24
2.4.4. Nguyên lý mơ phỏng lực cản đường và moment qn tính
Để mơ phỏng lực cản đường và moment quán tính, bộ điều khiển sẽ điều khiển lực cản tạo ra bởi bộ tạo tải sao cho lực kéo, tốc độ, gia tốc của xe tương tự như xe chạy trên đường thực.
Trên bộ tạo tải: Fxe – Fcản dyno = mdyno.a
Tương ứng trên đường thực: Fxe – Fcản đường = mxe.a
Với: Fcản đường = F0 + F1.V + F2.V2 (xem phần 2.4.6 – Nguyên lý đo lực cản đường
trên đường thực).
Để mô phỏng đúng tốc độ, gia tốc, lực kéo của xe khi chạy trên đường, bộ điều khiển sẽ điều khiển bộ tạo tải tạo ra lực cản theo phương trình:
Fcản dyno = F0 + F1.V + F2.V2 + (mxe – mdyno).a
Fcản dyno = F0 + F1.V + F2.V2 + melectrical.a
Với: melectrical - Khối lượng quán tính cần bù để đạt được tốc độ và gia tốc như chạy trên đường thực.
2.4.5. Nguyên lý xác định tổn hao
Tổn hao của băng thử bao gồm: tổn hao ổ bi rotor, ma sát giữa bề mặt rotor, bề mặt rulo với khơng khí, tổn hao ở các khớp nối, tổn hao của hệ thống truyền động khi băng thử vận hành. Trong quá trình tốn thiết kế, các hệ số tổn hao η được chọn là các giá trị trung bình ứng với từng chi tiết cơ khí và chỉ có ý nghĩa trong q trình thiết kế. Giá trị tổn hao tổng cộng thực tế của băng thử sẽ được tìm ra sau khi băng thử đã chế tạo và lắp ráp hoàn chỉnh.
Phương pháp xác định tổn hao của băng thử từ thực nghiệm:
Tổn hao của băng thử được xác định bằng một hàm bậc 3 theo tốc độ: Fth = FL0 + FL1V + FL2V2 + FL3V3
Trong đó:
Fth: lực tổn hao trên băng thử V: vận tốc thử nghiệm
FL0: Thành phần tổn hao không phụ thuộc tốc độ (N)
FL1: Hệ số tổn hao phụ thuộc bậc nhất theo tốc độ (N/(km/h)) FL2: Hệ số tổn hao phụ thuộc bậc hai theo tốc độ (N/(km/h)2) FL3: Hệ số tổn hao phụ thuộc bậc ba theo tốc độ (N/(km/h)3)
Truớc khi tiến hành xác định các hệ số tổn hao, nên tiến hành làm nóng băng thử để tổn hao ma sát của ổ bi rotor trong bộ tạo tải ổn định.
Tiến hành đo tổn hao bằng cách điều khiển bộ tạo tải tăng tốc đến từng giá trị tốc độ 5,15, 20, 25…80 km/h. Sau đó bộ tạo tải được giảm tốc đến khi dừng hẳn. Ở từng giá trị tốc độ không đổi, lực kéo mà bộ tạo tải cần duy trì tốc độ sẽ được đo bằng Loadcell, đây chính là tổn hao của bộ tạo tải ở tốc độ tương ứng. Sau quá trình này, ta
25 sẽ được một bộ số (Lực tổn hao – Tốc độ). Từ bộ số này chương trình điều khiển sẽ tìm ra các hệ số tổn hao bằng phương pháp bình phương nhỏ nhất.
Tổn hao ở những giá trị tốc độ trung gian sẽ được tính theo phương trình tổn hao với những hệ số vừa tìm được.
Với các hệ số tổn hao đã tìm được, chương trình điều khiển sẽ tính tổn hao tại tốc độ hiện tại của xe, từ đó tính ra lực cản của bộ tạo tải hay lực kéo của xe.
2.4.6. Nguyên lý xác định đường lực cản đường theo thực nghiệm
Lực cản trên đường gồm có lực cản lăn, lực cản gió, lực cản qn tính, lực cản dốc. Phương trình lực cản có dạng Fcản đường = F0 + F1V + F2V2 là một hàm bậc 2 theo tốc độ. Trong q trình tính tốn thiết kế bộ tạo tải ta đã sử dụng các hệ số lực cản theo lý thuyết và vẽ được gần đúng đường lực cản theo lý thuyết (tức là xác định được bộ số F0, F1,F2 theo lý thuyết). Tuy nhiên, chế độ mô phỏng lực cản đường và moment quán tính của băng thử cần bộ số F0, F1, F2 theo thực nghiệm. Bộ 3 hệ số này được đo bằng phương pháp cho xe chạy trên đường thực.
Phương pháp xác định 3 hệ số F0, F1,F2 trên đường thực (còn gọi là phương pháp Coastdown):
Xác định khối lượng xe thật chính xác. Dùng một đoạn đường thẳng, độ dốc bằng 0, vận tốc gió bằng 0.
Cho xe chạy và tăng dần vận tốc đến khoảng 100 ÷ 120 km/h, sau đó cho xe ngắt côn, cho về số 0 để hệ thống truyền lực khơng ảnh hưởng tới q trình giảm tốc của xe. Khi đó: Fxe = 0 (lực kéo bằng 0), xe được thả trơi theo qn tính. Xe chạy chậm dần với gia tốc a và trong q trình đó xe chỉ chịu lực cản đường: - Fcản đường = mxe.a.
Trên xe có một thiết bị đặc biệt có khả năng xác định vận tốc xe theo từng thời điểm nhất định. Sau khi xe được thả trơi đến khi dừng hẳn, ta sẽ có 1 bộ số liệu (vận tốc theo thời gian) và xây dựng được đồ thị vận tốc theo thời gian f = v(t) như hình 2.18.