Nghiên cứu và mô phỏng động lực học quay vòng của xe ô tô nhiều cầu chủ động

vi MC LC Mc Trang Quyết định giao đề tài i Lý lịch cá nhân ii Li cam đoan iii Cm t iv Mục lục vi Danh sách các hình xi Danh sách bng xiv Chng I . TNG QUAN CA Đ TÀI 1 1.1. Giới thiệu 1 1.2. Mục tiêu của đề tài 2 1.3. Đối tợng nghiên cứu và giới hn của đề tài 2 1.4. Phơng pháp nghiên cứu 2 1.5. Các kết qu nghiên cứu 3 Chng II . C S LÝ THUYT 4 2.1. Lực và moment tác dụng lên bánh xe bị động 4 2.2. Lực và moment tác dụng lên bánh xe chủ động 5 vii 2.3. Quan hệ động học của bánh xe khi lăn 8 2.3.1. Bánh xe lăn không trợt 8 2.3.2 Bánh xe lăn có trợt quay 9 2.3.3. Bánh xe lăn có trợt lết 9 2.4. Đặc tính bám của xe nhiều cầu chủ động 10 2.4.1. Lực bám và hệ số bám giữa bánh xe chủ động với mặt đng 10 2.4.2. Các yếu tố nh hng đến hệ số bám và các giá trị của hệ số bám 12 2.4.3. Đặc tính trợt, các yếu tố nh hng đến trợt 15 2.4.4. Đặc tính hớng, các yếu tố nh hng đến hớng 17 2.5. Dòng công suất trên bánh xe chủ động 19 2.6. Phân phối công suất dùng vi sai 21 2.6.1. Nhiệm vụ của vi sai 22 2.6.2. Quan hệ Mô men phân phối trên cầu của xe ô tô 22 2.7. Phân phối công suất không có vi sai 24 2.8. Các quan hệ động học và mô men 25 Chng III . KHO SÁT ĐNG HC VÀ ĐNG LC HC QUAY VÒNG CA Ô TÔ NHIU CU CH ĐNG 29 3.1. Hệ trục tọa độ kho sát. 29 viii 3.2. Động học quay vòng của ô tô 32 3.3. Xác định bán kính quay vòng nhỏ nhất Và chiều rộng hành lang quay vòng 34 3.4. Sơ đ mô hình phẳng động lực học Chuyển động quay vòng của ôtô nhiều cầu 36 3.5. Xây dựng phơng trình quay vòng Tng quát của xe ô tô nhiều cầu chủ động 39 3.5.1. Phơng trình chuyển động khi Quay vòng của ô tô một cầu chủ động 40 3.5.2. Phơng trình chuyển động khi Quay vòng của ô tô hai cầu chủ động 41 3.5.3. Phơng trình chuyển động khi quay vòng của ô tô ba trục 42 Chng IV. CÁC YU T NH HNG TI ĐNG LC HC QUAY VọNG CA XE NHIU CU CH ĐNG 44 4.1. Góc lệch hớng của bánh xe đàn hi 44 4.2. Lực tác dụng lên bánh xe khi quay vòng 45 4.3. nh hng của cầu chủ động tới tính chất quay vòng của ô tô 47 4.4. nh hng của hệ số bám  48 ix 4.5. nh hng của lực li tâm 50 4.6. n định chuyển động của ô tô khi quay vòng 52 4.6.1.n định chuyển động của ô tô hai cầu khi quay vòng 53 4.6.1.1. Trng hợp quay vòng trung tính 53 4.6.1.2 Trng hợp quay vòng thiếu 54 4.6.1.3 Trng hợp quay vòng thừa 55 4.6.1.4.n định chuyển động của ô tô ba trục khi quay vòng 56 4.7. n định ngang khi ô tô nhiều cầu quay vòng 58 4.8. n định ngang của ô tô khi có tính đến biến dng của Bộ phận đàn hi hệ thống treo và biến dng của lốp ô tô. 61 Chng V: MỌ PHNG QU ĐO CHUYN ĐNG XE Ọ TỌ 64 5.1.Xây dựng chơng trình mô phỏng ô tô hai cầu chủ động 64 5.1.1 Phơng trình mô phỏng quỹ đo một vết của ô tô hai cầu chủ động 64 5.1.2. Thông số đầu vào ban đầu của ô tô đợc sử dụng đa vào Phần mền matlap gii phơng trình vi phân 64 5.1.3.Quỹ đo chuyển động của ô tô đợc mô t bằng phần mền matlap 68 5.1.4. Quỹ đo chuyển động của ô tô khi thay đi vận tốc 70 5.1.5 Lực ngang Y và góc lệch hớng 71 x 5.1.6. Đ thị góc lệch hớng Anpha và Beta, Epselon 72 5.2. Phơng trình chuyển động khi quay vòng của ô tô ba trục 72 5.2.1. Thông số đầu vào ban đầu của ô tô đợc sử dụng đa vào Phần mền matlap gii phơng trình vi phân 73 5.2.2. Quỹ đo chuyển động của ô tô ba trục 76 KT LUN VÀ KIN NGH 79 TÀI LIU THAM KHO 81 PH LC 82 xi DANH MC HÌNH Hình Trang Hình 2.1: Các lực và mô men tác dụng lên bánh xe bị động khi lăn 4 Hình 2.2: Các lực và mô men tác dụng lên bánh xe chủ động khi lăn 6 Hình 2.3 : Các trng thái chuyển động của bánh xe 7 Hình 2.4 : Bánh xe lăn không trợt 8 Hình 2.5: Bánh xe lăn có trợt quay 9 Hình 2.6: Bánh xe lăn có trợt lết 10 Hình 2.7.Các yếu tố nh hng đến hệ số bám 12 Hình 2.8: Đặc tính trợt toàn bộ của lực F k và X 16 Hình 2.9: Sự lăn của bánh xe đàn hi khi chịu tác dụng của lực ngang 17 Hình 2.10 : Góc lệch hớng của bánh xe khi chịu tác dụng của lực ngang 18 Hình 2.11 : Dòng công suất trên bánh xe chủ động 19 Hình 2.12 : Sơ đ truyền lực xe nhiều cầu chủ động 22 Hình 2.13 : Các sơ đ phân phối công suất không có vi sai 25 Hình 2.14 : Đặc tính trợt của bánh kính lăn 28 Hình 2.15: Các yếu tố nh hng đến lực của bán kính lăn 28 xii Hình 3.1: Hệ trục tọa độ tác dụng lên ô tô 29 Hình 3.2 : Quan hệ động học của ô tô trong mô hình phẳng 30 Hình 3.3 : Sơ đ quay vòng của ô tô 32 Hình 3.4 : Sơ đ mối quan hệ động học quay vòng ô tô 33 Hình 3.5 : Sơ đ xác định bán kính quay vòng nhỏ nhất và Chiều rộng hành lang quay vòng 35 Hình 3.6: Sơ đ mô hình kho sát chuyển động Quay vòng của ô tô nhiều cầu 37 Hình 4.1: Sơ đ tng quát tác dụng của lực ngang Fy 44 Hình 4.2: Lực tác dụng lên bánh xe khi quay vòng 45 Hình 4.3: Biểu đ lực của mặt đng tác dụng lên bánh xe 47 Hình 4.4: Sơ đ kho sát nh hng của cầu chủ động tới quay vòng 48 Hình 4.5: Hiệu suất riêng vi sai và kh năng tận dụng bám 49 Hình 4.6 :Sơ đ xác định bán kính quay vòng của ô tô hai cầu 52 Hình 4.7 : Sơ đ chuyển động của ô tô có tính chất quay vòng trung tính…. 54 Hình 4.8 : Sơ đ chuyển động của ô tô có tính chất quay vòng thiếu 54 Hình 4.9 : Sơ đ chuyển động của ô tô có tính chất quay vòng thừa 55 Hình 4.10 : Sơ đ xác định bán kính quay vòng của ô tô 3 trục 56 xiii Hình 4.11: Sơ đ kho sát n định ngang của Ô tô khi quay vòng trên đng 59 Hình 4.12: Sơ đ kho sát n định ngang của ô tô khi chuyển động Quay vòng trên đng nghiêng 61 Hình 5.1: Quỹ đo chuyển động của ô tô 68 Hình 5.2 : Quỹ đo chuyển động của ô tô khi thay đi vận tốc 71 Hình 5.3 Lực ngang Y và góc lệch hớng  71 Hình 5.4: Đ thị góc lệch hớng Anpha và Beta, Epselon 72 Hình 5.6: Quỹ đo chuyển động của xe ô tô 3 trục 76 Hình 5.7: Đ thị mô t quỹ đo chuyển động của ô tô khi Thay đi góc đánh lái 77 Hình 5.8: Đ thị mô t quỹ đo chuyển động của ô tô khi thay đi vận tốc 78 xiv DANH MC BNG Bng Trang Bng 2.1: Các loi hệ số cn lăn trên các loi đng khác nhau 14 Bng 2.2 : Qui ớc về dấu của mô men và tốc độ góc các phần tử vi sai 23 Bng 3.1 : Bán kính quay vòng nhỏ nhất của một số li ô tô 36 Bng 4.1 : Đ thị lực ngang và độ cứng lốp xe góc lệch 45 1 Chng I TNG QUAN CA Đ TÀI 1.1. Gii thiu Nớc ta đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đi hóa và hội nhập quốc tế.Vì thế quá trình hợp tác c về kỹ thuật và thơng mi với các nớc trên thế giới đang phát triển mnh. Các nớc phát triển và đang phát triển đang tiến li gần nhau hơn để xây dựng khối thị trng chung cùng nhau phát triển. Các ngun vốn đầu t phơng tiện máy móc từ các nớc phát triển nh Nhật, Hàn Quốc đợc đa vào nớc ta để phát triển ngành công nghiệp của nớc ta. Đối với ngành công nghiệp ô tô của nớc ta đang trong quá trình hình thành và phát triển, trong những năm vừa qua đư đt đợc nhiều kết qu kh quan. Mặc dù nớc ta cha sn xuất đợc hoàn toàn ô tô và đang sử dụng các dây truyền lắp ráp của nớc ngoài,song chủ trơng của đất nớc ta hiện nay là tăng tỷ lệ nội địa hóa trong các sn phẩm, bớc đầu nớc ta đư có đợc thành công trong các hưng xe nh Trng Hi Để đt đợc những mục tiêu này chúng ta cần quan tâm nghiên cứu sâu hơn về các cụm chi tiết, các bộ phận trong cụm chi tiết, các hệ thống cũng nh điều kiện làm việc của ô tô để có thể có những gii pháp kỹ thuật can thiệp sâu hơn vào các hệ thống nhằm phát huy đợc đặc tính tối u của hệ thống. Nghiên cứu và mô phỏng động lực học quay vòng của xe ô tô nhiều cầu chủ động là bài toán cơ bn của lý thuyết ô tô nhằm đánh giá cũng nh xác định đợc kh năng khai thác ô tô trong điều kiện khác nhau. Động lực học quay vòng của ô tô là vấn đề không thể thiếu trong quá trình nghiên cứu, nhất là trong thi gian gần đây sự gia tăng mnh về hệ thống đng giao thông và mật độ ô tô cũng ngày một tăng do đó cần phi đm bo tính điều khiển của ô tô  mức độ cao nhằm hn chế tối đa tai nn giao thông khi ô tô tham gia giao thông. [...]... yêu cầu đ ợc nêu ra trên, đề tài đư đặt ra đối t ợng và mục đính nghiên cứu của đề tài là xây dựng cơ s lý thuyết động học và động lực học để đánh giá kh năng quay vòng của ô tô vì thế đề tài có mục tiêu là: Nghiên cứu và mô phỏng động lực học quay vòng của xe ô tô nhiều cầu chủ động Nghiên cứu và mô phỏng động lực học quay vòng của xe ô tô nhiều cầu chủ động, để rút ra những đánh giá có tính khoa học. .. dẫn của TS Lâm Mai Long Đề tài tính toán góc nghiên của thùng xe của xe buýt 2 tầng khi chuyển động thẳng và quay vòng n định Đề tài: “ Nghiên cứu động lực học chuyển động thẳng của xe nhiều cầu chủ động, các ph ơng pháp phân phối công suất” của học viên Bùi Anh Tuấn, Tr Đ i Học S ng Ph m Kỹ Thuật TPHCM, d ới sự h ớng dẫn của TS Lâm Mai Long.Đề tài đư nghiên cứu tính toán các thông số động lực học. .. lăn của bánh xe chủ động, biểu thị sự t n hao của bánh xe do có c n lăn � là hiệu suất tr ợt ( tr ợt lăn ) của bánh xe chủ động, biểu thi sự mất mát tốc độ do tr ợt lăn 2.6 Phơn ph i công su t dùng vi sai Ô tô có ít nhất hai dòng công suất từ động cơ dẫn đến hai bánh xe trái và ph i của cầu chủ động xe nhiều cầu chủ động thì dòng công suất tăng lên gấp bội Nghiên cứu phân phối công suất là nghiên cứu. .. chuyển động quay vòng của xe Việc nghiên cứu đề tài nhằm b sung t liệu nghiên cứu và làm cơ s để lựa chọn tính toán thiết kế xe phù hợp trong điều kiện thực tế 1.3 Đ i t ng nghiên c u vƠ gi i h n c a đ tƠi Do th i gian thực hiện đề tài có h n, do kiến thức phần mền tin học có phần h n chế, cho nên ng i nghiên cứu chỉ dừng l i nghiên cứu lý thuyết động lực học quay vòng của xe ô tô nhiều cầu chủ động và. .. khô, 2 Đ ng ớt a nh h ng của áp suất trong lốp b nh h ng của tốc độ chuyển động của ô tô c nh h ng của ph n lực thẳng đứng tác dụng lên bánhxe d nh h ng của độ tr ợt của bánh xe với mặt đ ng Trên hình 2.7 trình bày một số đ thị chỉ sự phụ thuộc của hệ số bám vào áp suất lốp ( hình a), vào tốc độ chuyển động của xe ô tô ( hình b), vào t i trọng đặt lên bánh xe ( hình c), vào độ tr ợt giữa bánh xe chủ. .. bánh xe là góc lệch h ớng của bánh xe Y là lực ngang tác dụng lên bánh xe Góc lệch h ớng phụ thuộc vào rất nhiều các yếu tố , Z, X, Y, lo i lốp trong đó chủ yếu là phụ thuộc vào lực ngang và độ đàn h i của lốp Tr ng hợp bánh xe chủ động lăn chịu ngang Y, bánh xe sẽ chịu các lực nh hình vẽ 2.10: R là hợp lực của ( ) và ph n lực ngang Y' do lực ngang Y 17 �= 2 + ′2 (2.29) Trong đó: R là hợp lực của ( ) và. .. học chuyển động của ô tô có tính đến tr ợt 3 Ch C S ng II LÝ THUY T 2.1 L c và mô men tác d ng lên bánh xe b đ ng Để cho bánh xe có t i trọng thì t i đi qua trục của nó ph i có lực � có thể chuyển động đ ợc với vận tốc V ( hoặc h ớng theo chiều của V Hợp lực của trục và nghiêng một góc , cắt mặt đ ng và � kho ng cách a T i điểm này có tác dụng của tất c các ph n lực của bánh xe với mặt đ ng X và Z Hình... không bị tr ợt quay khi ô tô chuyển động thì lực kéo tiếp tuyến cực đ i bám � tính theo công thức ( 2.21), nghĩa là thỏa mưn điều kiện: Hay: ≤ đây: � ≤ ( 2.22 ) � (2.23) là mô men xoắn cực đ i truyền tới bánh xe chủ động Trong tr đ tính theo công thức ( 2.20) ph i nhỏ hơn hoặc bằng lực ng hợp chung, nếu vùng tiếp xúc của bánh xe chủ động với mặt ng có c ph n lực tiếp tuyến X và ph n lực ngang Y của. .. tăng hoặc cùng tăng c � và do động cơ truyền xuống để thắng các lực c n chuyển động thì cần thiết ph i tăng lực bám � � � � nghĩa là � tô này dùng lốp có vấu cao nhằm tăng hệ số bám � và dùng nhiều cầu chủ động để Điều này thể hiện ô tô có tính năng cơ động cao Để tăng lực bám thì ô sử dụng toàn bộ trọng l ợng của ô tô làm trọng l ợng bám 2.4.2 Các y u t nh h ng đ n h s bám và các giá tr c a h s bám... Hiếu, Tr ng Đ i Học Bách Khoa Hà Nội d ới sự h ớng dẫn của PGS.TS Ph m Hữu Nam, đ ợc thực hiện vào tháng 04 năm 2007 Đề tài đư thực hiện đ ợc việc nghiên cứu đặc tính quay vòng d ới nh h ng của góc lệch h ớng và sự biến d ng của lốp Đề tài: Nghiên cứu n định của thùng xe khi chuyển động thẳng và quay vòng của xe buýt hai tầng BHT89 đang sử dụng Đức, Tr TPHCM” của học viên Cao Minh ng Đ i Học S Ph m Kỹ . của xe ô tô nhiều cầu chủ động . Nghiên cứu và mô phỏng động lực học quay vòng của xe ô tô nhiều cầu chủ động, để rút ra những đánh giá có tính khoa học về sự chuyển động quay vòng của xe. . chuyển động khi Quay vòng của ô tô một cầu chủ động 40 3.5.2. Phơng trình chuyển động khi Quay vòng của ô tô hai cầu chủ động 41 3.5.3. Phơng trình chuyển động khi quay vòng của ô tô ba trục. hành lang quay vòng 34 3.4. Sơ đ mô hình phẳng động lực học Chuyển động quay vòng của tô nhiều cầu 36 3.5. Xây dựng phơng trình quay vòng Tng quát của xe ô tô nhiều cầu chủ động 39 3.5.1.