Xây dựng quan hệ động học và động lực học cần thiết kế cho đoàn xe buýt hai thân

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ––––––––––––––––––––– LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUN NGÀNH: CƠ KHÍ Ơ TƠ XÂY DỰNG QUAN HỆ ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CẦN THIẾT CHO ĐOÀN XE BT HAI THÂN TƠ HỒNG TÙNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN KHẮC TRAI HÀ NỘI - 2007 Lời nói đầu Đồn xe bt hai thân sử dụng nước phát triển từ năm 70 kỷ XX Dạng phương tiện khẳng định vị trí vai trị quan trọng việc đáp ứng nhu cầu vận chuyển hành khách thành phố lân cận khu dân cư vệ tinh Với nhu cầu lại ngày tăng cao Việt Nam nay, việc đưa đoàn xe buýt hai thân vào sử dụng tương lai gần tất yếu Thực trạng giao thông Việt Nam giai đoạn đặt nhiều vấn đề xúc, đặc biệt yêu cầu an tồn giao thơng cho người phương tiện tham gia Nếu đoàn xe đưa vào sử dụng, vấn đề trọng hàng đầu Không riêng Việt Nam, nước khác giới quan tâm đến điều từ lâu dạng phương tiện chở người có kích thước lớn, số lượng hành khách vận chuyển nhiều Mặt khác, tính tiện nghi cho hành khách ngày ý Một yêu cầu nhằm đảm bảo an tồn chuyển động tính tiện nghi điều khiển hợp lý góc quay đồn xe q trình chuyển động Vấn đề thực đoàn xe khác với nhiều dạng thức khác Ngày nay, nhờ phát triển mạnh kỹ thuật điều khiển tin học, điều khiển đoàn xe thực với hiệu cao nhiều Tuy nhiên Việt Nam, vấn đề mẻ cần hoàn thiện Vì vậy, luận văn tốt nghiệp với đề tài: “Xây dựng quan hệ động học động lực học cần thiết cho đồn xe bt hai thân” nhằm mục đích đưa liệu quan hệ quay vòng ổn định đoàn xe, làm sở tiền đề cho việc thiết kế chương trình điều khiển góc quay đoàn xe buýt hai thân chuyển động đường với hỗ trợ kỹ thuật điều khiển đại Đề tài thực Bộ mơn Ơtơ xe chuyên dụng - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Khắc Trai Trong trình thực hiện, đề tài nhận giúp đỡ, động viên nhiệt tình giảng viên hướng dẫn thầy Bộ môn lời nhận xét quý báu giáo viên phản biện, nhiên đề tài số thiếu sót thời gian lực học viên có hạn Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Nguyễn Khắc Trai thầy giáo thuộc Bộ mơn Ơtơ xe chun dụng - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội thầy phản biện giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Học viên Tơ Hồng Tùng Mục lục Trang Trang phụ bìa Lời nói đầu Mục lục Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ Chương 1: Tổng quan - Mục đích nội dung đề tài 1.1 Giới thiệu chung đồn xe bt hai thân 1.2 Mục đích nội dung đề tài 1.2.1 Mục đích 1.2.2 Nội dung đề tài Chương 2: Tổng quan đoàn xe buýt hai thân 10 13 2.1 Đặc điểm làm việc đoàn xe buýt hai thân 13 2.2 Các dạng đoàn xe buýt hai thân 13 2.3 Đặc điểm quay vịng đồn xe bt hai thân 20 2.3.1 Đặc điểm quay vịng tơ cầu trước dẫn hướng 20 2.3.2 Đặc điểm quay vòng ô tô buýt hai thân cầu trước dẫn 23 hướng 2.4 Điều khiển đoàn xe buýt hai thân 2.4.1 Tiêu chuẩn ECE R36 quy định hành lang quay vịng 27 28 đồn xe bt hai thân 2.4.2 Các dạng cấu trúc đảm bảo tính an tồn, tiện nghi đạt hiệu 29 kinh tế cao đồn xe bt hai thân Chương 3: Các trạng thái cần điều khiển đoàn xe buýt hai thân 3.1 Nguyên lý điều khiển 37 37 3.2 Các trạng thái cần điều khiển đoàn xe buýt hai thân 3.2.1 Điều khiển đoàn xe buýt hai thân kéo 3.2.1.1 Trường hợp xe chuyển động đường tốt, tất 38 39 40 bánh xe cầu nằm dạng bề mặt đường (có hệ số bám nhau) 3.2.1.2 Trường hợp xe chuyển động đường tốt 42 bánh xe cầu lại nằm dạng bề mặt đường có hệ số bám khác 3.2.1.3 Trường hợp xe chuyển động mặt đường xấu, hệ 43 số bám thấp không cầu 3.2.2 Điều khiển đoàn xe buýt hai thân phanh 3.2.2.1 Trường hợp xe chuyển động đường tốt, tất 44 44 bánh xe cầu nằm dạng bề mặt đường (có hệ số bám nhau) 3.2.2.2 Trường hợp xe chuyển động đường tốt 47 bánh xe cầu lại nằm dạng bề mặt đường có hệ số bám khác 3.2.2.3 Trường hợp xe chuyển động mặt đường xấu, hệ 47 số bám thấp không cầu 3.2.3 Điều khiển đoàn xe buýt hai thân vào đường cong 49 3.2.4 Trường hợp phía cầu xe qua chướng ngại vật 51 đường Chương 4: Xây dựng phương trình trạng thái cho trình điều 54 khiển góc quay đồn xe 4.1 Mơ hình đàn hồi lốp xe 54 4.1.1 Góc lệch bên mômen đàn hồi bánh xe chịu lực bên 54 4.1.2 Các đặc tính bánh xe có mặt lực dọc, khả trượt 56 ngang, trượt dọc 4.1.3 Mơ hình lốp tính tốn 4.2 Mơ hình đồn xe chuyển động đường Chương 5: Xây dựng sơ đồ điều khiển đoàn xe buýt hai thân 57 62 75 5.1 Các trạng thái cần điều khiển 75 5.2 Các sơ đồ điều khiển đoàn xe buýt hai thân 84 Chương 6: Kết luận 91 Tài liệu tham khảo 94 Phụ lục 96 Danh mục bảng biểu Bảng 2.1 - Thơng số kỹ thuật đồn xe Mercedes-Benz Euro II Galaxy 16 Bảng 4.1 - Kết tính tốn thơng số đồn xe quay vịng 66 Danh mục hình vẽ Hình 1.1 - Ơ tơ bt hai thân Hình 1.2 - Sơ đồ xây dựng hệ thống điều khiển 11 Hình 2.1 - Cấu trúc ô tô buýt hai thân Ikarus 280 tơ bt sở 15 Hình 2.2 - Cấu trúc xe Mercedes - Benz hai thân O 405 G 16 Hình 2.3 - Cấu trúc hãng MAN NG 272 hai thân 17 Hình 2.4 - Kiểu dáng đoàn xe buýt hai thân Mercedes-Benz Euro II Galaxy 19 Hình 2.5 - Sơ đồ tơ cầu dẫn hướng 20 Hình 2.6 - Sơ đồ nguyên lý xác định tâm quay tức thời vật rắn 20 Hình 2.7 - Quan hệ hình học Ackerman 21 Hình 2.8 - Sơ đồ đồn xe hai thân 23 Hình 2.9 - Hai quỹ đạo chuyển động tưởng tượng tâm khớp nối 24 Hình 2.10 - Động học đồn xe buýt hai thân 24 Hình 2.11 - Tiêu chuẩn ECE động quay vòng kết cấu ô tô hai 28 thân Hình 2.12 - Kết cấu cấu bảo vệ Mercedes O 305 G 30 Hình 2.13 - Nguyên lý điều khiển cấu bảo vệ ô tô buýt hai thân Scania BR 112 31 A Hình 2.14 - Thiết bị điều khiển bảo vệ ô tô buýt hai thân MAN NG 272 32 Hình 2.15 - Thiết bị bảo vệ Hymer tơ hai thân kiểu thủy lực điện từ 33 Hình 2.16 - Cấu tạo khớp nối đoàn xe buýt hai thân Mercedes-Benz Euro II Galaxy 34 Hình 2.17 - Xilanh thuỷ lực điều khiển khớp nối đoàn xe buýt hai thân 35 Hình 3.1 - Sơ đồ nguyên lý điều khiển hệ thống đoàn xe buýt hai thân nói 38 chung Hình 3.2 - Sơ đồ ngun lý điều khiển giảm trượt quay bánh xe chủ động 40 Hình 3.3 - Sơ đồ nguyên lý điều khiển giảm trượt quay bánh xe chủ động 43 hạn chế góc quay đồn xe khơng cần thiết Hình 3.4 - Sơ đồ điều khiển góc xoay thân xe phanh đường(sơ đồ tổng quát) 46 Hình 3.5 - Sơ đồ điều khiển đồn xe phanh 49 Hình 3.6 - Sơ đồ tổng quát điều khiển đoàn xe chuyển động vào đường 51 cong chuyển dộng có tính chất tương đương Hình 4.1 - Sự thay đổi vết tiếp xúc mối quan hệ động học, 55 động lực học bánh xe vk = vk ≠ Hình 4.2 - Dấu chiều k, Sk, Msk 56 Hình 4.3 - Đồ thị Kamm biểu diễn mối quan hệ khả truyền lực dọc 57 Xk lực bên Sk bánh xe Xk (+) lực kéo; Xk (-) lực phanh Hình 4.4 - Đồ thị thực nghiệm phụ thuộc độ lệch bên vào lực dọc 61 lực ngang tác động lên bánh xe theo áp suất lốp lốp Goodyear 295/75R22.5 LRG Hình 4.5 - Đồ thị thực nghiệm xác định hệ số lực bên theo tải trọng với 61 loại lốp khác Hình 4.6 - Sơ đồ tính tốn động lực học quay vịng đồn xe (mơ hình vết) 63 Hình 4.7 - Đồ thị mơ tả phụ thuộc góc quay đồn xe vào vận tốc 68 chuyển động góc quay bánh xe dẫn hướng (trường hợp khơng tải) Hình 4.8 - Đồ thị mơ tả quan hệ phụ thuộc góc quay đồn xe vào vận tốc 69 chuyển động góc quay bánh xe dẫn hướng (trường hợp đầy tải) Hình 4.9 - Đồ thị mơ tả quan hệ phụ thuộc góc quay đoàn xe vào vận tốc 70 chuyển động góc quay bánh xe dẫn hướng giá trị góc quay giới hạn gia tốc bên vượt giới hạn cho phép (trường hợp khơng tải) Hình 4.10 - Đồ thị mơ tả quan hệ phụ thuộc góc quay đồn xe vào vận tốc chuyển động góc quay bánh xe dẫn hướng giá trị góc quay giới hạn gia tốc bên vượt giới hạn cho phép (trường hợp đầy tải) 71 Hình 4.11- Sơ đồ tính tốn bán kính quay vịng giới hạn đồn xe 74 theo mơ hình lý thuyết Hình 5.1 - Sơ đồ điều khiển tổng quát đoàn xe 77 Hình 5.2 - Đồ thị thay đổi hệ số bám dọc hệ số bám ngang theo độ trượt 79 tương đối bánh xe phanh CHƯƠNG I: TỔNG QUAN - MỤC ĐÍCH VÀ NỘI DUNG ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu chung đoàn xe buýt hai thân Hiện nay, nhu cầu phát triển xã hội kinh tế, ngày có nhiều khu đô thị, khu công nghiệp xây dựng, thu hút số lượng lớn dân cư lao động tập trung sinh sống làm việc Theo đó, nhu cầu lại người dân, cán công nhân viên, học sinh, sinh viên khu đô thị ngày gia tăng Vì vậy, với việc xây dựng khu dân cư mới, hạ tầng sở đường phương tiện giao thông phải phát triển gắn liền theo Để hạn chế phương tiện cá nhân tham gia giao thông (nhằm giảm ô nhiễm môi trường, giảm ùn tắc tai nạn giao thơng,…) cần phải đầu tư phát triển mạnh hình thức giao thơng cơng cộng, vận chuyển hành khách xe buýt dạng thức mang lại nhiều lợi ích mà nước áp dụng từ lâu (do không cần xây dựng đường riêng, đầu tư cho bến bãi tốn kém, phương tiện có tính động cao,…) Với nhu cầu vận chuyển hành khách ngày tăng cao đòi hỏi phải tăng suất vận chuyển cho phương tiện Có nhiều giải pháp đưa xây dựng bến bãi hợp lý, lập sơ đồ vận chuyển lưu thông tối ưu, tăng tần suất vận chuyển phương tiện, tăng số lượng hành khách vận chuyển cho lượt phương tiện,… quan tâm đến phương án tăng số lượng hành khách vận chuyển cho lượt phương tiện Giải vấn đề cách sử dụng xe buýt hai tầng xe buýt hai thân (xe buýt nối toa) Trong luận văn đề cập tới dạng xe buýt hai thân Đoàn xe buýt hai thân dạng phương tiện vận chuyển người với số lượng lớn (từ 110 đến 180 người chuyến), thường dùng để kết nối thành phố cụm đô thị vệ tinh với 86 Sơ đồ điều khiển góc quay đồn xe CB vận tốc b.xe trước trái (1.1) CB vận tốc b.xe phải (2.2) CB vận tốc b.xe trước phải (1.2) CB vận tốc b.xe trái (2.1) CB vận tốc b.xe sau phải (3.2) CB vận tốc b.xe sau trái (3.1) CB gia tốc bên cầu trước CB gia tốc bên cầu CB gia tốc bên cầu sau CB góc quay vành lái CB góc quay mâm xoay CB áp suất dầu xilanh điều khiển góc quay mâm xoay Bộ xác định độ trượt vận tốc đoàn xe ECU điều khiển góc quay mâm xoay Block thuỷ lực điều khiển góc quay mâm xoay Mâm xoay 87 Trên sở vừa nêu, xây dựng mơ hình điều khiển với thuật tốn trình bày phần 5.2 Các sơ đồ điều khiển đoàn xe buýt hai thân  Với trạng thái chuyển động thứ   0,15   0,3 - +  v y1 y2 yi  ymax y3 - + p(ti) = Kp.t(i) p(ti) = Kp’.t(i) Các cấu phanh i theo hệ pt (1), (2), (3), (4), (5) i = i-1 Cơ cấu điều khiển mâm xoay Trong thuật toán đây, yếu tố đầu vào đo đạc tính tốn liên tục sơ đồ diễn tả sau: Khi xe chuyển động đường cong nghĩa có tín hiệu , tín hiệu v tín hiệu yi (i = 1, 2, 3) Các tín hiệu , v yi liên tục cập nhật đưa đến ECU điều khiển góc quay đồn xe để hình thành nên góc điều khiển mâm xoay thích hợp theo giá trị cài đặt sẵn chương trình Nếu giá trị yi vượt giá trị cho phép (giá trị ngưỡng) góc quay đồn xe xác lập cố định giá trị đó, hệ thống ASR ABS kích hoạt để 88 phanh bớt bánh xe giảm lượng nhiên liệu cung cấp cho động Đây nguyên lý điều khiển tích hợp hệ thống đoàn xe Đối với trường hợp xét, đoàn xe chuyển động đường cong mà người lái đạp phanh đột ngột, hệ thống phanh có ABS giúp cho bánh xe khơng bị trượt lết hoàn toàn đường, lúc người lái nhả hoàn toàn chân ga nên động trở trạng thái làm việc với số vòng quay khơng tải Bởi có lực phanh tác dụng lên bánh xe, theo mơ hình lốp tài liệu [11] hệ số biến dạng bên lốp thay đổi dẫn đến trượt ngang bánh xe Khi giá trị gia tốc bên kiểm soát đạt tới giá trị ngưỡng góc quay đồn xe giữ cố định để hạn chế tượng  Với trạng thái chuyển động thứ hai   0,15   0,3 - +  v y1 y2 yi  ymax y3 - + p(ti) = Kp.t(i) p(ti) = Kp’.t(i) Các cấu phanh i = i theo hệ pt i = (1), (2), i-1 i-1 (3), (4), (5) Cơ cấu điều Cơ cấu điều khiển mâm xoay khiển lượng phun nhiên Động liệu Trạng thái thông số đầu vào ghi nhận tương tự, góc quay mâm xoay điều khiển theo thời điểm theo chương trình cài sẵn Khi người lái tăng ga đột ngột đánh lái để tránh chướng 89 ngại vật, giá trị gia tốc bên cầu xe đạt đến giá trị ngưỡng, hệ thống ABS ASR kích hoạt: Phanh bớt bánh xe hạn chế lượng nhiên liệu cung cấp cho động (Kí hiệu i tượng trưng cho lượng nhiên liệu cung cấp cho động thời điểm thứ i) Đồng thời, góc quay mâm xoay xác lập thời điểm Đến giá trị gia tốc bên giảm xuống giá trị ngưỡng góc quay đồn xe lại điều khiển theo trạng thái chuyển động bình thường Một vấn đề đặt yêu cầu tránh chướng ngại vật có đảm bảo đồng thời góc quay vận tốc đồn xe bị hạn chế? Có thể dễ dàng nhận thấy từ mơ hình lý thuyết, đoàn xe chuyển động với vận tốc lớn (trên 50 km/h) góc quay đồn xe bị khoá giá trị nhỏ Tuy nhiên, với vận tốc chướng ngại vật xuất đột ngột người lái kịp đánh lái góc đánh lái khơng lớn đồn xe tiếp cận với chướng ngại vật, cố gắng đánh lái với góc lớn đoàn xe bị lấn hoàn toàn sang đường khác, nguy hiểm Vì vậy, yêu cầu tránh chướng ngại vật trường hợp đảm bảo Cịn đồn xe chuyển động với vận tốc khơng lớn, góc quay đồn xe bị hạn chế giá trị lớn, đảm bảo khả tránh chướng ngại vật  Với trạng thái chuyển động thứ ba: Về chất, trạng thái không khác với trạng thái chuyển động thứ nhất, khác chỗ giá trị góc  tăng lên cách đột biến (hay nói cách khác gia tốc ’ lớn) vận tốc đoàn xe lúc lớn Khi hệ thống làm việc trường hợp giá trị đầu vào nhanh chóng đạt đến giá trị ngưỡng, hệ thống nhanh phải hiệu chỉnh góc quay đồn xe khoảng giá trị nhỏ  Trường hợp đoàn xe quay vịng phanh gấp mà phía cầu xe va phải chướng ngại vật đường 90 Trong trường hợp này, xung lực va chạm bánh xe với chướng ngại vật đóng vai trị lực kích động tác dụng lên phía cầu xe Khi góc quay đồn xe tăng lên giảm lượng (tuỳ theo lực tác động có xu hướng làm tăng thêm hay giảm góc quay đồn xe xác định), mà giá trị người điều khiển hồn tồn khơng mong muốn Hơn lực kích động làm cho đồn xe rơi vào trạng thái dao động ngang, làm ảnh hưởng xấu tới tính ổn định chuyển động tính tiện nghi đồn xe Trường hợp nguy hiểm tần số dao động lực kích động gây trùng với tần số dao động riêng hệ thống, lúc biên độ dao động ngang đồn xe tăng lên lớn dẫn đến đoàn bị “lắc ngang” với biên độ lớn, tính ổn định chuyển động tính tiện nghi cần thiết Việc khắc phục tượng thực hệ thống điều khiển góc quay đồn xe kết hợp với van tiết lưu điều khiển điện tử Nguyên lý hoạt động hệ thống sau: Khi đoàn xe chuyển động trạng thái (trường hợp tổng quát đoàn xe chuyển động đoạn đường cong, gặp chướng ngại vật, người lái đánh lái đồng thời phanh gấp nhấn mạnh chân ga để tránh chướng ngại vật đó) phía cầu xe va phải chướng ngại vật đường (leo qua mô đất chuyển động qua “ổ gà” đường) Lúc này, với tín hiệu mà cảm biến đưa (gồm góc quay vành lái, vận tốc đoàn xe, vận tốc trượt đoàn xe, gia tốc bên cầu xe, góc quay đồn xe), hệ thống điều khiển tính tốn để đưa giá trị điều khiển phù hợp Với giá trị góc quay đồn xe, ECU điều khiển góc quay đồn xe đưa tín hiệu điều khiển Tín hiệu truyền đến cấu thừa hành xilanh điều khiển góc quay đồn xe để điều chỉnh góc quay đồn xe giá trị thích hợp Giá trị lại cảm biến góc quay đoàn xe ghi nhận đưa ECU điều khiển Tuy nhiên, va chạm với chướng ngại vật mặt đường, hình thành lực tác dụng theo phương 91 ngang có xu hướng làm thay đổi góc quay đoàn xe so với giá trị điều khiển, nghĩa giá trị góc quay đồn xe khơng giống với giá trị mà ECU đưa trước Giá trị cảm biến góc quay đồn xe ghi nhận truyền ECU Giá trị so sánh với giá trị lấy làm chuẩn ứng với giá trị điều khiển đưa theo giá trị cảm biến nêu đưa Khi đó, ECU phát tín hiệu tới tiết lưu điều khiển điện tử để đóng bớt khố đường dầu hồi xilanh điều khiển góc quay đồn xe nhằm khơng cho góc quay đồn xe thay đổi so với giá trị đưa theo chương trình cài sẵn Thuật tốn điều khiển góc quay đồn xe có tiết lưu điện tử:   0,15   0,3  v y2 y1 y3 yi  ymax - + - + p(ti) = Kp.t(i) p(ti) = Kp’.t(i) i theo hệ pt (1), (2), (3), (4), (5) Các cấu phanh -  = i Ngoại lực F i = i-1 i ch + Cơ cấu điều khiển mâm xoay i = i-1 Cơ cấu điều khiển lượng phun nhiên Động liệu Mâm xoay Trong q trình đồn xe chuyển động, giá trị thay đổi liên tục theo thời gian nên tín hiệu cập nhật liên tục để đưa ECU, góc quay đồn xe điều khiển liên tục theo tình trạng chuyển 92 động thực tế đường Tuy nhiên, đoàn xe điều khiển liên tục theo giá trị cập nhật đưa ECU khoảng thời gian t tương đối nhỏ yêu cầu thiết bị điều khiển cấu chấp hành tương đối phức tạp, giá thành đồn xe cao Có thể khắc phục điều cách dùng phương pháp điều khiển theo mức không điều khiển theo phương pháp đáp ứng tới giá trị thay đổi tín hiệu đầu vào Nghĩa tín hiệu đầu thay đổi tín hiệu đầu vào thay đổi vượt “mức” định sẵn “Mức” bao gồm khoảng giá trị tín hiệu đầu vào mà tín hiệu đầu vào thay đổi khoảng tín hiệu đầu có thay đổi nằm khoảng giá trị chấp nhận Trong sơ đồ điều khiển trên,  độ mở van tiết lưu điện tử, i giá trị chuẩn độ mở van ứng với trường hợp điều khiển vừa nêu Đây sơ đồ điều khiển đoàn xe trường hợp tổng quát chuyển động đường với mơ hình mà đề tài nghiên cứu Nó bao gồm trạng thái điều khiển nguyên lý điều khiển trạng thái phân tích Đối với trạng thái đơn giản hơn, hệ thống vào tín hiệu cảm biến đưa để đưa tín hiệu điều khiển phù hợp mà không thiết phải sử dụng toàn hệ thống sơ đồ nêu Van tiết lưu điều khiển điện tử có nhiệm vụ hạn chế dao động ngang xuất lý đồn xe chuyển động đường thẳng với nguyên lý hoạt động tương tự Lúc xilanh thuỷ lực trạng thái trung gian, có phía cầu xe (có thể xe kéo thân sau) gặp phải chướng ngại vật mặt đường (như va phải mơ đất), xung lực va đập đóng vai trị lực kích động tác dụng lên phía cầu xe Nếu người lái giữ nguyên vành lái vị trí ban đầu, vận tốc đồn xe khơng thay đổi góc quay đồn xe khơng thay đổi Nhưng dâútc dụng lực kích động, đồn xe gặp phải 93 tượng “lắc ngang” xung quanh khớp nối Bình thường tượng dập tắt ma sát hệ thống sức cản dầu thuỷ lực xilanh điều khiển góc quay đồn xe, nhiên cần phải có khoảng thời gian để hệ thống tự dập tắt dao động nên ảnh hưởng xấu đến tính tiện nghi đồn xe Thêm vào đó, tần số dao động lực kích động tạo nên lại trùng với tần số dao động riêng hệ thống biên độ dao động lúc tăng mạnh làm tính tiện nghi ổn định hướng chuyển động đoàn xe Nguyên lý hoạt động van tiết lưu sau: Khi đoàn xe chuyển động trạng thái cố định (nghĩa người lái khơng tác động thêm vào hệ thống điều khiển vành lái, bàn đạp ga bàn đạp phanh) độ mở van trạng thái đó, đảm bảo cho hệ thống thực yêu cầu mà tín hiệu điều khiển trước đưa Nếu có xung lực đột ngột tác động lên phía cầu xe làm cho góc quay đồn xe có xu hướng thay đổi không theo mong muốn người điều khiển (nghĩa góc quay đồn xe có xu hướng thay đổi tín hiệu điều khiển khơng thay đổi) van tiết lưu điều khiển đóng nhỏ lại để cản bớt lượng dầu hồi phía xilanh cơng tác nhằm hạn chế góc quay khơng mong muốn đồn xe đường dầu lúc đóng vai trị giảm chấn thuỷ lực để giảm tượng dao động ngang đồn xe Các thay đổi góc quay đồn xe nhận biết nhờ cảm biến xác định góc quay này, tín hiệu truyền ECU điều khiển góc quay đồn xe, so sánh với tín hiệu sử dụng làm tín hiệu chuẩn để làm điều khiển   v y1 y2 y3 yi  ymax + i theo hệ pt (1), (2), (3), (4), (5) i = i-1 94 Chương VI: kết luận 6.1 Những kết đạt đề tài Với mục đích, nội dung đặt trình nghiên cứu, đề tài thực đạt kết sau:  Tập trung xem xét tổng quan vấn đề điều khiển để đảm bảo tính an tồn tiện nghi đoàn xe buýt hai thân Đây vấn đề quan tâm hàng đầu đồn xe  Phân tích trạng thái chuyển động đoàn xe trạng thái cần phải điều khiển, từ hồn thiện q trình động học động lực học cho đồn xe buýt hai thân Các trạng thái xem xét đến trạng thái chuyển động thực tế đồn xe mơi trường làm việc, có để ý đến tính chất quan trọng trạng thái tần suất làm việc trạng thái Đề tài đề cập trạng thái chuyển động đồn xe kéo, phanh quay vịng, tượng gặp phải khả điều khiển trường hợp cụ thể việc tích hợp điều khiển trạng thái chuyển động tổng quát  Chọn số liệu xe Mercedes-Benz Euro II Galaxy làm sở liệu cho đề tài Đây đồn xe Cơng ty Mercedes-Benz Việt Nam lắp ráp thử nghiệm năm 2003 với mục đích sử dụng tương lai không xa, với hệ thống điều khiển tương đối đại, đáp ứng phần u cầu tính an tồn cho tiện nghi cho đoàn xe  Xây dựng hệ thống liệu làm sở cho việc điều khiển mâm xoay đồn xe khi:  Có để ý đến góc lệch bên bánh xe chuyển động đường  Xây dựng liệu để hồn thiện q trình khố cứng mâm xoay cần thiết 95 Đây hai vấn đề quan trọng việc điều khiển góc quay đồn xe nhằm đảm bảo mục tiêu an toàn chuyển động tiện nghi cho hành khách Các liệu xây dựng dựa theo mơ hình lốp tác giả Dolmatovski áp dụng cho đồn xe tham khảo Với mơ hình nghiên cứu đề tài, liệu sử dụng làm thơng số cài đặt cho chương trình điều khiển góc quay đồn xe, thực điều khiển trạng thái chuyển động khác (trạng thái chuyển động bình thường trạng thái chuyển động góc quay giới hạn)  Xây dựng sơ đồ logic để điều khiển mâm xoay theo tín hiệu cảm biến tương ứng với trạng thái đề cập đến Các sơ đồ logic giúp cho trình xây dựng chương trình điều khiển vi xử lý thuận lợi, bao gồm trạng thái cần điều khiển, tín hiệu đầu vào cần thiết, tín hiệu đầu mạch tín hiệu điều khiển trạng thái chuyển động cần điều khiển Thông qua sơ đồ này, người lập trình dễ dàng hình dung tiếp cận hệ thống, kết hợp với liệu có để xây dựng chương trình điều khiển cho đồn xe 6.2 Đề xuất Qua kết nghiên cứu nhận thấy rằng, đoàn xe buýt hai thân cần điều khiển góc quay xe kéo thân sau thay dừng lại việc hạn chế góc quay tối đa mâm xoay Để thực điều này, đoàn xe cần lắp cảm biến đo gia tốc bên ba cầu xe xây dựng chương trình tính cụ thể cài đặt cho ECU điều khiển góc quay đồn xe (đồn xe sở có hệ thống ABS, ASR, cảm biến góc quay đồn xe cảm biến tương thích) Mặt khác ASR ECU cần cài đặt thêm chương trình xác định lượng cung cấp nhiên liệu cho động theo trạng thái chuyển động đoàn xe xảy tượng trượt ngang 6.3 Những hạn chế đề tài 96 Đây vấn đề lớn, phức tạp nên trình thực đề tài tồn giới hạn kết đưa chưa kiểm chứng thực nghiệm để xác định tính xác mơ hình nghiên cứu 6.4 Hướng nghiên cứu Xây dựng toàn mơ hình máy tính với mơ hình lốp khác nhau, đặc biệt xác định trạng thái giới hạn nhằm thu nhỏ thực nghiệm cần thiết để đánh giá kết tính tốn Dùng thực nghiệm so sánh để đưa kết sát với thực tế nhất, từ xây dựng chương trình điều khiển cho dạng đoàn xe khác 97 Tài liệu tham khảo Tiếng Việt Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng (2005), Lý thuyết Ơtơ máy kéo, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Khắc Trai (2006), Cơ sở thiết kế ôtô, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội Nguyễn Khắc Trai (2007), Cấu tạo gầm ôtô tải, ôtô buýt, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội Nguyễn Khắc Trai (1997), Tính điều khiển quỹ đạo chuyển động ô tô, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội Trần Văn Nghĩa (2004), Tin học ứng dụng thiết kế khí, NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Hữu Cẩn (2004), Phanh ôtô - Cơ sở khoa học thành tựu mới, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Hữu Cẩn, Phạm Hữu Nam (2004), Thí nghiệm ơtơ, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Toyota Service Training - Team III, ABS & Hệ thống điều khiển lực kéo Mercedes-Benz Vietnam Ltd, Tài liệu bảo dưỡng khớp nối xe buýt Mercedes-Benz Euro II Galaxy, Thông số kỹ thuật xe buýt MercedesBenz Euro II Galaxy Tiếng Anh 10 Prof Dr Georg Rill (2005), Vehicle Dynamic, Fachhochschule Regensburg Hochschule Fỹr Technik Wirtschaft Soziales 11 H.Dugoff, P.Fancher, L.Segen (1977), An Analysis of Tire Traction Properties and Theeir Influenceon vehicle Dynamic Performance, SAE paper 700377 12 Bosch (2004), Automotive Hanbook (6th edition), Robert Bosch GmbH 98 13 John Fenton (1998), Handbook of Automotive Powertrain and Chassis Design, London, UK Tiếng Nga 14 À.ẹ.Àớũợớợõ, ị.À.ấợớợớợõốữ, Å.ẩ.èàóốọợõốữ, Â.ẹ.ẽðợỗợðợõ (1970), Àðỡồộủờốồ Àõũợỡợỏốởố, Âợồớớợồ ẩỗọàũồởỹủũõợ èốớốủũồðủũõà ẻỏợðợớỹ³ ẹccp, èợủờõà 99 Phụ lục Chương trình tính tốn góc quay đồn xe phần mềm ứng dụng Matlab function y=mh1vcbd111 L1=5.450; l=2.054; L2=4.743; m1=3950; m2=3350; m3=7700; ka=0.00004707; V3=[5*10/36:1*10/36:60*10/36]; B=[0:1*pi/180:35*pi/180]; for i=1:1:56 R2(i,1)=L1/tan(B(1)); R3(i,1)=sqrt(R2(i,1)^2+l^2-L2^2); R1(i,1)=sqrt(R2(i,1)^2+L1^2); F1(i,1)=0; F2(i,1)=0; F3(i,1)=0; R2(i,2)=L1/tan(B(2)); R3(i,2)=sqrt(R2(i,2)^2+l^2-L2^2); R1(i,2)=sqrt(R2(i,2)^2+L1^2); F3(i,2)=m3*V3(i)^2/(R3(i,2)*9.81); F1(i,2)=m1*V3(i)^2*R1(i,2)/(R3(i,2)^2*9.81); F2(i,2)=m2*V3(i)^2*R2(i,2)/(R3(i,2)^2*9.81); at(i,1)=0; as(i,1)=0; ass(i,1)=0; at(i,2)=F1(i,2)*ka; as(i,2)=F2(i,2)*ka; ass(i,2)=F3(i,2)*ka; delta(i,1)=0; A(i,2)=sqrt(l^2+L1^2*((cos(B(2)-at(i,2)))^2)/((sin(B(2)at(i,2)+as(i,2)))^2)+2*l*L1*cos(B(2)-at(i,2))*sin(as(i,2))/sin(B(2)-at(i,2)+as(i,2))); gama(i,2)=asin(L2*cos(ass(i,2))/A(i,2))+asin(l*cos(as(i,2))/A(i,2)); delta(i,2)=(gama(i,2)-ass(i,2)+as(i,2))*180/pi; for j=3:1:36 R2(i,j)=L1*cos(B(j)-at(i,j-1))/sin(B(j)-at(i,j-1)+as(i,j-1)); R1(i,j)=L1*cos(as(i,j-1))/sin(B(j)-at(i,j-1)+as(i,j-1)); A(i,j)=sqrt(l^2+L1^2*((cos(B(j)-at(i,j-1)))^2)/((sin(B(j)-at(i,j-1)+as(i,j1)))^2)+2*l*L1*cos(B(j)-at(i,j-1))*sin(as(i,j-1))/sin(B(j)-at(i,j-1)+as(i,j-1))); gama2(i,j)=asin(L2*cos(ass(i,j-1))/A(i,j)); R3(i,j)=L2*cos(gama2(i,j)-ass(i,j-1))/sin(gama2(i,j)); 100 F3(i,j)=m3*V3(i)^2/(R3(i,j)*9.81); V1(i)=V3(i)*R1(i,j)/R3(i,j); V2(i)=V3(i)*R2(i,j)/R3(i,j); F1(i,j)=m1*V1(i)^2/(R1(i,j)*9.81); F2(i,j)=m2*V2(i)^2/(R2(i,j)*9.81); at(i,j)=F1(i,j)*ka; as(i,j)=F2(i,j)*ka; ass(i,j)=F3(i,j)*ka; gama(i,j)=asin(L2*cos(ass(i,j))/A(i,j))+asin(l*cos(as(i,j))/A(i,j)); delta(i,j)=(gama(i,j)-ass(i,j)+as(i,j))*180/pi; if (V3(i)^2/R3(i,j))>=7|(V1(i)^2/R1(i,j))>=7|(V2(i)^2/R2(i,j))>=7 delta(i,j)=delta(i,j-1); end; end; Y3(i)=V3(i)*36/10; end; x=delta(56,36); for i=1:1:56 y=delta(i,3); ass(i,2); end; [B,V3]=meshgrid(0:1:35,Y3); mesh(B,V3,delta); ... trạng thái chuyển động nguy hiểm cần phải điều khiển Chương 6: Kết luận 15 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ ĐOÀN XE BUÝT HAI THÂN 2.1 Đặc điểm làm việc đoàn xe buýt hai thân Đoàn xe buýt hai thân chủ yếu... Tổng quan đồn xe bt hai thân trình bày đặc điểm, vấn đề liên quan đến đoàn xe buýt hai thân điều khiển đoàn xe, dạng kết cấu kết cấu đoàn xe tham khảo Chương 3: Các trạng thái cần điều khiển đoàn. .. thái cần điều khiển đoàn xe buýt hai thân 3.1 Nguyên lý điều khiển 37 37 3.2 Các trạng thái cần điều khiển đoàn xe buýt hai thân 3.2.1 Điều khiển đoàn xe buýt hai thân kéo 3.2.1.1 Trường hợp xe