Tiếp đến là đặt các điều kiện đầu vào cho bài toán: − Chọn Generic Engine để chọn những thông số cơ bản của động cơ: − Sau khi click ta sẽ được những thông số như sau: Trang 8 + Công s
HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC
Cơ sở lý thuyết
Bộ ly hợp nằm trung gian giữa động cơ và hộp số Nhờ có bộ ly hợp xe mới có thể chuyển sốđược Kể cả khi xe đang chạy nó làm ngắt hoàn toàn các khớp bánh răng truyền lực Giúp xe chuyển số mượt mà, êm ái, đảm bảo sự vận hành liên tục của xe
Hộp số có nhiệm vụ phân phối lực nhiều hay ít từ động cơ tới các bánh xe Hộp số được phân làm 2 loại hộp số tự động và hộp số sàn Với hộp số sàn thì người lái hoàn toàn phải vào số bằng tay Ngược lại với xe hộp số tựđộng tất cả quy trình sang sốđều tựđộng
Trong hệ thống truyền lực ô tô không phải trục truyền lực nào cũng được làm thẳng hàng Tuy nhiên lực phân phối vẫn phải được cung cấp đều cho mỗi bánh xe Do vậy cần một bộ phận để giải quyết vấn đềnày Và đó là nhiệm vụ của trục các đăng.
Bộ vi sai là bộ phận kết nối cuối cùng trước khi lực truyền từ động cơ tác động tới các bánh xe Nó vẫn đóng vai trò cầu nối trung gian truyền lực Ngoài ra nó còn có chức năng điều khiển tốc độ vòng quay của bánh xe trái phải một cách độc lập
Chức năng này phát huy tác dụng khi xe vào cua Nếu xe cua phải thì tốc độ vòng quay bánh ngoài cùng bên trái sẽđược điều chỉnh tăng lên Vòng quay bánh phải giảm đi do vậy lốp xe sẽ ít phải tiếp xúc với mặt đường hơn Tăng tuổi thọ của lốp, xe vào cua êm ái, an toàn hơn. lOMoARcPSD|39150642
Mô phỏng
− Sau đó sẽ có cửa sổ hiện lên như sau:
Bước 2: Thực hiện các Bước mô hình hóa (Modeling) đểđược hình mô phỏng như sau:
Bước 3: Lập mô hình mô phỏng
Sau khi vẽxong sơ đồ, ta có mô phỏng như hình vẽ Tiếp đến là đặt các điều kiện đầu vào cho bài toán:
− Chọn Generic Engine để chọn những thông sốcơ bản của động cơ:
− Sau khi click ta sẽđược những thông sốnhư sau: lOMoARcPSD|39150642
+ Công suất và số vòng quay: Ta chọn thông số dựa trên thông số xe mà mình chọn để tham khảo mô phỏng Ởđây ta chọn xe tham khảo có thông sốnhư hình
+ Thông số mô men quán tính: Ta chọn Engine inertia (quán tính động cơ) là 0.2 , Initial velocity (vận tốc ban đầu) là 800
− Số vòng quay nhỏ nhất: Ta chọn 100 rpm
− Tiếp theo ta sẽ cài đặt thông số ly hợp Torque Converter Nhấn vào biểu tượng như hình dưới rồi cài đặt thông số: lOMoARcPSD|39150642
− Click vào Simple gear để chọn thông số hộp số: Cài đặt tỷ số truyền hộp số là 2
− Click vào Differential (Bộ vi sai) để chọn thông số cầu chủđộng sau: lOMoARcPSD|39150642
− Chọn Tyre để chọn thông số của bánh xe Để bán kính lăn của bánh xe là 0.3m Không chọn quán tính bánh xe
− Sau cùng, ta chọn vào “Vehicle body” bên dưới để chọn thông số thân xe:
+ Number of wheels per axle (Số bánh trên mỗi trục): 2
+ Horizontal distance from CG to front axle (Khoảng cách từ trọng tâm đến trục xe trước): 1.4
+ Horizontal distance from CG to rear axle (Khoảng cách từ trọng tâm đến trục xe sau): 1.6 lOMoARcPSD|39150642
+ CG height above ground (Độ cao của trọng tâm): 0.5
+ Gravitational acceleration (Gia tốc trọng trường): 9.81
Bước 4: Chạy ta được đồ thị
Kết luận
Đồ thị trên cho ta thấy sự tăng tốc của xe từ 0 đến 10km/h trong vòng 10s Nếu như ta tăng Engine inertia (quán tính động cơ), Initial velocity (vận tốc ban đầu) thì tốc độ của xe sẽtăng lên trong khoảng thời gian đang xét.
Thông qua bài 1 thực hiện mô hình hóa mô phỏng HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC trên ô tô bằng phần mềm Matlab-Simulink, giúp em hiểu rõ hơn về cái thành phần cấu thành lên một hệ thống truyền lực trên ô tô, hiểu rõ hơn về quá trình truyền và biến đổi Mô men trên xe thông qua việc nhận xét và phân tích kết quả chạy từ môi trường Simscape của Matlab-Simulink lOMoARcPSD|39150642
HỆ THỐNG TREO
HỆ THỐNG TREO 1/4
2.1 Cơ sở lí thuyết treo
2.1.1 Phương trình động lực học
Mô hình 1/4 xe được dùng để khảo sát dao động của khối lượng được treo và không được treo trên một trục khi chúng dao động độc lập, mô hình vật lý dao động 1/4 xe thể hiện trên hình dưới Có thể chia mô hình dao động 1/4 xe thành các phần tử: bánh xe; khối lượng không được treo; hệ thống treo và phần tử khối lượng được treo Z C k F(t) m 0 Hình 6.26 Mô hình hệ thống treo đơn Fqt F(t) Fc Fk 95 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 với khối lượng không được treo và cũng là lực tương tác với đường
2.1.2 Phương trình động lực học của hệ thống:
2.2 Thông số đầu vào treo mu = 2200 ms = 220
-ms.Z’’s – Ks(Z’s – Z’u) – Cs(Zs – Zu) = 0
-mu.Z’’u+ Ks(Z’s – Z’u) + Cs(Zs – Zu) –Kt(Z’u - q’) – Ct(Zu – q) = 0
− Bước 1: Khởi động matlab bằng cách nhấn biểu tượng matlab trên màn hinhd window
− Bước 2: Tạo thư mục treo1/2 để lưu lại bài làm
− Bước 3: Nhập thông sốđầu vào Có hai cách để nhập thông sốđầu vào: + Cách 1: Nhập trực tiếp tại màn hình Command Window lOMoARcPSD|39150642
+ Cách 2: Nhập thông số tạo Mfile
Lưu ý khi nhập thông số dạng này thì cần lưu chung file matlab và file simulink trong cùng một thư mục và cùng tên thì quá trình mô phỏng mới có thể chạy được
− Bước 4: Khởi động simulink bằng cách chọn biểu tượng simulink như trên hình và tạo file mô phỏng mới bằng cách chọn Blank Model
− Bước 5: Dựa trên phương trình động lực học xây dựng sơ đồ Simulink
Có 2 cách lấy các sơ đồ khối:
+ Cách 1: Vào thư viện Library
+ Cách 2: Gõ tên khối trực tiếp trên màn hình lOMoARcPSD|39150642
2.3.2 Mô phỏng hệ thống treo 1/4
− Bước 1: Xây dựng sơ đồ mô phỏng như hình dưới
− Bước 3: Tạo khối Subtract và Gain để tạo công thức:
− Bước 4: Tương tự bước 3, chúng ta lần lượt tạo các khối Subtract và
Gain để tạo công thức:
− Bước 5: Tạo các khối Subtract và Gain để tạo công thức:
− Bước 6: Tạo khối Subtract và Gain để tạo công thức:
− Bước 7: Tạo khối Subtract và Gain để tạo công thức:
− Bước 8: Tạo khối Step và Derivative (đạo hàm) để tạo q và đạo hàm q’: lOMoARcPSD|39150642
− Bước 9: Tạo khối Subtract và Gain để tạo công thức:
− Bước 10: Tạo khối Subtract và Gain để tạo công thức:
− Bước 11: Tạo khối Subtract và Gain để tạo công thức:
− Bước 12: Ta nối 1/ms với đầu vào Zs’’, 1/mu với đầu vào Zu’’ để tạo công thức: lOMoARcPSD|39150642
− Bước 13: Sắp xếp lại các khối cho logic và đẹp
− Bước 14: Tạo tín hiệu đầu vào cho khối Step 1 và chạy mô phỏng bằng cách ấn nút run
− Bước 15: Xuất kết quả mô phỏng và kiểm tra kết quả mô phỏng, đánh giá kết quả mô phỏng
− Bước 16: In kết quả lOMoARcPSD|39150642
HỆ THỐNG TREO 1/2
2.4 Mô phỏng hệ thống treo 1/2
Bước 1: Xác định được các lực tổng hợp tác dụng tới các thành phần
Bước 2: Vẽ sơ đồ khối Simulink khi đã biết trước được góc y1 và y2
− Ta thực hiện như hình dưới đây:
− Tiếp đó ta lập khối cho phương trình sau:
− Sử dụng các lệnh Gain, Subtract, Integral, Sin Wave, Scope để tạo nên các công thức và ta sẽđược sơ đồ như bên dưới:
Bước 3: Lập khối cho pt sau: lOMoARcPSD|39150642
Vì pt này tương tự pt ở bước 2 ta copy khối đã làm được bằng cách bôi đen và COPY, PASTE rồi sửa thông số ta được khối sau:
Và đây là sau sửa thông số:
Bước 4: Thiết lập khối cho pt sau:
Ta được khối như sau:
Bước 5: Thiết lập khối cho pt sau: lOMoARcPSD|39150642
Khối pt này tương tự của bước 4, ta COPY, PASTE rồi sửa thông số ta được khối sau: (cho a1) ta lấy a1=1.4m => Iz/a1= Iz/1.4 Để rút gọn phương trình này:
Bước 6: Tiến hành bổ sung những thông số còn thiếu để hoàn thiện đầu vào: Của bước 2,3,4,5 như: x, x’, a1…… Ta chèn thêm 2 SCOPE để ktra đầu vào ta được khối như sau:
Bước 7: Quay lại matlab để nhập dư liệu đầu vào rồi ấn RUN ở Simulink để chạy và ktra kết quả đầu ra ở SCOPE
2.5 Kết luận Đồ thịdao động hệ thống treo ẳ đó cho ta thấy với thụng sốđó nhập vào cần mất 3s đểdao động bị dập tắt, trong đó biên độdao động của lò xo lớn nhất là 6cm sau đó giảm dần theo chu kì trong 3s Đồ thịdao động hệ thống treo ẵ cho ta thấy khi ta dựng hàm Sin wave thay hàm Step thì đồ thị xuất ra sẽ tuần hoàn mãi và không bị dập tắt Đểđiều lOMoARcPSD|39150642 chỉnh, ta vào hàm Sin wave, phần Time, điều chỉnh thành Use external signal và đồ thị của ta cũng sẽ tắt dần
Thụng qua việc mụ hỡnh húa mụ phỏng giao động ẳ và ẵ bằng Matlab- Simulink, giúp chúng ta nhận định được sự biến đổi về biên độ của hệ thống treo trên ô tô hoạt động như thế nào, thời gian cần bao lâu để có thể dập tắt giao động Với giao động ẳ , đõy là trạng thỏi cơ bản và đơn giản nhất, nú chỉ bao gồm việc phõn tớch lực tỏc dụng trong quỏ trỡnh giao động, cũn với ẵ nú cải tiến hơn khi đã có thêm điều kiện của góc lắc thân xe, nó biểu hiện sự lắc của bánh xe cầu trước so với cầu sau Thông qua kết quả mô phỏng giúp chúng ta phân tích và đánh giá từđó tối ưu hóa kết quảsao cho đạt được mục đích mong muốn của hệ thống treo đó là ổn định dập tắt nhanh chóng
HỆ THỐNG LÁI
HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN
Tên đề tài: Eletric Power Assisted Steering
3.1 Lý thuyết của hệ thống lái trợ lực điện
Cơ sởban đầu của hệ thống lái trợ lực điện:
Cơ bản, hệ thống lái trợ lực điện hoạt động theo các bước đơn giản:
1 Cảm biến tại cột lái phát hiện góc lái và mô-men xoắn;
2 ECU phân tích các tín hiệu và xác định lượng hỗ trợ cần thiết;
3 Một động cơ điện lắp ở trục lái hoặc thanh răng tác động lực trợ lực theo chỉ dẫn của ECU
Bộ truyền động điện bổsung năng lượng có kiểm soát cho cơ cấu lái, do đóngười lái có thể giảm thiểu nỗ lực đểquay vô lăng khi lái xe ở tốc độ thông thường và giảm đáng kể nỗ lực vật lý cần thiết để quay vô lăng khi xe dừng hoặc chuyển động chậm Hệ thống lái trợ lực cũng có thể được thiết kế để cung cấp một số phản hồi nhân tạo của các lực tác động lên hệ thống lái
3.2 Xây dựng và mô phỏng hệ thống lái trợ lực điện EPS.
3.2.1 Các bước xây dụng cơ bản của hệ thống lái trợ lực
Bước 1: Bấm và mở biểu tưởng Matlab đã có sẵn trong máy tính lOMoARcPSD|39150642
Bước 2: Chọn và biểu tưởng có dấu hỏi chấm (Help) trên thanh công cụ của Matlab để mở tìm kiếm trong thư mục của Matlab
Bước 3: Chọn vào Search Documentation và đánh mục tìm kiếm:
Electric Power Assisted Steering Sau đó bấm chọn Open this Example để mở bản Thư viện có sẵn của Simulink về hệ thống lái hỗ trợ điện này bắt đầu chạy mô phỏng bài toán
Bước 4: Chọn bấm đúp chuột vào bộ PMSM drive để có thể mở ra các thuật toán điều khiển cẩn chạy rồi bấm đúp lần nữa vào khối Controller để mở
37 ra thuật toán của bộ máy điều khiển Tiếp theo ta cần chạy Thuật toán điều khiển cho máy đồng bộhóa nam châm vĩnh cửu
Bước 5: Quay lại Simulink pe_electric_power_assisted_steering để chạy giải ra khối Simlink mô phỏng hệ thống lái trợ lực điện và so sánh 3 kết quả đầu ra là mômen đánh lái của tài xế, mômen trợ lực lái từ nam châm và mômen đánh lái total. lOMoARcPSD|39150642
3.2.2 Giải thích các khối và quy trì nh vận hành của hệ thống lái trợ lực điện sử dụng bộ đồng hóa nam châm vĩnh cửu Đầu tiên để ch ạ y m ộ t kh ố i h ệ th ố ng Simulink ta c ần điều có điề u ki ện đầ u vào Điều kiện đầu vào là: Steering wheel angular velocity: Vận tốc góc vô lăng (sử dụng khối Since ware)
Tiếp theo là khối: Thông số khối: Simulink-PS Converter: Dùng để chuyển đổi tín hiệu đầu vào Simulink đơn vị lẻ thành Tín hiệu vật lý
Khối Vô lăng: Nguồn vận tốc lý tưởng Khối đại diện cho một nguồn lý tưởng của vận tốc góc tạo ra sự chênh lệch vận tốc tại các thiết bịđầu cuối của nó tương ứng với tín hiệu đầu vào vật lý Nguồn là lý tưởng theo chủ nghĩa được ho là đủ mạnh để duy trì vận tốc xác định bất kể mô men xoắn tác dụng lên hệ thống Khối có 2 đầu vào S và C là khối tín hiểu Simulink-PS
Converter và khối Cấu hình bộ giải dùng để xác định cài đặt bộ giải để sử dụng mô phỏng Đầu ra của khối là C đi vào khối Cảm biến mô-men xoắn lý tưởng: Đại diện cho một cảm biến mô-men xoắn, tức là một thiết bị chuyển đổi một biến số đi qua cảm biến thành một tín hiệu điều khiển tỷ lệ với mô-men xoắn với một hệ số tỷ lệ xác định Đây là cảm biến lý tưởng vì nó không tính đến: quán tính, ma sát, độ trễ , tiêu thụ năng lượng,
Tiếp theo đi đến khối Steering Wheel (Cần tay lái): là một khối đại diện cho một lò xo thẳng quay cơ học lý tưởng
Có một bộ cảm biến được đo song song với Cần tay lái để lấy các thông sốđánh lái có thống sốđầu vào là R Thông sốđầu ra là m và C
Từ thống số m ra chuyển vào bộ xử lý máy tính PMSM Drive Trong đó có một thuật toán tính sẵn cho chúng ta các giá trị đầu vào để tính ra được điện áp và dòng diện cần thiết để giúp đưa vào bộnam châm vĩnh cửu PMSM để tạo ra các mômen hỗ trợ cần thiết cho từng trường hợp lái khác nhau lOMoARcPSD|39150642
Cuối cùng đầu ra là tổng hợp lực mô-men của người lái và mô-men trợ lực của xe và cùng với quán tính và giảm chấn lái tạo ra sự đánh lái thay đổi góc quay của bánh xe trên mặt đường thực tế
Từ mô hình trên ta ra được 3 kết quả của 3 mômen: Mô-men của người lái, Mômen của trợ lực lái, Mô-men Total
+ Đầu vào của bài toán Đồ thị thể hiện vận tốc góc vô lăng đánh lái của lái xe và từ những vận tốc đấy tính ra được lực đánh lái và lực hỗ trợđánh lái của xe
+ Kết quả của bài toán
Là đồ thị thể hiện sóng của lực đánh lái và lực đánh lái hỗ trợ theo thời gian với vận tốc đánh lái khác nhau theo thời gian đồ thịđánh lái lOMoARcPSD|39150642
Từ mô phỏng trên ta có thểđánh giá được lực hỗ trợđiện đánh lái của xe có thể thay đổi các thuật toán sao cho phù hợp nhất với người lái xe nhất là trong các đoạn đường cần đánh lái gấp Lực hỗ trợ này giúp cho người lái xe đánh lái và chuyển hướng xe tốt hơn trong những điều kiện xe lái khác nhau
Từ đề tài này ta có thể phát triển thêm về hệ thống đánh lái thông minh nhằm tối ưu hóa việc lái xe hoặc ta có thể tạo xe vận hành không cần dùng đến người lái xe mà có thể lái xe thông minh lái tựđộng giúp người lái thư giãn hơn nhờ vào công nghệ và máy móc tiên tiến
HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC
Tên đề tài: Modelimh a hydraulic Actuation System
3.4 Mô phỏng trợ lực lái thủy lực
Bước 1: Ta đăng nhập vào matlap gõ lệnh ssc_new để tạo môi trường simscape và hiện ra giao diện trên
Bước 2: Thiết lập các khối để hoàn thành sơ đồ lOMoARcPSD|39150642
− Thiết lập các khối “Fixed-Displacement Pump”, “Hydraulic Reference”, “4-Way Directional Valve”, “Pressure Relief Valve” và nối T với chân T, P với chân P :
− Thiết lập các khối “Double-Acting Hydraulic Cylinder”,
“Mechanical Translational Reference”, “Translational Spring”,
− Thiết lập thông số cho khối Cylinder: ở piston A, B, C: lOMoARcPSD|39150642
− Copy khối “Mechanical Translational Reference” sang bên khối tay phải:
− Thiết lập các khối “Mass”, “deal Angular Velocity Source”,
“Mechanical Rotational Reference”, “ PS constant”, hàm F(x),
− Cài đặt thông số khối “Simulink-PS Converter1”:
− Thiết lập đầu vào “Sin wave”, “Hydraulic Fluid”: lOMoARcPSD|39150642
+ Và đặt thông số của “Sin wave” với biên độ là 0.03 :
+ Hoàn thiện sơ đồ mô phỏng
Bước 3: Thiết lập cài đặt như sau:”limit data points“:
Bước 4: Chạy chương trình ”Run” để kiểm tra lò xo như sau : đúp chuột vào “Spring” >> simscape >> View Sumilation data >> simlog : lOMoARcPSD|39150642
Ta được sơ đồ trên:
Từ mô phỏng trên ta có thể đánh giá được lực hỗ trợ đánh lái của xe có thể thay đổi các thuật toán sao cho phù hợp nhất với người lái xe nhất là trong các đoạn đường cần đánh lái gấp Lực hỗ trợnày giúp cho người lái xe đánh lái và chuyển hướng xe tốt hơn trong những điều kiện xe lái khác nhau lOMoARcPSD|39150642
HỆ THỐNG PHANH ABS
Cơ sở lý thuyết
Hệ thống phanh chống bó cứng ABS (Viết tắt của từ Anti – Lock Brake System) là hệ thống an toàn trên xe ô tô ABS là hệ thống phanh điều khiển điện tử có tính năng ngăn ngừa hãm cứng bánh xe trong những tình huống khẩn cấp cần giảm tốc Điều này sẽ tránh được hiện tượng văng trượt đồng thời giúp người lái kiểm soát hướng lái dễ dàng hơn Đảm bảo ổn định cho thân xe ô tô
4.1.2 Cấu tạo của hệ thống phanh ABS trên Ô tô
− Cảm biến tốc độ:Được sử dụng để xác định gia tốc hoặc làm giảm tốc của bánh xe Cảm biến tốc độ sử dụng cảm biến hiệu ứng Hall, nam châm hoặc bánh xe có răng, cuộn dây điện từ và để tạo tín hiệu Sự dao động của từ trường quanh bánh xe sẽ tạo nên điện áp cảm biến Do điện áp là kết quả khi bánh xe quay nên nếu xe di chuyển chậm, cảm biến này có thể không chính xác
− Van: Hệ thống van trên ABS có 3 vị trí trong đó có 1 van được điều chỉnh bằng hệ thống ABS Nếu 1 van không hoạt động sẽ ngăn hệ thống chỉnh các van và kiểm soát áp suất cung cấp cho phanh.
+ Van mở: Áp suất từ xi lanh sẽ được truyền thẳng qua phanh
+ Van chặn dòng:Cách ly phanh khỏi xy lanh chủ để ngăn áp lực tăng thêm nếu người lái đạp phanh mạnh hơn.
+ Van giải phóng 1 số áp lực từ phanh
− Máy bơm: Có chức năng khôi phục áp suất cho phanh thủy lực sau khi van đã giải phóng Bộ điều khiển sẽ điều chỉnh trạng thái máy bơm để cung cấp áp suất mong muốn đồng thời làm giảm độ trượt.
− Bộ điều khiển: Là đơn vị ECU đảm nhiệm vai trò nhận thông tin từ cảm biến tốc độ bánh xe riêng Khi 1 bánh xe bị mất lực kéo, tín hiệu sẽ phát
53 đến bộ điều khiển Từ đó bộ điều khiển sẽ tự động giới hạn lực phanh, kích hoạt hệ thống ABS.
4.1.3 Nguyên lý hoạt động của phanh ABS trên xe hơi
Khi hệ thống chống bó cứng phanh ABS phát hiện ra 1 hoặc nhiều bánh xe có tốc độ quay giảm nhiều và nhanh hơn so với các bánh xe còn lại, nó sẽ hiểu là bánh xe đó sắp sửa bị bó cứng Vậy để ngăn chặn tình trạng bó cứng phanh xảy ra hệ thống sẽ điều chỉnh áp lực phanh tới má phanh tương ứng bằng cách đóng hoặc mở van liên tục trên đường dẫn thủy lưc sao cho phù hợp
− Lúc đó dầu phanh sẽ được hệ thống tình toán đẩy vào trong bộ điều khiền thủy lực, và được ép lại tại đây để nâng cao áp suất trước khi đưa dầu đến các bộ phận phanh trong mỗi bánh xe
− Trong khi phân tích những dữ liệu do bộ cảm biến vân tốc bánh xe gửi về, nếu Bộ Điều Khiển ABS nhận ra một bánh xe nào đó sắp bị khóa cứng, thì hệ thống điều khiển ABS sẽđưa tín hiệu xuống đểđóng Valve không cho dầu đổ xuống đó nữa Và mở Valve khi cần thiết cho dầu phanh lưu thông trở lại Quá trình này lặp đi lặp lại nhiều lần bảo đảm cho bánh xe lăn đều trong khi giảm tốc, tránh tình trạng bánh bị khóa cứng
Khi xe vận hành từ vận tốc 20km/h trở lên, ABS sẽ tự động vận hành mà không cần can thiệp, và lúc đó các lái xe sẽ nghe một tiếng “click” bên trong máy Khi xe di chuyển với vận tốc dưới 20km/h, ABS sẽ tự ngưng hoạt động và vận hành xe như bình thường (không trang bị ABS).
Mô phỏng hệ thống phanh ABS
Bước 1: Sử dụng các lệnh Constant, gõ là 0.2, đây là hệ số trượt mong muốn, với 0.2 thì lực phanh sẽ là lớn nhất, lực bám dọc và lực bám ngang cũng lớn để xe không bịtrượt lOMoARcPSD|39150642
Bước 2: 1-D Lookup Table Bảng hệ sốtrượt
Chọn dãy số liệu sau:
Bước 3: Sử dụng lệnh Integrator, Limited, Stop Simulation, Gain. lOMoARcPSD|39150642
Bước 4: Sử dụng lệnh Relational Operator, Data Type Conversion
57 Bước 5: Sử dụng Transfer Fcn, Gain, Subtract,
Bước 6: Sử dụng các lệnh Constant, Scope, Subtract, Integrator, lOMoARcPSD|39150642
Bước 7 Hoàn thiện và điều chỉnh sơ đồ
Bước 8: Sử dụng dùng lệnh matlab nhập dữ liệu
Bước 9: Chạy Run và in kết quả ra màn hình lOMoARcPSD|39150642
Kết luận
Qua 3 đồ thị ta có thể thấy rằng, từ khi phanh thì tốc độ xe, tốc độ góc bánh xe giảm dần theo thời gian Còn quãng đường phanh được tăng lên.
Thông qua việc mô hình hóa mô phỏng hệ thống phanh ABS bằng phần mềm Matlab-Simulink giúp chúng ta hiểu rõ hơn và cách thức vận hành của hệ thống phanh ABS Thông qua việc mô phỏng hệ số trượt được tính toán và từ đó giúp bộđiều khiển của hệ thống ABS thực hiện việc chấp h ành trong quá trình phanh, kết hợp với kết quả chạy mô phỏng vận tốc xe, tốc độ bánh xe và quãng đường phanh từđó giúp người lái nhận định tốt quá trình khi xe vận hành đảm bảo tốc độ phù hợp nhằm nâng cao tính an toàn trong quá trình lái xe lOMoARcPSD|39150642
KIỂM BỀN
KIỂM BỀN THANH TRUYỀN
5.1 Mở mô hình kiểm bền
Bước 1: Mở ứng dụng ansys workbench trên máy tính
Click đúp chuột vào biểu tượng để mở ứng dụng.
Bước 2: Máy tính load lên được giao diện ansys workbench như trên và click đúp vào phần Static Stuctural để tiếp tục quá trình mô phỏng.
Sau khi ấn vào Static Stuctural sẽ hiện ra bảng biểu sau
Bước 3: Ta đưa mô hình chi tiết cần mô phỏng vào phần Geometry – Click Chuột Phải – Import Geomatry – Browse
Bước 4: Sau khi thêm mô hình vào phần Ansys ta tiếp tục đến mục 4 Model
Click phải vào Model – Edit
Bước 1: Sau khi đưa hình ảnh mô phỏng xong ta lựa chọn vật liệu sẵn có của Ansys là Structural Steel lOMoARcPSD|39150642
Bước 2: Ta điều chỉnh thông số đầu vào như hình dưới.
Bước 3: Tiến hành chia lưới ta vào mục Mesh – Generate
Bước 4: Đây là kết quả khi ta chia lưới.
Bước 5: Ta đặt ràng buộc cố định (Fixed support) vào phần liên kết với trục khuỷu. lOMoARcPSD|39150642
Bước 6: Đặt lực vào phần liên kết với pít tông
Bước 7: Ta cài đặt một vài kết quả cho mô hình
− Ta chọn Total Deformation (Biến dạng tổng quát) lOMoARcPSD|39150642
− Ta chọn Equivalent Stress (Ứng suất tương đương)
− Ta chọn Equivalent Elastic Strain (Biến dạng đàn hồi tương đương)
Bước 8: Ta nhấn Solve để giải quyết bài toán
Bước 9: Sau khi bài toán được tính toán xong, ta có kết quả lOMoARcPSD|39150642
Như ta thấy, thanh truyền nhận nhiều lực nhất vào phần thân chữ I ở giữa Thanh truyền có biến dạng một chút theo phương x.
KIỂM BỀN KHỐI HÌNH CHỮ NHẬT
5.3 Thực hiện mô hình hóa kiểm bền
Bước 1: Quan sát đề bài và vẽ 2D mô hình trong solidword
Bước 2: Thực hiện tạo khối 3D trong solidword lOMoARcPSD|39150642
Bước 3: Lưu file dưới dạng STEP
Bước 1: Khởi động và thêm mô hình (Import) vào trong Hypermesh
Bước 2: Tạo lưới tựđộng cho mô hình
Thanh công cụ chọn 3D >> Tetramesh >> Volume tetra >> Element size là 4000 >> Chọn mô hình và bấm Mesh
Bước 3: Đặt điều kiện biên cho mô hình
− Chuột phải vào khoảng trắng như hình, chọn Create >> Material
Tương tự, chọn các tùy chọn Property, Load Step, Load Collector Đối với Collector sẽ tạo 2 lần lOMoARcPSD|39150642
− Đổi tên và cài thông sốcho các điều kiện
Vật liệu ta chọn thông sốcơ bản của phần mềm
Gán Property cho mô hình phần tử hữu hạn, Material sẽ tự động được gán theo do đã gán vào Property
Thao tác tương tựnhư trên:
− Cài đặt lực phân tán: Mục đích là để tạo ra một điểm để đặt lực vào và phân tán lực đồng đều đến vật thể Ta thao tác lần lượt 1D >> rbe3 >> chọn vị trí phân tán (đặt một Node trong lỗ) >> chọn by face để chọn phân tán toàn bộ lực lên các Node trong lỗ
− Đặt ngàm: Chọn Analysis >> Constraints như hình:
Chọn điểm đặt ngàm (đặt một Node lên bề mặt) >> By face (để chọn toàn bộ mặt)
− Đặt lực: Chọn Analysis >> Forces Đặt điểm đặt lực vào Node ở giữa lỗ vừa tạo Chọn giá trị -2000 (N) Dấu trừ thể hiện lực hướng từ trên xuống dưới ngược với chiều dương trục OZ lOMoARcPSD|39150642
Bước 4: Chọn OptiStruct để chạy kết quả
KIỂM BỀN LÒ XO
5.5 Mở mô hình kiểm bền
Khởi động và thêm mô hình (Import) vào trong Hypermesh
Bước 1: Tạo lưới tựđộng cho mô hình
Thanh công cụ chọn 3D >> Tetramesh >> Volume tetra >> Element size là 4000 >> chọn mô hình và bấm Mesh
Bước 2: Đặt điều kiện biên cho mô hình
− Chuột phải vào khoảng trắng như hình, chọn Create >> Material
Tương tự, chọn các tùy chọn Property, Load Step, Load Collector Đối với Collector sẽ tạo 2 lần
Vật liệu ta chọn thông sốcơ bản của phần mềm lOMoARcPSD|39150642
Gán Property cho mô hình phần tử hữu hạn, Material sẽ tự động được gán theo do đã gán vào Property
Thao tác tương tựnhư trên:
− Cài đặt lực phân tán: Mục đích là để tạo ra một điểm để đặt lực vào và phân tán lực đồng đều đến vật thể Ta thao tác lần lượt 1D >> rbe3 >>
83 chọn vị trí phân tán (đặt một Node trong lỗ) >> chọn by face để chọn phân tán toàn bộ lực lên các Node trong lỗ
− Đặt ngàm: Chọn Analysis >> Constraints như hình:
Chọn điểm đặt ngàm (đặt một Node lên bề mặt) >> By face (để chọn toàn bộ mặt)
− Đặt lực: Chọn Analysis >> Forces Đặt điểm đặt lực vào Node ở giữa lỗ vừa tạo Chọn giá trị -2000 (N) Dấu trừ thể hiện lực hướng từ trên xuống dưới ngược với chiều dương trục OZ lOMoARcPSD|39150642
Bước 3: Chọn OptiStruct để chạy kết quả
− Nhấn Displacement để hiển thị chuyển vị
− Nhấn Element Stresses để hiển thịứng suất
Thông qua việc kiểm bền chi tiết bằng phần mềm Ansys workbench, giúp chúng ta hiểu hơn về đặc tính cũng như vật liệu để làm chi tiết, nắm rõ được quy trình thực hiện kiểm bền chi tiết bằng phần mềm Ansys workbench, từ kết quả nhận được giúp chúng ta kiểm tra chi tiết đó có khoảng biến dạng trong phạm vi nào, xem được ứng suất tác dụng lên chi tiết trong quá trình chúng làm việc, biết được ứng suất Max lOMoARcPSD|39150642
KHÍ ĐỘNG HỌC
Thực hiện mô hình hóa kiểm bền
Bước 1: Mở ứng dụng NX và vẽ 2D với kích thước cho trước.
Bước 2: Đưa lên mô hình 3D.
Bước 3: Đưafile ra dưới dạng stp.
Mô phỏng khí động học trên Ansys
Bước 1: Mở ứng dụng ANSYS
Chọn Fluid Flow (Fluent) >> Geometry>> thêm mô hình có đuôi stp vào Ansys.
Bước 2 : Đổi đơn vị về milimeter và tạo Enclosure, Boolean.
− Chọn Units >> đổi đơn vị về milimeter
− Chọn Create >> Enclosure >> chọn thông số như trên hình để tạo giới hạn cho mô hình đang xét. lOMoARcPSD|39150642
− Chọn Create >> Boolean (Target bodies: chọn khung ngoài, Tool Bodles: chọn ô tô)
Bước 3: Đặt lưới và chọn mặt của mô hình
− Chọn mặt >> đặt tên cho mặt Inlet cho mặt phía trước, Outlet cho mặt phía sau, Wall cho mặt xung quanh, Car cho ô tô. lOMoARcPSD|39150642
Bước 4: Cài đặt thông số Chọn Setup >> Edit
− Thông số Reference Values: ta sẽ nhập những thông số đầu ảnh hưởng đến hiệu suất Ta lấy thông số diện tích mặt cản thông qua Projected
− Thông số Viscous: ta điều chỉnh hệ số thành k-epsilon
− Thông số Solution Methods: ta chỉnh hết thành Second Order Upwind.
− Thông sốReport Definitions: ta cài đặt thông số kết quả của mô phỏng. lOMoARcPSD|39150642
− Thông số Intialization: ta nhấn Intialize để phân tích dữ liệu
− Thông số Velocity Inlet: cài đặt vận tốc đầu vào.
− Bước 5: Chạy kết quả. lOMoARcPSD|39150642
Bước 6: Cho ra kết quả mô hình
Chọn Reports >> Forces >> Car >> Print
− Bước 7: Xem kết quả trong Result
+ Áp lực lên bề mặt ô tô
+ Vector vận tốc của không khí lOMoARcPSD|39150642
+ Vận tốc dòng chảy không khí.
Kết luận
Mô phỏng khí động học trên xe ôtô trong Ansys cũng cho phép người dùng xem xét và tối ưu hóa thiết kế của xe ôtô để cải thiện hiệu suất khí động
99 học Họ có thểthay đổi hình dạng xe, cấu trúc bề mặt, kích thước và đặc điểm khác đểđạt được sự tối ưu trong việc giảm lực cản, tăng lực nâng, và cải thiện khả năng xử lý và ổn định của xe
Tóm lại, mô phỏng khí động học trên xe ôtô bằng phần mềm Ansys là một công cụ quan trọng để nghiên cứu, phát triển và đánh giá hiệu suất khí động học của xe ôtô Nó cho phép người dùng xây dựng mô hình chính xác, mô phỏng các tình huống khí động học phức tạp và tối ưu hóa thiết kế xe ôtô để cải thiện hiệu suất và khảnăng xử lý lOMoARcPSD|39150642
Trong quá trình làm bài tập, chúng tôi đã áp dụng các công cụ và phần mềm mô phỏng để mô hình hóa các hệ thống như treo, lái, phanh, hệ thống truyền lực, kiểm bền chi tiết và khí động học trên Ansys Với sự hỗ trợ của thầy
TS Vũ Hải Quân, chúng tôi đã nắm được các kỹ thuật và phương pháp để sử dụng các công cụ này một cách hiệu quả nhất Cụ thể, trong quá trình mô hình hóa hệ thống treo, chúng tôi đã sử dụng Matlab để tạo các biểu đồđáp ứng và đánh giá tính ổn định của hệ thống Trong khi đó, việc sử dụng Ansys để mô phỏng và đánh giá tính bền của các chi tiết trong hệ thống treo đã giúp chúng tôi tìm ra những vấn đề có thể xảy ra và đưa ra các giải pháp tối ưu Cũng với sự trợ giúp của Ansys, chúng tôi đã mô hình hóa và đánh giá tính bền của các chi tiết trong hệ thống lái, phanh và hệ thống truyền lực Những kết quả đánh giá này đã giúp chúng tôi cải thiện các thống số kỹ thuật của các hệ thống này, đảm bảo tính an toàn và hiệu suất của xe hơi.
Tổng kết lại, việc sử dụng các công cụ và phần mềm mô phỏng như Matlab và Ansys là một phương pháp hiệu quả để mô hình hóa các hệ thống trong xe hơi, nhằm đánh giá và cải tiến các thống số kỹ thuật của xe Qua quá trình thực hành, chúng tôi đã nắm được các kỹ thuật và phương pháp để sử dụng các công cụ này một cách hiệu quả nhất