điều khiển chuyển động của ô tô, máy kéo vehicle dynamics and control

ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ, MÁY KÉO "VEHICLE DYNAMICS AND CONTROL" NỘI DUNG Thời lượng: 03 tín chỉ NỘI DUNG • An toàn giao thơng • Điều khiển hướng chuyển động • Bở sung các kiến thức phanh Mục tiêu: Cung cấp  Các khái niệm an toàn chuyển động, động lực học và điều khiển chuyển động  Giải thích số kết cấu trang bị ô tô  Xây dựng các mơ hình tính toán nghiên cứu  Phương pháp nghiên cứu các ảnh hưởng kết cấu và số các giải pháp chính hoàn thiện khả an toàn chuyển động ô tô khai thác sử dụng PHƯƠNG PHÁP HỌC TẬP • Học tập theo giảng dạy lớp – – – – Nghe giảng Sách tham khảo Làm tập nhà Thảo luận lớp • Kiểm tra sau học: (theo lịch BM) – Thi viết gồm : 01 câu hỏi tự luận 01 tập cụ thể • Tài liệu học tập – Cơ sở thiết kế ô tô NXBGTVT 2006 – Tính điều khiển và quỹ đạo chuyển động ô tô NXBGTVT 1996 Phần AN TỒN GIAO THƠNG Các khái niệm ATGT An toàn chủ động vận hành ô tô An toàn thụ động An toàn môi trường Các khái niệm ATGT • • • ATGT và tai nạn giao thơng Các yếu tố liên quan tới tai nạn giao thông Định nghĩa an toàn chủ động và an toàn thụ động Mục đích • Các khái niệm an tồn giao thơng tơ (ATGT) • Các giải pháp chung nâng cao an toàn cho ngƣời xe ô tô trƣớc và sau tai nạn nhằm hạn chế TNGT ATGT TNGT Tai nạn giao thông (TNGT) là việc bất thường các đối tượng tham gia giao thông hoạt động đường, xẩy ngoài ý muốn chủ quan người và gây thiệt hại định người và tài sản cho xã hội An toàn giao thông (ATGT) là đặc tính giao thông nhằm hạn chế tối đa các TNGT xảy ra, giúp cho người thực mục đích vận tải, không gây tác hại xấu cho cộng đồng Các thành phần An toàn không để xảy TNGT (an toàn chủ động) An toàn để hạn chế tổn thất (an toàn thụ động) An toàn môi trường cộng đồng (an toàn môi trường) Các yếu tố liên quan tới ATGT – – – – kết cấu ô tô, tính điều khiển, các thiết bị an toàn thụ động môi trường sống người (khí xả, độ ồn, bụi độc …) Các yếu tố liên quan tới TNGT AN TOÀN TRONG VẬN HÀNH TRÊN ĐƢỜNG Người lái Đường Xe An toàn vận hành An toàn chủ động An toàn thụ động Tính chất chuyển động Y tế An toàn vận hành đảm bảo chống: tự trơi xe cháy bị đâm (tín hiệu đỗ xe) bị trộm Sau va chạm Giảm chấn thƣơng Giảm khả cháy, nổ Tính chất mơi trƣờng Khả quan sát Khả điều khiển Khi va chạm Bên Hạn chế tổn thất cho: người hành Phương tiện khác Bên Hạn chế tổn thất cho người hàng hóa xe Đảm bảo sống người Hình 2-22: Các thành phần tính an tồn vận hành An toàn chủ động An toàn chủ động là đặc tính an toàn bao gồm tất các tính chất ô tơ giúp cho người lái điều khiển được ô tô xuất chướng ngại đột xuất, hay vượt qua chướng ngại mà khơng xảy TNGT Các yếu tố chia nhóm: Các đặc tính kết cấu ô tô liên quan đến khả điều khiển và thích ứng trước tác động điều khiển: – Đặc tính phanh ô tô, – Đặc tính gia tốc, – Tính ổn định hướng chuyển động, – Khả đường rích rắc, – Độ nhạy cảm trước ngoại lực không mong muốn, – Tính chất tín hiệu âm thanh, hệ thống chiếu sáng, – Khả quan sát lái xe ghế ngồi: – Khả điều khiển chính xác và kịp thời các cấu xung quanh người lái Các đặc tính liên quan đến tính tiện nghi người lái: nhằm tránh gây mệt mỏi người lái quá trình điều khiển tơ • Sự thích hợp ghế ngồi, • Các giải pháp nhân trắc, khơng gian làm việc người lái buồng lái, • Lực điều khiển và hành trình các cấu gài, • Đáp ứng tốt khoảng quan sát thực người lái, • Vi khí hậu buồng điều khiển (khí hậu, điều hịa, sưởi nóng, thơng gió, âm phụ), • Ánh sáng bên và bên ngoài xe phục vụ quan sát chuyển động, • Độ ồn và rung động… CÁC ĐẶC TÍNH LIÊN QUAN TỚI AN TỒN CHỦ ĐỘNG AN TOÀN CHỦ ĐỘNG Khả quan sát Khả điều khiển bảo tính tiện nghi sử dụng) (Đảm bảo quan sát nhìn rõ) (Tin cậy và điều khiển chính xác) Tầm quan sát rộng rãi Vị trí ngƣời lái Khả phanh xe Khí hậu bên xe Thơng gió Điều hịa Vi hâu Quan sát trƣớc, sau xe Vị trí cấu điều khiển Khả ổn định hƣớng Mức độ độ ồn xe Chiếu sáng đƣờng chạy Lực điều khiển Khả bám đƣờng Tiện nghi ghế ngồi Khả quan sát: Thiết bị kiểm Khả ổn định khí độg (vị trí, kích thước, chống rung, điều chỉnh ) chiếu sàng trong, kính, gƣơng, thiết bị tín hiệu, màu ngồi xe Tính chất chuyển động (Giảm tai nạn giao thơng tơ) Khả gia tốc Tính chất mơi trƣờng (Đảm Tạo tâm lý thoải mái Hình 2-23: An tồn chủ động tơ tra tín hiệu Khóa cửa an tồn Tín hiệu âm CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU Tính chất động lực học tơ Khả điều khiển Bố trí ghế ngồi Bố trí cấu điều khiển Khả quan sát Vi khí hậu Độ ồn (xem tài liệu tham khảo) 10 Quá trình ứng dụng ABS liên hợp hãng BOSCH Van vị trí a) Chế độ tăng áp b) Chế độ giữ áp 4 Van tăng áp (A) 12 V 0A 0A 7 12 V Bàn đạp Bộ trợ lực Xi lanh Bình tích Van chiều Bơm dầu Bình dự trũ Xi lanh bánh xe Van giảm áp (B) Van A Van B Tín hiệu 0A 0A Van (A) 3A Van (B) 0A Trạng thái Mở Đóng Van A Van B Tín hiệu 3A 0A Trạng thái Đóng Đóng Sơ đồ tổng hợp ABS với van vị trí xe Lacetti Xi lanh Van hồi nhanh Bình chứa dầu Bình tích Van tiết lưu Dòng Dòng 5 4 2 M Bánh xe trước trái Bánh xe sauphải 3 Bánh xe sautrái Bánh xe trước phải b) Bố trí cụm xe Blok thủy lực, Mô tơ, ECU-ABS Cảm biến tốc độ Cụm treo trước Cụm phanh đĩa sau ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH THÂN XE Mô men gây quay thân xe Mz : Mz= (Pp1-Pp2) B/2+ (Pp3-Pp4) B/2 Mz = Jz.” Sự quay thân xe sai lệch hệ số bám hai bánh xe cầu   M Z ( Pp1  Pp )  ( Pp  Pp )  J JZ z B Gia tốc góc quay thân xe phụ thuộc: • Sự chênh lực phanh bánh xe • Giá trị Jz/B Pp1 Pp2 Jz ” Mz Để hạn chế xoay ngang thân xe cần: • Giảm độ chênh của lực phanh bánh xe cầu (biên độ) • Tăng tần số điều chỉnh Pp3 Pp4 SỰ CHÊNH LỆCH LỰC PHANH TRÊN CẦU TRƯỚC Đặc điểm: – Cầu trước dẫn hương cịn có khả điểu khiển hướng vành lái ô tô – Tiêu hao lớn động ô tô (~70%) Biện pháp Trên ô tô lớn tỷ lệ Jz/B lớn: – Không cần chế độ hiệu chỉnh lực phanh bánh xe cầu trước – Các bánh xe cầu trước bố trí điều chỉnh theo mạch “IR” Pp2 Pp1 Jz Mz Ở ô tô tỷ lệ Jz/B nhỏ: Hạn chế quay thân xe phương pháp hiệu chỉnh lực phanh cầu trước với cấu trúc điều chỉnh “IRM” SỰ CHÊNH LỆCH LỰC PHANH TRÊN CẦU SAU Đặc điểm – Cầu sau khơng dẫn hướng – Khó điều khiển góc quay thân xe – Tải trọng thẳng đứng nhỏ Jz Biện pháp hạn chế quay thân xe – hiệu chỉnh lực phanh cầu trước với cấu trúc điều chỉnh “IRM” – điều khiển áp suất phanh theo cấu trúc điều khiển lực phanh theo bánh xe có hệ số bám thấp, nguyên tắc “SL” – bổ sung điều chỉnh cân áp suất dầu phanh tới ccp bánh xe cầu sau, Mz Pp4 Pp3 Cấu trúc điều khiển IR SL pxl: áp suất sau xylanh Áp suất phanh p p01: áp suất bánh dạng “IR” nằm nền hệ số bám cao p2: áp suất bánh dạng “IR” nằm nền hệ số bám thấp p1: áp suất bánh dạng “SL” nằm nền hệ số bám cao Thời gian t Quá trình áp suất – thời gian phanh hệ thống điều chỉnh “SL” 10 Cấu trúc điều khiển IR IRM px áp suất sau xylanh l p01áp suất bánh dạng “IR” (nằm nền hệ số bám cao) Áp suất phanh p p1aáp suất bánh (nằm nền hệ số bám cao) dạng a của “IRM” p1báp suất bánh (nằm nền hệ số bám cao) dạng b “IRM” p2 áp suất bánh nằm nền hệ số bám thấp dạng “IR”  01 góc quay vành lái “IR Góc quay vành lái  1góc quay vành lái “IRM” Thời gian t 11 Q trình tăng áp suất phanh, góc quay vành lái hệ thống điều chỉnh “IRM” NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN TRC Mthừa=70% x Mtrục=100% Mbám=30% Bán trục Cơ cấu phanh Bánh xe Khái niệm “SH” sx ASR & ASC • ASR phanh giảm cơng suất Ne • ASC giảm cơng suất Ne phanh 12 THIẾT BỊ ABD Sơ đồ thủy lực cấu khóa vi sai điện tử Vi sai đối xứng có khóa vi sai điện tử Hạn chế gia tăng đột biến trượt bánh xe chủ động Nguồn thủy lực Van điện từ CB áp suất Bám Bám tốt Giảm n Tăng n 13 ABS+TRC Đèn báo ASR Xy lanh bàn đạp phanh Blok thủy lực Chân ga Bộ van chuyển mạch ASR Cảm biến vị trí ECU EMS ASR Bơm ABS Bộ van ABS Động Mô tơ bướm ga Bánh trước chủ động Sơ đồ hệ thống điều khiển ABS+EMS+ASR Bánh sau bị động 14 LIÊN HỢP ABS+BAS+TRC+EMS+VSC Xy lanh trợ lực 1Van tăng áp 2Van giảm áp 3Van chuyển mạch 4Van chuyển mạch 5Van điều áp 6Bơm dầu 7Bình chứa 8Bình tích 9Van chiều 10Mơ tơ bơm Blok thủy lực Blok thủy lực bổ sung: BAS, ASR, VSC 5 4 8 Blok thủy lực ABS bản 10 9 Bánh xe sau- trái Bánh xe trước- phải 7 Bánh xe trước- trái 9 Bánh xe sau- phải 15 ABS với VSC (Hệ thống điều khiển ổn định xe) Khi xe quay vịng khơng ổn định, ECU kích hoạt phanh giảm cơng 16 suất động để ổn định xe Nguyên lý điều khiển hệ thống ABS+ASR+EDC Ơ tơ bt 10 11 12 13 Cảm biến bánh xe Vành cảm biến ECU ABS+ASR Van điều khiển ABS Van điều khiển ASR Van đổi chiều xả nhanh Van phân phối dòng Bộ điều chỉnh tải trọng Bầu phanh bánh xe sau ECU EDC Bàn đạp ga Cảm biến vị trí bàn đạp Bơm cao áp diezel 17 Sơ đồ nguyên lý HT điện ABS+ASR+EDC ECM CB tốc độ Input 1.1 Kiểm soát tốc độ góc 2.2 Computer Output C1.1 IC1 C1.2 IC2 C2.1 IC3 C2.2 IC4 Rơ le điện từ Van ABS 1.1 Van ABS 1.2 1.1/2.2 1.2/2.1 (chéo) 1.2 2.1 2.1 1.1 2.2 1.2 Giá trị ngưỡng chẩn đoán Van ABS 2.1 Van ABS 2.2 Van ASR Đèn báo ABS Nguồn cung cấp điện Biến áp cầu trì Đèn ASR Van EDC 18 Tự chẩn đoán ... dụng R-134a 17 Phần ĐIỀU KHIỂN HƯỚNG CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ VEHICLE LATERAL DYNAMICS AND CONTROL PGS TS NGUYỄN KHẮC TRAI YÊU CẦU SAU MÔN HỌC Yêu cầu lý luận Các quy luật chuyển động tơ quay vịng... đặc tính kết cấu ô tô liên quan đến khả điều khiển và thích ứng trước tác động điều khiển: – Đặc tính phanh ô tô, – Đặc tính gia tốc, – Tính ô? ?n định hướng chuyển động, – Khả đường... kế ô tô NXBGTVT 2006 – Tính điều khiển và quỹ đạo chuyển động ô tô NXBGTVT 1996 Phần AN TỒN GIAO THƠNG Các khái niệm ATGT An toàn chủ động vận hành ô tô An toàn thụ động An toàn môi