Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 89 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
89
Dung lượng
3,63 MB
Nội dung
M CăL C Trang tựa TRANG Quy t đ nh giao đề tài Xác nh n cán b h ng dẫn Lụ L CH KHOA H C i L I CAM ĐOAN ii L I C M N iii TịM T T iv ASTRACT v M C L C vi DANH SÁCH CÁC CH VI T T T ix DANH SÁCH CÁC HÌNH x DANH SỄCH CỄC B NG x Ch ngă1:ăT NG QUAN 1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu 1.2 M c đích đề tài 1.3 Nhiệm v đề tài gi i h n đề tài 1.3.1 Nhiệm v đề tài 1.3.2 Gi i h n đê tai 1.4 Ph Ch ng pháp nghiên cứu ngă2: C ăS LÝ THUY T .5 2.1 Gi i thiệu cầu xe tự đ ng điều n β.β C h c lăn bánh xe β.β.1 Bán kính lăn bánh xe 2.2.2 Các quan hệ đ ng h c vƠ đ ng lực h c bánh xe chủ đ ng .10 2.2.3 Sự truyền l ng từ bánh xe chủ đ ng t i mặt đ ng 12 2.2.4 Lực bám bánh xe chủ đ ng 13 2.2.5 Các y u tố nh h ng đ n hệ số bám 15 vi β.β.6 Đặc tính tr t 16 2.3 Lý thuy t phân phối công suất 16 2.3.1 Phối công suất dùng vi sai 16 2.3.2 Tr ng thái lăn cầu t ng l u thông công suất .25 2.3.3 Nh ng nh c m việc phân phối công suất ôt ô dùng vi sai .28 Ch ngă3:ăC UăXEăT ăĐ NGăĐI UăKHI N 30 γ.1 Cầu xe tự đ ng điều n s d ng kh p nối cứng 30 γ.β Cầu xe tự đ ng điều n s d ng vi sai h n ch tr t ki u ly h p 31 3.2.1 Cầu xe tự đ ng điều n s d ng vi sai h n ch tr t ki u ly h p ma sát đ n 31 3.2.2 Cầu xe tự đ ng điều n s d ng vi sai h n ch tr t ki u ly h p ma sát kép 33 γ.γ Cầu xe tự đ ng điều n s d ng vi sai c cấu bánh hƠnh tinh 36 3.3.1 Cầu xe tự đ ng điều n s d ng vi sai c cấu bánh hƠnh tinh k t h p v i kh p nối thủy lực 36 3.3.2 Cầu xe tự đ ng điều n s d ng vi sai không đôi xứng k t h p v i kh p nối thủy lực .41 γ.4 Cầu xe tự đ ng điều n s d ng vi sai có ma sát 43 Ch ngă4:ăMÔ PH NG C U XE T 4.1 Ph Đ NGăĐI U KHI N 47 ng án kh o sát 47 4.2 Gi i thiệu chung xe Audi A4 3.0 47 4.3 Phân phối công suất xe Audi A4 48 4.3.1 S đồ truyền lực xe Audi A4 48 4.3.2 Phân phối công suất cầu s d ng vi sai Torsen (vi sai có ma sát) .51 4.3.2.1 Các thông số kỹ thu t vi sai Torsen .51 4.3.2.2 Cấu t o, nguyên lý ho t đ ng cầu xe tự đ ng điều n s dung vi sai Torsen 52 4.γ.γ Mô đ ng lực h c cầu xe tự đ ng điều n s d ng vi sai Torsen 65 4.3.3.1 Tr ng thái xe chuy n đ ng thẳng đ 4.3.3.2 Tr ng thái xe quay vòng đ ng bám kém: 67 ng tốt: 70 4.4 Đánh giá k t qu mô cầu xe tự đ ng điều n .74 Ch ngă5:ăK T LU N 76 vii 5.1 K t lu n 76 5.2 Nh ng vấn đề h n ch 77 5.3 Ki n ngh vƠ h ng phát tri n đề tài 78 TÀI LI U THAM KH O 78 viii DANH SÁCH CÁC CH LSD VI T T T : Limited Slip Differentinal ậ Vi sai h n ch tr t TORSEN : Torque Sensing ậ Vi sai c m bi n mô men 2WD : Two-wheel Drive ậ Xe m t cầu chủ đ ng 4WD : Four-wheel Drive ậ Xe hai cầu chủ đ ng AWD : All-wheel Drive ậ Tất c cầu xe chủ đ ng th ABS : Anti-lock Braking System ậ Hệ thống phanh chống bó cứng bánh xe ECU : Electric Control Unit ậ B vi x lý ng xuyên LabVIEW : Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench ậ Phần mềm l p trình ngôn ng đồ h a ix DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1: Cầu xe s d ng vi sai v i kh p nối cứng điều n c khí Hình 2.2: Cầu xe s d ng vi sai v i kh p nối cứng điều n thủy lực Hình 2.3: Cầu xe s d ng vi sai v i kh p nối cứng điều n điện t Hình 2.4: Cầu xe s d ng vi sai h n ch tr Hình 2.5: Cầu xe s d ng vi sai h n ch tr t ki u ly h p điều n c khí t ki u ly h p điều n thủy lực7 Hình 2.6: Cầu xe s d ng vi sai h n ch tr t ki u ly h p điều n điện t Hình 2.7: Cầu xe s d ng c cấu bánh hƠnh tinh Hình 2.8: Cầu xe s d ng vi sai có ma sát Hình 2.9μ Đồ th quan hệ g a bán kính lăn vƠ lực kéo Hình 2.10μ S đồ đ ng h c bánh xe chủ đ ng lăn có tr t quay 10 Hình 2.11μ S đồ lực mô men tác d ng lên bánh xe chủ đ ng lăn đ ng 11 Hình 2.12: Dòng công suất bánh xe chủ đ ng 12 Hình 2.13: Các y u tố nh h Hình 2.14μ Đặc tính tr ng đ n hệ số bám 15 t 16 Hình 2.15: S đồ vi sai bánh nón 17 Hình 2.16μ S đồ quay vòng cầu chủ đ ng 18 Hình 2.17: Quan hệ lực củ cầu chủ đ ng vi sai làm việc 21 Hình 2.18: Hiệu suất riêng vi sai kh t n d ng lực bám riêng cầu 23 Hình 2.19μ Tr ng thái chuy n đ ng cầu v i lực Fk khác 26 Hình 3.1: Mô hình khóa cầu xe s d ng kh p nối cứng 30 Hình 3.2μ S đồ vi sai h n ch tr t ki u ly h p ma sát đ n 32 Hình 3.3μ S đồ vi sai h n ch tr t ki u ly h p ma sát kép 34 Hình 3.4μ S đồ lực tác d ng lên vỏ vi sai bên 35 Hình 3.5μ S đồ vi sai c cấu bánh hƠnh tinh k t h p kh p nối thủy lực 36 Hình 3.6μ S đồ lực mô men tác d ng lên vi sai cầu tr c (a), vi sai trung tâm (b) 37 Hình 3.7μ S đồ vi sai không đối xứng k t h p v i kh p nối thủy lực 41 x Hình 3.8: Cấu trúc vi sai có ma sát 44 Hình 3.9μ S đồ cầu xe tự đ ng điều n s d ng vi sai có ma sát 44 Hình 4.1: Hình dáng xe Audi A4 3.0 Avant 47 Hình 4.2μ S đồ truyền lực từ đ ng c qua vi sai trung tơm xuống hai cầu 48 Hình 4.3μ S đồ truyền lực từ vi sai trung tâm qua vi sai cầu sau xuống hai bánh xe 49 Hình 4.4: Cấu t o vi sai Torsen 51 Hình 4.5μ S đồ cầu xe tự đ ng điều n s d ng vi sai Torsen 53 Hình 4.6: Phân phối công suất đ n hai bán tr c xe chuy n đ ng thẳng 57 Hình 4.8: Mặt c t ngang nghiêng bánh vƠ 1’ 57 Hình 4.9μ S đồ lực tác d ng lên bánh bán tr c vƠ 1’ 57 Hình 4.10: Phân phối công suất đ n hai bán tr c xe quay vòng bên ph i 60 Hình 4.11: Mặt c t ngang nghiêng bánh vƠ 1’ 61 Hình 4.12μ S đồ lực tác d ng lên bánh bán tr c vƠ 1’ 61 Hình 4.13: Phân phối công suất đ n hai bán tr c xe chuy n đ ng thẳng đ ng bám (bánh xe bám e bánh xe bên ph i) 63 Hình 4.14: Phân phối công suất đ n hai bán tr c xe chuy n đ ng thẳng đ ng bám (bánh xe bám e bánh xe bên trái) 63 Hình 4.15μ Đồ th đặc tính phân phối mô men xe chuy n đ ng thẳng đ ng bám 67 Hình 4.16μ Đồ th đặc tính phân phối mô men xe chuy n đ ng thẳng đ tay số thay đổi theo ph n lực thẳng ng tốt 71 Hình 4.18μ Đồ th đặc tính phân phối mô men đứng Zi xe quay vòng đ tay số thay đổi theo hệ số bám φe ng bám 68 Hình 4.17μ Đồ th đặc tính phân phối mô men đứng Zi xe quay vòng đ tay số thay đổi theo hệ số bám φe tay số thay đổi theo ph n lực thẳng ng tốt 73 xi DANHăSỄCHăCỄCăB NG B NG TRANG B ngă4.1μ Thông số kỹ thu t xe Audi A4 γ.0 47 B ng 4.2: Đặc tr ng kỹ thu t bánh hƠnh tinh .51 B ng 4.3: Đặc tr ng kỹ thu t bánh bán tr c 51 B ng 4.4: Đặc tr ng kỹ thu t hệ số ma sát ly h p đĩa ma sát 52 xii ng Ch T NG QUAN 1.1 T ng quan chung v lƿnh v c nghiên c u Ngày ngành công nghệ ô tô th gi i đƣ phát tri n v ph ng tiện v n chuy n quan tr ng đối v i ng ngành kinh t quốc dơn, đồng th i đƣ tr thƠnh ph n t b c, ô tô i hàng hóa cho ng tiện giao thông cá nhân c có kinh t phát tri n Chúng ta bi t rằng, lý thuy t phân phối công suất đ n bánh xe cầu khác tùy thu c vào tr ng h p chuy n đ ng c cấu phân phối, việc phân phối công suất bánh xe cầu chủ đ ng qua c cấu phân phối công suất vi sai cầu chủ đ ng h p phân phối khí h u n c ta m a n ng, lũ l t thất th xe nhiều cầu chủ đ ng H n n a ng, v i điều kiện đ a hình t đối dốc khúc khuỷu, nhỏ hẹp, tình tr ng mặt đ ng ng không đ t tiêu chuẩn Đ đáp ứng yêu cầu thực t nhà s n xuất ô tô đ a dòng xe hai cầu chủ đ ng, nhiên đa sô dòng xe ch đ b vi sai th c trang b d ng vi sai cầu đ n gi n nhất, g i ng Đối v i b vi sai th xe chuy n đ ng thẳng đ ng xe chuy n đ ng đ ng tốt, ng c hai bánh xe m t cầu s quay v i m t v n tốc nh xe vào cua bánh xe s ph i quay v i v n tốc khác (các bánh xe bên quay ch m h n bánh xe bên ngoài) đ gi cho xe ổn đ nh Đơy u m b vi sai nh ng l i có nh trình chuy n đ ng đ ng xấu n u m t hai bánh xe r i vào vùng bám mômen xo n b gi m bánh xe bên mặt dù đ ng bám tốt b gi m theo, điều làm cho tổng sức kéo cầu gi m Ngoài nh vi sai th c m c m trên, b ng có th gây nh ng r c rối h n nhiều m t bánh xe m t cầu chủ đ ng b sa lầy, bánh xe không kh bám đ hoàn toàn làm cho bánh xe l i đứng yên ng chúng s tr t quay NgoƠi đ truyên công suơt từ đ ng c t i hai bánh xe trái - ph i cầu chủ đ ng đôi v i mô ̣t sô dòng xe s ̉ dung c cơu phân phối công suất không dùng vi sai, c v i ô tô s ̉ d ng c cơu phân phối công suất dùng vi sai có ma sát, tr ng xe chuyể n đô ̣ng đ ng tôt vi sai l i ứng x ̉ nh vi sai Đối v i cầu phân phối công suất không dùng vi sai th ng x y hiên t ng l u thông công suất Khi t ng l u thông công suất x y s gây t i cho hệ thống truyền lực Nh c m xe s d ng vi sai không ma sát việc gi m lực kéo cầu chủ đ ng kh bám m t hai bánh xe b gi m xe không th tự v t qua vùng lầy Nh đƣ bi t tính chất đ ng lực h c ô tô lƠ h t sức quang trong, quy t đ nh chất l ng xe, mƠ tính chất đ ng lực h c ô tô quy t đ nh chủ y u lƠ b i lực kéo vƠ phơn phối lực kéo gi a cầu vƠ bánh xe ô tô Lực kéo không th l n tùy ý mƠ ph thu c vƠo kh bám cầu vƠ bánh xe m t cầu, tốt lƠ tất c lực kéo từ đ ng c truyền xuống ph i đ đ c mặt ng ti p nh n h t nhiên điều nƠy không d x y ô tô chuy n đ ng tình tr ng mặt đ ng vƠ t i tr ng pháp n bánh xe thay đổi liên t c Vì v y việc phơn phối lực kéo cho cầu vƠ bánh xe m t cầu lƠ vô quang trong, quy t đ nh việc t n d ng h t kh bám mặt đ h ng vƠ nh ng đ n tính chất đ ng lực h c ô tô Đ gi i quy t vấn đề hãng ô tô nh Huyndai, Toyota, Audi, Merce des-Benz…đƣ áp d ng m t số hệ thống cho viê ̣c điều n tự đ ng vi sai cầu xe chủ đ ng mô ̣t sô dòng xe, nhằm nâng cao tính chất đ ng lực h c ô tô việc phân phối h p lý công suất từ đ ng c đ n bánh xe cầu chủ đ ng đ tránh hiê ̣n t ̣ng l u thông công suơt vƠ gi m s c kéo cơu chủ đô ̣ng Do đo vơn đề nghiên c u cầu xe tự đ ng điều n lƠ thiêt, m t số công trình nghiên cứu liên quan vấn đề nh sau: Trơn Quôc Khánh Nghiên c u vƠ mô s ̣ truyên công suơt ̣ thông truyên l c̣ xe nhiêu cơu chủ đô ̣ng, Đa ̣i h c S ph m Kỹ thuơ ̣t Tp.Hô Chí Minh, 2004 Kêt qu đa ̣t đ ̣c: Mô trình truyên công suơt chuyể n đô ̣ng thẳ ng, quay vòng đ ng bám tôt vƠ đ ng bám ô tô mô ̣t sô tr ng thái điể n hình sau: Xe mô ̣t cơu chủ đô ̣ng, vi sai không ma sát, vi sai có ma sát Xe hai cơu chủ đô ̣ng: Hô ̣p phân phôi không vi sai, h p phân phôi vi sai có ma sát Đề tài ch nghiên c u vƠ mô trình truyên công suơt chuyể n đô ̣ng thẳ ng, quay vòng vi sai nón đôi x ng xe mô ̣t cơu vƠ hai cơu Ṽ ThƠnh Nhân, Nghiên c u ̣ thông ASR, phân tích nh h ̉ ng ASR t i tính chơt đô ̣ng l c̣ h c vƠ ổn đinh ̣ chuyể n đô ̣ng xe, Đa ̣i h c S ph m Kỹ thuơ ̣t Tp.Hô Chí Minh, 2005 K t qu đề tƠi đã gi i thiê ̣u đ thuyêt vƠ đanh giá đ ̣c u nh ̣c t ng đôi đơy đủ c s ̉ lý ̣c điể m ̣ thông điêu khiể n l c̣ kéo ASR V i gi thiêt bánh xe nghiên c u nƠy lƠ c ng, không biên d ng, Ch nghiên c u ̣ thông điêu khiể n l c̣ kéo ASR xe du l ch Đê tƠi ch phân tích c s ̉ lý thuyêt ch a mô ̣ thông điêu khiể n l c̣ kéo ASR nh h ̉ ng đ n tính chơt đô ̣ng l c̣ h c vƠ ổn đinh ̣ chuyể n đô ̣ng xe Bùi Tuơn Vũ Nghiên c u đô ̣ng l c̣ h c chuyể n đô ̣ng thẳ ng xe nhiêu cơu chủ đô ̣ng Các ph ng pháp phân phôi công suơt, Đa ̣i h c S ph m Kỹ thuơ ̣t Tp.Hô Chí Minh, 2008 Đê tƠi đã đ a kêt qu hoƠn toƠn m i vê vơn đề tr ̣t bánh xe cơu chủ đô ̣ng tính toán thông sô đô ̣ng l c̣ h c chuyể n đô ̣ng xe HINO FM1 JNUA-RGV Đề tài ch đ a kêt qu tính toán vê vơn đề tr ̣t bánh xe cơu chủ đô ̣ng xe HINO FM1 JNUA-RGV ch ch a gi i quyêt đ vơn đề tr ̣c ̣t nƠy Nguyễn ThƠnh Tâm Nghiên c u tổ n hao l c̣ kéo vƠ l c̣ phanh tr ̣t Các gi i pháp đ khăc ph c, Đa ̣i h c S ph m Kỹ thuơ ̣t Tp.Hô Chí Minh, 2012 Đề tƠi đã đ a gi i pháp kh c ph c tổn hao lực kéo lực phanh tr t hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS) hệ thống ki m soát lực kéo (TRC) Xác đ nh hiệu qu phanh phanh ABS tốt h n so v i phanh cổ n cách tính toán quãng đ ng phanh chúng Đề tƠi ắNghiên c u, mô cầu xe tự đ ng điều n” t p trung chủ y u sau trình bƠy c s lý thuy t phơn phối công suất t p trung nghiên cứu m t + Sau m t bên bánh xe vào vùng xấu (bánh xe bám nh ng bánh xe bám ch a tr t đo n (a j) T i m j mô men bánh xe bám Me mô men gi i h n bám bánh xe bám Me nhau, ta xác đ nh đ c hệ số bám φe t i m j nh sau: Me M e Z e e rb 638 e 0,538 + Trong đo n (b j) , Mi 1008(N.m) không thay đổi ( i = 0= 0,85) nh ng φe gi m kho ng (0,538 e 0,85) làm Me gi m kho ng (636 (N.m)) Me 1008(N.m)) + Khi e 0,538 Me 0,5M r , mô men bánh xe bám Me giá tr mô men gi i h n bám bánh xe bám Me , bánh xe bám b t đầu tr t t o mô men ma sát M fms vi sai e ti p t c gi m làm Me gi m đo n (j 0) , mô men ma sát M fms tăng đo n (d h) T i m h mô men ma sát mô men vỏ vi sai M fms M r , t i m M e tức bánh xe bám hoàn toàn không bám v i mặt đ ng + Khi mô men ma sát M fms tăng đo n (d h) làm mô men bánh bám tốt M i tăng theo, nh ng ch tăng đo n (j f) Ta xác đ nh hệ số bám φe t i m f nh sau: T i m f ta có: Mi M i 1008( N m) M 'r M e M i 1276 (N.m) M e M 'r M i 1276 - 1008 268(N.m) mà Me M e 268( N m) Z e e rb 268( N m) e 0,226 Vì M i ch tăng đo n (j f) nên có tổn hao mô men vi sai, tổn hao mô men đo n (g k) T i m k tổn hao mô men l n nhất: 68 M th M r M 'r 1276 1008 268( N m) M th : Mô men b tổn hao Nh n xét: Khi φe gi m kho ng (0,538 e 0,85) phân phối mô men cho hai bánh xe nh M e M i , cầu xe chuy n đ ng ổn đ nh Khi φe gi m kho ng (0 e 0,538) cầu xe s tự đ ng điều n M e M i Ta thấy M e M i phân phân phối mô men cho hai bánh xe nh bố l i mô men phù h p v i điều kiện bám hai bánh xe v i mặt đ nƠy có nghĩa lƠ bánh xe bám tốt h n s nh n đ ng, điều c nhiều mô men h n bánh xe bám Tuy nhiên φe gi m kho ng (0 e 0,226) , tổng mô men đầu hai bán tr c M ' r gi m theo b.ăTaăxétătr ng h p xe chuy năđ ng v i mô men xo n c căđ i tay s 6: Ta có mô men vỏ vi sai Mr = 340 (N.m) Hình 4.16μ Đồ th đặc tính phân phối mô men tay số thay đổi theo hệ số bám φe xe chuy n đ ng thẳng đ Ban đầu xe chuy n đ ng thẳng đ ng tốt + T i m a v i φe = φo = 0,85 ta có mô men đ nh nhau: 69 ng bám c phân phối t i hai bán tr c M e M i 0,5M r 170 (N.m) + T i m c tổng mô men đầu hai bán tr c M 'r mô men vỏ vi sai M r : M 'r M e M i M r 340 (N.m) + T i m b mô men gi i h n bám bánh xe e, i nhau: Me Mi Zi i rb Z e e rb 1008(N.m) + Sau m t bên bánh xe vào vùng xấu (bánh xe bám nh ng bánh xe bám ch a tr t đo n (a j) T i m j mô men bánh xe bám Me mô men gi i h n bám bánh xe bám Me nhau, ta xác đ nh đ c hệ số bám φe t i m j nh sau: Me M e Z e e rb 340 e 0,143 + Trong đo n (b j) , Mi 1008(N.m) không thay đổi ( i = 0= 0,85) nh ng φe gi m kho ng (0,143 e 0,85) làm Me gi m kho ng (170 (N.m)) Me 1008(N.m)) + Khi e 0,143 Me M e bánh xe bám b t đầu tr t, t o mô men ma sát M fms vi sai, e ti p t c gi m làm Me gi m đo n (j 0) , mô men ma sát M fms tăng đo n (d f) làm mô men bánh bám tốt M i tăng đo n (j f) T i m f mô men ma sát mô men vỏ vi sai, tổng mô men đầu hai bán truc, mô men bánh quay nhanh M fms M 'r M r M i nên tổn hao mô men vi sai T i m M e tức bánh xe bám hoàn toàn không bám v i mặt đ ng Nh n xét: Khi φe gi m kho ng (0,143 e 0,85) t gi m kho ng (0,538 e 0,85) tay số 70 ng tự nh tr ng h p φe Khi φe gi m kho ng (0 e 0,143) t φe gi m kho ng (0 e 0,538) ng tự nh tr ng h p tay số Tuy nhiên mô men vỏ vi sai tay số nhỏ Mr = 340 (N.m) nên tổn hao mô men bánh xe bám b tr t hệ số bám thấp e 0,143 4.3.3.2 Tr ngătháiăxeăquayăvòngătrênăđ ng t t: Gi s hai bánh xe cầu sau có thông số sauμ ωe ≠ ωi; Ze ≠ Zi; φe = φi a Taăxétătr ng h p xe chuy năđ ng v i mô men xo n c căđ i tay s 1: Ta có mô men vỏ vi sai Mr = 1276 (N.m) Hình 4.17μ Đồ th đặc tính phân phối mô men tay số thay đổi theo ph n lực thẳng đứng Zi xe quay vòng đ - Khi xe quay vòng đ ng tốt ng tốt + T i m a v i φe = φi = φo = 0,85 ta có mô men đ c phân phối t i hai bán tr c lƠ nh nhau: M e M i 0,5M r 638 (N.m) + T i m c tổng mô men đầu hai bán tr c M 'r mô men vỏ vi sai M r : M 'r M e M i M r 1276 (N.m) + T i m b mô men gi i h n bám bánh xe e, i nhau: Me Mi Zi i rb Z e e rb 1008(N.m) 71 - Trong đo n (a j) , mô men đ c phân phối t i hai bán tr c T i m j mô men bánh xe Mi mô men gi i h n bám bánh xe bám kem Mi nhau, ta xác đ nh đ c ph n lực thẳng đứng Zi t i m j nh sau: Mi M i Zi i rb 638 Zi 2494( N ) + Trong đo n (b j) : Trong Zi gi m kho ng (2494 (N) ≤ Zi≤ 3940 (N)) làm Mi gi m kho ng (636 (N.m)) Mi 1008(N.m)) Ze tăng kho ng (3940 (N) ≤ Ze≤ 5386 (N)) làm Me tăng kho ng (1008 (N.m)) Me 1378(N.m)) + Khi Zi 2494( N ) Mi M i bánh xe i b t đầu tr t, t o mô men ma sát M fms vi sai Zi ti p t c gi m làm Mi gi m đo n (j 0) , mô men ma sát tăng đo n (d f) làm mô men bánh quay nhanh M e tăng đo n (j f) T i m f mô men ma sát mô men vỏ vi sai, tổng mô đầu men hai bán truc, mô men bánh quay nhanh M fms M 'r M r M e nên tổn hao mô men vi sai T i m M i tức bánh xe quay ch m (bánh xe bám kém) hoàn toàn không bám v i mặt đ ng, t i m g Ze = Zb = 7880 (N) mô men bám bánh xe quay nhanh tốt Mi 2016( N ) Nh n xét: - Khi Zi gi m kho ng (2494( N m) Z i 3940( N m)) phân phối mô men cho hai bánh xe nh M e M i , cầu xe chuy n đ ng ổn đ nh - Khi Zi gi m kho ng (0 Z i 2494( N m)) cầu xe s tự đ ng điều n phân phối mô men cho hai bánh xe nh sau M i M e Ta thấy M i M e phân bố l i mô men phù h p v i điều kiện bám hai bánh xe v i mặt đ ng, điều nƠy có nghĩa lƠ bánh xe bám tốt h n s nh n đ men h n bánh xe bám 72 c nhiều mô b.ăTaăxétătr ng h p xe chuy năđ ng v i mô men xo n c căđ i tay s 6: Ta có mô men vỏ vi sai Mr = 340 (N.m) Hình 4.18μ Đồ th đặc tính phân phối mô men tay số thay đổi theo ph n lực thẳng đứng Zi xe quay vòng đ - Khi xe quay vòng đ ng tốt ng tốt + T i m a v i φe = φi = φo = 0,85 ta có mô men đ c phân phối t i hai bán tr c lƠ nh nhau: M e M i 0,5M r 170 (N.m) + T i m c tổng mô men đầu hai bán tr c M 'r mô men vỏ vi sai Mr : M 'r M e M i M r 340 (N.m) + T i m b mô men gi i h n bám bánh xe e, i nhau: Me Mi Zi i rb Z e e rb 1008(N.m) - Trong đo n (a j) , mô men đ c phân phối t i hai bán tr c T i m j mô men bánh xe Mi mô men gi i h n bám bánh xe bám kem Mi nhau, ta xác đ nh đ c ph n lực thẳng đứng Zi t i m j nh sau: Mi M i Zi i rb 170 Zi 644( N ) 73 + Trong đo n (b j) : Trong Zi gi m kho ng (644 (N) ≤ Zi≤ 3940 (N)) làm Mi gi m kho ng (636 (N.m)) Mi 1008(N.m)) Ze tăng kho ng (3940 (N) ≤ Ze≤ 7236 (N)) làm Me tăng kho ng (1008 (N.m)) Me 1851(N.m)) + Khi Zi 644( N ) Mi M i bánh xe i b t đầu tr t, t o mô men ma sát M fms vi sai Zi ti p t c gi m làm Mi gi m đo n (j 0) , mô men ma sát M fms tăng đo n (d f) làm mô men bánh quay nhanh M e tăng tăng đo n (j f) T i m f mô men ma sát mô men vỏ vi sai, tổng mô men đầu hai bán truc, mô men bánh quay nhanh M fms M 'r M r M e nên tổn hao mô men vi sai T i m M i tức bánh xe quay ch m (bánh xe bám kém) hoàn toàn không bám v i mặt đ ng, t i m g Ze = Zb = 7880 (N) mô men bám bánh xe quay nhanh tốt Mi 2016( N ) Nh n xét: Khi Zi gi m kho ng (664( N m) ) Z i 3940( N m)) t tr ng tự nh ng h p Zi gi m kho ng (2494( N m) Z i 3940( N m)) tay số Khi Zi gi m kho ng (0 Z i 664( N m)) t h p Zi gi m kho ng (0 Z i 2494( N m)) vi sai ng tự nh tr ng tay số Tuy nhiên mô men vỏ tay số nhỏ Mr = 340 (N.m) nên bánh xe bám b tr t giá tr Zi thấp Zi =664(N.m) 4.4.ăĐánhăgiáăk t qu mô ph ng c u xe t đ ngăđi u n Thông qua thông số xe Audi A4 3.0 Avant, lo i xe đặc tr ng cho việc s d ng cầu xe tự đ ng điều n v i vi sai Torsen, tác gi đƣ s d ng phần mềm mô LABVIEW mô đ n s d ng vi sai Torsen 74 c đ ng lực h c cầu xe tự đ ng điều Việc mô đ c đ ng lực h c cầu xe tự đ ng điều n s d ng vi sai Torsen giúp đánh giá tính hiệu qu phân phối công suất cầu xe tự đ ng điều n Qua so sánh đ vi sai th ng K t qu mô thu đ phối công suất đ c đƣ ki m nghiệm l i lý thuy t phân cầu xe tự đ ng điều n kh bám bánh xe v i mặt ng có thay đổi Quá trình mô đ đ c khác biệt s d ng vi sai có ma sát v i c thực lần l t cho tay số, k t qu thu c cho thấy phù h p việc phân phối công suất tr tay số khác ng h p c th , hệ số bám ph n lực thẳng đứng mặt đ ng tác dung lên bánh xe thay đổi Việc phân tích phân phối công suất mô men tay số giúp cho ng i thi t k nh s d ng hi u r̃ đặc tính đ ng lực h c xe, từ đề xuất khuy n ngh nên dùng tay số phù h p cho tr ng h p t ng ứng xe đ t t i gi i h n bám 75 Ch ngă5 K TăLU N 5.1.ăK tălu n Qua trình nghiên cứu, tìm hi u thực đề tài v i nh ng ki n thức lý thuy t, k t cấu tính toán ô tô, đ ng h c - đ ng lực h c ô tô, c h c chuy n đ ng ô tô, ki n thức tổng quan liên quan đ thành nhiệm v đặt đề tƠi vƠ đ t đ Tác gi đƣ v n d ng đ c h c th i gian qua, tác gi đƣ hoƠn c m t số thành qu đ nh c nh ng lý thuy t đƣ h c đ trình bày, phân tích vấn đề phân phối công suất đ n bánh xe cầu chủ đ ng nh ng lo i vi sai tự đ ng điều n Phân tích rõ u m, nh c m m i lo i vi sai tự đ ng điều n c th , so sánh ch nh ng vấn đề chúng Đồng th i tác gi xơy dựng công thức tính toán mô men công suất đ n bánh xe m i tr ng h p c th Thông qua việc nghiên cứu vấn đề liên quan đ n phân phối công suất bánh xe cầu xe chủ đ ng v i nhiều lo i vi sai tự đ ng điều n khác nhau, đề tƠi đƣ ch đ c nh ng m m nh y u lo i vi sai khác nhau, c th cầu xe tự đ ng điều n s d ng vi sai Torsen Đơy lƠ gi i pháp mà nhiều hãng xe l n th gi i áp d ng đ c i thiện vƠ nơng cao tính phơn phối công suất Đề tƠi ắNghiên cứu, mô cầu xe tự đ ng điều n” đ c thực đƣ góp phần giúp có nhìn c th h n, r̃ rƠng h n vấn đề phân phối công suất cầu xe chủ đ ng Đơy lƠ m t tài liệu h c t p tham kh o quý giá cho b n sinh viên nh nh ng h c viên ngƠnh c khí đ ng lực Đề tƠi đƣ gi i thiệu, trình bày tổng quan ph tự đ ng điều n đ ng pháp điều n cầu xe c s d ng m t số xe đ i Đặc biệt đề tƠi đƣ phơn tích kỹ xây dựng đ ng lực h c vi sai có ma sát ki u bánh bánh xo n (vi sai Torsen) Ngoài ra, trình thực đề tài, tác gi 76 tr ng đ n việc xem xét, đánh giá tính hiệu qu phân bố mô men vi sai có ma sát Bên c nh việc phân tích vấn đề phân phối công suất đ ng điều n khác nhau, đề tƠi trình bƠy đ lo i vi sai tự c quan hệ đ ng h c, đ ng lực h c vƠ đặc tính phân phối công suất từ đ ng c đ n cầu chủ đ ng dòng xe Audi A4 γ.0 Avant đ thấy rõ phân phối công suất nh tính hiệu qu việc s d ng cầu xe tự đ ng điều n M t thành công l n không phần quan tr ng đề tài tác gi đƣ b c đầu mô đ c trình phơn phối mô men cầu xe tự đ ng điều n theo ch đ lƠm việc cầu xe Trong đó, tác gi đƣ s d ng phần mềm h tr mô LABVIEW đ bi u di n phơn phối mô men theo hệ số bám vƠ t i tr ng xe 5.2.ăNh ngăv năđ ăcònăh năch ă Bên c nh nh ng k t qu đ t đ c trình nghiên cứu đề tƠi, tác gi không tránh khỏi nh ng h n ch mặt ki n thức, thi t b vƠ công nghệ nh μ Đề tƠi ch mô đ ng h c, đ ng lực h c phơn phối công suất m t lo i vi sai có ma sát ki u bánh xo n (vi sai Torsen) mƠ ch a thực lo i vi sai có ma sát khác Đề tƠi ch a thực lƠm r̃ tính hiệu qu vi sai tr ng h p c th lo i vi sai có ma sát khác Các gi thi t thay đổi hệ số bám tr phối mô men vƠ công suất ng h p tính toán phơn cầu xe chủ đ ng s d ng vi sai Torsen ch a sát v i điều kiện thực t Quá trình nghiên cứu ch a xét đồng th i thay đổi hệ số bám c hai bánh xe trái ậ ph i mƠ m i ch xét riêng hệ số bám bánh xe c th Do th i gian h n ch vƠ điều kiện ch a cho phép nên đề tƠi ch thực nghiên cứu lý thuy t vƠ mô máy tính mƠ ch a thực nghiệm k t qu thực t nh ch a kh o sát r ng rƣi hiệu qu b vi sai có ma sát ki u bánh xo n nhiều lo i xe khác Các nghiên cứu tính toán ch thực c th xe Audi A4 3.0 Avant mà ch a nghiên cứu dòng xe s d ng vi sai có ma sát khác 77 5.3.ăKi năngh ăvƠăh ngăphátătri năđ ătƠi Nh ng k t qu đƣ đ t đ c trình nghiên cứu đƣ chứng minh kh phát tri n, m r ng đề tài Trong th i gian t i tác gi s cố g ng thực nh ng nghiên cứu m r ng đối v i nh ng ph ng pháp điều n cầu xe tự đ ng điều n khác Ngoài ra, m t h ng phát tri n khác đề tài n a ti n hành thực nghiệm đ so sánh k t qu thực t mô lý thuy t, đánh giá tính hiệu qu việc phân phối công suất s d ng vi sai có ma sát tự đ ng điều n Bên c nh tác gi đề xuất nghiên cứu ti p theo s thực việc nghiên cứu phân phối công suất hệ số bám hai bánh xe thay đổi đồng th i nh thực t Tác gi ki n ngh s d ng vấn đề đ c đề c p đề tài làm tài liệu tham kh o cho b n sinh viên nh ng quan tơm đ n vấn đề ki m soát lực kéo đ đ t đ c phơn phối công suất đ ng c cho có hiệu qu cao 78 TÀI LI U THAM KH O TI NG VI T Ti n sĩ Lơm Mai Long, Giáo trình Cơ học chyển động ô tô, Thành phố Hồ Chí Minh, 2011, 112 trang Ti n sĩ Nguy n Phúc Hi u, Tính thông qua ô tô, Nhà xuất b n Quơn đ i nhân dân, 2001, 261 trang Khoa đ ng lực - H c viện Kỹ thu t Quân sự, Lý thuyết ô tô quân sự, Nhà xuất b n Quơn đ i nhân dân, Hà N i, 2002, 107 trang Ti n sĩ Nguy n N c, Lý thuyết ô tô, Nhà xuất b n Giáo D c, Thành phố Hồ Chí Minh, 2001, 214 trang Nguy n H u Cẩn, D Quôc Thinh ̣ , Ph m Minh Thái , Nguyễn Văn Tai , Lê Thi ̣ VƠng, Ĺ Thuyế t ôtô máy kéo , Nhà xuất b n Khoa h c vƠ kỹ thuơ ̣t , Hà N i,1996, 359 trang Nguy n H u Cẩn, Phan Đình Kiên , Thiết kế tính toán ôtô máy kéo (tập 3), Nhà xuất b n Đ i h c Trung h c chuyên nghiệp, Hà N i,1985, 233 trang PTS Nguy n Kh c Trai, Tính điều khiển quỹ đạo chuyển động ô tô, Nhà xuất b n Giao Thông V n T i, 1997, 145 trang TI NGăN C NGOÀI Reza N Jazar, Vehicle dynamics- Theory and Application, Springer, Manhattan college, 1022 pages Edward B Magrab, Vibrations, Balakumar Balachandran, 713 pages 10 J.Y Wong , Theory of ground Vehicles, Carleton University, Canađa, β001, β04 pages 11 David G LewickiGlenn Research Center, Cleveland, Ohio, Two-Speed Gearbox Dynamic Simulation Predictions and Test Validation 2010 79 12 Msc MARC OLLÉ BERNADES , Torque split between left and right drive shaft over a front wheel drive differential, Master’s Thesis in the Mechanical and Automotive Engineering - CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Göteborg, Sweden β01γ Master’s thesis β01γμ56 13 MARKUS BOZDEMIR DEAN TODEVSKI, Yaw moment control using an active differential and Electronic Stability Control system (ESC); Master’s Thesis in Automotive Engineering - CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Göteborg, Sweden β01γ Master’s thesis β01γμ56 14 ION FLORIN POPA, A Computational Method of the Differential Locking Coefficient; Department of Material Sciences, Mechatronics and Robotics Valahia University from ROMANIA 15 ION FLORIN POPA(1), CIPRIAN PAUL PATIC(2), LUMINITA DUTA(3), The Analysis of the Geometrical Features Influence of the Helical Gears on the Blocking Coefficient of a Differential; (1)Department of Material Sciences, Mechatronics and Robotics, (2)(3) Department of Automatics and Informatics Valahia University from ROMANIA 16 ; Konstantinos Filiotis, Patrick Fraser , SAE Baja Gearless Differential 20092010 17 F Assadian, M Hancock and M C Best , Development of a controlalgorithm for an activelimited slip differential, Cranfield University, Jaguar Cars Ltd., Loughborough University 18 John W H Trout, The Analysis And Testing Of The Quaife Torque-Biasing Differrential; Master Of Science In Mechanical Engineering, The University Of Texas At Arlington May 2011 19 S E CHOCHOLEK, The development of a differential for the improvement of traction control, BSME Gleason Corporation, Rochester, New York, United States of America 80 20 James Roy Vaughn, A Fundamental Approximation in MATLAB of the Efficiency of an Automotive Differential in Transmitting Rotational Kinetic Energy; The University of Texas at Austin May 2012 21 A Lanzotti, F Renno, M Russo, R Russo, M Terzo, A Physical Prototype of an Automotive Magnetorheological Differential; Proceedings of the World Congress on Engineering 2013 Vol III, WCE 2013, July - 5, 2013, London, U.K 81 S K L 0 [...]... ăc aăđ ătƠi - Nghiên c u sự phơn phối công suất từ đ ng c đ n các cầu chủ đ ng - Nghiên c u các ph ng phápđiều khi n của các lo i cầu xe tự đ ng điều khi n - Mô phỏng quá trình phơn b ố mô men của cầu xe tự đ ng điều khi n tùy thu c vào ch đ làm việc của cầu xe 1.3.2 Gi iăh năđềătài Do điều kiện kinh t cũng nh th i gian mƠ đề tƠi gi i h n trong ph m viμ - Nghiên c u cầu xe tự đ ng điều khi n dùng... sai nay tự đ ng phơn phối công suất cho hai bánh xe theo điều kiện chuy n đ ng của ô tô 1.2 M căđíchăc aăđ tài Nghiên cứu, mô phỏng đ c quá trình phơn phối mô men của cầu xe tự đ ng điều khi n v i từng ch đ lƠm việc của cầu xe vƠ các y u tố nh h ng ch đ làm việc đó, lƠm c s cho việc gi i các bƠi toán tối u về thi t k , điều khi n cầu xe, góp phần nơng cao hiệu qu trong việc khai thác, s d ng xe trong... bao gồm: - Cầu xe s d ng vi sai v i kh p nối cứng + Kh p nối cứng điều khi n bằng c khí Hình 2.1: Cầu xe s d ng vi sai v i kh p nối cứng điều khi n bằng c khí 5 + Kh p nối cứng điều khi n bằng thủy lực Hình 2.2: Cầu xe s d ng vi sai v i kh p nối cứng điều khi n bằng thủy lực + Kh p nối cứng điều khi n bằng điện t Hình 2.3: Cầu xe s d ng vi sai v i kh p nối cứng điều khi n bằng điện t - Cầu xe s d ng... Ly h p điều khi n bằng bằng c khí Hình 2.4: Cầu xe s d ng vi sai h n ch tr 6 t ki u ly h p điều khi n bằng c khí + Ly h p điều khi n bằng thủy lực Hình 2.5: Cầu xe s d ng vi sai h n ch tr t ki u ly h p điều khi n bằng thủy lực + Ly h p điều khi n bằng đi n t Hình 2.6: Cầu xe s d ng vi sai h n ch tr 7 t ki u ly h p điều khi n bằng điện t - Cầu xe s d ng c cấu bánh răng hành tinh Hình 2.7: Cầu xe s d... trên dòng xe Audi - Điều kiện ho t đ ng của cầu xe khi có sự thay đổi hệ số bám của m t bánh xe, khi xe quay vòng - Sự phân bố mô men cầu xe đ c th hiện bằng phần mềm mô phỏng LabVIEW 1.4.ăPh ngăpháp nghiên c u - Thu th p d liệu và ch n l c về các công trình nghiên cứu trong và ngoài n c có liên quan - Phân tích hiệu qu phân bố mô men dựa trên lý thuy t phân phối công suất - Tính toán và mô phỏng sự... trên cầu xe s đóng Vi sai b khóa m t phần hoặc toàn phần Bánh d đ ng khô s nh n đ i bùn quay ch m l i, bánh xe trên mặt c công suất từ đ ng c truyền t i và quay Nh t n d ng đ lực bám của bánh này, xe thoát khỏi tình tr ng sa lầy d dàng Vi sai h n ch tr h tđ c t hầu c s d ng cho cầu sau hoặc trên h p phân phối công suất của xe truyền đ ng hai cầu Tóm l i các ph ng pháp tự đ ng điều khi n của cầu xe bao... th bỏ qua Khi xe chuy n đ ng trên đ đ a hình) thì không th bỏ qua công suất tr t khá nhỏ, ng đất mềm (đ ng t 2.2.4 L c bám c a bánh xe ch đ ng Điều kiện đ ô tô có th chuy n đ ng đ c là các bánh xe chủ đ ng ph i có mômen xo n chủ đ ng truyền đ n và t i bề mặt ti p xúc gi a bánh xe và mặt đ ph i có đ bám nhất đ nh N u đ bám nhỏ thì bánh xe có th b tr bánh xe có mômen chủ đ ng l n hoặc bánh xe b tr t l... thành m t nh Mô men bám đ đ c đi m n u nh m t trong hai bánh xe mất bám c xác đ nh Mφ = Z.φ.r (v i φ lƠ hệ số bám gi a bánh xe v i mặt ng) N u tình tr ng bám trên m t bánh xe kém đi lƠm mô men bám Mφ gi m thì s làm gi m mô men chủ đ ng truyền trên bánh xe đó, v i t số Me/Mi = ηr = const 22 nên mô men (hay lực kéo ti p tuy n Fk) trên bánh kia cũng ph i gi m theo cho dù điều kiện bám trên bánh xe này vẫn... phân bố mô men theo quan hệ Me/Mi = ηr không còn n a và cầu xe s ứng xứ nh cầu không có vi sai Nh v y có th nói rằng đối v i các cầu xe tr ng b vi sai có ma sát v i hiệu suất riêng không thay đổi đ c khi chuy n đ ng trên đ ng tốt e/ 0 gơn băng 1 thì cầu có th ứng x nh cầu không có vi sai, đơy lƠ m t nh c đi m của lo i vi sai nƠy Qua đồ th nh n thấy rằng ứng v i m t giá tr e / 0 thì cầu có vi... ch trong kho ng này cầu m i phân phối mô men theo quan hệ Me/Mi = ηr, ngoài kho ng này cầu s ứng x nh cầu không vi sai Ngoài ra cầu có hiệu suất riêng càng thấp thì cho sức kéo càng l n khi Zi gi m nh ng kho ng ứng x nh cầu không có vi sai càng r ng 2.3.2 Tr ngătháiălĕnăc a c u và hi năt ngăl uăthôngăcôngăsu t Đối v i cầu phơn phối công suất không dùng vi sai t ng tự nh m t bánh xe đ c l p giá tr lực