Trong quá trình khảo sát chuyển động thẳng của ô tô và máy kéo có tính cơ đông ta thừa nhận một số giả thiết sau đây:
- Xe có tất cả các cầu đều là chủ động
- Không kéo moóc và chuyển động trên đƣờng bằng
- Mô hình khi thiết lập ở dạng mô hình phẳng, coi kết cấu là đối xứng qua mặt phẳng dọc giữa xe.
Mô hình thân xe với công thức bánh xe 4x4
Hình 2.10. Sơ đồ lực ngoại lực tác dụng lên xe khi chuyển động thẳng
Mục đích của phần này là đƣa ra đƣợc mô hình vật lý đặc trƣng cho các xe có công thức bánh xe 4x4. Từ các mô hình vật lý đó xác định đƣợc mối quan hệ giữa các thành phần lực tác dụng. Sử dụng các giả thiết đã nêu ở trên, cân bằng tất cả các lực và mô men, ta tính toán đƣợc phản lực pháp tuyến của đƣờng tác dụng lên bánh xe. = (2.13) = (2.14) = (2.15) = 1+ 0,005.(1+ ) (2.16) = K.F. (2.17)
52
= f.G (2.18) Trong đó:
R1, R2: Phản lực pháp tuyến của đƣờng. G: Trọng lƣợng xe không tải
a, b: Khoảng cách từ trọng tâm xe đến tâm cầu trƣớc và sau L: Chiều dài cơ sở của xe.
Pj, Pw: Lực quán tính và lực cản không khí : Hệ số kể đến ảnh hƣởng của khối lƣợng quay g: Gia tốc trọng trƣờng (g=9.81m/s2)
v: vận tốc chuyển động của xe
ihsi: tỷ số truyền của hộp số ở tay số thứ i
K: Hệ số cản không khí (đối với xe tải K=0.50 0.70 N.s2/m4) F: Diện tích cản chính diện của ô tô
f: Hệ số cản lăn của đƣờng
hg, hw: Chiều cao tác dụng quy dẫn của lực quán tính và lực cản không khí (để đơn giản trong tính toán lấy hg = hw)
Pf: Lực cản lăn tổng cộng quy dẫn Pk: Lực kéo tổng cộng trên các bánh xe
Với cách mô hình toán nhƣ vậy, mô hình mô phỏng khối thân xe đƣợc thể hiện nhƣ trong hình 2.11.
Hình 2.11. Mô hình mô phỏng khối thân xe
Tín hiệu đầu vào cho việc tính toán là các lực kéo từ các bánh xe (đƣợc tính toán từ mô hình lốp) qua các khối From (Fx_RR, Fx_RL, Fx_FR, Fx_FL) và góc
53
dốc của đƣờng đƣợc đƣa qua khối Beta (ở đây khảo sát xe chuyển động trên đƣờng bằng nên giá trị góc dốc β bằng không). Các giá trị tín hiệu trên sau khi đƣợc quy chuẩn đơn vị lực thông qua các khối hệ số (Gain), đƣợc tính toán cùng với lực cản không khí tính thông qua công thức 2.17 với các thông số nhập vào là diện tích cản chính diện F (Front Area), hệ số cản không khí K (Drag Coefficient), hàm Signed Square xác định giá trị bình phƣơng của vận tốc xe.
Khối tính toán giá trị phản lực từ đƣờng lên từng lốp xe là khối Load Transfer, tín hiệu đầu vào là giá trị lực và góc dốc. Qua đó tính toán đƣợc các giá trị R1 và R2 theo các công thức 2.13 và 2.14, trong mô hình mô phỏng, hai giá trị này đƣợc ký hiệu là Fz_F và Fz_R. Chính các giá trị này lại là các giá trị đầu vào cho khối mô phỏng động lực học bánh xe để tính toán đƣợc các giá trị lực kéo. Nhƣ vậy quá trình tính toán là một chu trình khép kín có phản hồi ngƣợc.
Các thông số chính của mô hình mô phỏng đƣợc nhập vào nhƣ sau:
Hình 2.12. Hộp thoại nhập thông số chính