Nghiên cứu quá trình chuyển động của ôtô có trang bị ABS ASR có quan tâm tới chế độ làm việc của động cơ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHẠM HUY HOÀNG NGHIÊN CỨU Q TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA ƠTƠ CĨ TRANG BỊ ABS + ASR, CÓ QUAN TÂM TỚI CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN KHẮC TRAI HÀ NỘI – 2008 Luận văn cao học Cơ khí động lực 2006-2008 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Mục đích việc khảo sát chuyển động ơtơ có ABS+ASR 1.2 Giới thiệu đề tài 1.3 Nội dung đề tài CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỀ TÀI 2.1 Tổng quan 2.1.1 Tổng quan hệ thống ABS liên hợp 10 2.1.2 Hệ thống ABS+ASR 13 a.Nguyên lý làm việc hệ thống ABS 13 b Hệ thống liên hợp ABS+ASR 14 2.1.3 Hệ thống phanh ABS 16 a.Tác dụng hệ thống ABS 17 b Nguyên lý chung cuả hệ thống ABS 17 2.1.4 Nguyên lý làm việc hệ thống ABS ASR 20 a Sơ đồ khối điều khiển ABS có ASR 20 b Quá trình tác động điều khiển tốc độ bánh xe 22 c Một số đặc điểm khai thác sử dụng 25 2.2 Nội dung đề tài 25 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG CÁC PHƯƠNG TRÌNH QUAY VỊNG CHO XE, CHỌN BỘ SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 28 3.1 Các mơ hình tính tốn 29 3.1.1 Mô hình động lực học tồn xe 29 Phạm Huy Hoà ng Luận văn cao học Cơ khí động lực 2006-2008 3.1.2 Mơ tả quan hệ động học mơ hình 33 3.1.3 Sự nghiêng thân xe tải trọng thẳng đứng 36 3.1.4 Sự trượt bánh xe, phương trình tính tốn lực vết tiếp xúc 37 3.1.5 Phương trình cân quay bánh xe 42 3.2 Các phương trình điểu khiển hệ thống 45 a Góc quay vành lái 45 b Xây dựng phương trình xác định chế độ làm việc động hộp số 45 c.Các trạng thái mơmen tính tốn 50 d Mômen phanh 50 CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN MƠ HÌNH 51 4.1 Chọn phương pháp 51 4.2 Phương pháp Runge Kutta điểm 53 4.3 Số liệu đầu vào xe 56 4.4 Chương trình mơ Matlab simulink 58 CHƯƠNG V: KẾT QUẢ TÍNH TỐN VÀ NHẬN XÉT 60 5.1 Các phương án tính tốn 60 5.2 Các thơng số kết lấy 61 5.3 Kết khảo sát 63 5.3.1 Phương án ASR 63 5.3.2 Khi có ASR 69 5.4 Nhận xét 75 5.5 Vấn đề sai số toán 78 KẾT LUẬN 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 Phạm Huy Hoà ng Luận văn cao học Cơ khí động lực 2006-2008 PHỤ LỤC Phụ lục Chương trình tính APO Matlab 84 Phụ lục Subsystem phân bố tải trọng 86 Phụ lục Subsystem lực vết bánh xe 87 Phụ lục Sub lực vết bánh xe 89 Phụ lục Subsystem lực vết bánh xe 91 Phụ lục Subsystem lực vết bánh xe 93 Phụ lục Subsystem tính gia tốc bên 95 Phụ lục Subsystem tính góc lệch hướng chuyển động alpha 96 Phụ lục Subsystem điều khiển ABS+ASR 97 Phạm Huy Hoà ng Luận văn cao học Phạm Huy Hồ ng Cơ khí động lực 2006-2008 Luận văn cao học - Cơ khí động lực 2006-2008 MỞ ĐẦU Trên hầu hết hết ôtô hệ có mặt nước ta có hệ thống tổ hợp ABS ASR.Đây hệ thống hệ thống tương đối hiện, đóng góp vào việc đảm bảo cho vấn đề an tịan giao thơng Do việc tìm hiểu khảo sát hệ thống quan trọng Ở nước ngòai, vấn đề nghiên cứu cách kỹ lưỡng tịan diện cho loại tơ con, ô tô tải, ô tô bus đạt thành cơng lớn đóng góp vào việc nâng cao chất lượng điều khiển Trong điều kiện nước ta chưa tiến hành thiết kế chế tạo việc tìm hiểu hệ thống tương đối khó khăn hạn chế Do vậy, đề tài “Khảo sát ảnh hưởng chế độ làm việc động đến q trình chun động ơtơ có trang bị ABS+ASR ” hình thành nhằm góp phần hồn thiện hiểu biết ảnh hưởng chế độ động đến q trình chuyển động ơtơ Trên sở làm tảng cho việc khai thái sử dụng đánh giá chất lượng xe nhập ngoại, đặc biệt số kết cấu ô tô không mang quy luật theo tài liệu nước ngồi cơng bố Cụ thể đề tài tìm hiểu quan hệ động học động lực học, chế độ làm việc động ảnh hưởng đến làm việc ABS+ASR Các quan hệ vật lý ơtơ bánh xe mơ thích hợp Đề tài thực Bộ mơn tơ, Khoa Cơ khí, Trường ĐHBK Hà Nội hướng dẫn Thầy chuyên ngành Những kết đạt đề tài giúp tác giả hiểu rõ thêm quan hệ động học động lực học, chế độ làm việc động ảnh hưởng đến làm việc ABS+ASR Các quan hệ vật lý ơtơ bánh xe mơ thích hợp Phạm Huy Hồ 1ng Luận văn cao học Cơ khí động lực 2006-2008 - Song, thời gian, trình độ cịn hạn chế mảng nghiên cứu mới, đề tài khơng thể tránh sai sót định Kính mong quan tâm, góp ý Thầy Chuyên gia để đề tài đầy đủ hoàn thiện trình nghiên cứu Tác giả xin chân thành cảm ơn tất thầy Hồ Hữu Hải thầy Trịnh Minh Hịang Bộ mơn ô tô Trường ĐHBK Hà Nội hỗ trợ nhiệt tình việc lập trình mơ chương trình, đặc biệt xin trân trọng cảm ơn PGS TS Nguyễn Khắc Trai - Thầy giáo hướng dẫn đề tài tận tình hướng dẫn việc định hướng nghiên cứu phương pháp giải vấn đề đặt ra, để hoàn thành luận văn tốt nghiệp Hà nội, ngày tháng 11 năm 2008 Người thực Phạm Huy Hịang Phạm Huy Hồ 2ng Luận văn cao học - Cơ khí động lực 2006-2008 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Mục đích việc khảo sát chuyển động ơtơ có ABS+ASR: Từ 20 năm trở lại đây, lượng xe nhập vào Việt Nam tăng lên đáng kể Hơn nữa, chủng loại xe đa dạng, đại va dòng xe hang tiếng giới Và hầu hết loại xe có trang bị hệ thống ABS+ASR Nhưng tài liệu theo xe nói sử dụng chủ yếu Một số tài liệu nước ngồi giới thiệu mà có được, trình bày kết cấu sửa chữa Do việc tìm hiểu nghiên cứu ABS+ASR cịn hạn chế Hệ thống ABS+ASR hệ thống liên quan tới tai nạn giao thông thực tế vận chuyển Khảo sát cách tổng quát tai nạn giao thơng tài liệu nước ngịai rút mối quan hệ tương quan yếu tố Trong nguyên nhân nhà khoa học giới tỉ lệ phần trăm Môi trường, Người lái, Kỹ thuật ô tô Các quốc gia tiên tiến thống kê tỉ lệ nằm phạm vi: - Người lái (72 ÷ 80)% - Mơi trường (18 ÷ 23)% - Kỹ thuật tơ (1, ÷ 5)% Các ngun nhân khơng xác định khoảng: 1%, với trạng thái xe hoạt động xa lộ có tốc độ trung bình 60 ÷ 80 km/h Theo cơng trình nước ngồi, yếu tố ra: Phạm Huy Hoà 3ng Luận văn cao học - Cơ khí động lực 2006-2008 Yếu tố người lái yếu tố lớn chịu tác động ý thức xã hội, trình độ kỹ thuật lái xe trạng thái tâm sinh lý người điều khiển Yếu tố thường cộng đồng chăm lo thông qua thể chế pháp lý, giáo dục xã hội Yếu tố môi trường gồm đường xá, thời tiết, môi trường xung quanh phụ thuộc vào đời sống kinh tế xã hội quốc gia Khi điều kiện hạ tầng sở phát triển cao yếu tố có hai mặt: cho phép nâng cao chất lượng vận tải, lại tạo điều kiện gia tăng tai nạn giao thông Để hạn chế tai nạn giao thông trường hợp phải nâng cao chất lượng kỹ thuật xe Yếu tố kỹ thuật xe yếu tố chiếm tỷ lệ nhỏ nhất, song lại yếu tố cần trợ giúp nhà kỹ thuật ô tô, yếu tố cần thiết điều kiện mơi trường hoàn thiện Tỷ lệ nhỏ yếu tố cịn nói lên nhà khoa học có nhiều cố gắng nhằm cải thiện chất lượng chuyển động ô tô Ở nước ta giai đoạn vừa qua, đường xá dần hoàn thiện, cho phép tốc độ ô tô nâng lên đáng kể, khả trình độ lái xe chưa thích ứng kịp tai nạn giao thông nâng đến mức báo động Nếu trước (trước năm 2000) tốc độ trung bình đường 1A đạt khoảng (40 ÷ 50) km/h đến năm gần đây, tốc độ trung bình đạt tới (60 ÷ 70) km/h Điều cần thiết phải tăng cường chất lượng kỹ thuật cho ô tô khai thác biện pháp pháp lý, kể vấn đề cụ thể kỹ thuật xe yếu tố người Trong biện pháp nâng cao chất lượng phương tiện hiểu biết động học động lực học tơ có trang thiết bị đại cần mở rộng Nhìn tổng thể, quan hệ trình điều khiển tơ mơ tả hình 1 với sơ đồ hệ thống “Đường - Xe - Người” Phạm Huy Hoà 4ng Luận văn cao học Cơ khí động lực 2006-2008 - Sự chuyển động thực tế ô tô chuyển động yêu cầu người lái, luôn người lái điều chỉnh với mục đích thực tốt chuyển động yêu cầu, khơng phải lúc thoả mãn yêu cầu Trong đề tài đề cập trạng thái quan trọng điều khiển ôtô có trang bị ABS+ASR Khi hệ thống làm việc, với bánh xe bị quay trơn cần hạn chế lực dọc bánh xe mặt đường lái xe Các chuyển động yêu cầu Cơ cấu điều khiển Vành lái Quay bánh xe dẫn hướng Chân ga Tốc độ chuyển động ô tô Điều kiện đường Phanh Gia tốc chậm ô tô Các điều kiện ngoại cảnh khác Chuyển động thực tơ Hình 1 Mô tả tổng thể quan hệ điều khiển lái xe chuyển động ô tô Sự xuất quay trơn bánh xe ảnh hưởng tới khả động xe lệch hướng chuyển động ôtô gây nên tai nạn giao thông Trên` đường trơn trường hợp xảy phổ biến Phạm Huy Hồ 5ng Luận văn cao học - Cơ khí động lực 2006-2008 [11] H Dugoff, P Fancher, L Segen – An Analysis of Tire Traction Properties and Theeir Influence on vehicle Dynamic Performance – SAE paper 700377 [12] Toyota Service training – ABS Hệ thống điều khiển lực kéo – Công ty Toyota Việt Nam, 1998 Phạm Huy Hồ85ng Luận văn cao học - Cơ khí động lực 2006-2008 Phụ lục Chương trình tính APO Matlab %chia luoi cua thi dac tinh ngoai clc; j=[1:11]; % chi so luoi theo ne im=1:11; in=1:11;%chi so duong cong nm(1, j)=[1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000]; mm(1, j)=[140 160 180 215 250 257 265 257 250 217 185]; for m=1:11; if m==1; ap(m)=1; i1=im(m); else ap(m)=ap(m- 1)- 1; end; nm(m, j)=nm(1, j); mm(m, j)=mm(1, j)*ap(m); plot(nm(m, j), mm(m, j)); hold on grid on end; %chia luoi xong %- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - mv=1006;% se bo di sau ghep fv=0 15; rbxt=[0 2682, 2682, 2682, 2682]; kn=[1:1:5]; % so luong so truyen tien ih(kn)=[4 2 58 82]; %gia tri ty so truyen cac tay so ic=3 85; %gia tri ty so truyen cau eta=0 92; MK(1)=323;%mv*9 81*fv*rbxt(1)*0 5; MK(2)=MK(1); MK(3)=0; MK(4)=0; dfi(1, 1)=55 95; dfi(2, 1)=55 35; vo=dfi(1, 1)*rbxt(1)%ket thuc in put %- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - kn=4; %tính mx1 NM0(1)=((dfi(1, 1)+dfi(2, 1))*15*ic/3 1416)*ih(kn); MM0(1)=(MK(1)+MK(2))/ic/eta/ih(kn); plot(NM0(1), MM0(1), '*') hold on i1=1; l=im(i1); k1=i1; for j1=1:11; % vong lap l2=j1; if NM0(1)