Bà giảng An toàn giao thông
Chng II Tớnh toỏn chuyn ng thng ca ụtụ
Tớnh toỏn chuyn ng thng ca ụtụ l xỏc nh cỏc tham s chuyn ng c
bn ca nú nh tc , quóng ng, thi gian v qu o chuyn ng, nú l mt
phn khụng th tỏch ri vic nghiờn cu tai nn giao thụng ng b (TNGTB).
Yờu cu cn phi cú phng phỏp tớnh toỏn n gin, sai s phm phi khụng ln.
2.1. CHUYN NG U.
ễtụ trc khi xy ra tai nn cú th coi g
n ỳng l chuy ng u. Khi ụtụ
chuyn ng u, phng trỡnh chuyn ng ca ụtụ c xỏc nh theo cụng thc:
t.vS
aa
=
(m) (2.1).
Trong ú: S
a
quóng ng chuyn ng ca ụtụ (m);
v
a
- vn tc chuyn ng ca ụtụ (m/s);
t - Thi gian chuyn ng (s).
Theo thng kờ tc chuyn ng trung bỡnh ca ụtụ trong khong 12 15 m/s
(45 55 km/h). Thng quan h thỡ tc thc ca ụtụ (v
a
) v tc ỏnh giỏ ca
ngi lm chng (v
c
) bng cụng thc:
5,3v25,1v
ca
=

2
);

j
- h s k n nh hng ca khi lng chuyn ng quay
ca ụtụ.
G
G
).i.05,003,0(1
a
2
hij
++=

Khi ụtụ chy trn (ng c c tỏch khi h thng truyn lc)
i
c xỏc nh
theo cụng thc kinh nghim:
G
G
.03,01
a
j
+=
(2.4).
(vi G
a
- trng lng ton b ca ụtụ (N)).
2.2.1.2. lc cn tng cng ca ng (P).
Lc cn tng cng ca ng c xỏc nh theo cụng thc:

G
a
- trng lng ton b ca ụtụ.
â TS Nguyễn Văn Bang & KS Trần Văn Nh - Đại học Giao thông Vận tải
8
Bà giảng An toàn giao thông
2.2.2. PHNG TRèNH CN BNG LC KHI ễTễ CHY TRN
Phng trỡnh cõn lc ca ụtụ khi chy trn:
P
j
= P

+ P

+ P
xx
(2.8).
Thay cỏc thnh phn lc cn v bin i ta a (2.8) v (2.9).
g.g).
.G
PP
(J
j
xx
p

=

+
+= (2.9).


=
(m) (2.11).
Trong ú: V
tb
- vn tc trung bỡnh trong khong (v
1
, v
2
) (m/s);
v - s gia vn tc trong khong (v
1
, v
2
) (m/s);
J
tb
gia tc trung bỡnh trong khong tc (v
1
, v
2
) (m/s
2
).
Gia tc trung bỡnh (Jtb) c xỏc nh theo cụng thc:
2
JJ
J
21
tb
Hỡnh 2.1

(t
1
)
S
S
S

(t
2
)
, t
v
1
v
2
v
3
v
4
v

a
ap
=
. nhõn hai v vi vi phõn ds ta cú
ds.
dt
dv
ds).v(J
a
ap
=
hay
)v(J
dvv
dsdvvds).v(J
dt
ds
dvds).v(J
ap
aa
aaapaap
===
a
ap
a
dv
)v(J
v
s


- vn tc quay ca trc khuu ng c (rad/s).
Vn tc ca ụtụ ph thuc vo
e
theo biu thc: v
a
=
e
.r
k
/ i
tl

Trong ú: r
k
- bỏn kớnh ng hc ca bỏnh xe (m);
i
tl
- t s truyn ca h thng truyn lc.
Mụ men phanh ca ng c c quy dn v bỏnh xe ch ng:
tl
d
tlep
d
tltlep
ep
P
r
i.M
r
)M.i(M

P
xx
c xỏc nh theo cụng thc (2.7). Hiu sut truyn lc c xỏc nh theo
cụng thc:

tl
= 0,97
k
.0,98
l
.0,99
mk, l, m tng ng l s cp bỏnh rng cụn, s cp bỏnh rng tr v s khp cỏc
ng trong mch truyn lc khi phanh bng ng c.
Phng trỡnh cõn bng lc ca ụtụ khi phanh bng ng c:
P
j
= P
ep
+ P

+ P

(2.16).
T (2.5), (2.6), (2.15) v (2.16) ta a ra c biu thc gia tc phanh ụtụ (J
e
):
g


+ v
c
) (2.18);
v

= 2.v
tb
- v
c
(2.19);
v
c
= 2.v
tb
+v
c
(2.20).
Tu thuc vo tng v tai nn, cú th bit trc vn tc u hoc vn tc cui
quỏ trỡnh tai nn m ta cú th tớnh c ch chuyn ng ca ụtụ.
Nu bit trc v

v v
c
ta xỏc nh c giỏ tr lc cn chuyn ng theo cỏc
cụng thc (2.5), (2.6), (2.7) v (2.15). Gia tc trung bỡnh c xỏc nh theo
cụng thc (2.12). Tt ú xỏc nh c quóng ng chuyn ng ụtụ (S) v
thi gian din ra trong tai nn giao thụng (t) theo cỏc cụng thc (2.11) v
(2.13).
Nu bit trc quóng ng S v vn tc cui v

- v
tb
).V
tb
(2.22).
õy cng l phng trỡnh bc hai i vi v
tb
v sau khi xỏc nh c v
tb
ta xỏc
nh c v
c
theo cụng thc (2.20).
Thi gian chuyn ng ca ụtụ trong khong tc xem xột c xỏc nh theo
cụng thc (2.23) hoc (2.24).
â TS Nguyễn Văn Bang & KS Trần Văn Nh - Đại học Giao thông Vận tải
12
Bà giảng An toàn giao thông
tb
V
S
t =
(2.23).
tb
cd
J
VV
t

=

J.S.2VV
2
cd
+=
(2.26).
2.3. PHANH ễTễ VI H S BM KHễNG I
Giả sử trong quá trình phanh hệ số bám không thay đổi, sự thay đổi vận tốc, gia
tốc theo thời gian phanh thể hiện trên hình 2.3.

t
p
t
y
t
m
t
t
0
j
p
(

Gia tốc phanh cực đại đựơc xác định theo biểu thức:
i
x
pmax
g.
J


=
(m/s
2
).
Trong đó:
x
hệ số bám dọc;
g gia tốc trọng trờng;
Thực tế
i
1 do đó J
pmax

x
.g và khi lấy g=10m/s
2
, hãm trên đờng nhựa khô
(
x
=0,75 0,8) thì gia tốc phanh có thể đạt đợc khoảng 7,5 8,0m/s
2
.

.t
y
Thời gian phanh với gia tốc phanh ccực đại đợc xác định theo biểu thức:
2
t
J.6,3
V
J.6,3
V
t
y
maxp
a
maxp
'
a
m
==
(s).
Vì vậy thời gian ôtô dừng lại:
maxp
a
y
nppmynpp0
J.6,3
V
2
t
ttttttt
+++=+++=

nppa
mynpp0
J.26
V
J.13
V
3,6
)t(tV
SSSSS +
+
=+++=
(m).
Khi
j
1và coi =V
'
a
V
a
(do thời gian t
y
nhỏ) thì
x
2
a
nppa
0
.255
V
3,6

II ụtụ b phanh vi gia tc phanh J
1-2
v quóng ng phanh bng L.
Giai on III: kt thỳc thi im ụtụ dng li (v trớ III).Trong giai on III ụtụ
cú gia tc phanh J
2
v quóng ng phanh S
2
.
Cú th coi gn ỳng s thay i gia tc phanh biờn gii cỏc on l cú bc
nhy (hỡnh 2.5).

â TS Nguyễn Văn Bang & KS Trần Văn Nh - Đại học Giao thông Vận tải
15
S
2
,
2
S
1
,

1
L
IIII
II
J
1
J
Bà giảng An toàn giao thông

Trong ú: P
J
- lc quỏn tớnh ca ụtụ khi phanh;
h
g
- chiu cao to trng tõm ca ụtụ;
a, b - ln lt l cỏc khong cỏch t trng tõm ụtụ n tõm trc v
tõm cu sau ca ụtụ tớnh theo phng ngang.
Coi h s nh hng n khi lng chuyn ng quay ca ụtụ
j
1. Phng
trỡnh cõn bng lc khi phanh ụtụ:
g
J.G
PPP
J2p1p
==+ (2.29).
Trong ú: P
p1
, P
p2
- ln lt l lc phanh cu trc v cu sau;
J - gia tc phanh.
Trong giai on II lc phanh ti u cu trc v cu sau c tớnh theo cụng
thc (2.30) v (2.31).
P
p1
= Z
1
.

=+=
(2.32).
Bin i ta cú:
g.
h).(L
b.a.
J
g12
21
21

+
=

(2.33).
J
1-2
ph thuc vo
1
,
2
v cỏc thụng s kớch thc ca ụtụ.
Tc ca ụtụ bt u giai on III:
222
J.S.2V =
(2.34).
Tc ụtụ bt u giai on II:
)J.LJ.S.(2V
212221
+=

V
t ==
(2.38).
Thi gian phanh giai on II:
21
221
21
J
VV
t




=
(2.39).
Thi gian phanh giai on I:
1
211
1
J
VV
t


=
(2.40).
Thi gian phanh cho n khi ụtụ dng hn:
321pu0
ttttt +++=

1
, vận tốc cuối V
2
và xấp xỉ đờng
cong bằng đờng thẳng AB (hình 2.6), từ đó tìm đợc giá trị trung bình của hệ số bám
trong khoảng tốc độ này:

tb
= 0,5(
0
+
1
). (2.42).
Để kiểm tra mức độ chính xác của kết quả, ta dùng
tb
vừa tính đợc để xác định
gia tốc và vận tốc của ô tô. Nếu kết quả tính toán khác xa so với V
2
thì tính toán lập lại
với độ chính xác cao hơn. Chính xác hơn nếu ta xấp xỉ đờng cong bằng những
đờng gấp khúc (hình 2.7).

=
0
-

.V
a
(2.43).
Trong ú:

- h s gúc ca ng thng tip xỳc vi ng cong ti im A.
Quóng ng phanh:
g.
V
V
ln
S
a
a0
00








= (2.44).
Thi gian phanh:
g.

t
PP
P
+
=
(2.42).
g
t
tu
h
b.L
= (2.43).
nu b qua nh hng ca lc cn tng cng ca ng, lc cn giú, lc cn
trong h thng truyn lc thỡ gia tc phanh ln nht ca ụtụ gii hn hóm cng
bỏnh xe sau (2.44) v gia tc gii hn hóm cng bỏnh xe trc (2.45).
â TS Nguyễn Văn Bang & KS Trần Văn Nh - Đại học Giao thông Vận tải
19
Bà giảng An toàn giao thông
xgt
x
1
.h)1(L
g.a
J
+

= (2.44).
xgt
x
2

ban u ca ụtụ phi nh hn.
2.6. NH GI BNG THNG Kấ NG LC HC PHANH
Phanh ụtụ l mt quỏ trỡnh ph
c tp b chi phi bi nhiu yu t, vỡ vy cỏc kt
qu nhn c bng tớnh toỏn trong quỏ trỡnh x lý TNGTB ch l mt trong cỏc
phng ỏn cú th xy ra. ỏnh giỏ ng lc hc phanh ụtụ trong thc t phi s
dng ti cụng c thng kờ toỏn hc. Phng phỏ ny ũi hi phi cú mt tp s liu
ln thu c sau mt thi gian di v s lm vi
c cn cự, thn trng
2.7. TNH TON CHUYN NG CU ễTễ KHI VA CHM VI NGI I B
â TS Nguyễn Văn Bang & KS Trần Văn Nh - Đại học Giao thông Vận tải
20