Luận văn Nghiên cứu và mô phỏng sự truyền công suất trong hệ thống truyền lực xe nhiều cầu chủ động (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu và mô phỏng sự truyền công suất trong hệ thống truyền lực xe nhiều cầu chủ động (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 TRẦN QUỐC KHÁNH NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG SỰ TRUYỀN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE NHIỀU CẦU CHỦ ĐỘNG NGÀNH: KHAI THÁC VÀ BẢO TRÌ Ô TÔ MÁY KÉO - 605246 S K C0 0 1 0 0 1 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08/2004
2. TRÖÔØNG ÑH SPKT TP. HCM LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ NGHIEÂN CÖÙU VAØ MOÂ PHOÛNG SÖÏ TRUYEÀN COÂNG SUAÁT TRONG HEÄ THOÁNG TRUYEÀN LÖÏC XE NHIEÀU CAÀU CHUÛ ÑOÄNG Chuyeân ngaønh: Khai thaùc vaø baûo trì oâ toâ Maõ soá ngaønh: 605246 Ngöôøi thöïc hieän: KS. TRAÀN QUOÁC KHAÙNH Ngöôøi höôùng daãn: TS. LAÂM MAI LONG Tp.Hoà Chí Minh, thaùng 08 naêm 2004
3. TRÖÔØNG ÑH SPKT TP. HCM LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ COÂNG TRÌNH ÑÖÔÏC HOAØN THAØNH TAÏI TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH Caùn boä höôùng daãn khoa hoïc : TS. LAÂM MAI LONG Caùn boä chaám nhaän xeùt 1: TS. NGUYEÃN NÖÔÙC Caùn boä chaám nhaän xeùt 2: TS. LEÂ XUAÂN HOAØ Luaän vaên thaïc só ñöôïc baûo veä HOÄI ÑOÀNG CHAÁM BAÛO VEÄ LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT. Ngaøy thaùng 10 naêm 2004
4. TRÖÔØNG ÑH SPKT TP. HCM LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ LÔØI CAÛM ÔN    Vôùi khoaûng thôøi gian 2 naêm theo hoïc cao hoïc taïi tröôøng Ñaïi hoïc Sö phaïm Kyõ thuaät Tp Hoà Chí Minh, vaø voán kieán thöùc tieáp thu ñöôïc töø quùi Thaày Coâ, ñeå laøm cô sôû vaø laø neàn taûng trong vieäc nghieân cöùu vaø tieáp caän theâm taøi lieäu môùi ôû trong nöôùc vaø nöôùc ngoaøi, töø ñoù giuùp ngöôøi nghieân cöùu hoaøn thieän theâm treân raát nhieàu lónh vöïc nhaát laø veà lónh vöïc chuyeân moân. Ñeà taøi naøy vôùi hôn 60 trang thuyeát minh, bao goàm 5 chöông cho neân maëc duø ñaõ coá gaéng tieáp thu kieán thöùc töø quí Thaày Coâ, vaø giaùo vieân höôùng daãn cuõng nhö nghieân cöùu vaø caäp nhaät theâm nhieàu taøi lieäu lieân quan, nhöng do trong quaù trình thöïc hieän moät phaàn vì thôøi gian ngaén, moät phaàn do trình ñoä coøn haïn cheá, neân luaän vaên theá naøo cuõng coøn thieáu soùt. Raát mong söï goùp yù cuûa Thaày Coâ vaø baïn beø ñeå ñeà taøi naøy hoaøn thieän hôn. Toâi xin chaân thaønh caùm ôn:  Ban Giaùm hieäu Tröôøng Ñaïi hoïc Sö phaïm Kyõ thuaät Tp HCM.  Phoøng Cao hoïc Tröôøng Ñaïi hoïc Sö phaïm Kyõ thuaät Tp HCM.  Khoa Cô khí ñoäng löïc Tröôøng Ñaïi hoïc Sö phaïm Kyõ thuaät Tp- HCM.  Quí Thaày Coâ tham gia giaûng daïy Cao Hoïc  Thaày PGS.TS ÑOÃ VAÊN DUÕNG.  Ñaëc bieät laø Thaày TS LAÂM MAI LONG taän tình höôùng daãn ñeå toâi hoaøn thaønh ñeà taøi ñuùng thôøi gian qui ñònh. Ñaõ giaûng daïy, höôùng daãn, taïo ñieàu kieän vaø giuùp ñôõ taän tình ñeå toâi hoaøn thaønh toát luaän vaên naøy. TP.HCM ngaøy 30 thaùng 08 naêm 2004 Hoïc vieân: Traàn Quoác Kaùnh
5. TRÖÔØNG ÑH SPKT TP. HCM LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ TOÙM TAÉT Nhaèm phuïc vuï coâng vieäc giaûng daïy ngaøy moät toát hôn. Vôùi phöông chaâm khoâng ngöøng naâng cao chaát löôïng giaûng daïy, hoâm nay ñaït keát quaû cao hôn hoâm qua vaø ngaøy mai phaûi toát hôn hoâm nay. Chính vì leõ aáy ngöôøi nghieân cöùu ñaõ thöïc hieän ñeà taøi “Nghieân cöùu vaø moâ phoûng söï truyeàn coâng suaát trong heä thoáng truyeàn löïc xe nhieàu caàu chuû ñoäng” Do thôøi gian thöïc hieän ñeà taøi coù haïn neân vieäc nghieân cöùu vaø thieát keá moâ phoûng cuûa ngöôøi nghieân cöùu chæ neâu ñöôïc caùc phaàn chính sau: CHÖÔNG I: ÑAËT VAÁN ÑEÀ CHÖÔNG II: SÖÏ TRUYEÀN NAÊNG LÖÔÏNG TREÂN XE CHÖÔNG III: LYÙ THUYEÁT VEÀ SÖÏ TRUYEÀN COÂNG SUAÁT XE NHIEÀU CAÀU CHUÛ ÑOÄNG CHÖÔNG IV: PHAÂN TÍCH MOÄT SOÁ TRAÏNG THAÙI ÑIEÅN HÌNH TRONG QUAÙ TRÌNH TRUYEÀN COÂNG SUAÁT CHÖÔNG V: MOÂ PHOÛNG MOÄT SOÁ TRAÏNG THAÙI ÑIEÅN HÌNH TRONG QUAÙ TRÌNH TRUYEÀN COÂNG SUAÁT Ñeå thöïc hieän ñöôïc chöông V(moâ phoûng) ngöôøi nghieân cöùu tham khaûo vaø öùng duïng caùc phaàn meàm tin hoïc sau: . Flash 2004 . Pro Engineer 2001 . Mechanical Desktop 2004 . Solid Works 2004 Öu ñieåm cuûa ñeà taøi laø coù tính môùi vaø vaän duïng ñeà taøi naøy ñeå giaûng daïy cho hoïc sinh deã hieåu hôn. Vì vaán ñeà truyeàn coâng suaát vaø ñaëc bieät laø hieän töôïng löu thoâng coâng suaát treân oâ toâ, laø moät vaán ñeà maø chuùng ta khoâng theå nhìn thaáy ñöôïc baèng maét, neân giaùo vieân vaø hoïc sinh gaëp khoù khaên trong vieäc daïy vaø hoïc. Ñaây laø muïc ñích chính cuûa ñeà taøi goùp phaàn khaéc phuïc trong vieäc daïy vaø hoïc toát hôn.
6. TRÖÔØNG ÑH SPKT TP. HCM LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ SUMMARY It is necessary for good training, with purpose improves training quality more and more is better due to above reason, researches has researched about thesis “ simulation design research of circulation power in transfer force of activity of multi-axels automobile system “. Because period of time not much so this thesis including some main parts. Chapter 1: The first Chapter 2: Transfer energy of auto-mobile Chapter 3: Theory about transfer power of activity of multi-axel automobile Chapter 4: Analyzing some statement symbol about process of transfer power. Chapter 5: Simulating some statement symbol about process of transfer power. To finishing chapter 5 (simulation) some software is used in this thesis: + Flash 2004 + pro engineer 2001 + Mechanical desktop 2004 + Solid works 2004 Because transfer power problem and specially circulation power statement of auto-mobile can not see by eyes so teachers and student have some difficult in training and study. The main purpose of this thesis is over come difficult in training and study. This thesis will give some advantage for training course and study: + Easy to understand + Attractive to students + Decrease training time + Training results are better
7. TRÖÔØNG ÑH SPKT TP. HCM LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ MUÏC LUÏC Trang LÔØI CAÛM ÔN. TOÙM TAÉT. SUMMARY. MUÏC LUÏC. Chöông I. ÑAËT VAÁN ÑEÀ. 1 I. Giôùi thieäu. 1 II. Muïc ñích cuûa luaän vaên. 2 III. Giôùi haïn vaø phöông phaùp nghieân cöùu. 2 Chöông II. SÖÏ TRUYEÀN NAÊNG LÖÔÏNG TREÂN XE. 3 I. Ñaët vaán ñe. 3 II. Caùc löïc taùc duïng leân xe. 3 III. Hieän töôïng tröôït, baùm vaø heä soá baùm cuûa baùnh xe chuû ñoäng. 6 IV. Caân baèng löïc vaø naêng löôïng. 10 V. Söï truyeàn naêng löôïng treân xe. 10 Chöông III. LYÙ THUYEÁT VEÀ SÖÏ TRUYEÀN COÂNG SUAÁT 12 XE NHIEÀU CAÀU CHUÛ ÑOÄNG. I. Moät soá khaùi nieäm cô baûn. 12 II. Phaân phoái coâng suaát duøng vi sai. 15 III. . Phaân phoái coâng suaát khoâng duøng vi sai. 25 Chöông IV. PHAÂN TÍCH MOÄT SOÁ TRAÏNG THAÙI ÑIEÅN HÌNH 32 TRONG QUAÙ TRÌNH TRUYEÀN COÂNG SUAÁT. I. Xe moät caàu chuû ñoäng. 32 II. Xe hai caàu chuû ñoäng. 39 Chöông IV. MOÂ PHOÛNG MOÄT SOÁ TRAÏNG THAÙI ÑIEÅN HÌNH 45 TRONG QUAÙ TRÌNH TRUYEÀN COÂNG SUAÁT. I. Xe moät caàu chuû ñoäng. 45 II. Xe hai caàu chuû ñoäng. 54 ÑEÀ NGHÒ VAØ KEÁT LUAÄN. 60
8. TRÖÔØNG ÑH SPKT TP. HCM LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ CHÖÔNG I ÑAËT VAÁN ÑEÀ I GIÔÙI THIEÄU: Hieän nay coâng ngheä thoâng tin phaùt trieån raát maïnh treân phaïm vi toaøn theá giôùi vaø treân thò tröôøng coâng ngheä thoâng tin, xuaát hieän nhieàu phaàn meàm tin hoïc, ñoà hoïa chuyeân nghieäp nhaèm hoã trôï trong caùc lónh vöïc quaûn lyù, löu tröõ hoà sô, trong lónh vöïc giaùo duïc ñaëc bieät laø trong giaûng daïy, taïo caùc giaùo trình ñieän töû hoaëc phuïc vuï chöông trình ñaøo taïo töø xa ÔÛ caùc nöôùc ñang phaùt trieån treân theá giôùi hieän ñang coù moät xu theá chieán löôïc ñeå ñaàu tö cho töông lai. Ñoù laø ñaàu tö cho coâng ngheä phaùt trieån, ñaàu tö cho chieàu saâu thöïc chaát laø ñaàu tö cho coâng ngheä daïy hoïc. Ñoù laø nhöõng qui trình kyõ thuaät trong daïy hoïc nhaèm khôi daäy toái ña tieàm naêng cuûa ngöôøi hoïc theo hai höôùng ñöa coâng ngheä, phöông tieän kyõ thuaät hieän ñaïi vaøo quaù trình giaûng daïy vaø ñaàu tö coâng ngheä ñieàu khieån, toå chöùc nhaän thöùc. Chính vì theá neáu coâng ngheä thoâng tin ñöôïc öùng duïng vaøo quaù trình daïy vaø hoïc seõ mang laïi nhieàu lôïi ích thöïc tieãn nhö: phaùt huy ñöôïc tính tích cöïc, chuû ñoäng, saùng taïo cuûa sinh vieân, hoïc sinh, giaùo vieân seõ chuû ñoäng, ruùt ngaén thôøi gian giaûng daïy, coù thôøi gian ñaàu tö cho quaù trình daãn daét, taïo tình huoáng kích thích tö duy saùng taïo cuûa ngöôøi daïy vaø hoïc. Hôn nöõa trong thôøi gian gaàn ñaây cuøng vôùi söï phaùt trieån cuûa khoa hoïc kyõ thuaät, nhöõng yeâu caàu veà chaát löôïng ñoäng löïc cuûa oâtoâ ngaøy caøng ñöôïc naâng cao. Moät trong nhöõng khuynh höôùng naâng cao tính chaát ñoäng löïc hoïc cuûa oâtoâ laø vieäc phaân boá vaø söû duïng hôïp lyù löïc keùo treân caùc caàu chuû ñoäng vaø treân caùc baùnh xe traùi- phaûi cuûa caàu chuû ñoäng. Ñieàu naøy lieân quan tôùi vieäc nghieân cöùu söï phaân boá coâng suaát töø ñoäng cô tôùi caùc caàu chuû ñoäng (ôû xe nhieàu caàu chuû ñoäng) hoaëc tôùi caùc baùnh xe traùi-phaûi cuûa moät caàu. Vaán ñeà seõ ñöôïc hieåu vaø giaûi quyeát chính xaùc hôn khi nghieân cöùu phaân phoái coâng suaát coù vi sai vaø khoâng coù vi sai trong heä thoáng truyeàn löïc xe nhieàu caàu chuû ñoäng. Do ngaønh coâng ngheä oâ toâ cuõng phaùt trieån nhanh vaø xu höôùng hieän nay caùc nhaø thieát keá xe oâ toâ coù nhieàu caàu chuû ñoäng ñeå ñaùp öùng tính naêng cô ñoäng cao. Vì vaäy vieäc daïy cho hoïc sinh veà heä thoáng truyeàn löïc cuûa oâ toâ ñaëc bieät laø truyeàn coâng suaát vaø hieän töôïng löu thoâng coâng suaát, phaàn naøy thöôøng gaëp khoù khaên trong quaù trình giaûng daïy cho hoïc sinh ôû caùc tröôøng daïy ngheà vì khoâng coù duïng cuï tröïc quan Khoâng ngoaøi nhöõng lyù do neâu treân neân ngöôøi thöïc hieän ñeà taøi naøy muoán öùng duïng phaàn meàm tin hoïc ñeå ñöa vaøo giaûng daïy baøi hoïc söï truyeàn coâng suaát cho hoïc sinh thuoäc chuyeân ngaønh coâng ngheä oâ toâ. Trang 1
9. TRÖÔØNG ÑH SPKT TP. HCM LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ II. MUÏC ÑÍCH CUÛA LUAÄN VAÊN . Thoâng qua moâ phoûng laøm roõ ñöôïc söï truyeàn coâng suaát trong heä thoáng truyeàn löïc ñaëc bieät laø löu thoâng coâng suaát. . Sinh vieân, hoïc sinh ñöôïc nhìn thaáy tröïc tieáp söï truyeàn coâng suaát ôû caùc baùnh xe chuû ñoäng sau khi giaùo vieân giaûng daïy veà nguyeân lyù hoaït ñoäng. . Hoïc sinh höng phaán hôn khi hoïc khoâng coù hình ñoäng cuûa boä truyeàn löïc. . Hôn nöõa laø boä truyeàn löïc cuõng khoâng hieån thò ñöôïc söï truyeàn coâng suaát . Tieát kieäm thôøi gian chuaån bò treân lôùp, daønh nhieàu thôøi gian ñeå giaûng daïy cho hoïc sinh. . Tieát kieäm kinh phí ñaøo taïo cho nhaø tröôøng (Giaûm ñöôïc kinh phí ñaàu tö maùy moùc, ñaàu tö nhaø xöôûng, cô sôû vaät chaát laâu xuoáng caáp ) Vôùi taát caû caùc lyù do neâu treân ñeàu höôùng vaøo muïc ñích cuoái cuøng cuûa luaän vaên naøy laø naâng cao hieäu quaû giaûng daïy chuyeân ngaønh OÂ Toâ ñoàng thôøi ñoùng goùp theâm veà öùng duïng tin hoïc vaøo giaûng daïy taïi caùc tröôøng hoïc, cô sôû daïy ngheà III. GIÔÙI HAÏN VAØ PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU ÑEÀ TAØI. 1. Giôùi haïn: Do thôøi gian thöïc hieän ñeà taøi coù haïn, do kieán thöùc veà caùc phaàn meàm tin hoïc coøn haïn cheá, ngöôøi nghieân cöùu ñeà taøi chæ thöïc hieän nhöõng phaàn chính cuûa söï truyeàn coâng suaát ôû caùc baùnh xe chuû ñoäng cuûa vi sai noùn ñoái xöùng cuï theå laø: xe moät caàu chuû ñoäng vaø hai caàu chuû ñoäng. Do thôøi gian vaø kinh phí bò haïn cheá cho neân ñeà taøi chæ nghieân cöùu lyù thuyeát vaø döøng laïi ôû moâ phoûng. Trong thôøi gian tôùi neáu coù ñöôïc söï ñoàng yù cuõng nhö söï hoã trôï veà kinh phí cuûa phía nhaø tröôøng, ngöôøi nghieân cöùu seõ tieáp tuïc nghieân cöùu, boå sung noäi dung coøn thieáu soùt cuûa ñeà taøi naøy vaø tieáp tuïc thöïc hieän tieáp nhöõng phaàn coøn laïi cuûa söï truyeàn löïc ôû caùc loaïi vi sai treân xe nhieàu caàu chuû ñoäng ñeå phuïc vuï giaûng daïy chuyeân ngaønh OÂ Toâ. 2. Phöông phaùp nghieân cöùu ñeà taøi. Ngöôøi nghieân cöùu ñaõ thöïc hieän caùc phöông phaùp nghieân cöùu: . Phöông phaùp phaân tích lyù luaän, tham khaûo taøi lieäu. . Phöông phaùp moâ phoûng Trang 2
10. TRÖÔØNG ÑH SPKT TP. HCM LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ CHÖÔNG II SÖÏ TRUYEÀN NAÊNG LÖÔÏNG TREÂN XE Ñeà caäp ñeán vaán ñeà truyeàn naêng löôïng töø ñoäng cô ñeán baùnh xe chuû ñoäng, chæ ra moái quan heä veà löïc vaø toác ñoä trong ñaëc tính cho tröôùc cuûa ñoäng cô. Aùp duïng ñoái vôùi tröôøng hôïp chuyeån ñoäng oån ñònh. I. ÑAËT VAÁN ÑEÀ: Khi truyeàn naêng löôïng töø ñoäng cô ñeán khung xe baèng heä thoáng truyeàn löïc vaø heä thoáng di chuyeån seõ xaûy ra hieän töôïng nhö sau: - Bieán ñoåi toác ñoä vaø moment xoaén. - Tieâu hao naêng löôïng. - Tích luõy naêng löôïng ôû hai daïng: Ñoäng naêng do khoái löôïng cuûa caùc chi tieát vaø theá naêng bieán daïng ñaøn hoài söï chuyeån hoaù hai daïng naêng löôïng naøy laø nguyeân nhaân dao ñoäng heä thoáng. Nhöõng giaû thieát khi nghieân cöùu: - Trong tröôøng hôïp truyeàn ñoäng nhieàu baùnh chuû ñoäng, thì giaû thieát raèng söï truyeàn naêng löôïng tôùi caùc baùnh xe laø nhö nhau, nghóa laø chæ coù moät ñöôøng truyeàn naêng löôïng töø ñoäng cô ñeán khung xe. - Khoâng quan taâm ñeán quaù trình chuyeån tieáp xaûy ra khi ñoùng ly hôïp vaø sang soá. - Caùc ñaëc tính cuûa ñoäng cô vaø heä thoáng truyeàn löïc khoâng thay ñoåi khi chuyeån ñoäng oån ñònh. - Chuyeån ñoäng ñeàu vôùi heä thoáng truyeàn löïc thuaàn cô khí. II. CAÙC LÖÏC TAÙC DUÏNG LEÂN XE: L Ta quan nieäm a chæ coù moät ñöôøng b V O truyeàn löïc töø ñoäng cô w 0a ñeán baùnh xe chuû 0 ñoäng. Vì vaäy cho Z1 pheùp söû duïng model Mk 0f1 moät veát ñeå tính toaùn. Z Fk 2 Ta xeùt oâ toâ Mf2 0f2 chuyeån ñoäng leân doác Gcos G nhö sau: Hình 2-1: Sô ñoà caùc löïc taùc duïng leân xe 1.Löïc chuû ñoäng Fk coøn goïi laø löïc keùo tieáp tuyeán ñöôïc xaùc ñònh: M F k (2-1). k r Vôùi: - Fk laø löïc keùo cuûa baùnh xe chuû ñoäng (N). - r laø baùn kính tính toaùn cuûa baùnh xe (m). - Mk laø moment keùo cuûa baùnh baùnh xe chuû ñoäng (N.m). Trang 3
11. TRÖÔØNG ÑH SPKT TP. HCM LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ 2.Löïc caûn laên Of: Löïc caûn laên laø tích soá cuûa phaûn löïc phaùp tuyeán Z vaø heä soá caûn laên f. 0.f Zf (2-2) Trong ñoù: - Of löïc caûn laên taïi caùc baùnh xe (N). - Z phaûn löïc phaùp tuyeán taïi caùc baùnh xe (N). - f heä soá caûn laên. Löïc caûn laên vaø caùc löïc caûn khaùc ñöôïc qui öôùc laø döông khi taùc duïng ngöôïc chieàu chuyeån ñoäng cuûa xe. 3.Löïc caûn doác 0 : Laø thaønh phaàn cuûa troïng löôïng G theo phöông toác ñoä xe vaø ñöôïc tính: 0 G .sin G . s (2-3) Trong ñoù s ñöôïc goïi laø ñoä nghieâng hay ñoä doác cuûa maët ñöôøng, s tg vaø thöôøng 0 ñöôïc tính ra 0 : 00 s00 tg .100 Veá sau cuûa coâng thöùc (2-3) chæ neân söû duïng trong tröôøng hôïp goùc doác nhoû, khi ñoù söï khaùc bieät giöõa sin vaø tg laø khoâng ñaùng keå. Vôùi toác ñoä khaù lôùn, thí duï s = 20% (öùng vôùi = 120 ) thì ñoä sai leäch treân coù theå tôùi 2.5%. Ñoä doác lôùn nhaát cuûa ñöôøng oâ toâ cho pheùp vaøo khoaûng 10-12%, treân xa loä thì chæ 6%, tröôøng hôïp ñaëc bieät treân vuøng nuùi cao thì ñoä doác coù theå tôùi 25%. Trong moät soá tröôøng hôïp ngöôøi ta thöôøng tính toaùn vôùi moät löïc caûn goïi laø löïc caûn maët ñöôøng, kí hieäu 0 , noù baèng toång löïc caûn laên vaø löïc caûn doác: 0 G .( f .cos sin ) G . (2-4) ÔÛ ñaây  f.cos sin f s (2-5) Vaø ñöôïc goïi laø heä soá caûn maët ñöôøng. Trong caùc coâng thöùc treân, daáu coäng öùng vôùi khi leân doác, daáu tröø öùng vôùi khi xuoáng doác. 4.Löïc caûn khoâng khí 0W: Löïc caûn khoâng khí taïo bôûi caùc löïc khí ñoäng hoïc, trong ñoù chieám phaàn lôùn laø löïc caûn do hình daïng cuûa xe (khoaûng 80-90%), tieáp theo laø thaønh phaàn gaây ra do aûnh höôûng cuûa xoaùy loác (10-15%), thaønh phaàn do ma saùt taïo ra giöõa beà maët xe vaø khoâng khí chieám töø (4-10%). Löïc caûn khoâng khí tæ leä vôùi aùp suaát ñoäng hoïc pd, dieän tích caûn gioù S vaø heä soá caûn cuûa khoâng khí Cx theo moái quan heä sau ñaây: 1 22 0W C X . P d . s V C X . s 0.625 C X V . s (2-6) 2 Trang 4
12. TRÖÔØNG ÑH SPKT TP. HCM LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ Trong ñoù: laø khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí (kg/m3), trong ñieàu kieän nhieät ñoä 250C vaø aùp suaát 0.1013 Mpa thì 1.25. V laø toác ñoä töông ñoái giöõa xe vaø khoâng khí, khi moâi tröôøng coi laø khoâng coù gioù thì V chính laø toác ñoä cuûa xe (m/s). ÔÛ nhöõng ñieàu kieän aùp suaát P0 vaø nhieät ñoä t0 khaùc vôùi ñieàu kieän moâi tröôøng noùi treân thì chuùng ta coù theå söû duïng caùc quan heä: PP288 1.2500 3540 0.1013 (tt00 273) ( 273) Do ñoù: P0 2 0WX 1770 C SV (2-7) (t0 273) Hôïp löïc cuûa caùc thaønh phaàn löïc caûn khoâng khí seõ ñaët taïi taâm cuûa löïc khí ñoäng hoïc. Caùc giaù trò ñònh höôùng cuûa heä soá caûn khoâng khí vaø dieän tích caûn gioù ñoái vôùi moät soá loaïi xe ñöôïc cho trong baûng döôùi ñaây: 2 Loaïi xe CX S [ m ] Xe du lòch - Loaïi thöôøng 0.35-0.5 1.6-2.5 - Ñuoâi xe cao (Wedge shape) 0.30-0.45 1.5-2.0 - Mui traàn 0.50-0.65 1.5-2.0 - Loaïi Wagon 0.40-0.5 1.7-2.5 Xe taûi - Loaïi thuøng hôû 0.80-1.0 4.0-7 - Loaïi thuøng kín 0.60-0.8 5.0-8 - Coù rô-mooc 1.00-1.2 5.0-8 Xe bus 0.50-0.7 5.0-7 Baûng 2-1: Heä soá caûn vaø dieän tích caûn khoâng khí 5.Löïc caûn quaùn tính 0a: Ñöôïc xaùc ñònh: 0a m tg . a m . a . a (2-8) Trong ñoù: mtg laø khoái löôïng thu goïn cuûa xe. m laø khoái löôïng tónh cuûa xe.  a laø heä soá khoái löôïng quay. a laø gia toác cuûa xe (m/s2). Löïc quaùn tính taùc duïng taïi troïng taâm cuûa xe, khi taêng toác a>0 thì 0a ngöôïc chieàu chuyeån ñoäng cuûa xe; ngöôïc laïi khi giaûm toác 0a cuøng chieàu chuyeån ñoäng vaø coù taùc duïng nhö löïc chuû ñoäng. Trang 5
13. TRÖÔØNG ÑH SPKT TP. HCM LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ III. HIEÄN TÖÔÏNG TRÖÔÏT, BAÙM VAØ HEÄ SOÁ BAÙM CUÛA BAÙNH XE CHUÛ ÑOÄNG: 1. Hieän töôïng tröôït taïi caùc baùnh xe chuû ñoäng: Bieán daïng theo höôùng tieáp tuyeán (bieán daïng voøng) cuûa caùc thôùù loáp do taùc duïng cuûa moment xoaén Mk laøm giaûm vaän toác tònh tieán cuûa xe, daãn ñeán gaây ra hieän töôïngï tröôït cho oâtoâ. Ñieàu ñoù ñöôïc giaûi thích raèng, caùc phaàn töû cuûa loáp khi ñi vaøo khu vöïc tieáp xuùc seõ bò neùn laïi laøm cho baùn kính thöïc teá cuûa baùnh xe nhoû laïi, khi ñoù quaõng ñöôøng maø baùnh xe ñi ñöôïc sau moät voøng quay seõ giaûm ñi. Vì vaäy moment xoaén Mk chính laø moät trong nhöõng nguyeân nhaân gaây ra hieän töôïng tröôït cho oâtoâ. Ngoaøi ra, coøn nhöõng nguyeân nhaân khaùc cuõng aûnh höôûng ñeán söï tröôït taïi caùc baùnh xe chuû ñoäng nhö: taûi troïng taùc duïng, caáu taïo vaät lieäu loáp, aùp suaát khoâng khí trong loáp vaø ñieàu kieän maët ñöôøng. Nhö vaäy hieän töôïng tröôït taïi caùc baùnh xe chuû ñoäng laø do aûnh höôûng cuûa nhieàu yeáu toá khaùc nhau nhö: taûi troïng taùc duïng leân oâtoâ, vaät lieäu caáu taïo loáp, aùp suaát khí trong loáp, moment xoaén ñoäng cô truyeàn ñeán caùc baùnh xe chuû ñoäng, tình traïng maët ñöôøng Vaø nguyeân nhaân chuû yeáu gaây ra hieän töôïng tröôït taïi caùc baùnh xe chuû ñoäng ñoù laø moment xoaén truyeàn töø ñoäng cô ñeán caùc baùnh xe chuû ñoäng. Nhö chuùng ta ñaõ bieát giaù trò moment keùo cuûa oâtoâ thì khoâng theå coù giaù trò lôùn tuøy yù maø bò giôùi haïn bôûi giôùi haïn baùm giöõa baùnh xe vaø maët ñöôøng. Ñieàu naøy ñöôïc theå hieän bôûi bieåu thöùc sau: M k max FZ . , Mkmax = Z. . r (2-9) k max r Vôùi: - Z [N] taûi troïng phaùp tuyeán taùc duïng leân baùnh xe. - : heä soá baùm giöõa baùnh xe vaø maët ñöôøng. - r: baùnh kính tính toaùn baùnh xe. Vì theá löïc keùo tieáp tuyeán taïi caùc baùnh xe chuû ñoäng ñaït ñeán giaù trò Z. thì oâtoâ seõ bò tröôït quay hoaøn toaøn laøm giaûm söùc keùo cuûa xe vaø maát oån ñònh. Hieän töôïng tröôït taïi caùc baùnh xe chuû ñoäng ñöôïc ñaùnh giaù baèng heä soá tröôït, kyù hieäu laø  vaø ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau: vo v v rl  = 100% = 1 100% = 1 100% (2-10) vo vo ro Trong ñoù: : ñoä tröôït ñöôïc tính theo %. vo: toác ñoä lyù thuyeát cuûa oâtoâ. Toác ñoä lyù thuyeát oâtoâ laø toác ñoä khi ñoù oâtoâ chuyeån ñoäng hoaøn toaøn khoâng coù baát cöù hieän töôïng tröôït naøo. vo = k.r Vôùi: k vaän toác goùc cuûa oâtoâ. r: baùnh kính tính toaùn cuûa oâtoâ. Trang 6
14. TRÖÔØNG ÑH SPKT TP. HCM LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ Toác ñoä thöïc teá v laø toác ñoä oâtoâ nhaän ñöôïc khi oâtoâ chuyeån ñoäng thöïc teá treân ñöôøng. v = k.rl rl: baùn kính laên cuûa oâtoâ. v: toác ñoä thöïc teá cuûa oâtoâ. Trong quaù trình chuyeån ñoäng cuûa oâtoâ, hieän töôïng tröôït xuaát hieän seõ gaây aûnh höôûng ñeán chæ tieâu kinh teá cuûa oâtoâ vì khi oâtoâ bò tröôït seõ gaây maát maùt coâng suaát cuûa oâtoâ raát nhieàu. Vì theá caàn thieát phaûi giaûm hieän töôïng tröôït baèng caùch taêng cöôøng chaát löôïng baùm giöõa caùc baùnh xe vaø maët ñöôøng. Ñoái vôùi oâtoâ chuyeån ñoäng treân ñöôøng toát, hieän töôïng tröôït taïi caùc baùnh xe coi nhö khoâng ñaùng keå. Nhöng khi oâtoâ chuyeån ñoäng treân ñöôøng xaáu vôùi löïc keùo lôùn thì hieän töôïng tröôït luoân xaûy ra vaø gaây maát maùt naêng löôïng oâtoâ vaø tính naêng chuyeån ñoäng oâtoâ raát nhieàu. 2. Löïc baùm vaø heä soá baùm cuûa baùnh xe chuû ñoäng: 2.1. Löïc baùm vaø heä soá baùm giöõa baùnh xe chuû ñoäng vaø maët ñöôøng. Ñeå oâtoâ coù theå chuyeån ñoäng ñöôïc thì ôû vuøng tieáp xuùc giöõa baùnh xe vaø maët ñöôøng phaûi coù ñoä baùm nhaát ñònh ñöôïc ñaëc tröng bôûi heä soá baùm. Neáu heä soá baùm thaáp thì baùnh xe coù theå bò tröôït quay khi coù moment xoaén lôùn truyeàn töø ñoäng cô ñeán baùnh xe chuû ñoäng vaø khi ñoù oâtoâ khoâng theå tieán veà phía tröôùc ñöôïc. Tröôøng hôïp naøy thöôøng xaûy ra khi baùnh xe chuû ñoäng ñöùng treân ñöôøng laày loäi hoaëc trôn (ñöôøng ñoùng baêng). Heä soá baùm giöõa caùc baùnh xe chuû ñoäng vaø maët ñöôøng laø tyû soá giöõ löïc keùo tieáp tuyeán cöïc ñaïi (sinh ra taïi ñieåm tieáp xuùc giöõa baùnh xe chuû ñoäng vaø maët ñöôøng) vaø phaûn löïc phaùp tuyeán taùc duïng leân baùnh xe chuû ñoäng. F k max (2-11) Z Coù theå xem heä soá baùm töông töï nhö heä soá ma saùt giöõa hai vaät theå trong cô hoïc, tuy nhieân ôû baùnh xe oâtoâ ngoaøi ma saùt coøn coù söï baùm do maáu baùm cuûa baùnh xe taùc duïng vaøo maët ñöôøng. Ñeå cho baùnh xe chuû ñoäng khoâng bò tröôït quay khi oâtoâ chuyeån ñoäng thì löïc keùo tieáp tuyeán cöïc ñaïi Fkmax khoâng vöôït quaù giôùi haïn baùm cuûa baùnh xe vôùi maët ñöôøng. F.[]kmax ZNF (2-12) Ta thaáy raèng, löïc baùm F tyû leä thuaän vôùi heä soá baùm vaø phaûn löïc tieáp tuyeán Z giöõa baùnh xe vaø maët ñöôøng. Vì löïc keùo tieáp tuyeán cöïc ñaïi Fkmax bò giôùi haïn bôûi löïc baùm F neân muoán söû duïng heát löïc keùo tieáp tuyeán Fkmax do ñoäng cô truyeàn xuoáng ñeå thaéng caùc löïc caûn chuyeån ñoäng thì caàn thieát phaûi taêng löïc baùm F nghóa laø phaûi taêng heä soá baùm hay taêng phaûn löïc tieáp tuyeán Z Trang 7
15. TRÖÔØNG ÑH SPKT TP. HCM LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ 2.2 Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán heä soá baùm vaø giaù trò cuûa heä soá baùm. Heä soá baùm giöõa baùnh xe chuû ñoäng vaø maët ñöôøng phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá: tình traïng maët ñöôøng (khoâ, öôùt, nhaün, nhaùm ), vaät lieäu cheá taïo loáp, keát caáu vaø daïng hoa loáp, phuï thuoäc vaøo ñieàu kieän söû duïng khaùc nhau nhö taûi troïng taùc duïng leân baùnh xe, aùp suaát trong loáp, toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa oâtoâ vaø ñoä tröôït giöõa baùnh xe chuû ñoäng vaø maët ñöôøng. X X 1 1 0.7 0.7 2 2 0.6 0.6 2 0 20 40 Pi[N/cm ] 0 2 4 6 Z[KN] Ha Hb X X 0.8 0.8 1 0.6 0.6 0.4 0.4 2 0.2 0.2 V[m/s] ;% 0 10 50 40 80 20 30 40 0 20 60 100 Hc Hd Hình 2.2 Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán heä soá baùm Töø ñoà thò ta thaáy raèng, khi taêng aùp suaát trong loáp thì heä soá baùm luùc ñaàu taêng leân roài sau ñoù laïi giaûm xuoáng. Giaù trò heä soá baùm cöïc ñaïi seõ töông öùng vôùi aùp suaát ñöôïc khuyeân duøng cho loáp ñoù. Khi taêng taûi troïng coù nghóa laø khi ñoù phaûn löïc phaùp tuyeán Z taùc duïng leân baùnh xe taêng leân thì heä soá baùm giaûm ñi moät ít vaø ñoà thò coù daïng tuyeán tính. Khi taêng toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa oâtoâ thì heä soá baùm giaûm töø töø theo daïng ñöôøng cong. Khi ñöôøng öôùt thì aûnh höôûng cuûa aùp suaát trong loáp, cuûa toác ñoä chuyeån ñoäng vaø phaûn löïc phaùp tuyeán taùc duïng leân baùnh xe ñeán heä soá baùm caøng lôùn. Ñaëc bieät laø ñoä tröôït  giöõa baùnh xe chuû ñoäng vaø maët ñöôøng aûnh höôûng raát lôùn ñeán heä soá baùm . Trang 8
16. TRÖÔØNG ÑH SPKT TP. HCM LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ Khi taêng toác ñoä tröôït cuûa baùnh xe thì heä soá baùm luùc ñaàu taêng leân nhanh choùng vaø ñaït ñeán giaù trò cöïc ñaïi. Neáu ñoä tröôït tieáp tuïc taêng thì heä soá baùm giaûm, khi ñoä tröôït  = 100% khi ñoù baùnh xe chuû ñoäng bò tröôït quay hoaøn toaøn thì heä soá baùm giaûm 20  30% so vôùi heä soá baùm cöïc ñaïi. Khi ñöôøng öôùt coøn coù theå giaûm nhieàu hôn nöõa 50  60% Heä soá baùm maø chuùng ta xeùt ôû treân chính laø heä soá baùm doïc, töùc laø trong maët phaúng chuyeån ñoäng cuûa oâtoâ, kyù hieäu laø x. Ngoaøi ra coøn coù heä soá baùm ngang trong maët phaúng ngang kyù hieäu laø y cuõng aûnh höôûng ñeán tính naêng oån ñònh cuûa oâtoâ. Noù sinh ra chuû yeáu laø do khi oâtoâ ñang chuyeån ñoäng coù luoàng gioù thoåi ngang vaøo oâtoâ laøm oâtoâ chuyeån ñoäng leäch höôùng. Hieän töôïng naøy caøng thaáy roõ khi oâtoâ chuyeån ñoäng treân ñöôøng vôùi vaän toác cao vaø do oâtoâ chuyeån ñoäng treân maët ñöôøng nghieâng khi ñoù taûi troïng oâtoâ doàn veà beân phaûi hoaëc beân traùi xe vaø cuõng deã gaây ra hieän töôïng tröôït. Khi oâtoâ chuyeån ñoäng treân ñöôøng nghieâng maø coù gioù thoåi ngang theo chieàu nghieâng cuûa maët ñöôøng thì cuõng deã xaûy ra hieân töôïng tröôït ngang. Do heä soá baùm phuï thuoäc bôûi nhieàu yeáu toá khaùc nhau vaø vieäc xaùc ñònh caùc yeáu toá naøy thöôøng gaëp nhieàu khoù khaên, cho neân thoâng thöôøng ngöôøi ta söû duïng giaù trò heä soá baùm trung bình phuï thuoäc vaøo loaïi ñöôøng theo baûng sau. Loaïi ñöôøng vaø tình traïng ñöôøng Heä soá baùm x * Ñöôøng nhöïa hoaëc ñöôøng beâtoâng - Khoâ vaø saïch 0,7  0,8 - Öôùt 0,35  0,5 * Ñöôøng ñaát - Pha seùt, khoâ 0,5  0,6 - Öôùt 0,2  0,4 * Ñöôøng caùt - Khoâ 0,2  0,3 - Öôùt 0,4  0,5 Baûng2-2: Heä soá baùm phuï thuoäc maët ñöôøng Heä soá baùm vaø löïc baùm coù yù nghóa quan troïng trong vieäc ñaûm baûo an toaøn chuyeån ñoäng cuûa oâtoâ, noù coù lieân quan ñeán tính chaát ñoäng löïc hoïc cuûa oâtoâ, ñeán tính oån ñònh vaø tính daãn höôùng cuûa oâtoâ. Ngaøy nay, khi maø xu höôùng veà toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa oâtoâ ngaøy caøng ñöôïc naâng cao cuøng vôùi tính naêng an toaøn cuûa con ngöôøi ñöôïc ñaët leân haøng ñaàu thì heä soá baùm vaø löïc baùm cuûa oâtoâ ñoùng vai troø raát quan troïng cho söï phaùt trieån naøy. Trang 9
17. TRÖÔØNG ÑH SPKT TP. HCM LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ IV. CAÂN BAÈNG LÖÏC VAØ NAÊNG LÖÔÏNG: 1. Caân baèng löïc: Theo hình 2-1: Ta coù phöông trình caân baèng löïc theo phöông chuyeån ñoäng cuûa xe nhö sau: Fk 0 f 0 a 0 W 0 (2-13) Löïc chuû ñoäng Fk treân caùc baùnh xe chuû ñoäng (sinh ra töø moment xoaén cuûa ñoäng cô khi laøm vieäc ôû ñaëc tính ngoaøi) vaø löïc caûn gioù 0w ñeàu laø moät haøm soá cuûa toác ñoä V; vì vaäy chuùng ta thöôøng nhoùm hai löïc naøy thaønh moät löïc: F =Fk – 0w (2-14) Vaø ñöôïc goïi laø löïc chuû ñoäng cuûa xe, noù cuõng laø moät haøm soá cuûa toác ñoä chuyeån ñoäng V. Phöông trình (2-13) khi ñoù coù theå vieát: F 0fa 0 0 (2-15) Phöông trình (2-15) coù nghóa laø: Löïc chuû ñoäng cuûa xe ñöôïc duøng ñeå khaéc phuïc löïc caûn laên, löïc caûn quaùn tính (khi taêng toác), Löïc caûn doác khi leân doác. 2. Caân baèng naêng löôïng: Caân baèng naêng löôïng ñöôïc hieåu nhö laø söï caân baèng veà coâng suaát cuûa taát caû caùc löïc taùc duïng leân xe. Ta coù nhöõng coâng suaát nhö sau: Coâng suaát treân caùc baùnh xe chuû ñoäng: Pk =Fk.V Coâng suaát caûn laên: Pf = 0f.V Coâng suaát caûn doác: PV 0. (2-16) Coâng suaát caûn khoâng khí: Pw = 0w.V Coâng suaát caûn quaùn tính: Pa = 0a.V Coâng suaát cuûa xe: P = F.V = Pk –Pw Caân baèng coâng suaát coù theå vieát döôùi daïng: PPPPPk f W a (2-17) hoaëc PPPP fa V. SÖÏ TRUYEÀN NAÊNG LÖÔÏNG TREÂN XE: 1. Söï bieán ñoåi naêng löôïng trong heä thoáng chuyeån ñoäng: Heä thoáng chuyeån ñoäng ñöôïc coi laø laø cuïm truyeàn ñoäng baùnh xe- maët ñöôøng. Trong tröôøng hôïp naøy chuùng ñöôïc coi laø cuïm bieán ñoåi baäc khoâng, töùc chuùng ta khoâng quan taâm ñeán khoái löôïng vaø bieán daïng cuûa noù. Heä thoáng chuyeån ñoäng bieán ñoåi chuyeån ñoäng quay thaønh chuyeån ñoäng tònh tieán, nghóa laø bieán ñoåi moment MK vaø vaän toác goùc k treân truïc baùnh xe thaønh löïc keùo cuûa baùnh xe (FK) vaø toác ñoä tònh tieán (V). Trang 10
18. TRÖÔØNG ÑH SPKT TP. HCM LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ Quan heä cuûa caùc thoâng soá treân nhö sau: M F k ,. V r  (2-18) kr l k Trong ñoù: r laø baùn kính tính toaùn cuûa baùnh xe, coù theå coi r = const. rl laø baùnh kính laên cuûa baùnh xe, noù thay ñoåi phuï thuoäc vaøo taûi troïng vaø toác ñoä. Hai loaïi baùn kính treân ñöôïc ñònh nghóa ôû (coâng thöùc 3-1). Nhö vaäy caùc moái quan heä (2-18) cho thaáy raèng heä thoáng chuyeån ñoäng bieán ñoåi löïc vôùi moät tæ leä khoâng ñoåi, coøn söï truyeàn toác ñoä khoâng phaûi laø oån ñònh. Treân ñöôøng toát vaø toác ñoä cao coù theå coi rl = r, ngöôïc laïi treân ñöôøng xaáu vaø toác ñoä thaáp, nhaát laø vôùi maùy keùo thì khoâng ñöôïc coi nhö vaäy (töùc laø phaûi quan taâm tôùi tröôït). 2. Söï truyeàn naêng löôïng trong heä thoáng truyeàn löïc thuaàn cô khí: V M , h kk Mee,  r Ñoäng cô Hoäp soá i ,  0 0 in (1,2 n) Fk Hình 2-3: Sô ñoà heä thoáng truyeàn löïc thuaàn cô khí Coâng thöùc (2-18) M M i ih  M i  . F k e h00 e tl tl (2-19) k r r r ee . V rl. k r l r l (2-20) i0 ih i tl Trong ñoù: - Mee,  laø moment vaø toác ñoä goùc cuûa ñoäng cô - ih, i0 laø tæ soá truyeàn cuûa hoäp soá vaø caàu chuû ñoäng - itl = ih.i0 tæ soá truyeàn cuûa heä thoáng truyeàn löïc h - , 0 hieäu suaát cuûa hoäp soá vaø caàu - tl hieäu suaát cuûa heä thoáng truyeàn löïc. Trang 11
19. TRÖÔØNG ÑH SPKT TP. HCM LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ CHÖÔNG III LYÙ THUYEÁT VEÀ SÖÏ TRUYEÀN COÂNG SUAÁT XE NHIEÀU CAÀU CHUÛ ÑOÄNG I. MOÄT SOÁ KHAÙI NIEÄM CÔ BAÛN: 1. Baùn kính laên rl[m] cuûa baùnh xe: Noùi moät caùch chính xaùc thì rl khoâng phaûi laø thoâng soá hình hoïc maø laø thoâng soá ñoäng hoïc, noù laø moät thoâng soá tæ leä giöõa toác ñoä goùc k cuûa baùnh xe vaø toác ñoä thöïc teá V cuûa taâm baùnh xe. Baùn kính laên ñöôïc xaùc V ñònh: rl (m) (3-1) k Baùn kính laên cuõng coù theå xaùc ñònh töø quaõng ñöôøng X maø baùnh xe ñi ñöôïc vaø toång soá voøng quay caàn thieát Nk cuûa baùnh xe ñeå ñi heát quaõng ñöôøng ñoù: X rl (3-2) 2 Nk Baùn kính laên chòu aûnh höôûng cuûa nhieàu thoâng soá nhö: taûi troïng phaùp tuyeán Z, aùp suaát khí trong loáp Pv vaø moment xoaén treân baùnh xe Mk. Söï phuï thuoäc rl(Mk) cho thaáy ôû hình 3-1 döôùi ñaây: r 1 r l0 Mk MKmin 0 MKmax Hình 3-1: Baùn kính laên phuï thuoäc vaøo moment xoaén Theo hình veõ: rlo laø baùn kính laên cuûa baùnh xe maø treân noù khoâng coù baát kyø löïc keùo hay löïc phanh naøo (baùnh xe bò ñoäng). Mkmax vaø Mkmin laø hai giôùi haïn baùm khi keùo vaø khi phanh, öùng vôùi hai traïng thaùi naøy baùnh xe bò tröôït quay (khi keùo) hoaëc tröôït leát (khi phanh) hoaøn toaøn. ÔÛ traïng thaùi tröôït quay hoaøn toaøn ta coù V=0 vaø K 0 do ñoù r 0 . ÔÛ traïng thaùi tröôït leát hoaøn toaøn (khi phanh vôùi cöôøng ñoä cöïc ñaïi, caùc baùnh xe haõm cöùng vaø tröôït leát treân ñöôøng) thì: V 0 vaø k 0 do ñoù rl  Ñeå ñôn giaûn thì moái quan heä giöõa rl vaø Mk thöôøng ñöôïc tuyeán tính hoùa trong toaøn boä vuøng töø Mkmax tôùi Mkmin theo moät phöông trình ñaïi soá sau ñaây: rl = rlo - M.Mk = rlo - F.Fk (3-3) Trang 12
20. TRÖÔØNG ÑH SPKT TP. HCM LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ Trong ñoù: - Fk laø löïc keùo tieáp tuyeán taïi baùnh xe chuû ñoäng Fk =Mk/r - M [1/N], F [m/N] laø caùc heä soá thay ñoåi baùn kính laên (hay coøn goïi laø heä soá bieán daïng voøng cuûa loáp), giaù trò cuûa noù phuï thuoäc vaøo loaïi loáp, aùp suaát loáp vaø taûi troïng höôùng taâm Z. Nhö cho thaáy ôû ñoà thò hình 3-2 F //m KN 0.005 0.012 Loáp 18.4/12-24 F Loáp 12. – 20, P = 0.3 MPa 0.004 V 0.008 /m/KN/ PV = 0.3 Loáp 0.003 PV = 0.2 1200-500 0.004 0.002 0.2 PV Loáp 9-20 0.16 0.09 MPa PV – 0.495 0.001 0 0.06 36 10 20 30 Z KN 4 12 20 28 Z/KN/ Hình3-2:Ñoà thò thöïc nghieäm veà söï phuï thuoäc cuûa  f vaøo taûi troïng Z vaø aùp suaát lôùp PV 2. Baùn kính tính toaùn: Trong tính toaùn thöôøng söû duïng moät baùn kính thoáng nhaát goïi laø baùn kính tính toaùn cuûa baùnh xe (hay baùn kính baùnh xe) kyù hieäu laø r{m}, noù ñöôïc choïn nhö laø baùn kính laên cuûa baùnh xe bò ñoäng rlo, baùn kính tính toaùn ñöôïc cho trong caùc catalouge 3. Löïc taùc duïng leân baùnh xe chuû ñoäng vaø baùnh xe phanh: V Mk Mk Mk k r Baùnh xe F Chuû ñoäng K Mf F K FK X a Z Z Z V MK=MB F Mk  M Baùnh xe k k phanh O f FB F  Mf F F B K X a Z Z Z Hình 3-3: Caùc löïc vaø momen taùc duïng leân baùnh xe chuû ñoäng vaø baùnh xe phanh Trang 13
21. TRÖÔØNG ÑH SPKT TP. HCM LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ Treân hình veõ (3-3) ta coù: - Mk [N.m] laø moment xoaén töø ñoäng cô truyeàn xuoáng baùnh xe chuû ñoäng noù coù chieàu cuøng chieàu quay cuûa baùnh xe vaø giaù trò ñöôïc tính: Mk = Me.itl.tl (3-4) Vôùi Me laø moment xoaén cuûa ñoäng cô, itl laø tæ soá truyeàn cuûa heä thoáng truyeàn löïc, tl laø hieäu suaát cuûa heä thoáng truyeàn löïc. Mk khoâng theå coù giaù trò lôùn tuøy yù maø noù haïn cheá bôûi giôùi haïn baùm giöõa baùnh xe vaø maët ñöôøng: Mkmax Z. .r (3-5) Vôùi Z laø taûi troïng phaùp tuyeán taùc duïng leân baùnh xe vaø laø heä soá baùm giöõa baùnh xe vaø maët ñöôøng. Veá phaûi cuûa (3-5) ñöôïc goïi laø moment baùm. - F = Z : laø troïng löôïng töø khung truyeàn xuoáng baùnh xe - F [N] laø phaûn löïc ñaåy töø khung xe truyeàn xuoáng baùnh xe, noù ngöôïc chieàu chuyeån ñoäng vaän toác v cuûa baùnh xe chuû ñoäng. - X [N] laø phaûn löïc tieáp tuyeán cuûa maët ñöôøng taùc duïng leân baùnh xe, noù cuøng chieàu chuyeån ñoäng khi baùnh xe laø chuû ñoäng. X = Fk - Of (3-6) Vôùi Fk = Mk/r laø löïc keùo tieáp tuyeán treân baùnh xe chuû ñoäng. Of = Z.f laø löïc caûn laên vôùi f laø heä soá caûn laên Mf = Of.r laø moment caûn laên, noù luoân ngöôïc chieàu quay cuûa baùnh xe. 4. Doøng coâng suaát treân baùnh xe chuû ñoäng vaø baùnh xe phanh : F X H a :Baùnh xe chuû ñoäng H b:Baùnh xe phanh Hình 3.4 : Doøng coâng suaát treân baùnh xe chuû ñoäng vaø baùnh xe phanh - Coâng suaát treân baùnh xe Pk = Mk.k . Baùnh xe chuû ñoäng neân Mk vaø k cuøng chieàu suy ra Pk döông, ngöôïc laïi trong tröôøng hôïp phanh thì Pk mang daáu aâm. - Coâng suaát truyeàn qua oå truïc baùnh xe Pv = F. V. Khi F vaøV cuøng chieàu (tröôøng hôïp phanh) Pv ñöôïc coi laø döông vaø doøng coâng suaát naøy ñöôïc truyeàn tôùi baùnh xe (sau ñoù ñöôïc tieâu hao chuû yeáu trong cô caáu phanh), ngöôïc laïi trong tröôøng hôïp löïc keùo Pv mang giaù trò aâm, doøng coâng suaát naøy truyeàn leân xe vaø ñaåy xe chaïy tôùi. Trang 14
22. S K L 0 0 2 1 5 4