ðể tiện cho việc khảo sỏt mụ hỡnh mụ phỏng ủộng lực học xe ụ tụ hai cầu chủ ủộng trong Simulink – Simdriveline, mụ hỡnh khảo sỏt ủược chia nhỏ ra làm cỏc khối: Khối ủiều khiển, khối ủộng cơ, khối ly hợp, khối hộp số, khối hộp số phụ,
khối truyền lực cuối cựng – bỏnh xe – thõn xe và khối hiển thị.
Hỡnh 3.16. Mụ hỡnh khảo sỏt tổng hợp
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 69 3.3. KẾT QUẢ KHẢO SÁT Mễ HèNH 3.3.1. Kết quả khảo sỏt mụ hỡnh quỏ trỡnh khởi hành bằng Simulink- Simdriveline a.Thụng sốủầu vào của mụ hỡnh -Khối lượng của ụtụ: G=2350Kg; - Mụ men quỏn tớnh bỏnh xe: J=5 Kg.m2; - Tỷ số truyền i1=3.78, i2=2.60, i3=1.55, i4=1.00
- Mụ men quỏn tớnh quy ủổi của cỏc phần tử chuyển ủộng quay J = 1.5x10-3 Kg.m2 ( theo cụng thức tớnh ở phụ lục 1) - Hệ số cản khụng khớ: 0.2 NS2/m4 - Mức ga cực ủại b.Thụng số khảo sỏt - Vận tốc gúc của trục cơ và và vận tốc gúc trờn trục bịủộng của trục bịủộng của hộp số ðể thấy rừ tỏc dụng của tớnh chất mặt ủường ủến tớnh năng ủộng lực học của ụ tụ khi khởi hành tỏc giả tiến hành khảo sỏt mụ hỡnh tổng quỏt với cỏc thụng số của xe UAZ-31512 trong bảng 1.1 c. Cỏc phương ỏn khảo sỏt: Quỏ trỡnh khởi hành ụtụ trờn mỗi loại ủịa hỡnh là một quỏ trỡnh diễn ra hết sức phức tạp, trong ủú mỗi ủại lượng biến ủổi khụng ngừng và phụ thuộc lẫn nhau. Vỡ vậy, việc ủưa ra một phương ỏn ủể xột ủến tất cả cỏc yếu tố ảnh hưởng tới quỏ trỡnh khởi hành gặp rất nhiều khú khản. Mặt khỏc khởi hành ụtụ là một hệ thống hoàn chỉnh bao gồm ba yếu tố: Con người – thiết bị – mụi trường, mà yếu tố 1 và 3 khụng ngừng biến ủổi. ðể nghiờn cứu quỏ trỡnh khởi hành người ta cú thể chia ra làm nhiều phương ỏn, giải từng trường hợp cụ thể, cho từng loại ủường cụ thể. Khụng ngoài mục ủớch nhằm ủơn giản phương ỏn khảo sỏt và vẫn giữ ủược tớnh tổng quỏt của nú. Trước khi trỡnh bày cỏc phương ỏn khảo sỏt ủề nghị chấp nhận một số
giả thiết ủó nờu:
- ðường truyền lực từ bộ ly hợp ủến trục bỏnh xe là tuyệt ủối cứng, do tớnh chất
ủàn hồi của cỏc trục truyền và cỏc phần tử nhỏ hơn rất nhiều so với sự biến dạng
ủàn hồi của bỏnh xe.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 70
- Quỏ trỡnh gài ly hợp ủược thực hiện ờm dịu và ủều ủặn.
- Chỉ chỳ ý ủến chuyển ủộng quay trong hệ thống truyền lực và chuyển ủộng trong mặt dọc của ụ tụ. - ễ tụ khởi hành trờn ủường thẳng, mức ga thay ủổi từ 40% ủến 100%, tải trọng khụng thay ủổi. - Vận tốc gúc của trục bị ủộng ly hợp luụn nhỏ hơn học bằng vận tốc gúc phần chủủộng ly hợp. Bảng 3.1 Cỏc phương ỏn khảo sỏt quỏ trỡnh khởi hành Phương ỏn khảo sỏt 1.1(PAKS 1.1) ðiều kiện khảo sỏt: - Hệ số bỏm φ = 0.6 -Tải trọng khụng ủổi - Mức ga thay ủổi từ 40% ủến 100% Kết quả chạy mụ hỡnh mụ phỏng: - Thời gian khởi hành t = 2s ðồ thị khởi hành:
Hỡnh 3.18. ðồ thị khởi hành của xe UAZ 31512 trờn ủường nhựa (PA1.1)
PAKS ðiều kiện mặt ủường thớ nghiệm
PAKS 1.2 Trờn ủường nhựa
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 71
ðường tớm là ủường biểu diễn vận tốc gúc của trục khuỷu ủộng cơωủc (v/ph)
ðường vàng là ủường biểu diễn vận tốc gúc của trục sơ cấp của hộp sốωhs (v/ph)
Nhận xột:
- Kết quả khảo sỏt trờn hỡnh 3.18 cho thấy, tại thời ủiểm bắt ủầu ủúng ly hợp tức là tại thời ủiểm t = 0 ủến thời ủiểm t = 0.3 s vận tốc gúc của trục khuỷu ủộng cơ tăng từ 1400 (v/ph) hay 146.5 (rad/s) ủến 1500 (v/ph) hay 157 (rad/s) thỡ ụ tụ bắt ủầu chuyển ủộng. Sau thời ủiểm t = 0.3s vận tốc gúc của trục khuỷu ủộng cơ giảm xuống 750 (v/ph) hay 78.5 (rad/s) và vận tốc gúc của trục sơ cấp của hộp số tăng
ủến 750 (v/ph) hay 78.5(rad/s) tại thời ủiểm t = 2s thỡ kết thỳc quỏ trỡnh trượt của ly hợp Phương ỏn khảo sỏt 1.2(PAKS 1.2) ðiều kiện khảo sỏt: - Hệ số bỏm φ = 0.4, -Tải trọng khụng ủổi , - Mức ga thay ủổi từ 40% ủến 100% Kết quả chạy mụ hỡnh mụ phỏng: - Thời gian khởi hành t = 2.5s ðồ thị khởi hành: Hỡnh 3.19. ðồ thị khởi hành của xe UAZ 31512 trờn ủường cỏt sỏi
- ðường tớm là ủường biểu diễn vận tốc gúc của trục khuỷu ủộng cơ ωủc (v/ph) - ðường vàng là ủường biểu diễn vận tốc gúc của trục sơ cấp của hộp số ωhs (v/ph)
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 72
Nhận xột:
- Kết quả khảo sỏt trờn hỡnh 3.19cho thấy, tại thời ủiểm bắt ủầu ủúng ly hợp tức là tại thời ủiểm t = 0 ủến thời ủiểm t = 0.4 s vận tốc gúc của trục khuỷu ủộng cơ tăng từ 2050 (v/ph) hay 218 (rad/s) ủến 2100 (v/ph) hay 220(rad/s) thỡ ụ tụ bắt ủầu chuyển ủộng. Sau thời ủiểm t = 0.4s vận tốc gúc của trục khuỷu ủộng cơ giảm xuống 800 (v/ph) hay 83.73 (rad/s) và vận tốc gúc của trục sơ cấp của hộp số tăng
ủến 800 (v/ph) hay 83.73 (rad/s) tại thời ủiểm t = 2.5s thỡ kết thỳc quỏ trỡnh trượt của ly hợp 3.3.2. Kết quả khảo sỏt mụ hỡnh quỏ trỡnh tăng tốc bằng Matlab a.Thụng sốủầu vào của mụ hỡnh - N0 =800 neH = 4400 nemax =5400 Nemax =55.9000 -Khối lượng của ụtụ: G=2350Kg; - Tỷ số truyền i1=3.78, i2=2.60, i3=1.55, i4=1.00 b.Thụng số khảo sỏt - Thời gian tăng tốc ở cỏc số truyền ðể thấy rừ tỏc dụng của tớnh chất mặt ủường ủến tớnh năng ủộng lực học của ụ tụ khi khởi hành tỏc giả tiến hành khảo sỏt mụ hỡnh tổng quỏt với cỏc thụng số của xe UAZ-31512 trong bảng 1.1 c. Cỏc phương ỏn khảo sỏt: Bảng 3.2. Cỏc phương ỏn khảo sỏt quỏ trỡnh tăng tốc
PAKS ðiều kiện mặt ủường thớ nghiệm
PAKS 1.1 Trờn ủường nhựa với xe UAZ 31512
(mới) và xe UAZ 31512 (cũ)
PAKS 1.2 Trờn ủường nhựa
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 73 Phương ỏn khảo sỏt 1.1(PAKS 1.1) Chương trỡnh: Phụ lục 2 Kết quả chạy chương trỡnh: Xe UAZ 31512 mới Xe UAZ 31512 cũ Cuối số (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
truyền Vận tốc (m/s) Thời gian (s) Vận tốc (m/s) Thời gian (s)
i1=3.78 6 4 5.5 5.5
i2=2.6 14 5 13.5 6.5
i3=1.55 27 10 26.5 12
i4=1.00 49 25 47 26
ðồ thị thời gian tăng tốc tăng tốc:
Hỡnh 3.20. ðồ thị thời gian tăng tốc của xe UAZ 31512 (PA1.1)
Nhận xột:
- Kết quả khảo sỏt trờn hỡnh 3.20 cho thấy thời gian tăng tốc ở mỗi số truyền phụ
thuộc vào rất nhiều yếu tố ủặc biệt là phụ thuộc vào trỡnh ủộ của người lỏi ụ tụ, kết cấu của hộp số và chủng loại của ủộng cơủặt trờn ụ tụ.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 74 Phương ỏn khảo sỏt 1.2(PAKS 1.2) Chương trỡnh: Phụ lục 3 Kết quả chạy chương trỡnh: Xe UAZ 31512 Cuối số truyền Vận tốc (km/h) Thời gian (s) i1=3.78 10 7 i2=2.60 22 8 i3=1.55 42 17 i4=1.00 61 33 ðồ thị thời gian tăng tốc tăng tốc:
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 75 Phương ỏn khảo sỏt 1.3(PAKS 1.3) Chương trỡnh: Phụ lục3 Kết quả chạy chương trỡnh: Xe UAZ 31512 Cuối số truyền Vận tốc (km/h) Thời gian (s) i1=3.78 8 6 i2=2.6 19 9 i3=1.55 36 14 i4=1.00 44 13 ðồ thị thời gian tăng tốc tăng tốc:
Hỡnh 3.22. ðồ thị thời gian tăng tốc của xe UAZ 31512 trờn ủường cỏt sỏi (PA1.3)
Nhận xột:
- Kết quả khảo sỏt trờn hỡnh 3.21 và 3.22 cho thấy
+ Thời gian tăng tốc ở mỗi số truyền khi xe chuyển ủộng trờn ủường nhựa thỡ thấp hơn so với thời gian tăng tốc ở mỗi số truyền khi xe chuyển ủộng trờn ủường cỏt súi. + Vận tốc ủạt ủược ở cuối số truyền 4 của xe khi chuyển ủộng trờn ủường nhựa cao hơn so với vận tốc ủạt ủược ở cuối số truyền 4 của xe khi chuyển ủộng trờn ủường cỏt sỏi
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 76 Hỡnh 4.1. Sơủồ kớch φ42 φ50 90 158 67 15 0 27 10 0 52 0 60 M6
Chương 4. NGHIấN CỨU THỰC NGHIỆM 4.1. MỤC ðÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
4.1.1 Mục ủớch
Thớ nghiệm nhằm ủỏnh giỏ sự ảnh hưởng của tớnh chất mặt ủường ủến tớnh năng ủộng lực học của ụ tụ khi khởi hành
4.1.2 Phương phỏp
1. Thiết bị ủo
Với mục ủớch thớ nghiệm nờu trờn, chỳng tụi ủó sử dụng thiết bị sau:
a. Thiết bị ủo vận tốc [10]
••••Sensor ủo vận tốc thực tế DatronV1:
Sensor vận tốc DatronV1 do CHLB ðức chế tạo ủược thiết kếở dạng sensor vận tốc loại quang học, cú khả năng ủo ủược cỏc thành phần vận tốc dịch chuyển theo hai phương vuụng gúc. Sensor vận tốc V1 ủược kết nối với mỏy tớnh thụng qua bộ chuyển ủổi và phần mềm Davit-Bus. Sai số của thiết bị khụng quỏ ± 0,5%.
* ðặc tớnh: Sensor DatronV1 là sensor ủo vận tốc loại quang học, cú trọng lượng nhẹ, kết cấu chắc chắn.
Tế bào quang ủiện kộp phỏt ra hai tớn hiệu vộc tơ chuyển vị tương ủối, cỏc giỏ trịủú ủược tớnh toỏn nhờ bộ xử lý số liệu ủể tạo thành cỏc yếu tố sau:
- Chuyển vị ngang (tớn hiệu xung). - Chuyển vị dọc (tớn hiệu xung). - Vận tốc ngang (tớn hiệu tương tự). -Vận tốc dọc (tớn hiệu tương tự). - Phương rờ ngang (tớn hiệu số). Trờn cơ sở vận tốc dọc và ngang ta cú: - Gúc lệch hướng (tớn hiệu tương tự). - Tốc ủộ tổng hợp (tớn hiệu tương tự).
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 77 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Một bộ phận quan trọng nữa ủú là bộ gom xử lý DATRON DAVIT - BUS ,
ủược kết nối với mỏy vi tớnh. Trong ủú cú phần mềm hiệu chuẩn và Setup sensor cú cỏc khả năng sau:
- Tựủộng nhận biết sensor. - Lựa chọn tựy ý cỏc tớn hiệu ủo.
- Giao diện trực tiếp với bề mặt chắn tia tế bào quang ủiện khi hiệu chỉnh khoảng cỏch.
- Hiệu chuẩn cỏc tớn hiệu ra dạng số và tương tự. - Tựủộng kiểm tra cỏc chức năng của sensor. - Hiển thị trực tiếp cỏc giỏ trịủo bằng ủồ thị. * Nguyờn lý làm việc:
Sensor DatronV1ỏp dụng nguyờn lý về sự tương quan quang học. Khi cú nguồn ủiện cung cấp cho Sensor DatronV1 thỡ ủốn phỏt sẽ phỏt sỏng và chiếu xuống mặt ủất, ỏnh sỏng phản xạ từ mặt ủất chiếu lờn ủốn thu phớa sau. Khi ủú hỡnh ảnh của mặt ủường ủược chiếu xuyờn qua thấu kớnh lờn trờn lưới của mảng ủiốt ủược sắp xếp theo những khoảng bằng nhau. Cho nờn cỏc dũng ủiện quang của cỏc mảng
ủiụt cú tần số xỏc ủịnh tỷ lệ với vận tốc tương ủối của mảng ủiụt so với mặt ủường. Khi ủú tớn hiệu ủược ủưa vào xử lý, khoảng cỏch dịch chuyển ủược tớnh toỏn theo phương và ủộ lớn.
Khuếch ủại/ Bộ
Hệ thống xử lý Tớn hiệu
Hỡnh 4.2. Sơủồ nguyờn lý hoạt dộng của Sensor V1
1- Gương phản chiếu(mảng 1), 2- Mặt hội tụ, 3- thấu kớnh, 4- Mặt
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 78
ðể xỏc ủịnh vận tốc theo hai phương người ta thiết kế 2 mảng diụt ủể ghi lại khoảng cỏch dịch chuyển theo 2 phương ủú. Tớn hiệu ủầu ra, ủược phỏt ra bởi mỗi tớn hiệu chuyển vị thành phần, cỏc chuyển vị thành phần tương ủương với mỗi xung số của tớn hiệu ủầu ra. Việc bự cỏc tớn hiệu trong bộ xử lý ủược xỏc ủịnh theo chuyển ủộng dọc và ngang.
Trong ủú x là phương dọc, y là phương ngang và 1, 2 tương ứng là chuyển vị
thành phần.
Trờn hỡnh 4.4 là sơủồ kết nối của sensor DatronV1.
Hỡnh 4.3. Sơủồ biểu diễn cỏc chuyển vị thành phần
Hỡnh 4.4. Sơủồ kết nối cỏc thiết bịủo
1- Bộ chuyển ủổi AD, 2- Cỏp truyền tớn hiệu, 3- Mỏy vi tớnh, 4- Bộ xử lý tớn hiệu từ Sensor V1, 5- Sensor V1, 6- Nguồn cấp cho ủốn sỏng, 7- Cỏp giao diện với mỏy tớnh
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 79
C: Tín hiệu từ đầu đo lực kéo
B: Tín hiệu số vòng quay bánh trƯớc bên trái A: Tín hiệu số vòng quay bánh trƯớc bên phải
E: Tín hiệu vận tốc dọc
Máy tính
Sensor V1
TH điều khiển V1 từ máy tính Cáp tín hiệu Cáp tín hiệu bus Davis D Card A/D Bộ gon dữ liệu C B A F Bộ Khuyếch đại F
b. Kết nối cỏc thiết bị thớ nghiệm.
Tất cả cỏc cảm biến ủều ủược cấp ủiện ỏp tiờu chuẩn từ 10-30 VDC từ nguồn ắc qui hoặc từ adaptor, tớn hiệu ra của cỏc cảm biến cú thể là xung TTL hoặc ủiện ỏp ±10 VDC, cỏc tớn hiệu này ủược tập trung về bộ thu thập, sau ủú qua bộ chuyển ủổi A/D (Analog/Digital) và phần mềm DASYLab, chỳng sẽ ủược lưu lại trong ổủĩa mỏy tớnh dưới dạng Data files. Phương thức này rất tiện lợi cho việc lưu giữ, ủọc lại và xử lý dữ
liệu cũng như hiển thị và in kết quả. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
* Sơ ủồ kết nối thiết bị
Hỡnh 4.5. Sơủồ kết nối thiết bị
Cảm biến ủo tần số quay của trục khuỷu ủộng cơ
Trong ủiều kiện khụng gian thực tế trờn ủộng cơ của ụ tụ thớ nghiệm, giải phỏp thớch hợp nhất ủối với việc ủo tự ghi tần số quay của trục ủộng cơ là sử dụng cảm biến quang khụng tiếp xỳc (photo sensor), kết nối với bộ phận xử lý tớn hiệu .
Bộ
gom dữ
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 80
CARD A/D LOC DU LIEU TI LE
DEM XUNG TINH TO AN G IOI HAN DO THI TINH TO AN 1 TINH TO AN 2
HIEN THI SO1
HIEN THI SO
Hỡnh 4.6. Cảm biến ủo tần số quay
Cảm biến quang cú hai photo diod ủược gắn phớa ủầu, trong ủú cú một diod phỏt tia hồng ngoại và một diod thu tia hồng ngoại. Trờn vành puly ủầu trục cơ của
ủộng cơ, ta dỏn một miếng giấy phản quang. Sensor ủược gắn cốủịnh trờn thõn mỏy sao cho trục sensor hướng vuụng gúc với vật phản xạ (miếng giấy dỏn), với khoảng cỏch chừng 10 cm. Khi puly trục cơ quay, cứ mỗi vũng quay cú một lần tia tới phỏt ra từ diod phỏt ủược phản xạ trở lại diod thu và tạo ra trong mạch ủiện một xung
ủiện ỏp, xung ủiện ỏp này ủược chuẩn hoỏ thành xung vuụng TTL cú biờn ủộ là 5V