Nghiên cứu hệ thống ASR tới tính chất động lực học và ổn định chuyển động của xe

MỤC LỤC CHƯƠNG I Trang Tổng quan 1 CHƯƠNG II Cơ sở lý thuyết 4 I.Cơ học lăn của bánh xe chủ động 4 I.1 sự lăn của bánh xe cứng trong mặt phẳng khi Không có lực ngang. 4 I.1.1 Các loại bán kính bánh xe. 5 I.1.2 Các quan hệ động học khi bánh xe lăn trên đường 7 a. Lăn không trượt. b. Lăn có trượt lăn. c. Lăn có trượt lết. I.1.3 Các quan hệ về lực khi bánh xe lăn trên đường 8 a. Bánh xe bò động 9 b. Bánh xe chủ động 10 c. Bánh xe phanh 10 I.1.4 Mối quan hệ giữa các thông số động học và lực 11 a. Sự phụ thuộc của bán kính lăn vào mô men kéo 11 b. Sự phụ thuộc của độ trượt vào lực kéo và phản lực Tiếp tuyến X. 12 I.1.5 Đặc tính trượt. 14 Hệ số bám của bánh xe với mặt đường 13 a. Hệ số bám lăn. b. Hệ số bám trượt. I.2 Đặc tính trượt và hệ số bám của bánh xe trên đường cứng 14 II .Lý thuyết phân phối công suất trên xe 16 II.1 Lực và mô men tác dụng lên bánh xe chủ động. II.2 Dòng công suất trên bánh xe chủ động 17 II.3 Phân phối công suất dùng vi sai. 18 II.3.1 Vi sai và các ảnh hưởng động học,mô men. 18 II.3.2 Quan hệ về lực ở cầu có vi sai. 20 II.3.3 Khả năng bám của cầu có vi sai. 21 II.3.4 Vi sai khớp nối nhớt. 25 CHƯƠNG III ASR và vấn đề ổn đònh 27 III.1 Khi ô tô chuyển động thẳng. 28 III.2 Khi ô tô chuyển động quay vòng 29 CHƯƠNG IV Lý thuyết kiểm soát lực kéo. 32 IV.1 Khái niệm chung 32 IV.2 Những yêu cầu đối với hệ thống ASC và ASR 33 IV.3 Phương pháp điều khiển và tạo tín hiệu. 34 IV.4 Hệ thống điều khiển ASC với việc tác động vào động cơ. 38 IV.4.1 Khái niệm 38 IV.4.2 Lý thuyết điều chỉnh ASC có sự tác động vào động cơ 39 a Giới hạn điều chỉnh 39 b Gia tốc chuyển động của xe và đường đặc tính Lốp xe 41 c Mô men động cơ và đường đặc tính lốp xe 44 IV.5 ASR với sự tác động vào mô men phanh IV.5.1 Tính toán mô men phanh 46 IV.5.2 Lý thuyết điều khiển ASR có sự tác động Của phanh 50 IV.6 Sự điều chỉnh liên hợp ở cầu xe chủ động 52 CHƯƠNG V Các hệ thống điều khiển lực kéo điển hình 54 A .Hệ thống điều khiển lực kéo Toyota Crown 54 1 .Sơ đồ hệ thống điều khiển 54 2 .Các thành phần của hệ thống điều khiển 55 3 .Các phương pháp điều khiển 60 4 .Chế độ dự phòng 63 5 Chuẩn đoán 63 B.Hệ thống điều khiển lực kéo Toyota Lexus LS400 63 1 .Sơ đồ hệ thống điều khiển 64 2. Bộ điều khiển điện tử 65 3 .Điều khiển mô men động cơ 68 4. Hệ thống điều khiển phanh thuỷ lực 68 C .Hệ thống điều khiển ASC+T trên BMW 850 i 71 1 .Giới thiệu chung 71 2 .Hệ thống thuỷ lực 3. Hoạt động của hệ thống 72 CHƯƠNG VI Đánh giá hệ thống điều khiển lực kéo 75 CHƯƠNG VII Kết luận 78 Luaọn vaờn Thaùc Sú Trửụứng ẹHSPKT TP.HCM Trang 1 Chng I TNGQUAN Chỳngtavnhiuivimtngilỏixebỡnhthngkhụngcúkinhnghimnhiu khigpngtrnugpkhúkhntrongviciukhinchicxe.Cúthanhtapga khụngỳnglnglmchobỏnhxebtrtquaygõyhaotnnhiờnliu,mtnnh hngvcúthgõyramtanton.giỳpchongilỏixethớchnghivitỡnhtrng trờnmththngtngiukhinrai.úlhthngASR. 1- ASR l gỡ ? õy lcỏcktcvitttcacmttingAnhAnti Slip Regulationngha lIUKHINCHNGTRTKHITNG TC.õycngchớnhlhthngt ngiukhinlckộo. HthngtngiukhinlckộoASRraixutphỏttc sllunnh sau: a. Khnngtipnhnlckộocaụtụphthucvobỏmcabỏnhxevi mtngLckộotiptuynphthucvokhnngcangc. Tuy vylckộonycúcsdnghthaykhụngcũnphthucvokhnng bỏmcabỏnhxevimtng. Khnngbỏmcabỏnhxevimtng ngoivicphthucvoloingvtỡnhtrngmtngcũnphthuc votrttngicabỏnhxevimtngkhikộo.Nuhsbỏm thp (ng trn chng hn) m lc kộo vn ln thỡ bỏnh xe s b trt quay. Khi trtnhiudnnkhnngtipnhnlckộokộmithmchớụ tụkhụngthtinhaylựic. b. Theothctớnhtrttrongphmvitrttiukhụngnhngh sbỏmdc x cúgiỏtrccimhsbỏmngang y cngcúgiỏtrkhỏ cao.Doúnuchỳngtaiukhinsaochotrtcacỏcbỏnhxech ngtrongphmvitrt tiu ( tu ) nythỡhiuqutruynlckộo llnnhtngthimbonnhttnhtchoụtụ. 2-Nguyờn tc lm vic ca h thng ASR l t ng iu khin trt bỏnh xe ch ng trong phm vi tu nhm t mc tiờu : a. Tngcngsnnhcaụtụkhichuynngthngcngnh khi quay vũng. b. Truynlckộolnhntimtngkhikhihnhhoctngtchockhi ụtụchytrờnngtrn. 3. CỏchthngASRcthitkvsdngcỏcphngỏnnhmngn chnstrtcabỏnhxechngnnhchuynngvtndng khnngbỏmcabỏnhxetrờnngnh sau: a. iu khinngthimụmenngc viukhinlcphanhRiờngiu khingimmụmenngc,cỏcnhchtosdngbaphngphỏpiu khinúngmbmga; iuchnhỏnhlatr; iuchnhphunnhiờn liu giỏn anhocctphunnhiờnliu. Luaọn vaờn Thaùc Sú Trửụứng ẹHSPKT TP.HCM Trang 2 b. iu khinmụmenngc kthpiukhinphanhhocsdngvisai ma sỏt. Tựytheoquanimcanhthitk,hoctựyvomcớchsdng,cỏchthng ASRschnphngỏniukhinthớchhp,thụngthngnúctớchhpvsdng chungcỏctrangbvihthngchúnghmcngkhiphanhABS. tmctiờuiukhinnhyờucucnthitphitheodừitrtcacỏcbỏnh xechngnhsdngchungcỏccmbintcvihthngABS.Nuphỏthin mttronghaibỏnhxehocchaibỏnhxechngquaynhanhhnbỏnhxebng,H thngtngiukhinlckộoASRskhingmtquỏtrỡnhiukhin.Cỏcgii phỏpiukhindinrakhỏcnhautựytheomtbỏnhxehaychaibỏnhxecacuch ngbtrt Nuchcúmtbỏnhxecúkhnngbtrtthỡchcúphanhcabỏnhxeú ckớchhotchophộpmtphnlckộocphõnbtibỏnhxecũnli. Nuchaibỏnhxeucúxuhngbtrtthỡviciukhinsthụng quavic ct gimmụ menquaycangc chotinotrt tiu cphchi. iukhinmụmenngc kthpviiukhinphanhnuchcúmt bỏnhxebtrtvtckhỏcbitsovibỏnhxebnglnhn 10 km/h. Vitckhỏcbitlnhn25km/hvichmvisaicngkhụngcs dng.KhiúchcnngcahthngASRchdoiukhingimmụmen ngc mnhim. Khi cỏc bỏnhchngvbỏnhxebngquaycựngtcthỡhthngtng iukhinlckộosngngviciukhinvtrliviciukhinchongilỏixe. 4- Cỏc thnh phn ca mt h thng t ng iu khin lc kộo ASR trờn ụtụ : HthngASRsdngchungcỏccmbintcvihthngphanhABSc gncỏcbỏnhxe,bphnkớchhotphanhASR,biukhinintktnivib iukhinngc.Cmbinvtrớbmga,mụt bcdnngbm gaph, cụngtcúngm,cỏcốnbỏo 5-Nhim v ca ti : õy lmthngngdngcụngnghkhỏphctpdatrờnc slthuytcng khụngkộmphnphctp.HinnayớtcútiliunghiờncuvhthngASRnhmphc vchovicgingdyvnghiờncukhoahccỏctrngihc,caong.Vỡvy ticúnhimv c. Nghiờncuc slthuytvc hclncabỏnhxechngcbitquan tõmtictớnhtrtvctớnhbỏm.Nghiờncuctớnhtrtvlthuyt phõnphilckộo. d. Nghiờncucỏch thngASRhinnay. e. PhõntớchcỏchthngASRinhỡnhtheoquanimnglchcvn nhchuynng. Luaọn vaờn Thaùc Sú Trửụứng ẹHSPKT TP.HCM Trang 3 6- Mc tiờu nghiờn cu: NghiờncucỏchthngASR phõntớchcỏchthngnytheoquanimtng tớnhchtnglchcvnnhchuynngcaụtụ. 7-Phng phỏp nghiờn cu : Nghiờnculthuyt,cỏchthngASRinhỡnhhinnaybngcỏcgiỏotrỡnh,cỏc tiliuthuthptrongquỏtrỡnhhctpcựngvItiliuthamkhotrờnmnginternet. Trờn c snghiờncuútrỡnhbycslthuytcahthngiukhin,lthuytiu khin,aracỏchthngiukhininhỡnhvphõntớchcỏchthngASRnytheo haiquanimtngtớnhchtnglchcvnnhchuynng. 8- Gii hn ti : Githitbỏnhxetrongnghiờncunylcng,khụngcúbindng.Nghiờncu chtptrungvocỏchthngASRtrangbtrờnxeụtụdulch. Luận văn Thạc Só Trường ĐHSPKT TP.HCM Trang 4 Chương II C SăLụăTHUYT Trong chương này chúng ta sẽ tìm hiểu các quan hệ về động học khi bánh xe lăn trên đường, các mối quan hệ về lực, Mối quan hệ giữa các thơng số động học và lực. Kho sát đặc tính trượt của bánh xe cũng như hệ số bám của bánh xe trên đường. Qua đó nhận thức được khi kéo các bánh xe chủ động ln ln ln bị trượt và tùy thuộc vào hệ số bám của bánh xe trên đường. ảệ số bám của bánh xe trên đường phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loi đường, vật liệu chế to lốp, áp suất lốp, ti trọng bánh xe … Ảii quyết bài tốn về kh năng bám của bánh xe trên mặt đường, giúp ơ tơ chuyển động ổn định và tận dụng lực kéo một cách tối ưu khi khởi hành, tăng tốc trên đường trơn cũng như khi quay vòng là tiền đề để chế to hệ thống tự động điều khiển lực kéo ASR. I. C HCăLĔNăCAăBÁNHăXEăCHăĐNG: Bánhăxeălàămtăphầnătửăniăgiữaăơătơăvàămặtăđngănhăbánhăxeămàăcácălựcăđcă truynătừăơătơăxungămặtăđngăvàătừămặtăđngălênăxe.ăCácăđặcătínhăcaăbánhăxeăcóănhă hngătiăcácăđặcătínhăcaăơătơănh đặcătínhăkéo,ăđặcătínhăkinhătănhiênăliệuăvàăđặcătínhă điuăkhinăcaăơătơ. Khiănghiênăcứuăcơ họcăcaăbánhăxeăchúngătaăcầnăquiăcămtăsăhệ tọaăđăsauăμ Hình II-1 μăCácăhệătọaăđăvàăcácălựcăătácădngătrênăbánhăxeăchăđng. HệătọaăđăXo,ăYo,ăZoălàăhệătọaăđăcăđnhăcaămặtăđng. HệătọaăđăX,Y,Zăđcăniăviăbánhăxe,ăgcătọaăđălàăđimătipăxúcăgiữaăbánhăxeăvàămặtă đng,ăngồiăraămặtăphẳngăbánhăxeătrùngăviămặtăphẳngă(X,Z). HệătọaăđăHệ toạ độ ξ, ŋ,  cóăgcătọa đătạiătâmăbánhăxe,ăngồiăraămặtăphẳngăbánhăxeă trùngăviămặtăphẳngă(ξ, ). Hngăcaăcácălựcăvàăcácămơămenătácădngălênăbánhăxeătrênăhìnhătrênăsẽăđcăcoiălàă dơng. [...]... iăbánh xe ch ăđ ng,ăđặcă tính tr tăth ngăbaoăg măcácăm iăquan hệ x(δ)ăxácăđ nhătừ lực X và k(δ)ăxácăđ nhătừă mơămenăxoắnăMk Nóiăcáchăkhác hệ s lực kéo, hệ s lực vòngălàăm tăhàmăc aăđ ătr t.ă Đâyălàăđặc tính cóă Ủănghĩaăquanătrọngăăđặcăbiệtăđ iăv i xe chuy năđ ngătrênăđ ngăđ aă hìnhăhoặcăkhi nghiên cứu v hệ th ngătựăđ ngăđi uăch nh lực kéoă (ASR hayăTCS).ăTrongă cácăđặc tính này,ăkhiă x và ă k tĕngăthì hệ s... Đặc tính trượt tồn bộ của lực Fk và X Th ngăng iătaăsửăd ngăcácăthơngăs ăkhơngăthứăngună x là hệ s lực vòng và că gọiă làă cácă đặcă tính tr t k làă hệ s ă lực kéo.ă Khiă đóă cácă quană hệ x(δ)ă và k(δ)ă đ chúng đ cămơăt ătrênăhìnhăsauμăăăă Trang 12 Luận văn Thạc Só Trường ĐHSPKT TP.HCM I-1-5- Đặc tính trượt: Hình II-8ăμăĐặc tính tr tă Trên đ ăth ăfoălà hệ s ăc nălĕnăc aăbánh xe b ăđ ngă Đặc tính tr... thái trung tính: 0< Mk< Mf , 0< Fk< Of, - Of< X< 0 trạng thái tự do: Mk= Mf , Fk = Of, X= 0 trạng thái kéo: Mk >Mf , Fk > Of ,X > 0, X= Fk -Of I.1.4- Mối quan hệ giữa các thơng số động học và lực: Đâyălàăm iăquan hệ cóăỦănghĩaăquanătrọngăkhi nghiên cứu v ăcơ học lĕnăc aăbánhă xe. ăCóăhaiăph ơngăphápăđ ăbi uăth ăm i hệ giữaăcácăthơngăs ăđ ng học và lực nh sau : a Sự phụ thuộc của bán kính lăn rl vào mômen... hệ s ăbámădọcă và φy đ ăch hệ s ăbámăngang I-2 – Đặc tính trượt và hệ số bám của lốp xe trên đư ng cứng: Kháiăniệmăv ăđặc tính tr t và hệ s ăbámăđưăđ căđ ăcập,ătrongăm cănàyăchúngătaă sẽăkh oăsátănhữngăy uăt ănàoă nhăh ngăt iăchúngăkhiăl p xe lĕnătrênăđ ngăcứng.ăKh ă nĕngăbámăc aăl p xe trênăđ ngăcứngăm tămặtăph ăthu căvàoăcác tính ch tăc aăl pănh hìnhă dạng và vậtă liệuăc aăhoaăl p,ă nhiệtăđ và ápăsu... ănh hệ th ng ASR xe Mercedes-Benz, hệ th ngăASC+Tă xe BMW/Boschă và hệ th ng ASR c aăhưngăTeves.ăC ăhai hệ th ngăđi uăkhi nătrênălàăph ơngătiệnăt tănh tă giúp cho ng iălái xe tựăch và anătồnăđặcăbiệtăkhi cóăsựăbi năđ iăđ tăng tă(x uăđi)ăc aă mặtăđ ngăđi uămàăcác xe khơngăđ cătrangăb hệ th ngănàyăth ngăgâyăsựăho ngăh t,ă m tăbìnhăt nhă ăng iălái.ă IV –2-Những u cầu đối với hệ thống ASC và ASR: ... II-4 :Các lực và mơămenătácăd ngălênăbánh xe b ăđ ng,ăbánh xe ch ă đ ng và bánh xe phanh Giải thích: a Bánh xe bị động: Để choăbánh xe cóăt iătrọngăF  cóăth ăchuy năđ ngăđ v iăvậnăt căVă(hoặcă ωk )ăthìătạiă ătr căc aănóăph iăcó lực Fξ h ngătheoăh lực c aăF  và Fξ điăquaă ătr c và nghiêngăm tăgócă  ,ăcắtămặtăđ că ngăc aăV.ăH pă ngă ăkho ngăcáchăa.ăTạiă đi mănàyăcóătácăd ngăc aăt tăc ăcácăph n lực c aăbánh xe v...  r.  Hệ số bám của bánh xe với mặt đư ng: Trênăđặc tính tr t,ăcácăgiáătr ăcựcăđạiăc a hệ s lực vòngă x hay hệ s lực kéoă k cóăỦănghĩaăđặcăbiệtăquanătrọngăμănóăxácăđ nhăgiáătr lực vòngă(ph n lực ti pătuy năX)ăhayă lực kéoăhoặc lực phanhăcựcăđạiămàăbánh xe cóăkh ănĕngătruy năđ căchoămặtăđ ng.ăGiáă tr ăcựcăđạiăđóăđ căgọi là hệ s ăbámăc aăbánh xe và mặtăđ ng.ăTheoăđặc tính tr tăchúngă ta phân làm... đ ta rút ra m i quan hệ nh sau : tg α = a/rd =Of/Z = f (2-17) b Bánh xe chủ động : N uătaăđặtătrênăbánh xe b ăđ ngăm tămơămenăch ăđ ngăMk (cùngăchi uăv iăωk ) và cânăbằngăv iănóălàăm tăcặp lực Fk ,ăm tăđặtătạiăđi măti păxúcăgiữaăbánh xe và mặtăđ ngă (gọiălà lực kéoăti pătuy n) và m tăđặtătạiătâmăbánh xe (làăthànhăphầnăđẩyăvàoăkhung xe doă mơămenăch ăđ ngăMk gâyăra).ăTaăcóăquan hệ μ T iătrọngăthẳngăđứngăF... iătrọngăthẳngăđứngăF  vẫnăbằngăph n lực thẳngăđứngăZăμ Z = Fɛ (2-18) Lực kéoăti pătuy năFk xácăđ nhăbằngăquan hệ μ (2-19) Fk = Mk/rd rd làăbánăkínhăvậnăhànhăđ ng học Lực đẩyăt ngăc ngăvàoăkhung xe: F ξ = Fk - Of =X bánh xe v i mặtăđ (2-20) v i O f là lực c nălĕn.ăXălàăph n lực ti p tuy n c a ng Lực X cùng chi u chuy năđ ng khi kéo c Bánh xe phanh: T ơng tự nh tr ng h p bánh xe ch đ ng nh ng trong tr ng này... uănhằmă năđ nhăchuy năđ ng và tậnăd ngăt iăđa lực kéoăti pătuy n.ăT ơngătựănh vi saiă cóă khốă hưmă ,ă hệ th ngă ASR sẽă tácă đ ngă phanhă ă bánhă xe ch ă đ ngă b ă tr tă quayă (bánhă xe cóă hệ s ă bámă th p)ă trongă tr ngă h pă hệ s ă bámă ă haiă bánhă xe tráiă ph iă khácă nhau,ăm tăphầnămơămenăkéoăđ căb ăsungăt iăbánh xe có hệ s ăbámăcao và nh ăvậyăkh ăă nĕngătruy n lực kéoăđã đ cătậnăd ngă.Thơngăth . quan hệ về động học khi bánh xe lăn trên đường, các mối quan hệ về lực, Mối quan hệ giữa các thơng số động học và lực. Kho sát đặc tính trượt của bánh xe cũng như hệ số bám của bánh xe trên. chỉnh 39 b Gia tốc chuyển động của xe và đường đặc tính Lốp xe 41 c Mô men động cơ và đường đặc tính lốp xe 44 IV.5 ASR với sự tác động vào mô men phanh IV.5.1 Tính toán mô men phanh 46. Bánh xe chủ động 10 c. Bánh xe phanh 10 I.1.4 Mối quan hệ giữa các thông số động học và lực 11 a. Sự phụ thuộc của bán kính lăn vào mô men kéo 11 b. Sự phụ thuộc của độ trượt vào lực kéo và