Lý thuyết ô tô lốp xe và hệ thống lái

lOMoARcPSD|22494962 Ministry of Education & Training Ho Chi Minh City University of technology Automotive technology Vehicle Theory TYRE AND HANDLING SYSTEM Intructors : PhD NGUYỄN PHỤ THƯỢNG LƯU Student : Võ Ngọc Hoàng Tú MSSV: 2011251335 Huỳnh Duy Anh MSSV: 2011251374 Ngô Minh Nhật MSSV: 2011250522 Tạ Hà Quang Vũ MSSV: 2011253685 Nguyễn Đình Hà Quân MSSV: 2011251206 Class: 20DOTQA2 Ho Chi Minh City, lOMoARcPSD|22494962 Acknowledgement Our vehicle research has been completed We would like to thank our teacher for guiding us through the learning process Over the last month, we've learned a lot about the automobile tire industry We were given the opportunity to work on a variety of projects with various team members, and the working experience was fantastic We had the opportunity to learn more about tire and wheels in automobiles, different types of car systems, and how they work over the last month Our internship with you helps us achieve my goal of increasing my exposure to the automobile industry This internship piqued our interest in my profession We'd love to stay in touch and possibly talk to you lOMoARcPSD|22494962 Table of Contents Chapter 10.1: Tires and wheels 10.1.1: Tire requirements 10.1.1.1: Interchangeability 10.1.1.2: Passenger car requirements 10.1.2.3: Commercial vehicle requirements 10.1.2: Tire designs 10.1.2.1: Diagonal ply Tires 10.1.2.2: Radial ply Tires 11 10.1.2.3: Tubeless and tubed 15 10.1.2.4: Height-to-width ratio 16 10.1.2.5: Tire dimensions and markings 18 10.1.2.6: Tire load capacities and inflation pressures 25 10.1.2.7: Tire sidewall markings 29 10.1.2.8: Rolling circumference and driving speed 29 10.1.2.9: Influence of the Tire on the speedometer 30 10.1.2.10: Tire profiles .32 10.1.3: Wheels .32 10.1.4: Springing behaviors 40 10.1.5: non-uniformity .41 10.1.6: Rolling resistance 44 10.1.7: Rolling force coefficients and sliding friction 48 10.1.8: Lateral force and friction coefficients 52 10.1.9: Resulting force coefficient 63 10.1.10: Tire self-aligning torque and caster offset 65 10.1.11: Tire overturning moment and displacement of point of application of force 70 10.1.12: Torque steer effects .71 Chapter 11.1: Tire characteristics and vehicle handling and stability 75 11.1.1: Introdcution 75 11.1.2: Tire and axle characteristics: 76 11.1.2.1: introduction of Tire characteristics 76 11.1.2.2: Effective axle cornering characteristics 80 lOMoARcPSD|22494962 11.1.3: Vehicle handling and stability 88 11.1.3.1: Differential equation for plane vehicle motion 90 11.1.3.2: Linear analysis of the two-degree-of-freedom model 96 11.1.3.3: Non-linear steady-state cornering solutions 108 11.1.3.4: The vehicle at braking or driving 120 11.1.3.5: The moment method 122 11.1.3.6: The car-trailer combination 123 11.1.3.7: Vehicle dynamics at more complex tire slip conditions .127 Phiên dịch 128 Chương 10.1: Lốp xe bánh xe 128 10.1.1: Yêu cầu lốp xe 128 10.1.1.1: Khả hoán đổi cho 128 10.1.1.2: Yêu cầu xe khách 129 10.1.2.3: Yêu cầu xe thương mại 130 10.1.2: Thiết kế lốp xe 131 10.1.2.1: Lốp xe đan chéo 131 10.1.2.2: Lốp xe hướng tâm 133 10.1.2.3: Lốp xe khơng ruột có ruột 136 10.1.2.4: Tỷ lệ chiều cao chiều rộng .138 10.1.2.5: Kích thước lốp dấu hiệu 139 10.1.2.6: Khả tải lốp áp suất gia tăng 146 10.1.2.7: kí hiệu thành bên lốp 149 10.1.2.8: Chu vi lăn tốc độ lái xe 149 10.1.2.9: Ảnh hưởng lốp xe lên đồng hồ tốc độ 151 10.1.2.10: Cấu hình lốp xe .152 10.1.3: Bánh xe 153 10.1.4: Ngun lí lị xo 159 10.1.5: không đồng 161 10.1.6: Kháng lăn 164 10.1.7: Hệ số lực lăn ma sát trượt 167 10.1.8: Lực bên hệ số ma sát 171 10.1.9: Hệ số lực kết 182 10.1.10: Mô-men xoắn tự chỉnh lốp bù caster 184 lOMoARcPSD|22494962 10.1.11: Thời điểm lật lốp dịch chuyển điểm áp dụng lực 188 10.1.12: Hiệu ứng lái mô-men xoắn 191 Chương 11.1: Đặc điểm lốp khả xử lý ổn định xe 194 11.1.1: Lời mở đầu 194 11.1.2: Đặc điểm lốp trục: 195 11.1.2.1: Giới thiệu đặc tính lốp xe 195 11.1.2.2: Đặc điểm vào cua trục hiệu 199 11.1.3: Xử lý xe ổn định 207 11.1.3.1: Phương trình vi phân cho chuyển động xe mặt phẳng 209 11.1.3.2: Phân tích tuyến tính mơ hình hai mức độ tự 215 11.1.3.3: Giải pháp vào cua trạng thái ổn định phi tuyến tính 227 11.1.3.4: Xe phanh lái xe 238 11.1.3.5: Phương pháp thời điểm 240 11.1.3.6: Sự kết hợp xe tơ rơ mc 242 11.1.3.7: Động lực học xe điều kiện trượt lốp phức tạp 246 Từ Vựng 247 REFERENCE  English document - AUT 105 Vehicle Theory (Hutech library, page 283 - 358)  Vietnamese document - Thiết kế ô tô ( written by many authors,traslated by many translator) lOMoARcPSD|22494962 Chapter 10.1: Tires and wheels 10.1.1: Tire requirements The Tires are crucial functional elements for the trans-mission of longitudinal, lateral and vertical forces between the vehicle and road The Tire properties should be as constant as possible and hence predictable by the driver As well as their static and dynamic force trans-mission properties, the requirements described below – depending on the intended use of the vehicle – are also to be satisfied As Tires significantly affect the handling properties of vehicles, the properties of original Tires – the Tires with which the vehicle is supplied to the customer –are specified by the vehicle manufacturers in conjunction with the Tire manufacturers However, spare Tires usually differ from the original Tires, despite their similar designation; hence handling characteristics can change Individual vehicle manufacturers have therefore decided to identify Tires produced in accordance with their specifications by means of a symbol on the sidewall of the Tire or to sell Tires which meet the specifications of original Tires at their manufacturing branches 10.1.1.1: Interchangeability All Tires and rims are standardized to guarantee interchangeability, i.e., to guarantee the possibility of using Tires from different manufacturers but with the same designation on one vehicle and to restrict the variety of Tire types worldwide Within Europe, standardization is carried out by the European Tire and Rim Technical Organization or ETRTO, which specifies the following:  Tire and rim dimensions  The code for Tire type and size  The load index and speed symbol Passenger car Tires are governed by UNO regulation ECE-R 30, commercial vehicles by R 54, spare wheels by R 64, and type approval of Tires on the vehicle by EC directive 92/23/EC In the USA the Department of Transportation (or DOT, see item in Figure 10.1-18) is responsible for the safety standards The standards relevant here are: Standard 109 Passenger cars Standard 119 passenger cars Motor vehicles other than lOMoARcPSD|22494962 The Tire and Rim Association, or TRA for short, is responsible for standardization In Australia, binding information is published by the Federal Office of Road Safety, Australian Motor Vehicle Certification Board ARD 23 Design Rule 23/01: Passenger car Tires Australian is the applicable standard In Germany, the DIN Standards (Deutsches Institut fuăr Normung) and the WdK Guidelines (Wirtschaftsverband der Deutschen Kautschukindustrie Postfach 900360, D-60443, Frankfurt am Main) are responsible for specifying Tire data All bodies recognize the publications of these two organizations At the international level, the International Organization for Standardization (ISO) also works in the field of Tire standardization and ISO Standards are translated into many languages 10.1.1.2: Passenger car requirements The requirements for Tires on passenger cars and light commercial vehicles can be subdivided into the following six groups:       Driving safety Handling Comfort Service life Economy Environmental compatibility To ensure driving safety it is essential that the Tire sits firmly on the rim This is achieved by a special Tire bead design (Tire foot) and the safety rim, which is the only type of rim in use today (Figs 10.1-5 and 10.1-21) Not only is as great a degree of Tire-on-rim retention as possible required, but the Tire must also be hermetically sealed; on the tubeless Tire this is the function of the inner lining Its job is to prevent air escaping from the Tire, i.e., it stops the Tire from losing pressure However, this pressure reduces by around 25–30% per year, which shows how important it is to check the Tire pressure regularly In order to guarantee driving safety, the aim is also to ensure that Tires are as insensitive to overloading and as puncture-proof as possible and that they have emergency running properties which make it possible for the driver to bring the vehicle safely to a halt in case of Tire failure Handling characteristics include the properties: lOMoARcPSD|22494962       High coefficients of friction in all operating conditions Steady build-up of lateral forces without sudden changes Good cornering stability Direct and immediate response to steering movements Guarantee requirement of sustained maximum speed Small fluctuations in wheel load Riding comfort includes the characteristics:     Good suspension and damping properties (little rolling hardness) High smoothness as a result of low radial Tire run-out and imbalances Little steering effort required during parking and driving Low running noise Durability refers to:  Long-term durability  High-speed stability Both are tested on drum test stands and on the road Economic efficiency is essentially determined by the following:  Purchase cost  Mileage (including the possibility of profile regrooving in the case of lorry Tires)  Wear  Rolling resistance  The necessary volume, which determines  The amount of room required in the wheelhouses and spare wheel well  Load rating Of increasing importance is environmental compatibility, which includes:  Tire noise  Raw material and energy consumption during manufacture and disposal  Possibility of complete remolding inherent in the construction The importance of:  Tire design, profile design and the ‘radius–width appearance’ must not be neglected either 10.1.2.3: Commercial vehicle requirements In principle, the same requirements apply for commercial vehicles as for passenger cars, although the priority of the individual group’s changes After Downloaded by Hoc Vu (vuchinhhp7@gmail.com) lOMoARcPSD|22494962 safety, economy is the main consideration for commercial vehicle tires The following properties are desirable:       High mileage and even wear pattern Low rolling resistance Good traction Low tire weight Ability to take chains Remolding/retreading possibilities Compared with passenger car tires, the rolling resistance of commercial vehicle tires has a greater influence on fuel consumption (20–30%) and is therefore an important point (Figure 10.1-32) 10.1.2: Tire designs 10.1.2.1: Diagonal ply Tires In industrialized countries, cross-ply Tires are no longer used on passenger cars, either as original Tires or as replacement Tires, unlike areas with very poor roads where the less vulnerable sidewall has certain advantages The same is true of commercial vehicles and vehicles that tow trailers, and here too radial Tires have swept the board because of their many advantages Nowadays, cross-ply Tires are used only for:  Temporary use (emergency) spare Tires for passenger cars (due to the low durability requirements at speeds up to 80 or 100 km h—1)  Motorcycles (due to the inclination of the wheels against the lateral force)  Racing cars (due to the lower moment of inertia);  Agricultural vehicles (which not reach high speeds) Cross-ply Tires consist of the substructure (also known as the Tire carcass, Figure 10.1-1) which, as the ‘supporting framework’ has at least two layers of rubberized cord fibers, which have a zenith or bias angle x of between 20◦ and 40◦ to the center plane of the Tire (Figure 10.1-2) Rayon (an artificial silk cord), nylon or even steel cord may be used, depending on the strength requirements At the Tire feet the ends of the layers are wrapped around the core of the Tire bead on both sides; two wire rings, Downloaded by Hoc Vu (vuchinhhp7@gmail.com) lOMoARcPSD|22494962 together with the folded ends of the plies, form the bead This represents the frictional connection to the rim The bead must thus provide the permanent seat and transfer drive-off and braking moments to the Tire On tube-less Tires it must also provide the airtight seal Cap of the Tire (protector) Shoulder Breaker strip Skirting Substructure Flexing zone Wall rubber Inner lining Bead core Bead Installation curve Valve Drop rim Figure 10.1-1: Design of a diagonal ply tubeless car Tire with anormal drop rim and pressed-in inflating valve (see also Figure 10.1-6) Figure 10.1-2: The diagonal ply Tire has crossed-bias layers; the zenith angle x was 30–40◦ for passenger cars The PR designshould have two layers in each direction Smaller angles x can be found in racing cars Rolling resistance, lateral and suspension stiffness are significantly determined by the zenith angle 10 Downloaded by Hoc Vu (vuchinhhp7@gmail.com) lOMoARcPSD|22494962 khơng thể đạt được nghiên cứu mặt phẳng pha Một kết thú vị điều tra việc xác định ranh giới miền thu hút trường hợp miền có kích thước hữu hạn tồn Kích thước tên miền đưa dấu hiệu gọi ổn định lớn Nói cách khác, câu hỏi trả lời: liệu xe có trở lại trạng thái ổn định ban đầu sau xáo trộn điều phụ thuộc vào cường độ điểm áp dụng xung động xáo trộn mức độ nào?��1 /��1 ��2 /��2 �1 �2 Để xây dựng quỹ đạo, vẽ isoclines máy bay Các đường thẳng điều chỉnh Eq (1l.1.94) với độ dốc giữ không đổi Ba isocline sau cung cấp đầy đủ thơng tin để vẽ khóa học ước tính quỹ đạo Chúng tơi có cho �1 , �2 ��2 /��1 �2 = ��: �2 = �� ��1 �1 + �1 − � �2 ��1 đánh chặn ngang: ��2 /��1 → �1 =− �� ��2 �2 + �2 + � �2 ��2 (11.1.95) (11.1.96) đánh chặn :45∘ ��2 /��1 = ��1 �1 ��2 �2 (11.1.97) = ��1 ��2 Hình 11.1-22 minh họa cách đường dây xây dựng Hệ thống hình 1l.1-17 với , xem xét Lưu ý đặc tính � = � = �� = 0.04rad� = 50 km/hlốp chuẩn hóa xuất sơ đồ bên trái để xây dựng đường thẳng Ba điểm giao isoclines điểm số Chúng tương ứng với điểm I, II III Hình 11.1-17 Điểm ổn định điểm tập trung (xoắn ốc) với cặp giải pháp phức tạp phương trình đặc trưng với phần thực âm Hai điểm không ổn định loại yên tương ứng với cặp giải pháp thực sự, số tích cực Hướng mà chuyển động theo quỹ đạo cịn câu hỏi cần kiểm tra Ngồi ra, với mục đích này, tập hợp trục thay có tọa độ (nhân với yếu tố) giới thiệu sơ đồ sau sử dụng mối quan hệ (1l.1.44).�� Từ phương trình ban đầu, thấy isocline tạo thành ranh giới khu vực với (được định (�� � ��)(�� � ��)� > 0� < 0Hình 1l.1-22) Bây 234 Downloaded by Hoc Vu (vuchinhhp7@gmail.com) lOMoARcPSD|22494962 thật dễ dàng để xác định hướng dọc theo quỹ đạo Chúng lưu ý hệ thống thể lĩnh vực thu hút giới hạn Các ranh giới gọi separatrices Một bên miền, chuyển động thấy tình khơng ổn định Vẫn xáo trộn hạn chế để kết điều kiện ban đầu biến trạng thái nằm ranh giới, điều kiện trạng thái ổn định đạt lần Đối với hệ thống có đặc điểm chuẩn hóa hiển thị khắp nơi độ dốc dương, đường cong xử lý phát sinh bao gồm nhánh thơng qua nguồn gốc Nếu đặc điểm trục sau (ít cuối cùng) cao đặc điểm trục trước, xe hiển thị (ít giới hạn) chất thiếu lái điểm số khơng ổn định khơng thể xảy Điều trường hợp vượt ban đầu, tốc độ tốc độ quan trọng Trong trường hợp vậy, lĩnh vực thu hút mặt lý thuyết không giới hạn để tất điều kiện ban đầu cuối đạt trạng thái cân ổn định Tên miền Hình 11.1-22 dường mở hai mặt có nghĩa điều kiện ban đầu, phạm vi giá trị định, không yêu cầu giới hạn để đạt đến điểm ổn định Rõ ràng, xung xáo trộn hoạt động phía trước trung (�/�)tâm trọng lực làm phát sinh kết hợp điều kiện ban đầu Trong Hình 11.1-23 11.1-24 ảnh hưởng gia tăng góc lái lề ổn định (khoảng cách điểm ổn định separatrix) hiển thị cho hai xe xem xét �Hình 11.1-20 Hệ thống hình 11.1-23 rõ ràng nhạy cảm nhiều Sự gia tăng (nhưng tăng tốc độ) làm giảm biên độ ổn định hồn toàn biến hai điểm số lẻ hợp (cũng điểm tương ứng I II đường cong xử lý ��Hình 11.1-17) tên miền bị phá vỡ Kết là, tất quỹ đạo bắt đầu separatrix thấp có xu hướng rời khỏi khu vực Điều dừng lại cách nhanh chóng giảm góc lái mở rộng đến xung quanh rad nhiều Tình hình thứ hai dường ổn định trở lại (tập trung) nêu trước Đối với xe thiếu láied �0.2Hình 11.1-24 ổn định thực tế luôn đảm bảo Để đánh giá cao sơ đồ pha, cần xác định trạng thái ban đầu sau hành động xung bên xe ( �� , �� xem Hình 11.1-25) Đối với xung lực tác động khoảng cách phía trước trọng tâm, gia tăng trở thành:���� dẫn đến hướng Δ� = �� � , Δ� = � � �Δ� � �� = Δ� � �2 (11.1.98) (11.1.99) 235 Downloaded by Hoc Vu (vuchinhhp7@gmail.com) lOMoARcPSD|22494962 Biểu đồ 11.1-22: Isoclines để xây dựng quỹ đạo mặt phẳng pha Biểu đồ 11.1-23: Ảnh hưởng việc đạo biên độ ổn định 236 Downloaded by Hoc Vu (vuchinhhp7@gmail.com) lOMoARcPSD|22494962 Con số cho thấy thay đổi vectơ trạng thái cho điểm ứng dụng hướng khác xung Rõ ràng, xung lực tác động phía sau (theo hướng ngoài) tạo thành xáo trộn nguy hiểm Mặt khác, xung lực tác động phía trước � �2 = �/� = �� trọng tâm khoảng nửa chừng từ trục trước dường khơng thể có điểm khởi đầu bên miền hấp dẫn cường độ xung lực Biểu đồ 11.1-24: Ảnh hưởng việc đạo biên độ ổn định Khi góc trượt trở nên lớn hơn, tốc độ chuyển tiếp u khơng cịn coi số lượng khơng đổi Sau đó, hệ thống mơ tả tập hợp phương trình thứ ba Trong báo Pacejka, giải pháp cho mơ hình tơ đơn giản trình bày cho góc ngáp >90 độ 11.1.3.4: Xe phanh lái xe Khi xe phải chịu lực theo chiều dọc kết hành động phanh lái xe bù đắp cho lực kéo gió theo chiều dọc xuống lên dốc, chuyển tải trước phía sau phát sinh (Hình 11.1-26) Sự thay đổi kết tải trọng bình thường lốp xe làm cho độ cứng vào cua lực bên đỉnh trục trước sau thay đổi Vì, giả định đây, vị trí phía trước phía sau trọng tâm khơng bị ảnh hưởng (khơng có chuyển động thể xe tương đối), mong đợi thay đổi hành vi xử lý định gia tăng giảm gradient đầu trang Ngoài ra, lực lái xe phanh theo chiều dọc làm phát sinh trạng thái trượt 237 Downloaded by Hoc Vu (vuchinhhp7@gmail.com) lOMoARcPSD|22494962 kết hợp, ảnh hưởng đến lực bên theo cách thể Hình 11.1-2 Đối với lực lái xe phanh vừa phải, ảnh hưởng lực lực bên tương đối nhỏ bị bỏ qua dịp Điều có nghĩa là, tại, độ cứng góc coi phụ thuộc vào tải trọng bình thường Sơ đồ phía bên trái ��Hình 1l.1-3 mơ tả biến thể điển hình độ cứng góc với tải dọc Việc chuyển tải từ trục sau sang trục trước lực dọc phía trước tác động trung tâm trọng lực độ cao mặt đường (có thể tương ứng với lực quán tính phanh) trở thành:�� ℎ�� Δ�� = ℎ � (11.1.100) � � Gradient thiếu lái đọc theo Eq (11.1.60): �= ��1� ��2� − C1 ��1 C2 ��2 (11.1.101) Tải trọng trục tĩnh tính theo phương trình (�zio (� = 1)11.1.59), tải trọng thực tế phía trước phía sau trở thành:��� ��1 = ��1� + Δ�� , ��2 = ��2� − Δ�� (11.1.102) Ở phanh vừa phải với giảm tốc, việc chuyển tải cịn nhỏ chúng tơi sử dụng xấp xỉ tuyến tính thay đổi độ cứng vào cua với tải thẳng đứng:− �� = �� /� �� = ��� + ���Δ��� with ��� = ∂�� ∂��� ���� (11.1.103) Gradient thiếu lái (11.1.101) thể dạng gia tốc theo chiều dọc (có thể là: trừ thành phần phía trước gia tốc �x trọng lực song song với đường) Chúng tơi nhận được: Hình 11.1-26: Ô tô chịu lực theo chiều dọc chuyển tải kết 238 Downloaded by Hoc Vu (vuchinhhp7@gmail.com) lOMoARcPSD|22494962 �� � với yếu tố định xấp xỉ thể như:� � = �� + � ℎ ��10 � = ��1 � C10 ℎ ��2� + ��2 � C2� (11.1.104) biểu thị giá trị ban đầu không bao gồm ảnh hưởng lực dọc Rõ ràng, thường tích cực, tăng tốc theo chiều dọc tiêu cực, tương ứng với phanh, dẫn đến giảm mức độ thiếu lái.�� ��1,2 �� Để minh họa độ lớn hiệu ứng, sử dụng giá trị tham số đưa Bảng 11.1-l (trên Eq (11.1.77)) thêm ví dụ: chiều cao độ cứng vào cua so với độ dốc tải Yếu tố kết dường lấy giá trị Điều tạo thành gia tăng tương đương với Rõ ràng, ảnh hưởng gradient thiếu lái đáng kể liên quan đến giá trị ban đầu ℎ = 0.6 m��� = 0.5C�� /���� � = 0.052�0.052�� /g�� �� = 0.0174 Như minh họa Hình 11.1-9 , lực bên đỉnh giảm lực lái phanh theo chiều dọc truyền qua lốp xe Điều có tác động đến sơ đồ xử lý kết phạm vi gia tốc bên cao Tình kết thể sơ đồ thứ hai thứ ba Hình 11.1-18 tương ứng với phanh (hoặc lái xe) phía trước phía sau tương ứng Vấn đề trở nên phức tạp đáng kể nhận bánh trước, thành phần lực dọc vng góc với trục x xe phải tính đến Rõ ràng, chúng tơi thấy phanh bánh trước, thành phần chống lại hiệu ứng vào cua lực bên làm cho xe Điều ngược lại xảy bánh xe điều khiển (thừa lái nhiều hơn) Ở phanh cứng, lên đến khóa bánh xe, ổn định khả lái xấu nghiêm trọng 11.1.3.5: Phương pháp thời điểm Các điều kiện vào cua trạng thái ổn định có thể, ổn định khơng ổn định, miêu tả sơ đồ xử lý Hình 11.1-17 Trong Hình 11.1-22 chuyển động có xu hướng khởi hành từ điều kiện trạng thái ổn định mô tả Những chuyển động coi xảy sau thay đổi đột ngột góc lái Tiềm có sẵn để chệch khỏi lượt ổn định phụ thuộc vào lề lực phía trước phía sau để tăng cường độ Đối với điểm đường cong xử lý, đánh giá mức độ động thời điểm tạo lực bên lốp trọng tâm xe Lưu ý điều kiện cân trạng thái ổn định, lực bên lốp cân với lực ly tâm thời điểm khơng Nói chung, đường cong xử lý giữ cho tốc độ di chuyển định Đó vậy, ví dụ, lực xuống khí động học điều cần thiết phân tích Trong Hình 11.1-27 , 239 Downloaded by Hoc Vu (vuchinhhp7@gmail.com) lOMoARcPSD|22494962 sơ đồ trình bày định sơ đồ Phương pháp khoảnh khắc Milliken (MMM) tính tốn cho tốc độ Khái niệm thời điểm lực ban đầu đề xuất W.F Milliken vào năm 1952 sau liên tục phát triển thêm nhân viên phịng thí nghiệm hàng khơng Cornell Milliken Research Associates Một mô tả chi tiết đưa sách Milliken.60mph Biểu đồ cho thấy đường cong thời điểm lốp kết so với lực bên lốp kết dạng không chiều Lực thời điểm kết kết lực bên cá nhân hành động từ mặt đất đến xe Để có độ xác cao hơn, người ta xem xét ảnh hưởng vệt khí nén Hai đường cong vẽ: cho giá trị khơng đổi góc trượt bên xe với góc vơ lăng làm thơng số cịn lại cho góc lái khơng đổi góc trượt khác Dọc theo trục ngang, thời điểm khơng có tình vào cua cân trạng thái ổn định tương ứng với đường cong xử lý Người ta quan sát thấy tốc độ không đổi xem xét sơ đồ, góc lái tăng lên tổng lực bên gia tốc bên chọn lớn cho thấy chuyển động ổn định Ở giới hạn (gần số 2) gia tốc bên trạng thái ổn định tối đa đạt Tại thời điểm đó, khả tạo khoảnh khắc tích cực cạn kiệt Chỉ có khoảnh khắc tiêu cực phát triển xe có xu hướng làm thẳng đường cong đàm phán Như thấy ����stw ��� Hình 11.1-18, sơ đồ thứ hai, cịn số lề lực bên lốp sau sử dụng để tăng gia tốc bên cách thoáng qua Tuy nhiên, đồng thời, xe ngáp ngồi thời điểm liên quan âm ( sơ đồ gần số 8) Làm để có điểm điểm cân gầncf số vấn đề Tay lái bánh sau lựa chọn lý thuyết rõ ràng Bằng cách đó, góc trượt xe góc lái phía trước khơng thay đổi góc lái phía sau tạo góc trượt lốp sau mong muốn Tất nhiên, sơ đồ cần phải điều chỉnh trường hợp tay lái bánh sau Một giải pháp thực tế đưa xe thái độ mong muốn cách gây thời gian ngắn phanh lớn trượt ổ đĩa phía sau làm giảm lực vào cua cho phép xe xoay góc trượt mong muốn đồng thời tay lái quay ngược lại để chí giá trị tiêu cực.�� � → 8∘ Sơ đồ, thực cốt truyện Gough thiết lập cho toàn xe góc lái khác nhau, đánh giá thực nghiệm thơng qua thí nghiệm ngồi trời nhà Trên mặt đất chứng minh, xe gắn bên cạnh xe tải hạng nặng phương tiện đường sắt đặt góc trượt khác lực thời điểm đo (thử nghiệm buộc) ���Hình 11.1-28 mơ tả máy xét nghiệm MMM phịng thí nghiệm đáng ý MTS Flat-Trac Roadway Simulator sử dụng bốn vành đai phẳng điều khiển điều khiển độc lập Chiếc xe bị hạn chế trọng tâm tự để lăn pitch 240 Downloaded by Hoc Vu (vuchinhhp7@gmail.com) lOMoARcPSD|22494962 Biểu đồ 11.1-28: Mô đường MTS Flat-Trac, Milliken (1995) 11.1.3.6: Sự kết hợp xe ô tô rơ moóc Trong phần này, thảo luận vai trò lốp xe liên quan đến hành vi động xe kéo rơ mc Cụ thể hơn, chúng tơi nghiên cứu chuyển động khơng ổn định xuất với kết hợp Các phương trình vi phân tuyến tính đủ để phân tích ổn định chuyển động thẳng phía trước Chúng ta lần sử dụng phương trình lagrange để thiết lập phương trình chuyển động Các phương trình ban đầu (11.1.25) sử dụng góc ngáp cho nhỏ Tọa độ tổng quát sử dụng để mơ tả vị trí bên xe góc ngáp xe rơ mc, tương ứng Tốc độ phía trước coi khơng đổi Đưa nhìn hàng đầu hệ thống với ba mức độ tự Tập hợp thay ba biến góc khớp nối vận tốc xe (một tham số) không kết nối với hệ thống trục quán tính định sử dụng sau Động cho hệ thống trở thành, bỏ qua tất điều khoản thứ tự cường độ thứ hai (sản phẩm biến):�, ��d�/d�( ≈ � ≈ �)�, ���(0, �, �) �= 1/2� �2 + �2 + 1/2��2 + 1/2�� �2 + (� − ℎ� − ��)2 + 1/2�� �2 Năng lượng tiềm 0: �=0 (11.1.107) 241 Downloaded by Hoc Vu (vuchinhhp7@gmail.com) (11.1.106) lOMoARcPSD|22494962 công việc ảo thực lực lượng tiếp xúc đường bên hoạt động ba trục có nội dung: �� = ��1 �(� + ��) + ��2 �(� − ��) + ��3 �(� − ℎ� − ��) (11.1.108) Với việc sử dụng eqs (11.1.25) (11.1.29) phương trình chuyển động sau thiết lập cho tọa độ tổng quát và:�, �� � + �� � − �� (ℎ� + �) = ��1 + ��2 + ��3 (11.1.109) �� + �� �2 � − �� � � − ℎ� =− ���3 � + �� ℎ2 � − �� ℎ(� − ��) = ���1 − ���2 − ℎ��3 (11.1.111) (11.1.110) Điều tạo thành hệ thống trật tự thứ sáu Bằng cách giới thiệu vận tốc thứ tự giảm xuống cịn bốn Ngồi ra, góc khớp nối sử dụng Chúng tơi có mối quan hệ���: � = �� + �, � = �, � = � − � Và với phương trình cho �, � và:� (11.1.12) � + �� (� + ��) − �� {(ℎ + �)� − ��} = ��1 + ��2 + ��3 (11.1.113) � + �� ℎ(ℎ + �) � − �� ℎ(� + �� + ��) = ���1 − ���2 − ℎ��3 (11.1.114) �� + �� �2 (� − �) + �� �(� + �� − ℎ�) = ���3 (11.1.115) Các thành viên cánh tay phải phải thể dạng biến chuyển động Với độ cứng góc trục chúng tơi có:�1 , �2 �3 � + �� � � − �� = C2 �2 =− C2 � � − ℎ� − �(� − �) = C3 �3 =− C3 +� � ��1 = C1 �1 =− C1 ��2 ��3 242 Downloaded by Hoc Vu (vuchinhhp7@gmail.com) (11.1.116) lOMoARcPSD|22494962 Biểu đồ 11.1-29: Mô hình đơn ca khúc kết hợp trailer tơ Từ tập hợp kết phương trình vi phân tuyến tính, phương trình đặc trưng bắt nguồn từ mức độ thứ tư Cấu trúc chung là: �0 �4 + �1 �3 + �2 �2 + �3 � + �4 = (11.1.117) Sự ổn định hệ thống điều tra cách xem xét phần thực nguồn gốc phương trình sử dụng criterium cho ổn định theo Routh-Hurwitz Theo tiêu chí này, hệ thống trật tự ổn định tất hệ số dương yếu tố định Hurwitz, v.v tích cực Đối với hệ thống thứ tư chúng tơi, tiêu chí hồn chỉnh cho ổn định đọc: ��� ��−1 , ��−3 �1 �0 �3 = �3 �2 �1 �4 �3 = �1 �2 �3 − �21 �4 − �0 �23 > �� > cho � = 0,1, …, (11.1.118) Trong Hình 11.1-30, ranh giới ổn định trình bày trục caravan góc độ cứng so với mặt phẳng thông số tốc độ Ba đường cong thuộc ba thông số khác cho vị trí trung tâm trọng lực đồn lữ hành khối lượng đoàn lữ hành hình Một kết quan trọng độ cứng góc thấp thúc đẩy bất ổn định dao động: tốc độ quan trọng vượt bất ổn xảy giảm Hơn nữa, xuất từ sơ đồ di chuyển trung tâm trọng lực đồn lữ hành phía trước (nhỏ hơn) ổn định hệ thống phản ánh tốc độ quan trọng lớn Một đoàn lữ hành nặng (lớn hơn) dường như��� ��� không tốt cho ổn định Hơn nữa, người ta tìm thấy chiều dài vẽ lớn g thuận lợi cho ổn định 243 Downloaded by Hoc Vu (vuchinhhp7@gmail.com) lOMoARcPSD|22494962 Nó loại bất ổn thứ hai xuất Điều xảy phần trọng lượng đoàn lữ hành hỗ trợ điểm khớp nối trở nên lớn Trọng lượng thêm cảm nhận xe kéo làm cho vượt giới hạn Tốc độ quan trọng liên quan đến tượng định sơ đồ đường thẳng đứng Sự bất ổn khác xảy (bắt đầu từ điều kiện ổn định) hệ số cuối trở nên tiêu cực, nghĩa �� = �4 < Sự không ổn định dao động liên quan đến tượng 'snaking' phát sinh (từ điều kiện ổn định) yếu tố định Hurwitz cao thứ hai trở nên tiêu cực, (sau ) Khi tốc độ quan trọng bị vượt qua, dao động tự kích thích tạo cho thấy biên độ trường hợp phi tuyến thực tế dường không tự giới hạn Điều trái ngược với trường hợp tượng shimmy bánh xe Nguyên nhân dao động snaking không giới hạn với biên độ tăng tăng góc trượt làm giảm độ cứng góc trung bình hậu đặc tính lực vào cua phi tuyến tính Từ sơ đồ, chúng tơi thấy điều làm cho tình hình ngày tồi tệ Như nhìn thấy từ mơ mơ hình xe / caravan đầy đủ, toàn kết hợp cuối bị lật đổ Một tác động khác việc giảm độ cứng vào cua trung bình xe di chuyển với tốc độ thấp tốc độ quan trọng, chuyển động thẳng phía trước ổn định ban đầu trở nên khơng ổn định thơng qua tác động nhiễu loạn bên ngồi (gió giật bên) góc trượt trục caravan trở nên lớn (vượt chu kỳ giới hạn không ổn định liên quan) Đây tình khơng may, nguy hiểm��−1 = �3 < 0�� < Hình 11.1-30: Ranh giới ổn định cho kết hợp caravan xe độ cứng vào cua caravan so với sơ đồ tốc độ quan trọng 244 Downloaded by Hoc Vu (vuchinhhp7@gmail.com) lOMoARcPSD|22494962 11.1.3.7: Động lực học xe điều kiện trượt lốp phức tạp Cho đến nay, vấn đề động lực học xe tương đối đơn giản nghiên cứu, lực vào cua trạng thái ổn định so với đặc điểm góc trượt đóng vai trị chủ đạo Tình hình trở nên phức tạp vấn đề trượt kết hợp phanh cứng, camber bánh xe, tính chất thống qua rung động lốp xe ví dụ: vượt chướng ngại vật xem xét 245 Downloaded by Hoc Vu (vuchinhhp7@gmail.com) lOMoARcPSD|22494962 Từ Vựng Rolling circumference: Chu vi lăn 26 Component: Thành phần Gear: Số 27 Grooves: Rãnh Intermediate values: Giá trị trung gian 28 Diagonally: Theo đường chéo Interpolated: Nội suy 29 Outwards: Hướng ngoại Dynamic radius: Bán kính động 30 Rims: Vành xe The degree of wear: Mức độ hao mòn 31 Light-commercial: Xe thương mại hang nhẹ The tolerances of the rolling circumference: Dung sai chu vi lăn 32 Trailers: Xe kéo Associated slip: Phiếu liên quan Actual speed: Tốc độ thực tế 33 Springing behaviour: Biểu chỗ nứt 34 Camber angle: Góc khum 35 Thickness variations: Độ dày khác 10 Max displayed value: Giá trị hiển thị tối đa 36 Mass variations: Các biến thể vật chất 11 Possible overall tolerance: Khả chịu đựng tổng thể 37 Stiffness variations: Các biến thể độ cứng 38 Imbalance: Mất cân 12 Manufacturer: Nhà sản xuất 39 Radial tire runout: Tỷ lệ chạy lốp 13 Speedometer: Đồng hồ đo tốc độ 40 Lateral tire runout: Lốp xe chạy ngang 14 Worn: Độ mòn 41 Lateral force variations: Các biến thể lực bên 15 Tolerances: Dung sai 42 Rolling resistance: Lực kháng lăn 16 the parameters: Những thông số 43 Diagonal ply tires: Lốp xe chéo 17 Height-to-width ratio: Tỷ lệ chiều cao với chiều rộng 44 Cross-ply tires: Lốp chéo 18 Mixture: Hỗn hợp 45 Spare tires: Lốp dự phòng 19 Transverse: Rãnh ngang 46 Durability: Độ bền 20 Water-drainage grooves: Rãnh thoát nước 47 Lateral forces: Lực bên lốp 21 Direction: Phương hướng 48 Inertia: Quán tính 22 Straight longitudinal grooves: Rãnh dọc thẳng 49 Agricultural vehicle : Xe công nông 23 Tread lugs: Gấu vai 51 Cap of the tire (protector): Nắp lốp 24 Brake-response: Phản ứng nhanh 52 Shoulder: Vai lốp 25 Transmission properties: Tính chất truyền tải 53 Breaker strip: Dải ngắt 50 Tire carcass: Xác lốp 246 Downloaded by Hoc Vu (vuchinhhp7@gmail.com) lOMoARcPSD|22494962 54 Skirting: Thành vòng 83 Alloy wheels: Bánh xe hợp kim 55 Flexing-zone : Vùng uốn cong 84 European Tire and Rim Technical Organization (ETRTO) 56 Wall rubber: Tường cao su 85 Height-to-width ratio: Tỷ lệ chiều cao chiều rộng 57 Inner lining: Lớp lót bên 58 Installation curve: Lắp đặt vòng cong 86 Designations: Chỉ định 59 Bead: Hạt 87 Dimensions: Kích thước 60 Bead core: Lõi hạt 88 Markings: Đánh dấu 61 Valve: van 89 Light commercial vehicle tires: Lốp xe thương mại nhỏ 62 Drop rim: Vành thả 90 Standardized speed categories: Các loại tốc độ tiêu chuẩn hóa 63 Ply rating: Loại ply 64 Flexing: Uốn cong 91 Reinforced: Gia cố 65 Radial ply tire : Lốp xe xuyên tâm 92 Load index: Chỉ số tải trọng 66 Substructure: Kết cấu phụ 93 Load capacities: Khả chịu tải 67 Steel radial tire : Lốp xe thép xuyên tâm 94 Inflation pressures: Áp lực lạm phát 68 Longitudinal oscillation: Dao động theo chiều dọc 95 Pressure determination: Xác định áp suất 69 Running tread: Lốp chạy 96 Pressure limit values: Giá trị giới hạn áp lực 70 Steel belt: Dây thép 97 Authorized rims: Mâm xe cho phép 71 Edge protection for the belt: Thành bảo vệ 98 Measuring rim: Mâm đo lường 72 Sidewall: Thành lốp xe 99 Static rolling radius: Bán kính lăn tĩnh 73 Substructure with two layers: Kết cấu phụ với hai lốp 100 Load capacity coefficient: Hệ số khả chịu tải 74 Cap: Nắp 101 Wheel camber: Góc bánh xe 75 Flipper: Bàn đẩy 102 Tyre performance: Hiệu suất bánh xe 76 Bead profile: Vạch hạt 103 Service life: Tuổi thọ 77 Core profile: Vạch lõi 104 Axle load: Tải trục 78 Tubeless tires: Lốp không ruột 105 Tyre load capacity designation: Chỉ định khả tải lốp 79 Tubed tires: Lốp có ruột 106 Determination: Xác định 80 Contour: Đường viền 107 Rolling circumference: Chu vi lăn 81 Mileage: Số dặm 108 Driving speed: Tốc độ lái xe 82 Aquaplaning: Trượt nước bánh xe 247 Downloaded by Hoc Vu (vuchinhhp7@gmail.com) lOMoARcPSD|22494962 248 Downloaded by Hoc Vu (vuchinhhp7@gmail.com)