Bài giảng môn học: Lý thuyết ô tô (Dùng cho sinh viên ngành Cơ khí động lực)

T'T - Mô men kéo tại bánh xe chủ động khi chuyển động không đều; T'e - Mô men kéo tại trục khuỷu khi xe chuyển động không đều; it ; t - Tỷ số truyền và hiệu suất của hệ thống truyền lực[r]

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

BÀI GIẢNG MÔN HỌC

Trang 2

Biên soạn: TS Phan Minh Đức – Bộ môn Ô tô, khoa Cơ khí Giao thông 2

Trang 3

Mục lục

trang

Mục lục 3

1 MỞ ĐẦU 7

2 MOMEN XOẮN TẠI BÁNH XE CHỦ ĐỘNG 10

2.1 Sự truyền mô men từ động cơ đến bánh xe chủ động 10

2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến mô men xoắn tại bánh xe chủ động khi xe chuyển động ổn định 11

2.2.1 Mô men tại bánh đà động cơ 11

2.2.2 Tổn thất năng lượng trong hệ thống truyền lực 14

2.2.3 Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực 15

3 TƯƠNG TÁC GIỮA BÁNH XE VÀ MẶT ĐƯỜNG 19

3.1 Khái quát về tính chất cơ lý của mặt đường 19

3.2 Bánh xe ô tô 20

3.2.1 Cấu tạo lốp xe 20

3.2.2 Ký hiệu bánh xe 22

3.2.3 Các khái niệm bán kính bánh xe 24

3.3 Sự cản chuyển động của bánh xe 25

3.3.1 Nhân tố thuộc về lốp xe 25

3.3.2 Nhân tố thuộc về đường 31

3.3.3 Nhân tố do sự trượt 34

3.3.4 Sự bố trí bánh xe 36

3.3.5 Kết luận về các thành phần lực cản đối với bánh xe 37

3.4 Sự hình thành phản lực tại bánh xe 37

4 CÁC LỰC CẢN CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ 42

4.1 Lực cản lên dốc 42

4.2 Lực cản lăn 43

4.3 Lực cản không khí 44

4.4 Lực quán tính 46

4.4.1 Lực quán tính của các khối lượng chuyển động tịnh tiến 46

4.4.2 Lực quán tính của các khối lượng chuyển động quay 46

4.5 Lực cản ở móc kéo 49

4.6 Xác định phản lực pháp tuyến 50

4.6.1 Giá trị các phản lực pháp tuyến 50

4.6.2 Hệ số phân bố tải trọng trên các bánh xe 51

5 ĐỘNG LỰC HỌC KÉO 53

5.1 Cân bằng lực - Phương trình chuyển động của ô tô 53

5.2 Cân bằng công suất 55

5.2.1 Cân bằng công suất 55

5.2.2 Mức độ sử dụng công suất của động cơ 56

Trang 4

5.3 Đặc tính động lực của ô tô 58

5.3.1 Đặc tính động lực của ô tô khi hoạt động với tải định mức 58

5.3.2 Đặc tính động lực của ô tô khi tải trọng thay đổi 60

5.4 Sự tăng tốc ô tô 64

5.5 Ảnh hưởng của tỷ số truyền của truyền lực chính đến tính năng động lực và kinh tế nhiên liệu của ô tô 67

5.6 Ảnh hưởng của số cấp của hộp số đến khả năng động lực và kinh tế nhiên liệu của ô tô 68

5.7 Truyền động vô cấp 69

6 TÍNH TOÁN SỨC KÉO 70

6.1 Thông số cho trước 70

6.2 Thông số chọn 70

6.3 Thông số tính toán 71

6.3.1 Trọng lượng toàn bộ 71

6.3.2 Cỡ lốp 71

6.3.3 Chọn động cơ và xây dựng đặc tính ngoài 72

6.3.4 Tỷ số truyền của số truyền cao nhất của hộp số 73

6.3.5 Tỷ số truyền của truyền lực chính 74

6.3.6 Tỷ số truyền của số truyền thấp nhất của hộp số 74

6.3.7 Số cấp của hộp số và tỷ số truyền các số trung gian 75

6.3.8 Xác định các chỉ tiêu động lực và kinh tế nhiên liệu của ô tô 76

7 TÍNH KINH TẾ NHIÊN LIỆU CỦA Ô TÔ 77

7.1 Xác định tiêu hao nhiêu liệu 77

7.1.1 Phương pháp lý thuyết 77

7.1.2 Đo tiêu hao nhiên liệu 82

7.1.3 Các quy tắc đo tiêu hao nhiên liệu 83

7.2 Biện pháp giảm tiêu hao nhiên liệu 85

8 TÍNH CHẤT PHANH Ô TÔ 88

8.1 Khái niệm 88

8.2 Thực nghiệm đánh giá quá trình phanh 88

8.3 Thực nghiệm đánh giá quá trình phanh 90

8.3.1 Động lực học bánh xe khi phanh 90

8.3.2 Động lực học ô tô khi phanh 93

8.4 Các chỉ tiêu đánh giá quá trình phanh 94

8.5 Cơ sở lý thuyết phân bố lực phanh trên các trục bánh xe 97

8.5.1 Quan hệ lý tưởng về phân bố lực phanh trên các trục 97

8.5.2 Các biện pháp điều hòa lực phanh 99

8.6 Chống hãm cứng bánh xe khi phanh 103

9 TÍNH NĂNG DẪN HƯỚNG CỦA Ô TÔ 105

9.1 Khái niệm 105

9.2 Động học và động lực học quay vòng 105

9.2.1 Động học quay vòng 105

9.2.2 Động lực học quay vòng 107

Trang 5

9.3 Ảnh hưởng của độ đàn hồi ngang của lốp đến tính năng dẫn hướng111

9.4 Ảnh hưởng của sự dao động của bánh xe dẫn hướng 117

9.4.1 Sự mất cân bằng của bản thân bánh xe dẫn hướng 117

9.4.2 Sự kém tương thích giữa hệ thống treo và hệ thống lái 117

9.4.3 Hiệu ứng con quay 118

9.5 Sự ổn định của các bánh xe dẫn hướng 119

9.6 Sự bố trí các bánh xe dẫn hướng 124

10 TÍNH CHẤT ỔN ĐỊNH CỦA Ô TÔ 125

10.1 Tính ổn định của ô tô 125

10.1.1 Khái niệm 125

10.1.2 Xác định các điều kiện tới hạn theo ổn định ngang 125

10.1.3 Xác định các điều kiện tới hạn theo ổn định dọc 130

10.2 Sự ảnh hưởng bởi các điều kiện vận hành 130

10.3 Sự ảnh hưởng của hệ thống treo đến tính ổn định ô tô 132

11 TÍNH NĂNG CƠ ĐỘNG CỦA Ô TÔ 137

11.2 Các thông số ảnh hưởng tính cơ động của ô tô 137

11.2.1 Tính chất động lực của ô tô 138

11.2.2 Tính chất bám của lốp xe và mặt đường 138

11.2.3 Các thông số hình học của ô tô 143

11.2.4 Các thông số kết cấu 144

12 TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ 148

12.2 Thực nghiệm tính êm dịu chuyển động của ô tô 148

12.3 Các đặc trưng êm dịu chuyển động của ô tô 150

12.4 Dao động ô tô 153

12.5 Ảnh hưởng của các thông số đến sự dao động 158

12.5.1 Ảnh hưởng của lốp xe 158

12.5.2 Hệ thống treo độc lập 158

13 TÀI LIỆU THAM KHẢO 160

14 PHỤ LỤC 162

Trang 6

Biên soạn: TS Phan Minh Đức – Bộ môn Ô tô, khoa Cơ khí Giao thông

KÝ HIỆU và VIẾT TẮT

Trang 7

1 MỞ ĐẦU

Khoa học nghiên cứu về ô tô có mục đích nâng cao hiệu suất và giảm giá thành vận tải Điều đó có thể thực hiện bằng việc nâng cao vận tốc chuyển động trung bình của ô tô, giảm tiêu hao nhiên liệu, tăng tính an toàn chuyển động và tiện nghi cho người lái Sự thấu hiểu về nguyên lý động lực học ô tô là đặc biệt cần thiết cho việc thiết kế, cải tiến và đưa ra những kiểu ô tô mới cũng như lựa chọn đúng kiểu loại ô tô cho việc sử dụng Những kết luận lý thuyết tạo cơ sở vững chắc cho việc nâng cao hiệu suất cũng như tuổi thọ, độ bền của phương tiện

Môn học Lý thuyết ô tô xem xét đánh giá các nhân tố liên quan trực tiếp đến chuyển động của ô tô, bao gồm: đặc tính động lực học, tính kinh tế nhiên liệu, tính chất dẫn hướng, tính ổn định, khả năng cơ động, và tính êm dịu chuyển động Các nhân tố khác như độ bền, tính dễ sử dụng và bảo dưỡng,…vv không thuộc đối tượng nghiên cứu của môn học

Đặc tính động lực - Đặc tính động lực của ô tô được hiểu là khả năng

của nó chuyên chở được hàng hóa/ người ở tốc độ trung bình tối đa Đặc tính động lực học càng cao, thời gian vận chuyển càng thấp và do đó hiệu suất vận chuyển càng lớn Đặc tính động lực học của ô tô phụ thuộc vào khả năng kéo

và phanh của ô tô

Tính kinh tế nhiên liệu - Tính kinh tế nhiên liệu là sự tiêu hao nhiên

liệu cho đơn vị khối lượng/ công vận chuyển Những chi phí cho nhiên liệu tham gia vào một phần giá thành vận chuyển Do đó, chi phí nhiên liệu càng thấp sẽ dẫn đến chi phí vận hành thấp

Tính chất dẫn hướng - Tính chất dẫn hướng là thuộc tính của ô tô đảm

bảo hướng chuyển động theo yêu cầu của người lái Tính chất dẫn hướng ảnh hưởng rất lớn đến tính an toàn chuyển động

Tính ổn định - Tính ổn định là thuộc tính của ô tô giữ được hướng

chuyển động và chống lại các lực có xu hướng gây chệch hướng hoặc lật đổ nó Tính ổn định, cùng với tính dẫn hướng và phanh đảm bảo tính an toàn chuyển

Trang 8

động của ô tô Tính ổn định được xem là tốt khi ô tô có khả năng hoạt động với vận tốc lớn ở đường trơn trượt

Khả năng cơ động - Khả năng cơ động là thuộc tính ô tô có thể hoạt

động trong nhiều loại đường sá khắc nghiệt (có tuyết, bùn lầy, hoặc lội nước…) Khả năng cơ động là rất quan trọng đối với các ô tô phục vụ nông nghiệp, lâm nghiệp, công trường, …

Tính êm dịu - Tính êm dịu chuyển động là khả năng ô tô chuyển động

trên đường không bằng phẳng mà thân xe không bị xóc nẩy mạnh Vận tốc trung bình, tiêu hao nhiên liệu, tải trọng, tiện nghi cho hành khách phụ thuộc vào tính êm dịu của ô tô

Tuy rằng những tính chất nói trên sẽ được xem xét đánh giá riêng, chúng có liên quan chặt chẽ với nhau Bất cứ sự thay đổi nào trong thiết kế đối với một nhân tố, sẽ dẫn đến sự thay đổi ở tất cả các nhân tố khác Tính ổn định

có thể được nâng cao bằng cách giảm chiều cao trọng tâm ô tô, mặc dầu nó dẫn đến sự giảm tính năng cơ động Vận tốc của ô tô chủ yếu phụ thuộc vào khả năng động lực của nó, nhưng trên đường trơn trượt nó thường được giảm để đảm bảo tính ổn định và trên đường không bằng phẳng, đảm bảo tính êm dịu Tăng vận tốc chuyển động trung bình đòi hỏi tăng động lực của ô tô, nhưng đi đôi với việc tăng tiêu hao nhiên liệu

Những yêu cầu trái ngược đối với một ô tô đòi hỏi người thiết kế phải xác định sự thỏa hiệp, cân bằng giữa tính năng cần tăng cường cho một mục đích của ô tô trong khi giảm thiểu những tính năng khác kém quan trong hơn

Do đó, sự đánh giá ô tô cần được xem xét một cách toàn diện; tất cả các tính năng của nó

Kỹ thuật ô tô hiện nay cho phép có thể thiết kế và sản xuất ô tô có thể vận hành trong bất kỳ điều kiện nào Mặt khác, điều này bị ngăn trở bởi quy

mô dây chuyền sản xuất ô tô mà nó được phân biệt bởi một số hữu hạn kiểu loại, và bởi tính thống nhất hóa các tổng thành lắp trên các ô tô công dụng khác nhau Hơn nữa, mỗi ô tô được dự định hoạt động với điều kiện đa dạng và phải

có tính phổ biến nhất định Điều này giải thích tại sao, ví dụ, rất nhiều ô tô tải công dụng chung có khả năng vận chuyển tất cả các loại hàng hóa, được sản

Trang 9

xuất hiện nay Dẫu vậy, để phù hợp hơn, những yêu cầu được đặt ra cho các ô

tô chuyên dụng để hoạt động trong điều kiện xác định và vận chuyển một loại hàng hóa nhất định Những ô tô này hiệu quả hơn nhiều so với các ô tô công dụng chung

Các đặc tính vận hành có thể được xác định bằng thực nghiệm hoặc tính toán Số liệu nhận được bằng cách thử ô tô trên băng hoặc vận hành trực tiếp trên đường trong điều kiện gần với điều kiện thực tế Những thử nghiệm này tốn kém và đòi hỏi phòng thí nghiệm có chất lượng Thêm vào đó, rất khó để tái tạo điều kiện hoạt động thực tế Vì lý do đó, thông thường các thử nghiệm được kết hợp với việc phân tích lý thuyết và tính toán các đặc trưng của ô tô

Trang 10

Biên soạn: TS Phan Minh Đức – Bộ môn Ô tô, khoa Cơ khí Giao thông

Chương

2.1 Sự truyền mô men từ động cơ đến bánh xe chủ động

Hình 2-1 minh họa sự truyền mô men xoắn từ động cơ đến bánh xe chủ động đối với ô tô có động cơ đặt dọc phía trước, dẫn động một cầu sau

Hình 2-1 Sự truyền mô men từ động cơ đến bánh xe chủ động

Xuất phát từ động cơ và truyền qua hệ thống truyền lực, mô men xoắn tại bánh xe chủ động được xác định bởi:

d i.

I

i.

' T '

w

n n n n t

t e

Với: T'T- Mô men kéo tại bánh xe chủ động khi chuyển động không đều;

T'e- Mô men kéo tại trục khuỷu khi xe chuyển động không đều;

it; t - Tỷ số truyền và hiệu suất của hệ thống truyền lực;

in ; n - Tỷ số truyền và hiệu suất từ chi tiết quay thứ n trong hệ thống truyền lực đến bánh xe chủ động;

In- Mô men quán tính của chi tiết quay thứ n đối với trục quay của nó;

n, w- vận tốc góc của chi tiết quay thứ n và của bánh xe

Trang 11

2 n n n t

t e T

r

a.i

.IIi

.I

i

T'

Bằng cách đặt:

t e e

2 n n n a

r

a.i

.IIi

.I

Với TT là mô men kéo tại bánh xe chủ động khi ô tô chuyển động ổn định, động cơ quay đều Ta là mô men của các lực quán tính quy về bánh xe chủ động

Cuối cùng, biểu thức xác định mô men tại bánh xe chủ động trở thành:

a T

2.2.1 Mô men tại bánh đà động cơ

Giá trị mô men tại trục khuỷu thay đổi phụ thuộc chế độ làm việc của động

cơ Động cơ có thể làm việc ở các chế độ toàn tải (theo đường đặc tính ngoài) hoặc chế độ non tải (cục bộ) Hình 2-2 biểu thị đặc tính ngoài của động cơ xăng không hạn chế số vòng quay (a), động cơ xăng hạn chế số vòng quay (b), và động cơ diesel (c)

Số vòng quay nmin của trục khuỷu là số vòng quay nhỏ nhất mà động cơ có thể làm việc ổn định ở chế độ đầy tải Khi tăng số vòng quay thì công suất và

mô men tăng lên Mô men xoắn đạt giá trị cực đại Temax ở số vòng quay nT và công suất đạt giá trị cực đại Pemax tại số vòng quay nP Vùng số vòng quay làm

Trang 12

việc chủ yếu của động cơ nằm trong khoảng [nT , nP] Khi tăng số vòng quay của trục khuỷu lớn hơn giá trị nP thì công suất sẽ giảm, chủ yếu do giảm hệ số nạp, tăng tổn thất cơ giới, và giảm áp suất có ích trung bình

Hình 2-2 Đặc tính tốc độ ngoài của động cơ

Để đảm bảo tính kinh tế nhiên liệu cho ô tô, động cơ xăng được lắp bộ phận hạn chế tốc độ để nó không làm việc trong vùng số vòng quay có suất tiêu hao nhiên liệu lớn (Hình A-4, Phụ lục A) Khi số vòng quay của động cơ đạt giá trị cần hạn chế, nhiên liệu không được cung cấp cho động cơ và công suất sẽ giảm Do quán tính, số vòng quay của động cơ còn tăng thêm chút ít Thông thường, số vòng quay hạn chế thường nhỏ hơn số vòng quay ứng với công suất cực đại

Đối với động cơ diesel, chế độ phát công suất cực đại là giới hạn “nhả khói đen” Khi tăng số vòng quay của động cơ lớn hơn giá trị tương ứng với chế độ công suất cực đại, tính kinh tế nhiên liệu của động cơ rất kém Do đó, động cơ diesel được trang bị bộ điều tốc để tránh động cơ làm việc ở vùng “nhả khói đen” Khi động cơ đạt số vòng quay nP, bộ điều tốc sẽ cắt nhiên liệu và công suất sẽ giảm Do quán tính, số vòng quay của động cơ còn tăng thêm chút ít

Trang 13

Điểm hạn chế thường là điểm công suất cực đại hoặc trước công suất cực đại (Phụ lục A).

Hệ số thích ứng mô men của động cơ, KT, được định nghĩa như đưới đây và

có phạm vi giá trị của KT được thống kê trong Bảng 2-1

P

emax T

Hệ số số vòng quay cực đại của động cơ, n, được định nghĩa như dưới đây

và phạm vi giá trị của n được thống kê trong Bảng 2-2

P

max P

max e n

P

e P

e emax

e

n

n c.

n

-n b.

+ n

n a.

P

e P

e emax

PT



Với: a, b, c - các hệ số thực nghiệm, có giá trị theo Bảng 2-3

Trang 14

Các trang bị phụ như bơm nước, quạt gió, máy nén không khí, máy nén môi chất làm lạnh, …vv không được lắp với động cơ khi đo động cơ trên băng thử, Công suất để dẫn động các trang thiết bị phụ này thường chiếm 10%-20% công suất của động cơ Do vậy, đối với động cơ thực tế lắp trên ô tô, công suất tại bánh đà chỉ còn lại khoảng 80%-90% so với giá trị đo được bằng băng thử

Bảng 2-3 Các hệ số thực nghiệm Lây- Đec-man

Động cơ diesel buồng cháy thống nhất 0,87 1,13 1Động cơ diesel buồng cháy ngăn cách 0,6 1,4 1

2.2.2 Tổn thất năng lượng trong hệ thống truyền lực

Khi truyền qua hệ thống truyền lực, một phần công suất truyền từ động cơ đến bánh xe chủ động bị tiêu hao do:

- Tổn thất ma sát: Ma sát trong các cặp bánh răng trong hộp số, hộp số phụ, hộp số phân phối, các ổ đỡ trục, các khớp cac đăng

- Tổn thất thủy lực: Khuấy và vẩy dầu bôi trơn trong hộp số, hộp số phụ, hộp phân phối, truyền lực chính và vi sai

Để đánh giá các tiêu hao này, các khái niệm sau đây được sử dụng:

- Hiệu suất thuận, khi đánh giá sự truyền từ động cơ đến bánh xe chủ động:

e

t e

T t

P

P - P

P 



- Hiệu suất nghịch, khi đánh giá sự truyền từ bánh xe đến động cơ:

t e fr,

t T

e fr, n

P P

P - P

Trong đó: PT- Công suất tại bánh xe chủ động (công suất kéo);

Pt- Công suất tiêu hao trong hệ thống truyền lực;

Pfr,e- Công suất tiêu hao do ma sat trong động cơ

Trang 15

Như vậy, giá trị các hiệu suất thuận và nghịch thay đổi trong quá trình ô tôhoạt động, phụ thuộc nhiều yếu tố Để đơn giản trong tính toán, người ta coi như chúng có giá trị không đổi.

Bảng 2-4 Giá trị hiệu suất truyền lựcLoại ô tô Hiệu suất thuận Hiệu suất nghịch

Ô tô thể thao, ô tô đua 0,90 – 0,95 0,80 – 0,85

Ô tô tải, ô tô khách, bus 0,82 – 0,85 0,75 – 0,78

Ô tô có tính cơ động cao 0,80 – 0,85 0,73 – 0,76

2.2.3 Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực

Hầu hết các ô tô hiện nay sử dụng động cơ xăng hoặc diesel Đối với loại động cơ này, trong vùng làm việc của động cơ, mô men động cơ chỉ thay đổi trong một phạm vi rất hẹp (Bảng 2-1) Trái lại, điều kiện tải trọng của ô tô và sức cản của đường lại thay đổi trong phạm vi rất lớn Các loại động cơ này có những ưu điểm nổi bật như công suất riêng lớn, hiệu suất cao, trọng lượng bộ phận chứa nhiên liệu nhỏ Tuy vậy, chúng có những nhược điểm:

 Không thể sinh mô men khi ở trạng thái đứng yên như động cơ hơi nước;

 Chỉ phát công suất cực đại ở số vòng quay nhất định;

 Hiệu suất biến đổi năng lượng của động cơ phụ thuộc rất nhiều vào chế

độ làm việc của động cơ

Hình 2-3 Đặc tính lực kéo khi không dùng hộp số

Trang 16

Với giá trị công suất Pmax nếu đạt được trong toàn khoảng tốc độ, các đường cong hyperbol thể hiện “giới hạn lực kéo lý tưởng” FT,id và có kể đến tổn thất trong hệ thống truyền lực FT,h được mô tả trên Hình 2-3 Mặt khác, lực kéo thực tế của động cơ FT,e cũng được mô tả Lực kéo lớn nhất tại các bánh xe chủ động không thể vượt quá lực bám Như vậy, nếu chỉ riêng động cơ mà không

có hộp số hoặc bộ biến đổi mô men, ô tô không thể làm việc ở vùng gạch chéo trên đồ thị

Ngược lại, khi có hộp số hoặc bộ biến đổi mô men (Hình 2-4), phạm vi biến đổi mô men tại bánh xe chủ động được mở rộng Vùng được mở rộng yêu cầu càng gần với đường hyperbol càng tốt Phần gạch chéo còn lại mà tập hợp các đường lực kéo ở tất cả các số không thể phủ được, bắt buộc phải chấp nhận Ngoài ra, hệ thống truyền lực của ô tô còn đảm bảo thay đổi mô men từ động

cơ đến bánh xe chủ động cả về hướng

Hình 2-4 Tác dụng mở rộng vùng làm việc của hộp số cơ khí 4 cấp

Trong trường hợp tổng quát, hệ thống truyền lực bao gồm các bộ phận: ly hợp, hộp số, hộp số phụ, hộp số phân phối, truyền lực chính và vi sai, truyền lực cuối cùng Trong từng trường hợp cụ thể, có thể không có (một hoặc vài) các bộ phận sau: hộp số phụ, hộp số phân phối, truyền lực cuối cùng Khi truyền từ động cơ đến bánh xe chủ động, mô men xoắn thay đổi it lần:

c o pp hp h s b

e b

Trang 17

Với is, ih, ihp, ipp, io, ic lần lượt là tỷ số truyền của biến mô, hộp số, hộp

số phụ, hộp phân phối, truyền lực chính, và truyền lực cuối cùng

Các giá trị ipp, io, ic lớn hơn 1 Các giá trị ih, ihp, thay đổi tùy thuộc vào số truyền của hộp số mà ô tô hoạt động

Hình 2-5 Bố trí động cơ và hệ thống truyền lực ô tô du lịch

Hình 2-6 Bố trí động cơ và hệ thống truyền lực ô tô tải 3 cầu chủ động

Trang 18

Biên soạn: TS Phan Minh Đức – Bộ môn Ô tô, khoa Cơ khí Giao thông 18Hình 2-7 Sơ đồ truyền công suất ở các số truyền của hộp số

Trang 19

3.1 Khái quát về tính chất cơ lý của mặt đường

Tính chất cơ lý của mặt đường có ảnh hưởng rất lớn đến sự chuyển động của ô tô Tính chất cơ lý của đất bao gồm:

 Cấu trúc và thành phần hạt rắn chứa trong đất

Khi tăng dần lực tác dụng vào đất, quan hệ giữa lực cản trong đất và độ lún như hình sau đây

điều kiện tải trọng

Hình 3-1 Quan hệ giữa lực cản trong đất và độ biến dạng của đất

Trang 20

Đường cong trên có 3 giai đoạn:

- OA: Khi tăng lực từ 0, quan hệ gần như tuyến tính, biểu thị đất chịu nén

- AB: Đất chịu nén và bị di chuyển cục bộ

- BC: Đất bị trôi hoàn toàn

3.2 Bánh xe ô tô

Sự tương tác giữa bánh xe và mặt đường rất quan trọng; làm phát sinh các lực tạo nên sự chuyển động của ô tô Bánh xe ô tô có chức năng:

 Chịu tải trọng thẳng đứng và làm giảm những xung động từ mặt đường;

 Phát sinh các lực dọc giúp cho sự tăng tốc và phanh ô tô;

 Phát sinh các lực bên tạo nên sự chuyển hướng của ô tô

Bánh xe ô tô là một hệ đàn hồi phi tuyến rất phức tạp, khó định lượng Nhiều mô hình bánh xe đã được phát triển để ước lượng các đặc trưng của bánh

xe Mặt khác, có thể sử dụng các số liệu thực nghiệm để định lượng các đặc trưng này để có thể hiểu được sự ảnh hưởng của bánh xe đến tính chất động lực học của ô tô

3.2.1 Cấu tạo lốp xe

Kiểu “Bias-ply” Kiểu “Radial-ply”

Hình 3-2 Các kiểu bánh xeHiện nay có 2 kiểu kết cấu thông dụng của bánh xe – kiểu “bias-ply” và

“radial-ply”, như minh họa trên Kiểu “bias-ply” là kiểu chuẩn thông dụng cho đến những năm 1960, khi mà những ưu điểm của kiểu “radial-ply” (được bắt

Trang 21

đầu nghiên cứu ở các nước châu Âu) được xác nhận Sau vài thập niên kiểu này thay thế dần trên các ô tô du lịch, phổ biến và trở thành chuẩn như hiện nay.Cấu trúc hướng tâm (radial-ply) đặc trưng bởi các sợi chịu tải song song (làm bằng sợi vải được gia cường bằng sợi nylon, tơ nhân tạo, polyester, hoặc sợi thủy tinh hữu cơ) chạy thẳng ngang bánh xe từ đai cốt phía bên này sang phía bên kia, hợp thành 90 độ với chu vi của bánh xe Các sợi chịu tải tạo thành phần khung của bánh xe Kiểu cấu trúc này tạo nên độ uyển chuyển bên rất lớn nhưng độ ổn định hướng rất nhỏ hoặc gần như bằng không Sự ổn định về hướng được đảm bảo nhờ các đai cứng bằng vải hoặc sợi thép chạy vòng theo chu vi của bánh xe, giữa phần khung và talon bánh xe Khi chuyển hướng, các đai này giúp ổn định phần talon bánh xe và giữ nó phẳng trên đường bất kể sự biến dạng ngang của bánh xe Đa số bánh xe “radial” của ô tô du lịch có đai 2 lớp sợi thép hoặc đai 2 đến 6 lớp sợi vải.

Ở kiểu “bias”, phần khung chịu tải được cấu tạo từ 2 lớp sợi trở lên Các sợi này hợp thành góc 35 đến 40 độ với mặt phẳng bánh xe và hướng của 2 lớp liên tiếp thì chéo nhau Góc nghiêng lớn làm bánh xe mềm trong khi góc nghiêng nhỏ làm tăng tính ổn định

Khi chuyển hướng, bánh xe kiểu “bias-ply” ít biến dạng ngang hơn và sinh

ra biến dạng lớn hơn trong vết tiếp xúc khi bánh xe biến dạng trên mặt phẳng đường, làm cho talon bánh xe bị uốn cong trong vết tiếp xúc

Hình 3-3 Hướng biến dạng của lốp xe trong vết tiếp xúc

Trang 22

Chi tiết mặt cắt ngang lốp xe kiểu “radial” được thể hiện trên Hình 3-4

5 Lớp khung: liên kết các phần và bảo vệ phần chứa khí nén;

6 Phần chứa khí nén;

7 Mặt bên: bảo vệ phần khung;

8 Gân: có tác dụng đảm bảo sự dẫn hướng và ổn định dẫn hướng;

9 Triên: định vị và liên kết lốp với vành bánh

Hình 3-4 Chi tiết lốp xe kiểu “radial”

Kích cỡ kiểu “radial-ply” được biểu thị với số thứ nhất (mm) chỉ chiều rộng lốp và số thứ hai (inch) chỉ đường kính vành bánh Ví dụ: 175R14

Gần đây, kích cỡ bánh xe còn được biểu thị theo công dụng Cách ký hiệu bánh xe phụ thuộc tiêu chuẩn Dưới đây là một ví dụ ký hiệu lốp xe du lịch -theo tiêu chuẩn ETRTO hiện hành (European Tire and Rime Technical Organization):

175 / 65 R 14 82 H

175 chiều rộng lốp mới, đo với áp suất 1,8 bar, mm

65 tỷ lệ profile chiều cao/rộng lốp theo %

R mã loại lốp, Radial

14 đường kính vành, inch

82 chỉ số tải trọng, tối đa 475 kg ở điều kiện 2,5 bar, 160 km/h

H chỉ số mã tốc độ, đến 210 km/h

Trang 23

Một ví dụ ký hiệu lốp ô tô du lịch, theo tiêu chuẩn của Mỹ và các nước ngoài châu Âu, như sau:

Trang 24

-Lốp chịu áp suất cao:

Loại lốp này có áp suất hơi trong lốp p = 0,5 - 0,7 MN/m2

Ký hiệu: W x d hoặc ODT x H

Ý nghĩa: W - bề rộng của lốp (inch)

ODT - đường kính ngoài của lốp (mm)

H - chiều cao lốp

Ví dụ: 34x17; 880x35

3.2.3 Các khái niệm bán kính bánh xe

 Bán kính thiết kế, r được xác định theo kích thước tiêu chuẩn của lốp

 Bán kính tĩnh, rt là khoảng cách trục bánh xe đến mặt đường khi xe không chuyển động

 Bán kính động lực, rdyn là khoảng cách trục bánh xe lăn đến mặt đường

Nó phụ thuộc tải trọng thẳng đứng, áp suất hơi, lực ly tâm của bánh xe,

mô men xoắn hoặc mô men phanh

 Bán kính lăn, rR là bán kính của bánh xe tưởng tượng mà không bị biến dạng khi làm việc, không bị trượt lết hoặc trượt quay, và có cùng tốc độ tịnh tiến và quay như bánh xe thực tế

b b

R

n.2

S

=w

V

=r

0 S

Trang 25

Hệ số b là kể đến sự biến dạng của lốp, phụ thuộc vào loại lốp:

- Lốp áp suất thấp: b = (0,930 - 0,935)

- Lốp áp suất cao: b = (0,945 - 0,950)

3.3 Sự cản chuyển động của bánh xe

Các nhân tố tham gia vào sự cản chuyển động bánh xe bao gồm:

 Các nhân tố thuộc về lốp xe;

 Các nhân tố thuộc về đường;

 Các nhân tố liên quan đến sự trượt;

 Các nhân tố liên quan đến ma sát trong gối đỡ bánh xe

Các nhân tố liên quan đến ma sát trong gối đỡ bánh xe thường rất nhỏ, và

có thể ngầm bỏ qua

3.3.1 Nhân tố thuộc về lốp xe

Khi bánh xe đàn hồi lăn dọc theo đường thẳng trên mặt đường lý tưởng (phẳng, khô), nghĩa là mặt phẳng quay của bánh xe trùng với hướng chuyển động, một lực ngược với hướng lăn sẽ hình thành Lực này chủ yếu phụ thuộc vào cấu trúc lốp xe, và là tổng hợp các thành phần khác nhau như sau:

 Nội ma sát do biến dạng đàn hồi của lốp

 Ma sát do trượt trên vết tiếp xúc

 Sự cản quay của không khí bao quanh bánh xe

Nội ma sát do biến dạng đàn hồi của lốp

Thành phần này đóng vai trò chủ yếu Khi bánh xe đàn hồi chịu tải trọng,

nó bị nén lại và năng lượng được tích lũy trong dưới dạng thế năng do sự biến dạng Khi giảm dần lực tác dụng, sự biến dạng giảm dần Tuy nhiên, cho dù lực tác dụng giảm đến 0 thì hình dạng bánh xe không hồi phục hoàn toàn, do nội

ma sat trong bánh xe Sự biến dạng của lốp xe đàn hồi là kết quả của sự nén và hoàn lại hình dạng, dẫn đến tổn thất năng lượng do nội ma sát giữa các phần tử trong lốp xe Khi bánh xe lăn dưới tác dụng của tải trọng, quá trình nén và hoàn lại hình dạng lặp lại tuần hoàn đối với mỗi phần tử trên bề mặt lốp xe Bánh xe

Trang 26

lăn có thể được minh họa bằng bằng một hệ thay thế (Hình 3-6), mà chu vi của

hệ này được liên hệ với vành bánh bằng hệ dao động và tương tự, talon bánh xe cũng có thể được mô tả bằng hệ dao động thứ hai

Hình 3-6 Mô hình hóa bánh xe ô tô

Đặc tính của các hệ dao động này ảnh hưởng đến sức kéo của ô tô trên đường Khi hệ dao động thay thế quay, tại mỗi hệ thành tố, năng lượng trong

nó chuyển hóa thành nhiệt Thực nghiệm cho thấy, khi cùng vật liệu của lớp chịu tải, khi tăng số lớp chịu tải của lốp xe thì công (năng lượng) tiêu hao sẽ tăng, do tăng tổng dịch chuyển tương đối giữa các lớp

Hình 3-7 Hệ số cản của bánh xe ô tô du lịch

Trang 27

Thực nghiệm chứng tỏ, khi tăng vận tốc ô tô thì hệ số cản của hệ dao động giảm Khi tăng vận tốc, ảnh hưởng của sự hạ thấp xuống của bánh xe lăn dưới tác dụng của tải trọng làm cho phần chu vi bánh xe dao động dưới tác dụng của lực quán tính ly tâm mà nó tăng theo vận tốc bánh xe Sự gia tăng dao động này làm gia tăng tổn thất năng lượng do biến dạng đàn hồi của lốp xe Hiện tượng

đó tạo nên “sóng biến dạng” ở sau vết tiếp xúc của bánh xe (Hình 3-8)

Hình 3-8 Sóng biến dạng bề mặt bánh xe khi bánh xe chuyển động

Với các kết cấu lốp xe được thiết kế, nội ma sát trong lốp xe tăng tuyến tính với gradient nhỏ đến phạm vi vận tốc khoảng 35m/s Vượt quá vận tốc này, nội

ma sát tăng nhanh chóng

Ma sát do trượt trên vết tiếp xúc

Khi bánh xe lăn ta nhận thấy các phần tử của lốp xe trên chu vi của nó bị ép chặt trong vết tiếp xúc Ngoài vết tiếp xúc, chu vi bánh xe là đường tròn Trong vùng vết tiếp xúc, đường chu vi bánh xe biến thành đường thẳng dây cung – là chiều dài vết tiếp xúc Điều này dẫn đến sự dịch chuyển tương đối giữa phần mặt đường và các phần tử lốp xe trong vùng tiếp xúc Hiện tượng này được gọi

là sự trượt theo hướng chuyển động của ô tô (hướng dọc) Sự trượt này gây nên mài mòn và tổn thất một năng lượng nhất định

Trang 28

Sự cản quay của không khí bao quanh bánh xe

Bánh xe ô tô quay trong môi trường không khí Do đó, tồn tại tổn thất do sức cản của không khí đối với chuyển động quay của các bánh xe Tuy nhiên, sức cản này có thể được xem như tham gia vào thành phần sức cản không khí đối với chuyển động của ô tô

Hình 3-9 Sự phụ thuộc lực cản lăn và tải trọng, áp suất hơi đối với lốp kiểu “radial”

của ô tô tải cỡ 11R22.5

Kết quả thực nghiệm đo áp suất trong vết tiếp xúc của bánh xe được mô tả trên Hình 3-10

Hình 3-10 Phân bố áp suất trong vết tiếp xúc của bánh xe và đường

Trang 29

Hình 3-11 Sự phân bố áp suất trên vết tiếp xúc và sự tạo thành mô men cản lăn

Hình 3-12 Các lực và mô men tác dụng vào thân xe, bánh xe bị động và đường.

Hệ số cản lăn được định nghĩa bằng tỷ số giữa lực cản lăn và phản lực pháp tuyến của đường tác dụng lên bánh xe

W , Z

Rroll Rroll F

F

Trang 30

Do sự phân bố bất đối xứng của áp suất trong vùng tiếp xúc, hợp các phản lực phân tố sẽ là lực R, lệch về trước và cách tâm trục quay bánh xe một khoảng eR Mô men cản lăn được hình thành, có giá trị:

R ZW R Rroll R.e F e

Tác dụng của mô men này tương đương với mô men của lực giả tưởng FRroll

nằm trong phương song song với đường, với độ lớn được xác định bởi:

dyn

R ZW dyn

Rroll Rroll

r

e.Fr

e

Đối với các tính toán thông thường, có thể coi rằng hệ số cản lăn là hằng số đối với tải trọng tác dụng trên bánh xe và vận tốc Khi xét đến sự ảnh hưởng của tải trọng, với độ chính xác cao hơn có thể xem hệ số cản lăn giảm tuyến tính theo tải trọng Trên hình cũng thể hiện quan hệ giữa hệ số cản lăn và áp suất hơi trong bánh xe Sự tăng áp suất hơi dẫn đến tăng độ cứng của lốp, giảm biến dạng và giảm nhỏ vết tiếp xúc Kết quả dẫn đến hệ số cản lăn giảm

Hình 3-13 Sự phụ thuộc hệ số cản lăn và tải trọng, áp suất hơi lốp

Trang 31

Hình 3-14 Sự phụ thuộc hệ số cản lăn và loại lốp, tốc độ ô tô

Kết luận, bên cạnh các nhân tố bên ngoài như vận tốc, tải trọng, áp suất hơi, lực cản lăn phụ thuộc vào cấu trúc lốp, các vật liệu và hỗn hợp cao su sử dụng Nói chung, loại lốp “radial” có hệ số cản lăn thấp hơn so với loại “bias” Hơn nữa, kết cấu talon lốp xe cũng ảnh hưởng đến cản lăn

Độ lớn của mỗi thành phần cản lăn không thể đo đạc riêng lẻ Tuy vậy có thể nói rằng nội ma sát đóng vai trò chính

3.3.2 Nhân tố thuộc về đường

Nhân tố thuộc về đường gồm có sự không bằng phẳng, sự biến dạng của đường, và trạng thái mặt đường

Sự nhấp nhô của đường

Va đập từ những nhấp nhô nhỏ của đường được bánh xe làm êm đi và nó hấp thụ năng lượng va đập Hơn nữa, bánh xe dịch chuyển tương đối đối với khung xe thông qua hệ thống treo (phần tử đàn hồi-giảm chấn) Trong trường hợp đó, năng lượng được chuyển thành nhiệt trong bánh xe và trong giảm chấn Điều này có nghĩa là năng lượng giải phóng khi hoàn trả trạng thái nhỏ hơn năng lượng tích lũy trong phần tử đàn hồi một lượng bằng năng lượng tiêu tán trong giảm chấn Hình cung cấp sự giải thích với ví dụ đơn giản trong trường hợp bánh xe không có lốp đàn hồi

Trang 32

Hình 3-15 Sự thay đổi năng lượng trong hệ thống treo của trục bánh xe khi chuyển

động qua các nhấp nhô trên đường

Do sự hoàn trả năng lượng, công của phần tử đàn hồi không có ảnh hưởng đến sự cản lăn, trong khi công tiêu hao do giảm chấn góp phần vào thành phần lực cản đối với bánh xe

X

W F

X

0 Runeven

Sự biến dạng của đường

Dưới tác dụng của tải trọng tác dụng trên trục bánh xe, khi bánh xe lăn trên một số loại đường (chẳng hạn như đất, cát, cỏ, tuyết …) có thể tạo thành vết bánh xe Những loại đường như vậy, ngược với loại đường rắn chắc, làm phát sinh thêm lực cản bánh xe, gồm 3 thành phần như Hình 3-16

Trang 33

A – Sự tạo vết lún bánh xe trên đường

B – Sự san ủi các nhấp nhô trên đường

C – Ma sát trên rãnh vết lún tạo ra trên đườngHình 3-16 Các yếu tố tạo nên sự cản chuyển động của đường đối với bánh xe

Trạng thái mặt đường

Hình 3-17 Các vùng quanh vết tiếp xúc của bánh xe lăn trên đường ướt

Khi bánh xe lăn trên đường ướt, lốp xe phải phá vỡ lớp nước trên mặt đường và sau đó tiếp xúc trực tiếp với đường Lớp nước ngay phía trước vết tiếp xúc và vết tiếp xúc có thể chia, một cách đơn giản, thành 3 vùng: vùng

“gần đến”, vùng chuyển tiếp, và vùng tiếp xúc Trong vùng “gần đến”, lớp nước bị thay thế bởi phần lốp xe chưa biến dạng và đang lăn xuống để sẽ tiếp

Trang 34

cận mặt đường Trong vùng chuyển tiếp, lốp xe đã biến dạng và từ từ tiếp xúc với mặt đường Vùng tiếp xúc thể hiện diện tích tiếp xúc thực tế, diện tích tiếp xúc trực tiếp giữa bề mặt lăn của bánh xe và mặt đường, mà nó làm cơ sở cho

sự chuyển hóa năng lượng Chỉ một lượng nước rất nhỏ di chuyển ra ngoài trong vùng này

Thực nghiệm cho thấy sự cản phụ thuộc vào lưu lượng nước bị đẩy ra và chiếm chỗ, do đó phụ thuộc vào chiều cao lớp nước, bề rộng bánh xe, và vận tốc lăn của bánh xe Cấu trúc lốp xe, áp suất hơi, và tải trọng tác dụng lên bánh

xe có ảnh hưởng rất nhỏ đối với thành phần lực cản này

3.3.3 Nhân tố do sự trượt

Ở trên ta xem xét sự cản lăn trong điều kiện hướng chuyển động của bánh

xe vuông góc với trục quay của nó và trục quay của nó song song với mặt đường Trong phần này, ảnh hưởng của lực ngang và thay đổi kết cấu đến sự cản lăn được khảo sát

Lực ngang

Hình 3-18 Lực tác dụng lên bánh xe và góc lăn lệch

Nếu bánh xe lăn dưới tác dụng của lựa ngang, chủ yếu khi quay vòng nhưng cũng có thể do gió ngang hoặc do đường nghiêng ngang, vector vận tốc

Trang 35

tức thời của bánh xe sẽ lệch một góc với mặt phẳng quay của nó Góc này gọi

là góc lăn lệch

Hình 3-18 trình bày các lực tác dụng lênh bánh xe khi quay vòng Lực ly tâm tác dụng vuông góc với vector vận tốc tức thời của bánh xe, trong khi lực cản lăn nằm trong vết mặt phẳng quay của bánh xe, lực ngang vuông góc với mặt phẳng quay bánh xe

Lực cản trở chuyển động của bánh xe:

)cos(1F-sin.FF

sin.Fcos.F

FR  Rroll   L   Rroll  L  Rroll   Eq 3-7Như vậy, hệ số cản lăn do sự trượt được xác định bởi:

W , Z

Rroll L

Rslip

F

)cos(1F-sin.F



)cos(1fF

sin.F

f Rroll

W , Z

Hình 3-19 Quan hệ giữa hệ số cản lăn và góc lăn lệch

Trang 36

Hình 3-19 biểu thị quan hệ giữa hệ số cản lăn và góc lăn lệch Có thể thấy rằng, sự cản lăn bánh xe khi góc lăn lệch khoảng 2o có độ lớn tương đương sự cản lăn khi bánh xe lăn trên đường thẳng

3.3.4 Sự bố trí bánh xe

Bánh xe dẫn hướng thường được bố trí với một góc doãng và góc chụm Điều này làm tăng sự cản lăn bởi vì nó có ảnh hưởng tương tự như khi bánh xe lăn với một góc lăn lệch

Hình 3-20 Sự ảnh hưởng của độ chụm bánh xe

Hình 3-21 Góc doãng của bánh xe dẫn hướng

Trang 37

Góc chụm bánh xe dẫn hướng,  được định nghĩa là góc bù với góc tạo bởi vết của 2 mặt phẳng quay của hai bánh xe dẫn hướng trên mặt đường Góc này làm phát sinh góc lăn lệch tại mỗi bánh xe dù không có ngoại lực ngang tác dụng lên ô tô và tạo nên một thành phần lực ngang ngược với hướng chuyển động Tương tự như góc lăn lệch, sự cản lăn một bánh xe được xác định:

W Z, toe Rw, L

toe

,

2 sin F

Sự cản lăn tại một trục bánh xe, do góc chụm, bằng 2 lần đại lượng trên

Góc doãng, là góc tạo bởi mặt phẳng quay bánh xe và mặt phẳng thẳng đứng,

chiều dương ngược chiều kim đồng hồ khi nhìn từ đầu xe Do tác dụng của góc doãng, hai mặt bên của bánh xe biến dạng không đều và biến dạng ở một bên tăng lên Do đó, lực cản lăn bánh xe tăng lên chút ít

3.3.5 Kết luận về các thành phần lực cản đối với bánh xe

Lực cản tổng hợp tác dụng lên bánh xe bao gồm các thành phần như phân tích ở trên

Rcamber toe

Rw, Rslip baff

R plast R Runeven Rroll

Với: FRroll FRflex FRfric FRfan

Trong trường hợp chuyển động thẳng trên đường khô, là trường hợp cơ bản đối với tính toán lực cản, sự cản bánh xe được tính bằng lực cản lăn:

ZW Rroll Rrol

Trang 38

 Thành phần tiếp tuyến: nằm trong mặt phẳng tiếp xúc của lốp và mặt đường, hướng theo phương mặt phẳng quay của bánh xe, ký hiệu là X Thành phần này do mô men xoắn hoặc phanh gây ra

 Thành phần pháp tuyến: vuông góc với mặt phẳng tiếp xúc của lốp và mặt đường, ký hiệu là Z Thành phần này do trọng lực gây ra

 Thành phần nằm ngang: vuông góc với mặt phẳng quay của bánh xe và nằm trong mặt phẳng tiếp xúc của lốp và mặt đường, ký hiệu là Y Thành phần này do lực ngang gây ra

Lực ly tâm, khi xuất hiện, sẽ ảnh hưởng đến các thành phần trên

Hình 3-22 Các phản lực của đường tác dụng lên bánh xe

Thành phần phản lực tiếp tuyến

Thành phần phản lực tiếp tuyến hình thành do: các lực cản bánh xe, mô men kéo từ động cơ truyền đến, hoặc do sự phanh bánh xe

Các lực cản bánh xe bao gồm cả ngoại lực cũng như nội lực đối với bánh

xe - gồm nhiều thành phần như đã phân tích ở trước Một cách quy ước, lực cản bánh xe (theo phương Ox) được xem là ngoại lực đối với bánh xe

Khi bánh xe nhận mô men truyền từ động cơ đến, bánh xe có xu hướng quay Do sự tương tác với mặt đường mà tại khu vực tiếp xúc phát sinh những ứng suất Hợp những ứng suất này, theo phương Ox, góp phần tạo nên phản lực

Trang 39

tiếp tuyến của đường X Chính phản lực này là ngoại lực đối với ô tô và làm cho ô tô chuyển động và nó được gọi là lực kéo tiếp tuyến tại bánh xe chủ động, được xác định bởi:

dyn

R T

dyn

R T

M-Mj-T

=r

M-T'

=

F'

dyn

R T

MMj -F

=

Eq 3-13Với FT = TT/ rdyn là lực kéo tiếp tuyến tại bánh xe chủ động khi xe chuyển động ổn định

Hình 3-23 Lực kéo tiếp tuyến tại bánh xe chủ động

Giới hạn của các phản lực

Sự liên kết bánh xe và mặt đường

Liên kết giữa bánh xe và mặt đường bao gồm 2 cơ chế, như thể hiện trên Hình 3-24 Sự bám dính bề mặt (surface adhesion) dựa vào liên kết các phần tử giữa cao su và nhấp nhô nhỏ trên mặt đường Sự bám này chiếm phần ưu thế trong hai cơ chế, đối với loại đường khô, nhưng sẽ giảm đáng kể khi mặt đường ướt Sự bám cơ học (hysteresis friction) tạo nên do sự biến dạng đàn hồi của lốp xe tại vị trí nhấp nhô trên đường, hoặc do sự cản trượt lốp xe của nhấp nhô trên đường khi cạnh mấu bám trên vân lốp xe chạm vào nhấp nhô Sự bám

cơ học không bị ảnh hưởng bởi trạng thái khô-ướt của đường Như vậy, trên đường ướt, bánh xe có liên kết bám cơ học tốt sẽ có tính cơ động cao hơn

Trang 40

Hình 3-24 Cơ chế liên kết bánh xe và mặt đường

Cả hai cơ chế liên kết đều phụ thuộc vào độ trượt tương đối giữa bánh xe

và mặt đường tại vết tiếp xúc Sự gia tăng độ trượt xuất hiện khi tăng mô men kéo hoặc phanh, xuất phát từ kết quả tăng sự biến dạng của cao su talon lốp xe Hình 3-25 minh họa phân bố sự trượt trong vùng tiếp xúc, trong quá trình phanh ô tô

Hình 3-25 Sự trượt dọc theo vết tiếp xúc khi phanh

Giá trị giới hạn của phản lực của đường

Giá trị phản lực của đường tác dụng lên bánh xe bị giới hạn bởi độ bền mối liên kết – tức là ma sat giữa hai bề mặt, tính chất cơ học của mặt đường, của

Định dạng
Số trang	167
Dung lượng	27,72 MB