Các thông số khảo sát:
TT Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị
1 Khối lượng được treo m kg 1506,5
2 Khối lượng không được treo trước mA11,mA12 kg 60 3 Khối lượng không được treo sau mA21,mA22 kg 90
4 Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu
trước l1 m 1,1853
5 Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu
sau l2 m 1,5044
6 Độ cứng của hệ thống treo trước C11, C12 N m/
34900
7 Độ cứng của hệ thống treo sau C21, C21 N m/ 32600 8 Độ cứng hướng kính lốp trước CL11, CL12 N m/ 350000 9 Độ cứng hướng kính lốp sau CL21, CL22 N m/ 350000 10 Hệ số cản giảm chấn trước K11, K12 Ns m/ 4360 11 Hệ số cản giảm chấn sau K21, K22 Ns m/ 3870 12 Mật độ không khí 3 / kg m 1,24 13 Hệ số khí động c 0,35 14 Diện tích cản chính diện A 2 m 0,92 15 Hệ số cản lăn f 0,02 16 Bán kính tự do lốp r m 0.31075 Mô hình Simulink
Chương trình m.file
function F=ts
global m Jz a1 a2 xdo delo Ca1 Ca2 tanso Cpsi Cbeta
Cdel Dpsi Dbeta Ddel
m=1000; Jz=1650; a1=1; a2=1.5;
xdo=[20 30]; delo=6*pi/180;
%delo=[2*pi/180 6*pi/180 11.2*pi/180];
Ca1=60000; Ca2=60000; tanso=pi; Cpsi=1500; Cbeta=-120000; Cdel=60000; Dpsi=-9750; Dbeta=30000; Ddel=60000; 3.6 Phương án khảo sát (i) Phương án 1
Trường hợp khi vận tốc v=20m/s, lái xung 0,5s với các góc lái [20
60 110]. Đồ thị góc lái như hình 3.6.1. Góc lái 20 Góc lái 60 Góc lái 110 Hình 3.6.1 Hàm góc quay bánh xe
Hình 3.6.2 Vận tốc ngang
Với hàm xung như hình 3.6.1, ta có đặc tính vận tốc như hình 3.6.2, biên độ từ 0,5 đến 1,5 m/s. Giá trị cực đại tỷ lệ với giá trị góc xung. Đồ thị trong hình 3.6.3 là gia tốc góc, dưới tác động của một xung, xe dao động góc một chu kỳ. Vận tốc góc có dạng xung một phía như hình 3.6.4. Theo điều kiện quay vòng, nếu quay vòng trái mà 0&0 thì xe có trạng thái quay vòng thiếu; ngược lại nếu0&0 thì xuất hiện trạng thái quay vòng thừa. Khi quay vòng phải, nếu
0& 0
thì trạng thái quay vòng thừa xuất hiện; nếu ngược lại 0& 0 thì xe quay vòng thiếu. Nhìn vào đồ thị trong hình 3.6.3 và 3.6.4 ta thấy xe bị lái xung xuất hiện quay vòng thiếu và chuyển sang quay vòng thừa. Tùy thuộc mức độ xung mà xe có thể quay vòng thiếu mạnh, mất lái; hoặc quay vòng thừa mạnh, mất ổn định. Trong trường hợp khảo sát trên, chúng ta chỉ nhận biết được xu thế là chưa kết luận được khả măng mất lái hay mất ổn định. Điều này chỉ có thể xét trong mô hình phi tuyến khi xác định lực tương tác bánh xe. Trong hình 3.6.5, góc quay thân xe là khá ổn định, xe có khả năng chuyển động trong vùng an toàn.
Hình 3.6.3 Gia tốc góc quay thân xe
Hình 3.6.5 Góc quay thân xe
Hình 3.6.6 là đồ thị góc hướng (góc bơi), đổi pha một lần với biên độ không đối xứng; điều này cũng phù hợp với nhận xét trên: xe chuyển từ quay vòng thiếu sang quay vòng thừa. Đồ thị gia tốc ngang trong hình 3.6.7 xuất hiện một chu kỳ gần đối xứng, gia tốc xung là khá lớn nhưng ổn định nhanh sau đó.
Hình 3.6.6 Góc bơi
(ii) Phương án 2
Trường hợp khi vận tốc v=[20 30] m/s, lái xung 0,5s với các góc lái 60
. Trong trường hợp này ta khảo sát ảnh hưởng của vận tốc khi đánh lái xung.
Vận tốc 20 (m/s) Vận tốc 30 (m/s)
Hình 3.6.7 Hàm góc quay bánh xe
Hình 3.6.8 Vận tốc ngang
Nhìn vào đồ thị trong hình 3.6.8, vận tốc ngang chịu ảnh ảnh hưởng lớn bới vận tốc xe: tỷ lệ vận tốc ngang là 0,8/2,6 m/s khi v (20/30 m/s). Về vận tốc và gia tốc
góc như trong hình 3.6.9 và 3.6.10 lại ít thấy sự khác biệt. Đồ thị góc quay thân xe trong hình 3.6.11 có quy luật của quay vòng ổn định.
Hình 3.6.9 Gia tốc góc quay thân xe
Hình 3.6.11 Góc quay thân xe
Hình 3.6.12 Góc bơi
Đồ thị trong hình 3.6.12 là đặc tính góc hướng (bơi), vận tốc lớn (30 m/s) có góc bơi lớn gấp 2 so với vận tốc 20 m/s. Những gia trị này cũng nằm trong vùng
tuyến tính, phản ánh đúng xu hướng quay vòng thiếu mạnh. Như đã nói, đây chỉ là xu hướng, vì các lực tương tác bánh xe không đề cập vấn đề trượt của bánh xe. Đồ thị gia tốc ngang trong hình 3.6.13 có giá xung lớn nhưng ổn định nhanh về vùng tuyến tính.
KẾT LUẬN
Ngày nay khi mà ô tô đã trở thành phương tiện đi lại ngày càng phổ biến, tốc độ ô tô ngày càng tăng cao thì yêu cầu về an toàn chuyển động ngày càng cao. Khi ô tô chuyển động nó sẽ chịu rất nhiều tác động từ phía người lái như phanh, quay vô lăng, hay ga… Ngoài những tác động của người lái thì các yếu khách quan từ ngoại cảnh…rồi các yếu tố bất ngờ tất cả sẽ ảnh hưởng rất lớn đến an toàn khi xe lưu thông.
Trong khuôn khổ của đề tài, tác giả đã giải quyết các vấn đề sau:
(i) Nghiên cứu tổng quan về động lực học ô tô, đưa ra các mô hình không gian, một dãy phi tuyến và tuyến tính động lực học ô tô. Đóng góp cơ bản của luận văn là Dựa vào phương pháp phân tích cấu trúc Hệ nhiều vật MBS, phân tích cấu trúc động lực học ô tô để đưa ra sơ đồ logic mô hình động lực học (hình 2.1), nó có thể là cơ sở cho thành lâp mô hình động lực học ô tô.
(ii) Khảo sát động lực học ô tô bằng mô hình động lực học một dãy tuyến tính: các kết quả đưa ra phù hợp với các công bố trước đó; với biến đầu vào là xung ngắn, xe vẫn thế hiện xu thế ổn định. Tuy nhiên, đây là mô hình tuyến tính, các lực tương tác bánh xe xét trong vùng không trượt nén các kết quả trên chỉ là định hướng mà thôi. Cần xét các yếu tố đó trong khuôn khổ mô hình phi tuyến.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Rolf Isermann (2006): Fahrdynamik-Regelung, nxb Vieweg ATZ/MTZ- Fachbuch, http://www.vieweg.de
[2] Raesh Rajamani (2006): Vehicle Dynamics and Control, nxb Springer USA [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] Ryszard Andrzejewski (2005): Nonlinear Dynamics of a Wheeled Vehicle, nxb Springer USA, http://www.springeronline.de
[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] Raesh Rajamani (2006): Vehicle Dynamics and Control, nxb Springer USA [10] Mannfred B (1993): Fahrwerktechnik: Radschlupf-Regelsysteme, nxb Vogel
[12] Ammon, D (1997): Modellbildung und Systementwicklung in der Fahrzeugtechink, BG Teubner
[13] Nguyễn Quí Toàn (2008): Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ thống treo đến khả năng ổn định của ô tô, Luận văn Thạc sỹ, ĐHBK Hà Nội
[14] Đỗ Quốc Hoàn (2008): Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ thống treo đến khả năng truyền lực của xe con bằng mô hình và thực nghiệm, Luận văn Thạc sỹ, ĐHBK Hà Nội
[15] Nguyễn Trọng Du (2008): Nghiên cứu dao động của hệ thống treo ô tô có điều khiển, Luận văn Thạc sỹ, ĐHBK Hà Nội
[16] Nguyễn Khăc Trai (1997): Tính điều khiển và quỹ đạo chuyển động của ô tô, nxb Giao thông, Hà Nội