Ô tô là một hệ phức hợp bao gồm hệ nhiều vật và hệ liên tục. Đối với việc nghiên cứu động lực học ta có thể coi ôtô có cấu trúc của hệ nhiều vật. Hệ đơn giản nhất gồm 5 khối lượng: thân xe và 4 bánh xe; thân xe tham gia 6 chuyển động, trong đó có 3 chuyển động tịnh tiến và 3 chuyển động góc; bánh xe cũng tham gia 6 chuyển động như thân xe và chuyển động quay quanh trục cầu xe. Tùy vào phạm vi nghiên cứu ta có thể bỏ qua một số chuyển động.
Trong sơ đồ tổng quát mô tả cấu trúc động lực học ô tô (hình 1), khối XY là mô hình chính mô tả động lực học ô tô trong mặt phẳng nền. để xác định được các giá trị đầu ra của mô hình (x x, ,y y, , , ) ta cần phải có các thông số đầu vào của mô hình Fxj, Fyj, Mzj; các giá trị này được xác định bởi mô hình lốp. Trong nghiên cứu này, tác giả chọn mô hình lốp Ammon để tính toán. Thông số đầu vào của mô hình lốp được xác định từ mô hình động lực học bánh xe (khối R).
Sử dụng mô hình động lực học theo phương thẳng đứng, chúng ta có thể xác định được các phản lực Fz để đưa vào mô hình lốp Ammon.
Chương 3
CƠ SỞ LÝ THUYẾT LẬP MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC TUYẾN TÍNH Ô TÔ
Chuyển động ô tô là phức hợp từ các chuyển động (i) trong mặt phẳng nền (xy) gồm hai chuyển động tịnh tiến và một chuển động quay quanh trục thẳng đứng và chuyển động phương thẳng đứng (ii) gồm một chuyển động tịnh tiến thân xe và 2 chuyển động góc thân xe trục x và trục y. Dễ dàng nhận ra rằng, ổn định chuyển động ô tô được xét trong mặt phẳng xy, nhưng lại phụ thuộc các lực tương tác bánh xeF Fx, y F Fx, xFx j, ,Fy j, . Để xác định các lực Fx j, ,Fy j, ta cần mô hình động lực học bánh xe và mô hình động lực học ô tô phương z gồm động lực học thân xe và động lực học bánh xe phương z để xác định phản lực đường
,
z j
F . Như vậy động lực học ô tô là một hệ phực hợp, sẽ thuận tiện khi sử dụng phương pháp của Hệ nhiều vật MBS. Trong hình 2.1 là sơ đồ tổng quát mô hình động lực học ô tô gồm (i) mô hình động lực học trong mặt phẳng nền (xy), mô hình bánh xe (ii), mô hình động lực học phương z (iii) và mô hình lốp (iv).
Mô hình bánh xe
Động lực học phương Z
Mô hình động lực học hai dãy tuyến tính
Mô hình lốp x y , , x y j h j M zj F 1 4 j , xj yj F F
Yếu tố phi tuyến: Động lực học ô tô là phi tuyến gồm hai yếu tố (i) do các yêu tố hình học tạo nên và yếu tố phi tuyến vật lý (đặc tính hệ thống treo, đặc tình lốp).
Phi tuyến hình học có thể coi là tuyến tính khi các góc trong hệ phương trình là bé và có thể mô tả tuyến tính. Đặc tính lốp có hai khoảng là tuyến tính và phi tuyến. Khi nghiến cứu động lực học ngang, nếu gia tốc bên của ô tô nhỏ hơn 4 m/s2
thí các hệ số góc của lốp có thể coi là tuyến tính. Vì vậy trong thực tế có hai loại mô hình động lực học là (i) mô hình tuyến tính và mô hình phi tuyến (ii). Mô hình động lực học ô tô một dãy có thể được xây dựng ban đầu một cách tổng quát, sau đó bỏ qua các yếu tố phi tuyến thành các mô hình tuyến tính.