Nghiên cứu động học và động lực học của xe tải khi chở quá tải

BÁO CÁO
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:

NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE TẢI KHI CHỞ QUÁ TẢI

GVHD: GVC.Msc Đặng Quý
SVTH: Nguyễn Nhất Khang 15145257
Đào Tấn Việt

15145419

1


1

2

3

4

2


CHƯƠNG 1: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGỒI CỦA XE HYUNDAI HD800 8 TẤN

 

Động cơ của xe Hyundai HD800 8 tấn là loại động cơ diesel loại buồng cháy xoáy lốc, ta có cơng thức S.R.Lây Đécman :

Pe = Pemax .

 

Từ các giá trị Pe và ne có thể tính được các giá trị mômen xoắn Me của động cơ theo công thức sau:

3


CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN KIỂM TRA CÂN BẰNG LỰC KÉO, CÂN BẰNG CƠNG XUẤT VÀ ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE KHI
CHỞ Q TẢI

2.1.TÍNH TỐN KIỂM TRA CÂN BẰNG LỰC KÉO CỦA XE KHI CHỞ QUÁ TẢI

 

Phương trình tổng quát, ta có:
= + +
Chúng ta vẽ cho trường hợp: xe chuyển động đều ( j = 0 ) trên đường nằm ngang ( i = 0 ) và không kéo theo rơmóc, nên ta có:
=+=+

=

vận tốc chuyển động của xe ở các số truyền: vi =
Lực bám: Fφ = mi.G2.φ
lực cản lăn: = f.Gqt
lực cản khơng khí: = S.v

2

4


2.2.TÍNH TỐN KIỂM TRA CÂN BẰNG CƠNG SUẤT

 

Phương trình tổng quát, ta có:

= +

+

+

Chúng ta vẽ cho trường hợp: xe chuyển động đều ( j = 0 ) trên đường nằm ngang ( i = 0 ) và không kéo theo rơmóc, tức là:

Pk = Pe.= Pe - Pt =+=+

Pki = (kW)

công suất cản lăn: = f.v.Gqt
công suất cản không khí: =

5


2.3. ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE KHI CHỞ QUÁ TẢI

xác định tốc độ lớn nhất của xe khi chở quá tải
 

Ta xét trường hợp xe chuyển động đều (ổn định) tức là j = 0 và trên loại đường tốt, nằm ngang α = 0, hệ số cản tổng cộng của mặt đường sẽ bằng hệ số
cản lăn: ψ = f.
D ==
Giá trị D bị giới hạn bởi điều kiện bám . ==

 

Để xe chuyển động không bị trượt quay thì :
Để duy trì cho xe chuyển động phải thõa mãn hai điều kiện sau: ψ

6


Xác định độ dốc lớn nhất mà xe có thể vượt qua của xe khi chở quá tải

iimax = Dimax - fi

Giá trị của imax ứng với từng tốc độ của từng tay số được thể hiện qua bảng sau:

•

0
Ở tay số 1, i1max đạt cực đại là: 0,181 nên có góc dốc là 10 22’.

•

0

Ở tay số 2, i2max đạt cực đại là: 0,0821 nên có góc dốc là 4 70’.

•

0
Ở tay số 3, i3max đạt cực đại là: 0,0428 nên có góc dốc là 2 44’.

•

0
Ở tay số 4, i4max đạt cực đại là: 0,0183 nên có góc dốc là 1 05’.

•

0
Ở tay số 5, i5max đạt cực đại là: 0,0080 nên có góc dốc là 0 46’.

7


xác định khả năng tăng tốc của xe của xe khi chở quá tải

 

Gia tốc được xác định nhờ đồ thị đặc tính động lực qua cơng thức:
D=f + .j
Vậy ta có:
2
j = ( D – f ). ( m/s )

8


CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN KIỂM TRA ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA XE KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

3.1. TÍNH ỔN ĐỊNH DỌC CỦA XE KHI XE CHỞ QUÁ TẢI
3.1.1.Tính ổn định dọc tĩnh của xe khi xe chở quá tải
Trường hợp xe đứng yên trên đường nằm ngang, không kéo theo rơ móc
 

Chúng ta có thể dựa vào hai cơng thức trên để xác định khoảng cách
từ tọa độ trọng tâm đến trục của cầu trước và trục ở cầu sau khi xe chở quá
tải, ta có:

Mio1=0 Gqt.a – Z2t.L= 0 => a = 2,629 (m)

Mio2=0 Gqt.b– Z1t.L= 0 => b = 1,128 (m)

9


Trường hợp xe đậu trên dốc đầu hướng lên

Điều kiện lật đổ:
 

Ta lập phương trình mơmen đối với điểm O 2:

Mio2 = 0 Gqt.hg.sinαt – Gqt.b.cosαt = 0
o

=> αt = 36 17’

Điều kiện trượt:
 

Fpmax = Gqtsinα =Z2
0 ’
Mio1 = 0 Gqt.hg.sin + Gqt.a.cos- Z2L = 0 Ta có: tg==39 46

10


Trường hợp Xe đậu trên dốc đầu hướng xuống

Điều kiện lật đổ:
 

phương trình mơmen đối với điểm O1:

Mio1 = 0 Gqt.hg.sinα't – Gqt.b.cosα't = 0
o ’
α't = 59 42

Điều kiện trượt:

 

0
tg== 22 52’

Để đảm bảo an toàn khi xe đứng yên trên dốc thì hiện tượng trượt phải xảy ra trước khi
lật đổ:

tg< tgαt

 Đối với xe chở quá tải 70% lượng hàng hóa

0 ’
o ’
tg> tgαt > 39 46 > 36 17
11


3.1.2.Tính ổn định dọc động của xe khi xe chở quá tải

Trường hợp xe chuyển động lên dốc với vận tốc nhỏ, khơng kéo rơ móc và chuyển động ổn định

Điều kiện lật đổ:

 

Z1 =
o ’
=> tgđ =αđ = 36 17

12


Điều kiện trượt:

 

Fkmax==Z2 = Gqtsin
=Z2 = ( acos+ hgsin)
Từ hai cơng thức trên ta xác định được góc dốc giới hạn mà xe bị trượt:
0 ’
tg = = 39 46

  Điều kiện để đảm bảo cho xe trượt trước khi bị lật đổ là:

tg < tgαđ
Tuy nhiên đối với xe ta đang xét là xe chở quá tải 70% lượng hàng hóa thì hiện tượng lật đổ xảy ra trước hiện tượng trượt, theo công thức:
0 ’
o ’
tg > tgαđ > 39 46 > 36 17

13


3.2.TÍNH ỔN ĐỊNH NGANG CỦA XE KHI XE CHỞ QUÁ TẢI
3.2.1. Tính ổn định ngang của xe chở quá tải khi chuyển động thẳng trên đường nghiêng ngang

Điều kiện lật đổ:

 

Z’ =
0
tgđ =đ = 30 1’

Điều kiện trượt:
 

Gqtsin= Y’+Y” =( Z’+Z” ) =Gqtcos tg== 0,9

0 ’
= 41 59

 Để đảm bảo an toàn, xe phải bị trượt trước khi lật đổ:

Tg< tgđ hay <
Nhưng trường hợp xe chở quá tải ta đang xe thì:
Tg> tgđ hay > 0,9 > 0,578
14


3.2.2. Tính ổn định ngang của xe chở quá tải khi chuyển động quay vòng trên đường nghiêng ngang

3.2.2.1. Trường hợp xe quay vịng trên đường nghiêng ngang ra ngồi

Điều kiện lật đổ:
 

Z” =+

vn =

Điều kiện trượt:
 

Y’+Y” =

==

15


theo điều kiện trượt

theo điều kiện lật đổ
0
( )
0
( )

vn (m/s)

5
5

5

5,781

10
10
15
15

10

5,108
20
20

15

4,383

25
25

20

3,557

30
30

25

2,508

35
35

30

0,155

40
40

(m/s)
7,344
7,344
6,688
6,688
6,039
6,039
5,377
5,377
4,677
4,677
3,899
3,899
2,963
2,963
1,576
1,576

45
45
Xe bị lật đổ ở giá trị nảy ở

Xe
Xe bị
bị trượt
trượt ở
ở giá

giá trị
trị nảy
nảy ở
ở mọi
mọi

mọi vận tốc v

vận
vận tốc
tốc v
v

35

16


3.2.2.2. Trường hợp xe quay vòng trên đường nghiêng ngang vào trong

Điều kiện lật đổ:
 

Xe có xu hướng lật đổ quanh trục đi qua A và nằm trong mặt phẳng của mặt đường.

=cos+sinc cos+ sin= 0
vn =

Điều kiện trượt:
 

F1cossin = Y’Y”

=(cos+ F1sin)



==
17


theo điều kiện lật đổ

Theo điều kiện trượt
0
( )

(m/s)

7,084

5

7,344

10

7,754

10

6,688

15

8,465

15

6,039

20

9,241

20

5,377

25

10,117

25

4,677

30

11,142

30

3,899

35

2,963

40

1,576

0
( )

vn (m/s)

5

35

12,398

40

14,034

45

16,359

50

20,173

Xe bị trượt ở giá trị nảy ở mọi vận
45

55

28,666

tốc v

Xe bị lật đổ ở giá trị nảy ở
60
mọi vận tốc v

18


CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN KIỂM TRA QUAY VỊNG CỦA XE KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

4.1. ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC QUAY VÒNG CỦA XE KHI XE CHỞ QUÁ TẢI
Động học quay vòng của xe khi xe chở quá tải

 

được biểu thức về mối quan hệ giữa các góc quay vòng của hai bánh xe dẫn
hướng để đảm bảo cho chúng khơng bị trượt khi xe quay vịng:

cotgα1 – cotgα2 =

19


Xét trường hợp xe quay vòng với vận tốc chuyển động là v = 5 m/s

v (m/s)

2
jx (m/s )

2
jy (m/s )

2

-0,084

0,548

4

-0,338

2,192

6

-0,762

4,932

8

-1,354

8,767

10

-2,116

13,698

12

-3,048

19,726

14

-4,148

26,849

 

bán kính quay vịng R của xe

R=
0
= 27 13’

 jx = + –

jy = [ + +

20


Động lực học quay vòng của xe khi xe chở quá tải

21


Xét trường hợp xe quay vòng với vận tốc chuyển động là v = 5 m/s

Fjl =

Fjlx = mjx = [ + –

Fjly = mjy = {[ + ]b + }

v (m/s)

Fjlx (N)

Fjly (N)

Fjl (N)

2

-1437,937

9305,796

9416,236

4

-5751,747

37223,186

37664,946

6

-12941,430

83752,168

84746,128

8

-23006,988

148892,743

150659,784

10

-35948,419

232644,910

235405,911

12

-51765,724

335008,672

338984,514

14

-70458,901

455984,025

461395,587

22


TRƯỜNG HỢP XE QUAY VÒNG TRÊN CÁC LOẠI ĐƯỜNG KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

 

Vận tốc giới hạn cực đại quay vòng vmax

Fjly1 = + = .Z1

, Z1 = G1

Loại đường và tình trạng mặt đường

Fjly2 = + = .Z2

, Z2 = G2

đường nhựa bê tông khô

0,9

28,9

đường nhựa bê tông ướt

0,55

22,59

Đường đất khô

0,7

25,49

Đường đất ướt

0,5

21,54

Đường cát khô

0,4

19,28

Đường cát ướt

0,9

23,6

Fjly = Fjly1 + Fjly2 = .Z

= m. =

Hệ số bám ngang ()

(km/h)

23


Chúng em xin kết thúc bài thuyết trình
Cảm hơn các thầy đã lắng nghe !

24