LÝ THUYẾT Ô TÔ 5 - PHẠM VĂN THỨC 1: BÀI MỞ ĐẦU VỀ Ô TÔ. Môn Lý thuyết ô tô | Trường Đại học Giao thông Vận tải.

lOMoAR cPSD| 59735610 21/11/2022 LÝ THUYẾT Ô TÔ 5 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 1
BÀI MỞ ĐẦU
Lý thuyết ô tô là một trong các môn học chính của
chuyên ngành ô tô. Khi nghiên cứu lý thuyết ô
tô, khác với các môn học về cấu tạo và kết cấu
tính toán, người ta coi ô tô là một tổng thể.
Nghiên cứu lý thuyết ô tô là khảo sát quá trình
lăn của bánh xe với mặt đường và những yếu tố
như động học, động lực học… ảnh hưởng đến
quá trình lăn đó. Trên cơ sở này khảo sát và
đánh giá các đặc tính sử dụng của ô tô. Nói cách
khác, nghiên cứu lý thuyết ô tô là khảo sát mối
quan hệ tương tác giữa ô tô với mặt đường. 2 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 21/11/2022 lOMoAR cPSD| 59735610 BÀI MỞ ĐẦU
Thực ra trong mối liên hệ tương tác trên, chúng
ta còn cần kể đến một thành phần nữa có ảnh
hưởng rất lớn đến quá trình lăn của ô tô, đó là
người lái. Mô hình khảo sát lúc đó sẽ là: ô tô –
đường – lái xe. Tuy nhiên, trong phạm vi của
chương trình, chúng ta chỉ giới hạn nghiên cứu
mối liên hệ gữa ô tô – mặt đường. 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 3
BÀI MỞ ĐẦU
Vậy, môn học học Lý thuyết ô tô sẽ trả lời các câu hỏi:
- Đặc tính sử dụng của ô tô là gì?
- Mục đích và nhiệm vụ khảo sát đặc tính sử dụng ô tô?
Đặc tính sử dụng của ô tô được định nghĩa như sau: Đặc
tính sử dụng đặc trưng cho khả năng sử dụng ô tô một
cách có hiệu quả trong những điều kiện xác định (điều
kiện đường, điều kiện khí hậu...) và cho phép ta đánh giá
ở một chừng mực nhất định mức độ hoàn thiện về kết
cấu của ô tô tương ứng với các yêu cầu trong sử dụng. 4 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 2 21/11/2022 lOMoAR cPSD| 59735610 BÀI MỞ ĐẦU
Những đặc trưng cơ bản của đặc tính sử dụng ô tô là:
- Chất lượng động lực học;
- Tính kinh tế nhiên liệu;
- Tính điều khiển (đặc tính lái và đặc tính phanh);
- Tính ổn định chuyển động;
- Tính năng thông qua (tính việt dã); 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 5
BÀI MỞ ĐẦU
Tính êm dịu chuyển động;
- Khả năng chứa đựng (hàng hoá, hành khách); - Tính chịu bền; - Tuổi thọ của ô tô;
- Tính thích ứng trong bảo dưỡng; - Tính xếp, dỡ tải. 6 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 3 21/11/2022 lOMoAR cPSD| 59735610 BÀI MỞ ĐẦU
1. Chất lượng động lực học của ô tô: Là khả năng
chuyên chở hàng hoá, hành khách với tốc độ
chuyển động trung bình cao nhất có thể có trong
điều kiện đường sá cụ thể.
2. Tính kinh tế nhiên liệu của ô tô: là khả năng sử
dụng hợp lý nguồn năng lượng chất lỏng
(xăng,điêzel...) cho quá trình chuyển động.
3. Tính điều khiển của ô tô: là tính chất thay đổi
hướng chuyển động của ô tô bằng việc thay đổi vị
trí của bánh xe dẫn hướng. Khả năng chuyển
động an toàn của ô tô phụ thuộc chủ yếu vào
tính điều khiển của nó. 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 7
BÀI MỞ ĐẦU
4. Tính ổn định của ô tô: Là tính chất mà trong quá
trình chuyển động, ô tô không bị lệch hướng
(“dzê” ngang ), trượt trơn, trượt lết hoặc bị lật.
5. Tính năng thông qua của ô tô: là khả năng làm
việc của ô tô ở các điều kiện đường sá khó khăn
(đường xấu) và không đường (trên cát, trên vùng đồng ruộng).
6. Tính êm dịu chuyển động của ô tô: là đặc tính
chuyển động của ô tô trên đường không bằng 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 4 21/11/2022 lOMoAR cPSD| 59735610 BÀI MỞ ĐẦU
phẳng, tốc độ cao mà không xảy ra dao động thùng xe. 8
7. Khả năng chứa đựng: đặc trưng cho số lượng hàng
hoá, hành khách có thể chuyên chở được trong xe.
Khả năng chứa đựng phụ thuộc vào trọng tải của xe và
kích thước trong thùng xe.
8. Độ bền (tính chịu bền) của ô tô là đặc tính làm việc
không bị gẫy, vỡ, biến dạng, hư hỏng.
9. Tuổi thọ của ô tô: là khả năng làm việc không bị mài
mòn quá lớn đưa đến việc phải sưa chữa và ngừng thời gian làm việc của nó.
10. Tính thích ứng trong bảo dưỡng của ô tô là mức
độ thuận tiện trong quá trình bảo dưỡng. Đặc tính này
có được bắt đầu từ giai đoạn thiết kế ô tô.
11. Tính xếp dỡ tải của ô tô: là khả năng bốc dỡ hàng hoá nhanh nhất của xe. 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 9
BÀI MỞ ĐẦU
• Cần lưu ý rằng, 5 đặc trưng cuối cùng trong những đặc
trưng trên sẽ được khảo sát kỹ trong môn học khai thác
sử dụng ô tô. Chúng hầu như không ảnh hưởng đến quá
trình chuyển động của ô tô, và chủ yếu thể hiện khi xe
đứng yên. Với những đặc trưng còn lại, mỗi yếu tố đều
ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình lăn của bánh xe trên đường. 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 5 21/11/2022 lOMoAR cPSD| 59735610 BÀI MỞ ĐẦU
• Vì vậy nhiệm vụ đặt ra cho môn học Lý thuyết ô tô là
nghiên cứu phương pháp đánh giá những đặc tính trên
và tìm ra các chỉ tiêu (gọi là chỉ tiêu sử dụng) để đánh
giá chúng với mục đích:
- Nâng cao năng suất vận chuyển;
- Hạ giá thành vận chuyển. 10
Hướng cơ bản hiện nay của môn học lý thuyết ô
tô là đưa những kết luận được rút ra từ quá
trình nghiên cứu lý thuyết sát với thực tế sử
dụng. Nói cách khác là tìm ra các số liệu, các
chỉ tiêu đánh giá sát với điều kiện sử dụng.
Thí dụ: hệ số bám  của bánh xe với mặt đường
trong từng điều kiện cụ thể; hệ số cản lăn  ,
các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh, chất 21/11/2022lượng kéo... PHẠM VĂN THỨC 11 Chương I 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 6 21/11/2022 lOMoAR cPSD| 59735610 BÀI MỞ ĐẦU
CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUYỂN ĐỘNG BÁNH XE 12 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 7 lOMoAR cPSD| 59735610 21/11/2022 Ở chương này:
1. Quy ước các loại bánh xe-bán kính bánh xe?
2. Các lực, mô men từ môi trường bên ngoài
tác động vào bánh xe khi hoạt động. Từ đây định
nghĩa thế nào là lực đẩy (kéo), thế nào là lực cản
chuyển động của bánh xe. 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 13
I. CÁC KHÁI NIỆM VỀ CHUYỂN ĐỘNG BÁNH XE.
1. Chuyển động của bánh xe.
Phân loại bộ dẫn tiến căn cứ vào các yếu tố sau:
• Tổng số các bánh xe;
• Số bánh xe được dẫn động (các bánh xe nhận
công suất từ động cơ truyền đến, và gọi là
bánh xe chủ động).
Công thức bánh xe được thể hiện dưới dạng sau: 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 8 lOMoAR cPSD| 59735610 21/11/2022 A B 14
2. CÁC LOẠI BÁNH XE.
Từ điều kiện lăn của các bánh xe trên đường, ô
tô, bánh xe và mặt đường có các mối quan hệ tương tác sau:
- Bánh xe với khung xe và hệ thống truyền lực;
- Bánh xe với mặt đường. 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 15
2. CÁC LOẠI BÁNH XE.
Tương tác bánh xe với khung xe và hệ thống truyền lực.
Sự tương tác này biểu thị sự tác động qua lại về lực
và mômen từ hệ thống truyền lực và khung xe lên
bánh xe, và ngược lại. Mômen xoắn Mk từ hệ
thống truyền lực tác động lên bánh xe và đặt tại
moay ơ bánh xe. Các lực từ khung xe tác dụng lên
bánh xe đặt tại tâm trục bánh xe, gồm các thành phần như: 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 9 lOMoAR cPSD| 59735610 21/11/2022
• Thành phần vuông góc với mặt đường: tải trọng
pháp tuyến, kí hiệu Gk
• Thành phần song song với mặt đường: lực đẩy, kí hiệu Pđ . 16
2. CÁC LoẠI BÁNH XE.
Tương tác bánh xe với mặt đường.
• Khi bánh xe lăn trên đường, các lực và mômen
từ bánh xe sẽ tác dụng lên mặt đường. Ngược
lại, từ đường cũng tác dụng lên bánh xe các lực và mômen phản lực.
• Tuỳ thuộc vào chiều của và , bánh xe được
phân ra thành các loại bánh xe như: bánh xe
chủ động (bánh xe kéo), bánh xe bị động, bánh xe phanh. 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 17
2. CÁC LOẠI BÁNH XE.
• Bánh xe chủ động: là bánh xe mà mômen xoắn Mk
tác dụng lên nó có chiều cùng với
chiều quay của bánh xe. k 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 10 lOMoAR cPSD| 59735610 21/11/2022
• Bánh xe bị động: là bánh xe mà mômen xoắn
Mk tác dụng lên nó có chiều ngược với chiều của ,  k
hoặc . Lực đẩy tác dụng lên tâm trục
Mk  0  Pđ  bánh xe và có chiều cùng với chiều
chuyển động tịnh tiến của tâm trục bánh xe . Vk  18
2. CÁC LOẠI BÁNH XE.
Bánh xe phanh: là bánh xe khi có tác dụng lên nó
Mp và có chiều ngược với chiều quay của bánh xe. k 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 19
3. Bán kính bánh xe. 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 11 lOMoAR cPSD| 59735610 21/11/2022
a) Bán kính thiết kế. Là bán kính được xác định
theo kích thước tiêu chuẩn của lốp. Bán kính
thiết kế được ký hiệu là r.
Với lốp có áp suất thấp (áp suất hơi lốp nằm
q0 trong khoảng ) thường
ký q0  0,08 0,5MPa hiệu theo công thức B d .
Trong đó: B_ là bề rộng của lốp. d_ là đường kính vành bánh xe. 20
I. CÁC KHÁI NIỆM VỀ CHUYỂN ĐỘNG BÁNH XE.
Loại lốp tôrôit (hình xuyến) thường có . Do B
H đó được xác định theo công thức sau:r
 d  25,4 r    H  m  2  1000 d hoặc r     B  25,4 m  2  1000 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 12 lOMoAR cPSD| 59735610 21/11/2022
I. CÁC KHÁI NIỆM VỀ CHUYỂN ĐỘNG BÁNH XE.
- Lốp có áp suất cao  q 0   0 ,5 0 ,7MP a .
Loại này được ký hiệu D B  hoặc D H
 , tính bằng đơn vị inch.
Ví dụ : 34 7 trong đó , D 34 B 7
- Lốp có chiều ngang rộng được kí hiệu D B d 
Ví dụ: 1600 600 - 635  mm
Ngoài ra lốp còn được kí hiệu theo kiểu hỗn hợp
(milimét và inch): 205/70R14; P205/40R16. 22
I. CÁC KHÁI NIỆM VỀ CHUYỂN ĐỘNG BÁNH XE. Trong đó:
• B = 205 mm là bề rộng của lốp;
• 70_ ký hiệu mã lốp. Là tỉ lệ giữa bề rộng của
lốp với chiều cao lốp. (hệ số  = H/B = 0,7);
• R_ ký hiệu loại lốp hướng kính;
• 14 inch = d là đường kính vành bánh xe;
• P_lốp xe du lịch 7 chỗ trở xuống. Nếu thay chữ
P bằng LT_lốp sử dụng cho xe có tính năng thông qua cao hạng nhẹ. 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 23 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 13 lOMoAR cPSD| 59735610 21/11/2022 24 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 25 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 14 lOMoAR cPSD| 59735610 21/11/2022
I. CÁC KHÁI NIỆM VỀ CHUYỂN ĐỘNG BÁNH XE.
b) Bán kính tự do: là bán kính bánh xe khi được
bơm đủ áp suất, không chịu tải.
Bán kính tự do được ký hiệu là . Với lốp có áp
r0 suất thấp thì r0 r .
c) Bán kính tĩnh học: rt là khoảng cách từ tâm
trục bánh xe đến mặt đường nằm ngang khi xe
có tải và đứng yên (vận tốc  k  0 ). G k
là trọng lượng xe đặt tại tâm trục bánh xe. 26 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 15 lOMoAR cPSD| 59735610 21/11/2022 21/11/2022 27 I. CÁC PHẠM VĂN THỨC
KHÁI NIỆM VỀ CHUYỂN ĐỘNG BÁNH XE. r
Bán kính tĩnh học ký hiệu là t . Bán kính được
rt tiêu chuẩn hóa với tải trọng cho phép lớn nhất.
Nó có thể được xác định căn cứ theo ký hiệu của lốp:
rt  0,5d   bd B
Trong đó:   H B ,  bd _ là hệ số phụ thuộc
vào sự biến dạng của lốp khi chịu tải. 28
I. CÁC KHÁI NIỆM VỀ CHUYỂN ĐỘNG BÁNH XE. 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 16 lOMoAR cPSD| 59735610 21/11/2022
d) Bán kính động lực học: là khoảng cách tính từ
tâm trục bánh xe đến mặt đường nằm ngang,
khi xe chuyển động   k  0
Bán kính động lực học được ký hiệu là r đ
(hình 1-4). Trong quá trình ô tô chuyển động,
bán kính động lực học bị thay đổi. 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 29
I. CÁC KHÁI NIỆM VỀ CHUYỂN ĐỘNG BÁNH XE. 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 17 lOMoAR cPSD| 59735610 21/11/2022
rđ  f M G q v k, k, 0,  M k G k P đ r P z đ X k K 30  k
I. CÁC KHÁI NIỆM VỀ CHUYỂN ĐỘNG BÁNH XE.
e) Bán kính động học: là bán kính của một
bánh xe giả định, có các đặc điểm sau:
• Không bị biến dang khi làm việc;
• Không bị trượt lết hay trượt quay;
• Có cùng vận tốc tịnh tiến và vận tốc góc Vk
 k như bánh xe thực tế của ô tô đang được khảo sát. 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 31 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 18 lOMoAR cPSD| 59735610 21/11/2022
I. CÁC KHÁI NIỆM VỀ CHUYỂN ĐỘNG BÁNH XE.
Trong nhiều trường hợp, bán kính động học còn
được gọi là bán kính lăn. Do vậy, bán kính động
học được ký hiệu là . Từ định nghĩa ta rl có: Vk rl   k 32 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 33 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 19 lOMoAR cPSD| 59735610 21/11/2022
I. CÁC KHÁI NIỆM VỀ CHUYỂN ĐỘNG BÁNH XE.
Bán kính lăn còn được gọi là bán kính vận tốc
của ô tô vì nó biểu thị mối quan hệ giữa vận
tốc chuyển động tịnh tiến của ô tô và vận tốc góc của bánh xe .
Trong quá trình bánh xe lăn, rl phụ thuộc:
• lực tác dụng lên bánh xe;
• khả năng bám của bánh xe với mặt đường; q
• độ đàn hồi và áp suất lốp . 0 34
I. CÁC KHÁI NIỆM VỀ CHUYỂN ĐỘNG BÁNH XE.
Trị số của thay đổi trong phạm vi rộng:
• khi bánh xe lăn hoàn toàn, bán kính lăn r r  l
đ . Tâm quay tức thời chính là điểm tiếp
xúc giữa bánh xe với mặt đường (điểm a );
• khi bánh xe bị trượt quay, rl  rđ . Tâm quay
tức thời nằm trong giới hạn của bánh xe (điểm a’ và
V V K'  K ). Khi trượt quay hoàn toàn, Vk  0 ;  k  0 ,
tâm quay tức thời trùng với tâm trục bánh xe; và 21/11/2022 PHẠM VĂN THỨC 20