Đồ án Ứng dụng Simulink khảo sát tính chất khởi hành và tăng tốc của ô tô UAZ31512

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1.1.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là khảo sát tính chất khởi hành và tăng tốc của ô tô UAZ31512. Trên cơ xở ứng dụng MATLAB SIMULINK mô phỏng quá trình khởi hành và tăng tốc của ô tô ở một sô điều kiện khác nhau: tăng ga cực đại, giảm ga, gài một cầu, gài hai cầu. Biết được thời gian trượt của ly hợp và thời gian để ô tô chạy với tốc độ ổn định. 1.1.2. Ý nghĩa khoa học của đề tài Đề tài đã giải quyết những vấn đề sau : Tìm hiểu Simulink - Simdriveline trong Matlab Mô phỏng khối động cơ, ly hợp ma sát, thân xe bằng Matlab Simulink Chạy mô phỏng đưa ra kết quả và kết luận 1.2. Khái niệm chung về khởi hành và tăng tốc Quá trình khởi hành và tăng tốc được tiến hành theo trình tự sau đây: Khởi động động cơ; Mở ly hợp(nếu là ly hợp thường xuyên đóng); Gài số; Đóng ly hợp từ từ. Quá trình khởi hành và tăng tốc có thể chia thành hai giai đoạn: 1) Giai đoạn thứ nhất Đặc trưng cơ bản của giai đoạn này là sự trượt ly hợp (trượt tương đối giữa phần chủ động và phần bị động của ly hợp). vận tốc góc
của trục sơ cấp hộp số tăng dần, còn vận tốc góc của trục khuỷ động cơ
giảm dần. tại điểm giao nhau của các đường cong
và
(điểm H), tốc độ góc của động cơ và trục sơ cấp hộp số bằng nhau
=
và kết thúc sự trượt của ly hợp. Kể từ thời điểm bắt đầu đóng ly hợp, theo trục hoành (biểu thị thời gian), taịo gốc 0 tức là t = 0, số vòng quay của trục khuỷ động cơ giảm từ điểm A tương ứng với số vòng quay không tải
của động cơ đến điểm b tương ứng với lúc trục sơ cấp của hộp số bắt đầu quay, liên hợp máy kéo bắt đầu chuyển động. tại điểm t = 0, mô men ma sát của ly hợp M = 0, tại thời điểm t = t0, mô men ma sát của ly hợp đã tăng lên bằng mô men cản của liên hợp máy M = Mc. (điểm C). đến thời điểm t = t0’ , kết thúc quá trình đòng ly hợp nhưng vẫn còn sư trượt trong ly hợp (điểm F), số vòng quay trục khuỷ của động cơ tiếp tục giảm đến D, số vòng quay sơ cấp hộp số tăng đến điểm E. mô men ma sát của ly hợp tăng lên đến điểm F sẽ đạt giá trị lớn nhất theo biểu thức: Mmax =
Mn Trong đó: Mmax  - mô men ma sát lớn nhất của ly hợp
- hệ số dự trữ ma sát ly hợp Mn - mô men định mức của động cơ Hình 1.1 đồ thị khởi hành và tăng tốc Trong giai đoạn này của quá trình tăng tốc thì mô men ma sát của liên hợp đóng vai trò là mô men cản đối với mô men quay của động cơ, còn đối với trục sơ cấp hộp số thì nó là mô men chủ động. Sau thời điểm t = t’o thì số vòng quay trục khuỷ động cơ vẫn giảm dần và số vòng quay trục sơ cấp vẫn tăng đần. Mô men ma sát ly hợp có giá trị không đổi và bằng mô men quay của động cơ khi có gia tốc. Đến thời điểm t = t1, kết thúc quá trình trượt của ly hợp và kết thúc giai đoạn thứ nhất của quá trình khởi hành và tăng tốc liên hợp máy. Tại thời điểm này trục khuỷ động cơ và trục sơ cấp hộp số có thể xem như nối cứng với nhau và
=
. Từ thời điểm t = t’o thì mô men động cơ luôn có giá trị sau đây: Me = Mn + J e
e Và mô men ở trục sơ cấp của hộp số sẽ là: Msc = Mc + Jsc
sc Ở đây: Mc ( mô men cản của liên hợp máy; Je ( mô men quán tính của bánh đà, các chi tiết chuyển động của động cơ qui dẫn về trục khuỷu; ee ( gia tốc góc chậm dần của trục khuỷu động cơ; Jsc ( mô men quán tính của các khối lượng quay trong liên hợp máy qui dẫn về trục sơ cấp của hộp số; esc ( gia tốc góc nhanh dần của trục sơ cấp hộp số. Trong giai đoạn này do có sự trượt của ly hợp nên phát sinh công trượt L của ly hợp và được xác định theo công thức: L =
Ở đây: (e ( vận tốc góc của trục khuỷu động cơ; b ( hệ số dự trữ mô men ma sát của ly hợp. 2) Giai đoạn hai Đặc trưng cơ bản của giai đoạn hai là ly hợp máy không bị trượt và liên hợp máy tăng vận tốc dần dần đến khi chuyển động ổn định. Vận tốc góc của trục khuỷu động cơ kể từ khi bắt đầu giai doạn thứ hai (điểm H) sẽ tăng dần lên đến khi đạt đến giá trị ổn định (e = const và liên hợp máy chuyển động với tốc độ ổn định. Ở giai đoạn này, mô men ma sát của ly hợp không được sử dụng hết và chỉ truyền đến trục sơ cấp của hộp số bằng trị số mô men quay của động cơ Me = Mc. Phân tích quá trình khởi hành và gia tốc ta có thể rút ra một vài nhận xét - Thời gian khởi hành và tăng tốc phụ thuộc vào thời gian đóng ly hợp nhanh hay chậm, nói một cách khác là phụ thuộc vào trình độ thành thạo của người lái. - Khởi hành và tăng tốc ở số truyền càng cao sẽ khó khăn hơn vì mô men quán tính lớn. Bởi vậy, đối với các máy có vận tốc cao, thường người ta trang bị thêm một cơ cấu đặc biệt để có thể sang số mà không cần dừng máy *)Chế độ sẵn sàng khởi hành: Ở chế độ này, đèn “READY” sáng lên để thông báo với người lái xe rằng xe đã sẵn sàng chuyển bánh. / Để khởi động xe, người lái vặn chìa khóa khởi động sang vị trí “ON” trong khi cần số vẫn giữ nguyên ở vị trí “P” và đạp chân vào bàn đạp phanh. Sau khi khởi động, động cơ chính của xe sẽ tự động quay hay ngừng quay một là phụ thuộc vào nhiệt độ nước làm mát động cơ và tình trạng của ắc quy cao áp, mục đích là để tăng cường tiết kiệm nhiên liệu. Ban đầu năng lượng điện từ ắc quy cao áp qua bộ chuyển đổi cấp cho động cơ để cấp điện cho bugi đánh lửa và mô tơ khởi động làm quay trục khuỷu động cơ. Khi quá trình khởi động hoàn tất, động cơ lại nạp điện trở lại cho ắc quy nhờ máy phát. / Khi chuyển cần số sang vị trí “D” và nhả bàn đạp phanh, xe bắt đầu di chuyển. Lúc này, chỉ có mô tơ điện dẫn động các bánh xe chủ động quay ở dải tốc độ thấp. Cuối quá trình này, động cơ chính của xe mới bắt đầu tham gia dẫn động cho xe tăng tốc dần đến dải tốc độ thông thường. 1.3. Tìm hiểu đặc điểm cấu tạo của xe UAZ31512 1.3.1. Tổng quan về xe ô tô 2 cầu chủ động Trong khoảng một thế kỷ qua, ngành công nghiệp ô tô đã phát triển rất mạnh mẽ. Ước tính vận tải bằng ô tô chiếm 82% tổng khối lượng hàng hóa nội địa tại các nước đang phát triển. Tại Việt Nam, tỷ lệ này chiếm khoảng 60 – 70 %. Xu hướng phát triển là hiện đại hóa công nghệ sản xuất, tự động quá trình điều khiển nhằm tăng tính kinh tế, độ tin cậy, an toàn và thân thiện với môi trường. Địa hình đa dạng, hạ tầng cơ sở còn nhiều thiếu thốn, nhất là nông thôn và miền núi của nước ta, tạo nên hệ thống đường giao thông cũn rất đa dạng: đường nhựa, bê tông, đường dải đá, đường sắt xen kẽ nhau. Đẻ đáp ứng nhu cầu phát triển của các vùng núi, nông thôn, nhu cầu đi lại hiện nay xe ô tô hai cầu chủ đọng được sử dụng ngày càng nhiều, do loại xe này có tính năng việt dã cao, có khả năng di chuyển trên đường gồ ghề, trơn trượt, đồi núi. Điều kiện để xe chuyển động là độ bám giữa bánh xe với mặt đường. Lực bám lớn nhất phụ thuộc vào trọng lượng bám trên các bánh xe chủ động: Pkmax = P
=
Trong đó: Pkmax - Lực kéo cực đại tại các bánh xe chủ động;
- Hệ số bám
- Trọng lượng bám phân bố trên cầu chủ động. Ở các xe một cầu chủ động, trọng lượng bám trên cầu chủ động nhỏ hơn trọng lượng bám của thân xe trên xe hai cầu chủ động(4x4), trọng lượng bám bằng trọng lượng xe, phát huy được tối đa trọng lượng để đạt được lực kéo cực đại. Do đó xe có thể chạy trên đường dốc, gồ ghề hay trơn trượt có hệ số bám đường thấp, khả năng xuất phát và tăng tốc tốt. 1.3.2. sơ đồ cấu tạo và nguyên tắc làm việc của xe UAZ31512 UAZ-469 là một chiếc sản xuất bởi UAZ. Nó được Hồng quân và các lực lượng vũ trang các quốc gia thuộc Khối Warsaw, cũng như các đơn vị bán du kích ở Khối Đông Âu sử dụng rộng rãi. Tại Liên xô, nó cũng hoạt động nhiều trong các tổ chức của nhà nước cần một chiếc xe off-road mạnh mẽ.UAZ-469 được giới thiệu năm 1973, thay thế loại GAZ-69 trước đó. Chiếc UAZ-469 có hai ưu điểm lớn: Nó có thể hoạt động trên mọi địa hình và rất dễ dàng sửa chữa. UAZ-469 đã trở thành biểu tượng về độ tinh cậy và khả năng vượt địa hình. Chiếc xe này không được bán cho công chúng, nhưng nhiều chiếc đã được bán như phương tiện thừa cho các nhà sở hữu tư nhân. Các biến đổi gồm một một UAZ-469B căn bản với 220 mm, và một phiên bản quân sự đặc biệt UAZ-469, với khoảng sáng gầm tăng lên tới 300 mm. Từ năm 1985, vì các tiêu chuẩn định danh công nghiệp mới, chúng được đổi lại tên UAZ-469 trở thành UAZ-3151, trong khi UAZ-469B trở thành UAZ-31512. Việc sản xuất UAZ-31512 vẫn tiếp tục. 1.3.2.1.Sơ đồ cấu tạo xe ô tô UAZ31512: / Hình 1.2 xe ô tô UAZ3151 / Hình 1.3 kích thước cơ bản củ xe o tô UAZ31512 / Hình1.4 Sơ đồ cấu tạo hệ thống truyền lực của xe UAZ31512 Số liệu kỹ thuật chính của xe ô tô UAZ31512 stt  Tên gọi  Ký hiệu  Đơn vị  Giá trị   1  Kích thước bao Chiều cao Chiều dài Chiều rộng   cm  1990 4025 1785   2  Khối lượng bản thân xe   Kg  1590   3  Khối lượng khi đầy tải  m  Kg  2350   4  Khối lượng chia ra cầu trước  Mt  Kg  970   5  Khối lượng chia ra cầu sau  Ms  Kg  1380   6  Chiều dài cơ sở ô tô  L  m  2,38   7  Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trước  a  m  1,382   8  Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu sau  b  m  0,998   9  Chiều cao trọng tâm xe  h  m  0,65   10  Bán kính tĩnh của bánh xe  r  m  0,4   11  Kiểu động cơ  Chế hòa khí YMZ4178   12  Công suất cực đại  Nmax  kW  55,9   13  Mô men cực đại  Mmax  Nm  159,8   14  Số vòng quay cực đại  nmax  v/ph  4400   15  Số vòng quay danh nghĩa  nmin  v/ph  4000   16  Số vòng quay nhỏ nhất  nmin  v/ph  600   17  Bộ ly hợp  Kiểu một đĩa khô, dẫn động thủy lực   18  Hộp số  Cơ khí 4 số    Các số truyền Số truyền 1 Số truyền 2 Số truyền 3 Số truyền 4 Số truyền lùi  4,124 2,64 1,58 1 5,224   19  Hộp phân phối  Kiểu 2 số truyền    Các số truyền  1 1,94    Số truyền trực tiếp Số truyền gián tiếp     Truyền lực chính trước sau  Côn xoắn   20  Tỷsố truyền truyền lực chính  5,125   1.3.2.2. Nguyên tắc làm việc của xe ô tô UAZ31512: Mô men từ động cơ được truyền từ động cơ qua hệ thống truyền lực tới bánh xe. Hệ thống truyền lực của xe khá đơn giản gồm ly hộ ma sát khô, hộp số cơ khí bánh răng thẳng. truyền và ngắt mô men đến cầu trước không dùng vi sai mà nhờ cơ cấu gài cầu trước trong hộp số phụ. Mô men từ hộp số phụ đến truyền lực chính của các cầu được truyền qua các đăng. Việc gài cầu trước được tiến hành bằng cách dịch chuyển bánh răng trên trục trung gian của hộp số phụ. CHƯƠNG 2 LỰC VÀ MÔ MEN TRÊN XE Ô TÔ 2.1. Các lực và mô men tác động lên ô tô 2.1.1. Mô men chủ động Khi ô tô máy kéo làm việc công suất và mô men quay của động cơ được truyền qua hệ thống truyền lực rồi đến các bánh xe chủ động để tạo ra sự chuyển động tịnh tiến của ôtô, máy kéo. Mô men quay do động cơ truyền đến các bánh chủ động gọi là mô men chủ động Mk. Hình 2.1 trình bày đơn giản sơ đồ của hệ thống truyền lực / Hình 2.1 sơ đồ hệ thống truyền lực Mô men quay do động cơ truyền đến các bánh chủ động được gọi là mô men chủ động và thường được ký hiệu là Mk. Giá trị của mô men quay Mk phụ thuộc vào mô men quay của động cơ Me, tỷ số truyền i và hiệu suất (m của hệ thống truyền lực. Ngoài ra còn phụ thuộc vào chế độ chuyển động của máy kéo. Khi máy kéo chuyển động ổn định: Mk=Me.i.(m (2.1) trong đó : Me - mô men quay của động cơ; i, (m - tỷ số truyền và hiệu suất của hệ thống truyền lực : i = ih.iT.ic. ih - tỷ số truyền của hộp số; iT - tỷ số truyền của truyền lực trung ương; ic - tỷ số truyền của truyền lực cuối cùng; Khi máy kéo chuyển động không ổn định :
(2.2) trong đó : Jđ,
- mô men quán tính của các chi tiết chuyển động không đều trong động cơ qui đổi đến trục khuỷu và gia tốc góc của động cơ; Jx,
- mô men quán tính và gia tốc của chi tiết thứ x trong hệ thống truyền lực; Jk,
- mô men quán tính và gia tốc của bánh xe chủ động. Trong công thức (2.2), dấu cộng (+) được sử dụng cho trường hợp chuyển động chậm dần và dấu trừ (-) là khi chuyển động nhanh dần. Mối liên hệ giữa gia tốc của xe và gia tốc góc của bánh xe chủ động có thể được biểu diễn qua biểu thức :
trong đó : a - gia tốc tịnh tiến của máy kéo; rk - bán kính bánh xe chủ động; i - tỷ số truyền chung của hệ thống truyền lực. Từ đó suy ra hệ thức sau :
Sau khi thay các giá trị trên vào công thức (2.6) và bằng phép biến đổi đơn giản nhận được :
trong đó : Mk - mô men chủ động của máy kéo khi chuyển động ổn định; Mak- tổng mô men của các lực quán tính tiếp tuyến các khối lượng chuyển động quay không đều qui dẫn đến bánh xe chủ động :
(2.3) Như vậy, khi chuyển động không ổn định mô men chủ động của xe M’k không chỉ phụ thuộc vào mô men quay của động cơ Me, tỷ số truyền chung i, hiệu suất chung của hệ thống truyền lực (m mà còn phụ thuộc vào mô men quán tính của các khối lượng chuyển động quay không đều và bán kính của bánh xe chủ động. Khi xe chuyển động nhanh dần, thành phần mô men quay Mk đóng vai trò là mô men cản và mô men chủ động của xe nhỏ hơn so với trường hợp chuyển động đều (M’k Mk. 2.1.2 Lực kéo tiếp tuyến(lực chủ động) Quá trình tác động tương hỗ giữa bánh xe với mặt đường hoặc đất xảy ra rất phức tạp, song về nguyên lý làm việc của bánh xe chủ động có thể biểu diễn như hình 2.2. Dưới tác dụng của mô men chủ động Mk bánh xe tác động lên mặt đường một lực tiếp tuyến P (không vẽ trên hình), ngược lại mặt đường tác dụng lên bánh xe một phản lực tiếp tuyến Pk cùng chiều chuyển động với máy kéo và có giá trị bằng lực P (Pk = P). Phản lực Pk có tác dụng làm cho máy chuyển động. Do vậy phản lực tiếp tuyến Pk được gọi là lực kéo tiếp tuyến, đôi khi còn được gọi là lực chủ động. Về bản chất, lực kéo tiếp tuyến là phản lực của đất tác dụng lên bánh xe do mô men chủ động gây ra, có chiều cùng với chiều chuyển động của máy kéo. Giá trị lực kéo tiếp tuyến khi máy kéo chuyển động ổn định được xác định theo công thức : Pk=
(2.4) trong đó : M k - mô men chủ động; Me - mô men quay của động cơ; i, (m -tỷ số truyền và hiệu suất cơ học của hệ thống truyền lực; rk- bán kính bánh xe chủ động. Qua đó ta thấy rằng, lực kéo tiếp tuyến sẽ đạt giá trị cực đại Pkmax khi sử dụng số truyền có tỷ số truyền lớn nhất i = imax và mô men quay động cơ đạt giá trị lớn nhất Me = Mmax, nghĩa là : Pkmax =
(2.5) Khi máy kéo chuyển động không ổn định mô men chủ động còn phụ thuộc vào gia tốc và mô men quán tính của các chi tiết chuyển động quay không đều trong hệ thống truyền lực và trong động cơ. Lực kéo tiếp tuyến có thể được xác định theo công thức :
(2.6) trong đó: M’ k - mô men chủ động khi chuyển động không ổn định; Mak - mô men các lực quán tính tiếp tuyến của các chi tiết chuyển  động quay không đều trong hệ thống truyền lực và trong động cơ; Pk, P’k - lực kéo tiếp tuyến khi chuyển động ổn định va khi chuyển  động không ổn định. Trong công thức (2.6) lấy dấu cộng khi chuyển động chậm dần và dấu trừ khi chuyển động nhanh dần. 2.1.3 Lực bám sự xuất hiện lực kéo tiếp tuyến Pk là do kết quả của tác động tương hỗ giữa bánh xe và mặt đường. Do đó giá trị lớn nhất của lực kéo tiếp tuyến không chỉ phụ thuộc vào khả năng cung cấp mô men quay từ động cơ mà còn phụ thuộc vào khả năng bám của bánh xe với đất hoặc mặt đường. Khi bánh xe không còn khả năng bám sẽ xảy ra hiện tượng trượt quay hoàn toàn, lúc đó trị số của lực kéo tiếp tuyến cũng đạt đến giá trị cực đại. Giá trị cực đại của lực kéo tiếp tuyến theo khả năng bám của bánh xe được gọi là lực bám P( , nghĩa là: Pkmax = P( Về bản chất, lực bám được tạo thành bởi 2 thành phần chính : lực ma sát giữa bánh xe và mặt đường; sức chống cắt của đất được sinh ra do tác động của các mấu bám. Khi chuyển động trên đường cứng, lực bám được tạo tành do lực ma sát, còn khi chuyển động trên nền đất mềm lực bám được tạo thành do cả lực ma sát và lực chống cắt của đất. Do vậy lực bám sẽ phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo của bánh xe, tính chất cơ lý của đất và tải trọng pháp tuyến. Thực nghiệm đã khẳng định rằng, lực bám phụ thuộc rất lớn vào tải trọng pháp tuyến và có mối quan hệ tỷ lệ thuận. Do đó mối quan hệ này thường hay được sử dụng khi nghiên cứu khả năng bám của bánh xe. 2.1.4 Hệ số bám Tỷ số giữa lực bám P( và tải trọng pháp tuyến Gk được gọi là hệ số bám và thường được ký hiệu là (, nghĩa là : ( =
(2.7) Hệ số bám là một thông số quan trọng dùng để đánh giá tính chất bám của máy kéo. Nó phụ thuộc vào kết cấu của hệ thống di động và trạng thái mặt đường. Do tính chất phức tạp và đa dạng của điều kiện sử dụng máy kéo cũng như sự phức tạp của các mối quan hệ giữa hệ số bám và các yếu tố ảnh hưởng cho nên giá trị của hệ số bám chỉ được xác định bằng thực nghiệm và độ chính xác của các số liệu chỉ mang tính tương đối. Trên cơ sở công thức (2.14) ta có thể viết : P(=(Gk= ( Zk (2.8) Như vậy điều kiện cần để máy kéo có thể chuyển động được sẽ là : PK<Pj (2.9) Điều kiện trên cũng nói lên rằng khả năng chuyển động của máy kéo sẽ bị giới hạn bởi khả năng bám của các bánh xe chủ động. Tóm lại, khi tính toán lực kéo tiếp tuyến hoặc lực chủ động của máy kéo cần phải xem xét cho 2 trường hợp : Khi đủ bám Pk sẽ tính theo mô men của động cơ, có thể sử dụng công thức (2.4) hoặc (2.5). Khi không đủ bám Pkmax sẽ tính theo lực bám : Pkmax = P( Hệ số bám phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau và để thuận tiện nghiên cứu người ta chia các nhân tố ra làm 2 nhóm chính: Nhóm 1: Các nhân tố mà mức độ ảnh hưởng tới hệ số bám ít thay đổi, bao gồm: loại đường, trạng thái mặt đường, kết cấu và tình trạng lốp. Ảnh hưởng của các nhân tố này đẫ được nghiên cứu bằng thực nghiệm. các kết quả thường được công bố dưới dạng bảng hoặc đồ thị. Nhóm 2: Các nhân tố luôn thay đổi trong quá trình chuyển động của xe, gồm: vận tốc chuyển động, độ trượt của bánh xe,. Vận tốc chuyển động của xe, độ trượt của các bánh xe càng lớn thì hệ số bám giảm. Bảng 2.1 Hệ số bám trên các loại đường Loại đường và tình trạng mặt đường  Hệ số bám trung bình   Đường nhựa và đường bê tông Khô sạch Ướt  0,7 - 0,8 0,35 – 0,45   Đường đất Đất pha cát khô Ướt  0,5 – 0,6 0,2 – 0,4   Đường cát Khô Ướt  0,2 – 0,3 0,4 – 0,5   / Các đồ thị cho ta thấy: Khi tăng áp suất nên lốp hệ số bám lúc đầu tăng lên, sau đó lại giảm. Khi vận tốc xe tăng, hệ số bám giảm dần theo đường cong. Khi tăng tải trong pháp tuyến, hệ số bám tăng theo dang tuyến tính. Khi đường ướt thì ảnh hưởng của áp suất lốp, tải trong pháp tuyến và vận tốc xe đến hệ số bám càng lớn. Trong một số trường hợp nghiên cứu, để đơn giản quá trình tính toán thường bỏ qua sự thay đổi hệ số bám vào trượt. tuy nhiên trong thực tế khi độ trượt thay đổi dẫn đến hệ số bám thay đổi rất lớn. Khi tăng độ trượt (trượt lê hoặc trươt quay) thì hệ số bám lúc đầu taqng nhanh chóng đến giá trị cực đại, khi độ trượt khoảng 20 – 25% độ trượt tiếp tục tăng, hệ số bám giảm, đến khi trượt hoàn toàn thì hệ số bám giảm khoảng 20 – 30% giá trị cực đại, lên đến 50 – 60% khi đường ướt. bản chất vật lý của hiện tượng rất phức tạp, liên quan đến quá trình biến dang của vật liệu lốp xe, biến dạn nền đường. Người ta thường xác định mối quan hệ này bằng thực nghiệm. Để thuận lợi trong nghiên cứu, cần biểu diễn quan hệ
bằng giả tích. Theo Coraghenski , quan hệ này như sau:
Trong đó: a,b,c,d: các hằng só xác định từ thực nghiệm e: cơ số loogarit = 2,718 2.1.5 Cân bằng lực kéo Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô: 1) Lực cản lăn Lực cản lăn của các bánh xe xuất hiện là do sự tiêu hao năng lượng bên trong lốp khi nó bị biến dạng, do xuất hiện các lực ma sát giữa bánh xe và mặt đường, trong các ổ trục bánh xe hoặc ma sát trong bộ phận di động xích, lực cản không khí chống lại sự quay của bánh xe và sự tiêu hao năng lượng cho việc tạo thành vết bánh xe. Do phụ thuộc đồng thời vào nhiều yếu tố nên việc xác định mức độ tiêu hao năng lượng của từng thành phần riêng là rất khó khăn. Bởi vậy người ta qui tất cả các thành phần tiêu hao năng lượng cho quá trình lăn của bánh xe thành một lực cản và gọi là lực cản lăn. Như vậy, có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến lực cản lăn của ô tô. Thực nghiệm đã chứng tỏ rằng, phản lực pháp tuyến của mặt đường là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất. Do đó có thể xác định lực cản lăn theo phản lực pháp tuyến Z hoặc theo trọng lương của xe G, sự ảnh hưởng của các yếu tố còn lại được qui thành một hệ số f và có thể viết : Pf=P(k + P(n = (Z = (G (2.10) trong đó : P(k- ( lực cản lăn của các bánh chủ động P(n-( lực cản lăn của các bánh bị động ( ( hệ số cản lăn; Z ( phản lực pháp tuyến: Z = Gcos( ; G ( trọng lượng của máy kéo; ( ( độ dốc mặt đường. Biểu thức (2.10) có thể viết lại một cách tổng quát hơn : Pf=f.Gcos( (2.11) Trong đó: f – hệ số cản lăn của ô tô máy kéo Bảng 2.2 Hệ số cản lăn trên các loại đường Loại đường  Hệ số bám trung bình   Đường nhựa Đường bê tông Đường rải đá Đường đất khô Đường đất ướt Đường cát Đất sau khi cày  0,015 – 0,018 0,012 – 0,015 0,023 – 0,03 0,025 – 0,035 0,05 – 0,15 0,10 – 0,30 0,12   2) Lực cản dốc P( Khi xe lên dốc hoặc xuống dốc sẽ xuất hiện thành phần Gsin( có phương song song với mặt đường và được goi là lực cản dốc, ký hiệu là P( : P(=Gsin( (2.12) trong đó : G - trọng lượng xe; ( - góc dốc mặt đường. Tuy nhiên lực P( chỉ gây cản chuyển động khi xe lên dốc, còn khi xuống dốc nó sẽ có tác dụng đẩy xe chuyển động. 3) Lực cản không khí Pw Khi xe chuyển động sẽ làm di chuyển bộ phận không khí bao quanh máy, làm xuất hiện các dòng khí xoáy phía sau và hình thành một lực cản gọi là lực cản không khí. Lực cản không khí chủ yếu phụ thuộc vào tốc độ chuyển động, hình dáng bề mặt chắn gió phía trước. Giá trị của lực cản không khí có thể được xác định theo công thức thực nghiệm : Pw=kwFv2 (2.13) trong đó : kw - hệ số cản không khí ; F -diện tích cản chính diện (diện tích hình chiếu của xe  trên mặt phẳng vuông góc với phương chuyển động); v - tốc độ chuyển động tương đối giữa máy kéo và không khí. 4) Lực cản quán tính Pj Khi xe chuyển động có gia tốc sẽ xuất hiện lực quán tính có phương song song với phương chuyển động và điểm đặt tại trọng tâm của xe. Nếu chuyển động chậm dần, lực quán tính Pj sẽ cùng chiều với chiều chuyển động và có tác dụng hỗ trợ cho sự chuyển động của xe. Ngược lại, khi chuyển động nhanh dần, lực quán tính sẽ chống lại sự chuyển động và gọi là lực cản quán tính.