Bán kính quay vòng tối thiểu là bán kính quay vòng của ô tô khi bánh xe bên ngoài phía trước quay vòng và vô lăng quay tối đa sang trái hoặc sang phải. Gọi là tối thiểu, bởi vì nếu chúng ta không đánh hết lái, vòng tròn này sẽ lớn hơn. Khi ô tô đánh hết lái sang một bên và giữ nguyên để xe di chuyển, xe sẽ vẽ ra một đường tròn, được gọi là bán kính vòng quay tối thiểu tính từ dấu vết bánh xe phía ngoài.
Bán kính quay xe tối thiểu là một đại lượng biểu diễn cho bán kính vòng quay của ô tô khi mà bánh xe ngoài cùng phía trước quay vòng và vô lăng quay hết mức sang trái hoặc sang phải.
Bán kính quay xe tối thiểu của ô tô là gì ?
Sở dĩ bán kính quay xe gọi là tối thiểu trong trường hợp này là vì nếu người tài xế không đánh tối đa vô lăng thì vòng quay này sẽ lớn hơn. Khi đánh lái hết sang trái hoặc phải và giữ nguyên để xe di chuyển thì ô tô sẽ quay một vòng tròn. Lúc này bán kính quay xe tối thiểu sẽ được tính từ dấu vết bánh xe phía ngoài.
Bán kính quay xe tối thiểu của ô tô là gì ?
Ô tô có bán kính quay xe càng nhỏ thì càng linh hoạt trong việc quay đầu xe và di chuyển trên các đoạn đường nhỏ hẹp hoặc đô thị đông đúc, hiện trạng giao thông phức tạp.
Ví dụ: Chiếc Mazda 2 Sedan 1.5 có một bán kính vòng quay cực nhỏ chỉ 4,7m. Điều này giúp Mazda 2 di chuyển cực kỳ linh hoạt tại đường phố Việt Nam.
2. Công thức tính bán kính quay xe tối thiểu
Công thức tính bán kính quay xe tối thiểu theo vệt bánh xe phía ngoài của ô tô:
Rqmin= L / sin q + B/ [2cosq]
Trong đó:
q – Góc quay trung bình của các bánh xe dẫn hướng q = 30 – 35°
L – Chiều dài cơ sở của ô tô
B – Khoảng cách tâm hai trụ đứng của cầu trước
Công thức tính bán kính quay xe tối thiểu tính đến tâm đối xứng dọc ô tô:
Rqmin = L.cotgq [m];
Công thức tính bán kính quay xe tối thiểu
Các dòng xe đến từ nhà Toyota, Mitsubishi, hoặc mẫu Sedan nhỏ gọn của Mazda thường là những chiếc xe có bán kính vòng quay nhỏ [bán kính quay xe tối thiểu] của Toyota Yaris, Vios chỉ 5,1m và của Toyota Altis là 5,4 m], điều này giúp những chiếc này có một khả năng di chuyển linh hoạt trên nhiều tuyến đường chật hẹp và được nhiều người sống tại thành phố ưa chuộng.
Công thức tính bán kính quay xe tối thiểu
Đó là một số những giải đáp của chúng tôi về bán kính quay xe tối thiểu. Lựa chọn những chiếc xe nhỏ gọn có bán kính vòng quay nhỏ đang trở thành xu hướng tiêu dùng của nhiều người khi chọn xe hơi.
GIÁO TRÌNH LÝ THUYẾT Ô TÔ, CHƯƠNG QUAY VÒNG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây [492.45 KB, 19 trang ]
CHƯƠNG 5: TÍNH NĂNG DẪN HƯỚNG CỦA Ô TÔ
L
5.1. MỞ ĐẦU
Khi chuyển động → nhu cầu đổi hướng → quay vòng.
→ biến dạng ngang của lốp → quỹ đạo chuyển động của xe.
m
Quay vòng → vận tốc góc, gia tốc góc,… → các lực ngang, các lực, mô men quán tính
L
α
R
α1
m
α2
5.1.1. Các phương pháp quay vòng
a. Thay đổi hướng của bánh xe
α2
α
R
c. Phối hợp 2 phương pháp trên
Hình 5.1
α1
O
O
b. Thay đổi mô men trên 2 bánh xe chủ động trên cùng 1 trục
Hình 5.2
1
CHƯƠNG 5: TÍNH NĂNG DẪN HƯỚNG CỦA Ô TÔ
5.1.2. Hệ thống lái
NGƯỜI LÁI
αv = iα
HỆ THỐNG LÁI
BÁNH XE DẪN HƯỚNG
[5.1]
Hình 5.4. Hệ thống lái
2
CHƯƠNG 5: TÍNH NĂNG DẪN HƯỚNG CỦA Ô TÔ
5.2. ĐỘNG HỌC QUAY VÒNG
L
5.2.1. Bánh xe không biến dạng
Các bánh xe không cưỡng bức lẫn
[lý tưởng]
nhau
m
Quay vòng đúng
Các bánh xe quay cùng một tâm [hình 5.1]
α
Quay vòng → lực ngang → lốp biến dạng
Giả thiết lốp không biến dạng → vận tốc thấp
cot α1 =
α2
m
m
R−
2 ;cot α =
2
2
L
L
R+
m
cot α1 − cot α 2 =
L
R
α1
O
[5.2]
5.2 là cơ sở để thiết kế dẫn động lái của HT lái
3
CHƯƠNG 5: TÍNH NĂNG DẪN HƯỚNG CỦA Ô TÔ
5.2.2. Bánh xe đàn hồi
a. Biến dạng của bánh xe đàn hồi khi chịu lực ngang
Hình 5.4
Hình 5.5
Xe du lịch: CL = 250 ÷ 750 N/độ
F y = C Lδ
[5.4]
Xe tải: CL = 1150 ÷ 1650 N/độ
4
CHƯƠNG 4: TÍNH NĂNG DẪN HƯỚNG CỦA Ô TÔ
b. Động học quay vòng xe có bánh xe đàn hồi
Vì R>>L → coi rằng:
L
R
ˆ ; α − δ = COB
ˆ
δ 2 = AOC
1
ABˆ O =
α − δ 1 + δ 2 = AOˆ B =
α=
L
+ δ1 − δ 2
R
v2
Flt = mRω = m
R
2
L
R
[5.6]
[5.7]
Vì δ2, δ2 và α nhỏ →
b
v2 b G v2 b
Fy1 = Plt = m
=
L
R L g R L
[5.8]
Hình 5.6. Mô hình quay vòng 1 dãy
5
CHƯƠNG 5: TÍNH NĂNG DẪN HƯỚNG CỦA Ô TÔ
a
v2 a G v2 a
Fy 2 = Flt = m
=
L
R L g R L
[5.9]
G1 v 2
G2 v 2
Gb
Ga
Fy1 =
; Fy 2 =
= G1 ;
= G2
g R
g R
L
L
Fy1 G1 v 2
Fy 2 G2 v 2
δ1 =
=
;δ2 =
=
Từ Fy = CLδ
CL1 g CL1 R
CL 2
g CL 2 R
Thay 5.4 vào 5.3:
L G1v 2
G1v 2
L G1 G2 v 2
α= +
−
= +
−
÷
R gCL1 R gCL 2 R R CL1 C L 2 gR
L
v2
α = +K
R
gR
[5.13]
Trong đó:
G1
G2
K=
−
C L1 C L 2
[5.10]
[5.11]
[5.12]
[5.14]
K: hệ số quay vòng
Khi K = 0 [khi đó δ1 = δ2] xe có trạng thái quay vòng đủ,
Khi K > 0 [khi đó δ1 > δ2] xe có trạng thái quay vòng thiếu,
Khi K < 0 [khi đó δ1 < δ2] xe có trạng thái quay vòng thừa,
6
CHƯƠNG 4: TÍNH NĂNG DẪN HƯỚNG CỦA Ô TÔ
5.3. CÁC TRƯỜNG HỢP QUAY VÒNG
5.3.1. Quay vòng đủ
K =0→
G1
G
= 2 → δ1 = δ 2
CL1 CL 2
[5.15]
α=
L
R
[5.16]
[5.9]
Hình 5.7
7
CHƯƠNG 4: TÍNH NĂNG DẪN HƯỚNG CỦA Ô TÔ
K >0→
5.3.2. Quay vòng thiếu
v2 =
gL
K
K 2 → δ1 > δ 2
CL1 CL 2
G1
G
< 2 → δ1 < δ 2
CL1 CL 2
[5.20]
[5.19]
Vận tốc giới hạn
8
CHƯƠNG 4: TÍNH NĂNG DẪN HƯỚNG CỦA Ô TÔ
Hình 5.9
Hình 5.10
9
CHƯƠNG 4: TÍNH NĂNG DẪN HƯỚNG CỦA Ô TÔ
O’
Cách giải thích định tính:
Khi có lực ngang Fy → δ1; δ2
δ1 > δ2: → Quỹ đạo “phụ” tâm O’ [hình 4.8] → Lực ngang phụ Fp ngược chiều với Fy
→ làm giảm lực ngang.
v1
Fp
v2
δ2
Fp
v2
δ2
Fy
δ1
Fy
v1
Hình 5.11.a
δ1
δ1 < δ2: → Quỹ đạo “phụ” tâm O’ [hình 4.9] → Lực ngang phụ F p cùng
chiều với Fy → làm tăng lực ngang.
O’
Hình 5.11.b
10
CHƯƠNG 4: TÍNH NĂNG DẪN HƯỚNG CỦA Ô TÔ
5.4. PHẢN ỨNG QUAY VÒNG CỦA XE KHI QUAY VÔ LĂNG
Ô TÔ → Hệ điều khiển nhiều đầu vào và đầu ra
QUAY VÒNG
ĐẦU VÀO: Góc quay bánh
xe dẫn hướng α
V/t góc quay thân xe
ĐẦU RA
Phản ứng của xe [khi quay
Gia tốc ngang,
vòng]
Cung quay vòng
5.4.1. Vận tốc góc quay thân xe ω
Gọi:
ω
= Gω
α
Gω =
[5.21]
v
R
ω
=
v2
α L
+K
R
gR
L
v2
α = +K
R
gR
v = ωR → ω =
v
R
hàm truyền vận tốc góc quay thân xe
hay hệ số phản ứng vận tốc khi quay vòng
Gω =
v
v2
L+K
g
[5.22]
11
CHƯƠNG 4: TÍNH NĂNG DẪN HƯỚNG CỦA Ô TÔ
Hình 5.12
12
CHƯƠNG 4: TÍNH NĂNG DẪN HƯỚNG CỦA Ô TÔ
5.4.2. Gia tốc bên
ay
v2
ay =
R
Ga =
ay / g
α
v2
v2
v2
g
gR
gR
Ga =
=
=
=
2
L
v
α
α
gL + Kv 2
+K
R
gR
hàm truyền gia tốc
[5.23]
[hàm phản ứng gia tốc]
[5.24]
Hình 5.13
13
CHƯƠNG 4: TÍNH NĂNG DẪN HƯỚNG CỦA Ô TÔ
5.4.3. Cung quay vòng
Gρ =
ρ 1/ R
1
=
=
=
α
α
Rα
ρ=
1
R
1
L
v
R + K
÷
gR
R
2
Cung quay vòng
[5.25]
=
1
L+K
2
v
g
[5.27]
hàm truyền
cung quay vòng
Hình 5.14
14
CHƯƠNG 4: TÍNH NĂNG DẪN HƯỚNG CỦA Ô TÔ
5.5. ĐẶC TÍNH QUAY VÒNG QUÁ ĐỘ
Hình 5.15. Quỹ đạo ô tô giai đoạn quay vòng quá độ
XOY gắn với mặt đường; xOy gắn với thân xe.
Tại vị trí O1xy thời điểm t, xe có v, chiếu xuống O1xy → vx, vy.
Tại t + Δt, → O2xy →v + Δv, chiếu xuống O2xy → vx + Δvx; vy + Δvy;
Theo phương x [O1x] sự thay đổi vận tốc:
15
CHƯƠNG 4: TÍNH NĂNG DẪN HƯỚNG CỦA Ô TÔ
[vx + Δvx]cosΔθ - [vy + Δvy]sinΔθ - vx =
vxcosΔθ + ΔvxcosΔθ - vysinΔθ - ΔvysinΔθ – vx
[5.28]
Coi rằng Δθ → sinΔθ ≈ Δθ; cosΔθ ≈ 1 → Bỏ qua ΔvysinΔθ
→ Sự thay đổi vận tốc dọc theo trục x: Δvx – vyΔθ
Chia cho Δt:
∆vx v y ∆θ
−
∆t
∆t
Làm tương tự đối với trục y:
[5.29]
Lấy giới hạn →gia tốc xe theo trục x:
dvx v y dθ
ax =
−
= v&x − v yω
dt
dt
dv y vx dθ
ay =
+
= v&y + vxω
dt
dt
[5.30]
[5.31]
Phương trình cân bằng lực và mô men:
max = m [ v&x − v yω ] = Fx 2 + Fx1 cos α − Fy1 sin α
[5.32]
ma y = m [ v&y + vxω ] = Fy 2 + Fx1 cos α − Fy1 sin α
I z ω = aFy1 cos α − bFy 2 + aFx1 sinα
[5.33]
[5.34]
Các phương trình này được thiết lập trên cơ sở giả thiết xe đối xứng qua trục dọc xe và bỏ qua sự quay quanh trục x
16
CHƯƠNG 4: TÍNH NĂNG DẪN HƯỚNG CỦA Ô TÔ
Hình 5.16
17
CHƯƠNG 4: TÍNH NĂNG DẪN HƯỚNG CỦA Ô TÔ
Nếu xe chuyển động đều [theo phương dọc] → bỏ qua 5.32,
→ chuyển động ngang của xe → biểu diễn bởi 5.33 và 5.34.
Coi rằng δ và α là các góc nhỏ: tgα = sinα = α và tgδ = sinδ = δ
Từ hình 5.16 →
δ1 = α −
aω + v y
vx
aω + v y
Fy1 = 2CL1δ1 = 2CL1 α −
÷
v
x
[5.37]
[5.39]
δ2 =
bω − v y
vx
[5.38]
bω − v y
Fy 2 = 2CL 2δ 2 = 2CL 2
÷ [5.40]
v
x
Thay 5.30, 5.31, 5.39, 5.40 vào 5.33 và 5.34 và biến đổi đi ta được:
2CL1 + 2C2
2aCL1 + 2bCL 2
mv&y + ω mvx +
+
v
÷ y
÷ = 2α CL1
vx
vx
2
2
2a CL1 + 2b CL 2
2aCL1 + 2bC2
I zω&+ ω
+
v
÷ y
÷ = 2aα CL1
vx
vx
[5.41]
[5.42]
Hệ 5.41, 5.42 → biến là vy và ω; đầu vào [vế phải] là góc quay bánh dẫn hướng α với α là hàm thời gian [α[t]],
Phản ứng của xe được đặc trưng bởi vy và ω là một hàm số của thời gian và được xác định bằng cách giải hệ phương trình vi phân trên.
18
CHƯƠNG 4: TÍNH NĂNG DẪN HƯỚNG CỦA Ô TÔ
Hình 5.17
Xe thùng [station wagon],
0
α = 0,01 rad [0,57 ], v = 96 km/h.
1. Xe tiêu chuẩn;
2. Độ cứng bên của lốp tăng 25%
Hình 5.18
Xe thùng [station wagon],
0
α = 0,01 rad [0,57 ],
v = 96 km/h.
Lực bên 890 N
1. Xe tiêu chuẩn;
2. Độ cứng bên của lốp tăng 25%
19