Xây dựng quan hệ truyền mô men từ động cơ tới các bánh xe chủ động khi quay vòng

l Bộ giáo dục đào tạo trường đại học bách khoa hà nội ***** Phạm văn hải Xây dựng quan hệ truyền mô men từ động tới bánh xe chủ động quay vòng Chuyên ngành: Kỹ thuật Ơtơ Xe chun dụng luận văn thạc sĩ kỹ thuật kỹ thuật ôtô xe chuyên dụng Người hướng dẫn khoa học: PGS TS NGUYễN KHắC TRAI Hà nội – Năm 2012 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN DANH MỤC CÁC BẢNG THÔNG SỐ TRONG LUẬN VĂN DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ TRONG LUẬN VĂN LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 10 1.1 Mục đích việc khảo sát phân bố mô men bánh xe chủ động quay vòng 10 1.2 Giới thiệu đề tài 12 1.3 Tổng quan loại vi sai 14 1.3.1 Nhiệm vụ vi sai 14 1.3.2 Phân loại vi sai 14 1.3.2.1 Theo cấu trúc bánh 14 1.3.2.2 Theo ma sát 14 1.3.2.3 Theo khả điều khiển ma sát vi sai 14 1.3.3 Một số loại vi sai thường gặp 15 1.3.3.1 Vi sai thường (Vi sai ma sát thấp) 15 1.3.3.2 Vi sai ma sát cao 16 1.3.4 Động học động lực học vi sai 24 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ LẬP MƠ HÌNH TÍNH 28 2.1 Sơ đồ logic tính tốn tốn quay vịng 29 2.2 Phương trình cân quay bánh xe 30 2.2.1 Quan hệ động học vi sai 32 2.2.2 Mối quan hệ động lực học cầu xe vi sai 34 2.3 Các mơ hình tính tốn sử dụng 39 2.3.1 Mơ hình động lực học toàn xe 39 2.3.2 Sự nghiêng thân xe tải trọng thẳng đứng 42 2.3.3 Mơ hình quan động học ô tô 43 2.4 Mơ hình lốp 44 2.5 Các phương trình điều khiển hệ thống 46 2.5.1 Góc quay vành lái 47 2.5.2 Xây dựng phương trình xác định chế độ làm việc động 47 2.5.3 Các trạng thái mô men tính tốn 49 CHƯƠNG 3: LẬP TRÌNH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN TÍNH TỐN 50 3.1 Các phương án lựa chọn tính tốn theo mục đích đề tài 50 3.2 Phương pháp Runge Kutta điểm 51 3.3 Vấn đề sai số toán 53 3.4 Lựa chọn thơng số tính tốn 53 3.5 Lựa chọn trường hợp khảo sát 54 3.6 Chương trình mơ Matlab Simulink 56 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ TÍNH TỐN VÀ NHẬN XÉT 59 4.1 Kết khảo sát 60 4.1.1 Trường hợp 1: Khi mơ men ma sát vi sai (Mms=0) 60 4.1.2 Trường hợp 2: Khi có Mms với giá trị hệ số khóa vi sai K=0.15 65 4.1.3 Trường hợp 3: Khi có Mms với giá trị hệ số khóa vi sai K=0.3 71 4.1.4 Trường hợp 4: Khi có Mms với giá trị hệ số khóa vi sai K=0.45 77 4.2 Nhận xét 83 KẾT LUẬN 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 PHỤ LỤC 90 DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN TT Ký tự Giải thích ký tự Đơn vị Mms Mô men ma sát vi sai N.m Mbx1 Mô men bánh xe chủ động trái N.m Mbx2 Mô men bánh xe chủ động phải N.m Me Mơ men có ích động N.m Md Mô men vỏ vi sai N.m M2 Mô men bánh chủ động truyền lực N.m M3 Mô men bánh bị động truyền lực N.m Msk Mơ men đàn hồi lốp N.m J kp kg.m2 10 J kz 11 J rp Mơmen qn tính phần liên kết với bánh xe quanh trục quay bánh xe cầu trước Mơmen qn tính phần liên kết với bánh xe quanh trục quay bánh xe cầu sau Mômen quán tính vi sai cầu trước 12 J rz Mơmen quán tính vi sai cầu sau kg.m2 13 J2 Mơ men qn tính bánh chủ động truyền lực kg.m2 14 J3 Mơ men qn tính bánh bị động truyền lực kg.m2 15 J4 Mơ men qn tính bánh vi sai kg.m2 16 J5 Mơ men qn tính bánh bán trục bên trái kg.m2 17 J6 Mơ men qn tính bánh bán trục bên phải kg.m2 18 Jr Mơ men qn tính cầu xe kg.m2 19 F1 Lực vòng bánh xe bên trái cầu trước mặt đường N 20 F2 Lực vòng bánh xe bên phải cầu trước mặt đường N 21 F3 Lực vòng bánh xe bên trái cầu sau mặt đường N 22 F4 Lực vòng bánh xe bên phải cầu sau mặt đường N 23 P2 Lực ăn khớp tác dụng lên bánh bị động truyền lực N kg.m2 kg.m2 P5 Lực ăn khớp tác dụng lên bánh chủ động truyền lực Lực ăn khớp tác dụng lên bánh bán trục trái N 26 P6 Lực ăn khớp tác dụng lên bánh bán trục phải N 27 S Lực bên tác dụng lên bánh xe N 28 no Số vòng quay bánh bị động truyền lực min-1 29 nt Số vòng quay bánh bán trục trái min-1 30 np Số vòng quay bánh bán trục phải min-1 31 e Vận tốc góc trục khuỷu động rad/s 32 l Vận tốc góc đĩa bị động ly hợp rad/s 33 1 Góc quay bánh xe bên trái cầu trước min-1 34 2 Góc quay bánh xe bên phải cầu trước min-1 35 3 Góc quay bánh xe bên trái cầu sau min-1 36 4 Góc quay bánh xe bên phải cầu sau min-1 37 t Góc quay bánh xe dẫn hướng rad 38 v Góc quay vành lái rad 39 K Hệ số khóa vi sai - 40 K’ Hệ số gài vi sai - 41 ls1 Hệ số độ cứng bậc biến dạng dọc lốp xe 1/rad 42 ls2 Hệ số độ cứng bậc hai biến dạng dọc lốp xe 1/kN.rad 43 l1 Hệ số độ cứng bậc góc lệch bên bánh xe 1/rad 44 l2 Hệ số độ cứng bậc hai góc lệch bên bánh xe 1/kN.rad 45 o Hệ số bám hai bên bánh xe - 46 ic Tỷ số truyền cầu xe chủ động - 47 ir Tỷ số truyền hệ thống lái - 48 Crbxi Độ cứng hướng kính bánh xe thứ i kN/m 49 rbxi Bán kính trung bình bánh xe thứ i m 50 fv Hệ số cản lăn - 24 P3 25 N DANH MỤC CÁC BẢNG THÔNG SỐ TRONG LUẬN VĂN TT Bảng Tên bảng Trang Bảng 3.1 Tỷ số truyền tay số 54 Bảng 4.1 Số liệu đầu vào trường hợp 60 Bẳng 4.2 Số liệu đầu vào trường hợp 65 Bảng 4.3 Số liệu đầu vào trường hợp 71 Bảng 4.4 Số liệu đầu vào trường hợp 77 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ TRONG LUẬN VĂN TT Hình vẽ Tên hình Trang Hình 1.1 Quan hệ Đường – Xe – Người 11 Hình 1.2 Mơ tả tổng thể quan hệ điều khiển lái xe 11 Hình 1.3 15 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 1.9 10 Hình 1.10 Kết cấu vi sai ma sát thấp xe có cầu trước chủ động Sơ đồ cấu tạo vi sai ma sát thấp xe có cầu sau chủ động Sơ đồ cấu tạo kết cấu vi sai ma sát cao sử dụng khớp ma sát Kết cấu vi sai ma sát cao sử dụng hai khớp ma sát Cấu tạo nguyên lý vi sai khớp ma sát kép xe Misubishi Pajaro Sơ đồ cấu tạo vi sai ma sát cao sử dụng bánh trụ Sơ đồ cấu tạo vi sai ma sát cao sử dụng trục vít – bánh vít Sơ đồ cấu tạo vi sai ma sát cao loại vi sai cam 11 Hình 1.11 Sơ đồ cấu tạo sơ đồ nguyên lý khóa vi sai 24 12 Hình 1.12 25 13 Hình 2.1 Quan hệ động học động lực học vi sai có ma sát thấp Mơ hình học ôtô 15 16 17 18 19 20 22 28 14 Hình 2.2 Sơ đồ logic tính tốn đề tài 29 15 Hình 2.3 Cơng trượt riêng ly hợp 31 16 Hình 2.4 Mơ men ma sát đưa vào vi sai 32 17 Hình 2.5 32 18 Hình 2.6 Sơ đồ cấu tạo vi sai ma sát cao sử dụng hai khớp ma sát Động lực học vi sai 19 Hình 2.7 Động lực học truyền lực 34 20 Hình 2.8 Sơ đồ động lực học vi sai 35 21 Hình 2.9 Động lực học bánh xe 36 22 Hình 2.10 Mơ hình động lực học tồn xe 40 23 Hình 2.11 Sơ đồ quan hệ lực mặt phẳng dọc tơ 41 24 Hình 2.12 Các lực mô men xác định mặt phẳng ngang 41 25 Hình 2.13 Mơ hình quan hệ động học tơ 43 26 Hình 2.14 Các quan hệ lực mơ men lốp 44 27 Hình 2.15 Sơ đồ tính tốn lực cho bánh xe bị động 45 28 Hình 2.16 Sơ đồ tính tốn lực cho bánh xe chủ động 46 29 Hình 2.17 Góc quay vành lái 47 30 Hình 2.18 Mơ men điều khiển bánh xe chủ động 49 31 Hình 3.1 Sơ đồ bố trí xe khảo sát 55 32 Hình 3.2 Chương trình 57 33 Hình 3.3 Mơ đun tính tốn cho bánh xe số 58 34 Hình 4.1 Quỹ đạo chuyển động ô tô hệ số khóa vi sai K=0 60 35 Hình 4.2 Gia tốc bên tơ hệ số khóa vi sai K=0 61 36 Hình 4.3 Mơ men ma sát hệ số khóa vi sai K=0 61 37 Hình 4.4 62 38 Hình 4.5 39 Hình 4.6 Mơ men điều khiển bánh xe chủ động hệ số khóa vi sai K=0 Vận tốc góc bánh xe chủ động ngồi hệ số khóa vi sai K=0 Đồ thị tính bàn đạp chân ga hệ số khóa vi sai K=0 33 63 64 Hình 4.8 Quỹ đạo quay vịng tơ hệ số khóa cứng vi sai K=0.15 Gia tốc bên tơ hệ số khóa cứng vi sai K=0.15 66 42 Hình 4.9 Mơ men ma sát vi sai hệ số khóa vi sai K=0.15 67 43 Hình 4.10 67 44 Hình 4.11 45 Hình 4.12 46 Hình 4.13 47 Hình 4.14 Mơ men chia hai bánh xe chủ động hệ số khóa vi sai K=0.15 Vận tốc góc bánh xe ngồi hệ số khóa vi sai K=0.15 Đồ thị tính bàn đạp chân ga (APO) hệ số khóa vi sai K=0.15 Quỹ đạo quay vịng tơ hệ số khóa cứng vi sai K=0.3 Gia tốc bên tơ hệ số khóa cứng vi sai K=0.3 48 Hình 4.15 Mơ men ma sát vi sai hệ số khóa vi sai K=0.3 73 49 Hình 4.16 73 50 Hình 4.17 51 Hình 4.18 52 Hình 4.19 53 Hình 4.20 Mơ men chia hai bánh xe chủ động hệ số khóa vi sai K=0.3 Vận tốc góc bánh xe ngồi hệ số khóa vi sai K=0.3 Đồ thị tính bàn đạp chân ga (APO) hệ số khóa vi sai K=0.3 Quỹ đạo quay vịng tơ hệ số khóa cứng vi sai K=0.45 Gia tốc bên tơ hệ số khóa cứng vi sai K=0.45 78 54 Hình 4.21 Mơ men ma sát vi sai hệ số khóa vi sai K=0.45 79 55 Hình 4.22 79 56 Hình 4.23 57 Hình 4.24 Mơ men chia hai bánh xe chủ động hệ số khóa vi sai K=0.45 Vận tốc góc bánh xe ngồi hệ số khóa vi sai K=0.45 Đồ thị tính bàn đạp chân ga (APO) hệ số khóa vi sai K=0.45 40 Hình 4.7 41 65 69 70 71 72 75 75 77 81 82 LỜI NÓI ĐẦU Sự phân chia mơ men bánh xe chủ động có ảnh hưởng lớn tới khả quay vịng tính điều khiển chung ô tô, điều ảnh hưởng đến vấn đề an tồn tham gia giao thơng Do nghiên cứu giải tốn quỹ đạo chuyển động tơ có để ý tới mơ men ma sát vi sai cần thiết, nhằm góp phần giảm thiểu tai nạn giao thơng Trên nhiều cầu xe xe có khả động đưa vào nội ma sát, tài liệu sử dụng sửa chữa kèm không nêu cách đầy đủ kiến thức vấn đề mà nêu nên phần khai thác sử dụng Chính đề tài đặt để hiểu sâu động học, động lực học cầu xe có vi sai ma sát cao nhằm phục vụ toán quỹ đạo chuyển động ô tô Do vậy, luận văn thực với tên đề tài “Xây dựng quan hệ truyền mô men từ động tới bánh xe chủ động quay vịng” nhằm góp phần hồn thiện sâu sắc tốn quỹ đạo chuyển động tô Với nội dung luận văn bao gồm: Chương 1: Tổng quan đề tài Chương 2: Cơ sở lý luận lập mơ hình tính Chương 3: Lập trình đề xuất phương án tính tốn Chương 4: Kết tính tốn nhận xét Trong điều kiện khuôn khổ luận văn thạc sĩ để giải tốn quỹ đạo chuyển động tô tác giả sử dụng phương pháp mô Để sử dụng phương pháp số lượng phương trình vi phân học cần lập nhiều, đồng thời phải đưa thông số kết cấu vi sai có ma sát cao vào phương trình tính Việc sử dụng phương pháp giải hợp lý tốn quỹ đạo chuyển động tơ Đề tài thực Bộ môn ô tô xe chuyên dụng, Viện Cơ khí Động lực, Trường Đại học Bách khoa Hà nội hướng dẫn Thầy giáo chuyên ngành Những kết đạt đề tài giúp tác giả hiểu rõ thêm quan hệ động học động lực học quay vòng ô tô, mối quan hệ mô men chủ động bánh xe, gia tốc bên ô tô Chế độ làm việc động đưa giá trị mô men ma sát khác vào vi sai Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo Bộ mơn Ơ tơ xe chuyên dụng - Trường Đại học Bách khoa Hà nội hỗ trợ nhiều 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 26 tháng 07 năm 2012 Người thực Phạm Văn Hải b) Gia tốc bên tơ Hình 4.20: Gia tốc bên tơ hệ số khóa cứng vi sai K=0.45 Từ 0÷0.2s xe thẳng gia tốc bên ô tô 0, từ 0.2s trở xe vào quay vịng nên giá trị gia tốc bên ≠0 ảnh hưởng lực ly tâm Từ 0.2s÷2s gia tốc bên tăng nhanh bắt đầu đánh lái từ 0.2s Tại 2s gia tốc bên đạt giá trị lớn 3.278 m/s2 Sau giảm dần xuống đến giá trị 3.045 m/s2 Do có giảm vận tốc trung bình xe nên giá trị gia tốc bên lớn giảm xuống so với trường hợp c) Mô men ma sát vi sai Trong trường hợp ta đưa giá trị mô men ma sát vào vi sai với hệ số khóa vi sai K=0.45 Từ 0÷0.2s xe thẳng nên giá trị mơ men ma sát Từ 0.2÷1.3s mơ men ma sát tăng nhanh, 1s thực ngừng cấp mô men điều khiển bánh xe đồng thời đàn trễ lốp nên mô men ma sát tăng đến 1.3s lại giảm xuống đến 2.6s sau lại tăng dần lên đến 10s 78 Tại 1.3s đạt giá trị Mms=227.58 Nm, 2.6s Mms=209.23 Nm, 10s đạt giá trị Mms=250 Nm Hình 4.21: Mô men ma sát vi sai hệ số khóa vi sai K=0.45 d) Mơ men chia hai bánh xe chủ động Hình 4.22: Mơ men chia hai bánh xe chủ động hệ số khóa vi sai K=0.45 79 Ở trường hợp đồ thị mơ men bánh xe có điểm đột biến Từ 0÷0.2s xe khơng tăng mơ men để chạy ổn định, giá trị mô men cấp 55.384 Nm để thắng lực cản mặt đường Tại thời điểm 0.2s mô men bánh xe tăng lên, mô men bánh xe ngồi giảm xuống xe bắt đầu vào quay vịng Từ 0.2÷0.4s thực giữ mơ men cấp giá trị ban đầu có đánh lái nên giá trị mô men bánh xe tăng lên, mô men bánh xe ngồi giảm xuống Tại 0.4÷1s bắt đầu tăng mơ men cấp nên giá trị mô men bánh xe tăng lên giá trị mô men bánh xe lớn giá trị mô men bánh xe ngồi Tại 1s việc ngừng tăng mơ men cấp nên mô men bánh xe tăng nhẹ đến 1.3s sau giảm nhẹ đến 2.6s từ 2.6s tăng dần đến 10s, mơ men bánh xe ngồi giảm nhẹ đến 1.3s sau tăng dần đến 2.6s giảm dần đến 10s ảnh hưởng mô men ma sát Giá trị mô men bánh xe 1.3s Mbx1=527.57 Nm, 2.6s Mbx1=509.23 Nm ,tại 10s Mbx1=549.74 Nm Giá trị mô men bánh xe 1.3s Mbx2=67.52 Nm, 2.6s Mbx2=86.64 Nm, 10s Mbx2=44.35 Nm e) Vận tốc góc hai bánh xe chủ động Khi xe thẳng từ 0÷0.2s vận tốc góc hai bên bánh xe Với giá trị mô men cấp chưa thay đổi giá trị trung bình vận tốc góc hai bên bánh xe từ 0÷0.2s 45.21 rad/s Từ 0.2÷0.4s mà mơ men cấp cho bánh xe chưa tăng đánh lái từ 0.2s vận tốc góc bánh xe bên giảm xuống thấp giá trị vận tốc góc ban đầu, vận tốc góc bánh xe ngồi tăng lên so với giá trị vận tốc góc ban đầu Tại 0.4s giá trị vận tốc góc bánh xe 44.58 rad/s, vận tốc góc bánh xe ngồi 45.45 rad/s 80 Hình 4.23: Vận tốc góc bánh xe ngồi hệ số khóa vi sai K=0.45 Từ 0.4s÷1.15s vận tốc góc bánh xe ngồi tăng dần đạt giá trị 45.61 rad/s 1.15s Vận tốc góc bánh xe giảm lại tăng lên đạt giá trị 44.66 rad/s 1.15s ảnh hưởng việc ngừng cấp mô men điều khiển bánh xe đàn trễ bánh xe cao su Sau hai giá trị vận tốc góc lại giảm dần xuống chênh lệch vận tốc góc hai bánh xe gần không thay đổi Vận tốc góc hai bánh xe 10s là: Bánh xe 40.93 rad/s, bánh xe 39.98 rad/s f) Đồ thị tính bàn đạp chân ga Qua kết tính tốn có mơ men ma sát vi sai với hệ số khóa vi sai K=0.45, giá trị thu phù hợp thể chất vật lý phương trình mơ Do chấp nhận mơ hình tính tốn để phục vụ việc tính tốn quỹ đạo chuyển động xe có mơ men ma sát vi sai với giá trị hệ số khóa vi sai K=0.45 81 Hình 4.24: Đồ thị tính bàn đạp chân ga (APO) hệ số khóa vi sai K=0.45 Khi mô men bánh xe chủ động 55.384 Nm, số vòng quay bánh xe chủ động ngồi 45.210 rad/s thì: Apo1 = 0.1882; ne=1628 vịng/phút; Me=33.7 Nm Khi mơ men bánh xe chủ động 90.35 Nm bên 17.05 Nm, số vòng quay bánh xe chủ động 44.45 rad/s 45.4 rad/s thì: Apo2 = 0.1826; ne=1674 vịng/phút; Me=33.75 Nm Khi mô men bánh xe chủ động 527.57 Nm bên ngồi 67.52 Nm, số vịng quay bánh xe chủ động 44.66 rad/s ngồi 45.61 rad/s thì: Apo3 = 0.4392; ne=2625 vịng/phút; Me=103.5 Nm Khi mô men bánh xe chủ động 549.74 Nm bên 44.35 Nm, số vòng quay bánh xe chủ động 39.98 rad/s ngồi 40.93 rad/s thì: Apo4 = 0.4651; ne=2870 vòng/phút; 82 Me=103.8 Nm 4.2 Nhận xét So sánh trường hợp tính tốn nêu trên, qua đồ thị khảo sát rút số nhận xét sau:  Giá trị gia tốc bên giảm dần mô men ma sát đưa vào vi sai tăng dần Nguyên nhân đĩa ma sát bị trượt q trình tơ chuyển động dẫn đến công suất truyền từ động xuống bánh xe chủ động bị tổn thất làm cho vận tốc trung bình xe giảm xuống nên lực ly tâm giảm tăng giá trị mô men ma sát vi sai, gia tốc bên giảm dần chế độ đánh lái chế độ cấp mô men ổn định  Bán kính quay vịng ô tô giảm dần giá trị mô men ma sát tăng dần chế độ đánh lái cấp mơ men ổn định Kết tốn điều trường hợp tính tốn cụ thể Trong thực tế gia tốc bên giảm làm khả điều khiển lái tốt  Vận tốc góc bánh xe chủ động giảm dần giá trị mô men ma sát đưa vào vi sai tăng dần vận tốc trung bình xe giảm dần mô men ma sát vi sai tăng dần  Sự phân chia mô men bánh xe chủ động phụ thuộc vào giá trị mô men ma sát vi sai Mô men phân chia bánh xe chủ động tùy thuộc vào trạng thái ô tô chuyển động đường Khi cầu xe có sử dụng vi sai ma sát cao giá trị mô men hai bánh xe chủ động nửa giá trị mô men bánh bị động truyền lực cộng trừ giá trị mô men ma sát vi sai  Từ so sánh thấy trường hợp K=0.3 mơ men phân chia bánh xe chủ động ổn định nhất, sai lệch tốc độ bánh xe ổn định Điều lý giải loại xe ngày thường sử dụng vi sai tăng nội ma sát với giá trị khóa vi sai gần với giá trị K=0.3 83  Trong luận văn đưa trường hợp K=0.45 Ở trường hợp thấy mô men bánh xe bánh xe chủ động biến động nhiều Mục đích việc đưa trường hợp K=0.45 vào tốn mơ để đưa vấn đề xác định K tối ưu việc thay đổi hệ số khóa vi sai K trình xe chuyển động phương pháp tự động điều khiển vi sai điều khiển từ bên  Từ giá trị mô men bánh xe chủ động thông qua hệ thống truyền lực xây dựng đường đặc tính mơ men động từ xác định ba thông số: Mô men động Me, số vòng quay trục khuỷu động ne, mức độ bàn đạp chân ga biết thơng số Đây tiền đề để nghiên cứu phát triển kết cấu chân ga điện tử 84 KẾT LUẬN Quỹ đạo chuyển động ô tô chịu ảnh hưởng mô men ma sát vi sai đặc biệt xe có hệ thống tự động điều khiển, giai đoạn đầu đề tài thực việc đưa giá trị mô men ma sát vào mô hình tính tốn quỹ đạo quay vịng tơ xác định mô men phân chia bánh xe chủ động Việc phân chia mô men chủ động bánh xe ảnh hưởng tới quỹ đạo quay vịng tơ có có mặt mơ men ma sát vi sai vấn đề phức tạp, chưa có nghiên cứu nước ta sâu vào giải Trong khuôn khổ luận văn cao học, đề tài giải vấn đề sau đây: Tìm hiểu kết cấu động học động lực học vi sai tăng nội ma sát từ đề xuất tiến hành khảo sát Các kiến thức sở phần tiền đề cho việc xây dựng mơ hình phân tích kết tính tốn Tập trung tìm hiểu nghiên cứu mơ hình khơng gian mơ tả động lực học ô tô, để giải mục tiêu khảo sát có mặt mơ men ma sát vi sai đưa phương trình động lực học quay vịng phương trình góc quay bánh xe chủ động nhằm mơ tả quan hệ động học động lực học ô tô theo mục đính mô đặt - Đưa vào mơ hình tính mơ men ma sát khảo sát thơng số khác mơ hình thơng qua hệ số khóa vi sai K - Lựa chọn thông số cho xe cầu chủ động đại diện từ tính tốn mơ để xác định ảnh hưởng mô men ma sát tới phân chia mô men bánh xe chủ động tốc độ góc bánh xe chủ động - Đưa kết hợp lý từ nói rõ ảnh hưởng mơ men ma sát vi sai tới quỹ đạo quay vịng xe biến động thơng số bánh xe chủ động mơ hình tính tốn 85 - Giải thích khả tối ưu mơ men ma sát vi sai, giả thiết phù hợp với kết cấu thường dùng - Đánh giá kết luận phân chia mô men bánh xe chủ động từ dẫn tới hệ thống điện tử hoàn thiện ngày như: Chân ga điện tử, khóa vi sai linh hoạt hệ thống ABS, TRC, ABD - Xây dựng chương trình tính toán xác định trạng thái làm vịêc động giá trị khác mô men ma sát vi sai Ứng dụng tính tốn cho ơtơ cụ thể, với số liệu chọn lọc từ tài liệu [11] Viện Nghiên cứu an tồn Giao thơng Mỹ, xây dựng phương án để thấy rõ quan hệ động học động lực học bánh xe Kết mô tả lấy nhiều thơng số động lực học ô tô bao gồm: Quỹ đạo chuyển động ô tô, gia tốc bên ô tô, mô men ma sát vi sai, mô men bánh xe chủ động, vận tốc góc bánh xe chủ động, thay đổi vận tốc ô tơ, góc lệch bên tơ, góc quay thân xe so với hệ tọa độ cố định Nhưng theo mục tiêu đề tài, kết trình bày với thay đổi mô men chủ động bánh xe, mô men ma sát vi sai, vận tốc góc bánh xe chủ động, gia tốc bên ô tô, quỹ đạo chuyển động ô tô trạng thái khảo sát Đề tài tiến hành khuôn khổ luận văn thạc sĩ, điều kiện cho phép đề tài cịn có khả mở rộng để tiến hành toán phức tạp Một số hướng mở rộng đề tài: - Mở rộng khảo sát liên quan đến động theo hướng tối ưu hóa trình sử dụng lượng động cách sử dụng chân ga điện tử - Thực toán trường hợp hai cầu chủ động có để ý đến biến động hệ số bám mặt đường hai bên bánh xe chủ động 86 Do thời gian có hạn, mảng nghiên cứu cịn mới, đề tài khơng thể tránh khỏi có sai sót định Kính mong quan tâm, góp ý Thầy Chuyên gia để đề tài hoàn thiện trình nghiên cứu 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PTS Nguyễn Khắc Trai - Tính điều khiển quỹ đạo chuyển động ô tô Nhà xuất Giao thông vận tải Hà Nội, 1997 [2] Đàm Hồng Phúc, Nguyễn Khắc Trai - Mơ quỹ đạo chuyển động ô tô tải phanh - Đề tài nghiên cứu khoa học T2000 - 34, trường Đại học Bách khoa Hà nội, 2000 [3] Lê Anh Vũ, PGS TS Nguyễn Khắc Trai - Nghiên cứu ảnh hưởng thông số kết cấu hệ thống lái đến quỹ đạo chuyển động ô tô - Đề tài cao học, trường Đại học Bách khoa Hà nội, 2006 [4] Lê Thanh Hải, PGS TS Nguyễn Khắc Trai - Thiết lập mơ đun tính tốn mơ hình lốp phi tuyến nhằm giải toán quỹ đạo chuyển động ô tô - Đề tài cao học, trường Đại học Bách khoa Hà nội, 2011 [5] GS TSKH Nguyễn Hữu Cẩn tập thể tác giả - Lý thuyết ôtô máy kéo – Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 1996 [6] Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên - Thiết kế tính tốn ơtơ máy kéo – Nhà xuất Đại học THCN Hà Nội, 1987 [7] PGS TS Nguyễn Khắc Trai tập thể tác giả - Kết cấu ô tô – Nhà xuất Đại học Bách khoa Hà nội, 2010 [8] PGS TS Nguyễn Khắc Trai - Cấu tạo hệ thống truyền lực ôtô - Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2001 [9] PGS TS Nguyễn Khắc Trai - Cơ sở thiết kế ôtô - Nhà xuất Giao thông vận tải, 2006 [10] Nguyễn Phùng Quang - Matlab Simulink - Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2004 88 [11] R Wade Allen - Vehicle dynamic stability and Rollover - Final report Dot HS 807 956, 1992 [12] J.Y.Wong – Theory of Ground Vehicles – Third edition – Jonh Wiley & Sons, Ing, 2001 [13] Toyota Service training - Công ty Toyota Việt Nam, 1998 89 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Bảng thơng số tính tốn xe thực tế Bảng 1: Thơng số kết cấu xe STT Tên gọi Ký hiệu Đơn vị Giá trị Khối lượng toàn xe đầy tải mv kg 1006 Khối lượng phần treo mmv kg 890 Chiều dài sở lv m 2.31 Khoảng cách từ trọng tâm tới cầu trước a m 0.8839 Khoảng cách từ trọng tâm tới cầu sau b m 1.4261 Mơ men qn tính bánh xe quanh trụ đứng cầu trước Mơmen qn tính bánh xe quanh trục quay bánh xe cầu trước Mơmen qn tính bánh xe quanh trục quay bánh xe cầu sau Mômen qn tính ơtơ quanh trục thẳng đứng Jrp kg m2 2.93 Jkp kg m2 1.8 Jkz kg m2 1.8 Jz kg m2 3847.6 10 Chiều rộng vết lốp bánh xe trước sp m 1.3503 11 Chiều rộng vết lốp bánh xe sau sz m 1.3716 12 Chiều cao trọng tâm toàn xe hv m 0.5121 13 Chiều cao trọng tâm phần treo ho m 0.5425 14 Tỷ số truyền hệ thống lái ir - 18.2 90 Bảng 2: Thông số lốp quan hệ bánh xe với mặt đường STT Tên gọi Bán kính tĩnh bánh xe trước sau Hệ số độ cứng bậc góc lệch bánh xe Hệ số độ cứng bậc hai góc lệch bánh xe Hệ số độ cứng bậc biến dạng lốp xe Hệ số độ cứng bậc hai biến dạng lốp xe Độ cứng hướng kính bánh xe Ký hiệu Đơn vị Giá trị rbxt m 0.2682 bên laf1 1/rad 6.69 bên laf2 1/kN.rad -0.177 dọc ls1 1/rad 5.74 dọc ls2 1/kN.rad -0.5 crbx kN/m 142 cy kN/m 120 o - 0.5 Độ cứng theo chuyển vị bên lực bên gây nên Hệ số bám hai bên bánh xe Phụ lục 2: Hình Đường đặc tính động dùng tính tốn 91 Phụ lục 3: Bảng Thơng số cho chương trình tính APO TT Tên gọi Khối lượng toàn xe Hệ số cản lăn Bán kính bánh xe Tỷ số truyền hộp số Ký hiệu Đơn vị Giá trị mv kg 1006 fv - 0.02 rbxt m 0.2682 - 4.2; 2.6; 1.58; 1; 0.82 ic - 3.85 ih(kn) kn=1÷5 Tỷ số truyền cầu chủ động Hiệu suất truyền lực eta - 0.92 Mô men động mm Nm Theo phụ lục nm v/p Theo phụ lục Dải số vòng quay trục khuỷu động Các trường hợp tính với mơ men ma sát K 0; 0.15; 0.3; 0.45 92 ... Đơn vị Mms Mô men ma sát vi sai N.m Mbx1 Mô men bánh xe chủ động trái N.m Mbx2 Mô men bánh xe chủ động phải N.m Me Mơ men có ích động N.m Md Mô men vỏ vi sai N.m M2 Mô men bánh chủ động truyền lực... hưởng việc phân bố mô men bánh xe chủ động ảnh hưởng tới quỹ đạo chuyển động ô tô, đề tài thực với nội dung: ? ?Xây dựng quan hệ truyền mô men từ động tới bánh xe chủ động quay vòng? ?? Để tiến hành... lái, hệ thống treo, hệ thống truyền lực, hệ thống thủy lực, hệ thống phanh… tác động điều khi? ??n người lái Các yếu tố xem xét mức độ khác đề tài Thực tế quan hệ truyền mô men từ động tới bánh xe chủ