4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.2.1. Sự thay đổi khối lượng khí bên trong các túi khí
Theo nguyên lý điều khiển của hệ thống treo khí, muốn đưa thể tích túi khí về trạng thái ban đầu thì hệ thống treo cần điều khiển tăng hoặc giảm lượng khí trong các túi khí theo sự thay đổi tải trọng tác dụng lên các túi khí, việc này nhằm thay đổi thể tích V của túi khí (thay đổi độ cứng) ở trạng thái áp suất p khi chịu tải trọng thay đổi. Việc thay đổi lượng khí bên trong các túi khí sẽ không ảnh hưởng nhiều đến áp suất p của các túi khí, nên ta có thể coi áp suất gần như không đổi, nhưng nó sẽ làm thay đổi thể tích cũng như chiều cao của các túi khí.
Hình 4.1. Sự thay đổi khối lượng khí khi tải trọng thay đổi
Để xác định lượng khí cần thiết trong các túi khí ta có phương trình trạng thái của khí lý tưởng thể hiện quan hệ giữa áp suất, thể tích và khối lượng khí (𝑝1– m) bên trong các túi khí như sau:
𝑝. 𝑉 =𝑚 𝜇. 𝑅. 𝑇 (4.14) Trong đó: p : là áp suất khí (atm). 𝑉 : là thể tích túi khí, đơn vị là lít (l). R : là hằng số của chất khí lý tưởng (R = 0.082).
T : là nhiệt độ tuyệt đối (T = 273+27) (K).
𝑚: là khối lượng khí bên trong túi khí (kg).
41 𝑧
Từ công thức tổng quát trên ta xác định được lưu lượng khí cần thiết trong các túi khí ở cầu trước, cầu sau ứng với áp suất tức thời 𝑝𝑖 như sau:
{𝑚12=
µ.𝑝12.𝑉(0)12 𝑅𝑇
𝑚34 =µ.𝑝34𝑅𝑇.𝑉(0)34 [𝑘𝑔] (4.15) Trong đó:
m12, m34: là khối lượng khí trong các túi khí khi đạt trạng thái cân bằng thùng xe (kg).
V(0)12, V(0)34: là thể tích túi khí ở trạng thái tĩnh ở cầu trước, cầu sau (l).
p12, p34: là áp suất túi khí khi tải trọng tác dụng là 𝐹𝑍𝑠(atm)
Khi đó lượng khí cần thêm hay bớt vào túi khí cầu trước, cầu sau được xác định bằng công thức:
Khi đó lượng khí cần thêm hay bớt vào túi khí cầu trước, cầu sau được xác định bằng công thức:
{∆𝑚∆𝑚12 = 𝑚12− 𝑚(0)12
34 = 𝑚34−𝑚(0)34 [kg] (4.16) Trong đó :
𝑚(0)12: khối lượng khí trong túi khí cầu trước ở trạng thái tĩnh (kg).
𝑚(0)34: khối lượng khí trong túi khí cầu sau ở trạng thái tĩnh (kg).
∆𝑚12: sự thay đổi khối lượng khí trong túi khí cầu trước (kg).
∆𝑚34: sự thay đổi khối lượng khí trong túi khí cầu sau (kg).
Khối lượng khí được lấy ra hay thêm vào ở các túi khí cầu trước, cầu sau sẽ được thực hiện thông qua các van khí, thời gian đóng mở các van khí này sẽ phụ thuộc vào khối lượng khí đi qua nó và tỷ lệ khối lượng khí cho phép qua van theo thời gian.
Nếu:
∆𝑚𝑖 > 0 : Tăng lượng khí vào buồng đàn hồi
∆𝑚𝑖 < 0 : Giảm lượng khí vào buồng đàn hồi