Do an tot nghiep tran thanh van222

đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC

Lời nói đầu

Chương I Tổng quan về hệ thống treo trên ôtô 1 Công dụng, phân loại, yêu cầu của hệ thống treo

1.1 Công dụng của hệ thống treo

1.2.Cấu tạo hệ thống treo

1.3 Phân loại hệ thống treo

1.4.Yêu cầu của hệ thống treo

2 Các chỉ tiêu đánh giá hệ thống treo

2.1.Độ êm dịu chuyển động

2.2.Độ an toàn chuyển động

2.3.Không gian làm việc của hệ thống treo

3 Hệ thống treo và các tồn tại

4 Hệ thống treo tích cực và bán tích cực

4.1 Hệ thống treo bán tích cực

4.2 Hệ thống treo tích cực

Chương II Mô hình dao động hệ thống treo tích cực 1 Xây dựng mô hình dao động ô tô

1.1 Các giả thiết khi xây dựng mô hình

1.2 Mô hình dao động 1/4 xe

2.Phương trình dao động

2.1 Hệ thống treo bị động ( Passive Suspensions)

2.2 Hệ thống treo tích cực ( Active Suspensions)

Chương III Điều khiển hệ thống treo tích cực bằng thuật toán H2 - H

1 Cơ sở lý thuyết điều khiển bền vững

1.1 Khái niệm điều khiển bền vững

1.2 Chuẩn của tín hiệu

1.3 Không gian chuẩn Hardy

2 Bộ điều khiển tối ưu LQR/LQG

3 Bộ điều khiển bền vững

3.1 Bài toán H2

3.2 Bài toán H

Chương IV :Khảo sát dao động ôtô

1 Mô hình toán học

2 Lựa chọn đối tượng khảo sát

3 Kết quả khảo sát

3.1 Không có điều khiển

3.2 Điều khiển bằng thuật toán bền vững H2 - H∞

Kết luận

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 4.1: Thông số kĩ thuật của ô tô khảo sát………

Bảng 4.2: Thông số kĩ thuật của hệ thống treo bị động………

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 : Cấu tạo hệ thống treo………

Hình 1.2 Phần tử đàn hồi kiểu khí………

Hình 1.3 Giảm chấn ống đơn………

Hình 1.4 Bộ phận dẫn hướng ở hệ thống treo độc lập………

Hình 1.5 : Thanh ổn định………

Hình 1.6 Hệ thống treo phụ thuộc (1) và hệ thống treo độc lập (2)…………

Hình 1.7 Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng phần tử đàn hồi nhíp………

Hình 1.8 Hệ thống treo phụ thuộc 4 thanh nối sử dụng phần tử đàn hồi lò xo xoắn… Hình 1.9 Hệ thống treo độc lập lọai hình thang………

Hình 1.10 Hệ thống treo độc lập lọai Mac Pherson………

Hình 1.11 Sự phụ thuộc của hệ số giảm chấn đến độ an toàn và êm dịu trong chuyển động của ôtô………

Hình 1.12: Ưu điểm của xe trang bị hệ thống treo có điều khiển………

Hình 1.13: Đường đặc tính của giảm chấn trên hệ thống treo bán tích cực…………

Hình 1.14 Sơ đồ mô phỏng cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ phận sinh lực

Hình 1.15.Cấu tạo giảm chấn MR………

Hình 1.16 Đặc tính của giảm chấn từ hóa………

Hình 1.17 Giảm chấn thủy lực có van tiết lưu thay đổi kiểu On-Off………

Hình 1.18 Giảm chấn CDC………

Hình 2.1: Mô hình dao động 1/4 xe

Hình 2.2: Mô hình hệ thống treo bị động………

Hình 2.3: Mô hình hệ thống treo tích cực………

Hình 3.1 Sơ đồ bài toán LQR………

Hình 3.2: Sơ đồ bài toán H2

Hình 3.3 Cấu trúc mô hình bài toán H2 ………

Hình 4.1: Đặc tính tần số - biên độ dịch chuyển thân xe (không gian làm việc)… Hình 4.2: Đặc tính tần số - biên độ khả năng bám đường (độ an toàn)………

Hình 4.3: Đặc tính tần số - biên độ gia tốc thân xe………

Hình 4.4: Đặc tính biên độ - thời gian không gian làm việc………

Hình 4.5: Đặc tính biên độ - thời gian gia tốc thân xe………

Hình 4.3: Đặc tính biên độ - thời gian khả năng bám đường………

Hình 4.7: Đặc tính tần số - biên độ dịch chuyển thân xe………

Hình 4.8: Đặc tính tần số - biên độ độ khả năng bám đường ………

Hình 4.9: Đặc tính tần số - biên độ gia tốc thân xe………

Hình 4.10: Đặc tính biên độ - thời gian không gian làm việc ………

Hình 4.11: Đặc tính biên độ - thời gian độ an toàn ………

Hình 4.12: Đặc tính biên độ - thời gian gia tốc thân xe………

Hình 4.13: Đặc tính tần số - biên độ dịch chuyển thân xe………

Hình 4.14: Đặc tính tần số - biên độ khả năng bám đường………

Hình 4.15: Đặc tính tần số - biên độ gia tốc thân xe………

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay nền công nghiệp ôtô trên thế giới đang phát triển rất mạnh mẽ, cáchãng ôtô tập trung nghiên cứu theo hướng nâng cao tính tiện nghi, độ an toàn chuyểnđộng, thân thiện với môi trường nhằm đem lại cảm giác thoải mái nhất cho ngườingồi trên xe

Hệ thống treo là một hệ thống quan trọng của ôtô, nó liên quan mật thiết tới độ

an toàn và độ êm dịu chuyển động của ôtô, hệ thống treo có điều khiển đã phần nàothỏa mãn được các chỉ tiêu trên Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển củacông nghệ thông tin, kĩ thuật tính toán và kĩ thuật điều khiển, hệ thống treo điều khiểnkhông ngừng được hoàn thiện về mô hình cũng như kĩ thuật điều khiển

Chính vì vậy em đã mạnh dạn đi sâu nghiên cứu đề tài  Điều khiển hệ thống

treo tích cực bằng thuật toán H 2 - H 

Mục tiêu nghiên cứu:

Xây dựng cơ sở toán học điều khiển bền vững bằng thuật toán H 2 - H cho hệthống treo tích cực nhằm nâng cao độ êm dịu và an toàn chuyển động Đánh giá ưu

điểm của hệ thống treo tích cực có điều khiển bằng thuật toán H 2 - H so với hệthống treo bị động

Đối tượng nghiên cứu:

Nghiên cứu phương pháp điều khiển hệ thống treo tích cực nhằm nâng cao độ êmdịu và độ an toàn chuyển động của ô tô

Phương pháp nghiên cứu :

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với mô phỏng trên máy tính bằng phầnmềm Matlab

Nhiệm vụ nghiên cứu:

- Tìm hiểu các loại giảm chấn bán tích cực, tích cực

- Xây dựng cơ sở toán học điều khiển bền vững bằng thuật toán H 2 - H cho hệthống treo tích cực

- Xây dựng mô hình điều khiển hệ thống treo tích cực – mô hình 1/4 khối lượng

- Khảo sát , đánh giá độ êm dịu chuyển động của ôtô có hệ thống treo tích cực có

điều khiển bằng thuật toán H 2 - H

Kết cấu đề tài:

Bao gồm 4 chương:

Chương I: Tổng quan về hệ thống treo trên ôtô.

Giới thiệu tổng quan về hệ thống treo bao gồm: cấu tạo của hệ thốngtreo và cách phân loại hệ thống treo

Chương II: Mô hình dao động hệ thống treo tích cực.

Xét mô hình dao động một phần tư khối lượng xe

Chương III: Thuật toán điều khiển H 2 - H .

Xây dựng các phương trình toán học của thuật toán

Chương IV: Khảo sát dao động ôtô

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Tuấn Anh đã hướng dẫn tậntình để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn cùngnhóm đã chia sẽ những khó khăn trong khi thực hiện đồ án

Sinh viên thực hiện

Trần Thanh Văn

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN ÔTÔ

1.1 Công dụng của hệ thống treo

Hệ thống treo là hệ thống liên kết đàn hồi giữa bánh xe với khung xe hoặc vỏ xe,

có công dụng:

 Nâng cao tính êm dịu bằng việc giảm tải trọng động từ mặt đường truyền qualốp

 Dập tắt dao động của thân xe, đảm bảo độ ổn định chuyển động

 Truyền lực và mômen tác động giữa bánh xe và khung xe

Hình 1.1 : Cấu tạo hệ thống treo

1.2 Cấu tạo hệ thống treo

1.2.2 Bộ phận giảm chấn

Bộ phận giảm chấn có nhiệm vụ hấp thụ năng lượng cơ học sinh ra giữa bánh xe

và khung xe, dập tắt các dao động tự do thẳng đứng của ôtô.

Theo kết cấu có giảm chấn đòn và giảm chấn ống, ngày nay hầu hết các loại hệ

ống có ưu điểm là trọng lượng nhẹ, áp suất làm việc bé hơn , bố trí gọn gàng, thoátnhiệt tốt.

Hình 1.5 : Thanh ổn định

3.2 Phân loại hệ thống treo

Hệ thống treo được cấu thành chủ yếu từ ba bộ phận là bộ phận giảm chấn, bộ phận dẫn hướng, bộ phận đàn hồi Người ta căn cứ vào từng bộ phận để phân loại hệ thống treo:

 Theo bộ phận dẫn hướng của hệ thống treo gồm: Hệ thống treo độc lập và hệthống treo phụ thuộc

 Căn cứ vào phần tử giảm chấn hệ thống treo gồm: Giảm chấn thuỷ lực và giảm

 Căn cứ theo phần tử đàn hồi hệ thống treo bao gồm: Loại nhíp, loại lò xo, loạithanh xoắn, loại cao su, khí ,thủy lực và lọai liên hợp

Trong mỗi hệ thống treo kể trên mỗi loại có những ưu nhược điểm riêng tuỳ theomục đích nghiên cứu Căn cứ vào bộ phận dẫn hướng, hệ thống treo được mô tả quahình sau:

Hình 1.6 Hệ thống treo phụ thuộc (1) và hệ thống treo độc lập (2)

1.3.1 Hệ thống treo phụ thuộc

Hệ thống treo phụ thuộc được sử dụng nhiều trên xe vận tải, hành khách và một

số ôtô du lịch Cả hai bánh xe được đỡ bằng một hộp cầu xe hoặc dầm cầu xe Vì thế

cả hai bánh cùng chuyển động với nhau

 Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, ít chi tiết, vì thế dễ bảo dưỡng Có độ cứng vững để

chịu được tải nặng Khi xe vào đường vòng, thân xe ít bị nghiêng Định vị củacác bánh xe ít thay đổi do chuyển động lên xuống của chúng, nhờ thế lốp xe it

bị mòn

 Nhược điểm: Do phần khối lượng khung được treo lớn nên độ êm dịu của xe

kém Đồng thời do chuyển động của bánh xe phải và trái có ảnh hưởng lẫnnhau nên dễ xuất hiện dao động và rung động

Loại lò xo lá (nhíp)

Nhíp vừa đóng vai trò là phần tử đàn hồi vừa đóng vai trò là phần tử dẫn hướng Loại này được sử dụng chủ yếu trên hệ thống treo sau của xe chở hàng và xe tải do cókết cấu đơn giản, cứng vững, dễ bảo dưỡng tuy nhiên lại có trọng lượng lớn, độ bền thấp

Hình 1.7 Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng phần tử đàn hồi nhíp

 Loại 4 thanh nối

Hình 1.8 Hệ thống treo phụ thuộc 4 thanh nối sử dụng phần tử đàn hồi lò xo xoắn.

Các đòn treo điều khiển trên và dưới được lắp vào thân xe theo chiều dọc và mộtđòn khác được lắp theo chiều ngang, một đầu vào thân xe một đầu vào cầu xe So với

hệ thống treo phụ thuộc sử dụng phần tử đàn hồi nhíp thì loại này mang lại tính êmdịu chuyển động cao hơn, có trọng lượng nhỏ, tuổi thọ cao Được sử dụng nhiều trên

hệ thống treo sau của các xe 1 khoang, SUV

1.3.2 Hệ thống treo độc lập:

Hệ thống treo độc lập được sử dụng nhiều ở ôtô du lịch và một số loại ôtô vậntải, thường dùng ở các cầu dẫn hướng xe con nhằm làm êm dịu vận hành, tính điềukhiển, và tính ổn định của ô tô Mỗi bánh xe được lắp trên một tay đỡ riêng gắn vàothân xe

Ưu điểm: Khối lượng không được treo nhỏ nên xe chạy êm hơn Các lò xo không

liên quan đến việc định vị bánh xe, vì thế có thể sử dụng các lò xo mềm Vìkhông có trục nối giữa các bánh xe bên phải và bên trái nên sàn xe và động cơ cóthể hạ thấp xuống Điều này có nghĩa là trọng tâm của xe sẽ thấp hơn

Nhược điểm: Cấu tạo khá phức tạp Khoảng cách và định vị của bánh xe bị thay

đổi cùng với chuyển động lên xuống của bánh xe Nhiều kiểu xe có trang bịthanh ổn định để giảm hiện tượng xoay đứng khi xe quay vòng và tăng độ êmdịu của xe

 Hệ thống treo độc lập loại hình thang

Bao gồm các đòn treo trên và dưới Loại này có độ cứng vững cao, đỡ chắc chắncác bánh xe Do việc bố trí hệ thống treo này có thể được thiết kế tự do, nên đem lạitính êm dịu chuyển động và ổn định chuyển động tốt

Hình 1.9 Hệ thống treo độc lập lọai hình thang

 Hệ thống treo độc lập loại thanh giằng Mac Pherson

Hình 1.10 Hệ thống treo độc lập lọai Mac Pherson

Đây là loại hệ thống treo không sử dụng đòn treo trên, do đó nó có cấu tạo đơngiản hơn so với loại hình thang Dễ dàng bảo dưỡng do có cấu tạo đơn giản, được sửdụng chủ yếu cho hệ thống treo trước

1.4 Yêu cầu của hệ thống treo

 Đảm bảo cho ôtô có tính năng êm dịu tốt khi xe chạy trên đường nhấp nhô cũngnhư bằng phẳng

 Dập tắt nhanh các dao động của thùng xe và vỏ xe

 Khi quay vòng hoặc khi phanh thì thùng xe không bị nghiêng

 Đảm bảo động học đúng của các bánh dẫn hướng khi chúng daođộng trong mặt phẳng thẳng đứng

 Truyền lực và mô men giữa bánh xe và vỏ

2 CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG TREO.

2.1 Độ êm dịu chuyển động

Gia tốc dao động là thông số quan trọng đánh giá độ êm dịu chuyển động, baogồm gia tốc theo phương dọc thân xe, gia tốc theo phương ngang và theo phươngthẳng đứng Trong đó gia tốc theo phương thẳng đứng z s ảnh hưởng nhiều nhất đếnsức khỏe con người, được xác định bằng công thức:

2 0

 Dễ chịu : 0,1 (m/s2)

1 ( ) 2 1. 2.0

T

     (1.1) Trong đó: Fzt : Tải trọng tĩnh

F zd : Tải trọng động F zd = Fzt + F d

F d : Lực động giữa bánh xe với mặt đường

Tải trọng tĩnh của xe dễ dàng xác định được từ trọng lượng của ôtô và tọa độtrọng tâm theo hướng dọc xe Xác định lực động Fd phức tạp hơn vì nó phụ thộc vàotính chất dao động của ôtô, vận tốc chuyển động và độ mấp mô của biên dạng đường

2.3 Không gian làm việc của hệ thống treo

Được đánh giá bằng giá trị bình phương trung bình của dịch chuyển tương đốigiữa khối lượng được treo và khối lượng không được treo z z càng nhỏ càng tốt

z = 1( s u)2 ( )d t

T z  z (1.2)

Trong đó zs, zu là dịch chuyển thẳng đứng của khối lượng được treo và khối lượngkhông được treo

3 HỆ THỐNG TREO VÀ CÁC TỒN TẠI

Hiện nay hệ số cản giảm chấn trên hệ thống treo bị động ( Passive suspensions)

vẫn còn tồn tại mâu thuẫn giữa độ an toàn và độ êm dịu chuyển động của ôtô Khi hệ

số cản giảm chấn thấp thì độ êm dịu chuyển động tăng nhưng độ an toàn chuyển độnggiảm Ngược lại khi hệ số cản giảm chấn cao thì độ êm dịu giảm nhưng độ an toàncao, điều đó được thể hiện qua đồ thị hình 1.11

Hình 1.11 Sự phụ thuộc của hệ số giảm chấn đến độ an toàn và êm dịu trong chuyển động của ôtô.

Ôtô dao động chủ yếu do kích thích từ mấp mô biên dạng mặt đường Hệ thốngtreo bị động được coi là tốt nhất chỉ ứng với một loại đường nhất định Do vậy để thỏamãn các chỉ tiêu độ êm dịu và độ an toàn chuyển động trên tất cả các loại đường khácnhau thì các đặc tính của hệ thống treo phải thay đổi trong quá trình ôtô chuyển động.Điều đó chỉ có thể thực hiện ở hệ thống treo có điều khiển, tùy thuộc vào khả năngđiều khiển các thông số của hệ thống treo điều khiển mà người ta chia làm hai loại:

Hệ thống treo bán tích cực và hệ thống treo tích cực

4 HỆ THỐNG TREO TÍCH CỰC VÀ BÁN TÍCH CỰC

Hệ thống treo có điều khiển đã được nghiên cứu và phát triên từ khá lâu, ngàycàng được hoàn thiện Với ưu điểm vượt trội so với hệ thống treo bị động, đã có rấtnhiều hãng xe đưa hệ thống treo có điều khiển vào sử dụng trên các loại xe của mình.Với hệ thống treo này người lái có thể dùng công tắc để lựa chọn một trong hai chế

độ lực giảm chấn của giảm chấn: bình thường hay thể thao Lực giảm chấn sau đó được tự động điều chỉnh đến một trong ba chế độ: mềm, trung bình, cứng nhờ ECU ( Electronic Control Unit – Bộ điều khiển điện tử ) Ưu điểm này được thể hiện qua

hình sau:

Hình 1.12: Ưu điểm của xe trang bị hệ thống treo có điều khiển

 Điều khiển chống chúi đuôi xe: Nó hạn chế việc đuôi xe bị chúi khi khởi hành

hoặc khi tăng tốc đột ngột Lúc này ECU đặt lực giảm chấn ở chế độ cứng làm ổnđịnh chuyển động của xe

 Điều khiển chống lắc ngang: Nó giới hạn độ nghiêng ngang của xe khi quay vòng

hoặc đi trên đường ngoằn nghèo, lúc đó lực giảm chấn đặt ở chế độ cứng vì vậy cảithiện được tính ổn định điều khiển

 Chống chúi mũi: Hạn chế mũi xe chúi xuống khi phanh Lúc này lực giảm chấn

đặt ở chế độ cứng, làm ổn định chuyển động của xe

 Điều khiển tốc độ cao: Khi xe chạy với tốc độ cao, lực giảm chấn được đặt ở chế

độ trung bình, cải thiện khả năng điều khiển

 Chống chúi đuôi khi chuyển số: Nó hạn chế việc chúi đuôi của những xe có hộp

số tự động khi khởi hành Khi tay số được chuyển đến các vị trí khác từ số N hay P,

lực giảm chấn được đặt ở chế độ cứng

4.1 Hệ thống treo bán tích cực (Semi Active Spensions )

Hệ thống treo bán tích cực là hệ thống treo tương tự như hệ thống treo bị độngnhưng khác ở chỗ hệ thống treo bán tích cực có hệ số giảm chấn thay đổi được Hệthống treo bán tích cực với giảm chấn tích cực chỉ có nhiệm vụ dập tắt dao động củathân xe nên đòi hỏi năng lượng cung cấp cho hệ thống ít hơn so với hệ thống treo tíchcực, đồng thời nó có khả năng cách ly dao động tốt hơn so với hệ thống treo bị động.Đây chính là ưu điểm của loại hệ thống treo này

Kết cấu của giảm chấn tích cực tương tự như kết cấu của giảm chấn thôngthường nhưng đặc tính của giảm chấn tích cực có thể thay đổi nhờ sự thay đổi tiếtdiện van tiết lưu hoặc thay đổi độ nhớt của môi chất công tác

Dưới đây là đường đặc tính của giảm chấn tích cực sử dụng trên hệ thống treobán tích cực

Hình 1.13: Đường đặc tính của giảm chấn trên hệ thống treo bán tích cực

Như vậy ta thấy hệ thống treo bán tích cực chỉ làm việc hiệu quả khi các đường đặc tính của giảm chấn nằm trong góc phần tư thứ I và III, hay khi tích của lực cản giảm chấn và tốc độ dịch chuyển Piston lớn hơn 0 Khi giá trị của tích này nhỏ hơn 0, hệ thống treo bán tích cực không còn tác dụng điều khiển (khi đó Fd=0) Đây cũng là nhược điểm lớn nhất của hệ thống treo này, điều này đòi hỏi cần có một loại hệ thống treo hoàn hảo hơn, có thể điều khiển được trong bất kì trường hợp nào Và hệ thống treo tích cực đã đáp ứng được vấn đề này.

4.2 Hệ thống treo tích cực (Active Spensions)

Hệ thống treo tích cực có thể hiểu là hệ thống treo mà các chỉ số của bộ phậnđàn hồi và bộ phận giảm chấn có thể thay đổi được tùy theo biên dạng mặt đường

So với hệ thống treo bị động hay bán tích cực, trên hệ thống treo tích cực có thêm

một bộ phận sinh lực ( force actuator), bộ phận này có thể tạo ra lực được điều khiển

một cách liên tục về cả chiều và độ lớn để thay đổi giá trị của hệ số giảm mà không

phụ thuộc chuyển vị tương đối hay vận tốc của các bộ phận trong hệ thống treo Vìvậy nó có đặc tính tốt hơn so với hệ thống treo bán tích cực

Hình 1.14 mô phỏng cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ phận sinh lực

Hệ thống treo tích cực còn hỗ trợ thêm cho các bộ phận được điều khiển khác ởtrên xe Đó có thể là hiệu ứng khi phanh, làm hạn chế chúi đầu khi phanh, nó cũnghạn chế dao động lắc của xe mang lại cho hành khách cảm giác êm dịu tốt nhất

Hình 1.14 Sơ đồ mô phỏng cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ phận sinh lực.

4.3 Một số loại giảm chấn tích cực

Với giảm chấn tích cực, hệ số cản giảm chấn có thể thay đổi được, qua đó lực giảm chấn được thay đổi tùy theo điều kiện làm việc của xe

4.3.1 Giảm chấn từ hóa MR (Magneto-Rhelogical)

Chất từ hóa là chất liệu đặc trưng bởi sự thay đổi thuộc tính từ học ( độ co giãn,

độ dẻo hay độ nhớt ) dưới tác dụng của điện từ Chất lỏng từ hóa có chứa các hạtnhiễm từ, các hạt nhiễm từ này thường là các hạt gốc cacbony tạo thành dung dịch từhóa Kết cấu giảm chấn MR được thể hiện trên hình 1.15 Thân Piston có chứa cuậncảm, thông qua sự thay đổi dòng điện đi vào các cuận cảm làm từ trường trong xilanhthay đổi Từ trường này làm thay đổi tính nhớt của chất lỏng MR, là nguyên nhân gâythay đổi áp lực dòng chất lỏng qua lỗ tiết lưu, áp lực thay đổi tỉ lệ trực tiếp với sự dịchchuyển cần Piston Như vậy thông qua việc điều chỉnh dòng điện chạy vào cuận cảm

ta đã điều chỉnh được hành trình của Piston

Hình 1.15.Cấu tạo giảm chấn MR

Quan hệ giữa lực giảm chấn và độ dịch chuyển của Piston thông qua sự thay đổicường độ dòng điện đưa vào cuận cảm được thể hiện qua đường đặc tính sau

Hình 1.16 Đặc tính của giảm chấn từ hóa

4.1.2 Giảm chấn thủy lực có van tiết lưu thay đổi kiểu On - Off.

Trên hình 1.17 là kết cấu giảm chấn tích cực của hãng TOYOTA Kiểu giảmchấn này khác với kiểu thông thường ở chỗ lực giảm chấn có thể thay đổi bằng cáchđóng mở các lỗ tiết lưu phụ Cần piston và van quay (chúng quay cùng một cụm vớicần điều khiển) có các lỗ tiết lưu ở 3 mức Khi van quay quay các lỗ tiết lưu được mở

và đóng, và lực giảm chấn thay đổi theo 3 trạng thái: mềm, trung bình, cứng

Hình 1.17 Giảm chấn thủy lực có van tiết lưu thay đổi kiểu On-Off a) Kết cấu; b) Các chế độ giảm chấn ; c) Đường đặc tính 1: Nắp; 2,3: Phớt chắn dầu; 4: Lò xo; 5: ống dẫn hướng ; 6: Vỏ ngoài; 7:Xilanh; 8: Cần điều khiển; 9:Cần Piston; 10: Van quay; 11: Piston; 12,13,14: Lỗ tiết lưu phụ ; 18,22: Lỗ tiết lưu;

16: Đế van; 17: Lò xo; 19: Van giảm tải; 20: Tai nối 21: Van nạp

4.1.3 Giảm chấn CDC (Continuous Damping Control)

Hình 1.18 Giảm chấn CDC.

CDC là loại giảm chấn điều khiển điện tử, có van tiết lưu được đóng mở một

cách liên tục Việc điều khiển van tiết lưu được thực hiện nhờ ECU, ECU sẽ tính toán

lựcgiảm chấn cần thiết qua đó sẽ đưa ra tín hiệu đóng mở van tiết lưu Điều này đượcthực hiện một cách liên tục trong suốt quá trình họat động của giảm chấn Cốt lõi củaloại giảm chấn này là tỷ lệ giữa các van, tùy thuộc vào vị trí giữa các van mà mở racho đường dầu được mở rộng (ta có giảm chấn mềm) hay mở hẹp ( giảm chấn cứng)

CHƯƠNG II

MÔ HÌNH DAO ĐỘNG HỆ THỐNG TREO TÍCH CỰC

2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH DAO ĐỘNG ÔTÔ

1.1 Các giả thiết khi xây dựng mô hình

Tùy theo mục đích nghiên cứu có thể xây dựng mô hình dao động ô tô trong mặtphẳng dọc, mặt phẳng ngang, hoặc trong không gian Mô hình dao động ô tô được xâydựng phải thoả mãn yêu cầu: sát với thực tế, đơn giản, thuận tiện trong tính toán vàkết quả thu được chính xác nhất Khi xây dựng mô hình dao động ô tô cần một số giảthiết Những giả thiết này làm cho quá trình nghiên cứu, tính toán đơn giản hơn, songkhông làm mất đi tính tổng quát của bài toán và đảm bảo độ chính xác cần thiết Cácgiả thiết cơ bản khi xây dựng mô hình như sau:

 Dao động ô tô được nghiên cứu trong phạm vi dao động tuyến tính và được xéttrong mặt phẳng dọc và ngang

 Phần tử đàn hồi và giảm chấn đều có đường đặc tính tuyến tính

 Coi mặt đường không biến dạng ô tô chuyển động thẳng đều các bánh xe lăn

không chuyển và luôn tiếp xúc với mặt đường Bỏ qua các nguồn kích động

trên xe và coi nguồn kích động duy nhất là sự mấp mô của mặt đường

 Bỏ qua khối lượng của cánh tay đòn và xem khớp quay là chốt

1.2 Mô hình dao động 1/4 xe

Mô hình 1/4 xe được dùng để khảo sát dao động của khối lượng được treo vàkhông được treo trên một trục khi chúng dao động độc lập, mô hình vật lý dao động1/4 xe được thể hiện trên hình 2.1

Hình 2.1: Mô hình dao động 1/4 xe.

Có thể chia mô hình dao động 1/4 xe thành các phần tử: bánh xe; khối lượngkhông được treo; hệ thống treo và phần tử khối lượng được treo

 Phần tử bánh xe có hai kích thích đầu vào là dịch chuyển của khối lượng không

được treo và chiều cao mấp mô biên dạng đường Đầu ra là lực tương tác vớikhối lượng không được treo và cũng là lực tương tác với đường

 Phần tử khối lượng không được treo có hai kích thích đầu vào là lực tương tác

với hệ thống treo và lực tương tác với lốp Đầu ra là dịch chuyển thẳng đứngcủa khối lượng không được treo

 Phần tử hệ thống treo có hai kích thích đầu vào là dịch chuyển của khối lượng

được treo trên trục và dịch chuyển khối lượng không được treo Đầu ra là lựctương tác với khối lượng được treo cũng như lực tương tác với khối lượngkhông được treo

 Phần tử khối lượng được treo là phần tử có một bậc tự do dịch chuyển theo

phương thẳng đứng

q : Mấp mô biên dạng mặt đường.

Phương trình dao động của khối lượng được treo:

F = k (z - z ) s s u ks

ks

+

F ks

F =k.(z-q)uuku