Tính dẫn hướng, động lực học của ô tô

1 Động học, động lực học quay vòng của ô tô 5 1 1 Điều kiện để ô tô quay vòng đúng Để đảm bảo các bánh xe không bị trượt lết, trượt quay khi chuyển hướng  đường vuông góc với các véc tơ vận tốc của các bánh xe phải cùng đi qua một điểm (tâm quay vòng tức thời của ô tô) O v1ng v1tr v2tr v2ng a1 a2 B L a1 góc quay của bánh xe dẫn hướng phía ngoài a2 góc quay của bánh xe dẫn hướng phía trong B khoảng cách đường tâm hai trụ đứng; L chiều dài cơ sở Điều kiện quay vòng đúng.

5.1 Động học, động lực học quay vòng của ô tô

5.1.1 Điều kiện để ô tô quay vòng đúng

Để đảm bảo các bánh xe không bị trượt lết, trượt quay khi

chuyển hướng  đường vuông góc

với các véc tơ vận tốc của các bánh xe

phải cùng đi qua một điểm (tâm quay

vòng tức thời của ô tô)

O

v1ng

v2ng

a1

a2

B

L

a1: góc quay của bánh xe dẫn hướng

phía ngoài

a2: góc quay của bánh xe dẫn hướng

phía trong

B: khoảng cách đường tâm hai trụ

đứng; L: chiều dài cơ sở

L

a  a 

A

R

5.1 Động học, động lực học quay vòng của ô tô

5.1.2 Vận tốc, gia tốc của ô tô khi quay vòng

a: góc quay trung bình của các BXDH

a

O

v1ng

v2ng

a1

a2

B

L

A

R

tan

L R

a



w

w, e : vận tốc góc, gia tốc góc của ô tô

khi quay vòng

e

v

v: vận tốc tịnh tiến của tâm trục cầu sau

v R



Vận tốc góc:

Gia tốc góc: d

dt

w

cos

a

2 2

a 



2 2

a

5.1 Động học, động lực học quay vòng của ô tô

5.1.2 Vận tốc, gia tốc của ô tô khi quay vòng

Ô tô chuyển động song phẳng với

tâm vận tốc tức thời O

a

O

v1ng

v2ng

a1

a2

B

L

A

R

w e

v

C

C: trọng tâm của ô tô

5.1 Động học, động lực học quay vòng của ô tô

5.1.2 Vận tốc, gia tốc của ô tô khi quay vòng

Sơ đồ tính gia tốc của ô tô

O

j

uur

Gia tốc của O:

O

A

R

w e

C

b

v

O

j

uur

n AO

j

uuur

t AO

j

uuur

t CA

j

uuur

n CA

j

uuur

Gia tốc của A:

AO AO

A O

uur uur

.

AO

t

.

AO

n v

Gia tốc của C: uur jC  uur jA  uuur jCA t  uuur jCA n uur jy

x

j

uur

.

CA

t

.

CA

n

j  b w

Phân tích: uur jC  uur jx  uur jy

AO CA

x Ox

Ox

AO CA

n t

y Oy

Oy

5.1 Động học, động lực học quay vòng của ô tô

5.1.2 Vận tốc, gia tốc của ô tô khi quay vòng

Gia tốc của trọng tâm theo phương dọc:

O

A

R

w e

C

b

v

O

j

uur

n AO

j

uuur

t AO

j

uuur

t CA

j

uuur

n CA

j

uuur

y j

uur

x

j

uur 2

x Ox

j  j  R e  b w

2

y Oy

j  j  R w  b e

Gia tốc của trọng tâm theo phương ngang:

Khi ô tô chuyển động đều (v = const) với

quỹ đạo tròn (jO = 0, R = const, e = 0) ta có:

2 2

2

x

v

R

w

2 2

.

y

v

R

w

(có chiều ngược với hình vẽ)

5.1 Động học, động lực học quay vòng của ô tô

5.1.3 Lực quán tính tác dụng lên ô tô khi quay vòng

Lực quán tính theo phương dọc:

O

A

R

w e

C

b

O

j

uur

y j

uur

x

j

uur

.

G

g



jy y

G

g



Lực quán tính theo phương ngang:

Khi ô tô chuyển động đều (v = const) với

quỹ đạo tròn (jO = 0, R = const, e = 0) ta có:

2

2

.

x

v

R



2 2

.

y

v

R

w

jx

P

uur

jy

P

uur

2

2

.

jx

Gb v P

2

.

jy

G v P

g R

(có chiều ngược với hình vẽ)

5.2 Ảnh hưởng của độ đàn hồi của lốp tới tính năng quay vòng của ô tô

5.2.1 Sự lăn lệch của bánh xe dưới tác dụng của lực ngang

Khi bánh xe chỉ chịu tác dụng của các lực trong mặt phẳng thẳng đứng,

hướng chuyển động của bánh xe so với

mặt phẳng quay như thế nào?

Véc tơ vận tốc tịnh tiến nằm trong mặt phẳng quay  bánh xe giữ được

hướng chuyển động thẳng

5.2 Ảnh hưởng của độ đàn hồi của lốp tới tính năng quay vòng của ô tô

5.2.1 Sự lăn lệch của bánh xe dưới tác dụng của lực ngang

Khi bánh xe chỉ chịu tác dụng của lực ngang, véc

tơ vận tốc tịnh tiến của bánh

xe có nằm trong mặt phẳng

quay hay không?

Lốp bị biến dạng ngang,

ở vùng tiếp xúc, lốp bị trượt

không đều  véc tơ vận tốc

lệch khỏi mặt phẳng quay một

góc dl theo chiều của lực

ngang, gọi là góc lệch bên

5.2 Ảnh hưởng của độ đàn hồi của lốp tới tính năng quay vòng của ô tô

5.2.1 Sự lăn lệch của bánh xe dưới tác dụng của lực ngang

Góc lệch bên của bánh xe phụ

thuộc vào những yếu tố nào?

Quan hệ giữa góc lệch bên và

lực ngang Py:

y l

P

kd

kd : Hệ số cản lệch

Xe con: kd = 250 – 750 N/độ

Xe khách, xe tải:

kd = 1150 – 1650 N/độ

5.2 Ảnh hưởng của độ đàn hồi của lốp tới tính năng quay vòng của ô tô

5.2.2 Ảnh hưởng của góc lăn lệch đến tính năng quay vòng của ô tô

L

O

O1

R

R0

v2

v1

Pjy

d2

d1

a a  d

1

a  d1

d2

2

tan tan( l)

L R



Khi các góc có giá trị

nhỏ ta có:

2

( l )

L R

a d d



Công thức này đặc

trưng cho tính năng

quay vòng của ô tô

5.2 Ảnh hưởng của độ đàn hồi của lốp tới tính năng quay vòng của ô tô

5.2.2 Ảnh hưởng của góc lăn lệch đến tính năng quay vòng của ô tô

L

O

O1

R

R0

v2

v1

Pjy

d2

d1

a a  d

1

a  d1

d2

d1 = d2

Ô tô có tính năng

quay vòng định mức

 R = R0

Khi ô tô đang chuyển

động thẳng, nếu có lực

ngang P ng tác dụng thì

hướng chuyển động

của ô tô sẽ thay đổi thế

nào?

5.2 Ảnh hưởng của độ đàn hồi của lốp tới tính năng quay vòng của ô tô

5.2.2 Ảnh hưởng của góc lăn lệch đến tính năng quay vòng của ô tô

L

O

O1

R

R0

v2

v1

Pjy

d2

d1

a a  d

1

a  d1

d2

d1 < d2

Ô tô có tính năng

quay vòng thừa

 R < R0

Khi ô tô đang chuyển

động thẳng, nếu có lực

ngang P ng tác dụng thì

hướng chuyển động

của ô tô sẽ thay đổi thế

nào?

5.2 Ảnh hưởng của độ đàn hồi của lốp tới tính năng quay vòng của ô tô

5.2.2 Ảnh hưởng của góc lăn lệch đến tính năng quay vòng của ô tô

L

O

O1

R

R0

v2

v1

d2

d1

a a  d

1

a  d1

d2

d1 > d2

Ô tô có tính năng

quay vòng Thiếu

 R > R0

Khi ô tô đang chuyển

động thẳng, nếu có lực

ngang P ng tác dụng thì

hướng chuyển động

của ô tô sẽ thay đổi thế

nào?