦA ÔTÔ
Khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trước và cầu sau :

XE QUAY
VÒNG ỔN
ĐỊNH VÀ AN
TOÀN

Từ đó ta chọn được

K=0 QUAY VÒNG
ĐÚNG

K ≥0

Pk ≤ Pϕ
K >0 QUAY VÒNG
THIẾU

 a = 1,625 ( m )

b = 2,55 ( m )


Hàm truyền tốc độ góc quay thân xe :
2

m(Cα s .b − Cα' t .a) 8500 ( 60000.2,55 − 46150.1,625 )
s
K=
=
= 0,057
'
m
Cα s .Cα t .l
60000.46150.4,175

( )

K > 0 => Xe có đặc tính quay vòng thiếu.

 ε'
v
.
PTTQ:  * ÷ =
 β v t 4,175

1
2

 v 
1+ 
÷
8,55



vε ' =

( )

(

l
4,175
=
= 8,55 m = 30,8 km
s
h
K
0,057

)

 ε '  vε '
Khi v = vε ' = 8,55m / s ⇒  * ÷ =
= 1,02 1
s
 β v t 2l

( )

Thời gian phản ứng quay vòng :
1
1
t0 =

=
= 0,98 ( s )
 ε '  1,02
 *÷
 β v t

So với thời gian cho phép [t0] = 0,3 – 1 (s)
=> Thời gian phản ứng quay vòng đạt yêu cầu.


 ε'
 *÷
 β v t

Đồ thị đặc tính tốc độ hàm truyền vận tốc góc quay thân xe với
thông số đề xuất


Hàm truyền góc lệch hướng chuyển động:
 α   ε '   b m.a.v 
v
.
 *÷ = *÷  −
=
 β v t  β v t  v Cα s .l  4,175

 2,55

.
−

0,055.
v
÷
2 

 v   v
1+ 
÷
8,55


1

Thế v = vε ' = 8,55 ( m / s )

α 
⇒  * ÷ = − 0,175 1
s
 β v t

( )


α 
 *÷
 β v t

Đồ thị đặc tính tốc độ hàm truyền góc lệch hướng chuyển
động với thông số đề xuất