Bài giảng Ô tô - Chương 3: Cơ học chuyển động thẳng của ô tô

3.1. SỰ TRUYỀN NĂNG LƯỢNG TRÊN Ô TÔ : 3.1.1. Sự truyền và biến đổi năng lượng trong hệ thống truyền lực : (3.1) Tỷ số truyền động học : (3.2)CHƯƠNG 3 : CƠ HỌC CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CỦA Ô TÔ Tỷ số truyền it : it = ihipioic (3.3) Tỷ số truyền mômen : (3.4) Hiệu suất truyền động : (3.5) Hoặc được tính như sau : ƞ = ƞl ƞh ƞp ƞcđ ƞo ƞc (3.6) 3.1.2. Sự biến đổi năng lượng trong hệ thống truyền động : (3.7) (3.8) 3.1.3. Sự tổn hao năng lượng khi truyền năng lượng trên xe : (3.9) (3.10) (3.11) (3.12)gh-=13.2. CƠ HỌC LĂN CỦA BÁNH XE : 3.2.1. Các loại bán kính bánh xe : 3.2.1.1. Bán kính thiết kế (bán kính danh định) ro : (mm) (3.13) 3.2.1.2. Bán kính tự do r : 3.2.1.3. Bán kính tĩnh rt : 3.2.1.5. Bán kính lăn rl ; (3.14) 3.2.1.6. Bán kính tính toán (bán kính làm việc trung bình ) rb : (3.15) 3.2.2. Động học lăn của bánh xe không biến dạng : 3.2.2.1. Các khái niệm :obrrl= Vận tốc chuyển động lý thuyết vo : (3.16) Vận tốc chuyển động thực tế v : (3.17) Vận tốc trượt vδ : (3.18) Hệ số trượt và độ trượt khi kéo : Hệ số trượt và độ trượt khi kéo : (3.19) Mức độ trượt của bánh xe được đánh giá thông qua độ trượt λk : (3.20) Hệ số trượt và độ trượt khi phanh : (3.21) (3.22) 3.2.2.2. Các quan hệ động học của bánh xe khi lăn : Bánh xe lăn không trượt : (3.23)x Tâm vận tốc tức thời nằm trên vòng bánh xe nên : rl = rb Trạng thái này có ở bánh xe chủ động với Mp = 0, lúc đó vδ : Hình 3.1 : Lăn không trượt Bánh xe có trượt quay : (3.25) (3.26) Theo (3.19) hệ số trượt khi kéo δk : (3.27) Do vδ 0 Ở trạng thái bánh xe trượt hoàn toàn ( bánh xe chủ động quay, xe đứng yên ) ta có : Thay vào (3.19) ta được : δk = 1 ( trượt quay hoàn toàn )xHình 3.2 : Lăn có trượt quayx Bánh xe lăn có trượt lết :Hình 3.3 : Lăn có trượt lết Ta có quan hệ sau : (3.28) Do đó : (3.29) Theo (3.21) hệ số trượt khi phanh được tính : (3.30) Do vδ > 0 nên δp i giá trị (-) khi f < I = 0 khi f = i khi xuống dốc Khi xe chuyển động đều (j =0) trên đường nằm ngang (α=0), ta có : (3.101)Avvmaxv1v20PkPk3 3.3.2.1.2. Đồ thị cân bằng lực kéo :Hình 3.12 : Đồ thị cân bằng lực kéo của ô tôPk1Pk2Pddcba Phương pháp xây xựng đồ thị : Pk = Pψ + Pω Lực kéo tiếp tuyến : (3.102) Vận tốc chuyển động của xe ở các số truyền: (3.103) Đường biểu thị lực bám Pφ = f (v) : (3.104) Điều kiện để ô tô chuyển động trong trường hợp này là : (3.105) 3.3.2.2. Cân bằng công suất của ô tô : 3.3.2.2.1. Phương trình cân bằng công suất : (3.106) Xét tại bánh xe chủ động, ta có : (3.107) Với Nk là công suất động cơ truyền đến bánh xe chủ động : (3.108) Dạng triển khai của phương trình : (3.109) Công suất tiêu hao do lực cản mặt đường Nψ Ô tô chuyển động đều ( j = 0 ) và không có móc kéo thì phương trình cân bằng công suất là : (3.110) Do : Dạng khai triển, ta có : (3.111) Nếu α < 50 thì : 3.3.2.2.2. Đồ thị cân bằng công suất :Hình 3.13 : Đồ thị cân bằng công suất của ô tôNeNk1NeNk2NeNk3N1N’k3N’k2NdNtANvv’0vmax Phương pháp xây dựng đồ thị : Ý nghĩa sử dụng : 3.3.2.2.3. Mức độ sử dụng công suất động cơ : (3.113) 3.3.2.3. Đặc tính động lực học của ô tô : 3.3.2.3.1. Khái niệm về đặc tính động lực học của ô tô : (3.114) Phương trình cân bằng lực kéo khi ô tô không kéo móc : (3.115) Chuyển Wv2, chia hai vế cho G, ta có : (3.116) Nhận xét : (3.117) Để ô tô duy trì chuyển động phải thỏa : (3.118)Dvmaxv1v2v3v40vD3 3.3.2.3.2. Đồ thị đặc tính động lực học :Hình 3.14 : Đồ thị đặc tính động lực họcD1D2D4ADmax4Dmax3Dmax2fDjDyvmaxv0Hình 3.15 : Vùng sử dụng đồ thị đặt tính động lực học D theo điều kiện bám của bánh xe chủ động và điều kiện cản của mặt đườngDD1D21yy1’1AD3Dfvmaxv1v0Hình 3.16 : Xác định tốc độ lớn nhất của ô tô trên đồ thị, đặc tính động lực họcD1dcD2baA Xác định độ dốc lớn nhất mà xe có thể vượt qua được : Nếu ta biết được hệ số cản lăn của đường mà ô tô có thể khắc phục tại vận tốc cho trước, ta có : (3.118) Độ dốc lớn nhất có thể vượt được ở từng tay số là khác nhau, khi ở chế độ toàn tải được xác định : imax = Dmax – f (3.119)DD1max0v2vthv1vmaxvHình 3.17 : Khu vực làm việc của đặc tính động lực họcf Xác định sự tăng tốc của ô tô : Khả năng tăng tốc của ô tô : Ta rút ra được : (3.120)D0,30,20,10206080100vD2Hình 3.18 : Xác định khả năng tăng tốc của ô tô theo đồ thị đặc tính động lực họcvnv2v1D1edcbaD3Aj3j2j1j1,51,00,5020406080vHình 3.19 : Đồ thị biểu diễn gia tốc của ô tô có ba số truyềnvmaxCAB