Chương I: Chuyển Động Quay Vòng Của ô Tô Khi Tính Đến Sự Biến Dạng Của Lốp Xe
Trong đó :
y
j
là gia tốc hướng tâm
v
j
là gia tốc pháp tuyến
t
j
là gia tốc tiếp tuyến
Phân tích Hình 1-3 ta được:
os
y v a t a
j j C j Sin
α α
= +
[1-6]
Với
a
α
là góc hợp bởi lực li tâm với phương ngang của xe
Gia tốc pháp tuyến
' 2
.
v a
j
ρ α
=
[1-7]
Gia tốc tiếp tuyến
''
.
t a
j
ρ α
=
[1-8]
Trong đó : ρ = OT chính là bán kính quán tính.
Xét
'
.
a
v v
R l
θ
α ω
= = =
2
.
.
v
v
j
l
θ
ρ
⇒ =
÷
Xét
( )
' '
'
'' '
a a
v v
l
θ θ
α α
+
= =
' '
.
t
v v
j
l
θ θ
ρ
+
⇒ =
Mặt khác xét Hình 1-3 ta còn có:
a
b
Sin
α
ρ
=
;
os
.
a
R l
C
α
ρ ρ θ
= =
Từ đó ta tính được gia tốc hướng tâm:
2
' '
.
. . . .
.
y
v l v v b
j
l l
θ θ θ
ρ ρ
ρ θ ρ
+
= +
÷
( )
2
' '
.
v b
v v
l l
θ
θ θ
= + +
( )
2 ' '
1
.v b v v
l
θ θ θ
= + +
[1-9]
SVTH: LÊ DUY, HUỲNH KIẾN HÀ 5 GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG
Chương I: Chuyển Động Quay Vòng Của ô Tô Khi Tính Đến Sự Biến Dạng Của Lốp Xe
Khi đó:
( )
2 ' '
. . .
.
y y
G G
P j v b v v
g g l
θ θ θ
= = + +
[1-10]
Ta có nhận xét về biểu thức [1-10] như sau:
Lực
y
P
là lực làm xe có xu hướng văng ra khỏi mặt đường nên khi vào quay vòng để xe an
toàn thì lực
y
P
phải nhỏ. Để
y
P
giảm thì:
+
v
giảm : tức là giảm tốc độ của xe khi vào quay vòng
+
θ
= Const ⇒
'
θ
= 0 tức là khi xe vào quay vòng thì góc quay của hệ thống lái phải từ từ,
chỉ thay đổi nhỏ lúc đó ta xem như
θ
= Const. ( Người tài xế phải bẽ lái một cách từ từ
không được bẽ quá gấp)
Ví dụ : Xác định lực ngang
y
P
khi xe đi vào đường vòng với tốc độ
v
= 30km/h tại thời
điểm t = 0 và t = 2s. Tốc độ quay của hệ thống lái là
'
θ
= 0,05(1/s), thông số của xe là: l =
2,7m; b = 1,3m, G = 1885kg
Giải:
v
= 30km/h =
30.1000
8.33( / )
3600
m s
=
⇒
'
v
= 0
⇒
2 '
. . .
.
y
G
P v b v
g l
θ θ
= +
Với
'
.t
θ θ
=
+ Khi t = 0:
θ
= 0
'
. . .
.
y
G
P b v
g l
θ
⇒ =
1885.10
.1,3.8,33.0,05 385
9,81.2,7
y
P N
⇒ = =
SVTH: LÊ DUY, HUỲNH KIẾN HÀ 6 GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG
Chương I: Chuyển Động Quay Vòng Của ô Tô Khi Tính Đến Sự Biến Dạng Của Lốp Xe
+ Khi t = 2s:
θ
= 0,05.2 = 0,1 (1/s)
( )
2
1885.10
. 8,33 .0,1 1,3.8,33.0,05 5324
9,81.2,7
y
P N
⇒ = + =
1.3/ Sự quay vòng của ô tô khi tính đến sự biến dạng của lốp xe:
1.3.1/ Bán kính quay vòng tức thời:
Khi không có sự biến dạng của lốp xe , xe vào cua với vận tốc
1
V
ur
hợp với phương ngang
một góc
θ
là vận tốc của cầu trước và cầu sau chuyển động với vận tốc
2
V
uur
như hình.
Khi có sự biến dạng của lốp xe với.
1
δ
: góc biến dạng bánh xe cầu trước
2
δ
: góc biến dạng bánh xe cầu sau
Lúc này phương vận tốc
1
V
ur
bị lệch một góc
1
δ
thành vận tốc
'
1
V
uur
và phương vận tốc
2
V
uur
bị
lệch đi một góc
2
δ
thành vận tốc
'
2
V
uur
SVTH: LÊ DUY, HUỲNH KIẾN HÀ 7 GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG
Chương I: Chuyển Động Quay Vòng Của ô Tô Khi Tính Đến Sự Biến Dạng Của Lốp Xe
Hình 1-4: Mô hình quay vòng khi có sự biến dạng lốp xe
Ta có:
·
2T
BO C
δ
=
;
·
1T
CO A
θ δ
= −
Vấn đề đặt ra bây giờ là phải tìm xem
d
R
= ?
2 2
.
d
d
BC
tg BC R tg
R
δ δ
= ⇒ =
( ) ( )
1 1
.
d
d
AC
tg AC R tg
R
θ δ θ δ
− = ⇒ = −
SVTH: LÊ DUY, HUỲNH KIẾN HÀ 8 GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG
Chương I: Chuyển Động Quay Vòng Của ô Tô Khi Tính Đến Sự Biến Dạng Của Lốp Xe
( )
1 2d
l AC BC R tg tg
θ δ δ
= + = − +
( )
1 2
d
l
R
tg tg
θ δ δ
⇒ =
− +
[1-11]
Nhưng vì
1
δ
;
2
δ
;
θ
rất bé nên:
( )
1 2
d
l
R
θ δ δ
=
− −
[1-12]
Khi đó xảy ra 3 trường hợp sau:
TH1: Nếu
1
δ
=
2
δ
tức là áp suất các bánh xe trước bằng áp suất các bánh xe sau.
d
l
R R
θ
⇒ = =
: Quay vòng đúng
Tức là khi quay vòng không tính đến sự biến dạng hay có tính đến sự biến dạng lốp xe
cũng quay vòng với một bán kính quay vòng tức thời (tài xế không thay đổi góc quay vành
lái)
TH2: Nếu
1
δ
>
2
δ
tức là áp suất các bánh xe trước nhỏ hơn áp suất các bánh xe sau.
d
R R
⇒ >
: Quay vòng thiếu
Tức là khi quay vòng có tính đến sự biến dạng của lốp xe tài xế phải quay vành lái cho góc
quay vành lái
θ
tăng lên so với khi không tính đến sự biến dạng lốp xe, để xe có thể quay
vòng đúng với bán kính quay vòng tức thời R.
TH3: Nếu
1
δ
<
2
δ
tức là áp suất các bánh xe trước lớn hơn áp suất các bánh xe sau.
d
R R
⇒ <
: Quay vòng thừa
SVTH: LÊ DUY, HUỲNH KIẾN HÀ 9 GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG
Chương I: Chuyển Động Quay Vòng Của ô Tô Khi Tính Đến Sự Biến Dạng Của Lốp Xe
Tức là khi quay vòng có tính đến sự biến dạng của lốp xe tài xế phải quay vành lái cho góc
quay vành lái
θ
giảm đi so với khi không tính đến sự biến dạng lốp xe, để xe có thể quay
vòng đúng với bán kính quay vòng tức thời R.
1.3.2/ Xét ảnh hưởng biến dạng của lốp xe:
Phần trên ta nói về 3 TH:
d
R R=
;
d
R R>
;
d
R R
<
. Trong 3 trường hợp này thì trường hợp
d
R R
=
không có gì để nói và thực tế nó cũng rất ít khi xảy ra.
1.3.2.1/ Trường hợp quay vòng thiếu:
1
δ
>
2
δ
Hình 1-5: Ảnh hưởng của biến dạng lốp xe TH quay vòng thiếu
SVTH: LÊ DUY, HUỲNH KIẾN HÀ 10 GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG
Chương I: Chuyển Động Quay Vòng Của ô Tô Khi Tính Đến Sự Biến Dạng Của Lốp Xe
Trường hợp này khi xe chuyển động với vận tốc
V
ur
dưới ảnh hưởng của
ógi
P
uuur
do áp suất các
bánh xe trước nhỏ hơn áp suất các bánh xe sau nên tức thời cầu trước của xe bị lệch hướng
chuyển động 1 góc
1
δ
, cầu sau của xe bị lệch hướng chuyển động 1 góc
2
δ
.
Dựng các đường vuông góc như hình ta tìm được tâm OT ( tức thời xe quay quanh tâm
OT). Nên tạo ra lực li tâm
lt
P
uur
, phân tích lực li tâm
lt
P
uur
thành 2 thành phần
x
P
uur
;
y
P
uur
:
Thành phần
x
P
uur
tác dụng theo phương dọc trục xe làm xe chuyển động về phía trước, thành
phần này không quan trọng. Thành phần
y
P
uur
có xu hướng làm xe làm xe bị lệch khỏi quĩ
đạo chuyển động nhưng lúc này
y
P
uur
và
ógi
P
uuur
cùng phương , ngược chiều, khác điểm đặt vì
vậy triệt tiêu lẫn nhau tạo ra tính ổn định của xe.
Kết luận: Chính vì lí do trên mà thực tế người ta thường bơm lốp trước mềm hơn lốp sau.
Và ở xe chúng ta đang xét cũng bơm sao cho áp suất các bánh xe trước nhỏ hơn áp suất các
bánh xe sau.
SVTH: LÊ DUY, HUỲNH KIẾN HÀ 11 GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG
Chương I: Chuyển Động Quay Vòng Của ô Tô Khi Tính Đến Sự Biến Dạng Của Lốp Xe
1.3.2.2/Trường hợp quay vòng thừa :
1
δ
<
2
δ
Hình 1-6: Ảnh hưởng của biến dạng lốp xe TH quay vòng thừa
Trường hợp này
y
P
uur
và
ógi
P
uuur
cùng phương , cùng chiều, khác điểm đặt vì vậy tạo ra sự mất
ổn định của xe.
Kết luận: Chính vì lí do trên mà thực tế người ta thường tránh bơm lốp trước cứng hơn
hơn lốp sau. Điều này gây sự mất ổn định của xe, thậm chí là mất điều khiển.
SVTH: LÊ DUY, HUỲNH KIẾN HÀ 12 GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG
Chương II: Ảnh Hưởng Của Kết Cấu Ôtô Khi Quay Vòng
CHƯƠNG II: ẢNH HƯỞNG CỦA KẾT CẤU Ô TÔ KHI QUAY VÒNG
2.1/Phương trình động học của xe khi quay vòng:
Khi xe vào quay vòng thì yếu tố động học của xe gồm 3 yếu tố sau: vận tốc của xe, quĩ
đạo chuyển động của xe và yếu tố thứ 3 là gia tốc hướng tâm.
Ta xét mô hình phẳng của xe như hình bên dưới. Để xét quĩ đạo chuyển động của xe ta sẽ
xét đến yếu tố trọng tâm T(
0
x
;
0
y
) của xe so với hệ tọa độ mặt đường.
Hệ trục tọa độ xTy là hệ trục tọa độ gắn trên khung xe. Hệ tọa độ
0 0
x Oy
là hệ tọa độ mặt
đường được đưa vào trọng tâm T.
Khi đó phương vectơ vận tốc
v
r
hợp với khung xe một góc
α
là góc chuyển hướng của ô
tô.
Khung xe hợp với mặt đường một góc
ε
gọi là góc quay khung xe.
SVTH: LÊ DUY, HUỲNH KIẾN HÀ 13 GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG
Chương II: Ảnh Hưởng Của Kết Cấu Ôtô Khi Quay Vòng
Hình 2-1: Mô hình xác định quĩ đạo tâm xe và vận tốc xe
2.1.1/Phương trình vận tốc :
Xét Hình 2-1: Chiếu
v
r
lên 2 phương
o
Tx
,
o
Ty
ta được
os( )
o
x
v vC
α ε
= +
[2-1]
( )
o
y
v vSin
α ε
= +
[2-2]
2.2.2/Tọa độ trong tâm của xe:
0
0
os( )
t
x vC dt
α ε
= +
∫
[2-3]
0
0
( )
t
y vSin dt
α ε
= +
∫
[2-4]
Từ đó ta có thể xác định được tọa độ trọng tâm tại một thời điểm nhất định.
2.2.3/Gia tốc hướng tâm của xe:
Gia tốc hướng tâm
ht
a
xuất hiện khi xe đi vào một quĩ đạo cong. Thông thường ta có thể
xác định được
ht
a
như sau:
2
ht
i
v
a
R
=
[2-5]
Trong đó v là vận tốc của xe,
i
R
là bán kính quay vòng tức thời, thực tế
i
R
thay đổi liên tục
và khó đo đạc trong thực tế.
Nên có một cách khác có thể xác định được
ht
a
.
Từ công thức [2-1]; [2-2] ta có
0
' ' ' '
os( ) ( ) ( )
x
v v C v Sin
α ε α ε α ε
= + − + +
[2-6]
SVTH: LÊ DUY, HUỲNH KIẾN HÀ 14 GVHD: PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét