jz ́ε β t
3.2.2.4. Đánh giá đặc tính tốc độ của xe cụ thể.
Thông số xe (lấy trong tài liệu tham khảo [7]):
m= 1573kg l=2.68m a=1.1m Cat' = 80000 N/rad Cas = 80000 N/rad b=1.58m Il=17 ns +nk =0.1m Ta thay βv¿ =βv
il vào các biểu thức (3.31)(3.35)(3.36) được các hàm truyền theo góc quay vành lái βv .
(́ε βv)t = Cat'Caslv Cat'Casl2 +m(Casb−Cat'a)v2(1 il)=v l+kv2(1 i l) (α βv)t =Casbl−mav2 Casl(l+kv2 )(1 i l)=(́ε βv)t(b v− mav Casl) (́y βv)t =v2 l+kv2(1 il)=(v2 l)1 1+kv2 l (1 il)
Sử dụng các hàm truyền đã tính toán ở trên để viết chương trình trên Matlab ta được các đường đặc tính tốc độ phía dưới. Chương trình được viết trong file dkt.m ở phần phụ lục.
Hình 3 - : Đường Đặc tính tốc độ của (α
βv)t rad/rad Hình 3 - : Đường Đặc tính tốc độ của ( ́ε
Hình 3 - : Đường Đặc tính tốc độ của ( ́y
βv)t [(m/s2)/rad]
Nhận xét đánh giá:
Từ các đồ thị đặc tính tốc độ ở trên ta có giá trị hàm truyền của gia tốc bên, vận tốc quay thân xe, góc lệch hướng chuyển động ở các vị trí vận tốc bất kì của ô tô.
+ Tính toán ta được k = 0.0035 > 0, do vậy xe ở trạng thái quay vòng thiếu (xe đảm bảo khả năng quay vòng thiếu).
+ Tại v = 27.6m/s hàm truyền của vận tốc góc quay thân xe có giá trị lớn nhất bằng 0.3. Với vận tốc này ô tô có độ nhạy cảm lớn đối với góc quay thân xe. Do vậy người lái xe cần điều khiển vận tốc xe tránh vùng vận tốc này khi quay vòng để làm chủ quỹ đạo chuyển động.
+ Tại v = 0 giá trị hàm truyền góc lệch là 0.034 khi vận tốc tăng tới 14m/s thì giá trị hàm truyền bằng 0. Vận tốc tiếp tục tăng thì giá trị hàm truyền sẽ tiến tới -0.135. Giá trị góc lệch âm có nghĩa là nếu góc quay bánh xe theo chiều dương thì góc lệch sẽ quay theo chiều ngược lại. Khi quay vòng góc lệch
không được phép quá lớn vì nó sẽ làm mất tính điều khiển của ô tô.
+ Giá trị hàm truyền gia tốc bên tăng theo vận tốc có xu hướng tiệm cận với giá trị lớn nhất 16.8. Khi gia tốc bên tăng làm cho lực bên tăng nếu tăng tới giới hạn nào đó ô tô sẽ bị trượt bên làm mất tính ổn định của ô tô. Do vậy khi quay vòng vận tốc ô tô phải nhỏ hơn một giá trị giới hạn để tránh trượt bên.
Điều kiện để ô tô không trượt bên là:
Flt < Fms (*)
Trong đó:
Fl t = m. ́y = m. (́y βv)t
. βv ( lực ly tâm do gia tốc bên gây ra)
Fm s= f.m.g (lực ma sát giữa lốp xe và nền đường)
f: Là hệ số ma sát trượt giữa lốp xe và nền đường (giả sử trong điều kiện
tốt, xe chạy trên nền đường bê tông, khi đó f = 1.7 ).
g: Gia tốc trọng trường (g = 9.8 (m/s2)) βv: Góc quay vành tay lái ( lấy βv = π )
m: khối lượng xe ô tô.
Thay hai biểu thức của Flt và Fms vào (*) ta được:
¿∗¿
(́y
βv)t
<f.g
βv¿
Thay các giá trị của f, g, βv vào (**) ta tìm ra:
(́y
βv)t
Dựa vào đường đặc tính tốc độ (3-10) khi (́y βv)t
<5.3→ v <18.8(m/s)
Như vậy để ô tô không trượt bên, đảm bảo an toàn khi quay vòng với góc quay vành lái (βv = π ) thì người lái xe cần điều khiển vận tốc ô tô nhỏ hơn 18.8m/s (tức 67.7 km/h ).