Trong vài năm gần đây, nền kinh tế Việt Nam có những bước phát triển vượt bậc, đời sống người dân được nâng cao, cùng với việc chính phủ đang đầu tư rất nhiều vào quy hoạch và xây dựng hệ thống giao thông vận tải, đã khiến ô tô trở thành phương tiện đi lại tiện nghi và phổ biến, được nhiều người quan tâm. Không như các nước phát triển, với Việt Nam thì ôtô vẫn là chủ đề mới mẻ, đặc biệt là những ứng dụng công nghệ tiên tiến trên xe. Vì thế việc nghiên cứu về ô tô là rất cần thiết, nó là cơ sở để các nhà nhập khẩu cũng như các nhà sản xuất trong nước kiểm tra chất lượng xe khi nhập cũng như sau khi xe xuất xưởng, đồng thời trang bị kiến thức cho những người dân mua và sử dụng xe có hiệu quả kinh tế cao. Khi xe chuyển động trên đường, có rất nhiều yếu tố tác động như: tải trọng, vận tốc chuyển động, lực cản không khí, điều kiện mặt đường… những yếu tố này luôn thay đổi và gây ảnh hưởng không nhỏ tới quá trình chuyển động của xe. Chúng làm quá trình chuyển động của xe mất ổn định, gây mệt mỏi cho người sử dụng, làm giảm tuổi thọ của xe… và đặc biệt là gây mất an toàn tính mạng cho người ngồi trên xe. Với yêu cầu ngày càng cao của công nghệ vận tải về kỹ thuật cũng như về tính thẩm mỹ thì tính tiện nghi của ô tô ngày càng phải hoàn thiện hơn, đặc biệt là tính êm dịu chuyển động của xe để tạo cho con người cảm giác thoải mái khi ngồi trên xe, các nhà sản xuất xe hàng đầu thế giới đã và đang không ngừng nâng cao chất lượng sản phẩm của mình về kiểu dáng, độ bền, và đặc biệt sự tiện nghi, thân thiện mang lại sự thoải mái, an toàn cho người sử dụng. Và một trong những nghiên cứu nhằm đáp ứng những yêu cầu trên đó là nghiên cứu về hệ thống treo.
Mục tiêu nghiên cứu
Hệ thống treo đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự ổn định và an toàn của ô tô trong quá trình vận hành Việc tìm hiểu về hệ thống treo không chỉ giúp nâng cao kiến thức về xe mà còn cải thiện khả năng điều khiển và xử lý tình huống khi lái xe Nghiên cứu chi tiết về hệ thống này sẽ mang lại cái nhìn sâu sắc hơn về hiệu suất và tính năng của phương tiện.
Nghiên cứu, tìm hiểu về sự phát triển của hệ thống treo trên ô tô hiện nay
Phân tích cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của hệ thống treo
Hệ thống treo ô tô có vai trò quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất và sự thoải mái khi lái xe Bài viết này sẽ phân loại và so sánh các loại hệ thống treo khác nhau, giúp người đọc hiểu rõ hơn về chức năng và ưu nhược điểm của từng loại Qua đó, người tiêu dùng sẽ có cái nhìn tổng quan hơn về hệ thống treo, từ đó đưa ra quyết định thông minh hơn khi chọn xe.
Nội dung nghiên cứu
Tìm hiểu sâu về động lực của hệ thống treo trên xe ô tô
Kiểm nghiệm các thông số đo khi xe chuyển động trên đường
Mô phỏng hệ thống treo
Phân tích các hiện tượng hư hỏng, chưa hoàn thiện và giải pháp khắc phục
Phương pháp nghiên cứu
Sử dụng các thông có sẵn từ các hãng sản xuất
Bài viết này phân tích bài toán và mô phỏng hệ thống treo trên xe bằng mô hình động lực học Qua việc tổng kết kết quả, chúng tôi rút ra các kết luận quan trọng về hiệu suất và tính ổn định của hệ thống Phương pháp nghiên cứu được áp dụng sẽ giúp tối ưu hóa thiết kế và cải thiện khả năng vận hành của xe.
Kế thừa: thu nhập các thông số tài liệu của xe cụ thể
Mô phỏng: bằng phần mềm Carsim trên máy tính
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Giới thiệu về hệ thống treo trên xe Toyota Corolla Altis Hatchback
Corolla Altis sở hữu hệ thống treo trước kiểu Macpherson với thanh cân bằng và hệ thống treo sau bán phụ thuộc dạng thanh xoắn cũng kèm theo thanh cân bằng Cả hai hệ thống phanh đều là phanh đĩa, trong đó phanh trước được trang bị loại phanh đĩa tản nhiệt.
Hệ thống treo MACPHERSON
1.2.1 Mặt dây chuyền MACPHERSON là gì?
Hầu hết các xe hạng trung và bình dân hiện đại đều trang bị hệ thống khấu hao, trong khi các mô hình cao cấp hơn có thể sử dụng hệ thống treo khí hoặc các loại hệ thống khác.
Hình 1.1 Toyota Corolla Altis Hatchback 2019
Hệ thống treo MacPherson chủ yếu được ứng dụng trên bánh trước của xe, nhưng cũng có thể xuất hiện ở trục sau trong các hệ thống độc lập Đặc điểm nổi bật của hệ thống này là mỗi bánh xe đều có bộ phận lò xo chịu tải riêng, giúp xe vượt qua chướng ngại vật một cách mượt mà và nhanh chóng trở lại trạng thái ổn định trên đường.
Trước những năm 1940, vấn đề quan trọng được đặt ra là làm thế nào để cải thiện sự ổn định của thùng xe, đồng thời đảm bảo rằng mọi bất thường trên đường đều được cấu trúc khung xe hấp thụ một cách hiệu quả.
Vào thời điểm đó, một hệ thống treo kiểu xương đòn kép đã được phát triển, với thiết kế thanh chống do kỹ sư Earl MacPherson của hãng Ford Mỹ thực hiện.
14 giản hóa thiết kế của hệ thống treo xương đòn kép, nhà phát triển đã sử dụng một thanh chống chịu lực với một bộ giảm xóc
Quyết định sử dụng lò xo và bộ giảm xóc trong mô-đun đã giúp loại bỏ cánh tay trên khỏi thiết kế Hệ thống treo với loại thanh chống này lần đầu tiên xuất hiện trên chiếc ô tô sản xuất vào năm 1948, đó là chiếc Ford Vedette.
Chân đế đã trải qua quá trình cải tiến đáng kể, với nhiều sửa đổi được áp dụng bởi các nhà sản xuất từ đầu những năm 70 Mặc dù có sự đa dạng về mẫu mã, thiết kế và sơ đồ vận hành cơ bản vẫn giữ nguyên sự tương đồng.
Hệ thống MacPherson hoạt động dựa trên nguyên tắc giá đỡ được gắn cố định vào ổ trục phía trên, trong khi ở phía dưới, mô-đun được kết nối với khớp tay lái hoặc đòn bẩy.
Bộ giảm xóc được trang bị giá đỡ đặc biệt, cho phép ổ trục đi vào, giúp thanh chống quay theo chuyển động của bánh xe.
Khi xe gặp va chạm mạnh, bộ giảm xóc có nhiệm vụ làm mềm cú va chạm Tuy nhiên, hầu hết các bộ giảm xóc không được trang bị lò xo hồi vị, dẫn đến việc thân xe vẫn giữ nguyên vị trí Nếu xe giữ nguyên vị trí này, bánh xe sẽ mất độ bám, gây ra tình trạng xe bị chùng xuống.
Lò xo trong hệ thống treo đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường, giúp phục hồi nhanh chóng vị trí của bộ giảm sóc Nó đảm bảo rằng thanh giảm chấn trở lại trạng thái ban đầu, tối ưu hóa hiệu suất và độ ổn định của xe.
Chỉ sử dụng lò xo để giảm chấn động khi lái xe qua các đoạn đường xóc có thể gây ra hiện tượng lắc lư mạnh cho thùng xe, khiến hành khách trong cabin dễ bị say sóng, đặc biệt sau những chuyến đi dài.
Hệ thống treo MacPherSon hoạt động theo nguyên tắc sau:
Phần ổ trục phía trên được cố định bằng giá đỡ, trong khi mô đun phía dưới gắn trên khớp tay lái hoặc đòn bẩy Khi xe xảy ra va chạm, bộ giảm xóc có tác dụng làm mềm, giúp thân xe giữ nguyên vị trí và duy trì độ bám.
Lò xo và van điều tiết trong hệ thống đóng vai trò quan trọng trong việc khôi phục sự tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường Chúng giúp nhanh chóng đưa bộ giảm xóc trở về vị trí ban đầu, đảm bảo hiệu suất lái xe ổn định và an toàn.
1.2.5 Ưu và nhược điểm của hệ thống treo MACPHERSON Ưu điểm
Thanh chống trong hệ thống treo MacPherson đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc va chạm của xe, giúp các xe trang bị hệ thống này, kết hợp với thanh chống trên hệ thống treo xương đòn kép, có khả năng tránh tai nạn tốt hơn Nghiên cứu cho thấy, các dòng xe như Honda Accord, Honda Civic và Mercedes E-Class đã cải thiện đáng kể tỷ lệ va chạm khi được trang bị thanh chống.
Thiết kế đơn giản không chỉ nâng cao tốc độ sản xuất ô tô với số lượng lớn mà còn ảnh hưởng đáng kể đến cảm giác lái và khả năng xử lý của xe Đặc biệt, với những mẫu xe có động cơ đặt phía sau như Porsche 911, thiết kế này còn cải thiện không gian chở hàng, mang lại sự tiện lợi cho người sử dụng.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Khái niệm
Hệ thống treo là bộ phận quan trọng của xe, kết nối khung ô tô với cầu trước và cầu sau, giúp xe vận hành êm ái và ổn định Nó cũng có vai trò trong việc truyền lực và mô-men từ bánh xe lên khung, đảm bảo bánh xe hoạt động đúng quy trình.
Cấu tạo
Hệ thống treo có cấu tạo gồm 3 bộ phận khác nhau Mỗi bộ phận lại đảm nhận một nhiệm vụ riêng biệt, cụ thể như sau:
Bộ phận đàn hồi trên ô tô hiện nay rất đa dạng, bao gồm lá nhíp, lò xo, thanh xoắn và hệ thống khí nén trên các mẫu xe hạng sang Những bộ phận này có vai trò quan trọng trong việc tạo điều kiện cho dao động của bánh xe theo phương thẳng đứng, từ đó đảm bảo độ êm ái và ổn định cho xe khi vận hành.
Bộ phận đàn hồi có vai trò quan trọng trong việc hấp thụ tác động từ mặt đường, giúp giảm thiểu ảnh hưởng lên khung xe và cho phép bánh xe dao động linh hoạt Nó nâng đỡ toàn bộ trọng lượng của xe, đảm bảo cho việc di chuyển êm ái và thoải mái cho hành khách bên trong Bộ phận đàn hồi có nhiều dạng khác nhau.
• Nhíp: thường sử dụng trên những chiếc xe tải vì chúng chịu được tải cao nhưng độ êm dịu thấp
• Lò xo: thường sử dụng trên xe con nhờ công nghệ đơn giản, độ êm dịu tốt tuy nhiên khó bố trí
• Thanh xoắn: được sử dụng trên nhiều dòng xe con, công nghệ chế tạo phức tạp nhưng bù lại dễ bố trí, độ êm dịu cũng tốt
• Khí nén: thường sử dụng trên những chiếc xe hơi hạng sang, xe tải hoặc xe bus
• Cao su: dạng này ít gặp nhất trong tất cả các dạng của bộ phận đàn hồi
Hình 2.1 Bộ phận đàn hồi lò xo
Hình 2.2 Bộ phận đàn hồi khí nén
Bộ phận giảm chấn, còn gọi là giảm xóc hoặc phuộc, có vai trò quan trọng trong việc dập tắt dao động của bánh xe và thân xe, giúp cải thiện độ bám đường và mang lại cảm giác lái êm ái hơn Hệ thống giảm xóc lò xo lá thường được sử dụng với lá nhíp, trong khi các loại giảm xóc khác như giảm xóc dầu, giảm xóc gas và giảm xóc hơi được phân loại theo cấu tạo của bộ phận giảm chấn thủy lực.
Bộ phận giảm chấn có 2 loại:
Giảm chấn thủy lực là loại giảm chấn phổ biến trên hầu hết các dòng xe hiện nay, hoạt động dựa vào ma sát giữa các lớp dầu lỏng để giảm thiểu dao động Loại giảm chấn này được chia thành hai loại chính: giảm chấn dạng ống và giảm chấn dạng đòn.
Giảm chấn ma sát là phương pháp sử dụng ma sát giữa các lá nhíp để giảm chấn cho xe Tuy nhiên, loại giảm chấn này không phổ biến do tính ổn định không cao.
Hầu hết các xe hiện nay đều trang bị hệ thống giảm chấn thủy lực với piston và xi-lanh, trong khi một số ít sử dụng giảm chấn cơ bằng lá nhíp Bộ phận giảm chấn này có vai trò quan trọng trong việc triệt tiêu dao động giữa bánh xe và thân xe, đảm bảo bánh xe bám đường tốt và giảm thiểu hiện tượng rung lắc khi di chuyển.
Hình 2.3 Bộ phận giảm chấn
Bộ phận dẫn hướng là thành phần quan trọng giúp xe di chuyển ổn định và êm ái bằng cách giữ cho xe dao động trong mặt phẳng thẳng đứng Nó không chỉ đảm bảo tính chất chuyển động đúng đắn của khung vỏ xe mà còn tiếp nhận và truyền lực, mô men giữa bánh xe và khung vỏ, góp phần vào sự chắc chắn và an toàn khi vận hành.
Có 2 kiểu dẫn hướng chính là dùng nhíp (đối với xe tải) và dùng các cơ cấu tay đòn (xe con) Và tương ứng với việc bố trí và sắp xếp các tay đòn mà hãng sản xuất sẽ tạo ra những kiểu hệ thống treo khác nhau như hệ thống treo MacPherson, hệ thống treo tay đòn kép (double wishbone), hệ thống treo đa liên kết (multi-link),…
Hình 2.4.Bộ phận dẫn hướng
Chức năng
Hệ thống treo ô tô, nhờ sự phối hợp hoàn hảo của ba bộ phận chính, thực hiện nhiều nhiệm vụ quan trọng Nó không chỉ chịu trọng lượng của xe mà còn đảm bảo bánh xe di chuyển theo phương thẳng đứng.
Hệ thống treo đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ bám và ma sát của bánh xe với mặt đường, giúp xe linh hoạt trong các tình huống như phanh, vào cua, tăng tốc và chuyển hướng Bộ phận này không chỉ mang lại sự vận hành êm ái và ổn định cho xe mà còn đảm bảo an toàn và thoải mái tối đa cho hành khách.
Phân loại
Trên thị trường hiện nay có nhiều loại hệ thống treo thông dụng sau đây:
2.4.1 Hệ thống treo phụ thuộc
Hệ thống treo phụ thuộc kết nối với thân xe qua thanh dầm cầu, cho phép bánh xe dao động và ảnh hưởng lẫn nhau Một số dạng hệ thống treo phụ thuộc phổ biến hiện nay bao gồm hệ thống treo liên kết Satchell, lá nhíp và liên kết Watt.
Hệ thống treo phụ thuộc, với cấu tạo đơn giản và độ bền cao, thường được sử dụng cho xe tải và ô tô có khung vỏ rời Mặc dù có sức chịu tải tốt, nhược điểm lớn nhất của hệ thống này là xe di chuyển khá rung và thiếu êm ái, khiến nó kém hấp dẫn hơn so với các hệ thống treo khác.
Hình 2.5.Hệ thống treo phụ thuộc
2.4.2 Hệ thống treo độc lập
Hệ thống treo độc lập cho phép các bánh xe di chuyển tách biệt khỏi thân xe, giúp chúng hoạt động tự do mà không ảnh hưởng lẫn nhau Điều này mang lại khả năng kiểm soát tốt hơn cho xe Các kiểu hệ thống treo độc lập nổi bật hiện nay đang được áp dụng rộng rãi.
MacPherson, hệ thống treo tay đòn kép (double wishbone), hệ thống treo đa liên kết (multi-link),…
Hệ thống treo độc lập có cấu trúc phức tạp và trọng tâm xe thấp, giúp cải thiện khả năng bám đường và mang lại độ êm ái khi vận hành Hiện nay, loại hệ thống treo này đang được ưa chuộng trên thị trường ô tô.
Hình 2.6.Hệ thống treo độc lập
2.4.3 Hệ thống treo bán độc lập
Hệ thống treo bán độc lập, hay còn gọi là hệ thống treo chùm xoắn, cho phép hai bánh xe di chuyển độc lập nhưng vẫn có sự ảnh hưởng lẫn nhau Loại hệ thống treo này thường xuất hiện phổ biến dưới dạng thanh xoắn kết hợp với thanh cân bằng.
Hình 2.7.Hệ thống treo bán độc lập
MÔ PHỎNG TRÊN CARSIM
Giới thiệu về phần mềm Carsim
CarSim là phần mềm do Tập đoàn Mechanical Simulation (USA) phát triển, chuyên về động lực học xe và được thành lập vào năm 1996 Tập đoàn này có nguồn gốc từ Trường Đại học của Viện nghiên cứu giao thông vận tải Michigan (UMTRI) Với hơn 30 năm kinh nghiệm, Mechanical Simulation (USA) đã khẳng định vị thế của mình trong việc xây dựng và phát triển các phần mềm mô phỏng động lực học xe.
CarSim là phần mềm mô phỏng động lực học xe dựa trên định hướng tính năng, dùng công nghệ VehicleSim (VS) với những đặc điểm sau:
• Được phát triển liên tục kể từ năm 1990
• Dùng mô hình toán học dạng tham số để tái tạo hành vi động lực học cấp độ hệ thống
• Giao diện người dùng đồ họa (GUI) dễ sử dụng, công cụ VS Visualizer cho phép xem mô phỏng với đồ thị và hình ảnh động thực tế
3.1.2 Dữ liệu đầu vào dạng đồ họa
Bài viết này bao gồm cơ sở dữ liệu mô hình xe, dữ liệu đầu vào kiểm soát như tốc độ, lái, phanh, van ga, mô hình lái xe và thông tin bề mặt đường Ngoài ra, nó cũng đề cập đến các thiết lập mô phỏng, bao gồm thời gian bắt đầu, khoảng cách và tần suất mô phỏng.
• Cơ sở dữ liệu được tổ chức với hơn 175 nhóm dữ liệu dạng màn hình đồ họa
• Mỗi màn hình truy cập một thư viện các bộ dữ liệu
• Điều hướng như một trình duyệt web
• Dùng thực đơn kéo xuống để chọn bộ dữ liệu từ thư viện
• Màn hình hiển thị dữ liệu trong ngữ cảnh
• Trợ giúp trực tuyến cho tất cả điều khiển
• Dễ dàng sao chép các bộ dữ liệu hiện có và thực hiện thay đổi
• Các lần chạy quá khứ là một phần của cơ sở dữ liệu CarSim
3.1.3 Bộ giải mô hình toán học của xe Đảm nhiệm việc giải các phương trình vi phân mô tả các trạng thái động lực học của xe theo các biến trạng thái đầu vào Được nghiên cứu và phát triển liên tục bởi Trường Đại học của Viện nghiên cứu giao thông vận tải Michigan (UMTRI) từ năm
Từ năm 1990 đến nay, công nghệ đã phát triển mạnh mẽ, hỗ trợ các mô hình toán học với độ chính xác cao Điều này không chỉ cải thiện hiệu suất tính toán song song mà còn giảm thiểu sai số, nâng cao độ tin cậy của phần mềm và tăng tốc độ tính toán.
3.1.4 Các biến trạng thái của mô hình CarSim
• 6 bậc tự do của khối lượng treo
• 4 bậc tự do lắc trục/lắc hệ thống treo
• 4 bậc tự do quay bánh xe
• Bậc tự do quay động cơ
• 14 trạng thái động lực phụ:
• 8 trạng thái động lực lốp
• Hệ thống treo và tuân thủ hệ thống lái
3.1.5 Bộ hiển thị kết quả chạy mô phỏng
• Hiển thị kết quả bằng hình ảnh động 3D trực quan và đồ thị
Có khả năng vẽ đồ thị dựa trên các biến tùy chọn với hơn 500 bộ biến khác nhau Ngoài ra, người dùng có thể xuất dữ liệu sang các phần mềm như MatLab và Excel.
Hình 3.1: Hình ảnh chạy mô phỏng
3.1.6 Các lĩnh vực ứng dụng của CarSim
• Kiểm soát ổn định điện tử
• Kiểm soát hành trình thích ứng
• Hệ thống treo chủ động
• Hệ thống lái trợ lực điện tử
• Kéo rơ moóc chống lắc
• Bộ mô phỏng lái xe
• Công nghệ trợ giúp lái xe tiên tiến (ADAS)
• Công nghệ tương tác Xe-Xe (Vehicle-to-Vehicle V2V)
• Công nghệ tương tác Xe-Hạ tầng (Vehicle-to-Infrastructure V2I)
• Nghiên cứu tiết kiệm nhiên liệu
3.1.7 Các khả năng của CarSim
• Dự đoán chuyển động tổng thể của xe đối với:
• Tương tác với nền đường và không khí
• Rất chính xác đối với các thử nghiệm mức độ hệ thống cho:
• Phanh, thiết bị lái, gia tốc, độ ổn định
• Các thử nghiệm liên quan đến hệ thống xe
• Rất dễ học và sử dụngNhanh, hỗ trợ phần cứng trong vòng lặp (HIL) thời gian thực
• Làm việc tốt với các phần mềm thứ ba: MatLab, Simulink…
Cài đặt thông số xe vào Carsim
Thông số xe Toyota Corolla Altis Hatchback
Khối lượng được treo 1240 kg
Chiều dài cơ sở 2600 mm
Khoảng cách 2 bánh xe phía trước 1470 mm Khoảng cách 2 bánh xe phía sau 1460 mm
Khoảng sáng gầm xe 149 mm
Khối lượng không được treo cầu trước 71 kg Khối lượng không được treo cầu sau 81 kg
Hệ thống treo cầu trước Treo độc lập
Hệ thống treo cầu sau Treo độc lập Độ cứng lò xo cầu trước 26000 N/m Độ cứng lò xo cầu sau 28000 N/m
Hệ số giảm chấn cầu trước 2800 Ns/m
Hệ số giảm chấn cầu sau 3000 Ns/m
Momen quán tính KLĐT quanh trục X 536.6 k/m 2
Momen quán tính KLĐT quanh trục Y 1536.7 k/m 2
Momen quán tính KLĐT quanh trục Z 1536.7 k/m 2
Khi khởi động carsim sẽ xuất hiện giao diện home trong carsim
Hình 3.2: Giao diện chính carsim
Giao diện cho phép người dùng thay đổi các thông số cơ bản của xe, bao gồm thông số cầu trước, cầu sau và loại lốp.
Hình 3.4: Giao diện thay đổi thông số cơ bản của xe
Hình 3.5: Giao diện tùy chỉnh thông số cầu trước Ở giao diện này ta điều chỉnh khối lượng không được treo, khoảng cách giữa 2 bánh xe
Hình 3.6: Giao diện tùy chỉnh thông số cầu sau
Tiếp theo ta điều chỉnh thông số của hệ thống treo ở 2 cầu xe
Hình 3.7: Giao diện tùy chỉnh thông số hệ thống treo cầu trước
Hình 3.8: Giao diện tùy chỉnh thông số hệ thống treo cầu sau
Mô phỏng và phân tích
TH1: Mô phỏng xe chạy trên đường nhựa mấp mô
Hình 3.9: Giao diện tùy chỉnh đường nhựa mấp mô Ở loại đường này chúng em cho xe chạy 15 giây với vận tốc cố định là 35km/h
Hình 3.10: Hình ảnh trực quan về đường nhựa mấp mô
Hình 3.11: Xe đi qua đường nhựa mấp mô
Đồ thị trong hình 3.12 thể hiện biên độ dao động của lốp xe khi di chuyển qua các mấp mô, với biên độ dao động theo hình sin Điểm cao nhất đạt 0,104m và điểm thấp nhất là -0,065m, cho thấy sự thay đổi liên tục của mặt đường mà các bánh xe tiếp xúc.
37 về sau đồ thị càng dốc hơn, mật độ dao động cao, nhưng biên độ đồ thị ngày càng nhỏ dần
Hình 3.13: Đồ thị biểu diễn biên độ dịch chuyển thẳng đứng của bộ giảm chấn theo thời gian
Biên độ dao động của cầu trước lớn hơn cầu sau, với cầu trước dao động từ -39mm đến 38mm, trong khi cầu sau dao động từ -30mm đến 30mm, do sự khác biệt về khối lượng treo Trong khoảng thời gian từ giây thứ 13 đến giây thứ 21, mật độ đồ thị dày đặc hơn, nhưng biên độ dao động của cả hai cầu không thay đổi nhiều.
Đồ thị gia tốc thẳng đứng của tâm khối lượng treo cho thấy giá trị dao động trong khoảng từ -0,5 đến một mức nhất định, phản ánh sự thay đổi của lực tác động lên khối lượng trong quá trình treo.
Từ khoảng giây thứ 16 đến thứ 22, mặt đường trở nên dày đặc hơn, ảnh hưởng đến gia tốc thẳng đứng của tâm khối lượng Trong 4 giây đầu tiên, mặt đường vẫn ổn định, dẫn đến sự dao động không nhiều của gia tốc này.
Hình 3.15: Đồ thị biểu diễn lực pháp tuyến lên các bánh xe theo thời gian
Lực pháp tuyến tác động lên cầu trước khi xe di chuyển ổn định lớn hơn cầu sau, nguyên nhân là do sự chênh lệch khối lượng giữa hai cầu xe Từ giây thứ 10 trở đi, dao động của cầu trước có biên độ nhỏ hơn nhiều so với cầu sau, điều này thể hiện rõ qua mật độ đồ thị của cả hai cầu.
2 cầu đều rất lớn corolla altis_duongmapmo.vsrap
Video mô phỏng xe chạy trên đường nhựa mấp mô
TH2: Xe chạy qua đường cong lớn
Hình 3.16: Thiết lập đường cong lớn
-Ở đây chúng em cho xe chạy trên đường cong lớn với tốc độ ổn định 70 Km/h cùng với đó có sự nghiêng nhẹ của mặt đường
-Do xe đi qua khúc cua lớn cộng với độ nghiêng của mặt đường nên lực tác dụng lên các bánh xe sẽ khác nhau
Hình 3.17: Lực thẳng đứng tác dụng lên 4 bánh xe khi chạy trên đường cong
Hình 3.18: Lực thẳng đứng khi xe tiến vào đường cong
Khi xe vào đường cong, do phần đường bên trái cao hơn bên phải, lực thẳng đứng tác động lên hai bánh xe bên trái sẽ tăng lên, trong khi đó lực tác động lên hai bánh xe bên phải sẽ giảm xuống.
Hình 3.19: Lực thẳng đứng khi xe ra khỏi đường cong
Khi xe ra khỏi đường cong, lực thẳng đứng tác động lên bốn bánh sẽ trở lại trạng thái như khi xe chưa vào khúc cua, vì mặt đường không còn chênh lệch về độ cao như trước.
42 đường cong Lúc đó lực thẳng đứng 2 bánh bên trái sẽ giảm xuống và 2 bánh bên phải sẽ tăng lên
Hình 3.20: Độ nén của lò xo ở 4 bánh xe khi chạy trên đường cong
-Độ nén của lò xo sẽ phụ thuộc vào lực thẳng đứng tác dụng lên nó
Hình 3.21: Độ nén của lò xo khi xe tiến vào đường cong
Độ nén lò xo ở hai bánh xe bên trái tăng lên do lực thẳng đứng tác động tăng, trong khi độ nén lò xo ở hai bánh xe bên phải giảm xuống do lực thẳng đứng tác động giảm.
Hình 3.22: Độ nén của lò xo khi xe ra khỏi đường cong
Khi xe ra khỏi đường cong, lực tác dụng lên hai bánh trái giảm, dẫn đến độ nén của lò xo ở bánh trái cũng giảm Ngược lại, độ nén của lò xo ở hai bánh phải sẽ tăng do lực thẳng đứng gia tăng.
Hình 3.23: Lực giảm chấn tác dụng lên 4 bánh xe khi chạy trên đường cong
-Lực giảm chấn sẽ xuất hiện khi có sự thay đổi về lực ở các bánh xe cụ thể là khi lực tác dụng lên nó tăng
Hình 3.24: Lực giảm chấn tác dụng lên 2 bánh bên trái khi chạy trên đường cong
Hình 3.25: Lực giảm chấn tác lên 2 bánh xe bên trái khi tiến vào đường cong
Khi xe vào đường cong, lực thẳng đứng tác động lên hai bánh bên trái tăng lên, dẫn đến việc giảm chấn hoạt động mạnh mẽ hơn Điều này giúp cải thiện độ êm ái và sự ổn định của xe trong quá trình di chuyển.
Hình 3.26: Lực giảm chấn tác dụng lên 2 bánh bên trái khi xe đã chạy ổn định trong đường cong
Sau khi xe đạt được sự ổn định khi di chuyển trên đường cong trong khoảng thời gian từ giây thứ 6 đến 8, lực giảm chấn gần như giữ nguyên do sự thay đổi của lực thẳng đứng tác động lên xe là rất nhỏ.
Hình 3.27: Lực giảm chấn tác dụng lên bánh bên phải khi chạy trên đường cong
Hình 3.28: Lực giảm chấn tác dụng lên 2 bánh bên phải khi xe tiến vào đường cong
Khi xe vào đường cong, lực tác dụng lên hai bánh bên trái sẽ có xu hướng tăng nhẹ trước khi giảm xuống, do đó lực giảm chấn cũng sẽ tương tự, đầu tiên tăng lên rồi sau đó giảm.
Hình 3.29: Lực giảm chấn tác dụng lên 2 bánh bên phải khi xe đã chạy ổn định trong đường cong
-Cũng như 2 bánh bên trái, khi xe đã chuyển động ổn định trong đường cong giây thứ 6-8 thì lực giảm chấn gần như không đổi
DUONG CONG - Simulink and LabVIEW Models.vsrap
Video mô phỏng đường cong
TH3: Xe chạy qua vấu lồi 3,5cm
Hình 3.30: Thiết lập đường có vấu lồi 3,5cm
Chúng em cho xe chạy với tốc độ 40km/h trên mặt đường bằng phẳng, không có độ nghiêng và có vấu lồi 3,5cm Vì không có độ nghiêng, lực tác dụng lên hai bánh ở cầu trước là giống nhau.
Hình 3.31: Biểu đồ lực thẳng đứng
-Khi chuyển động trên cung đường thẳng thì lực đứng của 2 bánh cầu trước và sau gần như không đổi
Khi xe di chuyển qua vấu lồi, lực thẳng đứng tác động lên cầu sau khoảng 10.000N lớn hơn lực thẳng đứng tác động lên cầu trước chỉ 7.000N Nguyên nhân một phần là do cầu sau có khối lượng lớn hơn cầu trước.
Hình 3.32: Biểu đồ lực giảm chấn
Khi xe đi qua vấu lồi, lực thẳng đứng tác dụng lên cầu trước nhỏ hơn cầu sau, nhưng lực giảm chấn của cầu trước (~4000N) lại lớn hơn cầu sau (~3250N) Điều này xảy ra vì khi đi qua vấu lồi, giảm chấn ở cầu trước đã giảm bớt một phần lực tác động lên xe, do đó cầu sau chỉ cần giảm chấn thêm một phần lực để xe có thể di chuyển êm dịu.
VAU LOI - Simulink and LabVIEW Models.vsrap
Video mô phỏng xe chạy qua vấu lồi