Báo cáo Nghiên cứu độ ổn định của xe bus tầng và khả năng ứng dụng ở Việt Nam (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Nghiên cứu độ ổn định của xe bus tầng và khả năng ứng dụng ở Việt Nam (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU ÐỘ ỔN ÐỊNH CỦA XE BUS TẦNG VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNGS K C 0 0 3 9 5 9 Ở VIỆT NAM MÃ SỐ: T2013 - 63 S KC 0 0 5 4 3 5 Tp. Hồ Chí Minh, 2013
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH & CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA XE BUS TẦNG VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG Ở VIỆT NAM Mã số : T 2013 - 63 Chủ nhiệm đề tài : GVC.ThS. Đặng Quý. TP. HCM , tháng 11/ năm 2013
3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH & CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA XE BUS TẦNG VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG Ở VIỆT NAM Mã số : T 2013 - 63 Chủ nhiệm đề tài : GVC.ThS. Đặng Quý. Thành viên đề tài : TP. HCM , tháng 11/ năm 2013
4. 1. DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH. GVC.MSc. ĐẶNG QUÝ. 2. MỤC LỤC. Trang 1.Danh sách những thành viên tham gia đề tài và đơn vị phối hợp chính 1 2.Mục lục 1 3.Danh mục bảng biểu 1 4.Danh mục các chữ viết tắt 2 5.Thông tin kết quả nghiên cứu bằng tiếng Việt 3 6.Mởđầu 3 7.Nội dung các chương 4 Chương 1.Xác định sự phân bố trọng lượng và tọa độ trọng tâm của xe 7 Chương 2.Tính toán ổn định dọc của xe 9 2.1.Tính toán ổn định dọc tĩnh 9 2.2.Tính toán ổn định dọc động 13 Chương 3.Tính toán ổn định ngang của xe 17 3.1.Tính toán ổn định ngang tĩnh 18 3.2.Tính toán ổn định ngang động 20 Chương 4. Khả năng ứng dụng ở Việt 1 nam 30
5. 8.Kết luận và đề nghị 31 9.Tài liệu tham khảo 33 10. Bài báo 33 11.Bản sao ”Thuyết minh đề tài” đã được phê duyệt. 3.DANH MỤC BẢNG BIỂU: -Bảng 1: Bảng thông số kỹ thuật của xe. - Bảng 2: Các thông số kích thước và trọng lượng -Bảng 3: Bảng các giá trị vận tốc nguy hiểm khi đường nghiêng ra. -Bảng 4: Bảng các giá trị vận tốc nguy hiểm khi đường nghiêng vào. -Bảng 5: Bảng các giá trị vận tốc nguy hiểm khi β = 10 4. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT: a : khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trước b : khoảng cách từ trọng tâm đến cầu thứ 2 c: khoảng cách từ cầu thứ 2 đến cầu thứ 3 B: bề rộng cơ sở của xe g: gia tốc trọng trường G: trọng lượng toàn bộ của xe h: chiều cao trọng tâm L: chiều dài cơ sở của xe m: khối lượng ml: khối lượng 2 người lái xe M: mômen 2 R: Bán kính quay vòng.
6. T: vị trí trọng tâm v : vận tốc của xe Y: lực ngang tác dụng dưới bánh xe Z: phản lực pháp tuyến α : góc dốc của đường β : góc nghiêng ngang của đường φ : hệ số bám 6.MỞ ĐẦU. 6.1.Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài ở trong và ngoài nƣớc: Đề tài này trong và ngoài nước chưa được nghiên cứu. 6.2.Tính cấp thiết của đề tài: Hiện nay chuyên chở hành khách bằng xe bus tầng rất phổ biến ở nước ta. Do chưa có đề tài nào nghiên cứu ổn định của các loại xe này nên hiểu biết của các người lái về chúng bị hạn chế rất nhiều, bởi vậy thường xuyên xảy ra tai nạn với loại xe này. Để bổ sung cho sự thiếu hụt đó, đề này sẽ đi sâu nghiên cứu độ ổn định của các loại xe nói trên, nhằm cung cấp cho những tài xế, các chủ xe và những người thiết kế xây dựng đường những số liệu quan trọng nhằm hạn chế các tai nại mà các loại xe kể trên thường gặp. 6.3.Mục tiêu của đề tài: Khảo sát và tính toán độ ổn định của các loại xe bus tầng khi xe lên dốc, xuống dốc, khi xe vòng. Kết quả tính toán phải ứng dụng được vào thực tế cho những tài xế, các chủ xe và những nhà thiết kế xây dựng đường, nhằm tránh được các nguyên nhân thường dẫn đến các tai nạn do độ ổn định của xe kém. 6.4.Cách tiếp cận: Tính toán dựa trên số liệu và mô hình xe thực tế. 6.5.Phƣơng pháp nghiên cứu: -Các mô hình tính toán là các mô hình phẳng . -Vận dụng cơ học lý thuyết và lý thuyết ô tô để phân tích,tính toán và tổng hợp. 6.6.Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu:các loại xe bus tầng. Phạm vi nghiên cứu: Chỉ nghiên cứu điều kiện chuyển động và trạng thái đường sá ở VIỆT NAM 3
7. 6.7.Nội dung nghiên cứu: Đề tài này tập trung nghiên cứu các vấn đề sau: -Nghiên cứu và tính toán ổn định dọc tĩnh của xe. - Nghiên cứu và tính toán ổn định dọc động của xe. - Nghiên cứu và tính toán ổn định ngang tĩnh của xe. - Nghiên cứu và tính toán ổn định ngang động của xe. 7. NỘI DUNG CÁC CHƢƠNG: TÍNH TOÁN KIỂM TRA ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA XE BUS TẦNG Tính ổn định của ôtô là khả năng bảo đảm giữ được quỹ đạo chuyển động theo yêu cầu trong mọi điều kiện chuyển động khác nhau. Tùy thuộc điều kiện sử dụng, ôtô có thể đứng yên, chuyển động trên đường dốc, có thể quay vòng hoặc phanh ở các loại đường khác nhau ( đường tốt, đường xấu ) Phần này ta nghiên cứu tính ổn định của xe bus tầng nhằm bảo đảm khả năng không bị lật đổ hoặc bị trượt trong các điều kiện chuyển động khác nhau. Bảng 1: Thông số kỹ thuật của xe STT THÔNG SỐ ĐƠN VỊ XE BUS HAI TẦNG 1 Thông tin chung 1.1 Loại phương tiện Ô tô khách thành phố 1.2 Nhãn hiệu TRANSINCO 1.3 Công thức bánh xe 6 x 2 2 Thông số về kích thước Kích thước bao: 2.1 mm 11 990 x 2 500 x 4 140 Dài x Rộng x Cao 2.2 Chiều dài cơ sở mm 5.500 + 1.200 2.3 Vệt bánh xe: Trước/ Giữa/ Sau mm 2.020/ 1.810/ 1.940 2.4 Vệt bánh xe sau phía ngoài mm 2.034 2.5 Chiều dài đầu xe mm 2.505 2.6 Chiều dài đuôi xe mm 2.785 2.7 Khoảng sáng gầm xe mm 225 3 Thông số về khối lượng 4 kg
8. 3.1 Khối lượng bản thân (m) kg 15.000 3.1.1 Phân bố trên trực trước (m1) kg 4060 3.1.2 Phân bố lên trục giữa (m2) kg 7.240 3.1.3 Phân bố lên trục sau (m3) kg 3.700 3.2 Số người cho phép chở (cả lái xe) Người 89 3.2.1 Số người ngồi Người 77 3.2.2 Số người đứng Người 12 3.3 Khối lượng toàn bộ cho phép của ô tô kg 20.340 3.3.1 Phân bố lên trục trước kg 6.400 3.3.2 Phân bố lên trục giữa kg 9.240 3.3.3 Phân bố lên trục sau kg 4.700 4 Thông số về tính năng chuyển động 4.1 Vận tốc lớn nhất km/h 75 4.2 Độ dốc lớn nhất xe vượt được % 35,02 Quãng đường phanh của xe ở tốc độ 4.3 m 6,5 30 km/h Bán kính quay vòng theo vết bánh xe 4.4 m 11 trước phía ngoài 4.5 Bán kính quay vòng của trọng tâm m 9,8 5 Động cơ 5.1 Kiểu loại động cơ 6CL320 – 2 Diesel, 4 kỳ,6 xylanh thẳng Loại nhiên liệu và phương thức làm 5.2 hàng, làm mát bằng nước, mát turbo tăng áp 5.3 Dung tích xylanh cm3 8.820 5.2 Tỷ số nén 20:01 5.5 Đường kính xylanh x hành trình pitton mm 114 x 144 5.6 Công suất động cơ kW/ vg/ph 235/2.200 5.7 Phương thức cung cấp nhiên liệu Bơm cao áp 5.8 Loại nhiên liệu Diesel 5.9 Vị trí bố trí động cơ trên khung xe Phía sau 6 Ly hợp Kiểu đĩa đơn, ma sát khô 7 Hộp số: kiểu ZS5-105 Cơ khí: 5 số tiến, 1 số lùi Số tiến: 5,81; 2,998; 1,992; 7.1 Tỷ số truyền hộp số 1,438; 1 Số lùi: 6,699 Cầu xe : tỷ số truyền của truyền lực i = 6,55 8 o chính 9 Cở lốp 5 Inch 11.00-20/18PR 9.1 Áp suất lốp trước/ giữa/ sau MPa 0,81/0,67/0,67
9. 10 Hệ thống treo Phụ thuộc, nhíp lá dạng nữa 10.1 Hệ thống treo trước elip, có giảm chấn thủy lực Phụ thuộc, nhíp lá dạng nữa 10.2 Hệ thống treo sau elip, có giảm chấn thủy lực Thanh cân bằng cầu trước và 10.3 Bộ phận dẫn hướng cầu giữa 10.4 Trục 1 Lốp 2 10.5 Trục 2 Lốp 4 10.6 Trục 3 Lốp 2 11 Hệ thống phanh Với cơ cấu phanh ở trục trước trục sau kiểu tang 11.1 Phanh công tác trống được dẫn động khí nén, hai dòng Tác động lên guốc phanh và 11.2 Phanh tay các lò xo trong bầu phanh, dẫn động khí nén 11.3 Áp suất làm việc của phanh khí nén kG/cm2 7,5 11.4 Hệ thống phanh dự phòng Phanh động cơ loại bướm ga 12 Hệ thông lái Trục vít ê- cubi có trợ lực lái 12.1 Tỷ số truyền 22,4 : 1 Gốc quay lớn nhất của bánh xe dẫn 12.2 hướng 12.2. Về bên phải Độ 45o 1 12.2. Về bên trái Độ 33o 2 12.3 Góc đặt bánh xe 12.3. Độ chụm bánh trước mm 1 ÷ 3 1 12.3. Góc nghiêng ngoài bánh trước Độ 1o 2 12.3. Góc nghiêng trong mặt phẳng dọc trụ Độ 2o10’ 3 quay trước 12.3. Góc nghiêng ngang trụ quay Độ 3o 4 13 Hệ thống điều hòa nhiệt độ 13.1 Kiểu loại Thermo King T9-M3 6 13.2 Công suất lạnh 145.000 BTU/h
10. 14 Các trang bị khác 14.1 Camera quan sat Cái 3 14.1 GPS Cái 1 14.1 Hộp đen Cái 1 Chƣơng 1: XÁC ĐỊNH SỰ PHÂN BỐ TRỌNG LƢỢNG VÀ TỌA ĐỘ TRỌNG TÂM CỦA XE 1.1. Trọng lƣợng toàn bộ của xe: Khối lượng toàn bộ của xe: m = 20340 (kg) Trọng lượng toàn bộ xe, chọn g ≈ 10 (m/s2): G = 20340 .10 = 203400 (N) 1.2. Xác định sự phân bố trọng lƣợng và tọa độ trọng tâm của xe: T G hg Z Z 1 Z2 3 A B c C a b Hình 1.1: Sơ đồ phân bố lực tác dụng lên xe ở trạng thái tĩnh. Theo số liệu nhà chế tạo: Chiều dài cơ sở: L = 6700 (mm) Tọa độ trọng tâm khi xe không tải: hog = 1620 (mm)7
11. Tọa độ trọng tâm khi xe đầy tải: hg = 1720 (mm) Trọng tâm xe không thay đổi đáng kể khi xe lên dốc hay xuống dốc. 2 Trọng lượng xe khi không tải: Go = mo. g (chọn g ≈ 10 (m/s ))  Go = 15000. 10 = 150000 (N) + Trọng lượng phân bố cầu trước: ZO1 = 4060. 10 = 40600 (N) + Trọng lượng phân bố cầu giữa: ZO2 = 7240. 10 = 72400 (N) + Trọng lượng phân bố cầu sau: ZO3 = 3700. 10 = 37000 (N) Tương tự, trọng lượng xe khi đầy tải: G = m. g (chọn g ≈ 10 (m/s2))  G = 20340. 10 = 203400 (N) + Trọng lượng phân bố cầu trước: Z1 = 6400. 10 = 64000 (N) + Trọng lượng phân bố cầu giữa: Z2 = 9240. 10 = 92400 (N) + Trọng lượng phân bố cầu sau: Z3= 4700. 10 = 47000 (N) Gọi a là khoảng cách từ trọng tâm của xe đến cầu trước khi đầy tải. Gọi b là khoảng cách từ trọng tâm của xe đến cầu giữa khi đầy tải và c là khoảng cách giữa cầu giữa và cầu sau. Theo số liệu nhà sản xuất ta có: c = 1200 (mm) và a+b = 5500 (mm) Để xác định tọa độ trọng tâm theo chiều dọc ta lập phương trình cân bằng mômen tại T và B (xem hình 1.1) ΣMiT = 0.  Z1a – Z2b – Z3(b+c) = 0 (4.1) ΣMiB = 0.  Z1(a+b) – Z3c – Gb = 0 (4.2) Z (a b) Z c  b = 13 G 40600.5500 37000.1200 b = 1192,67 (mm) 15000 Do ta đã có a + b = 5500 (mm)  a = 5500 – b = 5500 – 1192,67 = 4307,338 (mm)
12. Bảng 2: Các thông số kích thƣớc và trọng lƣợng Thành phần kích thước Đơn vị Ký hiệu Giá trị Trọng tâm đến trục trước mm a 4307,33 Trọng tâm đến trục giữa mm b 1192,67 Khoảng cách trục giữa và trục sau mm c 1.200 Trọng tâm đến trục sau mm b + c 2392,67 Chiều cao trọng tâm không tải mm hog 1608 Chiều cao trọng tâm đầy tải mm hg 1720 Thành phần trọng lượng Trọng lượng bản thân xe N Go 150.000 +Phân bố lên trục trước N Zo1 40.600 +Phân bố lên trục giữa N Zo2 72.400 +Phân bố lên trục sau N Zo3 37.000 Trọng lượng khi đầy tải N G 203.400 +Phân bố lên trục trước N Z1 64.000 +Phân bố lên trục giữa N Z2 92.400 +Phân bố lên trục sau N Z3 47.000 Chƣơng 2: TÍNH ỔN ĐỊNH DỌC CỦA XE 2.1. Tính ổn định dọc tĩnh: Tính ổn định dọc tĩnh của xe là khả năng đảm bảo cho xe không bị lật đổ hoặc bị trượt khi đứng yên quay đầu lên dốc hoặc quay đầu xuống dốc, được đánh giá bằng góc dốc giới hạn. 2.1.1. Trƣờng hợp xe đứng yên trên dốc, quay đầu lên: 2.1.1.1. Tính theo điều kiện lật đổ: Khi xe đầy tải, vị trí trọng tâm cao hơn so với khi xe không tải, từ đó dễ nhận thấy khi xe chở đầy tải sự ổn định của xe giảm đi rất nhiều. Do đó chúng ta chỉ tính toán ổn định của xe khi chở đầy tải. Khi góc nghiêng α tăng dần, đến lúc α tiến đến góc giới hạn lật αtl (góc giới hạn lật đổ khi xe đứng yên quay đầu lên dốc) thì lúc này xe sẽ lật đổ qua điểm C. 9
13. Hình 2.1: Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên xe khi đứng yên trên dốc, quay đầu lên. Lập phương trình cần bằng mômen tại C.  MiC 0  Z1. (a+b+c) + Z2.c – G. (b+c). cosα + G. hg. sinα = 0 (4.3) Khi xe lật đổ qua điểm C thì: Z1 = 0, Z2 = 0 và α = αtl Thay Z1 = 0, Z2 = 0 vào (4.3) ta có: G. (b+c). cosαtl = G.hg. sinαtl sin b c 1192,67 1200 tg tl 1,39 cos tl h g 1720 o  αtl = 54,29 2.1.1.2.Tính theo điều kiện trượt: 10
14. Để cho xe không bị trượt xuống dốc, người ta bố trí cơ cấu phanh tay ở các bánh xe. Khi lực phanh lớn nhất đạt đến giới hạn bám thì xe sẽ bị trượt xuống dốc. Góc dốc giới hạn mà xe bị trượt xuống dốc được xác định như sau. Vì xe được bố trí phanh tay ở tất cả các bánh xe nên: Fpmax = φ. G. cosα = Gsin (4.4) Khi bị trượt thì tl Từ (4.4) ta có: tg tl φ : hệ số bám dọc giữa bánh xe với mặt đường. F : lực phanh cực đại của xe: F = F pmax pmax  pimax G : trọng lượng toàn bộ của xe. o Chọn φ = 0,75  αφtl = 36,87 là góc dốc giới hạn mà xe bị trượt khi xe đứng yên quay đầu lên dốc. Đối với xe bus tầng đang khảo sát ta có: o o Ta có: αφtl = 36,87 < αtl = 54,29 Vậy xe này đảm bảo an toàn khi đứng yên trên dốc vì hiện trượt sẽ xảy ra trước khi bị lật đổ. 2.1.2. Trƣờng hợp xe đứng yên trên dốc, quay đầu xuống 2.1.2.1. Tính theo điều kiện lật đổ: Trường hợp này ta cũng xét xe đầy tải. Khi góc α tăng dần đến một giá trị nào đó thì cả xe lật đổ qua điểm A. Lập phương trình cân bằng mômen tại A:  M0iA  Z3. (a+b+c) + Z2. (a+b) + hg.Gsinα – a.Gcosα = 0 (4.5) 1 1
15. Hình 2.2: Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên xe khi đứng yên trên dốc, quay đầu xuống. Khi xe lật đổ qua A thì: Z3 = 0, Z2 = 0 và α = αtx sin tx a Từ (4.5) ta có: hg.Gsinαtx = a.Gcosαtx  tg tx cos tx h g Trong đó: a = 4307,33 (mm) hg = 1720 (mm) a 4307,33  tg tx 2,5 hg 1720 o αtx = 68,23 2.1.2.2. Tính theo điều kiện trượt: Xác định tương tự khi xe quay đầu lên dốc ta được góc dốc giới hạn mà xe bị trượt khi đứng yên trên dốc, quay đầu xuống. F = φGcosα = G.sinα pmax Khi xe bắt đầu trượt thì tx 12
16.  tgαφtx = φ o Chọn φ = 0,7  αφtx = 34,99 , là góc dốc giới hạn mà xe bị trượt khi đứng yên trên dốc quay đầu xuống. o o Ta có: αφtx = 34,99 < αtx = 68,23 Vậy khi xe đứng yên trên dốc, quay đầu xuống đảm bảo an toàn là hiện tượng trượt xảy ra trước khi bị lật đổ. 2.2. Tính ổn định dọc động Khi xe chuyển động trên đường dốc có thể bị mất ổn định (bị lật đổ hoặc bị trượt) dưới tác dụng của các lực và mômen. 2.2.1. Trƣờng hợp xe chuyển động ổn định lên dốc với vận tốc nhỏ 2.2.1.1.Tính theo điều kiện lật đổ: Vì xe chuyển động ổn định lên dốc với tốc độ nhỏ nên: Lực cản quán tính Fj = 0. Lực cản gió Fω ≈ 0 có thể bỏ qua. Lực cản lăn Ff ≈ 0 nên Mf ≈ 0 có thể bỏ qua. Cũng giống như ở phần ổn định dọc tĩnh, chúng ta chỉ tính toán độ ổn định của xe khi xe chở đầy tải. Khi góc nghiêng α tăng dần, đến lúc α tiến đến góc dốc giới hạn lật αdl (góc dốc giới hạn lật đổ khi xe chuyển động lên dốc với tốc độ nhỏ và ổn định) thì lúc này xe sẽ lật qua điểm C. Lập phương trình cân bằng mômen tại C.  M0iC 13
17. Hình 2.3: Sơ đồ các lực và mômen tác dụng lên xe khi chuyển động ổn định lên dốc, tốc độ nhỏ.  Z1. (a + b + c) + Z2.c – G. (b + c). cosα + G. hg. sinα = 0 (4.6) Khi xe lật đổ qua C thì. Z1 = 0, Z2 = 0 và α = αdl Từ (4.6) ta có: G. (b + c). cos dl = G.hg.sin dl sin dl bc  tg dl cos dl h g Trong đó: b = 1192,67 (mm) c = 1200 (mm) hg = 1720 (mm) b c 1192,67 1200 tg dl 1,39 hg 1720 o  αdl = 54,29 2.2.1.2. Tính theo điều kiện trượt: Để tránh cho xe không bị trượt khi chuyển động lên dốc ta cần xác định điều kiện để xe trượt trên dốc, khi lực kéo Fk ở các bánh xe chủ động đạt đế14n gi ới hạn bám thì xe bắt đầu bị trượt:
18. F F .Z G.sin (4.7) kmax x 2 l Z2 : là hợp lực của các phản lực thẳng góc từ đường tác dụng lên các bánh xe chủ động của xe, đã được cho ở bảng 4.1. .Z Từ (4.7) ta có: sin x2 l G Trong đó: G = 203400 (N) Z2 = 92400 (N) Chọn φx = 0,75, ta có: 0,75.92400 sin 0,34 l 203400 o  l 19,92 Để đảm bảo an toàn khi xe lên dốc thì xe phải trượt trước khi xe bị lật đổ: tgαφl < tgαdl o o l 19,92 < αdl = 54,29 Vậy thỏa mãn điều kiện xe bị trượt trước khi bị lật đổ khi chuyển động ổn định lên dốc với vận tốc nhỏ. 2.2.2. Trƣờng hợp xe chuyển động ổn định xuống dốc với tốc độ nhỏ: Ở trường hợp này chúng ta chỉ tính theo điều kiện lật đổ. Bởi vì khi xuống dốc, người lái chỉ đạp nhẹ phanh để giảm bớt tốc độ xe nên tổng lực phanh Fp chỉ bằng khoảng 50% đến 70% lực phanh cực đại, tức là FF = F (F : tổng các lực bám dọc) nên các bánh xe không bị trượt lết, nghĩa ppmax φx φx là xe không xảy ra mất ổn định do trượt. Vì xe chuyển động ổn định xuống dốc với tốc độ nhỏ nên: Lực cản quán tính Fj = 0 Lực cản gió Fω ≈ 0 có thể bỏ qua. Lực cản lăn Ff ≈ 0 nên Mf ≈ 0 có thể bỏ qua. Chúng ta cũng chỉ xét cho trường hợp xe đầy tải. Khi góc dốc α tăng dần lên đến một lúc nào đó thì cả xe sẽ lật đổ qua điểm A. 15
19. Hình 2.4: Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên xe khi chuyển động ổn định xuống dốc, vận tốc nhỏ. Lập phương trình cân bằng mômen tại điểm A, bỏ qua Mf:  M0iA  a. Gcosα - hg. Gsinα – Z3 (a+b+c) – Z2 (b+a) = 0 Khi xe lật đổ qua A thì : Z2 = 0, Z3 = 0 và α =αdx  a. Gcosαdx = hg. Gsinαdx sin dx a  tg dx cos dx h g Trong đó: a = 4307,33 (mm) hg = 1720 (mm) Vậy: 4307,33 o tg dx 2,5  αdx = 68,22 1720 * Nhận xét: Qua các trường hợp khảo sát ta thấy rằng tính ổn định dọc của xe phụ thuộc vào tọa độ trọng tâm và hệ số bám φ . Tọa độ trọng tâm của xe ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng bám của các bánh xe x 16 với mặt đường.
20. Chƣơng 3: TÍNH ỔN ĐỊNH NGANG CỦA XE Tính ổn định ngang của xe là khả năng đảm bảo cho xe không bị lật đổ theo hướng ngang hoặc trượt ngang khi đứng yên hoặc chuyển động trên đường nghiêng ngang, được xác định bằng góc giới hạn lật đổ và góc giới hạn trượt. *Ý nghĩa các ký hiệu ở các hình vẽ: T: Trọng tâm của xe khi đầy tải. G: Trọng lượng toàn bộ xe khi đầy tải. Z’: Tổng phản lực thẳng góc của đường tác dụng lên các bánh xe bên trái. Z’’: Tổng phản lực thẳng góc của đường tác dụng lên các bánh xe bên phải. Y’: Tổng các phản lực ngang của đường tác dụng lên các bánh xe bên trái. Y”: Tổng các phản lực ngang của đường tác dụng lên các bánh xe bên phải. β: Góc nghiêng ngang của đường. Mjn: mômen các lực quán tính tiếp tuyến của các phần quay của động cơ và của hệ thống truyền lực tác dụng trong mặt phẳng ngang khi xe chuyển động không ổn định, giá trị này rất nhỏ, khi tính toán ta có thể bỏ qua. 3.1. Tính ổn định ngang tĩnh: 3.1.1. Tính theo điều kiện lật đổ khi xe đứng yên trên đƣờng nghiêng ngang βdt: Khi xe đứng yên trên đường nghiêng ngang nào đó mà góc β đủ lớn bằng góc giới hạn βdt thì xe bị lật quanh trục đi qua điểm O1 (O1 là giao tuyến của mặt phẳng thẳng đứng qua tâm bánh xe bên trái và mặt đường), lúc này Z’’ = 0. Khi xe đứng yên trên đường nghiêng ngang, trường hợp này xe chỉ chịu tác dụng của trọng lượng G, và các phản lực từ mặt đường. 17
21. Hình 3.1: Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên xe khi đứng yên trên đường nghiêng ngang. Lập phương trình cân bằng mômen tại điểm O1: M0  iO1 B  G.h .sin Z'' .B G. .cos  0 g 2 ” Khi xe lật đổ qua O1 thì Z = 0 và góc β = βdt  BBsindt G.hg .sin dt .G.cos  dt tg  dt 2 cosdt 2h g Trong đó: B: Bề rộng cơ sở trung bình của xe. 2020 1810 1940  B 1923(mm) 3 hg: 1720 (mm) B 1923 tgdt 0,559 2hg 2.1720 o  dt 29,21 Trong đó βdt là góc giới hạn mà xe bị lật đổ khi đứng yên trên đường nghiêng ngang. 3.1.2. Tính theo điều kiện trƣợt khi xe đứng yên trên đƣờng nghiêng ngang βφt: 18
22. S K L 0 0 2 1 5 4