Khảo sát động lực học và quỹ đạo chuyển động của xe UAZ - 469 khi phanh

Bộ giáo dục và đào tạo Tr−ờng đại học nông nghiệp i ------------------ đặng đình hiên Khảo sát động lực học và quỹ đạo chuyển động của xe uaz - 469 khi phanh Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hóa nông lâm nghiệp M" số: 60.52.14 Ng−ời h−ớng dẫn khoa học: PGS.TS. Nông Văn Vìn Hà NỘI - 2007 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………2 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan rằng những số liệu và kết quả ngh

pdf125 trang | Chia sẻ: huyen82 | Ngày: 09/12/2013 | Lượt xem: 2138 | Lượt tải: 8download
Tóm tắt tài liệu Khảo sát động lực học và quỹ đạo chuyển động của xe UAZ - 469 khi phanh, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
iên cứu trong luận văn này là trung thực và ch−a hề đ−ợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đ" đ−ợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều đ" đ−ợc chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả Đặng Đình Hiên Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………3 Lời cảm ơn Trong quá trình thực hiện đề tài này, tôi đ" nhận đ−ợc sự h−ớng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tận tình của các thầy, cô giáo trong Khoa Cơ Điện và các thầy cô trong tr−ờng. Nhân dịp này, cho phép tôi đ−ợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến: Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS. Nông Văn Vìn đ" chỉ bảo từ việc định h−ớng ban đầu, giải quyết từng nội dung đề tài, đến sửa đổi những sai sót để hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ, giáo viên bộ môn Động Lực - Khoa Cơ Điện và toàn thể các thầy cô giáo trong Khoa Cơ Điện - Tr−ờng Đại học Nông nghiệp I - Hà Nội. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy cô giáo đ" trực tiếp giảng dạy tôi trong quá trình học tập tại tr−ờng và các thầy cô giáo Khoa Sau Đại Học - Tr−ờng Đại học nông nghiệp I - Hà Nội. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô Khoa Cơ Giới - Tr−ờng Cao đẳng nghề cơ khí nông nghiệp đ" tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài này. Tôi xin chân thành cảm ơn sự nhiệt tình giúp đỡ của gia đình và ng−ời thân đặc biệt là vợ tôi đ" luôn luôn động viên tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Một lần nữa tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất của mình tới tất cả những tập thể và cá nhân đ" dành cho tôi mọi sự giúp đỡ quý báu, cộng tác và tài trợ kinh phí cho tôi trong quá trình hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn ! Tác giả Đặng Đình Hiên Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………4 Mục lục Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các bảng v Danh mục các hình v 1.Mở đầu 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2. Mục đích, nội dung và ph−ơng pháp nghiên cứu của đề tài 3 1.2.1. Mục đích nghiên cứu của đề tài 3 1.2.2. Nội dung và ph−ơng pháp nghiên cứu 3 1.3. Đối t−ợng nghiên cứu của đề tài 4 2. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 5 2.1. Cơ sở lý luận để đánh giá quá trình phanh ô tô 5 2.1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu của hệ thống phanh trên ô tô 5 2.1.2. Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh 6 2.1.3. Tính ổn định h−ớng của ô tô khi phanh 9 2.1.4. Điều kiện đảm bảo phanh tối −u 11 2.2. Tổng quan về động lực học điều khiển và quỹ đạo chuyển động của ô tô 14 2.2.1. Mô hình hệ thống điều khiển của ô tô 14 2.2.2. Vấn đề an toàn giao thông và quỹ đạo chuyển động 16 2.3. Điều chỉnh động lực học h−ớng để nâng cao tính an toàn chủ động của ô tô 18 2.3.1. Ph−ơng pháp điều chỉnh động lực học h−ớng 18 ii Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………5 2.3.2. Các hệ thống điều chỉnh động lực học h−ớng 18 2.4. Nhận xét chung 22 3. Xây dựng mô hình toán nghiên cứu, khảo sát tính chất động lực học và quỹ đạo chuyển động của xe khi phanh 24 3.1. Mô hình toán học 24 3.1.1. Ph−ơng pháp toán học mô tả quỹ đạo chuyển động của ô tô 24 3.1.2. Xây dựng mô hình toán 25 3.2. Ph−ơng pháp khảo sát 37 3.2.1. Xây dựng ch−ơng trình tính 37 3.2.2. Các ph−ơng án khảo sát 40 3.2.3. Thông số đầu vào 41 3.3. Kết quả khảo sát 42 3.3.1. Khảo sát ảnh h−ởng của sự cố mất mô men phanh trên các bánh xe đến các chỉ tiêu phanh và tính ổn định h−ớng của ô tô khi phanh 42 3.3.2. Khảo sát ảnh h−ởng của sự cố chậm tác dụng dẫn động phanh trên các bánh xe đến các chỉ tiêu phanh và tính ổn định h−ớng của ô tô khi phanh 58 3.4. Nhận xét chung 73 4. Nghiên cứu thực nghiệm 75 4.1. Xác định mô men quán tính của xe UAZ-469 75 4.1.1. Mục đích thí nghiệm 75 4.1.2. Ph−ơng pháp thí nghiệm 75 4.1.3. Kết quả thí nghiệm 77 4.2. Thí nghiệm quá trình phanh của xe UAZ-469 79 4.2.1. Mục đích và ph−ơng pháp thí nghiệm 79 iii Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………6 4.2.2. Kiểm chứng mô hình 85 4.2.3. Nhận xét 95 Kết luận chung và đề nghị 97 Kết luận 97 Đề nghị 97 iv Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………7 Danh mục các bảng Trang Bảng 3.1. Ph−ơng án khảo sát cho các tr−ờng hợp phanh khi không 42 xoay bánh lái và có sự cố mất mô men phanh trên các bánh xe Bảng 3.2. Ph−ơng án khảo sát cho các tr−ờng hợp phanh xe khi không 61 xoay bánh lái và có sự cố chậm tác dụng của dẫn động phanh trên các bánh xe Bảng 3.3. Tổng hợp kết quả khảo sát 73 Bảng 4.1. Kết quả thí nghiệm xác định mô men quán tính ô tô UAZ-469 77 Bảng 4.2. Kết quả thí nghiệm quá trình phanh xe ô tô UAZ-469 89 Bảng 4.3. So sánh quá trình phanh LT & TN khi phanh xe trên đ−ờng 95 thẳng và không có sự cố Danh mục các hình Hình 2.1. ảnh h−ởng của vận tốc ban đầu v0 và hệ số bám ϕ đến qu"ng 8 đ−ờng phanh nhỏ nhất. Hình 2.2. Sơ đồ xác định góc xoay thân xe và độ lệch của ô tô khi phanh 11 Hình 2.3. Các lực tác dụng lên ô tô khi phanh 11 Hình 2.4. Mô hình hệ thống điều khiển của ô tô 15 Hình 3.1. Quan hệ động học của ô tô trong mô hình phẳng tổng quát 25 Hình 3.2. Xác định vị trí trọng tâm ô tô tại một thời điểm nhất định 28 Hình 3.3. Sơ đồ xác định gia tốc trọng tâm ô tô 28 Hình 3.4. Mô hình phẳng tổng quát của ô tô 29 Hình 3.5. Mô hình tính toán cho ô tô trong tr−ờng hợp không xoay bánh lái 31 Hình 3.6. Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh 32 v Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………8 Hình 3.7. Sơ đồ xác định các phản lực ngang của các bánh xe 34 (khi quay trái) Hình 3.8. Sơ đồ xác định các phản lực ngang của các bánh xe 34 (khi quay phải) Hình 3.9. Sơ đồ xác định vận tốc của các bánh xe (khi quay vòng trái) 35 Hình 3.10. Sơ đồ xác định vận tốc của các bánh xe (khi quay vòng phải) 36 Hình 3.11. Sơ đồ xác định quỹ đạo biên của ô tô 39 Hình 3.12. Quỹ đạo chuyển động khi xe đi thẳng mất phanh đều 43 trên các bánh xe Hình 3.13. Quỹ đạo chuyển động khi xe đi thẳng mất phanh đều ở 45 các bánh trên cùng một cầu Hình 3.14. Các kết quả khảo sát khi xe phanh gấp trên đ−ờng thẳng 47 và có sự cố mất 25% mô men phanh trên bánh 1 Hình 3.15. Các kết quả khảo sát khi xe phanh gấp trên đ−ờng thẳng 50 và có sự cố mất 25% mô men phanh trên bánh 4 Hình 3.16. Các kết quả khảo sát khi xe phanh gấp trên đ−ờng thẳng 53 và có sự cố mất 25% mô men phanh trên bánh 1 & 3 Hình 3.17. Các kết quả khảo sát khi xe phanh gấp trên đ−ờng thẳng 56 và có sự cố mất 25% mô men phanh trên bánh 1 & 4 Hình 3.18. Đồ thị lực phanh trên bánh xe số 1 và bánh xe số 2 58 Hình 3.19. Đồ thị lực phanh trên bánh xe số 3 và bánh xe số 4 59 Hình 3.20. Đồ thị lực phanh trên bánh xe thứ i khi có sự cố 60 chậm tác dụng của dẫn động phanh Hình 3.21. Quỹ đạo chuyển động khi xe đi thẳng có sự cố 62 chậm tác dụng của dẫn động phanh trên tất cả các bánh xe vi Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………9 Hình 3.22. Quỹ đạo chuyển động khi xe đi thẳng có sự cố chậm tác dụng 63 của dẫn động phanh giống nhau ở các bánh xe trên cùng một cầu Hình 3.23. Các kết quả khảo sát khi xe phanh gấp trên đ−ờng thẳng và có 64 sự cố chậm tác dụng của dẫn động phanh 0.15 s ở bánh xe số 1 Hình 3.24. Giải thích hiện t−ợng có sự cố chậm tác dụng của 65 dẫn động phanh ở bánh xe số 1 Hình 3.25. Các kết quả khảo sát khi xe phanh gấp trên đ−ờng thẳng và có 67 sự cố chậm tác dụng của dẫn động phanh 0.15 s ở bánh xe số 4 Hình 3.26. Giải thích hiện t−ợng có sự cố chậm tác dụng của dẫn động 68 phanh ở bánh xe số 4 Hình 3.27. Các kết quả khảo sát khi xe phanh gấp trên đ−ờng thẳng 69 và có sự cố chậm tác dụng của dẫn động phanh 0.15 s ở các bánh xe số 1&3 Hình 3.28. Giải thích hiện t−ợng có sự cố chậm tác dụng của 70 dẫn động phanh ở các bánh xe số 1 & 3 Hình 3.29. Các kết quả khảo sát khi xe phanh gấp trên đ−ờng thẳng 71 và có sự cố chậm tác dụng của dẫn động phanh 0.15 s ở các bánh xe số 1 & 4 Hình 3.30. Giải thích hiện t−ợng có sự cố chậm tác dụng của 72 dẫn động phanh ở các bánh xe số 1 & 4 Hình 4.1. Sơ đồ treo ô tô bằng 2 dây mềm, khi đ" biết toạ độ trọng tâm 75 Hình 4.2. Sơ đồ bố trí thiết bị ghi dao động lắc của ô tô đ−ợc treo 76 Hình 4.3. Đồ thị dao động lắc và xung ghi đ−ợc trong một thí nghiệm 77 Hình 4.4. Một số hình ảnh trong quá trình thí nghiệm xác định 78 mô men quán tính xe UAZ-469 Hình 4.5. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của Sensor − V1 81 vii Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………10 Hình 4.6. Sơ đồ kết nối thiết bị 82 Hình 4.7. Sơ đồ truyền thông tin đo vận tốc xe 83 Hình 4.8. Sơ đồ nguyên lý đo và xử lý thông tin đo 84 Hình 4.9. Sơ đồ xử lý thông tin thí nghiệm đo vận tốc xe trong Dasylab 7.0 84 Hình 4.10. Một số hình ảnh trong quá trình thí nghiệm phanh 85 Hình 4.11. Sơ đồ xác định vị trí lắp sensor V1 trên xe thí nghiệm 87 Hình 4.12. Sơ đồ cấu tạo cơ cấu phanh xe UAZ – 469 88 Hình 4.13. Hình ảnh các chi tiết của cơ cấu phanh xe UAZ – 469 88 Hình 4.14. Sự thay đổi vị trí cam lệch tâm của cơ cấu phanh trong các 89 thí nghiệm Hình 4.15. Kết quả xử lý số liệu bằng phần mềm DASYLAB 7.0 90 (Thí nghiệm N0_1, N0_2) Hình 4.16. Kết quả xử lý số liệu bằng phần mềm DASYLAB 7.0 91 (Thí nghiệm N0_3, N0_4) Hình 4.17. Kết quả xử lý số liệu bằng phần mềm DASYLAB 7.0 92 (Thí nghiệm N0_5) Hình 4.18. So sánh quá trình phanh LT & TN khi xe chuyển động thẳng 93 và không có sự cố mất phanh, V0=37km/h Hình 4.19. So sánh quá trình phanh LT & TN khi xe chuyển động thẳng 94 và không có sự cố mất phanh, V0=50km/h viii Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………11 1. Mở đầu 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Trong những năm gần đây, ngành vận tải ô tô n−ớc ta phát triển nhanh cả về số l−ợng và chủng loại. Đồng hành với nó là sự gia tăng các vụ tai nạn giao thông đến mức báo động cao. “Theo Uỷ Ban An Toàn Giao Thông Quốc Gia, tính đến hết tháng 11 năm 2006 trên địa bàn cả n−ớc ta xảy ra trên 13.000 vụ tai nạn giao thông làm chết hơn 11.000 ng−ời và hơn 10.000 ng−ời bị th−ơng. Đứng đầu vẫn là giao thông đ−ờng bộ với 12.732 vụ, 11.123 ng−ời bị chết, 10.047 ng−ời bị th−ơng. cũng theo báo cáo UBATGT Quốc Gia, từ đầu năm tới nay đ" có thêm trên 74.000 xe ô tô và trên 2,3 triệu xe mô tô đăng ký mới nâng tổng số ph−ơng tiện cơ giới đ−ờng bộ cả n−ớc lên tới 965.000 xe ô tô và 18,4 triệu xe mô tô các loại” . [11]. Tai nạn giao thông không những gây thiệt hại lớn về ng−ời, mà còn gây thiệt hại lớn về tài sản của nhà n−ớc và của công dân. “ Theo thống kê của các n−ớc thì trong tai nạn giao thông đ−ờng bộ (72 ữ80)% do con ng−ời gây ra nh− lái xe say r−ợu, buồn ngủ, mệt mỏi v.v, (1,5 ữ5)% do h− hỏng máy móc, trục trặc về kỹ thuật và (18 ữ23)% do môi tr−ờng. Trong nguyên nhân h− hỏng do máy móc, trục trặc về kỹ thuật thì tỷ lệ tai nạn do các cụm của ô tô và máy kéo gây nên đ−ợc thống kê nh− sau: Phanh chân 52,2 – 74,4% Phanh tay 4,9 – 16,1% Lái 4,9 – 19,2% Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………12 ánh sáng 2,3 – 8,7% Bánh xe 2,5 – 10% Các h− hỏng khác 2 – 18,2% Từ các số liệu trên thấy rằng, tai nạn do hệ thống phanh chiếm tỷ lệ cao nhất trong các tai nạn do kỹ thuật gây nên” . [1]. Hệ thống phanh ảnh h−ởng quyết định đến tính an toàn chuyển động của ô tô và vì thế việc nghiên cứu nâng cao chất l−ợng hệ thống phanh cũng nh− nâng cao sự hiểu biết của những ng−ời lái xe về các tính năng kỹ thuật và bản chất của các quá trình phanh ô tô luôn đ−ợc nhiều ng−ời quan tâm. Việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo và sử dụng hợp lý hệ thống phanh không tách rời các nghiên cứu về tính chất động lực học quá trình phanh ô tô. Tính chất động lực học khi phanh phụ thuộc vào đặc tính kỹ thuật của xe, đặc biệt là đặc tính kỹ thuật của hệ thống phanh. Nói cách khác là để có cơ sở đánh giá hiệu quả phanh của một loại xe cụ thể và đ−a ra đ−ợc các chế độ sử dụng, chăm sóc bảo d−ỡng hợp lý cần thiết phải nghiên cứu khảo sát tính chất động lực học quá trình phanh của loại xe đó trong các điều kiện sử dụng khác nhau. Xe UAZ−469 do Liên Xô (cũ) sản xuất đ−ợc nhập vào Việt Nam từ rất sớm (khoảng những năm 1970). Trong thời kỳ chiến tranh chống Mỹ, chủ yếu đ−ợc sử dụng trong quân đội và đ" phát huy tốt. Sau khi chiến tranh kết thúc, các xe này đ" đ−ợc chuyển dần sang phục vụ nhu cầu của x" hội trong các ngành công nghiệp, nông nghiệp và vận tải. Loại xe này là loại xe 2 cầu chủ động, nhỏ gọn và có tính cơ động cao có thể hoạt động trên nhiều loại đ−ờng xá có địa hình phức tạp nh− đ−ờng nông thôn, đ−ờng trung du miền núi. Mặc dù trong những năm gần đây do tốc độ gia tăng về chủng loại và số l−ợng ô tô ở n−ớc ta khá 2 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………13 nhanh, nhiều hệ thống kết cấu hiện đại đ" trang bị cho ô tô nhằm thoả m"n càng nhiều nhu cầu của giao thông vận tải, song trên thực tế loại xe này vẫn còn đ−ợc sử dụng khá nhiều ở một số cơ quan đơn vị thuộc LLVT, ở vùng cao hoặc ở những nơi còn đang khó khăn về kinh tế, đặc biệt là ở các cơ sở đào tạo lái xe. Loại xe UAZ-469 thuộc thế hệ kỹ thuật cũ, sử dụng hệ thống phanh đơn giản. Tuy vậy ít tìm thấy các tài liệu về các đặc tính động lực học của loại xe này. Với những lý do trên và đ−ợc sự nhất trí, quan tâm giúp đỡ của PGS.TS Nông Văn Vìn, tôi chọn đề tài luận văn Thạc sỹ: “ Khảo sát động lực học và quỹ đạo chuyển động của xe UAZ-469 khi phanh” 1.2. Mục đích, nội dung và ph−ơng pháp nghiên cứu của đề tài 1.2.1. Mục đích nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu quá trình động lực học và quỹ đạo chuyển động của xe khi phanh nhằm đ−a ra cơ sở lý giải một số trạng thái xảy ra tai nạn giao thông, qua đó có thể tìm ra biện pháp nâng chất l−ợng hệ thống phanh, lựa chọn chế độ sử dụng hợp lý nhằm hạn chế tai nạn giao thông. 1.2.2. Nội dung và ph−ơng pháp nghiên cứu Nội dung: - Nghiên cứu tổng quan về điều khiển động lực học h−ớng chuyển động để nâng cao tính an toàn chủ động của ô tô. - Tìm hiểu các thông số kỹ thuật của xe UAZ- 469 - Xây dựng mô hình toán nghiên cứu tính chất động lực học của xe khi phanh. Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………14 - Xây dựng ch−ơng trình tính để mô phỏng tính chất động lực học của xe trong qúa trình phanh. - Nghiên cứu thực nghiệm xác định mô men quán tính của xe UAZ -469 làm thông số đầu vào của mô hình khảo sát quá trình phanh. - Khảo sát một số yếu tố ảnh h−ởng đến các chỉ tiêu đánh hiệu quả phanh và quỹ đạo chuyển động của xe UAZ-469. Ph−ơng pháp nghiên cứu: - áp dụng các ph−ơng pháp lý thuyết về cơ học, toán học để xây dựng mô hình nghiên cứu động lực học của xe khi phanh. - Sử dụng ph−ơng pháp mô phỏng số và phần mềm Matlab để mô phỏng tính chất động lực học của xe khi phanh. - Sử dụng ph−ơng pháp dao động xoắn đo trực tiếp mô men quán tính của xe. - Thí nghiệm quá trình phanh xe ô tô xe UAZ-469 làm cơ sở kiểm chứng độ tin cậy của mô hình toán. 1.3. Đối t−ợng nghiên cứu của đề tài Đề tài chọn đối t−ợng nghiên cứu là xe UAZ−469 do Liên Xô (cũ) sản xuất . Các thông số của xe đ−ợc trình bày trong phụ lục 1. Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………15 2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu 2.1. Cơ sở lý luận để đánh giá quá trình phanh ô tô [12] 2.1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu của hệ thống phanh trên ô tô 2.1.1.1. Nhiệm vụ của hệ thống phanh Quá trình phanh ô tô là quá trình tạo ra lực cản chuyển động, làm giảm vận tốc đến giá trị mong muốn hoặc đến khi ô tô dừng hẳn. Trên ô tô ng−ời ta sử dụng ph−ơng pháp dùng lực ma sát sinh ra ở cơ cấu phanh tạo ra mô men cản chuyển động quay của bánh xe. Xét về mặt biến đổi năng l−ợng, quá trình phanh là quá trình biến đổi động năng chuyển động của ô tô thành nhiệt năng sinh ra giữa hai bề mặt ma sát của cơ cấu phanh và giữa bánh xe với mặt đ−ờng, giữa các phần tử vật liệu chế tạo bánh xe. Chính vì vậy để một hệ thống phanh có hiệu quả nó phải thoả m"n một loạt các yêu cầu riêng. 2.1.1.2. Các yêu cầu đối với hệ thống phanh - Khả năng tích nhiệt của hệ thống phanh: đây chính là khả năng hệ thống phanh có thể biến đổi động năng chuyển động của ô tô thành nhiệt năng và thải ra môi tr−ờng xung quanh. Yêu cầu này đòi hỏi vật liệu làm đôi bề mặt ma sát phải có tính năng làm việc ở nhiệt độ cao mà không làm thay đổi tích chất vật lý, khả năng tản nhiệt nhanh chóng của phanh, khả năng này phụ thuộc rất nhiều vào bề mặt làm việc. - Yêu cầu về thời gian chậm tác dụng : khi hệ thống phanh làm việc bao giờ cũng có sự trễ. Sự trễ đó càng nhiều quá trình phanh càng kém hiệu quả. Vì vậy yêu cầu này là thời gian chậm tác dụng của hệ thống phanh càng ngắn càng tốt. Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………16 - Yêu cầu về lực bám trong quá trình phanh: đây là yêu cầu tận dụng khả năng bám của ô tô với mặt đ−ờng. Lực phanh đạt cực đại khi có trị số đạt bằng lực bám Pp = Pω. Nếu lực phanh lớn hơn lực bám Pp > Pω bánh xe sẽ bị tr−ợt lê. - Yêu cầu đảm bảo sự ổn định của ô tô khi phanh và khả năng điều khiển của ô tô. - Yêu cầu về nhả phanh: Yêu cầu này đòi hỏi quá trình phanh ô tô phải đ−ợc kết thúc ngay khi ng−ời lái rời chân khỏi bàn đạp phanh. 2.1.2. Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh Để đánh giá hiệu quả của quá trình phanh ô tô có thể sử dụng các chỉ tiêu sau: gia tốc chậm dần lớn nhất jmax, qu"ng đ−ờng phanh nhỏ nhất Smin, thời gian phanh nhỏ nhất tmin và lực phanh riêng. Các chỉ tiêu trên đ−ợc xác định trong điều kiện phanh ô tô không kéo rơ mooc và ngắt ly hợp để tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực. 2.1.2.1. Gia tốc chậm dần khi phanh )sincos(max ααϕδ ±= j gj (2-1) Trong đó: jδ - hệ số tính đến ảnh h−ởng của của các chi tiết chuyển động quay không đều trong hệ thống truyền lực. Khi phanh trên đ−ờng nằm ngang (α = 0): j g j max = δ ϕ (2-2) Từ các công thức trên thấy rằng, để tăng gia tốc chậm dần khi phanh cần giảm hệ số δj . Vì vậy khi phanh đột ngột, ng−ời lái cần cắt ly hợp để tách động Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………17 cơ ra khỏi hệ thống truyền lực nhằm làm giảm δj và tăng jmax. Gia tốc phanh cực đại phụ thuộc vào hệ số bám ϕ giữa lốp và mặt đ−ờng. Giá trị của hệ số bám ϕ phụ thuộc vào kết cấu lốp, tình trạng mặt đ−ờng. Trên đ−ờng nhựa tốt ϕ = 0,75 ữ 0,8 . Nếu coi δj ≈ 1 và g = 10 m/s2 thì gia tốc phanh cực đại trên đ−ờng nhựa tốt có thể đạt trị số jmax = 7,5 ữ 8 m/s 2 . 2.1.2.2. Thời gian phanh g v t j ϕ δ 0 min = (2-3) Từ biểu thức (2-3) ta thấy thời gian phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào vận tốc bắt đầu phanh v0 , hệ số δj và hệ số bám ϕ giữa bánh xe với mặt đ−ờng. Để giảm thời gian phanh cần giảm hệ số δj bằng cách cắt ly hợp khi phanh để tách động cơ khỏi hệ thống truyền lực. 2.1.2.3. Quãng đ−ờng phanh Qu"ng đ−ờng phanh là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất l−ợng phanh của ô tô. Vì vậy trong tính năng kỹ thuật của ô tô, các nhà chế tạo th−ờng cho biết qu"ng đ−ờng phanh của ô tô ứng với vận tốc bắt đầu phanh đ" định. So với các chỉ tiêu khác thì qu"ng đ−ờng phanh là chỉ tiêu mà ng−ời lái xe có thể nhận thức đ−ợc một cách trực quan và dễ dàng tạo điều kiện cho ng−ời lái xe xử lý tốt trong khi phanh ô tô trên đ−ờng. g v S j ϕ δ 2 2 0 min = (2-4) Spmin- Qu"ng đ−ờng phanh ngắn nhất (tính từ khi bát đầu phanh đến khi xe dừng hẳn). Qua biểu thức (2-4) ta thấy để giảm qu"ng đ−ờng phanh nhỏ nhất cần giảm hệ số δj , cho nên nếu ng−ời lái cắt ly hợp tr−ớc khi phanh thì qu"ng đ−ờng 7 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………18 phanh sẽ ngắn hơn. Trên hình 1.3 biểu diễn sự phụ thuộc giữa qu"ng đ−ờng phanh S với vận tốc ban đầu v1 và hệ số bám ϕ . Công thức (2-4) cho thấy qu"ng đ−ờng phanh phụ thuộc vào vận tốc v0 theo quy luật bậc 2. Qua đó thấy rằng, vận tốc v0 càng cao thì qu"ng đ−ờng phanh S càng lớn, ng−ợc lại hệ số bám ϕ càng tăng thì S càng giảm. 2.1.2.4. Lực phanh và lực phanh riêng Lực phanh và lực phanh riêng là chỉ tiêu đánh giá chất l−ợng phanh và th−ờng đ−ợc sử dụng khi thử phanh trên bệ thử. Lực phanh sinh ra ở các bánh xe ô tô đ−ợc xác định theo công thức: P M r p p b = (2-5) Lực phanh riêng p là lực phanh tính trên một đơn vị trọng l−ợng toàn bộ G của xe, nghĩa là: v, m/s S (m) 120 100 ϕ = 0,3 80 ϕ = 0,7 ϕ = 0,5 20 40 60 22,2 16,6 11,1 5,5 0 Hình 2.1. ảnh h−ởng của vận tốc ban đầu v0 và hệ số bám ϕ đến quãng đ−ờng phanh nhỏ nhất [12] Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………21 p P G p = (2-6) Lực phanh riêng cực đại nhận đ−ợc khi lực phanh đạt cực đại: p P G G G p max max = = = ϕ ϕ (2-7) Khi đánh giá chất l−ợng phanh của ô tô ô tô có thể sử dụng một trong bốn chỉ tiêu trên. Trong đó qu"ng đ−ờng phanh là đặc tr−ng nhất, vì nó cho phép ng−ời lái hình dung đ−ợc vị trí xe sẽ dừng tr−ớc một ch−ớng ngại vật mà họ phải xử trí để khỏi xảy ra tai nạn khi ng−ời lái xe phanh ở vận tốc nào đấy. Do đó, chỉ tiêu này th−ờng đ−ợc sử dụng để đánh giá hiệu quả tác động của phanh. Lực phanh và lực phanh riêng thuận lợi khi đánh giá chất l−ợng phanh trên bệ thử. Tuy nhiên, khi phanh ô tô không thể dừng ngay mà sẽ dừng cách vị trí lúc bắt đầu phanh một khoảng nào đó. Không những thế mà ô tô còn bị lệch khỏi h−ớng chuyển động tr−ớc lúc bắt đầu phanh. Vì vậy để đánh giá quá trình phanh thì ngoài việc nghiên cứu các chỉ tiêu nêu trên cần phải nghiên cứu tính ổn định h−ớng của ô tô trong quá trình phanh. 2.1.3. Tính ổn định h−ớng của ô tô khi phanh Tính ổn định khi phanh của ô tô là khả năng giữ đ−ợc quỹ đạo chuyển động của ô tô nh− ý muốn của ng−ời lái trong quá trình phanh ô tô. Để đánh giá tính ổn định của ô tô khi phanh, ng−ời ta sử dụng hai chỉ tiêu đó là độ lệch thân xe (góc quay thân xe) và hành lang phanh. 2.1.3.1. Góc quay thân xe ε : (góc quay trục đối xứng dọc của xe), góc này đ−ợc xác định ở thời điểm cuối cùng của quá trình phanh so với ph−ơng chuyển động tr−ớc khi phanh. 9 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………22 Trong quá trình phanh thì trục dọc của ô tô có thể bị xoay đi một góc ε nào đó so với h−ớng quỹ đạo chuyển động. Sỡ dĩ nh− vậy là tổng lực phanh bánh xe bên phải và tổng lực phanh bánh xe bên trái có sự khác nhau do đó tạo ra mô men quay vòng Mq quanh trục thẳng đứng Z đi qua trọng tâm A của ô tô. Giả sử PPp > PPt thì ô tô sẽ quay vòng theo chiều mũi tên nh− hình vẽ với mô men quay vòng: Mp=(PPT-PPP).B/2 (2.8) Góc quay thân xe cho phép tối đa khi phanh ở vận tốc bắt đầu phanh cho tr−ớc. ở n−ớc ta hiện nay qui định (Tiêu chuẩn số 22 – TCN 224 – 2000 của bộ giao thông vận tải Việt Nam – 2000) đối với ô tô khi phanh trên đ−ờng có hệ số bám ϕ = 0,6, vận tốc ban đầu khi phanh là 30 km/h, góc lệch tố đa 80 [3]. 2.1.3.2. Độ lệch của ô tô khi phanh (hành lang phanh) Độ lệch này đ−ợc xác định bằng khoảng cách từ điểm A xa nhất của ôtô ở cuối quá trình phanh đến mặt phẳng dọc trung tuyến của ôtô tr−ớc khi phanh Để xác định độ lệch AN ta xét nh− sau: giả sử rằng ôtô đang chạy trong hành lang có chiều rộng T và trục dọc của ôtô trùng với trục dọc của hành lang. Lúc bắt đầu phanh trọng tâm của ôtô ở vị trí O, cuối quá trình phanh trọng tâm ε m O Y A T T/2 N O’ Hình 2.2. Sơ đồ xác định góc xoay thân xe và độ lệch của ô tô khi phanh Mq 10 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………23 của ôtô di chuyển đến trọng điểm O’ nằm cách xa mặt phẳng dọc trung tuyến của ôtô tr−ớc khi phanh một khoảng cách Y, và trục dọc của ôtô cuối quá trình phanh lệch với trục dọc của ôtô lúc bắt đầu phanh một gócε . Điểm A là điểm xa nhất của ôtô ở cuối quá trình phanh so với mặt phẳng dọc trung tuyến của ôtô lúc bắt đầu phanh. Đoạn AN sẽ là độ lệch của ôtô khi phanh. 2.1.4. Điều kiện đảm bảo phanh tối −u Đối với ô tô hệ thống phanh đ−ợc lắp trên tất cả các bánh xe. Trọng l−ợng phân bố trên các cầu th−ờng không nh− nhau, trong khi hệ số bám của các bánh xe nh− nhau, do đó cần phải phân bố lực phanh trên các bánh xe cho hợp lý thì hệ thống phanh mới phát huy đ−ợc hiệu quả tốt. Trên hình (2.3) biểu diễn lực tác dụng lên ô tô khi phanh, bao gồm: trọng l−ợng ô tô G, lực cản lăn Pf1 và Pf2 ở các bánh xe tr−ớc và sau, phản lực pháp tuyến Z1 và Z2 tác dụng lên cầu tr−ớc và cầu sau, lực phanh PP1 và PP2 ở các bánh tr−ớc và sau, lực cản không khí Pw , lực quán tính Pj. v Trọng tâm Pw Pj h G Z2 Z1 Pf.1 PP1 PP2 A B Pf.2 b a L Hình 2.3. Các lực tác dụng lên ô tô khi phanh 11 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………24 Bằng cách lập ph−ơng trình cân bằng mô men của các lực tác dụng lên ô tô với các điểm tiếp xúc của bánh xe với mặt đ−ờng A và B, ta xác định đ−ợc các phản lực: ;1 L hPGb Z j + = Z Ga P h L j 2 = − hoặc: );(1 g jhb L GZ += Z G L a jh g2 = −( ) Trong đó: a, b, h − toạ độ trọng tâm của ô tô; L − chiều dài cơ sở của ô tô. Sự phanh có hiệu quả nhất là khi lực phanh sinh ra ở các bánh xe tỉ lệ thuận với tải trọng tác dụng lên chúng, mà tải trọng tác dụng lên các bánh xe trong quá trình phanh lại thay đổi do có lực quán tính PJ tác dụng. Trong tr−ờng hợp phanh có hiệu quả nhất tỉ số giữa các lực phanh ở các bánh xe tr−ớc và sau sẽ là: 2 1 2 1 2 1 Z Z Z Z P P p p == ϕ ϕ Thay các biểu thức (2-19) vào (2-11) ta đ−ợc : P P Gb P h Ga P h p p j j 1 2 = + − (2-9) (2-10) (2-11) (2-12) 12 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………25 Trong quá trình phanh , có thể bỏ qua lực cản lăn. Do đó có thể viết: PJ = PP1 + PP2 và PJmax = PPmax = Gϕ (2-13) Thay PJmax vào (2-12) ta có: ha hb P P p p ϕ ϕ − − = 2 1 (2-14) Biểu thức (2-14) là điều kiện đảm bảo sự phanh có hiệu quả nhất. Nghĩa là muốn phanh đạt hiệu quả nhất ( qu"ng đ−ờng phanh nhỏ nhất hoặc gia tốc phanh lớn nhất hoặc thời gian phanh nhỏ nhất ) thì trong quá trình phanh quan hệ giữa lực phanh ở các bánh xe tr−ớc PP1 và ở các bánh xe sau PP2 phải luôn thoả m"n biểu thức (2-14). Trong điều kiện sử dụng của ô tô tọa độ trọng tâm luôn thay đổi do chất tải khác nhau và hệ số bám ϕ cũng thay đổi khi chạy trên các loại đ−ờng khác nhau . Do đó, tỷ số PP1/PP2 luôn thay đổi trong điều kiện sử dụng. Trong điều kiện nh− vậy, muốn thoả m"n điều kiện (2-14) thì phải thay đổi đ−ợc mô men phanh MP1 và MP2 trên các bánh xe tr−ớc và sau. Để thay đổi mô men phanh có thể bằng cách thay đổi áp suất dầu hoặc áp suất khí nén dẫn đến các xi lanh bánh xe hoặc dẫn đến bầu phanh (phanh khí). Trên các ô tô hiện đại th−ờng lắp bộ điều hoà lực phanh hoặc bộ chống h"m cứng bánh xe khi phanh nhằm tự động điều chỉnh lực phanh để luôn thoả m"n điều kiện phanh (2-14). Nhận xét Các chỉ tiêu đánh giá chất l−ợng của quá trình phanh bao gồm hiệu quả phanh và tính ổn định h−ớng của ô tô khi phanh. Nh− vậy, để đ−a ra đ−ợc các biện pháp đúng đắn nhằm nâng cao chất l−ợng của quá trình phanh đối với ô tô thì việc nghiên cứu các chỉ tiêu đánh giá 13 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………26 hiệu quả phanh không thể tách rời việc nghiên cứu tính ổn định h−ớng của ôtô khi phanh. Từ đó, cho chúng ta thấy rằng các hiểu biết về động lực học điều khiển và quỹ đạo chuyển động của ô tô là một vấn đề nhất thiết phải đ−ợc đề cập đến ở đây. 2.2. tổng quan về động lực học điều khiển và quỹ đạo chuyển động của ô tô 2.2.1. Mô hình hệ thống điều khiển của ô tô Mô hình khảo sát tổng quát của ô tô đ−ợc coi là mô hình “xe – môi tr−ờng – ng−ời lái”. Trong thực tế quan hệ giữa trạng thái chuyển động của ô tô và sự điều chỉnh của ng−ời lái diễn ra theo mạch kín. Các yếu tố của môi tr−ờng luôn luôn thay đổi, dẫn tới thay đổi mối t−ơng quan chuyển động của ô tô trên nền đ−ờng. Ng−ời lái luôn có tác động điều chỉnh để thu đ−ợc các chuyển vị theo mong muốn. Đồng thời, các chuyển vị này lại đ−ợc phản hồi vào ng−ời lái, và ng−ời lái lại tác động vào hệ thống của ô tô để tạo nên các chuyển vị tiếp theo. Việc khảo sát hệ thống kín nh− hình vẽ là cần thiết, tuy nhiên quá phức tạp. Để đánh giá đ−ợc hệ thống kín này cần thiết tr−ớc hết phải đánh giá hệ thống hở (không có mạch liên hệ ng−ợc ). Qua hệ thống hở có thể xác định đ−ợc các phản ứng (chuyển vị) của ô tô khi có yếu tố điều khiển hoặc kích động bên ngoài khác. Các chuyển vị trong hệ thống hở đ−ợc mô tả qua các quy luật cho phép đánh giá sự ổn định của hệ thống và làm cơ sở cho việc thiết kế các hệ thống tự động điều khiển trên ôtô sau này. -Tính điều khiển của ô tô : 14 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………27 ở đây với mục tiêu khảo sát quỹ đạo chuyển động: tính điều khiển của ôtô đ−ợc hiểu là các phản ứng của ôtô (chuyển vị) đối với góc quay vành lái khi ô tô chuyển động trong một điều kiện nhất định (vận tốc = const). Nh− thế tính điều khiển đ−ợc coi là tính điều khiển khách quan, và thay thế tác động ng−ời lái bằng các hàm góc quay vành lái . Liên quan tới tính điều khiển là khái niệm về ổn định của hệ thống. Theo định nghĩa của lý thuyết ổn định thì : Một hệ thống đ−ợc gọi là ổn định nếu quá trình quá độ tắt dần theo thời gian. Hệ thống không ổn định nếu quá trình quá độ tăng dần theo thời gian. Hệ thống ở biên ổn định nếu quá trình quá độ không đổi hoặc giao._. động không tắt dần . Với khái niệm trên trong động lực học h−ớng chuyển động của ô tô ta thấy ổn định h−ớng chuyển động của ô tô là một đặc tính của ô tô giữ đ−ợc h−ớng chuyển động theo góc quay vành lái khi chịu tác động của các lực và mô men ngoại cảnh. 2.2.2. Vấn đề an toàn giao thông và quỹ đạo chuyển động Ng−ời lái Xe ô tô Chuyển động thực tế của ô tô Môi tr−ờng H−ớng chuyển động yêu cầu Hình 2.4. Mô hình hệ thống điều khiển của ô tô Liên hệ ng−ợc 15 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………28 Trong giao thông ô tô, mặt đ−ờng th−ờng giới hạn, sự chuyển động của ô tô không thể và không cho phép là những mặt đ−ờng vô tận. Nếu ô tô mất ổn định điều khiển sẽ dễ dàng dẫn tới mất an toàn giao thông. Vì vậy đảm bảo quỹ đạo chuyển động của ô tô theo đ−ờng cong mặt đ−ờng là một yếu tố nhằm đảm bảo an toàn giao thông. Sự chuyển động của ô tô trên đ−ờng đòi hỏi phải thực hiện theo quỹ đạo phức tạp, ng−ời lái luôn luôn điều chỉnh góc quay vành lái. Khi nâng cao tốc độ chuyển động cần thiết phải đảm bảo mối t−ơng quan giữa quỹ đạo chuyển động và góc quay vành lái chặt chẽ hơn, trong nhiều tr−ờng hợp sự sai lầm nhỏ trong điều khiển sẽ dẫn tới mất quỹ đạo chuyển động và gây mất an toàn giao thông. Chẳng hạn khi đi trên đ−ờng vòng ở tốc độ cao, gặp ch−ớng ngại vật, phanh xe quá ngặt dẫn đến bó lết các bánh xe làm mất khả năng điều khiển hoặc gia tốc h−ớng tâm tăng lên đột biến dẫn tới tr−ợt bên các bánh xe và lật đổ. Quá trình xảy ra tai nạn của ô tô có thể do nhiều nguyên nhân. Trong mô hình “xe – môi tr−ờng – ng−ời lái” có thể chỉ ra các nhóm nguyên nhân [9]: + Đối với ng−ời lái: - Trình độ kỹ thuật thấp, ít kinh nghiệm - Trạng thái phản ứng chậm (tâm-sinh lý) - Mệt mỏi tức thời + Đối với môi tr−ờng: - Đ−ờng xấu, chất l−ợng bề mặt không đồng đều, không đáp ứng với các tiêu chuẩn đ−ờng bộ. - Mật độ ch−ớng ngại vật trên đ−ờng cao - Gió bên và các ngoại lực phát sinh 16 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………29 - Tầm quan sát hạn chế + Đối với ô tô: - Các thông số kết cấu không hợp lý - Các h− hỏng sự cố bất th−ờng của kết cấu Các quốc gia tiên tiến đ" thống kê tỷ lệ này nằm trong phạm vi: Ng−ời lái : (72 ữ80)% Môi tr−ờng : (18 ữ23)% Kỹ thuật ô tô : (1,5 ữ5)% Các nguyên nhân không xác định khoảng 1%, với trạng thái xe hoạt động trên các xa lộ có tốc độ trung bình 60 ữ80km/h. Yếu tố ng−ời lái là yếu tố lớn nhất và chịu tác động của yếu tố x" hội,trình độ kỹ thuật lái xe và trạng thái tâm sinh lý của ng−ời điều khiển . yếu tố này th−ờng đ−ợc cả cộng đồng chăm lo thông qua thể chế pháp lý, giáo dục x" hội... Yếu tố môi tr−ờng phụ thuộc vào đời sống kinh tế x" hội của từng quốc gia. Khi điều kiện hạ tầng phát triển cao thì yều tố này có hai mặt: cho phép nâng cao chất l−ợng vận tải , nh−ng lại tạo điều kiện gia tăng tai nạn giao thông , để hạn chế các tai nạn giao thông một yếu tố cần thiết là phải nâng cao chất l−ợng kỹ thuật xe. Sự liên quan của quỹ đạo chuyển động tới an toàn chuyển động cũng t−ơng tự nh− các nguyên nhân trên. Trách nhiệm của cán bộ kỹ thuật trong ngành ô tô là phải hạn chế đến mức thấp nhất các nguyên nhân gây mất an toàn. Trong đó các nguyên nhân thuộc về cấu trúc của ô tô là những nguyên nhân tr−ớc hết cần đ−ợc giảm thiểu. Việc đ−a các hệ thống điều khiển tự động vào ô tô để điều chỉnh động lực học h−ớng nhằm nâng cao tính ổn định và điều khiển h−ớng của ô tô đ" và đang góp một phần rất lớn vào giải quyết nhiệm vụ này. 17 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………30 2.3. điều chỉnh động lực học h−ớng để nâng cao tính an toàn chủ động của ô tô 2.3.1. Ph−ơng pháp điều chỉnh động lực học h−ớng Nh− chúng ta đ" biết, an toàn chủ động là một trong những h−ớng phát triển chính của ô tô. Trạng thái chuyển động của ô tô đ−ợc quyết định bởi các ngoại lực tác động lên ô tô. Trạng thái chuyển động của ô tô khi phanh, tăng tốc hoặc khi chuyển h−ớng đ−ợc quyết định bởi các lực đ−ợc sinh ra trong vết tiếp xúc của bánh xe. Cho nên việc nghiên cứu nâng cao tính ổn định và điều khiển h−ớng của ô tô sẽ h−ớng tới việc nghiên cứu điều chỉnh các lực này. Các lực dọc và lực ngang trong vết tiếp xúc phụ thuộc vào tải trọng thẳng đứng, độ tr−ợt của bánh xe và hệ số bám giữa bánh xe và mặt đ−ờng. Các lực dọc rất quan trọng trong quá trình phanh và tăng tốc còn các lực ngang giúp cho việc thay đổi h−ớng chuyển động. Lực dọc và lực ngang trong vết tiếp xúc có mối quan hệ biện chứng đối với nhau, các lực trong vết tiếp xúc đ−ợc điều chỉnh thông qua việc điều chỉnh tải trọng thẳng đứng và độ tr−ợt bánh xe hoặc một trong hai yếu tố trên. Theo ph−ơng pháp điều chỉnh lực trong vết tiếp xúc các hệ thống điều chỉnh đ−ợc phân chia nh− sau: - Các hệ thống điều chỉnh lực thẳng đứng bánh xe: Hệ thống treo tích cực. - Các hệ thống điều chỉnh độ tr−ợt bánh xe: Hệ thống chống h"m cứng bánh xe, hệ thống chống tr−ợt quay bánh xe … - Các hệ thống điều chỉnh tải ngang của bánh xe: lái 4 bánh xe, hệ thống lái hai bánh xe có thêm phần điều chỉnh góc quay của hai bánh tr−ớc. 2.3.2. Các hệ thống điều chỉnh động lực học h−ớng 2.3.2.1. Các hệ thống điều chỉnh tải trọng thẳng đứng 18 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………31 Khi ô tô chuyển động trên đ−ờng do có lực quán tính hoặc sự không bằng phẳng của mặt đ−ờng sẽ xuất hiện sự thay đổi tải trọng trên các bánh xe, điều này ảnh h−ởng xấu tới đặc tính truyền lực giữa lốp và mặt đ−ờng. Các hệ thống treo tích cực sẽ điều chỉnh lại tải trọng này nhằm cải thiện đ−ợc đặc tính truyền lực của lốp và vẫn đảm bảo quan hệ hợp lý giữa yêu cầu về tính an toàn chủ động và tính êm dịu vận hành của ô tô. 2.3.2.2. Các hệ thống điều chỉnh độ tr−ợt giữa bánh xe với mặt đ−ờng [4] Mục đích của hệ thống này là điều chỉnh và duy trì độ tr−ợt t−ơng đối giữa bánh xe và mặt đ−ờng ở trị số tối −u nhất trong các trạng thái kéo và phanh. a. Hệ thống chống h3m cứng bánh xe ABS (Anti-lock Brake System) Hệ thống ABS hoạt động trên cơ sở điều chỉnh mô men phanh trên các bánh xe để duy trì độ tr−ợt tối −u trong quá trình phanh nhằm tận dụng đ−ợc khả năng truyền lực dọc và lực ngang của lốp là lớn nhất trong khi phanh. Chính điều này đ" đảm bảo cho qu"ng đ−ờng phanh là ngắn nhất và tính ổn định h−ớng khi phanh là tốt nhất. Để giữ cho bánh xe không bị h"m cứng và đảm bảo hiệu quả phanh cao cần phải điều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh sao cho độ tr−ợt của bánh xe với mặt đ−ờng thay đổi quanh giá trị λo trong giới hạn cho phép. Các hệ thống chống h"m cứng bánh xe có thể sử dụng các nguyên lý điều chỉnh sau : − Theo gia tốc chậm dần của bánh xe phanh. − Theo giá trị độ tr−ợt cho tr−ớc. − Theo giá trị của tỉ số vận tốc góc của bánh xe với gia tốc chậm dần của nó. ứng dụng sự phát triển mạnh mẽ của các ngành tin học, điện tử, tự động 19 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………32 hoá ngành ô tô đ" thiết kế, chế tạo thành công các hệ thống chống h"m cứng bánh xe khi phanh và hiện đang đ−ợc sử dụng ở hầu hết các xe ôtô đời mới ở các n−ớc phát triển. Hệ thống chống h"m cứng bánh xe khi phanh gồm các phần tử sau : Cảm biến để phát tín hiệu về tình trạng của đối t−ợng cần đ−ợc thông tin, cụ thể là tình trạng của bánh xe đang đ−ợc phanh. Tuỳ theo sự lựa chọn nguyên lý điều chỉnh có thể dùng cảm biến vận tốc góc, cảm biến áp suất trong dẫn động phanh, cảm biến gia tốc của ôtô và các cảm biến khác. Bộ điều khiển để xử lý các thông tin và phát các lệnh nhả phanh hay phanh bánh xe (các loại điều khiển này th−ờng là loại điện tử). Bộ phận để thực hiện các lệnh do bộ điều khiển phát (có thể là loại thuỷ lực, loại khí hoặc thuỷ khí). Các hệ thống chống h"m cứng hiện nay th−ờng sử dụng nguyên lý điều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh theo gia tốc chậm dần của bánh xe có bố trí cảm biến vận tốc góc. b. Hệ thống chống tr−ợt quay Các hệ thống chống tr−ợt quay đ−ợc ký hiệu là ASC (Anti Skid Control), TCS (Traction Control System) và ASR (Anti Skid System Regulation). Các hệ thống này diều chỉnh độ tr−ợt quay của bánh xe chủ động để duy trì các lực kéo tối −u nhất cho tính ổn định h−ớng chuyển động. Để điều chỉnh sự tr−ợt quay của các bánh xe chủ động, ng−ời ta áp dụng các biện pháp sau: - Phanh bánh xe chủ động khi bị tr−ợt quay. - Giảm mô men xoắn của động cơ nhờ có mối liên hệ với ECU động cơ hoặc sử dụng các loại vi sai có ma sát cao. 20 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………33 Các hệ thống chống tr−ợt quay hiện nay th−ờng dùng tổ hợp các ph−ơng án trên, ví dụ nh− hệ thống ASC+TSC của h"ng BMW điều chỉnh bằng cách giảm mô men động cơ truyền tới bánh xe và phanh các bánh xe. c.Hệ thống động lực học h−ớng chuyển động VCD (Vehicle Dynamic Control) Hệ thống này sử dụng lực dọc trong vết tiếp xúc của bánh xe để điều chỉnh mô men quay của ô tô quanh trục thẳng đứng đi qua trọng tâm của ô tô. Nhờ việc điều chỉnh các lực phanh riêng biệt của các bánh xe qua đó chúng ta cải thiện đ−ợc đặc tính quay vòng và ổn định của ô tô trong các tình huống vận hành khác nhau. Việc điều chỉnh lực phanh có thể theo quan hệ với góc quay của vành lái và tốc độ chuyển động của ô tô hoặc theo quan hệ gia tốc bên và tốc độ góc quay thân xe. * Các hệ thống phân chia lực phanh Các hệ thống này điều chỉnh sự phân bố các lực phanh trên các bánh xe của một cầu xe hoặc của hai cầu xe khác nhau. Nhờ có sự chênh lệch lực theo ph−ơng dọc trục của bánh xe nên đ" tạo ra một mô men điều chỉnh sự quay quanh trục thẳng đứng của ô tô và nh− vậy đ" diều chỉnh đ−ợc h−ớng chuyển động nhằm nâng cao tính an toàn chủ động của ô tô. −u điểm của hệ thống này là không cần thay đổi kết cấu của các cầu xe và có thể tích hợp trong hệ thống ABS. Nh−ợc điểm của hệ thống này là điều chỉnh h−ớng chuyển động luôn cần phải điều chỉnh lực dọc trong vết tiếp xúc của bánh xe. Việc điều chỉnh lực dọc sẽ làm ảnh h−ởng tới khả năng truyền lực ngang của bánh xe. Và mặt khác, hệ thống này chỉ hoạt động trong những thời điểm tới hạn còn trong quá trình vận hành xe bình th−ờng thì không trợ giúp d−ợc cho điều khiển quỹ đạo chuyển động của xe. 21 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………34 * Các hệ thống điều chỉnh mô men kéo chủ động H"ng Honda trên một số các dòng xe của mình đ" sử dụng một hệ thống ổn định h−ớng ATTS (Active Torque Tranfer System – hệ thống điều chỉnh mô men kéo chủ động) ở các ô tô này hệ thống ATTS sử dụng tổ hợp cùng với hệ thống lái bốn bánh, hệ thống chống tr−ợt quay, hệ thống chống h"m cứng bánh xe. Nguyên lý hoạt động của hệ thống ATTS dựa vào sự điều chỉnh lực dọc trong vết bánh xe chủ động bằng cách chủ động phân chia mô men kéo giữa các bánh xe bên trái và bên phải của cầu chủ động để điều chỉnh mô men quay của ô tô. d. Hệ thống điều chỉnh lực bên * Điều chỉnh góc nghiêng của bánh xe Hệ thống này thay đổi lực bên bằng cách điều chỉnh góc nghiêng của bánh xe trong sự phụ thuộc vào các đại l−ợng đầu ra của xe nh− tốc độ quay xe và gia tốc bên. * Điều chỉnh độ lệch h−ớng của bánh xe Hệ thống này thay đổi phản lực bên trong vết của lốp bằng cách thay đổi góc lệch h−ớng của các bánh xe tr−ớc và sau độc lập với ng−ời lái. 2.4. nhận xét chung ở các n−ớc có nền công nghiệp ô tô hiện đại, vấn đề đảm bảo tính điều khiển của ô tô đ−ợc các tiêu chuẩn pháp lý đề cập tỷ mỉ, do vậy đ" góp phần rất lớn trong việc giảm các tai nạn giao thông. Sự tăng tốc độ trung bình của ô tô kèm theo các yêu cầu về tính điều khiển ngày càng chặt chẽ. Do vậy cơ sở lý thuyết về tính điều khiển ô tô cũng đ−ợc đề cập ở mức độ sâu sắc hơn. Trong đó yếu tố điều khiển ô tô trong trạng thái quan trọng nhất đó là trạng thái phanh 22 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………35 đ−ợc đặc biệt chú trọng. Việc đ−a các hệ thống điều khiển tự động vào ô tô đòi hỏi tr−ớc hết phải nắm chắc cơ sở lý luận về tính điều khiển. ở n−ớc ta trong quá trình sử dụng ô tô cũng cần thiết phải hiểu biết các kết cấu liên quan nhằm b−ớc đầu khai thác tốt, sau đó sử dụng đúng để giảm bớt các tai nạn giao thông trên đ−ờng. Những lý do trên cũng là cơ sở hình thành đề tài: “Khảo sát động lực học và quỹ đạo chuyển động của xe UAZ-469 khi phanh”. Nội dung đề tài đề cập đến yếu tố điều khiển ô tô con khi phanh thông qua việc khảo sát trên một loại xe cụ thể là xe UAZ-469, nhằm góp một phần nhỏ vào giải quyết nhiệm vụ nói trên. 23 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………36 3. Xây dựng mô hình toán nghiên cứu, khảo sát tính chất động lực học và quỹ đạo chuyển động của xe uaz- 469 khi phanh 3.1. mô hình toán học 3.1.1. Ph−ơng pháp toán học mô tả quỹ đạo chuyển động của ô tô Để thiết lập các mối quan hệ trong việc mô tả quỹ đạo chuyển động của ô tô có thể sử dụng các ph−ơng pháp sau [9]: - Dùng thực nghiệm trên các b"i lớn (Polygon) - Dùng mô tả toán học - Dùng mô hình đồng dạng trên sa bàn Trong điều kiện hiện nay việc mô tả bằng toán học có nhiều thuận lợi hơn cả vì qua nó có thể đánh giá độc lập các yếu tố, định h−ớng cho việc thí nghiệm và góp phần để giải bài toán tối −u trong lựa chọn kết cấu. Các kết quả tính toán đều phải qua thực nghiệm, trên cơ sở đó đánh giá tính đúng đắn của mô hình khảo sát. Khả năng mô tả toán học của mô hình cho phép ta thiết lập đ−ợc đầy đủ các ph−ơng trình mô tả các quan hệ động học của ôtô, song tuỳ thuộc vào mục tiêu nghiên cứu của bài toán mà ng−ời ta có thể sử dụng những giả thiết phù hợp nhằm đơn giản hoá bài toán mà không làm mất đi tính đúng đắn khoa học của nó, chính điều này đ" tạo nên một trong những −u thế của ph−ơng mô tả toán học. Theo các mục đích nghiên cứu của đề tài có thể sử dụng các mô hình sau: 1. Mô hình không gian tổng thể: Mô hình này cho phép thiết lập các quan hệ động lực học t−ơng đối đầy đủ, có thể phản ánh khá đầy đủ các yếu tố ảnh h−ởng. 2. Mô hình phẳng (biểu diễn trên mặt phảng của đ−ờng): sử dụng mô hình này sẽ không để ý tới các ảnh h−ởng của hệ thống treo. 24 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………37 3.1.2. Xây dựng mô hình toán Đề tài lựa chọn mô hình phẳng (biểu diễn trên mặt phẳng của đ−ờng) có sử dụng một số giả thiết để hạn chế tính phức tạp trong tính toán. Để khảo sát quá trình động lực học xe, đề tài chọn hệ trục toạ độ sau: - Hệ trục toạ độ O0X0Y0Z0 là hệ toạ độ cố định đặt trên mặt đ−ờng , trục O0Z0 là trục vuông góc với mặt đ−ờng; - Hệ trục toạ độ CXYZ là hệ trục toạ độ di động, đ−ợc đặt tại trọng tâm C của ô tô 3.1.2.1. Quan hệ động học của ô tô trong mô hình phẳng tổng quát Mô hình đ−a ra ở dạng phẳng, trọng tâm của ô tô coi nh− đặt tại mặt đ−ờng. Bỏ qua sự lật nghiêng thân xe do ảnh h−ởng của lực ly tâm và hệ thống treo. )cos( εα +v& Quỹ đạo chuyển động )sin( εα +v& cos()( εαεα ++ &&v sin()( εαεα ++ &&v 0xv&C v& v 0yv& )( εα &&+v 'P P x 0x y 0y α ε ε α + 0y 0z 0 x Hình 3.1. Quan hệ động học của ô tô trong mô hình phẳng 25 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………38 Trên hình (3.1) chỉ ra quỹ đạo chuyển động của ô tô là một đ−ờng cong và đ−ợc xác định bởi các vị trí liên tiếp của trọng tâm ô tô C, vận tốc tức thời của trọng tâm ô tô là v. Vận tốc v tiếp tuyến với quỹ đạo chuyển động và nghiêng đi so với trục dọc của ô tô là α (góc này đ−ợc gọi tên là góc lệch h−ớng chuyển động của ô tô). Góc quay t−ơng đối giữa 2 hệ toạ độ là ε , và cũng chính là góc quay của trục dọc ô tô khi chuyển động. Chiếu vận tốc v lên 2 trục OX0 và OY0 ta có : vx0 = v.cos(α +ε ) (3-1) vy0 = v.sin(α +ε ) Vị trí của ô tô tại một thời điểm nào đó (sau khoảng thời gian từ 0 - t) đ−ợc xác định bởi toạ độ trọng tâm theo hệ toạ độ tuyệt đối, tính theo công thức: x0 = ∫ t xodtv 0 = ∫ + t dtv 0 )cos( εα (3-2) y0 = ∫ t yodtv 0 = ∫ + t dtv 0 )sin( εα Nh− vậy nếu có hệ toạ độ mặt đ−ờng, biết x0, y0, các góc α và ε hoàn toàn có thể xác định vị trí của ô tô trên đ−ờng, tại một thời điểm nhất định. Mục tiêu của bài toán là xác định các góc α vàε , toạ độ x0, y0 nhằm xác định quỹ đạo chuyển động của ô tô trong thực tế chuyển động, góc α chỉ cho chúng ta biết góc lệch trục dọc thân xe với vận tốc tức thời. Khi ô tô chuyển động góc α tạo lên cảm giác lệch h−ớng của xe với đ−ờng, ng−ời lái xe cảm nhận và có thể tiến hành điều chỉnh h−ớng chuyển động này. Còn đối với góc quay ε nói lên góc quay của thân xe trên mặt đ−ờng (quay quanh trục thẳng đứng OZ). Thông số này rất quan trọng, nó đóng vai trò chính trong việc khảo sát tính ổn định chuyển động của ô tô, cảm nhận với sự thay đổi này và điều chỉnh đúng khi giá trị ε thay đổi lớn là một khó khăn đối với lái xe. Chỉ với lái xe rất có kinh nghiệm mới tiến hành điều chỉnh đ−ợc. 26 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………39 Các thông số khác cần xác định trên hình (3.1) là: - Gia tốc h−ớng tâm ah: gia tốc này có mặt là do ô tô chuyển động trên một quỹ đạo cong có gia tốc chuyển động tịnh tiến không trùng với vận tốc v. ah = iR v 2 (3-3) Trong đó Ri là bán kính cong tức thời của quỹ đạo. Việc xác định ah có thể xây dựng bằng ph−ơng pháp khác không thông qua Ri. Thông số Ri trong tính toán khó xác định chính xác, trong thực nghiệm cũng khó đo đạc hơn. Từ hình (3.2) và công thức (3-1), (3-2) ta đạo hàm theo thời gian của vx0 và vy0 thu đ−ợc: vvx && =0 cos( εα + ) - v.( εα &&+ ).sin( εα + ) vv y && =0 sin( εα + ) +v.( εα &&+ ).cos( εα + ) (3-4) ở đây v.( εα &&+ ) là gia tốc h−ớng tâm ah : ah = v.( εα &&+ ) (3-5) Gia tốc tiếp tuyến, gia tốc h−ớng tâm đ−ợc xác định nh− trên hình (3-1). Khoảng cách CP là bán kính cong của quỹ đạo Ri, khoảng cách CP là bán kính quay của trọng tâm ô tô Nếu trong tr−ờng hợp : v = const ; const=α thì Ri=R lúc đó ah=aht; ε&= tε&và: ở đây sử dụng “t” để chỉ trạng thái quay vòng ổn định (quay vòng đều). aht = R v2 = v. tε& (3-6) 27 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………40 Hình 3.2. Xác định vị trí trọng tâm ô tô tại một thời điểm nhất định 0x v ε α Y0 X0 C 0y v v x0 z0 y0 Hình 3.3. Sơ đồ xác định gia tốc trọng tâm ô tô iR R C v& )( εα &&+v 'P P x 0x y 0y α ε ε α v 28 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………41 3.1.2.2. Mô hình khảo sát và các quan hệ động lực học. a. Mô hình phẳng tổng quát của ô tô Mô hình phẳng tổng quát của ô tô đ−ợc mô tả trên hình (3.4). Để xây dựng đ−ợc mô hình này, ta sử dụng một số giả thiết sau: - Ôtô chuyển động trên mặt đ−ờng bằng phẳng - Bỏ qua ảnh h−ởng của hệ thống treo - Bỏ qua các chuyển động theo ph−ơng thẳng đứng - Mô hình xây dựng trên cơ sở chuyển động song phẳng của ôtô Các lực tác dụng lên bánh xe bao gồm : các phản lực dọc (Xi : Lực kéo, trong tr−ờng hợp phanh thì Xi là lực phanh và lấy dấu “-”); lực cản lăn (Pfi); các phản lực bên (Si); các mô men cản quay của bánh xe (Msi). Chỉ số i có giá trị 1,2,3,4 tuỳ thuộc vào cách đánh số thứ tự của bánh xe. Trọng tâm ô tô C đặt cách tâm trục cầu sau một đoạn là b; cách tâm trục cầu tr−ớc là a. Chiều dài cơ sở S3 S4 S1 S2 ts l a b N ωP X2 X1 X4 X3 Pf3 Pf4 Pf2 Pf1 MS2 MS1 MS3 vm& )( εα &&+mv C v x y ε α tt 0x + 0y 0z Hình 3.4. Mô hình phẳng tổng quát của ô tô MS4 e 29 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………42 l = a + b. Lực cản của không khí (kể cả của gió) đặt tại điểm C cách trọng tâm một đoạn e và chia làm 2 thành thành phần. Lực cản không khí theo ph−ơng dọc x là ωP và lực gió bên là N. Tại trọng tâm ô tô có lực quán tính m. v&; lực ly tâm là m.v.( εα &&+ ), trong đó m là khối l−ợng của ô tô. Khi thân xe quay, xuất hiện mô men quán tính xung quanh trục Tz và có giá trị là ε&ZJ (Jz là mô men quán tính của ô tô đối với trục Cz đi qua trọng tâm; ε& gia tốc góc quay thân xe). Góc quay của bánh xe tr−ớc là tβ , các kích th−ớc chiều rộng vết lốp của cầu tr−ớc là tt; cầu sau là ts. b. Ph−ơng trình vi phân chuyển động của ô tô Ph−ơng trình cân bằng các lực và mô men sẽ là: * Đối với trục dọc ô tô (trục x): -m v&cosα +mv( εα &&+ )sinα -(S1+S2)sin tβ +(X1+X2-Pf1-Pf2)cos tβ - ωP +X3+X4 -Pf3-Pf4 = 0 (3-7) * Đối với trục ngang ô tô (trục y): -m v&sinα +mv( εα &&+ )cosα -(S1+S2)cos tβ +S3+S4+(X1+X2-Pf1-Pf2)sin tβ +N = 0 (3-8) * Ph−ơng trình cân bằng mô men đối với trọng tâm ô tô C: -Jzε&+ (S1+S2)acos tβ -(S3+S4)b+(S1-S2) 2 tt sin tβ -(Ms1+Ms2+Ms3+Ms4)+(X1+X2-Pf1- Pf2)asin tβ -(X1-X2-Pf1+Pf2) 2 tt cos tβ -(X3-Pf3-X4+Pf4) 2 st + N.e = 0 (3-9) Dấu khi viết ph−ơng trình đ−ợc lấy theo chiều của trục toạ độ. Các ph−ơng trình này biểu thị sự chuyển động của ô tô khi bánh xe dẫn h−ớng có thể lệch một góc tβ .Trong tr−ờng hợp ô tô chuyển động thẳng thì tβ =0 , ở đây coi chuyển động thẳng là một tr−ờng hợp đặc biệt của chuyển động quay vòng. 30 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………43 Theo mục tiêu nghiên cứu của đề tài, bài toán đ−ợc đặt ra với các giả thiết sau đây: - Xe chuyển động trên đ−ờng thẳng và ng−ời lái giữ tay lái ở vị trí trung gian (không đánh lái). Do đó : tβ = 0→sin tβ =0, cos tβ =1 - Khảo sát trong tr−ờng hợp không có lực đẩy gió ngang (N=0) - Bỏ qua ảnh h−ởng của các mô men đàn hồi bánh xe Msi(i=1ữ4) Với các giả thiết nêu trên, ta đ−a hệ (3-7), (3-8), (3-9) về hệ sau: -m v&cosα +mv( εα &&+ )sinα +(X1+X2+X3+X4 -Pf1-Pf2 -Pf3 -Pf4 - ωP ) = 0 (3-10) -m v&sinα +mv( εα &&+ )cosα -(S1+S2-S3-S4) = 0 (3-11) -Jzε&+[(S1+S2)a-(S3+S4)b - (X1-X2-Pf1+Pf2) 2 tt - (X3-Pf3-X4+Pf4) 2 st ] = 0 (3-12) Khi phanh xe và ng−ời lái cắt ly hợp thì: X1 = -Pp1 ; X2 = -Pp2 ;X3 = -Pp3 ; X4 = -Pp4 Đặt P1 = Pp1+Pf1 ; P2 = Pp2+Pf2 ; P3 = Pp3+Pf3 ; P4 = Pp4+Pf4 ; S3 S2 S4 S1 ts l a b ωP X2 X1 X4 X3 Pf3 Pf4 Pf2 Pf1 vm& )( εα &&+mv C v x y ε α tt + 0y 0z 0x Hình 3.5. Mô hình tính toán cho ô tô trong tr−ờng hợp không xoay 31 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………44 Mô hình trên hình (3.5) đ−ợc thu gọn nh− sau: Hệ (3-10), (3-11), (3-12) trở thành : 0sin)(cos 4321 =−−−−−++ WPPPPPmvvm αεαα &&& (3-13) 0cos)(sin 4321 =++−−+− SSSSmvvm αεαα &&& (3-14) 0)()( 2 )( 2 )( 43214321 =+−+−−+−+− bSSaSS t PP t PPJ stzε& (3-15) Cân bằng lực theo ph−ơng vận tôc V 0sin)(cos)( 21434321 =−−++++++− αα SSSSPPPPPvm W& ]sin)(cos)[(1 21434321 αα SSSSPPPPP m v W −−+−++++=& (3-16) z st J bSsaSStPPtPP 2 )(2)(2)()( 43214321 +−+−−+− =ε& (3-17) Từ (3-13) và (3-14) ta có thể viết lại: α αεα cos sin)()( 4321 m mvPPPPP v W && & +−++++= (3-18) α αεα sin cos)()( 4321 m mvSSSS v && & ++−−+= (3-19) Hình 3.6. Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh x y x y v ε α P1 P2 S1 S2 S3 S4 P4 P3 )( αε &&+mv vm& ε&J ε& x y 0 tt ts L a b PW C vm& 32 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………45 Kết hợp (3-18) và (3-19) : α αεα α αεα sin cos)()( cos sin)()( 43214321 m mvSSSS m mvPPPPP W &&&& ++−−+ = +−++++ ααα αεα α αεα sin )( cos )( sin cos)( cos sin)( 43214321 SSSSPPPPPmvmv W −−+ − ++++ = + + + &&&& ααα αε α αα α αε α αα sin )( cos )( sin cos sin cos cos sin cos sin 43214321 SSSSPPPPPmvmvmvmv W −−+ − ++++ =+++ &&&& ) sin cos cos sin( sin )( cos )() sin cos cos sin( 43214321 α α α α ε ααα α α α α +− −−+ − ++++ =+ && mv SSSS mv PPPPP W αα αα ε αααα αα α sincos cossin sin )( cos )( sincos cossin 224321432122 + − −−+ − ++++ = + && mv SSSS mv PPPPP W αα ε αααα α sincossin )( cos )( sincos 43214321 && − −−+ − ++++ = mv SSSS mv PPPPP W Suy ra: ε αα α && − −−+ − ++++ = mv SSSS mv PPPPP W )(cos)(sin 43214321 (3-20) Kết hợp (3-16) , (3-17), (3-20) ta đ−ợc hệ ph−ơng trình: ]sin)(cos)[(1 21434321 αα SSSSPPPPP m v W −−++++++=& (3-21) z st J bSsaSStPPtPP 2 )(2)(2)()( 43214321 +−+−−+− =ε& (3-22) ε αα α && − −−+ − ++++ = mv SSSS mv PPPPP W )(cos)(sin 43214321 (3-23) Đặt : A = P1+P2 + P3+P4+Pw ; B = S1+ S2 + S3+S4 ; C = (S1+ S2).a + (S3+S4).b – (P1 - P2). 2 tt - (P3 - P4). 2 st Ta đ−a hệ (3-21), (3-22), (3-23) về hệ sau: )sin.cos.(1 αα BA m v +−=& (3-24) zJ C − =ε& (3-25) * Xác định các phản lực : - Lực phanh : Pp1 = Ppmax1(1- e -kt ) ; Pp2 = Ppmax2(1- e -kt ) ; ε αα α && −−= mv BA cossin. (3-26) 33 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………46 Pp3 = Ppmax3(1- e -kt ) ;Pp4 = Ppmax4(1- e -kt ) ; - Tổng lực h"m (khi phanh): P1 = Ppmax1(1- e -kt ) + Pf1 ; P2 = Ppmax2(1- e -kt ) + Pf2 ; P3 = Ppmax3(1- e -kt ) + Pf3 ; P4 = Ppmax4(1- e -kt ) + Pf4 ; - Xác định các phản lực ngang: S1 = P1tgβ1 ; S2 = P2tgβ2 ; S3 = P3tgβ3 ; S4 = P4tgβ4 ; v1 Hình 3.7. Sơ đồ xác định các phản lực ngang của các bánh xe (khi quay trái) α a b v2 tt ts v ω v4 v3 x y β2 β1 β3 β4 S4 S3 S2 S1 P4 P3 P1 P2 Pϕ3 Pϕ4 Pϕ2 Pϕ1 α a b v1 v2 tt ts v ω v4 v3 x y β2 β1 β3 β4 S4 S3 S2 S1 P4 P3 P1 P2 Pϕ1 Pϕ3 Pϕ4 Pϕ2 Hình 3.8. Sơ đồ xác định các phản lực ngang của các bánh xe (khi quay phải) 34 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………47 Để xác định các phản lực ngang S1, S2, S3, S4 khi bánh xe bị tr−ợt ngang, ta cần phải xác định đ−ợc góc nghiêng của vec tơ vận tốc tuyệt đối so với mặt phẳng đối xứng dọc của mỗi bánh xe: β1, β2, β3, β4 D−ới đây là ph−ơng pháp xác định các góc nghiêng nêu trên: Khi xe quay trái: .Bánh 1: ϕ1 = 900 + γ1 ; θ1 = ϕ1 − α ; 112121 cos2 θee vvvvv ++= 1 2 1 2 1 2 1 arccos vv vvv e−+ =ψ ; β1 = ψ1 + α Bánh 2: ϕ2 = 900 − γ2 ; θ2 = ϕ2 − α ; 222222 cos2 θee vvvvv ++= 2 2 2 2 2 2 2 arccos vv vvv e−+ =ψ ; β2 = ψ2 + α Bánh 3: ϕ2 = 900 + γ3 ; θ3 = ϕ3 − α ; 332323 cos2 θee vvvvv ++= 3 2 3 2 3 2 3 arccos vv vvv e−+ =ψ ; β3 = ψ3 − α Bánh 4: ϕ4 = 900 − γ4 ; θ4 = ϕ4 − α ; 442424 cos2 θee vvvvv ++= 4 2 4 2 4 2 4 arccos vv vvv e−+ =ψ ; β4 = ψ4 − α Hình 3.9. Sơ đồ xác định vận tốc của các bánh xe (khi quay V1 V V V V V V2 V4 V3 Ve Ve Ve Ve α α α α α γ1 γ2 γ4 γ3 ω r1 r2 r4 r3 θ1 θ2 ϕ3 ϕ2 θ3 β3 β2 β4 β1 tt ts x y C A B C D a b ψ1 ϕ1 ψ3 ϕ4 θ4 ψ2 ψ4 35 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………48 Khi xe quay phải: Bánh 1: ϕ1 = 900 − γ1 ; θ1 = ϕ1 − α ; 112121 cos2 θee vvvvv ++= 1 2 1 2 1 2 1 arccos vv vvv e−+ =ψ ; β1 = ψ1 + α Bánh 2: ϕ2 = 900 + γ2 ; θ2 = ϕ2 − α ; 222222 cos2 θee vvvvv ++= 2 2 2 2 2 2 2 arccos vv vvv e−+ =ψ ; β2 = ψ2 + α Bánh 3: ϕ2 = 900 − γ3 ; θ3 = ϕ3 + α ; 332323 cos2 θee vvvvv ++= 3 2 3 2 3 2 3 arccos vv vvv e−+ =ψ ; β3 = ψ3 − α Bánh 4: ϕ4 = 900 + γ4 ; θ4 = ϕ4 + α ; 442424 cos2 θee vvvvv ++= 4 2 4 2 4 2 4 arccos vv vvv e−+ =ψ ; β4 = ψ4 − α Từ các hệ thức trên ta xác định đ−ợc các thành phần lực và mô men trong hệ ph−ơng trình vi phân chuyển động (3-21), (3-22), (3-23). Hình 3.10. Sơ đồ xác định vận tốc của các bánh xe (khi quay vòng V1 V V V V V V2 V4 V3 Ve Ve Ve Ve α α α α α γ1 γ2 γ4 γ3 ω r1 r2 r4 r3 θ1 θ2 ϕ3 ϕ2 θ3 β3 β2 β4 β1 tt ts x y C A B C D a b ψ1 ϕ1 ψ3 ϕ4 θ4 ψ2 α ψ4 36 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………49 3.2. ph−ơng pháp Khảo sát 3.2.1. Xây dựng ch−ơng trình tính Để tiến hành khảo sát tính chất động lực học và các thông số quỹ đạo chuyển động của ô tô khi phanh, ta cần phải giải hệ ph−ơng trình vi phân chuyển động của ô tô khi phanh (3-21), (3-22), (3-23). *Giải hệ ph−ơng trình vi phân chuyển động của ô tô Để giải hệ ph−ơng trình vi phân chuyển động (3-21), (3-22), (3-23), trong luận văn này sử dụng ph−ơng pháp giải gần đúng Runge-Kutta4 với sự trợ giúp của máy vi tính. Các b−ớc thực hiện nh− sau: B−ớc 1: Đ−a hệ ph−ơng trình vi phân bậc cao về hệ ph−ơng trình vi phân cấp một: Để dễ quan sát ta viết lại hệ ph−ơng trình vi phân chuyển động (3-21), (3-22), (3-23): Trong hệ trên có một ph−ơng trình vi phân cấp hai, đó là ph−ơng trình gia tốc góc xoay thân xe ε&. Để có thể sử dụng ph−ơng pháp Runge-Kutta, cần phảI đ−a hệ ph−ơng trình trên về hệ ph−ơng trình chuẩn, tức là đ−a về hệ ph−ơng trình vi phân cấp một t−ơng đ−ơng, sau đó giải gần đúng hệ ph−ơng trình vi phân cấp một theo điều kiện đầu. ε αα α && − −−+ − ++++ = mv SSSS mv PPPPP W )(cos)(sin 43214321 ]sin)(cos)[(1 21434321 αα SSSSPPPPP m v W −−++++++=& z st J bSsaSStPPtPP 2 )(2)(2)()( 43214321 +−+−−+− =ε& 37 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………50 1xv = vx && =1 2x=ε Đặt ε&& == 32 xx ε&& =3x α=4x α&& =4x Thay các đại l−ợng trên vào hệ ph−ơng trình vi phân (3-21), (3-22), (3- 23) ta nhận đ−ợc hệ 4 ph−ơng trình vi phân cấp một: ]sin)(cos)[(1 42143443211 xSSSSxPPPPP m x W −−++++++=& 32 xx =& z st J bSsaSStPPtPP x 2 )(2)(2)()( 43214321 3 +−+−−+− =& 2 4321443214 4 )(cos)(sin x mv SSSSx mv PPPPPx x W && −−−+−++++= Giải hệ ph−ơng trình vi phân trên ta nhận đ−ợc 1xv = , 2x=ε , 3x=ε& , 4x=α . ._.trình phanh LT & TN khi xe chuyển động thẳng và không có sự cố mất phanh, V0=50km/h v 3 4 2 1 C 94 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………107 Từ các kết quả trên ta có bảng tổng hợp d−ới đây: 4.2.3. Nhận xét Từ các kết quả nghiên cứu thực nghiệm và kiểm chứng trên đây, ta có nhận xét nh− sau: 1) Khi khe hở giữa má phanh và trống phanh thay đổi không đều nhau giữa các bánh xe cùng một cầu trong quá trình sử dụng sẽ dẫn đến thời điểm tác động phanh ở các bánh bên trái và bên phải không nh− nhau nh− trong các thí nghiệm 3, 4, 5, gây nên lệch quỹ đạo chuyển động. 2) Gia tốc phanh, qu"ng đ−ờng phanh và thời gian phanh thực tế đều lớn hơn so với lý thuyết, điều này hoàn toàn phù hợp với thực tế. Sai số cụ thể là: - Sai số về gia tốc phanh: ở vận tốc V0= 37km/h, sai số là 1.48% ở vận tốc V0= 50km/h, sai số là 5.65% - Sai số về qu"ng đ−ờng phanh: ở vận tốc V0= 37km/h, sai số là 18.10% ở vận tốc V0= 50km/h, sai số là 11.10% - Sai số về thời gian phanh: ở vận tốc V0= 37km/h, sai số là 19.27% ở vận tốc V0= 50km/h, sai số là 24.25% Từ các kết quả về sai số nêu trên, có thể rút ra nhận xét: Bảng 4.3. So sánh quá trình phanh LT & TN khi phanh xe trên đ−ờng thẳng và không có sự cố Jpmax (m/s 2) Sp (m) Ttp (s) T T V0 LT TN Sai số (%) LT TN Sai số (%) LT TN Sai số (%) 1 37 -6.76 -6.66 1.48 9.28 11.33 18.10 1.76 2.18 19.27 2 50 -7.63 -7.2 5.65 14.34 16.13 11.10 2.03 2.68 24.25 95 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………108 Sai số về qu"ng đ−ờng phanh và thời gian phanh lớn hơn so với sai số về gia tốc phanh, trong đó sai số về thời gian phanh là lớn nhất. Bởi vì: - Khi tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng thì kết quả đạt đ−ợc cho thấy ở giai đoạn đầu của quá trình phanh (khi vận tốc của xe còn lớn) đ" xảy ra hiện t−ợng chậm tác dụng của dẫn động phanh (có thể do sự điều khiển của ng−ời lái hoặc do hệ thống phanh của xe thí nghiệm), còn ở giai đoạn cuối của quá trình phanh thì do biến dạng đàn hồi của lốp nên đồ thị vận tốc thí nghiệm không về 0 ngay mà còn trải qua một giai đoạn quá độ (tắt dần); tuy nhiên, trên mô hình khảo sát lý thuyết chúng tôi ch−a mô tả đ−ợc các quá trình trên khi tiến hành khảo sát cho các ph−ơng án phanh xe trên đ−ờng thẳng và không có sự cố để lấy kết quả so sánh với thực nghiệm. - Thời gian biến thiên lực phanh theo mô hình khảo sát lý thuyết nhỏ hơn so với thời gian biến thiên lực phanh trong thí nghiệm. - Sai số về qu"ng đ−ờng phanh giữa các kết quả khảo sát trên mô hình và các kết quả thực nghiệm là chấp nhận đ−ợc. 3) Trong quá trình xây dựng mô hình toán, đề tài đ" đ−a ra 1 số giả thiết nhằm đơn giản quá trình tính toán. Qua kết quả kiểm chứng trên đây cho thấy các kết quả khảo sát lý thuyết đều phù hợp với quy luật diễn ra trên thực tế và độ sai lệch giữa lý thuyết với thực nghiệm về gia tốc phanh, qu"ng đ−ờng phanh và thời gian phanh của xe trong điều kiện khảo sát là chấp nhận đ−ợc. Điều này đ" khẳng định độ tin cậy của mô hình tính toán so với thực tế. 96 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………109 kết luận chung và đề nghị Kết luận 1.Đề tài đ3 đáp đáp ứng đ−ợc các nhiệm vụ đ3 đ−ợc đặt ra : - Đ" tiến hành thí nghiệm xác định đ−ợc mô men quán tính của xe UAZ- 469 bằng ph−ơng pháp dao động xoắn với sự trợ giúp của máy tính, cho độ chính xác và tin cậy cao. - Đ" xây dựng mô hình nghiên cứu và xây dựng ch−ơng trình tính toán- khảo sát động lực học và quỹ đạo chuyển động của xe UAZ-469 khi phanh với sự trợ giúp của phần mềm Matlab 7.0. - Đ" tiến hành thí nghiệm quá trình phanh xe UAZ-469 đồng thời đ" kiểm chứng độ tin cậy của mô hình tính toán. Độ tin cậy của mô hình toán đ" đ−ợc kiểm chứng và đ−ợc khẳng định. 2. Qua phân tích các kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm có thể rút ra một số kết luận về ph−ơng diện an toàn quỹ đạo khi gặp sự cố phanh nh− sau : - Tỷ lệ gia tăng qu"ng đ−ờng phanh do mất mô men phanh tăng nhanh hơn so với tỷ lệ mất mô men phanh. (Các PAKS-11, PAKS-12 và PAKS-1.3 cho thấy: khi mất 25% mô men phanh thì qu"ng đ−ờng phanh tăng lên 29%, còn khi mất 50% mô men phanh thì qu"ng đuờng phanh tăng lên là 84%.) - Trong các ph−ơng án khảo sát, sự nguy hiểm nhất xảy ra khi có sự cố (sự cố mất mô men phanh hoặc sự cố chậm tác dụng của dẫn động phanh) ở 2 bánh xe ở cùng một bên so với trục đối xứng dọc thân xe, quỹ đạo lệch rất lớn nh− trong PAKS 3.2 hoặc PAKS-4.32 (nguy hiểm xảy ra t−ơng tự nếu các sự cố xảy ra trên bánh số 2 và 4). 97 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………110 Đề nghị - Sự chênh lệch lực phanh do sai khác về thời điểm tác động phanh giữa các bánh xe gây gia tăng qu"ng đ−ờng phanh và có thể dẫn đến hiện t−ợng lệch quỹ đạo chuyển động của ô tô khi phanh (nghĩa là làm giảm chất l−ợng phanh). Do vậy, khi chăm sóc bảo d−ỡng kỹ thuật hệ thống phanh cần hết sức quan tâm đến tình trạng kỹ thuật của hệ thống dẫn động phanh và chất l−ợng của dầu phanh. Đặc biệt trong quá trình điều chỉnh phanh cần phải điều chỉnh theo đúng yêu cầu kỹ thuật để để đảm bảo sự đồng đều về lực phanh và sự đồng đều về thời điểm tác động phanh giữa các bánh xe cùng một cầu. - Lực bám của các bánh xe cùng một cầu không giống nhau cũng là một trong những nguyên nhân dẫn đến hiện t−ợng lệch quỹ đạo chuyển động của ô tô khi phanh. Do vậy trong quá trình điều khiển xe cần chú ý đến tình trạng chất l−ợng mặt đ−ờng để điều khiển xe chạy với tốc độ phù hợp để đảm bảo an toàn. 98 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………111 Tài liệu tham khảo Tài liệu tiếng Việt 1. nguyễn hữu cẩn (2004), Phanh Ô tô (cơ sở khoa học và thành tựu mới), NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. 2. Nguyễn Hữu Cẩn, D− Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng (1996), Lý thuyết ô tô - máy kéo, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội. 3. Hàn Trung Dũng (2003), Ph−ơng pháp và thiết bị xác định mô men quán tính của ô tô đối với trục đứng qua trọng tâm, Đại học nông nghiệp I. 4. TS.Đặng Tiến Hoà (2006), Điều khiển điện tử trong ô tô - máy kéo, Đại học nông nghiệp I. 5. Nguyễn Đức Hoàng (2000), Đại số tuyến tính, Tr−ờng Đại học Giao thông vận tải Hà Nội. 6. La Văn Hiển (2005),Nhập môn Matlab Access,Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội. 7. TS.Phạm Văn Tờ (2003), Cơ học giải tích, Tr−ờng Đại học nông nghiệp I. 8. TS.Phạm Văn Tờ, TS.L−ơng Văn V−ợt (2004), Cơ học lý thuyết, Tr−ờng Đại học nông nghiệp I 9. Nguyễn Khắc Trai (1997), Tính diều khiển và quỹ đạo chuyển động của ô tô, Nhà xuất bản GTVT. 10. Nguyễn Khắc Trai, Đàm Hoàng Phúc (2001), Mô tả quỹ đạo chuyển động của Ô tô khi phanh, Đề tài nghiên cứu khoa học T2000 – 34 2001, ĐHBK – Hà Nội 11. 99 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………112 12. Nông Văn Vìn (2003), Động lực học chuyển động máy kéo ô tô, Tr−ờng Đại học nông nghiệp I. 13. Nông Văn Vìn, Hàn Trung Dũng (2002), ứng dụng sensor vận tốc V1−Datron để nghiên cứu tính chất chuyển động của ô tô máy kéo, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội. Tài liệu tiếng Anh 14. DATALOG GmbH (2000), DASYLab version 5.6. Use Guide, Germany. 15. Datron-Messtechnik GmbH (2000), Datron V-sensor. User Manual, Germany 100 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………113 Phụ lục 101 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………114 Phụ lục 1 Các thông số kỹ thuật của xe UAZ-469 Các chỉ tiêu UAZ469(4x4) 1 Số chỗ ngồi 2−7 2 Khối l−ợng hành lý, kg 60−100 3 Khối l−ợng chế tạo, kg − Phân bố trên cầu tr−ớc − Phân bố trên cầu sau 1562 722 840 4 Khối l−ợng toàn bộ, kg − Phân bố trên cầu tr−ớc − Phân bố trên cầu sau 2450 1020 1430 5 Khoảng sáng gầm cầu tr−ớc, m gầm cầu sau 300 300 6 Bán kính quay vòng, m − theo vết bánh tr−ớc, phía ngoài đ−ờng vòng − theo kích th−ớc giới hạn phí ngoài đ−ờng vòng 6,5 7,0 7 Kích th−ớc cơ bản dài x rộng x cao , mm 4025x 1805 x2050 8 Khoảng cách tâm vệt hai bánh xe tr−ớc/sau, mm 1453/1453 9 Chiều dài cơ sở, m 2,38 10 Tốc độ cực đại km/h 100 11 Chi phí nhiên liệu (ở tốc độ)/, lit/100km (30)/10,6 12 Động cơ − Công suất cực đại (ở tốc độ 4000v/ph), kW − Mô men quay cực đại (ở 2200−2500 v/ph), Nm 451MI 75 166,77 13 Côn ly hợp ma sat khô, 1 đĩa 14 Hệ thống truyền lực − Tỷ số truyền của hộp số(hộp phân phối): i1 , i2 , i3 , i4 . − Truyền lực chính (cuối cùng) 4,12; 2,64; 1,58; 1,0 Lùi: 5,22 (1,0; 1,94) 5,1; 2,8 (1,9) 15 Lốp − kích th−ớc lốp, incher − Bán kính lăn, m − áp suất cực đại cho phép, PSI (KG/cm2) 8,4−15 0,37 35(2,46) 15 Khối l−ợng các cụm chi tiết, kg − Động cơ 172 − Hộp số (hộp phân phối) 33(37) − Trục cac đăng 15 − Cầu tr−ớc 145 − Cầu sau 125 − Khung 112 − (Dụng cụ) (475) − Các bánh xe 39 − Két làm mát 12 102 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………115 Phụ lục 2 ch−ơng trình giảI bài toán khảo sát động lực học phanh xe uaz-469 viết bằng ngôn ngữ lập trình Matlab 1/Ch−ơng trình chính % KHAO SAT DONG LUC HOC VA QUY DAO CHUYEN DONG CUA OTO KHI PHANH % TRONG TRUONG HOP XE CHUYEN DONG THANG(KHONG DANH LAI) %========================================================================== % Nguoi lap trinh: Dang Dinh Hien % Lop : KY THUAT MAY VA THIET BI CGH NONG LAM NGHIEP-K14 clc clear all global m l a b jz x1 x2 x3 x4 s1 s2 s3 s4 tt ts pomega kp1 kp2 kp3 kp4 k ... vkm v0 ppmax1 ppmax2 ppmax3 ppmax4 st ss pf1 pf2 pf3 pf4 jp jp1 jpx jpy pfi1 pfi2 pfi3 pfi4... r1 r2 r3 r4 rE gama1 gama2 gama3 gama4 gamaE MT0 ... tN JN VN SN jT jBt Tt it PAKS f fi ... tc1 tc2 tc3 tc4 %===========================I/THONG SO DAU VAO============================= %1- CAC THONG SO KET CAU CUA XE m=1692; % Khoi luong toan bo cua xe khi cho tai, kg (ko tai m =1562) b=1.28; % Khoang cach tu trong tam den truc banh xe sau, m l=2.38; % Chieu dai co so, m a=l-b; % Khoang cach tu trong tam den truc banh xe truoc, m tt=1.453; % Khoang cach vet cua hai banh truoc, m ts=1.453; % Khoang cach vet cua hai banh sau, m jz=1024.7; % Mo men quan tinh quanh truc Z di qua trong tam oto, kgm2 g=9.81 ; % Gia toc trong truong, m/s2 G=m*g; % Trong luong toan bo cua xe khi day tai, N r1= sqrt(tt.^2/4+a.^2); gama1=atan(tt/(2*a)); r2=r1; gama2=gama1; r3= sqrt(ts.^2/4+b.^2); gama3=atan(ts/(2*b)); r4=r3; gama4= gama3; yE=2.03;hE=0.5; rE= sqrt(yE.^2+hE.^2); gamaE = atan(hE/yE); L=4.025; Yt=1.65; B=1.805; gamat=atan(B/(2*Yt)); Ys=L-Yt; B=1.805; gamas=atan(B/(2*Ys)); rt=sqrt(Yt.^2+(B/2).^2) ; rs=sqrt(Ys.^2+(B/2).^2) ; PAKSLT %CHUONG TRINH CON DUNG DE KHAO SAT LY THUYET %solieuTN %CHUONG TRINH CON DUNG DE KIEM CHUNG MO HINH %3- CAC PHAN LUC MAT DUONG TAC DUNG LEN BANH XE TAI VET TIEP XUC 103 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………116 z1=0.5*G*(a/l); z2=0.5*G*(a/l); % Z1,Z2_Phan luc phap tuyen tai cac banh truoc khi xe % dung yen hoac chuyen dong deu tren duong bang, N z3=0.5*G*(b/l); z4=0.5*G*(b/l); % Z3,Z4_Phan luc phap tuyen tai cac banh sau khi xe % dung yen hoac chuyen dong deu tren duong bang, N mt=1.2; ms=0.8; % mt, ms -He so phan bo tai trong len cau truoc va cau sau khi phanh z1p=mt*z1; z2p=mt*z2; % z1p, z2p - Phan luc phap tuyen tai cac banh truoc khi phanh tren duong bang, N z3p=ms*z3; % z4p=ms*z4; % 7 z3p, z4p - Phan luc phap tuyen tai cac banh sau khi phanh tren duong bang, N pf1=f*z1p; % Luc can lan o banh xe so 1, N pf2=f*z2p; % Luc can lan o banh xe so 2, N pf3=f*z3p; % Luc can lan o banh xe so 3, N pf4=f*z4p; % Luc can lan o banh xe so 4, N pfi1=fi*z1p; pfi2=fi*z2p; pfi3=fi*z3p; pfi4=fi*z4p; ppmax1=(1-(kp1/100))*(fi-f)*z1p; %Luc phanh cuc dai o banh xe so 1 (theo dk bam),N ppmax2=(1-(kp2/100))*(fi-f)*z2p; % Luc phanh cuc dai o banh xe so 2, N ppmax3=(1-(kp3/100))*(fi-f)*z3p; % Luc phanh cuc dai o banh xe so 3, N ppmax4=(1-(kp4/100))*(fi-f)*z4p; % Luc phanh cuc dai o banh xe so 4, N pw=0.9*v0.^2; %luc can khong khi %=========================II/TINH TOAN KET QUA============================= fprintf('CHO KET QUA !\n') t0= 0; % Thoi diem dau, s tf= 1.96; % Thoi diem cuoi, s %DIEU KIEN DAU X0=[0 v0 0 0 0]; % X0=[s(0) v(0) esl(0) anlpha(0)] % Tai thoi diem bat dau phanh t=0 : s(0)=0;v(0)=v0;esl(0)=0;alpha(0)=0 %GIAI HE PHUONG TRINH VI PHAN CHUYEN DONG CUA TRONG TAM O TO KHI PHANH it=1; [t,x]= ode45('HamDDH_OK' ,[t0 tf], X0 ) ; s=x(:,1); v=x(:,2); % Ma tran van toc tuyet doi v esl=x(:,3); % Ma tran goc quay than xe Epsilon w=x(:,4); % Ma tran van toc goc quay than xe W alpha=x(:,5); % Ma tran goc lech ben Alpha for i=1:length(t) % CHI KHAO SAT BAI TOAN KHI VAN TOC v>=0 t1(i)=t(i); 104 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………117 S1(i)=s(i); v1(i)=v(i); esl1(i)=esl(i); w1(i)=w(i); alpha1(i)=alpha(i); if v(i)<= 0 break end end x0(1)=0; y0(1)=0; for i=2:length(t1) dx0(i)=v1(i)*cos(alpha1(i) + esl1(i))*(t(i)-t(i-1)); dy0(i)=v1(i)*sin(alpha1(i) + esl1(i))*(t(i)-t(i-1)); x0(i)= x0(i-1)+ dx0(i); y0(i)= y0(i-1)+ dy0(i); end % x0, y0 - toa do tuyet doi cua trong tam C o to vCx0=v1.*cos(alpha1 + esl1);% van toc doc tuyet doi cua trong tam C oto vCy0=v1.*sin(alpha1 + esl1);%vantoc ngang tuyet doi cua trong tam C oto r=2.09; % k/c tu trong tam o to den diem lap sensor V1 si=atan(0.5/2.03);% goc nghieng cua r voi truc doc than xe(truc x) x0B=x0+r.*cos(si-esl1);%toa do doc tuyet doi cua diem B (vi tri lap sensor V1) y0B=y0-r.*sin(si-esl1); %toa do ngang tuyet doi cua diem B vBx0=vCx0+r.*w1.*sin(si-esl1);% van toc doc tuyet doi cua diem B vBy0=vCy0+r.*w1.*cos(si-esl1);% van toc ngang tuyet doi cua diem B sB=sqrt((x0B.^2)+(y0B.^2)); vB=sqrt((vBx0.^2)+(vBy0.^2)); pw=0.9*v1.^2; %luc can khong khi p11 = (ppmax1).*(1-exp(-k.*t1))+pf1; p21 = (ppmax2).*(1-exp(-k.*t1))+pf2; p31 = (ppmax3).*(1-exp(-k.*t1))+pf3; p41 = (ppmax4).*(1-exp(-k.*t1))+pf4; s11=sqrt(pfi1.^2-(p11).^2); s21=sqrt(pfi2.^2-(p21).^2); s31=sqrt(pfi3.^2-(p31).^2); s41=sqrt(pfi4.^2-(p41).^2); if (ppmax1+ppmax3)-(ppmax2+ppmax4)+(tc1+tc3)-(tc2+tc4)==0 A1=p11+p21+p31+p41+pw; B1=0; C1= -(p11-p21).*(tt/2)-(p31-p41).*(ts/2); end if (ppmax1+ppmax3)-(ppmax2+ppmax4)+(tc1+tc3)-(tc2+tc4)>0 %quay trai A1=p11+p21+p31+p41+pw; B1=s11+s21-s31-s41; 105 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………118 C1=(s11+s21).*a+(s31+s41).*b-(p11-p21).*(tt/2)-(p31-p41).*(ts/2); end if (ppmax1+ppmax3)-(ppmax2+ppmax4)+(tc1+tc3)-(tc2+tc4)<0 %quay phai A1=p11+p21+p31+p41+pw; B1=-s11-s21+s31+s41; C1=-(s11+s21).*a-(s31+s41).*b-(p11-p21).*(tt/2)-(p31-p41).*(ts/2); end jC=(-1/m).*(A1+B1.*alpha1) jxC=jC.*cos(alpha1 + esl1); jyC=jC.*sin(alpha1 + esl1); dh2esl=(-C1)./jz jxB=jxC+r.*dh2esl.*sin(esl1-si)-r.*(w1.^2).*cos(esl1-si); jyB=jyC+r.*dh2esl.*cos(esl1-si)+r.*(w1.^2).*sin(esl1-si); jB=-sqrt((jxB.^2)+(jyB.^2)); fprintf('TA DUOC MA TRAN KET QUA NHU SAU: \n') fprintf(' t x0 y0 v alpha epsilon w \n') fprintf('(s) (m) (m) m/s) (rad) (rad) (rad/s) \n') KQ=[t1; x0; y0; v1; alpha1; esl1; w1 ]' % Ma tran ket qua %HANH LANG QUET xA = x0 + rt*cos(gamat + esl1); yA = y0 + rt*sin(gamat + esl1); xB = x0 + rt*cos(esl1 - gamat); yB = y0 + rt*sin(esl1 - gamat); xD = x0 - rs*cos(esl1 + gamas); yD = y0 - rs*sin(esl1 + gamas); xC = x0 - rs*cos(gamas - esl1); yC = y0 + rs*sin(gamas - esl1); y1max= max([yA(1) yB(1) yC(1) yD(1)]); %Diem cao nhat hanh lang tai VT bat dau phanh y1min= min([yA(1) yB(1) yC(1) yD(1)]); %Diem thap nhat hanh lang tai VT bat dau phanh ymax= max([max(yA) max(yB) max(yC) max(yD)]);%Diem cao nhat hanh lang tai VT ket thuc phanh ymin= min([min(yA) min(yB) min(yC) min(yD)]); %Diem thap nhat hanh lang tai VT ket thuc phanh x1min= min([xA(1) xB(1) xC(1) xD(1)]); %Diem gan nhat hanh lang tai VT bat dau phanh xmax= max([max(xA) max(xB) max(xC) max(xD)]);%Diem xa nhat hanh lang tai VT ket thuc phanh B0= y1max-y1min;%chieu rong hanh lang tai VT bat dau phanh B1= ymax - ymin; %chieu rong hanh lang tai VT ket thuc phanh X0max=max([x0]); 106 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………119 Y0max=max([abs(y0)]); %=========================III/VE DO THI================================ if PAKS==0 % KIEM CHUNG MO HINH (VE DT:T-J,T-V,TS LT & TN) JmaxLT=min([jxB]) ; JmaxTN=min([JN]) ; figure(6) %KIEM CHUNG GIA TOC plot(tN,JN,t1,jxB,'--r','linewidth',2) grid on XK6= strcat('SO SANH GIA TOC PHANH LT & TN, V_0 = ', num2str(vkm),'km/h'); title(XK6) legend('J thi nghiem' , 'J khao sat LT') XK11= strcat('Jmax(LT)= ',num2str(JmaxLT),' m/2 ; ','Jmax(TN0)= ',num2str(JmaxTN),' m/s2 ' ); XK11= strcat(XK11,' t, s'); xlabel(XK11) ylabel('J, m/s2') tpLT=max([t1]); tpTN=max([tN]); figure(7) %KIEM CHUNG VAN TOC % hold on plot(t1,vB*3.6,'r--', tN, VN,'linewidth',2 ) grid on XK7= strcat('SO SANH SU THAY DOI VAN TOC LT & TN TRONG QT PHANH, V_0 = ', num2str(vkm),'km/h'); title(XK7) legend('V khao sat LT' , 'V thi nghiem') XK11= strcat('tp(LT)= ',num2str(tpLT),' s ; ','tp(TN0)= ',num2str(tpTN),' s ' ); XK11= strcat(XK11,' t, s'); xlabel(XK11) ylabel('V, km/h') SpLT=max([sB-2.09]) ; SpTN=max([SN]) ; figure(8) %KIEM CHUNG QUANG DUONG %hold on plot( t1,sB-2.09,'r--',tN,SN,'linewidth',2) grid on XK8= strcat('SO SANH QUANG DUONG PHANH LT & TN, V_0 = ', num2str(vkm),'km/h'); title(XK8) legend('S khao sat LT' , 'S thi nghiem') XK11= strcat('Sp(LT)= ',num2str(SpLT),' m ; ','Sp(TN0)= ',num2str(SpTN),' m ' ); XK11= strcat(XK11,' t, s'); xlabel(XK11) ylabel('S, m') else 107 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………120 if (ppmax1+ppmax3)-(ppmax2+ppmax4)+(tc1+tc3)-(tc2+tc4)==0 tp=max([t1]); jxCmax=min([jC]); figure(1) %Ve do thi van toc hold on plot(t1,v1*3.6,t1,jC,'--','linewidth',2); grid on XK1= strcat('DO THI VAN TOC,GIA TOC TRONG TAM O TO, PAKS- ', num2str(PAKS)); title(XK1) legend('V(km/h)' , 'J(m/s2)') XK11= strcat('jxCmax= ',num2str(jxCmax),' m/s2 ;','tp=',num2str(tp),'s' ); XK11= strcat(XK11,' t, s'); xlabel(XK11) ylabel('V ,km/h; J ,m/s2') figure(4) %Ve hanh lang quet hold on plot([-3 xmax+6],[ymin ymin],'linewidth',2) plot([-3 xmax+6],[ymax ymax],'linewidth',2) p= 1:xmax; z=p./p-1+0.9;z=[0.9 z]; p=[0 p] area(p,z,'facecolor','c','edgecolor','n' ) area(p,-z,'facecolor','c','edgecolor','n') plot([0 xmax+5],[-0.9 -0.9],'--') plot([0 xmax+5],[0 0]) B1=ymax-ymin; b1= B1-1.8; y1= -0.9; y2=ymin; y3=y1-b1/2 ;if ymax >= 1.2 y2=ymax; y1=0.9; y3=y1+b1/2; end plot([xmax+5.5 xmax+5.5],[ymax ymin],'r'); text(xmax+5.6,ymax- B1/2,'B_1') plot([xmax+3 xmax+3],[y1 y2],'r');text(xmax+3.1,y3,'b_1') XL= strcat('B_1= ',num2str(B1),' m ;', 'b_1= ',num2str(b1),' m ;','X_0max=',num2str(X0max),'m ;','Y_0max=',num2str(Y0max),'m ;'); XL= strcat(XL,' X_0, m'); xlabel(XL) plot(x0, y0,'r') plot(xA ,yA,'g') plot(xB,yB,'k') plot(xC,yC,'k') plot(xD,yD,'g') plot([xA(1) xD(1)],[yA(1) yD(1)] ) plot([xB(1) xC(1)],[yB(1) yC(1)] ) plot([xA(1) xB(1)],[yA(1) yB(1)] ) plot([xC(1) xD(1)],[yC(1) yD(1)]) plot([xA(1) xC(1)], [yA(1) yC(1)]) plot([xB(1) xD(1)], [yB(1) yD(1)]) t2= length(x0) plot([xA(t2) xD(t2)],[yA(t2) yD(t2)]) 108 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………121 plot([xB(t2) xC(t2)],[yB(t2) yC(t2)]) plot([xA(t2) xB(t2)],[yA(t2) yB(t2)] ) plot([xC(t2) xD(t2)],[yC(t2) yD(t2)]) plot([xA(t2) xC(t2)], [yA(t2) yC(t2)]) plot([xB(t2) xD(t2)], [yB(t2) yD(t2)]) axis axis([-3 30 -4 4]) grid on XK4= strcat('QUY DAO CHUYEN DONG VA HANH LANG QUET, PAKS- ', num2str(PAKS)); title(XK4) ylabel('Y, m') Sp=max([S1]); figure(5) %Ve do thi Quang duong phanh hold on plot(t1,S1, 'linewidth',2) grid on XK5= strcat('DO THI THOI GIAN-QUANG DUONG PHANH, PAKS- ', num2str(PAKS)); title(XK5) XK11= strcat('Sp= ',num2str(Sp),' m ' ); XK11= strcat(XK11,' t, s'); xlabel(XK11) ylabel('S, m') else tp=max([t1]); jCmax=min([jC]); figure(1) %Ve do thi van toc hold on plot(t1,v1*3.6,t1,jC,'--','linewidth',2); grid on XK1= strcat('DO THI VAN TOC,GIA TOC TRONG TAM O TO, PAKS- ', num2str(PAKS)); title(XK1) legend('V(km/h)' , 'J(m/s2)') XK11= strcat('jxCmax= ',num2str(jxCmax),' m/s2 ;','tp=',num2str(tp),'s' ); XK11= strcat(XK11,' t, s'); xlabel(XK11) ylabel('V ,km/h; J ,m/s2') Wm =min([(w1)]);if w1>=0 Wm =max([(w1)]); end for i=1:length(t1) if w(i)== Wm tk= t1(i) figure(2) %Ve do thi van toc goc quay than xe hold on plot(t1,w1,'linewidth',2) grid on 109 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………122 XK2= strcat('DO THI VAN TOC GOC QUAY THAN XE, PAKS- ', num2str(PAKS)); title(XK2) XK11= strcat('Wmax= ',num2str(Wm),' rad/s tai t= ',num2str(tk),' s ' ); XK11= strcat(XK11,' t, s'); xlabel(XK11) ylabel('W, rad/s') end end figure(3) %Ve do thi goc xoay than xe va goc lech ben than xe hold on plot(t1, esl1*180/pi,'r',t1,alpha1*180/pi,'--','linewidth',2) grid on XK3= strcat('DO THI GOC XOAY THAN XE VA GOC LECH BEN THAN XE, PAKS- ', num2str(PAKS)); title(XK3) legend('Epsilon' , 'Alpha') xlabel('t, s') ylabel('Epsilon ,do; Alpha ,do') figure(4) %Ve hanh lang quet hold on plot([-3 xmax+6],[ymin ymin],'linewidth',2) plot([-3 xmax+6],[ymax ymax],'linewidth',2) p= 1:xmax; z=p./p-1+0.9;z=[0.9 z]; p=[0 p] area(p,z,'facecolor','c','edgecolor','n' ) area(p,-z,'facecolor','c','edgecolor','n') plot([0 xmax+5],[-0.9 -0.9],'--') plot([0 xmax+5],[0 0]) B1=ymax-ymin; b1= B1-1.8; y1= -0.9; y2=ymin; y3=y1-b1/2 ;if ymax >= 1.2 y2=ymax; y1=0.9; y3=y1+b1/2; end plot([xmax+5.5 xmax+5.5],[ymax ymin],'r'); text(xmax+5.6,ymax- B1/2,'B_1') plot([xmax+3 xmax+3],[y1 y2],'r');text(xmax+3.1,y3,'b_1') XL= strcat('B_1= ',num2str(B1),' m ;', 'b_1= ',num2str(b1),' m ;','X_0max=',num2str(X0max),'m ;','Y_0max=',num2str(Y0max),'m ;'); XL= strcat(XL,' X_0, m'); xlabel(XL) plot(x0, y0,'r') plot(xA ,yA,'g') plot(xB,yB,'k') plot(xC,yC,'k') plot(xD,yD,'g') plot([xA(1) xD(1)],[yA(1) yD(1)] ) plot([xB(1) xC(1)],[yB(1) yC(1)] ) 110 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………123 plot([xA(1) xB(1)],[yA(1) yB(1)] ) plot([xC(1) xD(1)],[yC(1) yD(1)]) plot([xA(1) xC(1)], [yA(1) yC(1)]) plot([xB(1) xD(1)], [yB(1) yD(1)]) t2= length(x0) plot([xA(t2) xD(t2)],[yA(t2) yD(t2)]) plot([xB(t2) xC(t2)],[yB(t2) yC(t2)]) plot([xA(t2) xB(t2)],[yA(t2) yB(t2)] ) plot([xC(t2) xD(t2)],[yC(t2) yD(t2)]) plot([xA(t2) xC(t2)], [yA(t2) yC(t2)]) plot([xB(t2) xD(t2)], [yB(t2) yD(t2)]) axis axis([-3 30 -4 4]) grid on XK4= strcat('QUY DAO CHUYEN DONG VA HANH LANG QUET, PAKS- ', num2str(PAKS)); title(XK4) ylabel('Y, m') Sp=max([S1]); figure(5) %Ve do thi Quang duong phanh hold on plot(t1,S1, 'linewidth',2) grid on XK5= strcat('DO THI THOI GIAN-QUANG DUONG PHANH, PAKS- ', num2str(PAKS)); title(XK5) XK11= strcat('Sp= ',num2str(Sp),' m ' ); XK11= strcat(XK11,' t, s'); xlabel(XK11) ylabel('S, m') end end 2/Ch−ơng trình con a-Giải hệ ph−ơng trình vi phân chuyển động của ô tô khi phanh function f=HamDDH_OK(t,x) %===== CHUONG TRINH CON======= %========================================================================= global m l a b jz tt ts pw kp1 kp2 kp3 kp4 k ... v0 ppmax1 ppmax2 ppmax3 ppmax4 st ss... pf1 pf2 pf3 pf4 pfi1 pfi2 pfi3 pfi4 r1 r2 r3 r4 rE... gama1 gama2 gama3 gama4 gamaE jT jBt Tt it... tc1 tc2 tc3 tc4 %========================================================================= 111 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………124 V=x(2); Alfa=x(5) k2=1;%if x(5)<0 k2=-1; end Fi1= pi/2 + gama1; Teta1= Fi1 -Alfa ; Ve1= r1*x(4); V1= sqrt(Ve1^2+ V^2 +2*Ve1*V*cos(Teta1)); Si1= acos((V^2 + V1^2 - Ve1^2)/(2*V*V1)); Bta1 = Si1+k2*Alfa; Fi2= pi/2 - gama2; Teta2= Fi2 -Alfa ; Ve2= r2*x(4); V2= sqrt(Ve2^2+ V^2 +2*Ve2*V*cos(Teta2)); Si2= acos((V^2 + V2^2 - Ve2^2)/(2*V*V2)); Bta2 = Si2 + k2*Alfa; Fi3= pi/2 + gama3; Teta3= Fi3 +Alfa ; Ve3= r3*x(4); V3= sqrt(Ve3^2+ V^2 +2*Ve3*V*cos(Teta3)); Si3= acos((V^2 + V3^2 - Ve3^2)/(2*V*V3)); Bta3 = (Si3-k2*Alfa); Fi4= pi/2 - gama4; Teta4= Fi4 +Alfa ; Ve4= r4*x(4); V4= sqrt(Ve4^2+ V^2 +2*Ve4*V*cos(Teta4)); Si4= acos((V^2 + V4^2 - Ve4^2)/(2*V*V4)); Bta4 = (Si4 -k2*Alfa); if tc1==0 p1 = (ppmax1)*(1-exp(-k*t))+pf1 ; end if tc1>0 if t < tc1 p1=pf1 else p1 = (ppmax1)*(1-exp(-k*(t-tc1)))+pf1 ; end end if tc2==0 p2 = (ppmax2)*(1-exp(-k*(t-tc2)))+pf2 ; end if tc2>0 if t < tc2 p2=pf2 else p2 = (ppmax2)*(1-exp(-k*(t-tc2)))+pf2 ; end end if tc3==0 p3 = (ppmax3)*(1-exp(-k*(t-tc3)))+pf3 ; end if tc3>0 if t < tc3 p3=pf3 else p3 = (ppmax3)*(1-exp(-k*(t-tc3)))+pf3 ; end end 112 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………125 if tc4==0 p4 = (ppmax4)*(1-exp(-k*(t-tc4)))+pf4 ; end if tc4>0 if t < tc4 p4=pf4 else p4 = (ppmax4)*(1-exp(-k*(t-tc4)))+pf4 ; end end s1=p1.*abs(tan(Bta1)); s2=p2.*abs(tan(Bta2)); s3=p3.*abs(tan(Bta3)); s4=p4.*abs(tan(Bta4)); pw=0.9*x(2).^2; %luc can khong khi if (ppmax1+ppmax3)-(ppmax2+ppmax4)+(tc1+tc3)-(tc2+tc4)==0 % s1=0;s2=0;s3=0;s4=0 A=p1+p2+p3+p4+pw B=0 C=-(p1-p2).*(tt/2)-(p3-p4).*(ts/2) end if (ppmax1+ppmax3)-(ppmax2+ppmax4)+(tc1+tc3)-(tc2+tc4)>0 %quay trai A=p1+p2+p3+p4+pw B=s1+s2-s3-s4 C=(s1+s2)*a+(s3+s4)*b-(p1-p2)*(tt/2)-(p3-p4)*(ts/2) end if (ppmax1+ppmax3)-(ppmax2+ppmax4)+(tc1+tc3)-(tc2+tc4)<0 %quay phai A=p1+p2+p3+p4+pw B= -s1-s2+s3+s4 C= -(s1+s2)*a-(s3+s4)*b-(p1-p2)*(tt/2)-(p3-p4)*(ts/2) end jC = (-1/m)*(A*cos(x(5))+B*sin(x(5))); Tt(it)=t; je= k2*rE*C/(-jz); FiE= pi/2 - k2*gamaE; TetaE= FiE - k2*Alfa ; jBt(it) = -sqrt(je^2+ jC^2 +2*je*jC*cos(TetaE)); it = it+1; f=[ x(2) (-1/m)*(A*cos(x(5))+B*sin(x(5))) x(4) C/(-jz) -(((1/(m*x(2)))*(A*sin(x(5))-B*cos(x(5))))-x(4))]; %VIET HAM f DUOI DANG VEC TO COT %=======================KET THUC CHUONG TRINH CON====================== b-Khao sat ly thuyet 113 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………126 global vkm v0 kp1 kp2 kp3 kp4 PAKS f fi k... tc1 tc2 tc3 tc4 PAKS=input('Nhap so thu tu cua phuong an k/s ='); f=input(' He so can lan f ='); % He so can lan fi=input(' He so can lan fi ='); % He so bam k= input(' He so toc do dap phanh ='); vkm = input('Van toc cua xe tai thoi diem bat dau phanh (km/h) v0 ='); v0=vkm/3.6; %van toc luc bat dau phanh, m/s kp1= input(' He so giam luc phanh o banh 1 kp1(0-100%)='); kp2= input(' He so giam luc phanh o banh 2 kp2(0-100%)='); kp3= input(' He so giam luc phanh o banh 3 kp3(0-100%)='); kp4= input(' He so giam luc phanh o banh 4 kp4(0-100%)='); tc1=input(' Thoi gian cham dan dong phanh banh 1 tc1='); tc2=input(' Thoi gian cham dan dong phanh banh 2 tc2='); tc3=input(' Thoi gian cham dan dong phanh banh 3 tc3='); tc4=input(' Thoi gian cham dan dong phanh banh 4 tc4='); c-Dua so lieu TN vao de kiem chung mo hinh ly thuyet %DASYLab - V 7.00.00 %WORKSHEET : W_Doc_Cat_J_V_S_04 %Recording Date : 11/12/2007, 3:20:41 AM %Block Length : 512 %Delta : 0.001 sec. %Number of Channels : 3 %Elapsed Time[s] J [m/s2] V [m/s2] S [m] %TN01(p04) global tN JN VN SN vkm v0 kp1 kp2 kp3 kp4 f fi k tc1 tc2 tc3 tc5 PAKS=0; f=input(' He so can lan f ='); % He so can lan fi=input(' He so can lan fi ='); % He so bam k= input(' He so toc do dap phanh ='); vkm = input('Van toc cua xe tai thoi diem bat dau phanh (km/h) v0 ='); v0=vkm/3.6; %van toc luc bat dau phanh, m/s kp1= input(' He so giam luc phanh o banh 1 kp1(0-100%)='); kp2= input(' He so giam luc phanh o banh 2 kp2(0-100%)='); kp3= input(' He so giam luc phanh o banh 3 kp3(0-100%)='); kp4= input(' He so giam luc phanh o banh 4 kp4(0-100%)='); tc1=input(' Thoi gian cham dan dong phanh banh 1 tc1='); tc2=input(' Thoi gian cham dan dong phanh banh 2 tc2='); tc3=input(' Thoi gian cham dan dong phanh banh 3 tc3='); tc4=input(' Thoi gian cham dan dong phanh banh 4 tc4='); MT0=[39.936 0.072 14.415 385.488 %MT0-ma tran so lieu thi nghiem 39.937 0.072 14.434 385.503 39.938 0.072 14.429 385.517 39.939 0.072 14.431 385.532 ...... ..... ..... ...... 45.757 0.003 0.023 421.364 45.758 0.003 0.029 421.364 114 Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật …………………………………127 45.759 0.003 0.033 421.364 45.760 0.003 0.027 421.364 45.761 0.003 0.029 421.364 ...... ...... ...... ...... 46.071 0.000 0.036 421.373 46.072 0.000 0.021 421.373 46.073 0.000 0.029 421.373 46.074 0.000 0.035 421.373 46.075 0.000 0.019 421.373 46.076 0.000 0.028 421.373 46.077 0.000 0.028 421.373 46.078 0.000 0.024 421.373 46.079 0.000 0.046 421.373]; N0= length(MT0(:,1))-2063; nc=1400; MT=MT0(nc:N0,:); N= length(MT(:,1)); tN= MT(:,1)-MT(1,1); JN= MT(:,2); VN= MT(:,3)*3.6; SN= MT(:,4)-MT0(nc,4); 115 ._.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfCH2178.pdf
Tài liệu liên quan