động lực học chuyển động xe nhiều cầu chủ động (4x4)

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
BỘ MÔN ĐỘNG CƠ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:

ĐỘNG LỰC HỌC CHUYỂN ĐỘNG THẲNG
XE NHIỀU CẦU CHỦ ĐỘNG
GVHD: T.s Lâm Mai Long
SVTH : Võ Văn Phi
MSSV : 13145189
SVTH : Huỳnh Đoàn Anh Thắng
MSSV : 13145243


TỔNG QUAN

Những yêu cầu về tính cơ động,
Chất lượng động lực học nâng cao

Xe nhiều cầu chủ động

Mục tiêu: nghiên cứu khả năng bám, sự phân phối cơng suất,
tính chất động lực học. Đưa ra kết luận, ưu điểm của các dòng xe
2 cầu chủ động


NỘI DUNG
• Lý thuyết về sự lăn, sự bám của bánh xe
• Tính chất động lực học chuyển động thẳng .

• Sự truyền cơng suất trên xe nhiều cầu chủ động.
•

Tính tốn, so sánh các thơng số động lực học xe

một và hai cầu chủ động.


LÝ THUYẾT VỀ SỰ LĂN VÀ SỰ BÁM CỦA
BÁNH XE
SỰ TRƯỢT CỦA BÁNH XE

Ngun nhân chính: Do lực mơmen kéo, mơmen phanh gây ra.
Ngồi ra thì tải trọng, vật liệu chế tạo lốp, áp suất trong lốp và điều kiện
mặt đường cũng là nguyên nhân gây nên sự trượt ở bánh xe.

Vận tốc trượt:

Khi kéo :
Hệ số trượt
Khi phanh:


CÁC QUAN HỆ ĐỘNG HỌC CỦA
BÁNH XE LĂN TRÊN ĐƯỜNG
 Lăn khơng trượt :
(bánh xe bị động)

 Lăn có trượt quay:
(bánh xe chủ động

khi kéo)

 Lăn có trượt lết :
(bánh xe chủ động
khi phanh)


CÁC LỰC VÀ MOMENT TÁC DỤNG LÊN
BÁNH XE CHỦ ĐỘNG VÀ BÁNH XE PHANH

: Mômen xoắn từ động cơ truyền xuống banh xe chủ động.
: Trọng lượng khung xe truyền xuống bánh xe.
: Phản lực đẩy từ khung xe truyền xuống bánh xe.
X: Phản lực tiếp tuyến của mặt đường tác dụng lên bánh xe.
: Lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động
: Lực cản lăn


SỰ BÁM CỦA BÁNH XE VỚI MẶT ĐƯỜNG
Khả năng bám : là khả năng bánh xe chuyển động bình thường
khơng có trượt quay dưới tác dụng của mơmen chủ động hoặc khơng
có trượt lết khi bánh xe đang chịu mơmen phanh.
Bám dọc :

Hệ số bám

Bám ngang :
Lực bám :
Khi kéo :
Điều kiện để xe

không bị trượt

Khi phanh :


ĐẶC TÍNH TRƯỢT
 Đồ thị mơ tả mối quan hệ bằng thực nghiệm và được gọi là đặc
tính trượt.Ta có đặc tính trượt khi kéo và khi phanh :

 Ở trạng thái trượt hồn tồn
thì :
Hệ số bám dọc
Hệ số bám ngang :


HỆ SỐ BÁM ỨNG VỚI 1 SỐ LOẠI ĐƯỜNG
 
Đường nhựa khơ
Đường bê tơng
Đường bê tơng ướt
Đường sỏi
Đường
Đường tuyết
tuyết
Đường
Đường đóng
đóng băng
băng

TÍNH CHẤT ĐỘNG LỰC HỌC CHUYỂN ĐỘNG THẲNG
SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT CÁC LỰC VÀ MOMENT


Ý NGHĨA CÁC KÍ HIỆU VÀ ĐƠN VỊ
Ký hiệu
G

Đơn vị
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N.m
N.m
Độ
Độ

Ý nghĩa
Trọng lượng xe

Lực kéo tiếp tuyến
Lực
Lực cản
cản lăn
lăn
Lực
Lực cản
cản không
không khí
khí
Lực
Lực cản
cản lên
lên dốc
dốc
Lực cản quán tính
Lực cản quán tính
Lực cản móc kéo
Lực cản móc kéo
Phản lực tiếp tuyến
Phản lực tiếp tuyến
Mơmen cản lăn
Mơmen cản lăn
Góc dốc mặt đường
Góc dốc mặt đường


PHƯƠNG TRÌNH, ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO
Phương trình cân bằng lực kéo :

 Đồ thị cân bằng lực kéo :
Chúng ta vẽ cho trường hợp:
Xe chuyển động đều (j=0) và khơng kéo rơ
mooc, hộp số có ba số truyền.


PHƯƠNG TRÌNH, ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CƠNG SUẤT
 Phương trình cân bằng công suất :
 Đồ thị cân bằng công suất :
Chúng ta vẽ trong trường hợp:
Hộp số có 3 số truyền, xe chuyển
động ổn định, không kéo rơmooc.


XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC
 Vận tốc cực đại :
Với:

Giải phương trình bậc 3, ta có giá trị

 Gia tốc cực đại:
 
 
Từ đây, suy ra gia tốc cực đại jmax:


XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC
 Góc dóc lớn nhất () hay độ dốc lớn nhất :

Đặt

Với:


TRUYỀN CỐNG SUẤT TRÊN XE NHIỀU CẦU CHỦ ĐỘNG
Kí hiệu
(đơn vị)

v
v

Ý nghĩa
Cơng suất kéo
Mơmen
Mơmen kéo
kéo
Lực
Lực kéo
kéo
Vận
Vận tốc
tốc góc
góc
Cơng
Cơng suất
suất phanh
phanh
Moomen phanh
Moomen phanh
Công suất truyền qua

Công suất
truyền qua
ổ trục
ổ trục
Lực đẩy vào khung xe
Lực đẩy
Lựcvào
cảnkhung
lăn xe
Lực
cảntổn
lănhao
Công
suất
Công
tổn xe
hao
Vận suất
tốc của
Vận tốc của xe

Dịng cơng suất
ở bánh xe bị động

Dịng cơng suất
ở bánh xe chủ động

Dịng cơng suất
ở bánh xe phanh

TRUYỀN CỐNG SUẤT TRÊN XE NHIỀU CẦU CHỦ ĐỘNG
PHÂN PHỐI CÔNG SUẤT

TỪ CÁC CẦU CHỦ
ĐỘNG ĐẾN CÁC
BÁNH XE

Sử dụng vi sai: vi sai bánh răng nón, vi
sai trục vít, vi sai hành tinh,…

TỪ ĐỘNG CƠ ĐẾN
CÁC CẦU CHỦ ĐỘNG

Sử dụng hộp phân phối có vi sai
hoặc khơng có vi sai


TRUYỀN CỐNG SUẤT TRÊN XE NHIỀU CẦU CHỦ ĐỘNG
TỪ CÁC CẦU CHỦ ĐỘNG ĐẾN CÁC BÁNH XE

-Phần tử r: vỏ vi sai

-Trục e: trục truyền cơng suất ra
bánh xe phía ngồi (bánh quay
nhanh)
-Trục i: trục truyền cơng suất ra
bánh xe phía trong (bánh quay
chậm)

TRUYỀN CỐNG SUẤT TRÊN XE NHIỀU CẦU CHỦ ĐỘNG
TỪ CẦU CHỦ ĐỘNG ĐẾN CÁC BÁNH XE
Quan hệ động học

Gọi là bán kính quay vịng riêng
Khi xe quay vịng
,
Khi xe đi thẳng


TRUYỀN CỐNG SUẤT TRÊN XE NHIỀU CẦU CHỦ ĐỘNG
TỪ CÁC CẦU CHỦ ĐỘNG ĐẾN CÁC BÁNH XE
 Các quan hệ động học và mơmen :
Vì là vi sai đối xứng nên
Cho nên

Vì vi sai đặt ở cầu chủ động là vi sai đối xứng nên:
Nếu vi sai không ma sát:
Vi sai ma sát :


TRUYỀN CỐNG SUẤT TRÊN XE NHIỀU CẦU CHỦ ĐỘNG
TỪ ĐỘNG CƠ TỚI CÁC CẦU CHỦ ĐỘNG

Dẫn động cứng
(hộp phân phối khơng có vi
sai)

Dẫn động qua vi sai

(hộp phân phối có vi sai)


TRUYỀN CỐNG SUẤT TRÊN XE NHIỀU CẦU CHỦ ĐỘNG
TRẠNG THÁI LĂN CẦU - LƯU THÔNG CÔNG SUẤT


TÍNH TỐN – SO SÁNH THƠNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC XE
MƠT VÀ HAI CẦU CHỦ ĐỘNG
Vận tốc
cực đại

MỘT CẦU CHỦ
ĐỘNG
Khơng bỏ qua sự
trượt
HAI CẦU CHỦ
ĐỘNG

Gia tốc cực
đại
Leo dốc
cực đại


THƠNG SỐ HYUNDAI SANTA FE
2.7cc. gasoline V6 DOHC
Tên thơng số

Giá trị

Công suất cực đại (KW/rpm)

138/6000

Mômen cực đại (N.m/rpm)

248/4000

Số truyền cao nhất

0,731

Số truyền thấp nhất

2,842

Tỉ số truyền cuối

4,520

Chiều dài cơ sở (m)

2,7

Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trước(m)

1,62

Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu sau(m)

1,08

Trọng lượng khơng tải (kg)

1570

Bán kính tính tốn (cm)

34,65

Hệ số bám

0,55

Hệ số biến dạng vịng (m/kN)

0,001÷0,01

Diện tích chắn gió (m2)

1,5÷2,0

Hệ số cản gió (N.s2/m4)

0,3÷0,45

Tải trọng phân bố cầu trước (kg)

965

Tải trọng phân bố cầu sau (kg)

605


TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ KHI XE ĐẠT ĐẾN GIỚI HẠN BÁM
GIA TỐC CỰC ĐẠI

Hệ thống một cầu
chủ động
Hệ thống hai cầu
chủ động