Thông số kết cấu của lốp ảnh hưởng thế nào tối động lực học ô tô

Sử dụng đúng loại lốp rất quan trọng, ảnh hưởng đến hiệu suất chung và sự an toàn của xe. Vậy nên hiểu rõ kích thước lốp chuẩn cho xe là việc cần phải biết. Từ đó, chúng ta có thể lựa chọn loại lốp phù hợp nhất.

​Các thông số kí hiệu của lốp xe

Các thông số kí hiệu thường gặp trên lốp xe1. Loại xe có thể sử dụng lốp này

P (Passenger) ở đây nghĩa là xe khách.

LT (Light Truck) – xe tải nhẹ, xe bán tải

T (Temporary) – lốp thay thế tạm thời

2. Chiều rộng xe: Là bề mặt tiếp các của lốp ô tô với mặt đường. Đơn vị tính bằng mm và đo từ góc này sang góc kia.

3.Tỷ số thành lốp: Là tỷ số giữa độ cao của thành lốp với độ rộng bề mặt lốp xe ô tô được tính bằng tỷ lệ bề dày/ chiều rộng lốp.

4. Cấu trúc của lốp: Hầu hết mọi lốp xe sử dụng trên thị trường hiện này đều có cấu trúc R viết tắt của Radial.

Những loại cấu trúc có ký hiệu như B, D hay E đều rất hiếm gặp.

5. Đường kính vành ô tô: Mỗi loại ô tô chỉ sử dụng được duy nhất một cỡ vành nhất định. Đơn vị tính là inch

6. Tải trọng giới hạn: Là chỉ số quy định mức tải trọng quy định lốp có thể chịu được.

7. Tốc độ giới hạn: Tốc độ cao nhất mà ốp có thể chịu đựng được.

Ví dụ thực tế cách đọc 1 loại lốp như sau:

Các thông số trên lốp ở hình trên là:

+ Chiều rộng của lốp là 235mm

+ Bề dày lốp bằng 45% chiều rộng lốp (106mm)

+ Đây là loại lốp Radial

+ Đường kính vành lốp là 19 inch (483mm)

+ Tải trọng của lốp là 95 (690kg)

+ Tốc độ tối đa trên lốp xe là W (270km/h)

Tìm chỉ số giới hạn ở đâu?

Bảng quy đổi tải trọng và tốc độ của lốp xe ô tô:

Ngoài ra còn các chỉ số khác trên lốp có ý nghĩa sau đây:

Treadwear: Thông số về độ mòn gân lốp xe với tiêu chuẩn so sánh là 100.

Giả sử lốp xe được xếp 360, tức là nó có độ bền cao hơn tiêu chuẩn 3,6 lần. Tuy nhiên, thông số này chỉ chính xác khi so sánh độ bền của gân lốp xe của cùng một nhãn hiệu.

Traction: số đo khả năng dừng của lốp xe theo hướng thẳng, trên mặt đường trơn. AA là hạng cao nhất, A là tốt, B là trung bình còn C là kém nhất.

Temperature: đo khả năng chịu nhiệt độ của lốp khi chạy xe trên quãng đường dài với tốc độ cao, độ căng của lốp hay sự quá tải. Xếp cao nhất là A, trung bình là B còn C là kém nhất.

M + S: có nghĩa là lốp xe đạt yêu cầu tối thiểu khi đi trên mặt đường lầy lội hoặc phủ tuyết.

MAX. LOAD ( Maximum load): trọng lượng tối đa mà lốp xe có thể chịu, tính theo đơn vị pound hoặc kg. Bộ lốp lấy ví dụ trên đây là 2000kg.

Ảnh hưởng của khí động học đến chuyển động của ô tô được xem là yếu tố sống còn của các xe thể thao và xe đua. Do ngoài việc nâng cao công suất, tối ưu lực kéo từ lốp xe ô tô với mặt đường (Các bác đọc tài liệu lý … lốp xe để rõ hơn) và phương án cuối cùng đó là giảm Ảnh hưởng của khí động học đến chuyển động của ô tô. Các bác cùng ad tìm hiểu thêm nhé.

Khí động học – Bài toán đau đầu để nâng cao tốc độ tối đa của ô tô:

Khi nhắc về khí động học, chắc chắn các bác sẽ nghe qua một khái niệm đó là hệ số cản gió. Hệ số cản gió này rất đặc biệt thông thường nó rơi vào khoảng 0.58 – 0.7, vậy hệ số cản gió này cao tốt hay thấp tốt? Câu trả lời là càng thấp càng tốt do hệ số cản gió này là yếu tố quyết định lực cản gió tác dụng lên ô tô. Hệ số cản gió càng thấp, lực cản gió sẽ càng thấp và hệ số cản gió càng cao thì lực cản gió cũng tăng lên. Giả sử Ad có 2 ô tô được bố trí động cơ như nhau, hộp số như nhau và cả cụm hệ thống truyền lực như nhau và chỉ khác nhau ở hình dạng thân xe. Hình dạng thân xe sẽ quyết định đến hệ số cản gió của ô tô. Khi cùng thời gian tăng tốc thì khoảng thời gian cần thiết để ô tô đạt đến vận tốc tối đa của xe có hệ số cản gió thấp sẽ ngắn hơn so với xe có hệ số cản gió cao. Đồng thời, tốc độ cực đại của xe có hệ số cản gió thấp cũng cao hơn so với hệ số cản gió cao.

Đó là lý do tại sao các ô tô thể thao hay xe đua thường được thiết kế theo kiểu gầm đụng đất. Đó là một cách giúp hướng dòng khí đi lên trên thân xe để giúp giảm lực cản gió tác dụng vào ô tô.

Vậy, cách để giảm lực cản gió trên ô tô bằng cách nào?

Phương án tối ưu Ảnh hưởng của khí động học đến chuyển động của ô tô:

Ta có thể thấy Ảnh hưởng của khí động học đến chuyển động của ô tô là rất lớn và đây là vấn đề cần được quan tâm. Do nếu để ô tô đạt đến tốc độ tối đa 300km/h thay vì ta sử dụng một động cơ lớn thì bây giờ, nếu tối ưu tốt Ảnh hưởng của khí động học đến chuyển động của ô tô ta chỉ cần sử dụng một động cơ hợp lý nhưng vẫn giúp ô tô có thể đạt đến tốc độ tối đa lên 300km/h. Mà giảm được dung tích động cơ thì giá thành ô tô giảm 1 cách rõ rệt.

Vậy, ta tối ưu Ảnh hưởng của khí động học đến chuyển động của ô tô bằng cách nào. Phương án đầu tiên đó chính là giảm hệ số cản gió trên ô tô. Việc giảm hệ số cản gió trên động cơ sẽ được các nhà kỹ sư ô tô thiết kế trên các phần mềm mô phỏng khí động học như CFD (Computional Fluid Dynamics) để chọn ra hình dạng tối ưu nhất.

Nếu nói về các hình dạng ô tô Ảnh hưởng của khí động học, ta sẽ có thêm một số khái niệm mới. Khái niệm đầu tiên là góc kính chắn gió.

Góc kính chắn gió là góc hướng dòng lưu chất đầu tiên trên ô tô và đây cũng là góc quyết định sự chuyển động của dòng lưu chất là dòng chảy phân tầng hay dòng chảy rối. Thông thường, thì ta sẽ thiết kế góc kính chắn gió sao cho theo góc này lưu chất có thể đi về phía sau đuôi xe sao cho các phần tử lưu chất ít bị chảy rối nhất (Do diện tích tiếp xúc của kính chắn gió đã chiếm gần hết 40% hình mặt cắt dọc của ô tô).

Khái niệm thứ hai đó là góc thoát sau. Góc thoát này sẽ quyết định sự hình thành áp suất chân không ở phía sau thân xe. Áp suất chân không này gây ra rất nhiều nhược điểm cho ô tô như là tạo ra lực nâng trên các bánh xe dẫn đến bánh xe mất dần lực bám, nhược điểm thứ 2 nữa đó chính là tạo ra sự chuyển động rối của lưu chất ở phía sau xe và gây ra cản trở các phần tử lưu chất phía trước dẫn đến việc các phần tử lưu chất sẽ bị dồn lên phía trước và gây tăng lại lực cản gió lên ô tô.

Nguyên nhân hình thành lực nâng thì nó y chang như nguyên lý làm việc của động cơ phản lực trên máy bay. Khi hình thành áp suất âm phía trên đầu xe, lúc này, dòng khí đang có áp suất dương sẽ chuyển động đến vùng có áp suất âm và chính vì thế, vô tình tạo ra 1 lực nâng nâng bánh xe lên khỏi mặt đường. Như chúng ta đã đọc qua tài liệu Lý thuyết động học chuyển động ô tô và nguyên lý điều khiển của hệ thống cân bằng điện tử ESC thì lực bám giảm nghĩa là giảm lực kéo tác dụng lên các bánh và ô tô sẽ bị mất công suất. Để đảm bảo ô tô không bị ảnh hưởng của lực nâng thì lúc này, ta tận dụng các biên dạng thiết kế cánh của máy bay. Máy bay được thiết kế sao cho vùng áp suất âm ở phía trên và áp suất dương ở phía dưới để cho có dòng chuyển dịch áp suất này nâng máy bay bay lên. Tương tự, ta áp dụng phương pháp này nhưng ta quay ngược biên dạng của cánh máy bay xuống và biên dạng nó nhìn giống hình đuôi cá và nhờ có cánh hướng dòng của bộ đuôi cá này, áp suất được phân bố khác hẳn, phía trên đuôi cá là áp suất dương và phía dưới là áp suất chân không. Chính vì có sự chuyển dịch áp suất như vậy mà ta có thể tăng thêm được lực bám của bánh xe lên mặt đường (Do sự dịch chuyển của 2 khu vực áp suất đó tác dụng lên đuôi cá 1 áp lực từ trên xuống). Đấy chính là cách tối ưu Ảnh hưởng của khí động học đến chuyển động của ô tô đơn giản nhất.

Yếu tố thứ 3 đó chính là góc thoát trước và góc thoát sau. Các bác biết tại sao ô tô thể thao thường tìm cách thiết kế sao cho hạ thấp gầm nhất tối đa có thể không. Đấy là do họ muốn thiết kế ô tô có góc thoát trước thấp để tránh dòng khí đi vào các hộc bánh xe. Khi dòng khí đi vào các hộc bánh xe cũng sẽ tạo ra sự chuyển động rối của dòng khí và khi đó cũng làm giảm tốc độ của ô tô.

Yếu tố thứ 4 để tối ưu Ảnh hưởng của khí động học đến chuyển động của ô tô bằng cách thay đổi biên dạng của mũi xe. Đây được xem là chi tiết quyết định nhiều nhất đến tối ưu Ảnh hưởng của khí động học đến chuyển động của ô tô hầu hết những cản trở của dòng lưu chất đều do chi tiết này. Nếu mũi xe được thiết kế sao cho ô tô có thể “Xé” gió và hạn chế tối đa diện tích tiếp xúc của lưu chất đến biên dạng mũi xe (Áp suất lưu chất tiếp xúc với biên dạng mũi xe sẽ tạo ra áp lực cản trở chuyển động của ô tô). Chính vì thế mà các bác để ý các xe như Lamborgini thường thiết kế đầu xe họ toàn những cạnh sắc nhọn. Việc thiết kế đó có thể là do họ yếu tố thẩm mỹ nhưng quan trọng hơn vẫn là để tối ưu Ảnh hưởng của khí động học đến chuyển động của ô tô.

Bài viết Ảnh hưởng của khí động học đến chuyển động của ô tô khá dài, Ad cũng không phải là chuyên môn ở lĩnh vực này nên chỉ cung cấp các bác tài liệu đọc cho vui. Các bác có thể tham khảo sâu hơn ở tài liệu cơ lưu chất của cô Bông chẳng hạn. tài liệu mà Ad gửi chỉ để đọc kiểu “Cưỡi ngựa xem hoa” thôi.

LINK DOWNLOAD:

Tài liệu về ảnh hưởng của hệ số cản gió và hình dạng thân xe đến chuyển động của ô tô:

Google Drive

Tài liệu về nghiên cứu và tính toán Ảnh hưởng của khí động học đến chuyển động của ô tô:

Google Drive

Tài liệu liên quan:

Tài liệu thiết kế ô tô chuyên dùng

Cấu tạo hệ thống khung vỏ trên ô tô

Cấu tạo hệ thống khung gầm trang bị trên ô tô Audi A3

Đào tạo Cấu tạo Hệ thống khung gầm Audi A7