CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO
1.2. Các chỉ tiêu đánh giá độ dao động
1.2.2. Mơ hình dao động
Ơtơ thuộc hệ cơ học nhiều vật, dao động với dải tần số thấp không vượt quá 50Hz. Việc lập và chọn mơ hình dao động phải theo 3 tiêu chí sau:
- Mục tiêu nghiên cứu
26
- Khả năng tính tốn và phương tiện tính tốn.
Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kĩ thuật khả năng tính tốn hầu như khơng bị hạn chế (có nhiều phần mềm rất mạnh hỗ trợ tính tốn), nên chủ yếu khi chọn và lập mơ hình thường căn cứ vào mục tiêu và đặc điểm kết cấu của đối tượng.
Về mục tiêu nghiên cứu có thể bao hàm các vấn đề sau:
- Nghiên cứu tối ưu hệ treo, kể cả hệ treo tích cực. Đối với mục tiêu này thì mơ hình 1/4 là đủ.
- Nghiên cứu về dao động liên kết, thường dùng mơ hình phẳng; mơ hình phẳng cũng còn dùng để nghiên cứu ảnh hưởng của đường.
- Nghiên cứu sự trượt và lật dưới tác động của ngoại lực như đường mấp mơ, gió bên nên thưịng sử dụng mơ hình 1/2 .
Sau đây là một số mơ hình cơ bản được trình bày trong nhiều tài liệu của các tác giả nổi tiếng.
a) Mơ hình 1/4
Mơ hình 1/4 bao gồm hai khối lượng được treo M1T( thay thế cho khối lượng thân xe) và không được treo m1T(thay thế cho khối lượng bánh xe, cầu xe và các thành phần liên kết). Phần treo và không được treo liên kết với nhau thông qua các phần tử đàn hồi của treo và giảm chấn, có độ cứng là C, hệ số cản giảm chấn K, (hình 1.11)
27
Để có thể chuyển mơ hình vật lý thành mơ hình động lực học hệ dao động ô tơ, cần phải có một số giả thiết nhằm đơn giản cho việc tính tốn nhưng vẫn đảm bảo tính đúng đắn của kết quả. Q trình nghiên cứu trong mơ hình 1/4 chỉ xét dao động của một trong bốn bánh xe, dao động của hệ là nhỏ, tuyến tính, xung quanh vị trí cân bằng tĩnh, bánh xe lăn khơng trượt và ln tiếp xúc với đường...
Mơ hình 1/4 có thể dùng để chọn tối ưu các thông số như độ cứng lốp, khối lượng không được treo m, độ cứng C và hệ số cản giảm chấn K theo các hàm mục tiêu vừa nêu trên.
Trong quá trình nghiên cứu các hệ số C và K có thể được mô tả phi tuyến: n
C f z ; n
K f z
Việc này có ý nghĩa trong bài tốn điều khiển hệ treo. b) Mơ hình 1/2
28
Trên hình 1.12, mơ hình 1/2 được một số tác giả phương tây như Dorling đề cập với mục tiêu nghiên cứu thanh ổn định. Mơ hình 1/2 có hai khối lượng được treo và khơng được treo với các thông số vật lý là (m, J) và (mA, JA), liên kết qua hệ
treo với thông số vật lý là (C, K). Lốp là phần tử đàn hồi theo cả 2 phương Z và Y. Ngoại lực là F1 theo phương ngang và F2 theophương Z.
c) Mơ hình dao động liên kết
Mơ hình động lực học này biểu thị dao động liên kết ơ tơ 2 cầu ở dạng mơ hình phẳng, có nghĩa là ơ tơ được giả thiết đối xứng qua trục dọc của xe và xem độ mấp mô của biên dạng đường ở dưới bánh xe trái và phải là như nhau.Khối lượng treo được qui dẫn về trọng tâm phần treo biểu thị qua giá trị khối lượng M (đại diện cho khối lượng được treo là thân xe) và m1, m2( đại diện cho khối lượng không
được treo là cầu xe) với 4 bậc tự do là Z, , ξ1,ξ2.
Hình 1. 13: Mơ hình phẳng dao động ơ tơ 2 cầu.
Mơ hình này hiệu quả với bài tốn bố trí chung và là mơ hình đơn giản khi nghiên cứu về đường và phân bổ tải khi phanh.
d. Mơ hình khơng gian xe con
Mơ hình khơng gian xe con được Kortum/ Lugner đưa ra trong hình 1.14. Xe con có khối lượng bé, nhưng lại có yếu tố phi tuyến hình học và vật lý lớn nên
2 L2 L1 1 Z K K CL1 C1 K K 2 CL2 q C Z 2 2 2 m 1 m2 T M Jy q 1 Z 1 1
29
không thể bỏ qua khi lập mơ hình. Đặc điểm kết cấu là vỏ chịu lực, treo độc lập có yếu tố phi tuyến hình học cao
Hình 1. 14: Mơ hình khơng gian xe con