ĐỀ CƯƠNG môn LÝ THUYẾT Ô TÔ

CÂU 1: Các chế độ làm việc của động cơ Chế độ chạy không _ Khi ô tô chưa chuyển động. Bướm ga tay thước NL ở vị trí thấp nhất Chế độ toàn tải _ Khi ô tô chạy với tốc độ và tải trọng cao, công suất ĐC ở mức cao nhất Bướm ga tay thước NL ở vị trí cao nhất Chế độ không toàn tải _ Khi ô tô chạy với tốc độ và tải trọng trung bình, công suất ĐC ở mức tru ng bình Bướm ga tay thước NL ở vị trí trung bình. Kn Đường đặc tính tốc độ (ĐTTĐ): là các đồ thị chỉ sự phụ thuộc của công suất Ne, mô men xoắn có ích Me, tiêu hao nhiên liệu trong 1h G và suất tiêu hao nhiên liệu ge theo số vòng quay n hoặc tốc độ góc của trục khủy. Đường ĐTTĐ nhận được bằng cách thí nghiệm động cơ trên bệ thử Có hai loại đường ĐTTĐ của động cơ: Đường ĐTTĐ cục bộ: có được khi bướm ga hoặc thanh răng ở vị trí trung gian bất kỳ. Đường ĐTTĐ ngoài: có được khi bướm ga hoặc thanh răng ở vị trí mở hoàn toàn

CHƯƠNG 1: LỰC VÀ MÔ MEN TÁC ĐỘNG LÊN Ô TÔ TRONG CHUYỂN

ĐỘNG CÂU 1:

Các chế độ làm việc của động cơ

- Chế độ chạy không _ Khi ô tô chưa chuyển động Bướm ga/ tay thước NL ở vị trí thấp nhất

- Chế độ toàn tải _ Khi ô tô chạy với tốc độ và tải trọng cao, công suất ĐC ở mức cao nhất - Bướm ga/ tay thước NL ở vị trí cao nhất

- Chế độ không toàn tải _ Khi ô tô chạy với tốc độ và tải trọng trung bình, công suất ĐC ở mức tru ng bình - Bướm ga/ tay thước NL ở vị trí trung bình

K/n Đường đặc tính tốc độ (ĐTTĐ): là các đồ thị chỉ sự phụ thuộc của công suất

Ne, mô men xoắn có ích Me, tiêu hao nhiên liệu trong 1h G và suất tiêu hao nhiên

liệu ge theo số vòng quay n hoặc tốc độ góc của trục khủy Đường ĐTTĐ nhận được bằng cách thí nghiệm động cơ trên bệ thử

Có hai loại đường ĐTTĐ của động cơ:

- Đường ĐTTĐ cục bộ: có được khi bướm ga hoặc thanh răng ở vị trí trung gian bất kỳ

- Đường ĐTTĐ ngoài: có được khi bướm ga hoặc thanh răng ở vị trí mở hoàn toàn

-CÂU 2:

Phân tích lực kéo tuyến tính tại các bánh xe chủ động:

- Công suất của động cơ truyền đến bánh xe chủ động qua hệ thống truyền lực gây ra mô men xoắn

- Mô men xoắn của bánh chủ động tác dụng vào mặt đường lực P ngược chiều chuyển động => mặt đất tác dụng tương hỗ lên bánh xe lực

Pk =P cùng chiều chuyển động Lực này là lực kéo tiếp tuyến

- Pk = Mk/rk

- Lực Pk thắng lực cản chuyển động để tiến về phía trước

Điều kiện để ô tô chuyển động:

Để cho ôtô có thể chuyển động được mà không bị trượt quay thì lực kéo tiếp tuyến sinh ra ở vùng tiếp xúc giữa bánh xe chủ động và mặt đường phải lớn hơn hoặc bằng tổng các lực cản chuyển động, nhưng phải nhỏ hơn và bằng lực bám giữa bánh xe vớimặt đường:

kM

v

kM

v

CÂU 4:

Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số bám và giá trị của hệ số bám

Để ôtô chuyển động được thì ở vùng tiếp xúc bánh xe và mặt đường phải có độ bám nhất định, đặc trưng bằng hệ số bám

Hệ số bám  giữa bánh xe chủ động với mặt đường là tỷ số lực kéo tiếp tuyến cực đại/ Tải trọng thẳng đứng lên bánh xe chủ động (Thường gọi là trọng lượng bám G)

Hệ số bám  phụ thuộc vào nguyên liệu mặt đường và bề mặt lốp, tình trạng mặt đường ( khô, ướt, nhẵn, nhám, sạch, bẩn v.v ), kết cấu hoa lốp, điều kiện sử dụng khác như tải trọng tác dụng lên bánh xe, áp suất trong lốp, tốc độ ôtô nhất là phụ

thuộc vào độ trượt giữa bánh xe chủ động với mặt đường

Ví dụ: để tăng lực bám P có thể:

- Dùng lốp có vấu cao nhằm tăng hệ số bám 

- Dùng nhiều cầu chủ động để sử dụng toàn bộ trọng lượng của ô tô làm trọng lg bám

CÂU 5:

Hình I-5 trình bày lực mômen tác dụng lên ôtô tăng tốc lên dốc với ký hiệu:

• G- trọng lượng toàn bộ ôtô;

• Z1, Z2 – phản lực pháp tuyến mặt đường lên bánh xe cầu trước và sau;

• Mf1, Mf2 – mômen cản lăn tương ứng ở bánh xe chủ động và bị động;

Khi ôtô chuyển động sẽ có các cản sau đây tác lực dụng:

• Lực cản lăn;

- Phương: song song mặt đường

- Chiều: ngược chiều chuyển động

- Lực cản lăn sinh ra do biến dạng lốp và đường, do sự tạo thành vết bánh

xe trên đường và do sự ma sát ở bề mặt tiếp xúc giữa lốp và đường

- Coi lực cản là ngoại lực tác dụng lên bánh xe và xác định theo công thức:

Pf1 = f1Z1 Pf2 = f2Z2 (I-17)

ở đây: f1, f2 – hệ số cản lăn tương ứng ở bánh trước và bánh sau

Lực cản lăn của ôtô Pf sẽ là:

Pf= Pf1 +Pf2 (I-18)Nếu coi hệ cản lăn ở bánh trước f1 và ở bánh sau f2 như nhau, ta có:

Khi chuyển động có lực cản K khí P tác dụng tại tâm diện tích cản chính diện

ở đây: K- hệ số cản không khí, phụ thuộc hình dạng, bề mặt ô tô, mật độ K khí

F – diện tích cản chính diện của ôtô (m2)

v0) – tốc độ tương đối giữa ôtô và không khí, m/sTốc độ tưong đối v0) của ôtô sẽ bằng: v0) = v  vg (I-29)

ở đây: v – vận tốc ôtô;

vg – vận tốc của gió;

4 Lực quán tính của ô tô

Khi ôtô chuyển động không ổn định sẽ xuất hiện lực quán tính Pj gồm :

- Lực quán tính do gia tốc các khối lượng chuyển động tịnh tiến = P’j

- Lực quán tính do gia tốc các khối lượng chuyển động quay P”j

Pj = Pj ’ + Pj ” (I- 34)Lực quán tính tịnh tiến Pj ’được xác định theo biểu thức:

Khi ôtô kéo moóc thì lực cản ở móc kéo Pm (Hình I-5) hướng theo phương nằm

ngang được xác định như sau:

Trong đó:

• Q- trọng lượng toàn bộ của một moóc;

• n- số lượng moóc được kéo theo sau;

• - hệ số cản tổng cộng của đường;

Chương 2 ĐỘNG LỰC HỌC TỔNG QUÁT CỦA Ô TÔ CÂU 1:

1 Các loại bán kính bánh xe

a/ Bán kính thiết kế (ro):

là bán kính dùng khi thiết kế, dựa theo tiêu chuẩn

Đơn vị thường dùng là Inch (1inch =25,4mm)

b/ Bán kính tĩnh (rt)

Là bán kính thực, đo từ tâm B xe đến mặt đường, khi xe có tải, đứng yên

c/ Bán kính động lực học (rd):

Là bán kính thực, đo từ tâm B xe đến mặt đường, khi xe có tải, chuyển động

Trị số bán kỉnh rđ phụ thuộc vào áp suất lốp p, tải trọng Q, momen Mx, Mp

a ĐLH bánh xe Đàn hồi lăn trên mặt đường Cứng

Các lực & momen từ đường  lên Bánh xe:

Gb1: Trọng lượng lên Bxe

PX : Lực đẩy từ khung

Pf1 : Phản lực tiếp tuyến (chính là lực ma sát

cản lăn)

Mms : Momen ma sát trong ổ trục Bánh xe

Mj : Momen quán tính của khối lượng Bánh

xe khi V thay đổi

b ĐLH bánh xe Cứng lăn trên mặt đường Bién dạng

• Bánh xe không biến dạng, Đường biến dạng, biến dạng của đường nhiều hơn của Bánh xe trong trường hợp trên (BX mềm / Đường cứng)

• Lực và momen tác động như trường hợp trên

• Cách xác định Lực và Hệ số cản lăn tương tự như trên

(Trong trường hợp này, độ biến dạng đường lớn hơn của bán xe trong trường hợp trên

 hệ số f1 lớn hơn)

2.2.3 ĐLH bánh xe Đàn hồi lăn trên mặt đường Biến dạng

• Bánh xe và Đường cùng biến dạng, là trường hợp thường gặp trong thực tế

• Lực và momen tác động như trường hợp đầu (BX mềm / Đường cứng)

• Cách xác định Lực và Hệ số cản lăn cũng tương tự trường hợp đầu

Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số cản lăn_VD:

Hệ số cản lăn phụ thuộc rát nhiều vào sự biến dạng của bánh xe và mặt đường, do vậy phụ vào:

• Tính cơ lý và trạng thái của mặt đường Mức độ biến dạng của đường ảnh hưởng đến hs cản lăn

• Tải trọng tác động lên bánh xe Gb Tải trọng tăng làm biến dạng hướng kính lốp

xe nên hệ số cản lăn và lực cản lăn tăng

• Vật liệu chế tạo và áp suất khí trong lốp

• Momen xoắn tác động lên bánh xe MK MK càng lớn => hs cản lăn tăng

• Tốc độ xe

Các yếu tố gây biến dạng ngang bánh xe: Lực ngang Py, góc nghiêng bánh xe với mặt đường

CÂU 4: Phương pháp xác định phản lực mặt phẳng ngang

1 Tr hợp tổng quát: Ô tô quay vòng trên đường nằm ngang

(II-33)

Lập phương trình cân bằng momen với điểm B (B là giao điểm mặt đường / MP đứngqua trục bánh trước / MP vuông góc mặt đường, qua trục dọc xe) ta được

(II-34)

trong đó:

Y1 : Phản lực ngang của đường tác dụng lên các bánh xe trước

Y2 : Phản lực ngang của đường tác dụng lên các bánh xe sau

lm : Khoảng cách móc kéo moóc đến A (đến trục bánh xe sau)

Lập phương trình cân bằng momen tại O1, sẽ có:

(II-31)

Lập phương trình cân bằng momen tại O2, sẽ có:

2

O 1

B

Y

’ 1

P

m

Chương 3 TÍNH TOÁN SỨC KÉO

CỦA Ô TÔ CÂU 1:

LẬP PHƯƠNG trình cân bằng công suất:

Phương trình cân bằng công suất của ô tô

Là PT cân bằng công suất sinh ra của động cơ và các công suất cản của ôtô:

ở đây: t – là hiệu suất truyền động :

Phương trình (III-2) là phương trình cân bằng công suất ô tô, có thể biến đổi:

- Tung độ giữa đường tổng công suất cản N và trục hoành OX ứng với

công suất tiêu hao (khắc phục sức cản của mặt đường và không khí)

- Tung độ giữa đường cong N+N và đường cong Nk là công suất dự trữ

của ô tô Nd

- Giao điểm A giữa đường cong công suất Nk và đường cong N +N

chiếu xuống trục hoành là vận tốc max Vmax

- Vận tốc lớn nhất chỉ đạt được khi chuyển động trên đường bằng và bướm

ga mở hết ( hoặc thanh răng nhiên liệu bơm cao áp kéo hết) và ở tỷ số truyền cao nhất

CÂU 2:

Thiết lập pt cân bằng lực kéo của ô tô:

Lực kéo tiếp tuyến bánh chủ động được dùng để khắc phục lực cản

Phương trình cân bằng lực kéo của ôtô

Pk =Pf  Pi +P  Pj (III-9)

Pk -Lực kéo tiếp tuyến phát ra tại các bánh chủ động

Pf -Lực cản lăn

Pi -Lực cản dốc

W - Nhân tố cản không khí của ô tô

δj - Hệ số tính đến momen quán tính các chi tiết quay

Tại chương 1 ta đã sử dụng khái niệm lực cản của đường P

P= Pf  Pi P= f.G.cos  G.sin=G.(f.cos sin)  = f.cos sin = f  i

(Do  nhỏ nên coi như cos =1 và sin = tg  =1 )

Ý nghĩa:

- Đường cong lực kéo Pkn= f(v) và đường cong lực cản P +P =f(v) cắt

nhau tại A, ứng với vận tốc lớn nhất Vmax trong điều kiện chuyển động đã cho

- Tương ứng với các vận tốc Vn nào sẽ có: tung độ nằm giữa các đường Pk

và đường P +P =f(v) là lực kéo dư (ký hiệu Pd) để tang vận tốc ô tô hoặc lên dốc với độ dốc tang

- Tại A thì V đặt Max ( ở tỷ số truyền cao nhất ) nhưng ô tô ko còn khả năng

tang tốc và khắc phục độ dốc cao hơn

- Nếu chuyển động trên đường bằng lực cản tổng cộng là Pf +P

- Khu vực các đường lực kéo Pk dưới đường lực bám P là khu vực chuyển

động không trượt quay Và ngược lại

-Phạm vi sử dụng:

- Sử dụng có thể xác định được các chỉ tiêu động lực học của ô tô khi chuyển

động ổn định

- D thể hiện khả năng thắng lực cản tổng cộng của đường và gia tốc

- Khi j= i = 0) thì D = f; nếu số truyền cao nhất + động cơ toàn tải =>

- Nếu tính đến trượt quay thì D bị giới hạn bởi điều kiện bám

P ≥ Pk max hay: m..G ≥ Pk max

- Nhân tố động lực học tính toán theo điều kiện bám như sau

- Để ôtô không trượt quay trong thời gian dài thì D phải thoả mãn:

D ≥ D (III-19)

- Kết hợp (III-17) và (III-19), để duy chì chuyển động ổn đinh thì:

D ≥ D ≥ 

Ý nghĩa và phạm vi sử dụng Đồ thị nhân tố động lực học

Đồ thị biểu thi mqh phụ thuộc giữa nhân tố động lực học D VÀ VẬN TỐC chuyển

động của ô tô V khi oto đầy tải và ở chế độ toàn tải

D= P k−P ω

G =(M e i t η t

r b −W v

2). 1

a) Xác định vận tốc lớn nhất của ôtô (vmax)

- Khi ô tô chuyển động đều thì giao điểm đường nhân tố D ở các số truyền

lớn nhất sẽ ứng với vận tốc max

- Nếu đường D hoàn toàn trên đg hệ số cản tổng cộng 1 thì ô tô chuyển

động ko ổn định ( đang ở chế độ toàn tải, thừa D = > tang tốc ) => giảm ga hoặc sang số cao hơn

- TH chuyển động đề trên đường tốt, nằm ngang, hs cản tổng cộng bằng hệ

số cản lăn ( = f) => giao điểm A ứng với Vmax ( ở tỷ số truyền max và toàn tải)

b) Xác định độ dốc lớn nhất mà ôtô có thể khắc phục được

- Chuyển động đều D =  (=f+i), => độ dốc lớn nhất có thể khắc phục ở vận

tốc cho trước imax = D – f =  - f

c) Xác định gia tốc J của ôtô

có thể xác định gia tốc ở 1 tỷ số truyền với V và  đã biết

j= dv

dt=(D−ψ).

g

δ i D=Ψ + δ i

g j

d) Xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ôtô

*Z xác định thời gian tang tốc của ô tô:

Từ biểu thức

Suy ra

- Thời gian tăng tốc từ v1 đến v2 là

-

*Xác định quãng đường tăng tốc S

CÂU 4: ảnh hưởng của thong số kết cấu đến đặc tính động lực học:

1 ảnh hưởng của tỷ số truyền lực chính io

 khi i0) tăng

- D tăng => khả năng thắng lực cản tang

- V giảm => ne/S (số vòng quay trục đ.cơ / 1 đv quãng đường ) tăng => tiêu

hao nhiên liệu tang

M e i0.i h i p η t

r b −W v

2

G

Khi tỷ số truyền io giảm (từ 5,5  3,5), vận tốc V tăng lên , nhưng khoảng

cách đường công suất động cơ Ne với đường cản Nf+Nw (tức ∆D) giảm

2- Ảnh hưởng của số lượng số truyền trong hộp số

So sánh 2 đồ thị dưới:

- Khi 2 ô tô cđ trên đg có cùng hệ số cản => Vmax ở xe 4 số > Vmax ở xe 3

số

Chương 4: tính kinh tế CÂU 1:

1 PT tiêu hao nhiên liệu của động cơ:

- Tính kt phụ thuộc vào động cơ, tình trạng đg , kỹ năng lái xe

GT= Q ρn

t

Trong đó: t: thời gian làm việc của đc

Q: mức tiêu hao nhiên liệu ( lit)

- Đánh giá tính tiêu hao NL qua suất tiêu hao nhiên liệu có ích

- Mức tiêu hao nhiên liệu trên đơn vị quãng đường

2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính kinh tế VD

- Tiêu hao nhiên liệu riêng ge: khi kết cấu ô tô hoàn chỉnh tốt => ge thấp =>

qd thấp

- Tổng các lực cản P: khi đường xấu, gió lớn, tăng giảm tốc, phanh nhiều =>

qd tăng

- Suất THNL có ích ge giảm => mức tiêu hao NL theo tải trọng giảm

- Hiệu suất truyền động tăng => mức tiêu hao NL theo tải trọng giảm

- P, P và Pj giảm => mức tiêu hao NL giảm

G r

f a

G Z

L

h P P

G r

f b

G Z

g j

b

g j

b

).

sin ( ) (

cos

).

sin ( ) (

cos

h

P h

Pp

Z1

2Z

2O

2Z

t

P  2  cos  g sin 

a tg

g

m m Lat

ĐK TRƯỢT: P m Gm sin 

=>

) (

) (

.

m

h L

G

G

a tg

CÂU 1:

CÁC PHƯƠNG PHÁP QUAY VÒNG:

- Xoay các bánh xe phía trước hoặc cả trước + sau

- Môn men đến các bánh phía ngoài lớn hơn + phanh phía trong đường cong

- Sử dụng khung gập + các biện pháp trên

CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ ĐỘNG LỰC HỌC QUAY VÒNG

1 VẬN TỐC, Gia tốc góc của trọng tâm ô tô

L

R L

v dt

dv R

- Gia tốc tiếp tuyến của xe:

) (J b.

d b.

R.

JdOC  2    Jy





3 LỰC QUÁN TÍNH KHI QUAY VÒNG:

Khi ô tô chuyển động tròn đều

2

2Jx

2

jy 

CÂU 2:

1 ẢNH HƯỞNG ĐỘ ĐÀN HỒI CỦA LỐP ĐẾN TÍNH NĂNG QUAY VÒNG:

- Khi quay vòng lốp bị biến dạng ngang

 Vết tiếp xúc của bánh xe và đất bị lệch đi góc 

 Hướng lăn bị lệch đi góc 

- Đồ thị quan hệ Phản lực bên Yb với góc lệch bên δ của lốp

Góc lệch bên  tăng cùng chiều với phản lực ngang Yb của đường

2 quay vòng đủ, thừa, thiếu:

bán kính quay vòng R    2  1

L R

- quay vòng đủ: 1=2: để giữ xe chuyển động thẳng khi có lực bên tác

dụng=> ng lái quay vành tay lái sao cho xe lệch khỏi trục đg góc =1=2

- quay thiếu vòng: 1>2: xe tự giữ được hướng cđ thẳng nhờ lực ly tâm Pjy

- quay thừa vòng: 1<2: xe mất khả năng chuyể động thẳng ổn định vì chiều

lực ly tâm trùng với chiều lực tác động

+ khi vận tốc tăng => tăng sự mất ổn định

+ để tránh lật xe => nhanh chóng đánh lái theo chiều ngc lại chiều xe bị lệch để mở rộng bán kính quay vòng

CÂU 3:

1 TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA BÁNH DẪN HƯỚNG là:

- Giữ đk góc xoay của bánh lái ổn định khi quay vòng

- Tự trở lại vị trí cđ thẳng khi hết quay vòng( khi ng lái thôi tác động lực giữ

vô lăng)

- Khi đi trên đg thẳng, ng lái ko cần giữ vô lăng xe vẫn chạy thẳng.

2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính ổn định: tính ổn định đk duy trì bởi các Momen sinh ra bởi

- Độ nghiêng ngang của trục đứng bánh dẫn hướng

- Độ nghiêng dọc của trục đứng bánh DH

- Độ chụm của BDH

- Góc doãng

- Độ đàn hồi của lốp theo hướng ngang

3 Các biện pháp nâng cao tính ổn định

3.1 Momen nghiêng ngang trục đứng

- Trong nặt phẳng ngang, khi có góc lái α , lực Z.sin chia ra 2 phần theo α

Mz = Z.sin.sinα tạo cu hướng quay bxe quan trục đứng, về phía trung gian

Nếu có lực ngang Yb => biến dạng bxe tại vết tiếp xúc vs đường => nếu quay trục

đứng của bxe lệch góc  về phía sau khi đó có độ lệch C => xuất hiện momen

.

gian mome Myy không phụ thuộc giá trị góc lái α

- Momen độ đàn hồi của bánh xe

+ do biến dạng phía sau nhiều hơn => tâm tổng hợp lực Yb lệch về sau đoạn S => xuất hiện momen ổn định My=Yb.S => xoay bánh xe ngược theochiều góc lệch δ

3.3 góc zoẵng bánh dẫn hướng 

TÁC DỤNG:

- ngăn bánh xe nghiêng ngc lại do trọng lg của b.xe

- tạo lực chiều trục do trọng lg G, chống lại phần lực

Z.sin.cosα do góc nghiêng trục ngang hướng trục

r

M

P 

- Bị giới hạn bởi lực bám

jb f

p b

jb f

p p

r

M

M P

r

M M

M

- YÊU CẦU: lực kéo < lực phanh < lực bám

CÂU 2:

ĐIỀU KIỆN ĐỂ PHANH TỐI ƯU:

Xét ô tô phanh trên đường ngang

1 2

1 2

Z P

P P

P

b

b p

p

h P a G

h P b G P

P

.

.

g p

p

h a

h

b h

G a

G

h G

b

G P

P

.

.

.

.