Việc xây dựng mô hình động lực học xe giúp ta phân tích, xác định các lực tác dụng vào xe, thông qua đó tính toán đƣợc quỹ đạo chuyển động của xe.
Việc lựa chọn mô hình nghiên cứu quá trình phanh có ảnh hƣởng quyết định đến độ chính xác của kết quả phân tích. Để tính toán động học quá trình phanh có thể sử dụng mô hình ¼ xe trong mặt cắt dọc. Ƣu điểm của mô hình là đơn giản và đáp ứng đƣợc yêu cầu của luận văn đặt ra. Trong quá trình mô phỏng ta đặt một số giả thuyếtsau:
-Khối lƣợng ¼ xe M biến đổi trong quá trình phanh, lƣợng biến đổi phụ thuộc vào mức biến đổi của giảm tốc phanh.
-Trong quá trình phanh ô tô, hệ số bám giữa bánh xe và mặt đƣờng luôn biến đổi phụ thuộc vào tốc độ chuyển động và độ trƣợt của bánh xe với bề mặt đƣờng
Xây dựng mô hình động lực phanh ABS trong trƣờng hợp xe chạy trên đƣờng thẳng
30
Hình 3.1. Mô hình động lực học ¼ xe
Các thành phần lực trong mô hình.
- Phản lực từ mặt đƣờng tác dụng lên bánh xe bao gồm lực dọc Fx và lực ngang Fy (N)
- Mô men phanh do cơ cấu sinh ra Mp (Nm) - Lực quán tính của xe Fqt (N)
- Trọng lƣợng xe G (N)
- Bán kính làm việc của xe Rb (m)
Các phƣơng trình vi phân mô tả động lực học quá trình phanh khi xe chuyển động thẳng.
Xét cân bằng lực theo phƣơng dọc ta có phƣơng trình:
Fqt = FX + Pω
Trong đó :
Pω là lực cản không khí (N) với Pω = K.F.v2 (3.2) K là hệ số cản không khí, đối với xe tải chọn K = 0,36 (Ns2/m4) F là diện tích cản chính diện của ô tô (m2) v là tốc độ tƣơng đối giữa ô tô và không khí (m/s)
Xét phƣơng trình cân bằng mô men tại tâm bánh xe ta có phƣơng trình sau:
MP FX Rb I
download by : skknchat@gmail.com Vậy phƣơng trình vi phân chuyển động quay của bánh xe :
M
p F
x R
b
I
Phƣơng trình liên hệ giữa vân tốc V và vận tốc góc
là hệ số trƣợt tƣơng đối giữa bánh xe và mặt đƣờng. v là vận tốc chuyển động tịnh tiến của xe (m/s) Rb là bán kính bánh xe (m) Ta có công thức tính lực dọc bánh xe nhƣ sau: FX (3.3) (3.4)
Ta thấy rằng lực dọc phụ thuộc vào mô men phanh, để xác định mô men phanh rất khó do mô men phụ thuộc vào áp suất thay đổi tại bầu phanh nên việc tính toán các thông số về lực dọc phải tiến hành nhiều thực nghiệm khác nhau. Để đơn giản hơn, tiết kiệm chi phí, đã có nhiều công trình nghiên cứu đƣa ra cách tính lực dọc đơn giản trong đó có cách tính thông qua mô hình lốp. Với rất nhiều mô hình lốp thì mô hình lốpDugoff tỏ ra có một số ƣu điểm so với các mô hình lốp khác. Mô hình lốp Dugoff (Dugoff, 1969) là một mô hình đƣợc phát triển nhằm thay thế
cho mô hình lốp đàn hồi của Fiala (1954) và các mô hình lốp của Pacejka và Sharp (1991). Không giống các mô hình lốp còn lại, mô hình lốp Dugoff cho phép tính toán cả lực bám ngang và lực bám dọc một cách đơn giản. Mặc dù đơn giản, nhƣng so với mô hình lốp Pacejka, mô hình lốp cho phép tính lốp xe có độ
cứng dọc và độ cứng ngang khác nhau và dễ dàng điều chỉnh hơn.
Các công thức tính lực bám dọc F
đƣợc tính nhƣ sau:
download by : skknchat@gmail.com F C1 f z x 1 F Cs tg f z y 1 Trong đó: C1 là độ cứng dọc của lốp (KN/m) C s là độ cứng bên của lốp (KN/m) là góc lệch bên của lốp. f z z 1 As là độ giảm của hệ số bám. Vs V 2 tg2 (3.10) N vlà phản lực vuông góc từ mặt đƣờng (N)