Luận văn Các biện pháp nâng cao mức độ an toàn của xe khách 2 tầng khi đi vào đường vòng (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Các biện pháp nâng cao mức độ an toàn của xe khách 2 tầng khi đi vào đường vòng (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĨNH HIỆP CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO MỨC ĐỘ AN TỒN CỦA XE KHÁCH 2 TẦNG KHI ĐI VÀO ĐƯỜNG VỊNG NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC – 60520116 S K C0 0 4 6 3 0 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 8/2015
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: “CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO MỨC ĐỘ AN TỒN CỦA XE KHÁCH 2 TẦNG KHI ĐI VÀO ĐƯỜNG VỊNG” Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN VĂN PHỤNG. Thực hiện: NGUYỄN VĨNH HIỆP. MSHV: 132520116008 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2015
3. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH 4 DANH MỤC BẢNG 6 Ch ng 1 TỔNG QUAN V Đ TÀI 7 1.1. Lý do chọn đề tài 7 1.2. Tổng qu n t quả nghi n cứu trong v ngo i nư c 7 1.3. Mục đích củ đề tài 9 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 9 1.5. Tính c p thi t củ đề t i 9 1.6. ngh ho học củ đề t i 10 1.7. Gi i hạn củ đề t i 10 1.8. Phư ng ph p nghi n cứu 10 Ch ng 2 C SỞ L THUY T 12 2.1. Chuyển động quay vịng củ ơ tơ hi tính đ n sự bi n dạng của lốp xe. 12 2.1.1. Qú trình qu y vịng củ ơ tơ: 12 2.1.2. Sự qu y vịng củ ơ tơ hi hơng tính đ n bi n dạng lốp xe: 12 2.1.3. Sự qu y vịng củ ơ tơ hi tính đ n sự bi n dạng củ lốp xe: 16 2.2. Ảnh hưởng của k t c u ơ tơ khi quay vịng 20 2.2.1. Phư ng trình động học củ xe hi qu y vịng: 20 2.2.2. Phư ng trình động lực học củ xe hi qu y vịng: 23 2.2.3. Động lực học qu y vịng: 24 2.2.4. Động lực học qu y vịng đều: 29 2.3. Hàm truyền khi xe quay vịng 30 2.3.1. Kh i niệm: 30 2.3.2. H m truyền củ vận tốc gĩc qu y thân xe Hiện tượng qu y vịng thừ , qu y vịng thi u: 30 2.3.3. H m truyền gĩc lệch b n củ trọng tâm ơtơ: 34 2.3.4. H m truyền gi tốc b n : 36 2.3.5. H m truyền momen qu y v nh l i : 38 2.3.6. Gĩc quay vành lái : 39 2.3.7. Gĩc lệch hư ng chuyển động : 41 2.4. Ảnh hưởng của giĩ bên khi quay vịng 43 Trang 1
4. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM 2.4.1. Mơ tả sự ảnh hưởng củ giĩ hi qu y vịng: 43 2.4.2. Sự nhạy cảm củ ơ tơ hi cĩ giĩ b n: 44 2.5. Ổn định t nh tr n mặt phẳng nghiêng 47 2.5.1. Theo điều iện lật đổ 48 2.5.2. Theo điều iện trượt ng ng 48 2.6. Ơ tơ qu y vịng tr n đường nghi ng ng ng β 49 2.6.1. Trường hợp mặt đường nghi ng v o trục tâm qu y vịng 49 2.6.2. Trường hợp mặt đường nghi ng r ngo i tâm qu y vịng 51 Ch ng 3 KHẢO SÁT TRÊN DỊNG XE HUYNDAI UNIVERSE - K43 53 3.1 Gi i thiệu về xe khách hai tầng giường nằm huyndai universe - k43 53 3.1.1. Gi i thiệu chung 53 3.1.2. Thơng số ỹ thuật củ xe 54 3.1.3. Đặc tính ỹ thuật củ xe 57 3.2 Tính tốn các thơng số đặc tính quay vịng của xe : 62 3.2.1 Hệ số t c u ơtơ K ( s2/m ): 63 3.2.2 Tốc độ đặc trưng vng ( m/s ): 63 3.2.3 Gĩc lệch hư ng chuyển động ( rad ): 63 3.2.4 Gĩc qu y b nh xe dẫn hư ng t : 63 3.3 Xây dựng đường đặc tính tốc độ của các hàm truyền : 64 3.3.1 H m truyền tốc độ gĩc qu y thân xe : 64 3.3.2 H m truyền gĩc lệch hư ng chuyển động: 65 3.3.3 H m truyền gi tốc hư ng tâm: 66 3.3.4 H m truyền momen qu y v nh l i : 66 3.4 Ảnh hưởng của lực giĩ bên: 67 3.4.1 Gí trị củ lực giĩ b n N t c dụng v o xe l : 67 3.4.2 Khoảng c ch tâm p lực giĩ b n đ n trọng tâm xe e : 67 3.5 Xây dựng hàm biểu thị mối quan hệ giữa hệ số ổn định t nh SSF v hối lượng m củ xe 68 3.5.1 X c định chiều c o trọng tâm củ ơ tơ 68 3.5.2 Xây dựng h m số mối qu n hệ giữ SSF v hối lượng m củ xe 69 3.6 Xây dựng đồ thị mối quan hệ giữa hệ số SSF và vận tốc gi i hạn lật đổ 72 Trang 2
5. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Ch ng 4 Đ XUẤT VÀ TÍNH TỐN TĂNG TÍNH AN TỒN TỐI ƯU CỦA ƠTƠ 74 4.1. Khoảng cách từ trọng tâm xe đ n cầu trư c và cầu sau : 74 4.2. Tính tốn các thơng số đặc tính quay vịng của xe : 75 4.2.1. Hệ số t c u ơtơ K ( s2/m ): 75 4.2.2. Tốc độ đặc trưng ( m/s ): 75 4.2.3. Gĩc lệch hư ng chuyển động ( rad ): 75 4.2.4. Gĩc qu y b nh xe dẫn hư ng t : 75 4.3. Xây dựng đường đặc tính tốc độ của các hàm truyền : 76 4.3.1. H m truyền tốc độ gĩc qu y thân xe : 76 4.3.2. H m truyền gĩc lệch hư ng chuyển động: 77 4.3.3. H m truyền gi tốc hư ng tâm: 78 4.3.4. H m truyền momen qu y v nh l i : 79 4.4. Ảnh hưởng của lực giĩ bên: 80 4.4.1. Gí trị củ lực giĩ b n N t c dụng v o xe l : 80 4.4.2. Khoảng c ch tâm p lực giĩ b n đ n trọng tâm xe e : 80 4.5. Giảm chiều c o trọng tâm xe 81 Ch ng 5 K T LUẬN VÀ KI N NGHỊ 83 5.1 K t luận 83 5.2 Ki n nghị: 84 Trang 3
6. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2-1 : Qu trình qu y vịng củ ơ tơ Hình 2-2: Mơ hình qu y vịng củ ơ tơ Hình 2-3: Phân tích lực t c dụng hi qu y vịng Hình 2-4: Mơ hình qu y vịng hi cĩ sự bi n dạng lốp xe Hình 2-5: Ảnh hưởng củ bi n dạng lốp xe TH qu y vịng thi u Hình 2-6: Ảnh hưởng củ bi n dạng lốp xe TH qu y vịng thừ Hình 2-7: Mơ hình x c định qu đạo tâm xe v vận tốc xe Hình 2-8: Mơ hình x c định gi tốc hư ng tâm củ xe Hình 2-9: Mơ hình động lực học củ xe hi qu y vịng Hình 2-10: Mơ hình một v t b nh xe Hình 2-11: Sự th y đổi v t ti p xúc hi vận tốc vk 0 và vk 0 Hình 2-12: Mơ hình x c định gĩc lệch b n Hình 2-13: Đồ thị đặc tính tốc độ h m truyền vận tốc gĩc qu y thân xe Hình 2-14: Đồ thị đặc tính tốc độ h m truyền gĩc lệch hư ng chuyển động Hình 2-15: Đồ thị đặc tính tốc độ h m truyền gi tốc b n Hình 2-16: Qu n hệ giữ gĩc qu y v nh l i v b n ính R hi v = 0 Hình 2-17: Đồ thị đặc tính qu y vịng củ ơtơ Hình 2-18: S đồ ảnh hưởng củ gĩc lệch cầu xe v gĩc qu y trụ đứng Hình 2-19: Ảnh hưởng củ giĩ hi qu y vịng Hình 2-20: Qui luật t c dụng củ giĩ b n Hình 2-21: Qũi đạo chuyển động củ ơ tơ hi cĩ giĩ b n Hình 2-22: Mơ hình tính tốn gĩc bù vành lái Hình 2-23: Qu n hệ củ c c ích thư c mơ hình Hình 2-24: s đồ lực v momen t c dụng l n ơ tơ Hình 2-25: S đồ lực t c dụng hi xe qu y vịng Hình 2-26: S đồ lực t c dụng l n xe hi qu y vịng Hình 3-1: Hình d ng tổng qu t b n ngo i xe h i tầng Huynd i universe - k43 Hình 3-2: Hình ảnh b n trong xe h ch h i tầng Huynd i universe - k43 Hình 3-3: Hình ảnh ho ng chứ h nh lý xe h i tầng Huynd i universe - k43 Hình 3-4: Đồ thị cơng su t củ động c Trang 4
7. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Hình 3-5: Đồ thị mơ men xoắn động c Hình 3-6: Đồ thị mơ men xoắn tại b nh xe chủ động theo từng t y số Hình 3-7: Đồ thị lực o ti p tuy n tại b nh xe chủ động theo từng t y số Hình 3-8: Đồ thị cân bằng lực o ti p tuy n tại b nh xe chủ động Hình 3-9: Đồ thị đặc tính tốc độ h m truyền gĩc qu y thân xe củ xe Huynd i Universe - K43 Hình 3-10: Đồ thị đặc tính tốc độ h m truyền gĩc lệch hư ng chuyển động củ xe Huyndai Universe - K43 Hình 3-11: Đồ thị đặc tính tốc độ h m truyền gi tốc hư ng tâm củ xe Huynd i Universe - K43 Hình 3-12: Đồ thị đặc tính tốc độ h m truyền mơmen qu y v nh l i củ xe Huynd i Universe - K43 Hình 3-13: Đồ thị x c định hệ số ổn định t nh của xe ơ tơ Hình 3-15: Đồ thị phư ng trình qu n hệ giữa SSF và khối lượng xe m H nh 3-16 : Đồ thị mối quan hệ giữa hệ số SFF và vận tốc gi i hạn lật đổ Hình 4-1: Đồ thị h m truyền vận tốc gĩc qu y thân xe v i thơng số đề xu t Hình 4-2: Đồ thị h m truyền gĩc lệch hư ng chuyển động v i thơng số đề xu t Hình 4-3: Đồ thị h m truyền gi tốc hư ng tâm v i thơng số đề xu t Hình 4-4: Đồ thị h m truyền mơmen qu y v nh l i v i thơng số đề xu t Trang 5
8. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM DANH MỤC BẢNG Bảng 3-1: Bảng thơng số ỹ thuật xe Huynd i universe - k43 Bảng 3-2: Bảng tỷ số truyền tại c c t y số xe Huyndai universe - k43 Bảng 3-3: Thơng số trọng tâm, hối lượng, độ cứng b nh xe hi xe đầy tải Bảng 3-4: Bảng gi trị gĩc lệch hư ng chuyển động v gĩc xo y trụ đứng Bảng 3-5: Khối lượng, chiều c o trọng tâm củ c c phần tử tr n xe Bảng 3-6 :Bảng thơng số tọ độ trọng tâm củ xe Bảng 3-7 :Bảng thơng số hối lượng v hệ số SSF Bảng 4-1: Bảng gi trị gĩc lệch hư ng chuyển động v gĩc xo y trụ đứng khi đề xu t th y đổi Bảng 4-2: Bảng hối lượng, chiều c o trọng tâm, mơ men lật c c phần tử củ xe hi điều chỉnh Trang 6
9. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Ch ng 1: TỔNG QUAN V Đ TÀI 1.1. Lý do chọn đề tài Chỉ s u v i năm đồng loạt xu t hiện, xe h ch giường nằm đã tạo n n hiện tượng đột bi n trong vận tải h ch li n tỉnh đường bộ, nh nh chĩng so n ngơi, dần th y th cho những dịng xe h ch gh ngồi đời cũ Ơng Thượng Th nh Hải, Phĩ Gi m đốc B n xe Miền Đơng cho h y, hiện trong số 2 790 đầu xe củ c c do nh nghiệp, nh xe hoạt động trong b n xe n y, thì xe giường nằm đã chi m chừng 1 198 chi c Tuy chỉ chi m 43% về số đầu xe, nhưng xe giường nằm đã chi m ưu th v i tỉ lệ 55% trong tổng số 97 880 chỗ d nh cho h ch Hầu h t c c tuy n li n tỉnh cĩ cự ly tr n 300 m đều đã được do nh nghiệp vận tải, nh xe ở đây đầu tư xe giường nằm Hiện n y c c loại xe h ch giường nằm đ ng lưu h nh trong nư c cĩ nguồn gốc nhập hẩu từ nư c ngo i hoặc do c c li n do nh sản xu t ơ tơ trong nư c để đ p ứng c c tuy n xe h nh đường d i v i dịng xe giường nằm THACO- MOBIHOME HB 120SLS, THACO HYUNDAI MOBIHOME 120SSL, HYUNDAI UNIVERSE-K43 Do sản phẩm được lắp r p tại Việt n m n n sử dụng hung gầm Aero Express v cải ti n một số chi ti t tạo r sản phẩm n n vẫn cịn một số v n đề cần giải quy t như: về mặt hí động học, độ m dịu, tính ổn định củ xe v i c c loại trạng th i hoạt động ứng v i c c loại đị hình h c nh u, phân bố tải trọng phù hợp tr n c c cầu do vậy, việc nghi n cứu tính ổn định củ xe h ch giường nằm h i tầng loại Huyndai Universe-k43 l một v n đề r t cần thi t, gĩp phần đề r phư ng hư ng v biện ph p cải ti n nhằm nâng c o mức độ ổn định hi xe hoạt động tr n đường Để giải quy t v n đề n u tr n dư i sự hư ng dẫn củ PGS TS Nguyễn Văn Phụng m học vi n chọn đề t i: “C c biện ph p nâng c o mức độ an tồn củ xe h ch 2 tầng hi xe đi v o đường vịng”. 1.2. Tổng qu n t quả nghi n cứu trong và ngồi n c. Ở nư c ngo i c c cơng trình nghi n cứu về loại xe h ch giường nằm đã cĩ nhiều do nhu cầu sử dụng rộng rải v thời gi n sử dụng đã h ng chục năm, loại xe n y hơng chỉ vận chuyển h nh h ch m nhiều quốc gi (như mỹ) cịn sử dụng để vận chuyển c c b n nhạc, ỹ thuật vi n hoặc c c đo n du lịch Ngo i r ở Châu âu Trang 7
10. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM c c loại xe n y cịn được tr ng bị tốt cũng như sự thoải m i củ h nh h ch tr n ơ tơ nhưng như trong chính một căn nh Một đề t i nghi n cứu tr n th gi i: - B i b o ho học: “A study of the hum n body vibr tion on the highw y sleeper bus” củ t c giả C o Lợi, B ng Thắng Minh, Vi n Cư ng. Bài báo dự tr n phân tích c c vị trí con người ti p xúc v i rung động to n c thể ở vị trí nằm nghi ng tr n xe h ch giường nằm. - B i b o nghi n cứu: “ r ndom vibr tion of ro d vehicle” củ t c giả Ưzgür BAYRAKDAR, trong nghi n cứu n y, đặc tính tự do củ xe được tính tốn bằng phần mềm m them tic s u đĩ so s nh v i t quả lý thuy t, t quả được trình b y dư i dạng đồ thị v h m số. Trong nư c đã cĩ một số đề t i nghi n cứu về c c loại xe bus, xe h ch một tầng, h i tầng như: - Luận văn thạc s : “nghi n cứu tính ổn định hi qu y vịng đối v i loại xe bus h i tầng sử dụng ở TP HCM v c c tỉnh” củ t c giả Trần Ngọc Dũng Trong luận văn t c giả đã tính to n c c thơng số qu y vịng củ xe, điều iện đảm bảo n to n hi qu y vịng đối v i loại xe BHT 89 - Luận văn thạc s : “nghi n cứu việc sử dụng l bview để mơ phỏng 3D ổn định chuyển động củ ơ tơ” củ t c giả L Minh Đảo Trong luận văn n y chỉ đề cập đ n ổn định củ ơ tơ trong qu trình chuyển động qu y vịng, sử dụng phần mềm l bview t hợp v i solidwor s để mơ phỏng trạng th i hoạt động tr n đường - Nghi n cứu tính to n ổn định củ ơ tơ hi qu y vịng p dụng tr n xe Bus SAMCO-BG4W - Luận văn thạc s : “nghi n cứu đ nh gi độ m dịu củ ơ tơ h ch 29 chỗ ngồi sản su t tại việt n m” củ t c giả Bùi Quốc V nh Trong luận văn n y t c giả hảo s t độ m dịu củ xe Hyund i country sản xu t tại việt n m, mơ hình tính to n d o động ½ xe theo phư ng dọc v phư ng ng ng ứng v i m p mơ bi n dạng đường quốc lộ - Luận văn thạc s : “nghi n cứu động học, động lực học v ổn định ơ tơ trong điều iện việt n m” củ t c giả Nguyễn Cẩm Thạch Nội dung củ luận văn l nghi n cứu động học v động lực học qu y vịng củ xe, củ xe hi lưu Trang 8
11. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM thơng trong dịng xe, đ nh gi tính năng ổn định gi o động củ xe đối v i loại xe MAZ-500A 1.3. Mục đích củ đề tài Vận dụng những i n thức, lí thuy t về ổn định để nghi n cứu v tính to n sự ổn định đối v i dịng xe h ch giường nằm 2 tầng Huyndai Universe-k43 Từ đĩ rút r được những v n đề hiện tại đối v i nhứng chi c xe đã xu t xưởng v đ ng hoạt động tr n đường, song song v i những v n đề đĩ l đề xu t r những ý i n để cĩ thể đảm bảo được sự n to n, ổn định củ xe hi hoạt động tr n đường đặc biệt l hi v o cu , đường vịng h y l hi cĩ giĩ t c dụng v o Đồng thời phân tích các ảnh hưởng đ n sự ổn định củ ở c c trạng thái đi v o đường vịng Đư r một số biện ph p nâng c o mức độ n to n cho loại xe n y để đảm bảo n to n hi chuyển động 1.4. Đối t ợng và phạm vi nghi n cứu Đối tượng: Loại xe h ch 2 tầng giường nằm Huyndai Universe k43. Phạm vi nghi n cứu: trong qu trình chuyển động, ơ tơ thực ch t l một c hệ phức tạp chuyển động tr n đường v i nhiều trạng th i m t ổn định h c nh u, nhiều đị hình đường x h c nh u Vì vậy hi nghi n cứu chỉ tính to n c c thơng số về tính ổn định củ xe hi xe đi v o đường vịng, đư r c c thơng số tối ưu v mơ phỏng bằng phần mềm hiện cĩ X t tổng qu t qu trình chuyển động củ ơ tơ hi đi v o đường vịng, khơng cĩ biểu thị c c hệ thống bố trí tr n xe Khảo nghiệm ơ tơ theo tính ch t ri ng phần, hơng ể đ n ảnh hưởng củ c c hệ thống h c hi nghi n cứu c c trạng th i chuyển động 1.5. Tính cấp thi t củ đề tài. Tính từ th ng 1/2013 đ n n y, cả nư c đã xảy r 22 vụ t i nạn gi o thơng thảm hốc li n qu n đ n xe h ch giường nằm Chính vì vậy sự chuyển động củ ơ tơ tr n đường phải cĩ tính ổn định c o, đặc biệt l hi xe đi v o đường vịng, cong dốc Một trong những nguy n nhân hơng nhỏ dẫn đ n những t i nạn gi o thơng thảm hốc l do người l i xe điều hiển xe khơng iểm so t hi đ ng điều hiển xe v gây t i nạn Vì vậy việc hảo s t đư r một số biện ph p nâng c o mức định ổn củ Trang 9
12. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM xe giường nằm 2 tầng l r t qu n trọng Nhằm đ p ứng nhu cầu thực t hiện n y tại Việt N m, v đảm bảo n to n cho h nh h ch Đứng trư c những v n đề bức xúc củ xã hội về t i nạn gi o thơng củ xe khách giường nằm 2 tầng trong thời gi n vừ qu . Việc lự chọn đề t i “C c biện ph p nâng c o mức độ ổn định củ xe h ch giường nằm 2 tầng hi xe đi v o đường vịng” l nguyện vọng củ học vi n muốn đĩng gĩp một phần cơng sức nhỏ nhoi nhằm giảm thiểu v n đề t i nạn gi o thơng đ ng nhức nhối ở nư c t 1.6. ngh ho học củ đề tài. Nghi n cứu củ đề t i hi th nh cơng sẽ tạo điều iện hảo s t, iểm tr dể d ng c c thơng số ứng v i c c trạng th i chuyển động củ loại xe n y, từ đĩ sẽ giúp người vận h nh bi t được những lưu ý hi vận h nh xe cũng như giúp cho c c nh ch tạo nâng c o tính hợp lý t c u củ c c bộ phận li n qu n để ng y một tối ưu hĩ sản phẩm xe h nh h i tầng giường nằm củ mình phù hợp v i điều iện vận h nh ở việt n m Điều n y giúp hạn ch những rủi ro đ ng ti c cĩ thể xảy r cho cả người v phư ng tiện . 1.7. Gi i hạn củ đề tài. Việc hảo s t tính ổn định củ xe trong thực t l r t hĩ hăn do xe l một c hệ phức tạp gồm nhiều hệ thống, nhiều bộ phận c u th nh, mỗi hệ thống l một c hệ nhỏ đ n hồi n n cĩ thể xem như xe được đặt tr n một c hệ đ n hồi N n để dễ đ ng h n trong việc nghi n cứu t sẽ nghi n cứu xe tr n c c mơ hình hĩ v i hệ tọ độ l mặt đường Để qu trình tính to n được đ n giản v thu gọn, t sẽ đ n giản hĩ đi c c v n đề hơng nh t thi t hoặc l những v n đề thực t hơng ảnh hưởng nhiều cho lắm, tuy nhi n sự đ n giản hĩ vẫn nằm trong gi i hạn cho ph p 1.8. Ph ng pháp nghi n cứu. Phân tích c c y u tố ảnh hưởng đ n một chi c xe hi v o qu y vịng h y hi đi tr n đường trong thực t , b o gồm y u tố chủ qu n v y u tố h c qu n Phân tích c c y u tố động học củ xe, c c y u tố động lực học t c động v o xe thơng qu c c mơ hình tính to n đã được đ n giản hĩ Từ c c phư ng trình động lực học l m n n tảng t sẽ thi t lập c c phư ng trình tính to n c c thơng số ảnh hưởng đ n ổn định hi qu y vịng củ xe Trang 10
13. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM S u hi thi t lập được c c phư ng trình tính to n t sẽ tính to n đối v i c c thơng số cụ thể củ xe t đ ng x t S u đĩ sẽ so s nh v i c c chỉ ti u đ nh gi để iểm nghiệm độ ổn định thơng qu c c thơng số đĩ N u v i c c thơng số t c u củ xe hơng đạt được sự n to n, ổn định t phải đề xu t lại c c thơng số t c u m i, s u đĩ sẽ tính to n lại từ đầu c c thơng số ổn định v i c c thơng số m i n y Trang 11
14. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Ch ng 2: C SỞ L THUY T 2.1. Chuyển động qu y vịng củ ơ tơ hi tính đ n sự bi n dạng củ lốp xe. 2.1.1. Qúa tr nh qu y vịng củ ơ tơ Hình 2-1 : Qu trình qu y vịng củ ơ tơ Qú trình qu y vịng củ ơ tơ được chi l m 3 gi i đoạn: GDI: l gi i đoạn chuẩn bị v o đường qu y vịng v i R GDII: l gi i đoạn v o qu y vịng v i b n ính tức thời R = Const GDIII: l gi i đoạn r hỏi đường qu y vịng v i R 2.1.2. Sự qu y vịng củ ơ tơ hi hơng tính đ n bi n dạng lốp xe 2.1.2.1. Qú tr nh qu y vịng củ ơ tơ Trang 12
15. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Hình 2-2: Mơ hình qu y vịng củ ơ tơ m: chiều rộng v t b nh xe l : hoảng c ch giữ 2 cầu xe R: b n ính qu y vịng tức thời O: tâm qu y vịng tức thời  : gĩc qu y củ hệ thống l i n : gĩc qu y củ b nh xe dẫn hư ng b n ngo i t : gĩc qu y củ b nh xe dẫn hư ng b n trong Xét mơ hình trên ta cĩ: · · · AOB = ; FOB = ;COB = t l l tg = R = R tg Trong thực t hi xe v o gĩc cu thì t i x đ nh l i r t từ từ v i gĩc qu y hệ thống l i r t nhỏ ( n u hơng sẽ cu ngặt v m t qu đạo chuyển động điều n y r t nguy hiểm) Trang 13
16. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM l Nên  bé tg  R = [2-1]  Đây l cơng thức tính b n ính qu y vịng tức thời củ xe hi hơng tính đ n sự bi n dạng củ lốp xe X c định mối qu n hệ củ n và t ? m R Cotg 2 [2-2] n l m R Cotg 2 [2-3] t l m Cotg -Cotg = [2-4] n t l Nhìn v o biểu thức [2-4] t th y , về mặt lý thuy t hi v o cu thì gĩc qu y củ 2 b nh xe dẫn hư ng luơn h c nh u, tức l t Nhưng thực t sự ch nh lệch n y r t nhỏ n n t cĩ thể bỏ qu v xem như = Vì vậy trong tính to n về s u t xem như = . 2.1.2.2. Các lực tác dụng vào ơ tơ hi qu y vịng Khi xe v o qu y vịng t x t c c lực t c dụng l n xe cụ thể l v o trọng tâm T củ xe Trọng tâm n y c ch cầu trư c một đoạn l , c ch cầu s u một đoạn l b Tại tâm T hi qu y vịng thì xu t hiện lực li tâm Plt t c dụng l n xe, cĩ phư ng chiều như hình vẽ Phân tích th nh 2 th nh phần theo phư ng Ox0 và Oy0 ta được Px , Py Trong đĩ lực l lực dọc trục xe cĩ xu hư ng l m xe đi t i t hơng x t đ n Lực cĩ xu hư ng l m xe văng r hỏi đường vì vậy t x t lực . Trang 14
17. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Hình 2-3: Phân tích lực t c dụng hi qu y vịng G Ta cĩ : Pj . [2-5] yyg Trong đĩ : jy l gi tốc hư ng tâm jv l gi tốc ph p tuy n jt l gi tốc ti p tuy n Phân tích Hình 2-3 t được: jy j v Cos a j t Sin a [2-6] V i a l gĩc hợp bởi lực li tâm v i phư ng ng ng củ xe '2 Gi tốc ph p tuy n jva . [2-7] '' Gi tốc ti p tuy n jta . [2-8] Trong đĩ : ρ = OT chính l b n ính qu n tính 2 ' vv. v. Xét a jv . Rl l '' '' '' ' ' vv vv Xét aa jt . l l Mặt h c x t Hình 2-3 ta cịn cĩ: Trang 15
18. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM b Rl Sin ; Cos a a .  Từ đĩ t tính được gi tốc hư ng tâm: 2 vl.  v v'' b jy ll .  vb2 . vv'' ll 1 vb2'' v.  v [2-9] l Khi đĩ: GG 2' ' Pyy jv b v v   [2-10] g g. l T cĩ nhận x t về biểu thức [2-10] như s u: Lực Py l lực l m xe cĩ xu hư ng văng r hỏi mặt đường n n hi v o qu y vịng để xe n to n thì lực Py phải nhỏ Để Py giảm thì: + v giảm : tức l giảm tốc độ củ xe hi v o qu y vịng ' + = Const  = 0 tức l hi xe v o qu y vịng thì gĩc qu y củ hệ thống l i phải từ từ, chỉ th y đổi nhỏ lúc đĩ t xem như = Const ( Người t i x phải bẽ l i một c ch từ từ hơng được bẽ qu g p) 2.1.3. Sự qu y vịng củ ơ tơ hi tính đ n sự bi n dạng củ lốp xe 2.1.3.1. Bán ính qu y vịng tức thời ur Khi hơng cĩ sự bi n dạng củ lốp xe , xe v o cu v i vận tốc V1 hợp v i phư ng ng ng một gĩc  l vận tốc củ cầu trư c v cầu s u chuyển động v i vận uur tốc V2 như hình Khi cĩ sự bi n dạng củ lốp xe v i 1 : gĩc bi n dạng b nh xe cầu trư c  2 : gĩc bi n dạng b nh xe cầu s u uur ' Lúc n y phư ng vận tốc bị lệch một gĩc th nh vận tốc V1 v phư ng vận tốc uur ' bị lệch đi một gĩc th nh vận tốc V2 Trang 16
19. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Hình 2-4: Mơ hình qu y vịng hi cĩ sự bi n dạng lốp xe · · Ta cĩ: BOT C 2 ; COT A 1 V n đề đặt r bây giờ l phải tìm xem Rd = ? BC tgBC R tg . 22R d d AC tgAC   R11 tg  d . Rd l AC BC Rd tg  12 tg  l Rd [2-11] tgtg  12  Nhưng vì 1 ; 2 ; r t b n n: l Rd [2-12]  12  Khi đĩ xảy r 3 trường hợp s u: TH1: N u = tức l gĩc bi n dạng b nh xe cầu trư c bằng gĩc bi n dạng b nh xe cầu sau. Trang 17
20. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM l RR: Qu y vịng đúng d  Tức l hi qu y vịng hơng tính đ n sự bi n dạng h y cĩ tính đ n sự bi n dạng lốp xe cũng qu y vịng v i một b n ính qu y vịng tức thời (t i x hơng th y đổi gĩc quay vành lái) TH2: N u 1 > 2 tức l gĩc bi n dạng b nh xe cầu trư c l n h n gĩc bi n dạng b nh xe cầu sau. RRd : Qu y vịng thi u Tức l hi qu y vịng cĩ tính đ n sự bi n dạng củ lốp xe t i x phải qu y v nh l i cho gĩc quay vành lái  tăng l n so v i hi hơng tính đ n sự bi n dạng lốp xe, để xe cĩ thể qu y vịng đúng v i b n ính qu y vịng tức thời R TH3: N u Trang 18
21. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Hình 2-5: Ảnh hưởng củ bi n dạng lốp xe TH qu y vịng thi u ur uuur Trường hợp n y hi xe chuyển động v i vận tốc V dư i ảnh hưởng củ Pgiĩ do bi n dạng c c b nh xe trư c l n h n bi n dạng c c b nh xe s u n n tức thời cầu trư c củ xe bị lệch hư ng chuyển động 1 gĩc 1 , cầu s u củ xe bị lệch hư ng chuyển động 1 gĩc  2 . Dựng c c đường vuơng gĩc như hình t tìm được tâm OT ( tức thời xe qu y uur qu nh tâm OT) N n tạo r lực li tâm Plt , phân tích lực li tâm th nh 2 th nh phần uur uur Px ; Py : Th nh phần t c dụng theo phư ng dọc trục xe l m xe chuyển động về phí trư c, th nh phần n y hơng qu n trọng Th nh phần cĩ xu hư ng l m xe l m xe bị lệch hỏi qu đạo chuyển động nhưng lúc n y và cùng phư ng , ngược chiều, h c điểm đặt vì vậy triệt ti u lẫn nh u tạo r tính ổn định củ xe K t luận Chính vì lí do tr n m thực t người t thường b m lốp trư c mềm h n lốp s u V ở xe chúng t đ ng x t cũng b m s o cho p su t c c b nh xe trư c nhỏ h n p su t c c b nh xe s u Trang 19
22. S K L 0 0 2 1 5 4