Ôtô thuộc hệ cơ học nhiều vật, dao động với dải tần số thấp không vợt quá 50Hz. Việc lập và chọn mô hình dao động phải theo 3 tiêu chí sau:
- Mục tiêu nghiên cứu
- Cấu trúc riêng của đối tợng nghiên cứu - Khả năng tính toán và phơng tiện tính toán.
Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kĩ thuật khả năng tính toán hầu nh không bị hạn chế(có nhiều phần mềm rất mạnh hỗ trợ tính toán), nên chủ yếu khi chọn và lập mô hình thờng căn cứ vào mục tiêu và đặc điểm kết cấu của đối tợng.
1. Nghiên cứu tối u hệ treo, kể cả hệ treo tích cực. Đối với mục tiêu này thì mô hình 1/4 là đủ.
2. Nghiên cứu về dao động liên kết, thờng dùng mô hình phẳng; mô hình phẳng cũng còn dùng để nghiên cứu ảnh hởng của đờng.
3. Nghiên cứu sự trợt và lật dới tác động của ngoại lực nh đờng mấp mô, gió bên nên thòng sử dụng mô hình 1/2 .
Sau đây là một số mô hình cơ bản đợc trình bày trong nhiều tài liệu của các tác giả nổi tiếng.
a. Mô hình 1/4
Mô hình 1/4 bao gồm hai khối lợng đợc treo M1T( thay thế cho khối lợng thân xe) và không đợc treo m1T(thay thế cho khối lợng bánh xe, cầu xe và các thành phần liên kết). Phần treo và không đợc 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, xem hình 1.2. Hình 1.13 - Mô hình 1/4 M L1T 1T Z K K 1T C q L1T C 1T 1T qt1T ξ 1T m1T M1T
Để có thể chuyển mô hình vật lý thành mô hình động lực học hệ dao động ô tô, cần phải có một số giả thiết nhằm đơn giản cho việc tính toán nhng vẫn đảm bảo tính đúng đắn của kết quả. Quá trình nghiên cứu trong mô 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 không trợt và luôn tiếp xúc với đ- ờng...
Mô hình 1/4 có thể dùng để chọn tối u các thông số nh độ cứng lốp, khối l- ợng không đợc 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 đợc mô tả phi tuyến: ( )n
C f= ξ −z ; ( )n
K f= ξ − z
Việc này có ý nghĩa trong bài toán điều khiển hệ treo. b. Mô hình 1/2
Mô hình 1/2 đợc một số tác giả phơng tây nh Dorling đề cập với mục tiêu nghiên cứu thanh ổn định.Mô hình 1/2 có hai khối lợng đợc treo và không đợc 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 phơng Z và Y. Ngoại lực là F1
theo phơng ngang và F2 theophơng Z.
Hình 1.14 - Mô hình 1/2
c. Mô hình dao động liên kết
Mô hình động lực học này biểu thị dao động liên kết ô tô 2 cầu ở dạng mô hình phẳng, có nghĩa là ô tô đợc giả thiết đối xứng qua trục dọc của xe và xem độ mấp mô của biên dạng đờng ở dới bánh xe trái và phải là nh nhau.Khối lợng treo đợc qui dẫn về trọng tâm phần treo biểu thị qua giá trị khối lợng M (đại diện cho khối lợng đợc treo là thân xe) và m1, m2( đại diện cho khối lợng không đợc treo là cầu xe) với 4 bậc tự do là Z,ϕ, ξ1,ξ2.
Hình 1.15 - Mô hình phẳng dao động ô tô 2 cầu.
Mô hình này hiệu quả với bài toán bố trí chung, và là mô hình đơn giản khi nghiên cứu về đờng và phân bổ tải khi phanh.
d. Mô hình không gian xe con
Mô hình không gian xe con đợc Kortum/ Lugner đa ra nh trong hình 1.4. Xe con có khối lợng bé, nhng lại có yếu tố phi tuyến hình học và vật lý lớn nên không thể bỏ qua khi lập mô hình. Đặc điểm kết cấu là vỏ chịu lực, treo độc lập có yếu tố phi tuyến hình học cao
2 L2 L1 1 Z K K CL1 C1 K K 2 ξ CL2 q C2 Z2 2 m 1 m2 ϕ T M Jy q 1 Z ξ 1 1
Hình 1.16 - Mô hình không gian xe con