TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Lý do chọn đề tài
Trong những năm gần đây, nền kinh tế toàn cầu và Việt Nam đã có những bước tiến vượt bậc, nâng cao đời sống người dân và thúc đẩy đầu tư vào hệ thống giao thông Ô tô ngày càng trở thành phương tiện di chuyển phổ biến, đặc biệt với sự phát triển của công nghệ tiên tiến Tính an toàn và tiện nghi của ô tô đang được cải thiện, với sự chú trọng đến độ êm dịu khi di chuyển nhằm mang lại sự thoải mái cho người sử dụng Các nhà sản xuất ô tô hàng đầu không ngừng nâng cao chất lượng sản phẩm để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng và cạnh tranh trong ngành Một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến trải nghiệm của người lái và hành khách là hệ thống treo, có nhiệm vụ tăng cường độ ổn định và êm dịu Tuy nhiên, các hệ thống treo truyền thống chỉ đáp ứng được trong một phạm vi nhất định Do đó, việc cải tiến và tối ưu hóa hệ thống treo trong điều kiện mặt đường khác nhau là cần thiết để nâng cao sự êm ái và ổn định khi di chuyển.
Chúng em đã chọn đề tài “nghiên cứu hệ thống treo bán tích cực sử dụng trên ô tô du lịch” cho đồ án tốt nghiệp vì đây là một trong những hệ thống treo hiện đại, thường được trang bị trên các dòng xe hạng sang Hệ thống này đang thu hút sự quan tâm của nhiều người, nhưng vẫn còn nhiều người chưa hiểu rõ về nó Chúng em tin rằng trong tương lai gần, hệ thống treo bán tích cực sẽ được ứng dụng rộng rãi hơn trên các loại xe ô tô.
Chúng tôi thực hiện đề tài này không chỉ để nâng cao kiến thức cá nhân và hoàn thành chương trình đại học, mà còn mong muốn tạo ra nguồn tài liệu chất lượng Tài liệu này sẽ hỗ trợ những ai cần thiết trong công việc hoặc có sự quan tâm đến kỹ thuật ô tô, giúp họ mở rộng kiến thức trong lĩnh vực này.
Mục đích và mục tiêu thực hiện đề tài
1.2.1 Mục đích của đề tài
Mục đích của đề tài này là hoàn thành đồ án tốt nghiệp, nâng cao kiến thức cá nhân và cung cấp tài liệu chuẩn cho học sinh, sinh viên cũng như độc giả muốn tìm hiểu về hệ thống treo bán tích cực trên xe ô tô du lịch.
1.2.2 Mục tiêu thực hiện đề tài
- Nhằm củng cố kiến thức về phân loại, cấu tạo và chức năng của một hệ thống treo
Hệ thống treo bán tích cực là một công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực ô tô, giúp cải thiện hiệu suất và độ ổn định của xe Nó hoạt động dựa trên các nguyên lý điều khiển thông minh, cho phép tối ưu hóa khả năng hấp thụ sốc và giảm thiểu rung động Cấu trúc của hệ thống này bao gồm nhiều chi tiết và cụm chi tiết phức tạp, mỗi phần đều đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự cân bằng và an toàn cho phương tiện Việc hiểu rõ về các nguyên tắc điều khiển và các thành phần của hệ thống treo bán tích cực sẽ giúp người sử dụng khai thác tối đa hiệu suất của xe.
- Hiểu biết về những công nghệ giảm chấn dùng trong hệ thống treo bán tích cực hiện nay
- Tìm hiểu về một hệ thống treo bán tích cực cụ thể đƣợc sử dụng trên ô tô thực tế hiện nay.
Đối tƣợng nghiên cứu
Nghiên cứu hệ thống treo bán tích cực trên ô tô du lịch tập trung vào các công nghệ giảm chấn hiện đại, bao gồm hệ thống treo khí thích ứng được trang bị trên dòng xe Audi A8 2004 Những công nghệ này giúp cải thiện khả năng vận hành và sự thoải mái cho người lái, đồng thời nâng cao hiệu suất và an toàn của xe.
Giới hạn nghiên cứu
Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích tác động của độ cứng C và hệ số giảm chấn K của hệ thống treo đến độ êm dịu của xe, cũng như lực động giữa bánh xe và mặt đường Việc hiểu rõ mối quan hệ này là rất quan trọng để cải thiện hiệu suất lái xe và tăng cường trải nghiệm người dùng.
- Ứng dụng mụ hỡnh ẳ xe để nghiờn cứu nguyờn lớ điều khiển phần tử giảm chấn trờn
3 hệ thống treo bán tích cực
- Tìm hiểu một số loại giảm chấn sử dụng trong hệ thống treo bán tích cực hiện nay
- Tìm hiểu về khả năng tối ƣu độ êm dịu và ổn định của hệ thống treo khí thích ứng trên dòng xe Audi A8 2004.
Nhiệm vụ đề tài
- Làm rõ những yêu cầu về êm dịu và lực động đối với hệ thống treo
Việc điều khiển phần tử đàn hồi và phần tử giảm chấn là rất quan trọng vì chúng có thể nâng cao hiệu quả chuyển động êm dịu và ổn định của xe Khi được điều chỉnh đúng cách, các yếu tố này giúp giảm thiểu rung động và tăng cường khả năng kiểm soát, mang lại trải nghiệm lái xe mượt mà hơn Sự kết hợp hợp lý giữa chúng không chỉ cải thiện sự thoải mái cho người lái và hành khách mà còn nâng cao độ an toàn trong quá trình di chuyển.
Hệ thống treo bán tích cực sử dụng các phương pháp điều khiển tiên tiến để cải thiện hiệu suất và sự ổn định của xe Bài viết sẽ làm rõ cấu trúc và nguyên lý hoạt động của một số loại giảm chấn phổ biến trong hệ thống này, giúp người đọc hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động và lợi ích của hệ thống treo bán tích cực trong việc nâng cao trải nghiệm lái xe.
- Trình bày về cấu tạo và hoạt động của hệ thống treo bán tích cực trên xe thực tế.
Phương pháp nghiên cứu
- Tìm kiếm tài liệu liên quan đến đề tài từ: giảng viên hướng dẫn, internet, giáo trình trên thư viện trường và từ bạn bè
- Nghiên cứu sơ bộ tài liệu và đề tài, viết đề cương sơ bộ thông qua sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn
- Nghiên cứu lý thuyết theo nội dung đề tài đã đƣợc vạch ra và tiến hành viết đồ án
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO
Đặc điểm hệ thống treo
Hệ thống treo (HTT) trên ô tô là bộ phận liên kết đàn hồi nối giữa thân xe (KLĐT) và các cầu xe (KLKĐT) nhƣ trên Hình 2.1
Hình 2.1 Vị trí hệ thống treo tên xe ô tô
Hệ thống treo ô tô là bộ phận quan trọng liên kết đàn hồi, bao gồm lò xo và giảm chấn Thân xe được hỗ trợ bởi các lò xo, tạo thành khối lượng được treo (KLĐT), trong khi các bánh xe và các chi tiết khác không được hỗ trợ bởi lò xo gọi là khối lượng không được treo (KLKĐT) Hệ thống treo ô tô gồm ba bộ phận chính, đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất và sự ổn định của xe.
Cơ cấu hướng là liên kết động học giữa thùng xe và bánh xe, có nhiệm vụ quy định quỹ đạo dịch chuyển của tâm bánh xe so với thùng xe Quỹ đạo này ảnh hưởng đến dao động và động học chuyển động của ô tô, đặc biệt là động học quay vòng Hệ thống treo được phân loại thành độc lập hoặc phụ thuộc dựa trên cấu tạo của liên kết này.
Phần tử đàn hồi là liên kết đàn hồi giữa thùng xe và bánh xe, thường được hình dung như một lò xo có độ cứng C Bộ phận này tạo ra chuyển động nén và dãn, giúp dập tắt năng lượng dao động do tác động của mặt đường sau một số chu kỳ nhất định Đặc tính đàn hồi của phần tử này có ảnh hưởng quan trọng đến dao động của ô tô.
Phần thử giảm chấn là bộ phận quan trọng giúp tiêu thụ năng lượng dao động, từ đó dập tắt nhanh chóng các rung động Đặc tính hoạt động của bộ phận này ảnh hưởng lớn đến sự êm ái của ô tô và lực động giữa bánh xe và mặt đường.
Theo quan điểm động lực học, phần tử đàn hồi và phần tử giảm chấn là hai thành phần
Hệ thống treo ô tô bao gồm 6 thành phần chính, trong đó cơ cấu hướng có vai trò quan trọng trong động học chuyển động Bài viết này sẽ tập trung vào hai yếu tố chính của hệ thống treo: phần tử đàn hồi và phần tử giảm chấn, nhằm làm rõ chức năng và tầm quan trọng của chúng trong việc cải thiện hiệu suất và sự ổn định của xe.
Hiện nay, ô tô du lịch thường được trang bị hệ thống treo với các thiết bị đàn hồi như lò xo trụ, phần tử đàn hồi khí và giảm chấn ống thủy lực Việc nghiên cứu đặc tính làm việc của những thiết bị này giúp làm rõ khả năng đáp ứng nhiệm vụ của hệ thống treo, từ đó giải thích lý do cần cải tiến hệ thống treo trên xe du lịch.
2.1.1 Phần tử đàn hồi (PTĐH)
Các phần tử đàn hồi, hay còn gọi là lò xo, đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra sự liên kết đàn hồi giữa thùng xe và cầu xe Đặc tính làm việc của chúng được gọi là đặc tính đàn hồi, thể hiện mối quan hệ giữa lực tác dụng và biến dạng của lò xo Tỷ lệ giữa lực và biến dạng này được gọi là độ cứng của lò xo, có thể là hằng số, cho thấy đặc tính đàn hồi là tuyến tính Các phần tử đàn hồi có thể được chế tạo từ các vật liệu cơ khí và kim loại như nhíp, thanh xoắn và lò xo, hoặc từ các vật liệu phi kim loại như khí và thủy khí.
2.1.1.1 Phần tử đàn hồi lò xo trụ
7 Độ cứng của lò xo: C= Gd 4 /8nD (2.1)
Với D là đường kính trung bình, d là đường kính dây lò xo, n là tổng số vòng lò xo, G là modun đàn hồi vật liệu
Nhƣ vậy, độ cứng C là hằng số nếu nhƣ các thông số cấu tạo trong biểu thức (2.1) không đổi
Những phần tử đàn hồi cơ khí tuy đơn giản nhưng thường cho độ cứng không đổi, điều này tạo ra một số bất lợi nhƣ sau:
Trong quá trình vận hành, khối lượng ô tô thay đổi từ không tải đến toàn tải Nếu độ cứng của phần tử đàn hồi giữ nguyên, tần số dao động riêng của khối lượng treo sẽ thay đổi theo tải trọng, điều này gây khó khăn trong việc tránh hiện tượng cộng hưởng thùng xe.
Độ cứng không thay đổi gây khó khăn trong việc tối ưu hóa thông số hệ thống treo, ảnh hưởng đến khả năng đạt được cả hai tiêu chí êm dịu và lực động.
2.1.1.2 Phần tử đàn hồi khí
Khí trong các phần tử đàn hồi thường là không khí khi khối lượng khí thay đổi, trong khi đó khí ni tơ được sử dụng cho phần tử đàn hồi có khối lượng hằng số.
Hình 2.3 Sơ đồ phần tử đàn hồi khí
8 Độ cứng phần tử đàn hồi khí tại thời điểm chịu tải trọng F z là:
Trong đó: S là diện tích đỉnh piston; n là chỉ số nén đa biến; p mt là áp suất môi trường;
V là thể tích khí; Fz là tải trọng tác dụng lên PTĐH
Chúng ta xem xét hệ dao động một bậc tự do với khối lượng KLĐT di chuyển thẳng đứng Khi tải trọng ban đầu F z0 = gM 0 và các thông số p 0, V 0, S được xác định, nếu tải trọng thay đổi thành F z1 = gM 1, áp suất sẽ tăng lên thành p 1 = (F z1 + Sp mt )/S.
Trong trường hợp khối lượng khí được duy trì không đổi thì thể tích khí sẽ thay đổi đẳng nhiệt thành:
V‟ 1 = p 0 V 0 /p 1 = V 0 (F z0 + p mt S)/(F z1 +p mt S) (2.3) Độ cứng của PTĐH ở tải trọng F z0 khi dao động sẽ bằng:
C 0 = n(F z0 + p mt S).S/V 0 (2.4) Độ cứng của PTĐH ở tải trọng F z1 khi dao động sẽ bằng:
Sự thay đổi độ cứng theo tải trọng đƣợc thể hiện bằng tỉ số độ cứng ở các tải trọng F z1 và F z0 :
Nhƣ vây, độ cứng của phần tử đàn hồi sẽ thay đổi theo sự thay đổi của tải trọng F z Tải trọng tăng thì độ cứng tăng lên đáng kể
Tần số dao động góc riêng của khối lƣợng cũng theo tỷ lệ:
Như vậy khi tăng tải trọng thì tần số góc riêng của hệ tăng lên (ngược với trường hợp PTĐH tuyến tính)
Trong trường hợp thứ hai, khi tải trọng thay đổi, thể tích khí được duy trì không đổi, dẫn đến khối lượng khí sẽ thay đổi Ta có V0 = V”1.
Nhƣ vậy, độ cứng cũng tăng tỷ lệ với tải trọng
Tần số góc riêng của khối lƣợng dao động theo tỷ lệ:
Vậy, khi thay đổi tải trọng và duy trì thể tích không đổi thì tần số góc riêng của hệ gần nhƣ không đổi
Ô tô có tải trọng thay đổi thường xuyên, từ không tải đến toàn tải, ảnh hưởng đến tần số dao động riêng của thùng xe, liên quan đến tần số cộng hưởng Hệ thống treo khí giúp duy trì tần số dao động riêng ổn định khi tải trọng thay đổi, đồng thời giữ thể tích không đổi, góp phần ổn định thùng xe Để duy trì thể tích này, cần một hệ thống khí nén được điều khiển để bơm hoặc xả khí.
Cấu tạo phần tử đàn hồi khí:
PTĐH khí là một vỏ bằng cao su đúc bên trong chứa không khí, giúp nó duy trì hình dạng khi bị biến dạng Khi PTĐH khí biến dạng, hình bao ngoài của nó sẽ thay đổi, nhưng chu vi mặt bất kỳ của nó vẫn giữ nguyên do lớp cao su cứng Áp suất khí bên trong đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định độ cứng của PTĐH khí, và áp suất ban đầu bên trong có thể đạt tới giá trị tối đa là 0,6 Mpa ở trạng thái tĩnh.
Buồng đàn hồi khí nén có hai loại chính: buồng dạng sóng và buồng gấp Mặt bích trên của buồng được thiết kế với lỗ bắt bu lông để kết nối với thân xe, trong khi đế của buồng liên kết chặt chẽ với dầm hoặc giá đỡ trên dầm.
Hình 2.4 Các dạng PTĐH khí: a) Buồng dạng sóng, b) Buồng gấp
2.1.2 Phần tử giảm chấn (PTGC)
Những yêu cầu của hệ thống treo
Hệ thống treo ôtô không chỉ cần đạt yêu cầu về độ cứng và độ bền mà còn phải tối ưu hóa độ êm dịu và giảm lực động khi xe di chuyển trong các điều kiện khác nhau Độ êm dịu được xác định bởi khả năng xe chuyển động mượt mà mà không gây ra va đập cứng, ảnh hưởng đến sức khỏe của người lái và hành khách Gia tốc dịch chuyển thẳng đứng của khối lượng tải trọng (KLĐT) cần phải nhỏ hơn 0.5 m/s² để đảm bảo sự thoải mái Tải trọng thẳng đứng tác động lên bánh xe phải đủ để tạo ra lực ma sát cần thiết, giúp xe di chuyển ổn định và giảm trượt bánh, từ đó nâng cao hiệu suất và năng suất di chuyển Lực động lực học giữa lốp và mặt đường (Fdyn) là yếu tố quyết định cho khả năng bám đường và độ bền của mặt đường, thường được xác định qua mối quan hệ với tải trọng tĩnh hoặc độ võng của lốp.
Khi xe chuyển động, các tác nhân kích thích, chủ yếu là độ không phẳng của mặt đường, gây ra dao động toàn bộ xe Sự dao động này ảnh hưởng đến cả khối lượng được treo và khối lượng không được treo.
Sự dao động của khối lƣợng đƣợc treo:
1) Sự lắc dọc: Lắc dọc là dao động lên xuống của đầu và đuôi xe so với trọng tâm của xe Xe bị lắc dọc khi chạy qua rãnh hoặc mô hoặc trên đường mấp mô, có nhiều ổ gà
Hình 2.9 Sự lắc dọc của thân xe
2) Sự lắc ngang: Khi xe chạy vòng hoặc chạy trên đường gồ ghề thì các lò xo của một bên xe giãn ra còn các lò xo ở phía bên kia thì co lại, làm cho xe lắc lƣ theo chiều ngang
Hình 2.10 Sự lắc ngang của thân xe
3) Sự nhún: Chuyển động lên xuống của toàn bộ thân xe khi xe chạy tốc độ cao trên đường gợn sóng
Hình 2.11 Sự nhún của thân xe
4) Sự xoay đứng: Đảo hướng là chuyển động của đường tâm dọc của xe sang bên trái và phải so với trọng tâm xe Khi xe bị lắc dọc thì cũng dễ bị đảo hướng
Hình 2.12 Sự xoay đứng của thân xe
Sự dao động của khối lƣợng không đƣợc treo:
1) Sự dịch đứng: Sự dịch đứng là chuyển động lên xuống của bánh xe, thường xuất hiện khi xe chạy với tốc độ trung bình và cao trên đường gợn sóng
Hình 2.13 Sự dịch đứng của cầu xe
2) Sự xoay dọc: Sự xoay dọc là dao động lên xuống theo chiều ngƣợc nhau của bánh xe bên phải và bên trái, làm cho bánh xe nhảy lên, bỏ bám mặt đường Hiện tượng này thường dễ xảy ra đối với xe có hệ thống treo phụ thuộc
Hình 2.14 Sự xoay dọc của cầu xe
Khi ô tô di chuyển, các tình huống và trạng thái dao động có thể xảy ra, làm giảm sự êm ái và tăng lực động của xe Nếu gia tốc dịch chuyển thẳng đứng vượt quá giới hạn nhất định, hành khách và tài xế sẽ cảm thấy khó chịu, đồng thời xe cũng mất ổn định và có nguy cơ bị lật Đặc biệt, trong trường hợp dao động, tải trọng thẳng đứng tác động lên bánh xe có thể thay đổi hoặc bánh xe bị nhấc lên, dẫn đến nguy hiểm vì bánh xe không còn bám tốt trên mặt đường Điều này gây giảm khả năng truyền lực kéo, lực phanh và mất kiểm soát hướng di chuyển của xe.
Để khắc phục những nhược điểm trong thiết kế hệ thống treo, cần đảm bảo hai nhiệm vụ chính: giảm thiểu gia tốc dịch chuyển thẳng đứng của khối lượng lò xo (theo quan điểm êm dịu) và giảm lực động (theo quan điểm tính điều khiển - khả năng bám đường) Những nhiệm vụ này tương ứng với các chức năng của hệ thống treo được thể hiện trong Hình 2.15.
Hình 2.15 Mối quan hệ giữa nhiệm vụ và chức năng của hệ thống treo
Ngoài các yêu cầu chức năng, hệ thống treo còn phải đáp ứng nhiều yêu cầu phi chức năng như chi phí, không gian thiết kế, độ tin cậy, an toàn, độ bền và chi phí bảo trì Nếu hệ thống treo được lắp đặt bên ngoài, nó cần phải hài hòa với kiểu dáng tổng thể của xe Tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể, các yêu cầu sẽ được ưu tiên khác nhau, ảnh hưởng đến việc lựa chọn giải pháp tối ưu nhất cho hệ thống treo.
Các chỉ tiêu về độ êm dịu và lực động chuyển động của ô tô
Tính êm dịu và lực động của xe ô tô khi chuyển động phụ thuộc vào kết cấu xe, hệ thống treo, đặc điểm và cường độ lực kích động từ mặt đường, cùng với kỹ thuật lái xe Các thông số như chu kỳ, tần số dao động, biên độ dao động, gia tốc và tốc độ tăng trưởng gia tốc thường được sử dụng để đánh giá độ êm dịu và lực động của ô tô Hiện nay, chưa có chỉ tiêu duy nhất nào có thể đánh giá chính xác độ êm dịu và lực động, do đó cần phải sử dụng nhiều chỉ tiêu khác nhau để có được đánh giá chính xác hơn Dưới đây là các thông số thường được dùng để đánh giá tính êm dịu và lực động chuyển động của ô tô.
2.3.1 Tần số dao động thích hợp
Con người từ nhỏ đã quen với nhịp điệu bước đi, với mỗi người có thói quen và vóc dáng khác nhau, dẫn đến sự khác biệt trong bước đi: có người bước dài nhưng chậm, có người bước vừa phải Trung bình, mỗi phút con người thực hiện từ 60 đến 85 bước, tương đương với tần số dao động 60 đến 85 lần/phút Đối với ô tô, sự chuyển động êm dịu được xác định khi tần số dao động cũng nằm trong khoảng 60 đến 85 lần/phút trên mọi địa hình Khi thiết kế hệ thống treo, tần số dao động thích hợp cho xe du lịch là 60 đến 85 lần/phút và cho xe tải là 85 đến 120 lần/phút, giúp đảm bảo tiêu chí êm dịu của xe.
2.3.2 Gia tốc dịch chuyển của KLĐT Độ êm dịu chuyển động của ô tô xác định tính thoải mái (comfort) cho hành khách và hàng hóa cũng như tốc độ yêu cầu khi chuyển động trên đường cứng với những lớp phủ mặt đường nhấp nhô khác nhau Thông số cơ bản đánh giá độ êm dịu chuyển động của ô tô là giá trị gia tốc bình phương trung bình RMS (Root Mean Square) ̈ [m/ ] và được xác định theo phương pháp đặc trưng của ô tô ̈ = √ ∫ ̈ (2.13)
Trong đó: ̈ (t) là biên độ gia tốc thẳng đứng biến thiên theo thời gian [m/ ]
T là khoảng thời gian đo [s]
Trong một thí nghiệm kéo dài 8 giờ với các tần số dao động nhạy cảm với con người (từ 4 đến 8 Hz), các giá trị RMS tác động lên cơ thể sẽ tạo ra những cảm giác đặc biệt.
- Gây ảnh hưởng xấu tới sức khỏe: 0.63 m/
Gia tốc bình phương trung bình trong dịch chuyển thẳng đứng của thùng xe cần được kiểm soát, với giá trị cực đại của gia tốc cũng là một thông số quan trọng Giá trị này được xác định trên đường và ở tốc độ có khả năng gây ra sự cộng hưởng giữa khối lượng động lực (KLĐT) và khối lượng không động lực (KLKĐT) của ô tô Thông thường, giá trị hạn chế của gia tốc cực đại này được quy định ở mức 0.5 m/s².
Giá trị thấp của hệ thống treo giúp bảo vệ người lái xe khỏi các kích thích từ bên ngoài, đồng thời nâng cao mức độ thoải mái Kiểm soát giá trị này là yếu tố quan trọng trong thiết kế và cải tiến hệ thống treo, nhằm đạt được mục tiêu về độ êm ái của xe.
2.3.3 Sự thay đổi tải trọng thẳng đứng giữa bánh xe và mặt đường
Tải trọng thẳng đứng lên bánh xe cần được cố định để tối ưu hóa lực ma sát giữa bánh xe và mặt đường, ảnh hưởng đến lực dẫn hướng dọc và ngang Điều này giúp xe dễ dàng điều khiển và duy trì quỹ đạo mong muốn.
Hệ số tải trọng động của lốp là tiêu chí quan trọng để đánh giá sự ổn định của lực thẳng đứng tác động lên bánh xe Nó được xác định là độ lệch chuẩn của tải trọng động so với tải trọng tĩnh của lốp Chỉ số này càng thấp thì hiệu suất và độ ổn định của lốp càng tốt.
Trong đó: F(t) là tải trọng động của lốp biến đổi theo thời gian là tải trọng tĩnh của lốp (khi xe đứng yên)
Hệ số tải trọng động của lốp lên đến 0,33 có thể duy trì khả năng kiểm soát xe tốt Tuy nhiên, khi hệ số này vượt quá giới hạn, việc kiểm soát xe trở nên khó khăn hơn, dẫn đến khả năng lệch khỏi quỹ đạo mong muốn và cần thực hiện nhiều hành động điều chỉnh hơn.
Khi hệ thống treo đạt đến giới hạn hành trình tối thiểu và bị chặn hoàn toàn, hệ số tải trọng động của lốp sẽ giảm đáng kể, điều này có thể ảnh hưởng tiêu cực đến sự thoải mái khi lái xe.
Nhược điểm và các khả năng cải tiến hệ thống treo thường
Hình 2.16 Cấu trúc chung của hệ thống treo
Hệ thống treo hoạt động như một bộ lọc dao động cơ học, giúp giảm thiểu tác động từ các kích thích, chủ yếu là do độ không phẳng của mặt đường, đến đặc tính dao động của khối lượng lò xo và khối lượng không khí Khi thiết kế với mục tiêu êm dịu, biến đầu ra thường là gia tốc dịch chuyển thẳng đứng của khối lượng lò xo, trong khi nếu mục tiêu là khả năng bám, biến đầu ra sẽ là độ võng của lốp hoặc lực động.
Hình 2.17 và Hình 2.18 minh họa đáp ứng tần số của hệ thống treo thông thường, với đầu vào là độ nhấp nhô của mặt đường (Z r) Đầu ra bao gồm độ dịch chuyển thẳng đứng của khối lượng dịch chuyển (Z) và độ võng của lốp (Z t - Z r), cả hai đều phụ thuộc vào hệ số giảm chấn.
Hình 2.17 Đáp ứng tần số của hệ thống với đầu vào là độ nhấp nhô mặt đường và đầu ra là độ dịch chuyển thẳng đứng của KLĐT
Hình 2.18 Đáp ứng tần số của hệ thống với đầu vào là độ nhấp nhô mặt đường và đầu ra là độ võng của lốp
Đồ thị Hình 2.17 và Hình 2.18 minh họa đáp ứng tần số, phản ánh tín hiệu đầu ra của hệ thống, cụ thể là độ dịch chuyển thẳng đứng của KLĐT và độ võng của lốp khi được kích thích bởi tần số Đây là phép đo động lực học của hệ thống treo, cho thấy biên độ đầu ra tương ứng với tần số đầu vào Trục tung của đồ thị thể hiện độ khuếch đại biên độ dao động tính bằng đơn vị decibel [dB].
Trục hoành là tần số kích thích [Hz]
Các chấm đen trên đồ thị biểu thị các điểm bất biến, cho thấy đặc tính dao động của hệ thống treo không thay đổi tại những giá trị tần số kích thích nhất định, bất chấp sự thay đổi của hệ số giảm chấn Trong khi đó, các đường màu xanh dương, xanh lá và đỏ thể hiện đáp ứng tần số của hệ thống khi hệ số giảm chấn tăng từ thấp đến trung bình và cao.
Nhận xét và kết luận:
Khi hệ số giảm chấn thay đổi, đặc tính đáp ứng tần số của hệ thống treo cũng sẽ thay đổi Như thể hiện trong Hình 2.17 và Hình 2.18, mỗi dải tần số kích thích sẽ có một hệ số giảm chấn phù hợp Tuy nhiên, hệ thống treo thông thường thường có hệ số giảm chấn không đổi trong suốt quá trình vận hành, dẫn đến khả năng đáp ứng chỉ hiệu quả trong một phạm vi hẹp.
Trên đồ thị, có hai đỉnh cộng hưởng quan trọng: cộng hưởng của KLĐ
Trong Hình 2.17 và Hình 2.18, chúng ta nhận thấy hai đặc tính đối lập rõ rệt Ở tần số kích thích thấp dưới 5 Hz, cần chú ý đến cộng hưởng của KLĐT, trong khi ở tần số kích thích cao từ 10 đến 14 Hz, sự quan tâm nên chuyển sang cộng hưởng của KLKĐT Đặc biệt, khi tần số kích thích vượt quá 10 Hz đến 14 Hz, việc tăng hệ số giảm chấn sẽ giảm độ võng lốp, điều này có lợi cho tính điều khiển, nhưng lại làm tăng độ dịch chuyển.
Hệ số giảm chấn có ảnh hưởng đáng kể đến đặc tính hoạt động của hệ thống treo, điều này được thể hiện rõ qua 22 thân xe không đạt tiêu chuẩn êm dịu Sự tác động của độ cứng của phần tử đàn hồi sẽ được phân tích chi tiết hơn trong Chương 3.
Hệ thống treo thường có những nhược điểm làm hạn chế khả năng đáp ứng đồng thời yêu cầu về êm dịu và lực động Trong thực tế, hệ số giảm chấn sẽ được lựa chọn ưu tiên theo trọng số tùy thuộc vào mục đích thiết kế của xe.
Để thiết kế một chiếc xe vừa êm ái khi di chuyển trên đường vừa ổn định trong điều kiện thể thao, hệ thống treo thường không đáp ứng đủ yêu cầu Hiện nay, nhiều hãng sản xuất ô tô đã phát triển các phiên bản hệ thống treo tự động điều chỉnh đặc tính hoạt động trong suốt quá trình vận hành Cụ thể, hệ thống này có khả năng thay đổi hệ số giảm chấn hoặc độ cứng của phần tử đàn hồi, giúp nâng cao khả năng chuyển động êm ái và ổn định của xe.
Các hệ thống treo điều khiển
Hệ thống treo được điều khiển qua nhiều cấp độ khác nhau Ở cấp độ bộ giảm chấn, lực giảm chấn được điều chỉnh để tối ưu hóa hiệu suất Tại cấp độ bộ phận đàn hồi, lực lò xo được điều chỉnh nhằm cải thiện sự ổn định và thoải mái Cuối cùng, ở cấp độ toàn diện của hệ thống treo tích cực, cả thiết bị đàn hồi và giảm chấn đều được thay thế bằng một cơ cấu truyền lực tiên tiến, mang lại khả năng kiểm soát tối ưu cho phương tiện.
Hệ thống treo điều khiển hiện nay có thể đƣợc phân loại theo hai đặc tính sau:
Theo cấp độ điều khiển: Hệ thống treo điều khiển đƣợc chia thành hai loại: hệ thống treo bán tích cực và hệ thống treo tích cực
Hệ thống treo bán tích cực là một công nghệ tiên tiến, cho phép điều chỉnh linh hoạt lực giảm chấn và lực lò xo trong cùng một hệ thống Với khả năng kiểm soát hiệu quả, hệ thống này chỉ cần một lượng năng lượng nhỏ để vận hành hệ thống điều khiển điện tử, mang lại hiệu suất tối ưu và cải thiện trải nghiệm lái xe.
Hệ thống treo tích cực là công nghệ tiên tiến, thay thế các thiết bị đàn hồi và giảm chấn truyền thống bằng cách điều khiển một cơ cấu truyền lực Nhờ vào khả năng điều khiển này, hệ thống treo tích cực có thể điều chỉnh việc nâng hạ xe một cách linh hoạt, mang lại trải nghiệm lái xe êm ái và an toàn hơn.
Trong suốt quá trình vận hành, việc điều chỉnh chiều cao hoặc hạ thân xe (KLĐT) yêu cầu một lượng năng lượng tiêu thụ lớn do lực được cung cấp vào hệ thống.
Băng thông điều khiển, hay dải tần số đáp ứng tối đa của hệ thống, phản ánh khả năng thay đổi đặc tính của hệ thống treo, cho phép điều chỉnh nhanh hay chậm Trong hệ thống treo điều khiển cơ điện tử, tần số đáp ứng của cơ cấu chấp hành thường thấp hơn nhiều so với bộ điều khiển, do đó dải tần số đáp ứng của bộ truyền động cũng chính là dải tần số của hệ thống treo Thời gian đáp ứng của cơ cấu chấp hành, từ lúc nhận tín hiệu điều khiển đến khi đạt được kết quả mong muốn, là yếu tố quan trọng xác định dải tần số đáp ứng tối đa của hệ thống treo Băng thông điều khiển được biểu thị bằng tần số, thể hiện tốc độ thay đổi trong một giây với đơn vị là Hz.
Hệ thống treo có thể điều khiển được phân loại theo cấp độ điều khiển và băng thông của bộ truyền động Cụ thể, có ba đặc điểm chính có thể quan sát thấy trong việc phân loại này.
- Phạm vi điều khiển đƣợc, hay nói cách khác là phạm vi lực mà bộ truyền động có thể cung cấp
- Băng thông điều khiển là thước đo mức độ tác động của bộ truyền động
- Yêu cầu năng lƣợng tùy vào phạm vi điều khiển và băng thông điều khiển
Theo nhƣ phân tích trên, hệ thống treo điều khiển cơ điện tử có thể đƣợc chia thành 5 loại đƣợc thể hiện trong Hình 2.19
Hình 2.19 Các loại hệ thống treo có thể điều khiển
Hệ thống treo thích ứng là một loại hệ thống treo bán tích cực, với hệ số giảm chấn (K) được điều chỉnh một cách từ từ Tần số hoạt động của nó dao động trong khoảng vài Hz và tiêu thụ năng lượng chỉ khoảng vài Watts.
Hệ thống treo bán chủ động (semi-active suspension) sử dụng bộ giảm chấn điện tử với khả năng điều chỉnh hệ số giảm chấn linh hoạt trong khoảng tần số lớn từ 30-40 Hz, đồng thời yêu cầu năng lượng tương đối thấp chỉ khoảng vài chục Watts.
Hệ thống treo cân bằng tải (Load leveling suspension) được coi là bước đầu tiên trong phát triển hệ thống treo tích cực, với khả năng điều chỉnh độ cao của thùng xe để đáp ứng sự thay đổi tải trọng tĩnh Hệ thống này hoạt động bằng cách điều khiển các phần tử đàn hồi, thường là lò xo khí, hoặc thông qua bộ truyền động bổ sung Dải tần số của hệ thống nằm trong khoảng 0,1-0,11 Hz và yêu cầu năng lượng từ vài trăm Watts.
Hệ thống treo chậm hoạt động (slow-active suspension) là một dạng hệ thống treo tích cực, với tần số điều khiển nằm giữa tần số riêng của thân xe và cầu xe Biến điều khiển trong hệ thống này là lực treo F, và phạm vi điều khiển phụ thuộc vào mức năng lượng yêu cầu, thường dao động trong khoảng vài kilowatt.
Hệ thống treo hoàn toàn chủ động (fully-active suspension) là một công nghệ treo tiên tiến với dải tần số hoạt động lớn, khoảng 20-30 Hz Tương tự như hệ thống treo chậm chủ động (slow-active), biến điều khiển chính là lực treo F Tuy nhiên, hệ thống này yêu cầu năng lượng tương đối cao, lên tới hàng chục kilo Watts.
Mục đích của việc điều khiển hệ thống treo là kiểm soát động lực học dọc của xe, nhằm tăng cường khả năng đáp ứng và đảm bảo xe di chuyển êm ái, ổn định trong nhiều điều kiện hoạt động khác nhau Xe thường có hai loại động lực học dọc chính: động lực học thân xe (KLĐT) với dải tần số từ 0.7 - 5 Hz và động lực học cầu xe (KLKĐT) với dải tần số từ 10 - 14 Hz.
Hệ thống treo Load leveling có thể điều chỉnh tải trọng tĩnh (tần số thấp) nhƣng không có ảnh hưởng đến động lực học dọc xe
Hệ thống treo Slow – Active và Adaptive thì thích hợp để kiểm soát thân xe nhƣng không có tác dụng đối với động lực học bánh xe
Hệ thống treo Fully Active và Semi-Active có khả năng kiểm soát động lực học dọc của xe Trong khi hệ thống treo Fully Active mang lại hiệu suất tối ưu với phạm vi điều khiển rộng, nó cũng đòi hỏi năng lượng lớn và có thể ảnh hưởng đến tính ổn định của hệ thống.
Hiện nay, bên cạnh các loại hệ thống treo đã được phân loại, còn tồn tại những hệ thống treo kết hợp hoặc được phân loại theo cách khác Một ví dụ điển hình là hệ thống treo thích ứng trên xe Audi A8 2004, kết hợp giữa hệ thống treo Adaptive và Load leveling Chi tiết về hệ thống treo này sẽ được trình bày trong Chương 5.
Kết luận chương 2
Chương này trình bày đặc điểm của hệ thống treo thường và định nghĩa, phân loại các hệ thống treo điều khiển, bao gồm hai loại chính là bán tích cực và tích cực, cùng với ưu nhược điểm của chúng Hai mục đích chính của việc phát triển hệ thống treo là tăng độ êm diệu và tính ổn định khi chuyển động của xe Để đạt được những mục tiêu này, cần thực hiện hai nhiệm vụ chính: giảm dao động thân xe và giảm lực động Nội dung về hai nhiệm vụ và ảnh hưởng của các thông số hệ thống treo được giải thích định tính trong chương này, sẽ được làm rõ hơn bằng các phương trình động học và phân tích đồ thị thực nghiệm trong Chương 3.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA HỆ THỐNG TREO
Mụ hỡnh thụ động ẳ xe
Mô hình ẳ xe là mô hình thể hiện hệ thống treo trên một cầu, thường được sử dụng để nghiên cứu các hệ thống treo cổ điển và hệ thống treo điều khiển.
Hỡnh 3.1 Mụ hỡnh thụ động ẳ xe Trong đó:
M và m lần lƣợt là phần khối lƣợng của KLĐT và KLKĐT
Z và Z t lần lượt là độ dịch chuyển theo phương thẳng đứng của KLĐT và KLKĐT
Z r là độ nhấp nhô của bề mặt đường
C là độ cứng của phần tử đàn hồi
K là hệ số giảm chấn của phần tử giảm chấn
C t là độ cứng của lốp xe
3.1.1 Thiết lập cỏc phương trỡnh dao động từ mụ hỡnh ẳ xe Để thiết lập cỏc phương trỡnh dao động từ mụ hỡnh ẳ xe trờn Hỡnh 3.1, ta tiến hành tách các phần dao động trong hệ và viết phương trình cân bằng cho từng phần đó như sau:
Phần khối lƣợng đƣợc treo:
Hình 3.2 Phần khối lƣợng đƣợc treo Trong đó: F s là lực đàn của lò xo (PTĐH) và có độ lớn: F s = C.(Z Z t )
F d là lực giảm chấn của PTGC và có độ lớn: F d = K.( ̇ ̇ ) ̇ và ̇ là vận tốc dịch chuyển của KLĐT và KLKĐT
Theo định luật II Newton, phương trình vi phân chuyển động của KLĐT là: ̈ = F s F d (3.1)
Hay: ̈ – – ̇ ̇ (3.2) ̈ là gia tốc dịch chuyển theo phương thẳng đứng của KLĐT
Phần khối lƣợng không đƣợc treo:
Hình 3.3 Phần khối lƣợng không đƣợc treo
Trong đó: F r là lực đàn hồi của lốp xe và có độ lớn: F r Theo định luật II Newton, phương trình vi phân chuyển động của KLKĐT là: ̈ (3.3)
Từ phương trình (3.2) và (3.4) ta có, hệ phương trình vi phân chuyển động thẳng đứng của mụ hỡnh ẳ xe:
Hệ phương trình (3.5) là mô hình tuyến tính đơn giản, mô tả động lực học của hệ thống treo, giúp nghiên cứu các đặc tính chuyển động thẳng đứng của xe Mô hình này là cơ sở để thiết kế điều khiển cho hệ thống treo, đồng thời hỗ trợ trong việc mô phỏng và phân tích hiệu suất của hệ thống treo.
3.1.2 Một số phân tích và đánh giá
Trong hệ phương trình (3.5), các thông số chuyển động thẳng đứng của xe bao gồm chuyển vị, vận tốc và gia tốc Như đã phân tích ở chương 2, hai yêu cầu chính của hệ thống treo là êm dịu và khả năng bám đường của bánh xe Để đáp ứng tốt hai yêu cầu này, cần giảm thiểu các thông số chuyển động khi xe vận hành Việc giảm thiểu chuyển vị, vận tốc và gia tốc của thân xe không chỉ giúp xe ổn định mà còn tăng cường sự thoải mái cho hành khách Đồng thời, việc này cũng làm giảm sự thay đổi tải trọng tác động lên bánh xe, giúp xe di chuyển ổn định hơn.
Hệ phương trình (3.5) chỉ ra rằng các thông số chuyển động của xe bị ảnh hưởng trực tiếp bởi các thông số kỹ thuật như khối lượng của khối lượng động và khối lượng không động, độ cứng của phần tử đàn hồi, hệ số cản giảm chấn và độ cứng đàn hồi của lốp xe, cùng với độ nhấp nhô của mặt đường Trong số này, một số thông số không thể thay đổi do các ràng buộc kỹ thuật và được xem như những hằng số thiết kế, trong khi các thông số khác có thể điều chỉnh trong giới hạn nhất định để cải thiện đặc tính động lực học của xe.
Trong thiết kế hệ thống treo, có 30 biến thiết kế khác nhau, trong đó độ cứng phần tử đàn hồi và hệ số cản giảm chấn là hai thông số quan trọng Việc lựa chọn hai thông số này làm biến thiết kế sẽ giúp tối ưu hóa khả năng đáp ứng của hệ thống treo.
Hệ thống treo thường có độ cứng phần tử đàn hồi và hệ số cản giảm chấn là hằng số, được lựa chọn theo mục đích sử dụng xe Điều này khiến hệ thống treo không thể đáp ứng tốt yêu cầu về êm dịu và lực động trong các điều kiện chuyển động khác nhau.
Hiện nay, nhiều loại hệ thống treo điều khiển đã được phát triển, cho phép điều chỉnh độ cứng của phần tử đàn hồi và hệ số cản giảm chấn trong suốt quá trình di chuyển Điều này giúp tối ưu hóa sự êm ái và lực động trong các điều kiện vận hành khác nhau của xe Ảnh hưởng của độ cứng và hệ số cản giảm chấn đến dao động thẳng đứng của xe sẽ được trình bày chi tiết ở Mục 3.2.
Ảnh hưởng của hệ số đàn hồi và giảm chấn riêng biệt trong hệ tuyến tính khi chuyển động qua đoạn đường không bằng phẳng Harmonic hoặc ngẫu nhiên
Trong phần này, chúng ta sẽ phân tích ảnh hưởng của độ cứng và hệ số cản giảm chấn của hệ thống treo đến dao động của ô tô từ hai quan điểm êm dịu và lực động Qua đó, chúng ta có thể xác định hướng cải thiện độ cứng của phần tử đàn hồi và hệ số cản giảm chấn để đáp ứng yêu cầu của hệ thống treo Cần lưu ý rằng độ cứng và hệ số giảm chấn của hệ thống treo khác biệt với của phần tử đàn hồi và phần tử giảm chấn, và sự khác nhau này được quy định bởi cơ cấu hướng.
Trong phần này ta chú ý những thông số cơ bản sau:
Tần số góc riêng phần là tần số dao động của một vật khi các thành phần khác trong hệ được giữ cố định Cụ thể, tần số riêng phần của khối lượng điểm (KLĐT) được ký hiệu là ωT = ⁄, trong khi tần số riêng phần của khối lượng kết nối (KLKĐT) được ký hiệu là ωN = ⁄.
Hệ số không tuần hoàn riêng phần: Là hệ số thể hiện khả năng dập tắt dao động ΨT = K/2√ của KLĐT ΨN = (K p + K)/2 ( ) ⁄ của KLKĐT
Trong đó: C là độ cứng của phần tử đàn hồi
K là hệ số giảm chấn
M, m lần lƣợc là khối lƣợng của KLĐT và KLKĐT
K p, lần lƣợc là hệ số giảm chấn và độ cứng của lốp
Bài viết này đề cập đến các thông số cơ bản được thiết lập từ những mô hình đơn giản, dựa trên giáo trình “Dao động và tiếng ồn ô tô” của Ts Lâm Mai Long Trong hệ tuyến tính, các đặc tính không phụ thuộc vào giá trị độ không phẳng kích thích mà chỉ phụ thuộc vào tần số kích thích Phần này sử dụng các đặc tính tần số của hệ thống đo được qua thực nghiệm để phân tích ảnh hưởng của hệ số giảm chấn và độ cứng C đến dao động của hệ thống Đặc tính tần số của gia tốc chuyển động của KLĐT và lực động học giữa lốp và mặt đường được xác định khi kích thích là kiểu Harmonic, trong khi đặc tính tần số của phương sai gia tốc và phương sai lực động được xác định khi di chuyển qua đoạn đường không phẳng ngẫu nhiên.
3.2.1 Ảnh hưởng của độ ứng C của hệ thống treo
Hình 3.4 a, b chỉ ra đặc tính tần số của gia tốc chuyển động của KLĐT ( ̈
) và lực động giữa bánh xe và mặt đường (
) Thực nghiệm tiến hành khi hệ số cản giảm chấn
K = const, tương ứng với các tần số dao động riêng của khối lượng lò xo (KLĐT) khác nhau, phản ánh sự thay đổi độ cứng C của hệ thống treo Khi kích thích động học kiểu Harmonic được áp dụng với biên độ ξ 0 và tần số f (Hz), hệ thống sẽ có những phản ứng nhất định.
Hình 3.4 c, d chỉ ra giá trị của phương sai của gia tốc và lực động phụ thuộc vào tần số
32 dao động riêng KLĐT fT (khi chuyển động ở tốc độ 20 m/s trên đường bê tông xi măng tốt)
Hệ thống treo có các đặc tính tần số quan trọng, bao gồm biên độ gia tốc KLĐT, lực động giữa bánh xe và mặt đường, độ lệch chuẩn của gia tốc thẳng đứng, và độ lệch chuẩn của lực động Những yếu tố này ảnh hưởng đến hiệu suất và sự ổn định của phương tiện khi di chuyển trên các bề mặt khác nhau.
Khi tăng độ cứng C của hệ thống treo mà không thay đổi các thông số khác, tần số riêng phần của khối lượng lò xo f T = 2 T sẽ tăng Nếu hệ số giảm chấn K giữ hằng số, việc tăng C sẽ dẫn đến sự giảm tắt dần tương đối, được thể hiện qua hệ số không tuần hoàn Ψ T = K/2√.
Khi duy trì hệ số K không đổi, độ cứng C của hệ thống treo nên được giảm thiểu để đạt được sự êm dịu tối ưu Tuy nhiên, điều này cũng dẫn đến việc gia tăng lực động giữa bánh xe và mặt đường, ảnh hưởng đến hiệu suất lái xe.
Trên Hình 3.4 c cho thấy, khi tăng tần số riêng f T (tức là tăng C) thì phương sai σ ̈ sẽ
Việc tăng tần số fT sẽ làm giảm độ êm dịu, trong khi phương sai lực động σFdyn lại có xu hướng giảm nhẹ Điều này rất quan trọng trong việc xem xét khả năng điều khiển.
Việc đạt được sự cân bằng giữa tính chất êm dịu và lực động trong hệ thống treo sẽ gặp khó khăn nếu chỉ điều chỉnh độ cứng của phần tử đàn hồi.
Nếu đồng thời điều chỉnh độ cứng C và hệ số giảm chấn K để hệ số không tuần hoàn Ψ T của KLĐT duy trì hằng số (Ψ T = 0.3), thì nên giảm tần số riêng bằng cách giảm C để tăng êm dịu, và tăng tần số riêng bằng cách tăng C để giảm lực động.
Khuynh hướng lựa chọn độ cứng của hệ thống treo xe phụ thuộc vào động lực học của từng loại xe Xe du lịch, thường di chuyển trên đường tốt, yêu cầu độ êm dịu cao nhưng có yêu cầu bám đường thấp, do đó thường chọn độ cứng C nhỏ Ngược lại, xe tải và xe địa hình cần khả năng bám đường cao hơn, vì vậy thường chọn độ cứng C lớn Để đáp ứng cả hai mục tiêu này, các xe du lịch hiện đại cần hệ thống treo có độ cứng tự động thay đổi.
3.2.2 Ảnh hưởng của hệ số giảm chấn K
Hình 3.5 minh họa đặc tính tần số của biên độ gia tốc KLĐT (Hình 3.5 a) và lực động giữa lốp với mặt đường (Hình 3.5 b) Bên cạnh đó, nó cũng thể hiện sự phụ thuộc của phương sai gia tốc thẳng đứng và lực động giữa lốp và mặt đường vào hệ số không tuần hoàn riêng phần của KLĐT, với các tham số M/m = 6, f T = 1.4 Hz, f N = 10 Hz và F stat = 7 KN.
Hình 3.5 Đặc tính tần số quan hệ với hệ số tắt dần Ψ T
Khi tăng hệ số giảm chấn K mà giữ nguyên các thông số khác của hệ thống, hệ số không tuần hoàn Ψ của cả khối lượng động và khối lượng kết cấu sẽ tăng lên.
Sau khi kiềm chế cộng hưởng qua hai vùng cộng hưởng, biên độ gia tốc KLĐT và lực động giảm xuống trong toàn bộ dải tần số còn lại Khi hệ số cản giảm chấn K tăng, biên độ gia tốc sẽ gia tăng và vùng ảnh hưởng của cộng hưởng cũng mở rộng, điều này không tốt cho cảm giác êm dịu Tuy nhiên, từ quan điểm lực động, kết quả lại cho thấy xu hướng ngược lại.
Khi tăng độ cứng K (giảm chấn cứng hơn), lực động sẽ giảm Tuy nhiên, nếu K quá lớn (khi Ψ T lớn hơn 0.25), biên độ gia tốc sẽ tăng, dẫn đến giảm độ êm dịu.
Mụ hỡnh ẳ xe cho hệ thống treo bỏn tớch cực và tớch cực
3.3.1 Mụ hỡnh ẳ xe cho hệ thống treo bỏn tớch cực
Mô hình xe cho hệ thống treo bán tích cực, như thể hiện trong Hình 3.6, là sự phát triển từ mô hình Hình 3.1 Sự khác biệt chính là việc thay thế giảm chấn thụ động bằng một giảm chấn có thể điều khiển, tạo ra khả năng điều chỉnh linh hoạt hơn cho hệ thống treo.
Hỡnh 3.6 Mụ hỡnh ẳ xe cho hệ thống treo thường (trỏi) và bỏn tớch cực (phải)
Hệ phương trình vi phân chuyển động của hệ thống là:
{ ̈ ( – )– ( ̇ ̇ ) ̈ – ̇ ̇ (3.6) Trong đó: K(t) là hệ số giảm chấn của bộ giảm chấn bán tích cực và K(t) thay đổi đƣợc trong suốt quá trình vận hành
3.3.2 Mụ hỡnh ẳ xe cho hệ thống treo tớch cực
Hệ thống treo tích cực, như mô hình trong Hình 3.7, sử dụng bộ truyền động để thay thế các phần tử giảm chấn và đàn hồi của hệ thống treo thụ động Bộ truyền động này có khả năng điều chỉnh lực nâng thân xe, giúp tối ưu hóa hiệu suất vận hành dựa trên điều kiện chuyển động của xe.
Hệ phương trình vi phân chuyển động của hệ là:
{ ̈ ( – )– ( ̇ ̇ ) ̈ ( – ) ( ̇ ̇ ) (3.7) Trong đó: F là lực tác động của bộ truyền động.
Kết luận chương 3
Trong chương này đó trỡnh bày khỏi niệm về mụ hỡnh ẳ xe của hệ thống treo trờn ụ tụ
Xây dựng các hệ phương trình vi phân dao động cho hệ thống treo của xe ô tô là cơ sở lý thuyết quan trọng để tiến hành phân tích, mô phỏng và thiết kế hệ thống treo một cách hiệu quả.
Phân tích ảnh hưởng của độ cứng C và hệ số giảm chấn K đến dao động thẳng đứng của xe là rất quan trọng Điều này giúp xác định phương pháp điều khiển tối ưu cho hệ thống treo, từ đó cho phép điều chỉnh các thông số cần thiết để đáp ứng tốt nhất các yêu cầu của hệ thống.
HỆ THỐNG TREO BÁN TÍCH CỰC
Tổng quan về hệ thống treo bán tích cực
Hình 4.1 là mô hình vật lý của hệ thống treo bán tích cực với giảm chấn đƣợc điều khiển
Hình 4.1 Mô hình vật lý của hệ thống treo bán tích cực Trong đó: Các đại lượng có ý nghĩa như những phần trước đó
Hệ thống treo bán tích cực kết hợp khả năng hoạt động của hệ thống treo tích cực nhưng tiêu tốn ít năng lượng hơn Nó sử dụng lò xo treo thông thường và bộ giảm chấn có khả năng điều chỉnh lực giảm chấn thay vì bộ giảm chấn cố định như trong hệ thống treo truyền thống Lực giảm chấn được điều chỉnh theo điều kiện vận hành hiện tại và hoạt động theo cơ chế vòng lặp khép kín.
Một số cảm biến quan trọng được lắp đặt trên xe để xác định các trạng thái dao động bao gồm: cảm biến gia tốc thân xe, cảm biến vị trí của khối lượng động, cảm biến tốc độ xe và cảm biến góc lái.
Hệ thống treo tích cực yêu cầu nguồn năng lượng lớn từ bên ngoài để vận hành, trong khi hệ thống treo bán tích cực chỉ cần một lượng năng lượng nhỏ để điều chỉnh giảm chấn và vận hành bộ điều khiển cùng các cảm biến Bộ điều khiển sẽ tự động xác định mức độ giảm chấn dựa trên thuật toán đã được lập trình, không cần sự can thiệp của tài xế, và điều chỉnh bộ giảm chấn để đạt được mức độ giảm chấn cần thiết Nếu hệ thống điều khiển gặp sự cố, nó sẽ tự động trở về trạng thái an toàn.
38 hoạt động như một bộ giảm chấn thông thường
Hiện nay hệ thống treo bán tích cực được nhiều người quan tâm vì tiềm năng của nó đƣợc thể hiện qua những ƣu điểm sau:
Năng lƣợng cần cho hệ thống hoạt động thấp
Đáp ứng tốt nhất cho sự thoải mái và hiệu suất xử lí của phương tiện:
- Hệ thống treo có thể tự động điều chỉnh tương thích với hoàn cảnh cảnh của mặt đường
- Người lái có thể lựa chọn ưu tiên độ cứng của hệ thống treo bán tích cực
Không có sự thay đổi kích thước từ các hệ thống treo thông thường
4.1.1 Các thành phần của hệ thống treo bán tích cực
Sơ đồ bố trí các thành phần của hệ thống treo bán tích cực trên xe đƣợc minh họa trên Hình 4.2
Hình 4.2 Sơ đồ bố trí của hệ thống treo bán tích cực trên xe
Hệ thống điều khiển của hệ thống treo bán tích cực bao gồm 3 cụm bộ phận chính:
- Cụm tín hiệu đầu vào gồm các cảm biến nhƣ: cảm biến gia tốc xe, cảm biến tốc độ
Các cảm biến như cảm biến góc lái và công tắc đèn phanh gửi tín hiệu về hộp điều khiển ECU Một số tín hiệu ECU không được nhận trực tiếp từ cảm biến mà thông qua các bộ điều khiển khác trên xe, chẳng hạn như tín hiệu góc lái được nhận từ bộ điều khiển cột lái và tín hiệu gia tốc ngang từ hộp điều khiển ESP.
- Hộp điều khiển ECU có chức năng nhận và xử lí tín hiệu vào, đƣa ra tín hiệu điều khiển các cơ cấu chấp hành
- Bộ phận chấp hành gồm có: đèn báo, cơ cấu chấp hành trong giảm chấn, bộ phận kiểm tra, chẩn đoán
Hình 4.3 Sơ đồ khối các cụm chức năng của hệ thống treo bán tích cực
4.1.2 Nguyên lí điều khiển của hệ thống treo bán tích cực
Các cảm biến trong hệ thống gửi tín hiệu điện áp về hộp điều khiển ECU, nơi ECU nhận và xử lý thông tin để xác định trạng thái động lực học của xe Dựa trên thuật toán điều khiển đã lập trình, ECU gửi tín hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp hành trong giảm chấn, nhằm tối ưu hóa lực giảm chấn trong từng hoàn cảnh Khi phát hiện lỗi, ECU sẽ kích hoạt đèn báo lỗi và chuyển sang chế độ hoạt động dự phòng, khiến bộ giảm chấn hoạt động như một bộ giảm chấn thông thường.
ECU không chỉ thực hiện chức năng tự kiểm tra lỗi mà còn lưu trữ mã lỗi và chẩn đoán các sự cố Trên những mẫu xe hiện đại được trang bị hệ thống treo bán tích cực, ECU tích hợp mạng CAN, cho phép giao tiếp hiệu quả giữa các hộp điều khiển khác nhau Nhờ vào sự kết nối này, ECU điều khiển hệ thống treo bán tích cực có khả năng trao đổi thông tin với các hộp điều khiển liên quan, nâng cao hiệu suất và độ ổn định của xe.
Để điều khiển lực giảm chấn hiệu quả hơn, cần xác định các trường hợp chuyển động đặc biệt của xe, bao gồm quay vòng, tăng tốc và giảm tốc.
4.1.3 Những thách thức khi thiết kế hệ thống treo bán tích cực
Hệ thống treo bán tích cực yêu cầu cải tiến phần cứng cơ khí và các cảm biến để hoạt động hiệu quả trong hệ thống điều khiển cơ điện tử Hiệu suất của hệ thống này phụ thuộc vào thời gian đáp ứng của giảm chấn và phạm vi hệ số giảm chấn Để đảm bảo hoạt động tối ưu, phần cứng cơ khí cần điều chỉnh hệ số giảm chấn với thời gian đáp ứng dưới 10 ms.
Thách thức trong việc phát triển thuật toán điều khiển hệ thống treo bán tích cực nằm ở việc xác định số lượng cảm biến cần thiết, điều này phụ thuộc vào từng loại giảm chấn và mục đích sản xuất của từng hãng xe Do đó, việc thiết kế thuật toán điều khiển phù hợp là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống.
Một số loại giảm chấn bán tích cực hiện nay
Gần đây, thiết bị giảm chấn bán tích cực đã được phát triển mạnh mẽ với nhiều loại khác nhau, bao gồm giảm chấn có van tiết lưu được điều khiển và giảm chấn chất lỏng với độ nhớt có thể điều chỉnh Bài viết này sẽ trình bày về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và những ưu điểm của các loại giảm chấn này, đặc biệt là những sản phẩm đã được ứng dụng trong ô tô du lịch hiện nay.
Giảm chấn FM là loại giảm chấn ống thủy lực với van áp suất chất lỏng có thể điều khiển, cho phép thay đổi lực giảm chấn một cách linh hoạt Van này thường được điều khiển bằng điện hoặc khí nén, giúp điều chỉnh lượng dầu trong các buồng làm việc để kiểm soát hoạt động của bộ giảm chấn Hệ thống treo bán tích cực sử dụng giảm chấn FM có khả năng thay đổi lực giảm chấn nhanh chóng trong khoảng 10 - 12 ms, trong khi các hệ thống khác cần thời gian lâu hơn, khoảng 200 ms Điều này cho phép kiểm soát hiệu quả tần số dao động của bánh xe và mức độ dao động của thân xe.
Van áp suất điều chỉnh lượng chất lỏng trong buồng làm việc là van thường đóng
Trong trường hợp mất điện hoặc rò rỉ khí nén, van áp suất chất lỏng sẽ được đóng hoàn toàn, khiến bộ giảm chấn FM hoạt động như một thiết bị thụ động.
Theo nguyên lý điều khiển van áp suất chất lỏng, hiện nay có nhiều loại giảm chấn FM được sản xuất, tùy thuộc vào từng hãng xe và loại xe khác nhau.
Hình 4.4 Giảm chấn FM có van áp suất chất lỏng điều khiển bằng điện
Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá nguyên lý hoạt động của bộ giảm chấn FM có van áp suất chất lỏng điều khiển bằng khí nén trên xe Audi A6 Chương 5 sẽ tập trung phân tích cấu tạo, nguyên lý làm việc và khả năng đáp ứng của hệ thống treo khí thích ứng trên xe Audi A8, giúp người đọc hiểu rõ hơn về công nghệ tiên tiến này.
Giảm chấn FM 42 được trang bị van áp suất chất lỏng điều khiển bằng khí nén Trong bài viết này, chúng ta sẽ phân tích nguyên lý hoạt động của giảm chấn FM, tách biệt với lò xo khí nén Đầu vào của hệ thống là ống dẫn khí nén kết nối trực tiếp từ lò xo khí đến bộ van áp suất chất lỏng Van áp suất chất lỏng sẽ được đóng hoặc mở tùy thuộc vào áp suất khí nén, từ đó điều chỉnh lực giảm chấn một cách hiệu quả.
Nguyên lí hoạt động của giảm chấn FM có van áp suất chất lỏng đƣợc điều khiển bằng khí nén:
Trường hợp 1: Khi piston đi lên và áp suất khí nén nhỏ, trên Hình 4.6
Khi van áp suất chất lỏng mở, piston di chuyển lên và dầu trong buồng làm việc 1 sẽ đi qua lỗ tiết lưu vào buồng phụ Một phần dầu cũng đi qua các lỗ ở piston để xuống buồng làm việc 2 Do chênh lệch áp suất, một lượng dầu nhỏ được hút từ buồng phụ qua van tiết lưu vào buồng làm việc 2 Trong tình huống này, dầu ở các khoang thông nhau, dẫn đến lượng dầu đi qua các ống ở piston xuống buồng làm việc 2 nhỏ, gây ra lực giảm chấn nhỏ.
Hình 4.6 Khi piston đi lên và áp suất khí nén nhỏ
Trường hợp 2: Piston đi lên và áp suất khí nén lớn, trên Hình 4.7
Khi áp suất nén lớn, van điều khiển áp suất chất lỏng sẽ đóng lại, khiến dầu trong buồng làm việc 1 không thể đi qua van để ra buồng phụ Điều này dẫn đến việc piston nén lượng dầu ở buồng làm việc 1 với áp lực cao.
43 cho lƣợng dầu đi qua các ống ở piston xuống buồng làm việc 2 lớn, dẫn đến lực giảm chấn lớn
Hình 4.7 Khi piston đi lên và áp suất khí nén lớn
Trường hợp 3: khi piston đi xuống và áp suất khí nén nhỏ, trên Hình 4.8
Khi áp suất nén thấp, van điều khiển áp suất chất lỏng mở, tạo điều kiện cho tất cả các buồng thông nhau Khi piston di chuyển xuống, một phần dầu từ buồng làm việc 2 sẽ chuyển lên buồng làm việc 1, trong khi một phần khác đi qua van tiết lưu ra buồng phụ Sự thông nhau giữa các buồng dẫn đến lực nén dầu trong buồng làm việc 2 giảm, từ đó làm giảm lực giảm chấn.
Hình 4.8 Khi piston đi xuống và áp suất khí nén nhỏ
Trường hợp 4: Khi piston đi xuống và áp suất nén lớn, trên Hình 4.9
Trong trường hợp này, khi van điều khiển áp suất chất lỏng đóng, các buồng không còn thông nhau Điều này dẫn đến việc dầu trong buồng làm việc 2 bị nén với áp suất cao, tạo ra một lượng dầu lớn đi qua van điều tiết vào buồng phụ Đồng thời, lượng dầu này cũng đi qua các lỗ ở piston lên buồng làm việc 1, từ đó tạo ra lực giảm chấn cao.
Hình 4.9 Khi piston đi lên và áp suất khí nén lớn
Bốn trường hợp cơ bản khi van điều khiển áp suất chất lỏng mở hoặc đóng bao gồm việc van có thể mở với nhiều mức độ khác nhau tùy thuộc vào áp suất khí nén Khi áp suất khí nén đạt cực đại, van sẽ hoàn toàn đóng lại.
Bộ giảm chấn FM có các ƣu điểm sau sau:
- Đặc tính lực giảm xóc có tác động hai chiều
- Hệ số giảm chấn thay đổi liên tục
- Phạm vi giảm xóc rộng
Bộ giảm chấn EM bao gồm một mô tơ điện và cơ cấu vít bi, trong đó mô tơ EM hoạt động như động cơ điện (DC-AC) và máy phát (AC-DC) Cơ cấu vít bi có chức năng chuyển đổi chuyển động thẳng đứng của các khối lượng thành chuyển động quay.
Hình 4.10 Cấu tạo giảm chấn EM
Hoạt động của giảm chấn EM:
ECU thu thập dữ liệu từ các cảm biến để xác định trạng thái dao động của xe Sau đó, bộ khuếch đại công suất chuyển đổi tín hiệu điều khiển thành điện áp, cung cấp cho mô tơ EM hoạt động dưới sự điều khiển của ECU.
Khi mô tơ EM tuyến tính được cấp điện, nó sẽ quay và tác động lên cơ cấu vít bi Nếu chiều quay của mô tơ cùng hướng với chiều quay do dao động của các khối lượng, hệ số giảm chấn sẽ giảm Ngược lại, nếu chiều quay của mô tơ ngược với chiều quay do dao động, hệ số giảm chấn sẽ tăng Do đó, việc thay đổi điện áp cung cấp cho động cơ sẽ tạo ra dãy các giá trị giảm chấn liên tục thay đổi.
Khi giảm chấn EM hoạt động nhƣ một giảm chấn thụ động (không có sự điều khiển),
Cấu trúc vít bi chuyển đổi chuyển động thẳng đứng thành chuyển động quay, giúp mô tơ EM hoạt động thông qua bánh răng tăng tốc, tạo ra điện áp xoay chiều (máy phát AC-DC) Điện áp này sau đó được chuyển đổi sang điện áp một chiều và lưu trữ trong pin hoặc siêu tụ điện, phục vụ cho việc điều khiển Hệ thống này tiêu tốn ít năng lượng, là ưu điểm nổi bật của bộ giảm chấn EM so với bộ giảm chấn thủy lực hay khí nén.
Thuật toán điều khiển của hệ thống treo bán tích cực
Kiểm soát tín hiệu phản hồi là yếu tố quan trọng trong việc thay đổi động lực học của hệ thống, ảnh hưởng đến tần số tự nhiên, đáp ứng nhất thời và sự ổn định Các khía cạnh này cần được nghiên cứu kỹ lưỡng khi thiết kế hệ thống điều khiển vòng kín Trong chương 3, chúng tôi đã xây dựng mô hình treo bán tích cực với hệ phương trình vi phân mô tả chuyển động của hệ thống.
Theo quan điểm toán học tuyệt đối, bài toán điều khiển hệ thống treo bán tích cực có thể được coi là tìm hàm liên tục K( , ̇, ̈, , ̇ , ̈ ), trong đó K là hệ số giảm chấn thay đổi theo thời gian, phụ thuộc vào các biến vị trí, vận tốc và gia tốc Hàm này cần tuân thủ hệ phương trình (4.1) để đạt được các kết quả mong muốn như độ dịch chuyển, tốc độ dịch chuyển hoặc gia tốc dịch chuyển của thân xe hoặc cầu xe, theo một bộ thông số kỹ thuật thiết kế cụ thể Sau khi xác định được hàm điều khiển, bước tiếp theo là lập trình cho hệ thống.
Do sự phức tạp trong thiết kế điều khiển, việc giảm thiểu các biến điều khiển là rất quan trọng Điều này sẽ được thể hiện qua các thuật toán điều khiển được giới thiệu trong phần tiếp theo.
4.3.2 Một số thuật toán điều khiển hệ thống treo bán tích cực
Việc thiết kế điều khiển để đạt kết quả chính xác theo quan điểm toán học rất phức tạp, dẫn đến việc sử dụng hàm điều khiển với số biến giảm thiểu Hiện nay, nhiều phương pháp điều khiển đã được đề xuất và áp dụng Trong phần này, chúng tôi sẽ giới thiệu hai phương pháp điều khiển chính là Skyhood và Groundhood Thuật toán Skyhood tập trung vào mục tiêu êm dịu, trong khi Groundhood chú trọng vào khả năng bám đường.
4.3.2.1 Thuật toán điều khiển Skyhood
Tên gọi Skyhook xuất phát từ ý tưởng về một bộ giảm chấn thụ động, kết nối một điểm cố định trên bầu trời với thùng xe, nhằm tạo ra lực giảm chấn ngược lại với vận tốc tuyệt đối của khối lượng treo Lực giảm chấn này, được ký hiệu là F sky, có độ lớn tỷ lệ thuận với vận tốc tuyệt đối của khối lượng đó.
Trong đó, K sky là hệ số giảm chấn Skyhood; ̇ là tốc độ dịch chuyển của khối lƣợng đƣợc treo
Hình 4.17 Mô hình điều khiển Skyhood lý tưởng (a), thực tế (b)
Mô hình điều khiển Skyhood lý tưởng hiệu quả trong việc kiểm soát dao động của thân xe nhờ vào hệ thống giảm chấn Skyhood nối thân xe với điểm cố định Điều này cho phép hệ số giảm chấn K Sky không còn bị ảnh hưởng bởi chuyển động của cầu xe Khi chọn hệ số giảm chấn K Sky lớn hơn, thùng xe sẽ được cố định hơn, dẫn đến việc cầu xe có thể dao động mà thân xe gần như không bị ảnh hưởng.
Điểm cố định trong chiến lược điều khiển Skyhood lý tưởng không tồn tại, do đó không thể đạt được bằng các thiết bị thực tế Để hiện thực hóa mô hình Skyhood lý tưởng, cần thay thế giảm chấn Skyhood bằng một giảm chấn có thể điều khiển với hệ số giảm chấn K in Để mô hình thực tế tương thích với mô hình lý tưởng, K in cần được điều chỉnh khi xe di chuyển.
Từ nguyên tắc điều khiển Skyhood, nhiều chiến lược điều khiển đã được nghiên cứu và phát triển Mục tiêu chính của sơ đồ điều khiển này là giảm thiểu sự dao động của thân xe, mang lại sự êm dịu bằng cách giảm thiểu tác động từ khối lượng không khí động đến khối lượng động.
Điều khiển Skyhook hai trạng thái (SH 2-States) là một chiến lược on/off, cho phép chuyển đổi giữa hệ số giảm chấn cao và thấp nhằm đạt được các thông số kỹ thuật về sự thoải mái của thân xe (KLĐT) Quy tắc điều khiển này liên quan đến việc điều chỉnh hệ số giảm chấn K in của bộ giảm chấn dựa trên tích của tốc độ dịch chuyển của thân xe ( ̇) và tốc độ biến dạng của hệ thống treo ( ̇ def ), theo một logic điều khiển nhất định.
Trong đó: K min và K max là hệ số giảm chấn tối thiểu và tối đa có thể đạt đƣợc bằng bộ giảm chấn
Khi thân xe di chuyển với tốc độ khác biệt so với tốc độ biến dạng của hệ thống treo, hiện tượng ngược dấu xảy ra Điều này có nghĩa là khi khối lượng treo đang di chuyển lên, hai khối lượng khác lại có xu hướng di chuyển theo chiều ngược lại.
Theo lý thuyết của chiến lược này, K in được đặt bằng 0 để giảm thiểu tác động của cầu xe lên thân xe khi hai khối lượng gần nhau hoặc khi khối lượng treo đang di chuyển xuống và hai khối lượng ngày càng xa nhau Tuy nhiên, trong thực tế, hệ số giảm chấn của bộ giảm chấn không thể bằng 0, do đó K in sẽ bằng một hằng số giảm chấn thấp K min có thể đạt được.
Khi tốc độ di chuyển của thân xe và tốc độ biến dạng của hệ thống treo có dấu hiệu cùng chiều, tức là khi khối lượng treo di chuyển xuống và hai khối lượng ngày càng gần nhau hoặc khi khối lượng treo di chuyển lên và hai khối lượng ngày càng xa nhau, theo lý thuyết, hệ số giảm chấn Kin sẽ bằng vô cùng để ngăn cản tối đa sự di chuyển xuống của thân xe Tuy nhiên, hằng số giảm xóc vô hạn không thể đạt được trong thực tế, do đó hệ số giảm chấn K in sẽ bằng một hằng số giảm chấn cao nhất có thể đạt được, K Max.
4.3.2.1.2 Điều khiển Skyhood tuyến tính
Biến của hàm điều khiển trong phương pháp này tương tự như trong điều khiển Skyhood hai trạng thái, nhưng điểm khác biệt là hệ số giảm chấn K có thể được điều chỉnh liên tục trong một phạm vi rộng Điều này được thực hiện theo một logic điều khiển cụ thể.
K min và K max là hệ số giảm chấn tối thiểu và tối đa có thể đạt đƣợc của giảm chấn
[0 ; 1] là thông số điều chỉnh, sửa đổi hiệu suất của logic điều khiển Cụ thể khi = 0, quy tắc điều khiển này tương ứng với điều khiển Skyhook 2 trạng thái
Cải tiến dựa trên thực tế theo biểu thức (4.3) cho thấy khi ̇ ̇ def 0, sẽ có vô hạn các hệ số giảm chấn Quy tắc điều khiển này đòi hỏi sử dụng bộ giảm chấn có khả năng điều chỉnh liên tục, chẳng hạn như bộ giảm chấn MR.
4.3.2.2 Thuật toán điều khiển Groundhood
Hình 4.18 Mô hình điều khiển Groundhood lý tưởng (a), thực tế (b)
Phương pháp điều khiển Groundhood tương tự như phương pháp điều khiển skyhook, nhưng mục đích chính của nó là giảm thiểu sự thay đổi lực tiếp xúc giữa lốp xe và mặt đường Điều này được thực hiện thông qua việc sử dụng một bộ giảm chấn kết nối giữa cầu xe và mặt đất, giúp cải thiện hiệu suất và độ ổn định của xe khi di chuyển.
Kết luận chương 4
Chương này giới thiệu các thành phần và nguyên lý hoạt động của hệ thống treo bán tích cực, đồng thời nêu rõ một số loại giảm chấn bán tích cực đang được sử dụng trên xe hiện nay.
Chương này giải thích cơ chế thiết lập điều khiển cho hệ thống treo bán tích cực và giới thiệu một số thuật toán điều khiển đã được áp dụng Đặc biệt, thuật toán Skyhood nổi bật với khả năng giảm dao động của thân xe, giúp đạt được mục tiêu êm dịu bằng cách giảm thiểu tác động từ cầu xe đến thân xe, qua đó cách li dao động hiệu quả.
