Điều kiện động học quay vòng đúng: - Quay vòng đúng: là các bánh xe lăn không trượt trên đường - Tâm quay vòng tức thời nằm trên trục không dẫn hướng - Góc quay các bánh xe dẫn hướng k
Trang 1Bài 8: Xác Định Các Thông Số Kết Cấu Hệ Thống Lái ÔTô
I CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1 Điều kiện động học quay vòng đúng:
- Quay vòng đúng: là các bánh xe lăn không trượt trên đường
- Tâm quay vòng tức thời nằm trên trục không dẫn hướng
- Góc quay các bánh xe dẫn hướng khác nhau α2>α1
cotgα1 – cotagα2= 0
B L
Bán kính quay vòng tối thiểu:
Là bán kính cung tròn ( tưởng tượng) nhỏ nhất mà xe vạch ra khi đã đánh tay lái hết mức, bao gồm bán kính vòng nhỏ nhất phía trong ( Rqvt) và bán kính quay vòng nhỏ nhất phía ngoài (Rqvn)
2 Sự ổn định của bánh xe dẫn hướng:
Tính ổn định của các bánh xe dẫn hướng là khả năng giữ được vị trí ban đầu ứng với khi xe chuyển động thẳng và tự quay về vị trí này sau khi bị lệch Các nhân tố kết cấu sau đây đảm bảo tính ổn định của các bánh xe dẫn hướng:
a Góc nghiêng ngang của trục đứng quay cam ( king-pin):
Khi trục đứng được đặt nghiêng ngang một góc β thì phản lực thẳng đứng của đất Zb tác dụng lên bánh xe dẫn hướng của xe cũng sẽ được sử dụng để đảm bảo tính ổn định của bánh xe dẫn hướng
Do có độ nghiêng ngang β nên phản lực Zb từ đất được chia thành hai thành phần Zbsinβ và Zbcosβ ( đặt Zbsinβ=Z’)
Khi xe quay vòng, bánh dẫn hướng quay đi một góc α, lực Z’ lại phân ra làm hai thành phần Z’cosα và Z’sinα
Momen ổn định Z’lsinα có tác dụng hồi vị bánh xe, đưa nó về vị trí trung gian
Trang 2xe không lớn Momen này có ý nghĩa chủ yếu là làm cho các bánh xe dẫn hướng tự động quay về vị trí trung gian sau khi bị lệch đi một góc α
Khi quay vòng bánh xe dẫn hướng, momen ổn định Mzββ sẽ chống lại sự quay vòng, vì vậy cần phải tăng thêm lực tác dụng trên vành tay lái
Chú ý: góc nghiêng ngang trục đứng có giá trị từ 0÷8o
b Góc nghiêng dọc của trục đứng cam quay (caster):
- Caster là sự nghiêng về phía trước hoặc phía sau của trục Caster được đo bằng độ giữa trục đứng và phương thẳng đứng khi nhìn từ cạnh xe
- Nếu nghiêng về phía sau thì gọi là caster dương và ngược lại, nếu nghiêng về phía trước thì gọi là caster âm
- Khoảng cách từ giao điểm của đường tâm trục đứng tới mặt đất đến tâm vùng tiếp xúc lốp - đường được gọi là khoảng caster (rb)
- Dưới tác động của lực ly tâm khi xe vào đường vòng, lực gió bên hoặc thành phần bên của trọng lực khi xe chạy trên đường nghiêng, ở khu vực tiếp xúc của các bánh xe với mặt đường sẽ xuất hiện các phản lực bên Yb
- Khi trục quay đứng được đặt nghiêng về phía sau một góc γ so với chiều tiến của xe thì phản lực bên Yb của đường sẽ tạo với tâm tiếp xúc O một momen ổn định : MYγ=YbC
Momen này có xu hướng làm quay bánh xe về vị trí trung gian ban đầu khi
nó bị lệch khỏi vị trí này
Vì C=rbsinγ nên momen ổn định có thể viết dưới dạng như sau:
MYγ=Ybrbsinγ Khi quay vòng, người lái phải tạo ra một lực để khắc phục momen này, thông thường giá trị 0÷3o Momen ổn định MYγ không phụ thuộc vào góc quay vòng của bánh xe dẫn hướng
Trang 3c Độ đàn hồi của lốp theo hướng ngang:
Do điều kiện trong thí nghiệm không đủ khả năng thục hiện thí nghiệm này nên tài liệu không đề cập đến
d Góc doãng ( Camber):
Góc doãng có các công dụng như sau:
- Ngăn ngừa khả năng bánh xe bị nghiêng theo chiều ngược lại dưới
tác động của trọng lượng xe do các khe hở và sự biến dạng trong các chi tiết của trục trước và hệ thống treo trước
- Tạo nên thành phần chiều trục từ trọng lực xe chống lại lực
Zbsinβcosα và giữ cho bánh xe trên trục của cam quay
- Giảm cánh tay đòn C của phản lực tiếp tuyến đối với trục đứng, để
làm giảm tải trọng tác dụng lên dẫn động lái và giảm lực trên vành tay lái
- Khi bánh xe bị đặt nghiêng, nó có xu hướng lăn theo một cung tròn
với tâm quay là giao điểm của đường tâm bánh xe và mặt đường Điều này dẫn đến làm nảy sinh ở vùng tiếp xúc của bánh xe với mặt đường phản lực bên hướng về phía nghiêng của bánh xe Như vậy, lực cản lăn đối với bánh xe nghiêng và độ mài mòn của lốp sẽ tăng lên
Trang 4e Độ chụm:
Khi phía trước của bánh xe gần nhau hơn phía sau ( khi nhìn từ trên xuống ) thì gọi cặp bánh dẫn hướng đó có độ “chụm” và ngược lại là độ “mở”
Tác dụng chính của độ chụm: khi hiện tượng trượt và mòn lốp của bánh xe dẫn hướng do góc doảng gây ra
3 Sơ đồ hệ thống lái ôtô:
Trong đó:
1 Vành tay lái
2 Hộp tay lái
3 Đòn quay đứng
4 Đòn kéo dọc
5 Đòn quay ngang
Trang 5a Tỉ số truyền cơ cấu lái i cc : Là tỉ số của góc quay của vành bánh lái chia
cho góc quay của đòn quay đứng
b Tỉ số truyền động hệ thống lái i dd : Là tỉ số giữa góc quay trên vành tay
lái và góc quay bánh dẫn hướng
c Tỉ số truyền lực hệ thống lái i ht : Là trị số của tổng lực cản khi ôtô quay
vòng chia cho lực đặt trên vành tay lái
d Góc đặt bánh xe: Là trị số về các góc khi lắp đặt bánh xe dẫn hướng để
tạo ra mômen ổn định cho bánh xe dẫn hướng
II Số liệu thí nghiệm
Thông số động học của hệ thống lái ( đánh tay lái sang phải)
Lần 1
Góc quay vô lăng ɑ vl (độ)
Góc quay đòn quay đứng
ɑ đqđ (độ)
Góc quay bánh bên phải ɑ bxp
(độ)
Góc quay bánh bên trái ɑ bxt (độ)
Trang 6 Thông số động học của hệ thống lái ( đánh tay lái sangtrái)
Lần 1
Góc quay vô
lăng ɑ vl (độ)
Góc quay đòn quay đứng
ɑ đqđ (độ)
Góc quay bánh bên phải ɑ bxp
(độ)
Góc quay bánh bên trái ɑ bxt (độ)
Góc đặt của bánh xe dẫn hướng
Camber (độ) Caster ( độ)
Độ chụm (mm)
Trước = 490 505 - 490 = 15 Sau = 505
Trang 7III Kết quả thí nghiệm
Kết quả tính toán
STT Thông số Ký hiệu Đơn vị Bên phải Bên trái
4 Bán kính quay vòng nhỏ nhất R qvmin mm 7143.5 7149.1
5 Tỷ số truyền cơ cấu lái i cc
7 Tỷ số truyền dẫn động
8
Độ
15
IV Nhận xét
Qua thí nghiệm khảo sát hệ thống lái trên xe, cũng như biết được vai trò
và ảnh hưởng của các góc đặt bánh xe đến quá trình vận hành và sự mài mòn của lốp bánh xe Từ đó ta đặt ra các giải pháp để điều chỉnh các góc bánh xe một cách phù hợp
Do các thiết bị thí nghiệm đã lâu, các cơ cấu trên hệ thống thống lái của
xe có thể dẫn đến việc sai số khi tiến hành đo, cũng như thiết bị đo có độ sai lêch khá lớn, nên từ đó đưa đến kết quả đo bị ảnh hưởng