Nghiên cứu các giải pháp điều khiển hệ thống treo ô tô

1 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 11 CHƯƠNG CÁC YẾU TỐ GÂY RA DAO ĐỘNG VÀ CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ 13 1.1 Các yếu tố gây dao động ô tô 13 1.2 Mô tả mặt đường 14 1.3 Ảnh hưởng dao động ô tô 16 1.3.1 Tiêu chí đánh giá độ êm dịu 16 1.3.2 Tiêu chí khơng gian hệ thống treo 19 1.3.3 Tiêu chí an toàn động lực học 20 1.4 Mục đích, nội dung, phương pháp nghiên cứu 21 1.4.1 Mục đích nghiên cứu đề tài 21 1.4.2 Phương pháp nghiên cứu 22 1.4.3 Nội dung nghiên cứu 22 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP LẬP MƠ HÌNH DAO ĐỘNG 23 2.1 Phương pháp nghiên cứu động lực học ô tô 23 2.2 Phương trình động lực học tổng quát 24 2.3 Đặc điểm động lực học ô tô 35 2.4 Các mô đun 36 2.5 Phân tích cấu trúc hệ thống treo ô tô 37 2.6 Mơ hình ¼ 42 2.7 Động lực học đoàn xe phương thẳng đứng 51 2.7.1 Động lực học phương dọc khối lượng treo 51 2.7.2 Động lực học ngang khối lượng treo không treo 53 2.8 Mơ hình dao động xe 57 2.9 Phương pháp giải 59 CHƯƠNG HỆ THỐNG TREO VÀ CÁC GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN 62 3.1 Mơ hình hệ thống treo không điều khiển 62 3.2 Giải pháp điều khiển hệ thống treo 67 3.3 Sơ đồ điều khiển hệ thống treo 78 3.4 Phân tích loại hệ thống treo theo tính tích cực 80 3.4.1 Hệ thống treo thụ động: 80 3.4.2 Hệ thống treo tự chỉnh chiều cao 80 3.4.3 Các hệ thống treo bán tích cực 80 3.4.4 Các hệ thống treo tích cực: 81 3.5 Ứng dụng khí, thủy khí hệ thống treo điều khiển độ cao 82 3.6 Nguyên lý hệ treo thủy khí có điều khiển 83 3.7 Hệ thống treo khí có điều khiển 86 3.8 Hệ thống treo xe chuyên dụng 89 3.8.1 Yêu cầu hệ thống treo xe chuyên dụng 89 3.8.2 Đặc điểm hệ thống treo xe chuyên dụng 89 3.8.3 Nguyên lý trụ treo 93 3.9 Các hệ thống treo điều khiển xe chuyên dụng 94 KẾT LUẬN 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT Ký hiệu Đơn vị A m2 Ý nghĩa Diện tích, thiết diện Hệ số khí động c  kg / cm3 CL N/m Độ cứng hướng kính lốp C L1 N/m Độ cứng hướng kính lốp trước CL N/m Độ cứng hướng kính lốp sau C N/m Độ cứng hệ thống treo C1 N/m Độ cứng treo trước C2 N/m Độ cứng treo sau K Ns / m Hệ số cản hệ thống treo K1 Ns / m Hệ số cản hệ thống treo trước K2 Ns / m Hệ số cản hệ thống treo sau a m Khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trước b m Khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu sau Mật độ khơng khí Bán kính tự lốp r J kgm2 Mơ men qn tính trục y xe J yA1 kgm2 Mơ men qn tính trục y cầu trước J yA kgm2 Mô men quán tính trục y cầu sau h m Chiều cao mấp mô đường h1 m Chiều cao mấp mơ đường phía trước h2 m Chiều cao mấp mơ đường phía sau FZ N Tải trọng từ đường tác dụng lên bánh xe FZ N Tải trọng từ đường tác dụng lên bánh xe phía trước FZ N Tải trọng từ đường tác dụng lên bánh xe phía sau FZt N Tải trọng tĩnh bánh xe FZ 1,t N Tải trọng tĩnh bánh xe phía trước FZ 2,t N Tải trọng tĩnh bánh xe phía sau FZd N Tải trọng động bánh xe FZ 1, d N Tải trọng động bánh xe phía trước FZ 2,d N Tải trọng động bánh xe phía sau FC N Lực đàn hồi hệ thống treo FC1 N Lực đàn hồi hệ thống treo trước FC N Lực đàn hồi hệ thống treo sau FK N Lực cản hệ thống treo FK N Lực cản hệ thống treo trước FK N Lực cản hệ thống treo sau FCL N Lực đàn hồi hướng kính bánh xe FCL1 N Lực đàn hồi hướng kính bánh xe trước FCL N Lực đàn hồi hướng kính bánh xe sau m N Khối lượng treo m1 N Khối lượng treo trước m2 N Khối lượng treo sau m A1 N Khối lượng không treo trước mA N Khối lượng không treo sau b Hệ số bám đường ft m Độ võng tĩnh f t1 m Độ võng tĩnh phía trước ft m Độ võng tĩnh phía sau  rad  m Chuyển vị phương thẳng đứng cầu xe 1 m Chuyển vị phương thẳng đứng cầu trước 2 m Chuyển vị phương thẳng đứng cầu sau  m/ s Vận tốc phương thẳng đứng cầu xe 1 m/ s Vận tốc phương thẳng đứng cầu trước 2 m/ s Vận tốc phương thẳng đứng cầu xe sau  m / s2 Gia tốc phương thẳng đứng cầu xe 1 m / s2 Gia tốc phương thẳng đứng cầu trước 2 m / s2 Gia tốc phương thẳng đứng cầu sau z, z, z Góc lắc thân xe m, m / s, m / s Chuyển vị, vận tốc, gia tốc phương thẳng đứng khối lượng treo z1 , z1 , z1 z2 , z2 , z2 m, m / s, m / s Chuyển vị, vận tốc, gia tốc phương thẳng đứng khối lượng treo trước m, m / s, m / s Chuyển vị, vận tốc, gia tốc phương thẳng đứng khối lượng treo sau DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Phân loại tín hiệu ngẫu nhiên 14 Hình 1.2 Lực qn tính ảnh hưởng đến dao động tơ 16 Hình 1.3 Các định mức độ êm dịu 17 Hình 1.4 Phân bố độ êm dịu chủng loại xe 18 Hình 1.5 Giới hạn gia tốc phương 18 Hình 1.6 Quan hệ cường độ êm dịu với thời gian 19 Hình 1.7 Mơ hình dao động 1/4 20 Hình 2.1 Các lực mô men tác dụng lên ô tô 24 Hình 2.2 Định nghĩa hệ tọa độ G(OXYZ), hệ cục xe B(Cxyz) 25 Hình 2.3 Định nghĩa tương quan hệ tọa độ B(Cxyz ) với tọa độ bánh xe 26 Hình 2.4 Định nghĩa hướng chuyển động ô tô hệ tọa độ G(OXYZ) 28 Hình 2.5 Hệ cục xe B(Cxyz) lực tâm vết tiếp xúc bánh xe 28 Hình 2.6 Hệ tọa độ xe B(Cxyz) hệ tọa độ tâm bánh xe Tj(xj,yj,zj) j=4 29 Hình 2.7 Các lực tương tác tâm vết tiếp xúc lốp – đường 29 Hình 2.8 Các lực mặt phẳng 30 Hình 2.9 Cấu trúc mơ hình động lực học tơ 37 Hình 2.10 Hệ thống treo cầu sau Mercedes–Benz 38 Hình 2.11 Hệ thống treo cầu trước Mercedes–Benz 38 Hình 2.12a Hệ thống treo cầu trước khí nén Mercedes–Benz 39 Hình 2.12b Hệ thống treo cầu trước khí nén Mercedes–Benz cân 39 Hình 2.13 Hệ thống treo hai địn ngang (a) sơ đồ tương đương (b) 42 Hình 2.16 Mơ hình dao động ¼ 44 Hình 2.17 Sơ đồ đặc tính treo 45 Hình 2.19 Hàm truyền 51 Hình 2.20 Quan hệ độ êm dịu tải trọng động 51 Hình 2.21 Động lực học xe kéo phương z 52 Hình 2.22 Động lực học lắc dọc mooc 53 Hình 2.23 Động lực học ngang cầu 54 Hình 2.24 Động lực học ngang cầu 55 Hình 2.25 Động lực học ngang cầu 56 Hình 2.26 Động lực học ngang cầu 57 Hình 2.27 Mơ hình dao động xe 58 Hình 28 hệ thống treo cân liên tiếp nhiều cầu container 59 Hình 29 Mô đun Động lực học xe kéo mặt phẳng (XOZ) 59 Hình 2.30 Mơ đun Động lực học xe mooc mặt phẳng (OXZ) 60 Hình 2.31 Mơ đun Động lực học ngang mặt phẳng (OYZ) 60 Hình 32 Mô đun Động lực học bánh xe mặt phẳng (OXZ) 61 Hình 3.1 Mơ hình hệ thống treo truyền thống 62 Hình 3.2 Đặc tính đàn hồi hệ thống treo truyền thống 64 Hình 3.3 Đặc tính giảm chấn thủy lực 65 Hình 3.4 Đường đặc tính khơng đối xứng giảm chấn tác dụng hai chiều với van giảm tải 66 Hình 3.5 Hệ thống treo khí với phần tử đàn hồi loại buồng chứa 68 Hình 3.6 Hệ thống treo cầu trước khí nén Mercedes–Benz 69 Hình 3.7 Hệ treo khí phụ thuộc cầu chủ động 70 Hình 3.8 Hệ treo khí cầu treo phụ thuộc cầu chủ động 70 Hình 3.9 Hệ treo khí cầu dẫn hướng 70 Hình 3.10 Hệ treo khí cầu dẫn hướng 71 Hình 3.11 Hệ treo khí phụ thuộc cầu chủ động 71 Hình 3.12 Hệ treo khí túi khí để hạ thấp trọng tâm 71 Hình 3.14 Cấu tạo giảm chấn treo trước xe Mercedes-Ben E500 73 Hình 3.15 Vị trí van điện mở 74 Hình 3.16 Vị trí van điện đóng 74 Hình 3.17 Bộ giảm chấn treo sau xe Mercedes-Ben E500 75 Hình 3.18 Bộ đàn hồi treo sau xe ô tô Mercedes-Ben E500 75 Hình 3.19 Hoạt động giảm chấn treo sau tơ Mercedes-Ben E500 76 Hình 3.20 Thanh ổn định ngang truyền thống 77 Hình 3.21 Cơ cấu thủy lực điều khiển ổn định ngang 77 Hình 3.22 Cơ cấu thủy lực điều khiển cân 78 Hình 3.23 Sơ đồ mạch điều khiển ổn định ngang 78 Hình 3.24 a Hệ thống treo tích cực Hình 3.24 b Sơ đồ hệ thống treo bán tích cực 79 Hình 3.25 Hệ thống treo tích cực hoàn toàn 79 Hình 3.26 Sơ đồ hệ thống treo bán tích cực 79 Hình 3.27 Nguyên lý hệ thống treo tích cực 82 Hình 3.28 Nguyên lý hệ thống treo thủy khí điều khiển độ cao 83 Hình 3.29 Ngun lý treo thủy khí 83 Hình 3.30 Hệ treo thủy khí có điều khiển 85 Hình 3.31 Hệ treo khí có điều khiển 88 Hình 3.32 Các dạng sơ đồ treo xe nhiều cầu 90 Hình 3.33 Hệ thống treo hai đòn ngang xoắn 90 Hình 3.34 Hệ treo thủy khí truyền lực khí 91 Hình 3.35 Hệ thống treo truyền động độc lập 91 Hình 3.36 Hệ thống treo độc lập cần ngang 91 Hình 3.37 Hệ thống treo bánh xe độc lập quay vòng độc lập 92 Hình 3.38 Hệ thống treo bánh xe độc lập quay vòng độc lập ( c Hãng Nicolas, d,e Hãng Cometter) 93 Hình.3.39 Trụ treo thủy khí Hình 3.40 Trụ treo thủy lực 94 Hình 3.41 Hê thống treo khí tích cực điều khiển hành trình tĩnh động 95 10 Hình 3.42 Hệ thống treo thủy khí điều khiển khí 96 Hình 3.43 Hệ thống treo Cơ khi- Thủy lực điều khiển khí 96 Hình 3.44 Hệ thống treo tích cực lị xo-thủy lực điều khiển điện tử 97 Hình 3.45 Hệ thống treo thủy khí điều khiển tích cực 98 Hình 3.46 Bố trí chung hệ treo tích cực 99 88 nén qua van khơng tải khí hệ treo đạt chiều cao định mức, ECU ngừng cấp điện cho van điện trường Khi góc xe bị hạ thấp, tải phân bố khơng đều, cảm biến độ cao gửi tín hiệu ECU, kích hoạt mở van nạp (2) van độ cao (1), cấp khí từ bình chứa qua van chiều vào balon khí để cân bằng độ cao bị hụt Hình 3.31 Hệ treo khí có điều khiển 89 3.8 Hệ thống treo xe chuyên dụng 3.8.1 Yêu cầu hệ thống treo xe chuyên dụng Hệ thống treo xe nhiều cầu địa hình (off-road) cần có u cầu sau: + Hành trình động lớn: h> 500 mm; hệ số tải trọng k=2,5 – Việc chọn thơng số bảo đảm cho xe chuyển động đường mấp mô lớn không va đập cứng không tách bánh Như tần số dao động riêng khối lượng không treo sẽ 10 – 12 rad/s; tần số lắc dọc 6,3 - 9,5 rad/s với biên độ 4-5 độ Gia tốc phương thẳng đứng khơng lớn 1,5 g Các thơng số phải bảo đảm xe chuyển động 30 – 40 km/h đường đất 15 – 20 km/h đường phức tạp + Hệ thống treo bảm đảm truyền lực dọc, ngang, mô men giữa bánh xe khung có động học phù hợp tương tương miền dao động bánh xe + Khối lượng không treo bé + Hệ thống treo phải bảo đảm thay đổi động học bánh xe chuyển động lớn phương thẳng đứng, bảo đảm trượt ngang ổn định chuyển động + Hệ thống treo phải bảo đảm cho tất bánh xe bám đường (các bánh xe không bị treo) it thay đổi khoảng sáng gầm xe Với yêu cầu trên, ta phải thiết kế hệ thống treo theo hai trục: Ở phương ngang, tức hệ thống treo cho cầu xe, phải thiết kế độc lập độc lập theo cụm Ở phương dọc, với xe có nhiều cầu ta phải thiết cân bằng cho cụm 3.8.2 Đặc điểm hệ thống treo xe chuyên dụng Hệ thống treo xe nhiều cầu địa hình hệ treo độc lập, thường có ba dạng cấu dạng nến, cấu đòn nến, cấu hai địn ngang (hình 3.32) Khi thiết kế hệ thống treo người ta vào không gian treo; chế độ tải trọng treo, loại truyền lực, kiểu quay vòng để chọn kiểu treo Sau số thiết kế điển hình 90 Hình 3.32 Các dạng sơ đồ treo xe nhiều cầu Hình 3.33 Hệ thống treo hai đòn ngang xoắn Bánh xe; Trụ bánh xe; Giảm chấn; Vấu hạn chế hành trình; Giá treo với khung; Giá treo; Khung; 8,10 Thanh xoắn; Cầu xe; 11 Bán trục; 12,13 Đòn treo Hệ thống treo hình 3.33 đặc trưng cho xe truyền lực khí thơng thường Trong hệ treo ngươì ta thiết kế hai xoắn 10; giảm chấn Đây cấu treo hai địn ngang thơng thường cho bánh dẫn hướng chủ động Hệ thống treo hình 3.34 có kết cấu tương tự, khác thay xoắn giảm chấn bằng cụm treo thủy khí Với xe có bánh chủ động truyền động điện (truyền lực độc lập), hệ thống treo bố trí hình 3.35 Ở trụ treo thủy khí nối với địn nhằm tăng hành trình động hệ thống treo 91 Hình 3.34 Hệ treo thủy khí truyền lực khí Hình 3.35 Hệ thống treo truyền động độc lập Bánh xe; Trụ bánh xe; Trụ treo thủy khí; 4,8 Giá treo;5 Vấu hạn chế hành trình; 6, Khung; 10,12 Địn ngang; Cầu xe; 11 Bán trục Bánh xe; Động điện-Bánh xe;3 Trụ treo thủy khí; 4,8 Gia liên kết; Vấu hạn chế; 6,7 Khung; 9,10 Đòn ngang Hình 3.36 Hệ thống treo độc lập cần ngang Bánh xe; Khung; Giá cân bằng; Địn cân bằng; Trụ treo thủy khí; Xy lanh thủ lực ổn định ngang; Đòn dẫn xy lanh ổn định 6; 8,10 Thanh xoắn; Đòn quay cấu ổn định thủy lực 6; 11,12 Địn treo Hình 3.36 sơ đồ hệ treo cân bằng ngang, thích hợp cho xe địa hình Với kết cấu khối lượng treo giữ cân bằng phương ngang, dao động cầu ảnh hưởng lẫn Với xe địa hình nhiều cầu, nhiều bánh xe 92 cầu, ta thiết kế bánh xe độc lập truyền lực kéo phanh, lái độc lập bánh Do hệ treo hồn tồn độc lập Điều bảo đảm cho xe địa hình khơng bị treo bánh qua vùng mấp mơ có biên độ lớn (hình 3.37,38) Hình 3.37 Hệ thống treo bánh xe độc lập quay vòng độc lập a: Khung xe; Mân xoay quay vòng; Khung hệ treo; Bánh xe; Cầu; Trục liên kết; 7,8 Địn treo; Trụ treo thủy khí; 10 Cửa cấp khí ( Hãng Cometter) b: Khung xe; 2Đệm; Trụ xoay quay vòng; Ổ trụ xoay; Trụ treo; Cầu; Cầu; 7,8 Bánh xe phanh; Đòn treo; 10 Vú mỡ; 11 quay bánh xe; 12 Cửa cấp dầu; 13 Khớp đòn quay vịng (Hãng Nicolas) 93 Hình 3.38 Hệ thống treo bánh xe độc lập quay vòng độc lập ( c Hãng Nicolas, d,e Hãng Cometter) 3.8.3 Nguyên lý trụ treo Với hệ treo khí, thủy khí thủy lực thủy lực, khí khí nén thường phần tử đàn hồi, cản thiết kế cụm, gọi tắt trụ treo Sau số sơ đồ 94 Hình.3.39 Trụ treo thủy khí Xy lanh trụ treo; Khí nén ba lơng khí; Khoang dầu dưới; Van Hình 3.40 Trụ treo thủy lực Xy lanh; Giá trụ treo; Nắp xy lanh phớt dầu; Piston ( gắn với bánh xe ); 6,8 Buồng dự trữ; 5,9 Van điều khiền mức dầu; Nắp phớt dầu xy lanh Trụ treo thủy khí: Trong sơ đồ hình 3.39 ta có hai buồng khí trơ W, Wq giữ vai trị phần tử đàn hồi; lượng khí khơng thay đổi Biến dạng tương ứng với hành trình treo Các van thủy lực dầu giữ vai trò giảm chấn thủy lực Với hệ treo có điều khiển, lượng dầu thay đổi để điều khiển mức (độ cao: hành trình tĩnh hành trình động) Trụ treo thủy lực: Kết cấu trụ treo hình 3.40 Trụ treo phù hợp cho hệ thống treo có điều khiển Việc chọn trụ treo cho phù hợp sẽ vào kiểu treo 3.9 Các hệ thống treo điều khiển xe chuyên dụng Hệ thống treo khí điều khiển khí: Cấu tạo hệ treo ba lơng khí nén van điều khiển khí nén Tùy thuộc chuyển vị tương đối giữa bánh xe thân xe, lò xo với vai trị tín hiệu điều khiển, làm quay vành để di 95 trượt trượt đóng mở van nhằm cấp khí thêm thóat khí khí quyền nhằm ổn định độ cao treo Xem hình 3.41 Hệ thống treo thủy khí điều khiển khí: Hình 6.34 trình bày hệ thống treo thủy khí điều khiển khí Thành phần hệ ba lơng thủy khí, chứa khí trơ dầu Mức dầu trụ treo thay đổi nhờ hệ thống bơm dầu 10 cấp điều khiển lưu lượng qua van Tín hiệu điều khiển dịch chuyển tương đối giữa bánh xe thân xe Hệ thống treo loại sẽ trở thành hệ thống treo điện tử ta đưa vào hệ xử lý tín hiệu, nhận tín hiệu chuyển vị tương đối bánh xekhung xe để điều khiển van điện từ (thay cho van số 8) Trong hệ treo này, khí giữ vai trò đàn hồi dầu giữ vai trò thay đổi mức Hệ thống treo khí – thủy lực điều khiển khí: Hình 3.41 trình bày hệ thống treo Cơ khi- Thủy lực điều khiển khí Vai trò đàn hồi hai lò xo phụ đảm nhiệm Hệ thống thủy lực gồm bơm cấp van điều khiển Điêu khiển đóng mở van tín hiệu điều khiển xác định từ vấu trượt 24 Hai vít 25 26 để điều chỉnh vị trí van trượt ban đầu Tùy theo tải trọng động xuất mà dầu sẽ cấp cho buồng A hay B Buồng C buồng ổn định, xác lập van 11, 12 Hình 3.41 Hê thống treo khí tích cực điều khiển hành trình tĩnh động Khung; Ba lơng khí ( phần tử đàn hồi ); Trục bánh xe; Đòn dọc; Lò xo điều khiển tải; Vành điều khiển van; Thân van; chốt van; Van; 10 Van ổn định 96 Hình 3.42 Hệ thống treo thủy khí điều khiển khí Khung; Ba long thủy khí; Địn treo; Cầu xe; Lò xo điều khiển mức dầu; Đòn liên kết; Piston điều khiển; Thân van điều khiển; Ống cân bằng; 10 Bơm dầu; 11 Thanh liên kết Vỏ van; Lò xo phụ; Lị xo chính; Bơm dầu; Con trượt van điều khiển; Xy lanh lực điều khiển; Piston lực điều khiển; Bánh xe; Mặt đường; !0 Van điều hòa; 11,12 Lỗ van điều hòa; 13,14 Lỗ tiết lưu van an tồn; 15,15 Lị xo van an toàn; 17,18 Ống dẫn; 19,20 Đầu nối; 21 Van hạn chế áp suất; 22 Lọc dầu; 23 Thùng dầu; 24 Cơ cấu điều khiển; 25 Ốc điều chỉnh van; 26 Ốc điều chỉnh mức Hình 3.43 Hệ thống treo Cơ khi- Thủy lực điều khiển khí 97 Hệ thống treo khí–thủy lực điều khiển điện tử: Hình 3.44 trình bày hệ thống treo Cơ khí-thủy lực điều khiển điện tử Phần tử đàn hồi chi tiết 2; thường lò xo trụ xoắn Xy lanh- Pistong 4-5 giữ vai trò thay đổi lực cản nhờ hệ thống thủy lực có điều khiển điện tử Các cảm biến gia tốc 21, 22 xử lý khuyếch đại qua 23,24 để điều khiển van điện từ 25, làm 20 chuyển động lên xuống đóng mở van 18, 19 Hai van tạo tín hiệu áp suất để điều khiển trượt van điều khiển 4/3 Van có cửa cấp dầu từ bơm dầu Nếu trượt lên, cửa cấp thông với ngăn 4, đẩy piston lên Nếu trượt xuống, dầu cấp cho ngăn Hình 3.44 Hệ thống treo tích cực lò xo-thủy lực điều khiển điện tử Khung; Lò xo; Bánh xe; Xy lanh lực; Piston lực; 6,7 Ống cấp dầu cho xy lanh lực; Lò xo cân van điều khiển; 9,10 Van hồi; 11 Thùng dầu; 12 Bơm dầu; 13 Van bảo vệ; 14,15 Van tiết lưu; 16,17 Cửa cấp cho van điều khiển; 18,19 Van chiều điều khiển 16,17; 20 Ngưỡng điều khiển; 25 Van điện từ; 21,22 Cảm biến gia tốc; 23 Bộ xử lý; 24 Khuyếch đại 98 Thân xe; Trụ treo; Đòn ngang; Bánh xe; Mặt đường; Piston; Ống nối; Khoang trong; Khoang ngoài; 10 Khoang piston; 11 Ống dẫn dầu vào 10; 12 Khoang dầu xy lanh lực; 13 Xy lanh lực; 14 Piston xy lanh lực; 14, 15 Piston xy lanh lực; 16 Khoang khí nén;19 Ba long khí; 18 dầu; 20 Màng ngăn;21 Khí nén; 22,23,24,25 Cụm xy lanh sinh lực; 26,27 Khoang cấp dầu; 28 Van điều khiển ( Van 4/3); 29,30 cửa cấp cho van 28; 31,32 Van tiết lưu không điều chỉnh; 33 Bơm dầu có điều khiển; 34, 35 Van cấp tín hiệu điều khiển cho 28; 36 Thanh điều khiển; 37 Thùng dầu; 38 Van hồi; 39,40 Cảm biến mức; 41,42,43,44,45,46 Hệ thống xử lý tín hiệu để điều khiển van điện trường 47 Hình 3.45 Hệ thống treo thủy khí điều khiển tích cực Hệ thống treo thủy khí điều khiển điện tử: Hình 3.45 trình bày hệ thống treo thủy khí điều khiển điện tử Trong hệ người ta bố trí trụ treo 2, có dạng trụ treo hình 6.31 Sơ đồ khác hệ treo 3.44 chỗ áp suất không cấp trực tiếp mà thông qua piston 14 Phần cấp dầu van 4/3 theo nguyên lý trình hệ treo Để nâng cao chất lượng treo, người ta sử dụng hai cảm biến gia tốc 39, 40 chuyển vị tương đối thông số điều khiển Trong hệ thống treo này, độ cao hệ thống treo điều khiển qua piston 22; dầu 12 sẽ vào khoang 10 thay đổi độ cao điều khiển Việc xác định mực điều khiển hai cảm biển độ cao 39,40, cấp tín hiệu xử lý nhở hệ thống điện tử 41,42,43,44,45,46,để điều khiển van điện từ 47 sơ đồ hình 3.44 Bơm dầu 33 điều khiển mức cấp dầu Van ¾ 28 điều khiển xy lanh lực 22 để điều khiển độ cao hệ thống treo Như vậy, hệ thống treo này, dầu yếu tố điều 99 khiển mức, khí giữ vai trị đàn hồi cục Ba lon khí 19 có vai trò ổn định hệ thống 1-8 Trụ treo thủy khí; 9,22 Thùng dầu; 10,21 Van trượt điều khiển; 11 Van cân bằng; 12 Cảm biến ; 13 Khuyếch đại; 14 Van điều khiển ổn định lưu lượng cho 15 20; 15,16,20 Bơm thủy lực; 17 Hộp giảm tốc khí; 18 Động đốt trong; 19 Van ngưỡng Hình 3.46 Bố trí chung hệ treo tích cực Bố trí chung hệ thống treo có điều khiển: Hình 3.46 trình bày bố trí chung hệ treo có điều khiển lắc dọc lắc ngang Chi tiết 1-8 trụ treo, có cấu trúc hình 3.39 Động 18, qua giảm tốc 17 cấp mô men cho bơm 15, 16, 20, bơm 15, 20 bơm biến tốc Dầu bơm 16 bơm từ thùng 22 cấp cho bơm 15-20 nhờ van điều khiển 14 mà lưu lương cấp thay đổi Cảm biến 12 cấp tín hiệu điều khiển cho van 14 Dầu thừa 16 trở thùng 22 Các bơm lưu lượng 15 phần cấp dầu cho buồng cao áp trụ treo 3-6 phần lên van 4/3 (10); bơm 20 cấp dầu cho khoang trụ treo 1, 8, 2, 7và vào van 4/3 (10) Cảm biến 12 xác định mực điều khiển phương thẳng đứng (mức trung bình) van 10 21 điều khiển thay đổi tải giữa cầu trước sau (góc lắc dọc) 100 KẾT LUẬN Nội dung phần phân tích yếu tố gây dao động ô tô tiêu đánhn giá dao động theo quan điểm thời Nguồn gây dao động khơng mấp mơ mà cịn gió dọc gió ngang lực qn tính phanh Đánh ảnh hưởng dao động theo quan niệm độ êm dịu cần ý yếu tố ảnh hưởng đến mức độ phá đường an toàn động lực học tơ Các đặc tính vừa thể tính chất treo khí so với treo kim loại Các đại lượng gia tốc thân xe, nội lực hệ thống treo, phản lực đường lên bánh xe, tải trọng động bánh xe lơn hệ treo Riêng dịch chuyển treo treo khí thấp Như vậy, hệ treo khí có lợi khía cạnh thay đổi tần số không gian treo bé hơn, bảo đảm êm dịu ổn định (ít lắc ngang lắc dọc) Một ưu điểm suy gián tiếp với xe tải thay đổi tải trọng, thuộc tính vừa sẽ tốt đặc tính đàn hối phi tuyến tăng Hệ thống treo truyền thống thông thường những hệ thống treo thụ động mà bị những mặt hạn chế Đề tài làm rõ tính mâu thuẫn hệ thống treo thụ động hai khía cạnh chủ yếu tính êm dịu khả kéo xe Việc giải vấn đề dựa theo mơ hình 1/4 xe Từ việc mơ hình hóa, ta nhận thấy rằng vấn đề êm dịu dịu giải dao động thẳng đứng yếu khả kéo xe giải dựa thông số động học q trình tính tóan thiết kế xe, ngòai xem xét vấn đề cộng hưởng cầu xe mà gây cho nảy bánh xe trình chuyển động Những vấn đề phân tích cho phép ta kết luận việc tự động điều khiển hệ thống treo điều cần thiết để đáp ứng địi hỏi cho nhiều loại tơ Việc điều khiển hệ thống treo sử dụng theo cách loại xe Đứng mức độ tính “tích cực” ta có loại hệ thống treo điều khiển tự động sau: hệ thống treo tự điều chỉnh chiều cao, hệ thống treo bánh tích cực, hệ thống treo tích cực thấp, hệ thống treo tích cực hồn tồn Ngày với phát triển lĩnh vực điện tử, đáp ứng hầu hết vấn đề điều khiển đặt cho hệ thống Việc áp dụng điện tử để điều khiển hệ thống 101 treo trường hợp không ngoại lệ Vấn đề điều khiển cho hệ thống treo xây dựng thuật tóan điều khiển riêng biệt Vấn đề điều khiển hệ thống treo đưa vào sử dụng thực tế, người ta quan tâm đến hiệu giá thành sản phẩm, mặt dù mặt lý thuyết việc điều khiển tích cực tốt Nhưng bị hạn chế vấn đề điện tiêu thụ giá thành, mà chưa phổ biến Các nhà nghiên cứu hệ thống treo cho ô tô khơng ngừng tìm kiếm những giải pháp điều khiển tốt để đáp ứng đòi hỏi đặt Một những giải pháp nghiên cứu để đưa vào áp dụng loại vật liệu mà chúng có khả đáp ứng vấn đề điều khiển đặt việc tiêu thụ lượng cho tình điều khiển Như việc điều khiển tự động điều tất yếu, điều khiển tự động hệ thống treo nhằm đem lại tính êm dịu cho ôtô chuyển động đường đồng thời phát huy tối đa tính động lực học - an tịan chuyển động xe đảm bảo an tòan trình dẫn động Những nghiên cứu tổng quan sẽ sở để lựa chọn vấn đề nghiên cứu sâu sau 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Võ Văn Hường, Dương Ngọc Khánh, Nguyễn Tiến Dũng, Đàm Hoang Phúc(2014), Động lực học ô tô, Hà Nội nxb Bộ Giáo Dục [2] Võ Văn Hường, Dương Ngọc Khánh, Nguyễn Tiến Dũng, Đàm Hoàng Phúc(2014), Xe chuyên dụng, Hà Nội nxb Bộ Giáo Dục [3] Bernd H./Metin E.(2008): Fahrwerkhandbuch, nxh Vieweg-Teubner, http://www.viewegteubner.de [4] Wallentowitz/Reif (2006) Handbuch Kraftfahrzeugelektronik, nxb Vieweg ATZ/MTZ- Fachbuch, http://www.vieweg.de [5] Wallentowitz/Mítschke(2004):Dynamik der Kraftfahrzeuge, nxb Springer, http://www.springer.de [6] Harald Naunheimer (2011): Automotive Transmissions, Springer [7] Winner Hermann/ Hakuli Stefan (2009): Handbuch Fahrerassistenzsysteme, nxb Vieweg ATZ/MTZ- Fachbuch, www.vieweg.de [8] Dieter Schramm (2010): Modellbildung und Simulation der Dynamik von Kraftfahrzeuge, Springer, 2010, http://dnb.d-nb.de [9] Rolf Isermann (2006): Fahrdynamik-Regelung, nxb Vieweg ATZ/MTZ- Fachbuch, http://www.vieweg.de ... Phương pháp giải 59 CHƯƠNG HỆ THỐNG TREO VÀ CÁC GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN 62 3.1 Mơ hình hệ thống treo không điều khiển 62 3.2 Giải pháp điều khiển hệ thống treo 67 3.3 Sơ đồ điều. .. biến hệ số phá đường Xuất phát từ những thực trạng trên, đề tài ? ?Nghiên cứu giải pháp điều khiển hệ thống treo tơ ” tìm giải pháp tối ưu cho điều khiển hệ thống treo Đề tài thực Bộ mơn Ơ tô Xe... việc nghiên cứu giải pháp hệ thống treo ô tô vấn đề cấp thiết cần nghiên cứu giải Với yêu câù đề tài, tác giả trình bày vấn đề phương pháp lập mơ hình dao động, phương pháp tính hệ thống treo