NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG PHÁP TUYẾN TRONG MẶT PHẲNG DỌC KHI XE CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CÓ GIA TỐC VỚI SƠ ĐỒ MỘT KHỐI LƯỢNG
Xác định phản lực thẳng góc của đường tác dụng lên các bánh xe trong mặt phẳng dọc
2.1.1 Trường hợp xe chuyển động ổn định trên đường nằm ngang, không kéo rơmóc
Trong trường hợp này thì: Xe chuyển động ổn định nên Fj = 0; không kéo rơmóc nên
Fm = 0, và xe chuyển động trên đường bằng α = 0 nên Fi = Gsin α = 0
Hình 2.1 Sơ đồ mômen và lực tác dụng lên ô tô chuyển động trên đường nằm ngang
G - Trọng lượng tồn bộ của ôtô
Fk – Lực kéo tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động
Ff1 – Lực cản lăn ở các bánh xe cầu trước
Ff2 – Lực cản lăn ở các bánh xe cầu sau
Fꭃ - Lực cản không khí
Fj – Lực cản quán tính khi xe chuyển động không ổn định ( có gia tốc )
Mf1 – Mômen cản lăn ở các bánh xe cầu trước
Mf2 là mômen cản lăn tại các bánh xe cầu sau, f là hệ số cản lăn, rb là bán kính tính toán của bánh xe, và h(0) là tọa độ trọng tâm của xe theo chiều cao.
L – Chiều dài cơ sở của ô tô lm – Khoảng cách từ tâm bánh xe sau đến điểm đặt lực kéo móc
FZ1, FZ2 – Phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên các bánh xe ở cầu trước và cầu sau
Mj1 và Mj2 là mômen cản quán tính của bánh xe, thường có trị số nhỏ nên có thể bỏ qua Để xác định các lực FZ1 và FZ2, ta lập phương trình mômen đối với các điểm O2 và O1, sau đó rút gọn để tìm ra giá trị cần thiết.
2.1.2 Trường hợp xe đang phanh trên đường nằm ngang, không kéo rơmóc
Hình 2.2 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh trên đường nằm ngang không kéo rơmóc
Trong trường hợp này ta coi lực cản không khí Fꭃ 0 , mômen cản lăn Mf 0, lực quán tính cùng chiều chuyển động của xe
Tương tự như trên ta cũng xác định được FZ1, FZ2 thông qua việc lấy momen đối với điểm O2 và O1, rồi rút gọn ta được:
2.1.3 Trường hợp xe đứng yên trên đường nằm ngang, không kéo rơmóc
Trong tình huống này, xe chỉ chịu tác động của ba lực chính: trọng lượng tổng thể của xe G và các phản lực thẳng đứng tác động lên bánh xe của cầu trước và cầu sau khi ở trạng thái tĩnh.
Hình 2.3 Sơ đồ lực tác dụng lên khi xe đứng yên
FZ1, FZ2 cũng được xác định bằng cách lấy mômen đối với điểm O2 và O1:
Hệ số phân bố tải trọng lên các bánh xe của ô tô
Ô tô hoạt động trong nhiều điều kiện khác nhau tùy thuộc vào tình trạng đường xá và cách điều khiển của người lái, dẫn đến sự thay đổi của các phản lực thẳng góc từ đường tác động lên bánh xe Dù vậy, tổng hợp lực Z1 + Z2 luôn bằng trọng lượng của xe Khi xe di chuyển, trọng lượng phân bố lên cầu trước giảm và cầu sau tăng Ngược lại, khi phanh, trọng lượng phân bố lên cầu sau giảm trong khi cầu trước lại tăng lên.
8 Để đánh giá sự phân bố tải trọng người ta ra đưa khái niệm hệ số phân bố tải trọng và được đặc trưng bởi tỉ số :
FZ1, FZ2- Phản lực thẳng đứng từ đường tác dụng lên các bánh xe n1, n2 - Hệ số phân bố tải trọng lên các bánh xe cầu trước và cầu sau
G - Trọng lượng tồn bộ của ô tô
Hệ số phân bố tải trọng được xác định ứng với từng trường hợp cụ thể sau:
2.2.1 Xe đứng yên trên đường nằm ngang, không kéo rơmóc
Thay các giá trị của FZ1, FZ2 ở (1.3) vào (1.4) ta được:
Trong đó : n1t , n2t - Hệ số phân bố tải trọng tĩnh lên các bánh xe cầu trước và cầu sau
2.2.2 Xe chuyển động ổn định trên đường nằm ngang, không kéo rơmóc
Thay các giá trị FZ1, FZ2 ở biểu thức (1.1) vào (1.4) ta được
Trong đó : n1k , n2k - Hệ số phân bố tải trọng lên các bánh xe trước và sau khi xe chuyển động tịnh tiến
2.2.3 Xe đang phanh trên đường nằm ngang không kéo rơmóc
Thay các giá trị FZ1, FZ2 ở biểu thức (1.2) vào (1.4) ta được
Trong đó: n1p , n2p - Hệ số phân bố tải trọng ra cầu trước và cầu sau khi phanh xe
Fj - Lực quán tính của ô tô khi phanh
Qua các trường hợp nghiên cứu trên ta có nhận xét sau:
- Sự phân bố tải trọng lên các bánh xe phụ thuộc vào tọa độ trọng tâm của xe
- Tọa độ trọng tâm của xe ảnh hưởng tới chất lượng bám của bánh xe với mặt đường, cũng như tính ổn định và tính dẫn hướng của xe
- Khi phanh ô tô, lực quán tính hướng về phía trước nên phản lực tác dụng lên cầu trước lớn hơn cầu sau
- Đối với ô tô du lịch, thông thường : FZ1=FZ2= 0,5G
- Đối với xe tải, thông thường : FZ2 = (0,7 0,75)G
Hệ số thay đổi tải trọng lên các bánh xe của ô tô
Khi xe di chuyển, tải trọng tác động lên các bánh xe ở cầu trước và cầu sau thay đổi liên tục do trạng thái và điều kiện chuyển động Để hiểu rõ sự biến đổi này, chúng ta cần xem xét khái niệm hệ số thay đổi tải trọng, hay còn gọi là hệ số thay đổi phản lực, nhằm so sánh tải trọng động với tải trọng tĩnh khi xe đứng yên trên đường nằm ngang.
- Trong đó : m1, m2 – Hệ số thay đổi tải trọng lên các bánh xe ở cầu trước và cầu sau
FZ1d, FZ2d– Tải trọng động tác dụng lên các bánh xe ở cầu trước và cầu sau
FZ1t, FZ2t– Tải trọng tĩnh tác dụng lên các bánh xe ở cầu trước và cầu sau
Khi xe tăng tốc ( hoặc lên dốc, hoặc chuyển động ngược chiều gió) thì m1 < 1, m2 >1 và sẽ được kí hiệu là m1k, m2k
Khi xe đang phanh (hoặc xuống dốc, hoặc chuyển động thuận chiều gió) thì m1 > 1, m2
< 1 và sẽ được ký hiệu là m1p , m2p
Các hệ số m1, m2 được sử dụng thường xuyên khi tính toán các hệ thống phanh, treo, lái và các cầu xe
Tính ổn định của ô tô được xác định bởi cách phân bố tải trọng lên các cầu xe, trong khi khả năng bám đường phụ thuộc vào phản lực thẳng góc từ mặt đường tác động lên bánh xe và hệ số bám giữa bánh xe và bề mặt đường.
Khi xe di chuyển, các phản lực thẳng góc tác động lên bánh xe sẽ thay đổi theo trạng thái và điều kiện di chuyển Giá trị của những phản lực này có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và ổn định của xe.
11 tiếp đến các chỉ tiêu kỹ thuật của ô tô như : khả năng kéo và bám, chất lượng phanh, tính ổn định và tuổi thọ các chi tiết
NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỰ THAY ĐỔI TẢI TRỌNG VÀ GÓC NGHIÊNG DỌC CỦA THÙNG XE KHI XE CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CÓ GIA TỐC VÀ GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH CỦA THÙNG XE TRONG MẶT PHẲNG DỌC VỚI SƠ ĐỒ HAI KHỐI LƯỢNG
Các phương trình cân bằng
Tại trọng tâm thùng xe có: trọng lượng G và lực quán tính m.d
Tại tâm bánh xe có các lực tác dụng:
Gia tốc tịnh tiến d>0 khi tăng tốc ,d
