TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
BÀI GIẢNG HỌC PHẦN LÝ THUYẾT Ô TÔ
BÀI GIẢNG HỌC PHẦN LÝ THUYẾT Ô TÔ
NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH
Chương 1
Chương 2
Chương 3
Chương 4
Chương 5
Chương 6
Chương 7
Chương 8
1.1. Các trạng thái động lực học ô tô.
1.1.1. Khái niệm Động lực học ô tô.
1.1.1.1.Động lực học của bánh xe bị động.
1.1.1.2. Động lực học của bánh xe chủ động.
1.1.1.3. Hệ số cản lăn và các nhân tố ảnh hưởng.
1.1.1.4. Sự trượt của bánh xe chủ động.
1.1.2. Các trạng thái động lực học ô tô.
1.1.2.1 Ô tô chuyển động thẳng.
1.2. Lực kéo tiếp tuyến của ôtô. (lực đẩy ô tô chuyển động).
1.2.1. Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực.
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
1.2.2. Hiệu suất của hệ thống truyền lực.
1.2.3. Mômen xoắn ở bánh xe chủ động và lực kéo tiếp tuyến.
1.3. Lực quán tính của ôtô.
1.4. Lực cản không khí .
1.5. Lực ở moóc kéo.
tác dụng của các loại lực G
b1
, P
x
, Z
1
, P
f1
được biểu diễn như hình (1-1).
- Ngoài ra còn các lực và mômen ma sát
trong ổ trục mômen quán tính các lực này
có trị số nhỏ nên có thể bỏ qua.
Hình 1-1: Sơ đồ Lực tác dụng lên bánh
xe đàn hồi lăn trên đường cứng.
Xác định trị số của lực cản lăn P
f1
theo công thức:
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
1 1
1
1 1
1
1
. . 0
.
o
m f d
f
==
(1.2)
Trong đó :
r
đ
: bán kính động lực của bánh xe;
a
1
: khoảng cách từ điểm đặt hợp lực Z
1
đến giao điểm của đường thẳng góc đi
qua tâm trục bánh xe với đường.
Tổng hợp lại ta có:
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
Hệ số cản lăn:
Lực cản lăn:
Mômen cản lăn:
Nhận xét: những yếu tố ảnh hưởng đến lực cản lăn và hệ số cản lăn là:
- Tải trọng tác dụng lên bánh xe
- Vật liệu chế tạo lốp
- Áp suất không khí trong lốp và tính chất cơ lý của đường.
(1.3)
d
r
a
f
1
1
0
2
.
1
11
=
+
−=Σ
db
fm
rr
PaZ
db
f
rr
a
ZP
+
=⇔
1
1
2
1
(1.6)
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
Cân bằng lực theo phương thẳng đứng ta có:
c. Động lực học của bánh xe đàn hồi lăn
trên đường biến dạng.
Khi bánh xe chuyển động chịu tác dụng
db
rr
a
f
+
=
1
1
.2
Vậy:
(1.8)
Hình 1-4. Sơ đồ lực tác dụng lên bánh xe
đàn hồi lăn trên đường cứng.
1.1.1.2. Động lực học của bánh xe chủ động.
Ở bánh xe chủ động khi lăn cũng sảy ra
3 trường hợp như bánh xe bị động. Nhưng ta
chỉ xet trường hợp chung nhất là bánh xe đàn
hồi lăn trên đường mền.
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
Hình 1.5. Sơ đồ lực tác dụng lên
ôtô bánh xe chủ động.
Xác định lực cản lăn và hệ số cản lăn:
Viết phương trình cân bằng mômen đối với tâm
trục bánh xe theo công thức (1.8):
m
(o)
= M
k
– Z
Cân bằng lực theo phương thẳng đứng, được: Z
2
= Z
R
+ Z
T
= G
b2
Cân bằng lực theo phương ngang, được: P
x
= X
T
- X
R
= X
k
Thế vào (1.9), ta được: M
k
= Z
2
a
2
+ P
x
r
đ
M
k
= Z
d
f
r
a
G
r
a
ZP
2
2
2
22
==⇒
2
2
f
r
a
d
=
Tỷ số là hệ số cản lăn: => P
f2
= G
b2
f
2
= Z
2
f
2
lăn có thể được tính theo công thức : (1.14)
+=
1500
1
2
0
v
ff
( )
2800
32 v
f
+
=
1.1.1.4. Sự trượt của bánh xe chủ động.
a.Khái niệm về sự trượt của bánh xe chủ động.
- Nguyên nhân, bản chất của hiện tượng trượt :
Hình 1.6. Sơ đồ biến dạng của đất
khi bánh xe chủ động lăn.
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
0
−=⇔
b
n
n
δ
1.1.2. Các trạng thái động lực học ô tô.
1.1.2.1 Ô tô chuyển động thẳng.
a. Sơ đồ lực tá dụng lên ô tô trong mặt cắt dọc.
Hình 1.7: Sơ đồ lực tác dụng lên bánh xe ôtô khi chuyển động lên dốc trong
trường hợp tổng quát
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
Phản lực Z
1
và Z
2
được xác định theo công thức:
(1.20)
(1.21)
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
f
= Gfr
b
cos
α
(1.22)
b. Các trường hợp khác.
- Trường hợp xe chuyển động lên dốc, không thay đổi vận tốc và có kéo moóc.
Phản lực Z
1
và Z
2
được xác định theo công thức:
(1.23)
L
hPhPGrfbG
Z
mmgb
.).sin().(cos.
2
−+−−
=
ω
αα
(1.24)
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
L
hPhPGrfbG
G b f r P h
Z
L
ω ω
− −
=
L
hPrfaG
Z
b
ωω
.).(
2
++
=
L
bG
Z
.
1
=
L
aG
Z
.
2
=
c. Hệ số phân bố tải trọng.
Để thuận lợi cho tính toán và so sánh giữa các cụm người ta đưa ra khái niệm
hệ số phân bố tải trọng đặc trưng bằng tỷ số:
Z
m
T
T
T
T
===
===
2
2
1
1
- Xe chuyển động ổn định với vận tốc trên đường bằng và không kéo moóc.
(1.32)
- Khi phanh xe trên đường bằng, không kéo moóc.
Các phản lực và được xác định theo công thức : (1.33)
Ta xác định được hệ số phân bố tải trọng lên cầu trước và cầu sau:
(1.34)
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
1
1 1
k b b
k T
Z Gfr P h Gfr P h
Gb
m m
G GL GL GL
ω ω ω ω
+ +
m
LG
hP
LG
Gb
G
Z
m
LG
hP
m
LG
hP
LG
Gb
G
Z
m
gj
T
gjp
p
gj
T
gjp
p
−=−==
+=+==
2
2
2
.
=
Để xác định trị số của các phản lực bên trái, ta lập phương trình cân bằng
mômen đối với điểm O
1
(O
1
là giao tuyến của mặt đường với mặt phẳng thẳng đứng
qua trục bánh xe bên phải).
Xác định phản lực bên trái theo công thức:
(1.37
)
Tương tự xác định phản lực bên phải ta lập phương trình cân bằng mômen đối với
điểm O
2
(O
2
là giao tuyến của mặt đường với mặt phẳng thẳng đứng qua trục của
bánh xe bên trái)
(1.38
)
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
1
'' cos sin cos sin cos sin
2 2 2
g m m jn l g
C C C
m Z C P M P h P P h G G h
β β β β β β
= + + + + + − + =
∑
- Trường hợp chuyển động trên đường nghiêng ngang, không kéo moóc.
Xác định phản lực bên trái và bên phải theo công thức:
(1.39)
(1.40)
- Trường hợp xe đứng yên trên dốc nghiêng ngang không kéo moóc.
Xác định phản lực bên trái và bên phải theo công thức:
(1.41)
(1.42)
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
)sin.cos.
2
.(
1
''
jng
MhG
C
G
C
Z
−−=
ββ
)sin.cos.
2
.(
Z
+=
1.2. Lực kéo tiếp tuyến của ôtô. (lực đẩy ô tô chuyển động).
- Sinh ra do sự tiếp xúc giữa bánh xe chủ động với mặt đường
- Phương, chiều theo hướng chuyển động
- Ký hiệu là P
k
1.2.1. Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực.
Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực được xác định theo công thức:
(1.43)
Xét về mặt kết cấu tỷ số truyền được xác định theo công thức :
(1.44)
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
Chương 1. Động lực học tổng quát của ô tô
b
e
b
e
t
n
n
i
ω
ω
==
copht
iiiii
=
1.2.2. Hiệu suất của hệ thống truyền lực.
Công suất truyền đến bánh xe chủ động sẽ được xác định theo công thức:
1
η
cocdhlt
ηηηηηη
.
=
ttek
iMM
η
=