NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG LỰC HỌC DỌC CỦA Ô TÔ Tác giả luận văn: Hoàng Ngọc Huy Người hướng dẫn: TS. Dương Ngọc Khánh Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí động lực BÁO CÁO LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Khi mà số lượng ô tô lưu thông trên đường tăng cũng kéo theo các vấn đề về tai nạn giao thông do ô tô có thể gây ra. Trước nhu cầu thực tế trên, đề tài “Nghiên cứu tổng quan về động lực học dọc của ô tô” được nghiên cứu để hiểu về bản chất chuyển động và cơ sở thiết kế các cụm cơ điện tử điều khiển động lực học ô tô nhằm tăng tính an toàn chuyển động của ô tô. Nội dung cơ bản của luận văn bao gồm: 1.Tổng quan về động lực học ô tô; 2.Mô hình động lực học phẳng một dãy; 3.Điều khiển động lực học. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN Sơ đồ điều khiển ô tô Khi lái xe có ba tác động cơ bản: Ga để thay đổi mômen của động cơ (M A ), phanh để tạo ra mô men phanh (M B ) và quay vô lăng δ. Dưới điều kiện ngoại cảnh như gió, đường nghiêng, lực quán tính, có thể làm thay đổi phản lực F z lên các bánh xe và từ đó làm thay đổi các lực phương dọc và phương ngang tại các bánh xe, khi đó ô tô sẽ chuyển động với vận tốc dọc, vận tốc ngang , vận tốc góc quay thân xe 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Động lực học bánh xe khi phanh chỉ ra các thành phần lực tác dụng lên bánh xe khi phanh. Còn đặc tính lốp thì chỉ ra mối quan hệ giữa các lực tương tác với hệ số bám Động lực học bánh xe khi phanh Đồ Thị Đặc tính lốp Động lực học quá trình phanh 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả phanh: + Phản lực tác dụng từ đường: mấp mô đường, đường nghiêng, gió; + Lực quán tính ly tâm khi tăng tốc, khi phanh, chất tải lệch trọng tâm; + Độ bám giữa lốp và đường: mấp mô tế vi, môi chất giữa lốp và đường + Cấu trúc của lốp: độ đàn hồi hướng kính, tiếp tuyến và ngang; + Động lực học bánh xe: cường độ phanh, tốc độ tăng mômen khi phanh. Động lực học quá trình phanh 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Việc xác định các quan hệ động lực học của quá trình phanh để khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng truyền lực là một việc làm cần thiết để đưa ra các hướng:  Có kỹ thuật phanh hợp lý cho lái xe;  Có biện pháp kết cấu nâng cao hiệu quả truyền lực bánh xe thông qua ABS+TCS; Tuy nhiên việc đó gặp nhiều khó khăn như sau:  Đường xá thay đổi dẫn đến hệ số bám thay đổi;  Cấu trúc xe và lốp thay đổi;  Phản xạ của người lái khác nhau; thời gian phản ứng khác nhau;  Môi trường khi phanh/tăng tốc. Động lực học quá trình phanh 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Quỹ đạo chuyển động của ô tô được khái quát ở 3 trạng thái: - Quay vòng đủ:Trong trường hợp này bán kính quay vòng thực tế của xe bằng với bán kính quay vòng yêu cầu. Xe chạy ổn định - Quay vòng thiếu: Trường hợp giới hạn xe có thể chuyển động theo phương tiếp tuyến. Trong trường hợp này xe có thể rơi vào trạng thái nguy hiểm - mất lái - Quay vòng thừa: Trong trường hợp này bán kính quay vòng của xe nhỏ hơn bán kính yêu cầu, ở trạng thái này xe bị mất ổn định nguy hiểm. Động lực học khi quay vòng 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Động lực học ô tô là tích hợp của:  Động lực học dọc/Longitudinal Dynamics  Động lực học phương thẳng đứng/Vertical Dynamics  Động lực học ngang/Lateral Dynamics 2. LÝ THUYẾT MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Mô hình dao động xe xác định các thành phần chuyển động theo phương thẳng đứng của xe. Mô hình này gồm các mô đun: Dao động ngang, Dao động dọc, Hệ thống treo. Mô hình dao động xe 2. LÝ THUYẾT MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ . Thông số vào là lực gió dọc F wx và mô men gió M wy ; các lực liên kết tại các cầu F Cj , F Kj ,; Thông số ra cơ bản là độ dao động thân xe, góc xoay thân xe, vận tốc dao động thân xe, vận tốc góc xoay ngang thân xe. Mô đun dao động dọc [...]... THUYẾT MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Mô đun dao động ngang Thông số vào là lực gió ngang Fwy và mô men gió Mwx; các lực liên kết tại các cầu FCj, FKj,; Thông số ra cơ bản là góc lắc ngang thân xe, vận tốc góc lắc ngang thân xe MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Mô hình động lực học phương dọc Có hai mô hình động lực học dọc cơ bản là: Mô hình động lực học dọc bánh xe quay không trượt; Mô hình động lực học dọc khi... hợp GCC Kết luận Động lực học ô tô là một lĩnh vực quan trọng nghiên cứu bản chất chuyển động ô tô nhằm mục đích tăng tính ổn định, giảm thiểu các yếu tố nguy hiểm cho ô tô khi di chuyển Nghiên cứu động lực học ô tô cũng có nhiệm vụ làm cơ sở cho phát triển các hệ cơ điện tử ô tô, tiến tới thiết kế ô tô thông minh .Ô tô là một hệ nhiều vật phức tạp, chứa nhiều yếu tố phi tuyến vật lý và hình học Trong... thị Quan hệ hệ số truyền lực (f1=fV;f2=fH) và gia tốc 2 LÝ THUYẾT MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Khả năng truyền lực khi phanh Gia tốc chậm dần của tô được tạo ra bởi các lực cản chuyển động và mômen phanh ở các bánh xe Đồ thị lực phanh riêng phụ thuộc gia tốc phanh 3 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định ô tô Các phản lực từ đường lên lốp Fz: Các phản lực đó chịu tác động của. .. ứng của lái xe là ngẫu nhiên, khác nhau ở từng lái xe Tương tác bánh xe với đường có tính chất phi tuyến: Các mô đun điều khiển được phân như sau: Điều khiển động lực học phương dọc Điều khiển động lực học phương thẳng đứng Điều khiển động lực học phương ngang Điều khiển tích hợp Sơ đồ tương tác của ô tô 3 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Điều khiển động lực học dọc Mục tiêu của điều khiển động lực học. .. 2 mô hình: 1 .Ô tô chuyển động không trượt để xét quan hệ cung cầu công suất /lực kéo; 2 .Ô tô chuyển động có trượt để xét quá trình động lực học chuyển động thẳng bằng mô hình một dãy phi tuyến Trong luận văn này đã chỉ ra sự phụ thuộc của chuyển động ô tô đối với phản lực bánh xe, sự phụ thuộc của cấp mô men bánh xe (tăng tốc và phanh); chỉ ra cơ sở điều khiển ABS,TCS và vi sai điện tử Trên cơ sở tổng. .. lái tích cực ra đời Các thông số đặc trưng đặc tính quay vòng 3 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Điều khiển động lực học phương thẳng đứng Hệ thống treo điều khiển mức (độ cao)     Hệ thống treo điều khiển Điều khiển mức Giảm chấn điện tử Thanh ổn định tích cực 3 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Hướng phát triển an toàn động lực học “Điều khiển động lực học ô tô là các biện pháp tự động hoá từng phần, tích... thiết và tác động đột ngột, nhất là các trạng thái nguy hiểm và đường trơn mà lái xe không kiểm soát được 3 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Điều khiển động lực học Động lực học ô tô là một chỉnh thể nhất quán, không tách rời được Khi chuyển động trên đường, xe chịu các yếu tố ngoại cảnh như gió, đường nghiêng/dốc; độ bám và chịu tác động của lái xe như mức độ ga (M A), phanh (MB) và quay vô lăng Các yếu... của vi sai điện tử Vi sai giữa của hãng Volvo 3 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Vi sai điện tử và điều khiển động lực học ô tô Sơ đồ hệ thống điều khiển mô men theo yêu cầu phù hợp nhu cầu động lực học mà ESP xác định Cầu trước và sau được phân theo tỷ lệ 40%/60% Cầu sau phân chia theo tỷ lệ 10%/50%; cầu trước cô định 20%/20% Trên thực tế mô men cầu là 35%; 28%; 20% và 17% Sơ đồ hệ thống điều khiển mô... chế độ cấp mô men cho các bánh xe theo điều kiện ổn định Cơ cấu chấp hành là hệ thống bơm thủy lực và các ly hợp ma sát nhiều đĩa trong vi sai Sơ đồ vi sai điều khiển trong điều khiển tích hợp 3 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Vi sai điện tử và điều khiển động lực học ô tô Nguyên lý cơ bản của loại vi sai này là dùng một ly hợp ma sát nhiều đĩa, mô men được thay đổi nhờ lực ép của đĩa ép thông qua điều... khả năng vốn bị hạn chế của lái xe” Lịch sử phát triển cơ điện tử trong ô tô 3 ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Điều khiển động lực tích hợp  Điều khiển hệ thống treo gồm: 1: Đàn hồi thụ động; 2: Khí thụ động; 3: Đàn hồi tích cực; 4: Giảm chấn thủy lực thay đổi lực cản; 5:Thanh ổn định thụ động; 6: Thanh ổn định tích cực 7 Cản khí thụ động ; 8: Khí nén điều khiển  Điều khiển công lắc ngang:  Điều khiển . ứng khác nhau;  Môi trường khi phanh/tăng tốc. Động lực học quá trình phanh 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Quỹ đạo chuyển động của ô tô được khái quát ở. xe. Mô đun dao động ngang MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Mô hình động lực học phương dọc Có hai mô hình động lực học dọc cơ bản là:  Mô hình động lực học dọc bánh xe quay không trượt;  Mô hình động. bao gồm: 1 .Tổng quan về động lực học ô tô; 2.Mô hình động lực học phẳng một dãy; 3.Điều khiển động lực học. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN Sơ đồ điều khiển ô tô Khi lái xe có ba tác động cơ bản: