Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG III - XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ TẢ HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN ABS TRONG MÔ PHỎNG ĐỘNG LỰC HỌC XE KHI PHANH

CHƯƠNG III - XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ TẢ HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN ABS TRONG MÔ PHỎNG ĐỘNG LỰC HỌC XE KHI PHANH

Tải bản đầy đủ - 0trang

-



Nút V 1 mơ tả cho tổng phanh hai dòng với thể tích V 1 ;



-



Nút V 2 mơ tả cho đoạn ống từ tổng phanh đến chạc 3 với thể tích V 2 ;



-



Nút V 3 mơ tả cho đoạn ống từ sau chạc 3 đến van ABS phải với thể tích V 3 ;



-



Nút V 4 mơ tả cho đoạn ống từ sau chạc 3 đến van ABS trái với thể tích V 4 ;



-



Nút V 5 mơ tả cho van ABS phải với thể tích V 5 ;



-



Nút V 6 mô tả cho van ABS trái với thể tích V 6 ;



-



Nút V 7 mơ tả cho đoạn ống từ sau van ABS phải và bầu phanh phải với thể



tích V 7 ;

-



Nút V 8 mơ tả cho đoạn ống từ sau van ABS trái và bầu phanh trái với thể



tíchV 8.



Hình 3.2 Sơ đồ tính tốn nhánh phanh cầu trước



51



µ : hệ số lưu lượng

f : tiết diện của dòng khí và lỗ tiết lưu v* : vận tốc giới hạn (330m/s)

A=0,654

B=1,13

p max =7 at

V thể tích của đường ống và các van.

Dung tích trạc 3: 0,12.10-3 m3

Dung tích bầu phanh : V=2,5.10-3 m3

Dung tích các van : 0,25.10-3 m3



µ .f=4. 10-5

Trong q trình tính tốn để đơn giản q trình mơ phỏng ta bỏ qua q trình q

độ và coi như thể tích bầu phanh có giá trị khơng đổi (trong q trình ABS hoạt động

giả thiết này không ảnh hưởng đến kết quả quá trình mơ phỏng và kết quả tính). Để

có được các phương trình vật lý mơ tả q trình tăng áp và giảm áp của nhánh phanh

cầu trước ta dựa vào phương pháp mô phỏng với các thông số tập trung và tiến hành

xét tại các nút.

a) Quá trình tăng áp

∗ Xét tại nút V 1 :

𝜇𝜇1 𝑓𝑓1 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝐴𝐴



𝑝𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 −𝑝𝑝1



𝐵𝐵𝑝𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 −𝑝𝑝1



∗ Xét tại nút V 2 :

𝑝𝑝1 −𝑝𝑝2



𝜇𝜇2 𝑓𝑓2 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝1 𝐴𝐴



𝐵𝐵𝑝𝑝1 −𝑝𝑝2



𝜇𝜇3 𝑓𝑓3 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝2 𝐴𝐴



𝐵𝐵𝑝𝑝2 −𝑝𝑝3



− 𝜇𝜇2 𝑓𝑓2 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝1 𝐴𝐴



− 𝜇𝜇3 𝑓𝑓3 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝2 𝐴𝐴



∗ Xét tại nút V 3 :

𝑝𝑝2 −𝑝𝑝3



∗ Xét tại nút V 4



𝜇𝜇4 𝑓𝑓4 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝2 𝐴𝐴



𝑝𝑝2 −𝑝𝑝4



𝐵𝐵𝑝𝑝2 −𝑝𝑝4



𝑝𝑝1 −𝑝𝑝2



𝐵𝐵𝑝𝑝1 −𝑝𝑝2



𝑝𝑝2 −𝑝𝑝3



𝐵𝐵𝑝𝑝2 −𝑝𝑝3



𝑉𝑉3 𝑑𝑑𝑝𝑝3



− 𝜇𝜇5 𝑓𝑓5 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝3 𝐴𝐴







𝑉𝑉4 𝑑𝑑𝑝𝑝4



− 𝜇𝜇6 𝑓𝑓6 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝4 𝐴𝐴



𝑘𝑘 𝑑𝑑𝑑𝑑



𝑉𝑉1 𝑑𝑑𝑝𝑝1

𝑘𝑘 𝑑𝑑𝑑𝑑



− 𝜇𝜇4 𝑓𝑓4 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝2 𝐴𝐴







𝑘𝑘 𝑑𝑑𝑑𝑑







= 0 (1)

𝑝𝑝2 −𝑝𝑝4



𝐵𝐵𝑝𝑝2 −𝑝𝑝4



𝑝𝑝3 −𝑝𝑝5



= 0 (3)



𝑝𝑝4 −𝑝𝑝6



= 0 (4)



𝐵𝐵𝑝𝑝3 −𝑝𝑝5



𝐵𝐵𝑝𝑝4 −𝑝𝑝6



52







𝑉𝑉2 𝑑𝑑𝑝𝑝2

𝑘𝑘 𝑑𝑑𝑑𝑑



= 0 (2)



∗ Xét tại nút V 5

𝑝𝑝3 −𝑝𝑝5



𝜇𝜇5 𝑓𝑓5 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝3 𝐴𝐴



𝐵𝐵𝑝𝑝3 −𝑝𝑝5



𝜇𝜇6 𝑓𝑓6 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝4 𝐴𝐴



𝐵𝐵𝑝𝑝4 −𝑝𝑝6



𝜇𝜇7 𝑓𝑓7 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝5 𝐴𝐴



𝐵𝐵𝑝𝑝5 −𝑝𝑝7



∗ Xét tại nút V 6

𝑝𝑝4 −𝑝𝑝6



∗ Xét tại nút V 7

𝑝𝑝5 −𝑝𝑝7



∗ Xét tại nút V 8



𝜇𝜇8 𝑓𝑓8 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝6 𝐴𝐴



𝑝𝑝6 −𝑝𝑝8



𝐵𝐵𝑝𝑝6 −𝑝𝑝8







𝑉𝑉5 𝑑𝑑𝑝𝑝5



− 𝜇𝜇7 𝑓𝑓7 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝5 𝐴𝐴



𝐵𝐵𝑝𝑝5 −𝑝𝑝7







𝑉𝑉6 𝑑𝑑𝑝𝑝6



− 𝜇𝜇8 𝑓𝑓8 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝6 𝐴𝐴



𝐵𝐵𝑝𝑝6 −𝑝𝑝8







𝑉𝑉7 +𝑉𝑉 𝑑𝑑𝑝𝑝7



= 0 (7) .







𝑉𝑉8 +𝑉𝑉 𝑑𝑑𝑝𝑝8



= 0 (8)



𝑘𝑘 𝑑𝑑𝑑𝑑



𝑘𝑘 𝑑𝑑𝑑𝑑



𝑘𝑘



b) Quá trình giảm áp



𝑑𝑑𝑑𝑑



𝑘𝑘



𝑑𝑑𝑑𝑑



𝑝𝑝5 −𝑝𝑝7



= 0 (5)



𝑝𝑝6 −𝑝𝑝8



= 0 (6)



∗ Xét tại nút V 5

−𝜇𝜇5 𝑓𝑓5 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝5 𝐴𝐴



𝑝𝑝5 −𝑝𝑝𝑘𝑘



𝐵𝐵𝑝𝑝5 −𝑝𝑝𝑘𝑘



∗ Xét tại nút V 6



−𝜇𝜇6 𝑓𝑓6 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝6 𝐴𝐴



𝑝𝑝6 −𝑝𝑝𝑘𝑘



𝐵𝐵𝑝𝑝6 −𝑝𝑝𝑘𝑘



∗ Xét tại nút V 7



𝑝𝑝7 −𝑝𝑝5



−𝜇𝜇7 𝑓𝑓7 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝7 𝐴𝐴



𝐵𝐵𝑝𝑝7 −𝑝𝑝5



−𝜇𝜇8 𝑓𝑓8 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝8 𝐴𝐴



𝐵𝐵𝑝𝑝8 −𝑝𝑝6



∗ Xét tại nút V 8



𝑝𝑝8 −𝑝𝑝6







𝑉𝑉5 𝑑𝑑𝑝𝑝5



− 𝜇𝜇7 𝑓𝑓7 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝7 𝐴𝐴







𝑉𝑉6 𝑑𝑑𝑝𝑝6



− 𝜇𝜇8 𝑓𝑓8 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝8 𝐴𝐴







𝑉𝑉7 +𝑉𝑉 𝑑𝑑𝑝𝑝7



= 0 (3)







𝑉𝑉8 +𝑉𝑉 𝑑𝑑𝑝𝑝8



= 0 (4)



𝑘𝑘 𝑑𝑑𝑑𝑑



𝑘𝑘 𝑑𝑑𝑑𝑑



𝑘𝑘



𝑘𝑘



𝑑𝑑𝑑𝑑



𝑑𝑑𝑑𝑑



𝑝𝑝7 −𝑝𝑝5



= 0 (1)



𝑝𝑝8 −𝑝𝑝6



= 0 (2)



𝐵𝐵𝑝𝑝7 −𝑝𝑝5



𝐵𝐵𝑝𝑝8 −𝑝𝑝6



3.1.2.2. Xây dựng mơ hình tốn học mơ tả nhánh phanh cầu sau của hệ thống

-



Nút V’ 0 mô tả cho tổng phanh hai dòng với thể tích V’ 0 ;



-



Nút V’ 1 mô tả cho đoạn ống từ tổng phanh đến van gia tốc với thể tích V’ 1 ;



-



Nút V 1 mô tả cho van gia tốc với thể tích V 1 ;



-



Nút V 2 mơ tả cho đoạn ống từ van gia tốc đến trạc 3 với thể tích V 2 ;



-



Nút V 3 mơ tả cho đoạn ống từ sau chạc 3 đến van ABS phải với thể tích V 3 ;



53



-



Nút V 4 mơ tả cho đoạn ống từ sau chạc 3 đến van ABS trái với thể tích V 4 ;



-



Nút V 5 mơ tả cho van ABS phải với thể tích V 5 ;



-



Nút V 6 mô tả cho van ABS trái với thể tích V 6 ;



-



Nút V 7 mơ tả cho đoạn ống từ sau van ABS phải và bầu phanh phải với thể



tích V 7 ;

-



Nút V 8 mơ tả cho đoạn ống từ sau van ABS trái và bầu phanh trái với thể tích



V 8.



Hình 3.3 Sơ đồ tính tốn nhánh phanh cầu sau



𝜇𝜇 : hệ số lưu lượng



f : tiết diện của dòng khí và lỗ tiết lưu v* : vận tốc giới hạn (330m/s)

A=0,654

B=1,13 p max =7 at



V thể tích của đường ống và các van.

Dung tích trạc 3: 0,12.10-3 m3



54



Dung tích bầu phanh : V=2,5.10-3 m3

Dung tích các van : 0,25.10-3 m3

𝜇𝜇.f=4. 10-5



a) Q trình tăng áp

Do nhánh phanh cầu sau sử dụng van gia tốc nên trước tiên ta cần hiểu van gia tốc

được mơ tả tốn học như thế nào.

Phương trình chuyển động của pít tơng van gia tốc:

𝑚𝑚𝑦𝑦̈ = (𝑝𝑝1′ − 𝑝𝑝1 ). 𝑆𝑆 − 𝑃𝑃𝑚𝑚𝑚𝑚 − 𝑃𝑃𝑙𝑙𝑙𝑙



trong đó:



y- dịch chuyển của pít tơng;

S- diện tích pít tơng;



𝑝𝑝1′ , 𝑝𝑝1- áp suất trong các khoang trên và khoang dưới của van gia tốc; '1 p



Pms - lực ma sát;



Plx - lực của lò xo hồi vị pít tơng.



Nếu bỏ qua lực ma sát và khối lượng của pít tơng ta có:

𝐶𝐶. 𝑦𝑦 = (𝑝𝑝1′ − 𝑝𝑝1 ). 𝑆𝑆



Với C là hệ số độ cứng của lò xo.



Đối với van gia tốc thơng số (μf) đặc trưng cho khả năng lưu thông của khí qua

van gia tốc. Nó phụ thuộc vào độ mở của van, hay nói cách khác là phụ thuộc vào độ

dịch chuyển y của pít tơng.

Giả thiết rằng (μf) của van gia tốc tỷ lệ thuận với dịch chuyển y của pít tơng ta có:

(𝜇𝜇𝜇𝜇)𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣.𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 =



𝑦𝑦



𝑦𝑦𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚



(𝜇𝜇𝜇𝜇)𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣.𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚



𝑠𝑠(𝑝𝑝1′ − 𝑝𝑝1 )

(𝜇𝜇𝜇𝜇)𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣.𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚

=

𝐶𝐶. 𝑦𝑦𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚



Giá trị (μf)vgt.max tương ứng với trạng thái van mở hết cỡ, ymax là hành trình tối đa

của píttơng.



Như vậy, dẫn động phanh sau có sử dụng van gia tốc có thể được mô tả như sau:

∗ Xét tại nút V’ 0 :

𝜇𝜇0′ 𝑓𝑓0′ 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝐴𝐴



𝑝𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 −𝑝𝑝0′



𝐵𝐵𝑝𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 −𝑝𝑝0′



− 𝜇𝜇1′ 𝑓𝑓1′ 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝0′ 𝐴𝐴



𝑝𝑝0′ −𝑝𝑝1′



𝐵𝐵𝑝𝑝0′ −𝑝𝑝1′



55







𝑉𝑉0′ 𝑑𝑑𝑝𝑝0

𝑘𝑘 𝑑𝑑𝑑𝑑



= 0 (1)



∗ Xét tại nút V’ 1 :

𝜇𝜇1′ 𝑓𝑓1′ 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝0′ 𝐴𝐴



𝑝𝑝0′ −𝑝𝑝1′







𝐵𝐵𝑝𝑝0′ −𝑝𝑝1′



∗ Xét tại nút V 1 :



𝜇𝜇1 𝑓𝑓1 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝐴𝐴



𝑉𝑉𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑑𝑑𝑝𝑝1′

𝑘𝑘



𝑝𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 −𝑝𝑝1



− 𝜇𝜇2 𝑓𝑓2 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝1 𝐴𝐴



𝐵𝐵𝑝𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 −𝑝𝑝1



∗ Xét tại nút V 2 :



𝜇𝜇2 𝑓𝑓2 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝1 𝐴𝐴



𝑝𝑝1 −𝑝𝑝2



= 0 (2)



𝑑𝑑𝑑𝑑



− 𝜇𝜇3 𝑓𝑓3 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝2 𝐴𝐴



𝐵𝐵𝑝𝑝1 −𝑝𝑝2



∗ Xét tại nút V 3 :

𝑝𝑝2 −𝑝𝑝3



𝜇𝜇3 𝑓𝑓3 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝2 𝐴𝐴



𝐵𝐵𝑝𝑝2 −𝑝𝑝3



𝜇𝜇4 𝑓𝑓4 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝2 𝐴𝐴



𝐵𝐵𝑝𝑝2 −𝑝𝑝4



𝜇𝜇5 𝑓𝑓5 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝3 𝐴𝐴



𝐵𝐵𝑝𝑝3 −𝑝𝑝5



∗ Xét tại nút V 5



𝐵𝐵𝑝𝑝3 −𝑝𝑝5







𝑉𝑉4 𝑑𝑑𝑝𝑝4



− 𝜇𝜇6 𝑓𝑓6 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝4 𝐴𝐴



𝐵𝐵𝑝𝑝4 −𝑝𝑝6







𝑉𝑉5 𝑑𝑑𝑝𝑝5



− 𝜇𝜇7 𝑓𝑓7 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝5 𝐴𝐴



𝐵𝐵𝑝𝑝5 −𝑝𝑝7







𝑉𝑉6 𝑑𝑑𝑝𝑝6



− 𝜇𝜇8 𝑓𝑓8 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝6 𝐴𝐴







𝑉𝑉7 +𝑉𝑉 𝑑𝑑𝑝𝑝7



= 0 (9) .







𝑉𝑉8 +𝑉𝑉 𝑑𝑑𝑝𝑝8



= 0 (10)



𝑝𝑝4 −𝑝𝑝6



𝐵𝐵𝑝𝑝4 −𝑝𝑝6



∗ Xét tại nút V 7

𝑝𝑝5 −𝑝𝑝7



𝐵𝐵𝑝𝑝5 −𝑝𝑝7



𝜇𝜇8 𝑓𝑓8 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝6 𝐴𝐴



𝐵𝐵𝑝𝑝6 −𝑝𝑝8



∗ Xét tại nút V 8

𝑝𝑝6 −𝑝𝑝8



𝑘𝑘 𝑑𝑑𝑑𝑑



𝑘𝑘 𝑑𝑑𝑑𝑑



𝑘𝑘 𝑑𝑑𝑑𝑑



𝑘𝑘 𝑑𝑑𝑑𝑑



𝑘𝑘



b) Quá trình giảm áp





𝑘𝑘



𝑑𝑑𝑑𝑑



= 0 (3)

𝑝𝑝2 −𝑝𝑝4



𝐵𝐵𝑝𝑝2 −𝑝𝑝4



𝑝𝑝3 −𝑝𝑝5



= 0 (5)



𝑝𝑝4 −𝑝𝑝6



= 0 (6)



𝑝𝑝5 −𝑝𝑝7



= 0 (7)



𝑝𝑝6 −𝑝𝑝8



= 0 (8)



𝐵𝐵𝑝𝑝6 −𝑝𝑝8



Xét tại nút V5

𝑝𝑝5 −𝑝𝑝𝑘𝑘



−𝜇𝜇5 𝑓𝑓5 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝5 𝐴𝐴



𝐵𝐵𝑝𝑝5 −𝑝𝑝𝑘𝑘



−𝜇𝜇7 𝑓𝑓7 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝7 𝐴𝐴



𝐵𝐵𝑝𝑝7 −𝑝𝑝5







𝑑𝑑𝑑𝑑



𝑘𝑘 𝑑𝑑𝑑𝑑



− 𝜇𝜇4 𝑓𝑓4 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝2 𝐴𝐴



− 𝜇𝜇5 𝑓𝑓5 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝3 𝐴𝐴



𝑝𝑝3 −𝑝𝑝5



𝜇𝜇7 𝑓𝑓7 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝5 𝐴𝐴



𝐵𝐵𝑝𝑝2 −𝑝𝑝3



𝑉𝑉1 𝑑𝑑𝑝𝑝1



𝑉𝑉3 𝑑𝑑𝑝𝑝3



∗ Xét tại nút V 6



𝜇𝜇6 𝑓𝑓6 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝4 𝐴𝐴



𝑝𝑝2 −𝑝𝑝3











∗ Xét tại nút V 4

𝑝𝑝2 −𝑝𝑝4



𝑝𝑝1 −𝑝𝑝2



𝐵𝐵𝑝𝑝1 −𝑝𝑝2



Xét tại nút V7



𝑝𝑝7 −𝑝𝑝5







𝑉𝑉5 𝑑𝑑𝑝𝑝5







𝑉𝑉7 +𝑉𝑉 𝑑𝑑𝑝𝑝7



𝑘𝑘 𝑑𝑑𝑑𝑑



𝑘𝑘



− 𝜇𝜇7 𝑓𝑓7 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝7 𝐴𝐴



𝑑𝑑𝑑𝑑



= 0 (3)



56



𝑝𝑝7 −𝑝𝑝5



𝐵𝐵𝑝𝑝7 −𝑝𝑝5



= 0 (1)







𝑉𝑉2 𝑑𝑑𝑝𝑝2

𝑘𝑘 𝑑𝑑𝑑𝑑



= 0 (4)







Xét tại nút V6

𝑝𝑝6 −𝑝𝑝𝑘𝑘



−𝜇𝜇6 𝑓𝑓6 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝6 𝐴𝐴



𝐵𝐵𝑝𝑝6 −𝑝𝑝𝑘𝑘



−𝜇𝜇8 𝑓𝑓8 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝8 𝐴𝐴



𝐵𝐵𝑝𝑝8 −𝑝𝑝6







Xét tại nút V8



𝑝𝑝8 −𝑝𝑝6







𝑉𝑉6 𝑑𝑑𝑝𝑝6







𝑉𝑉8 +𝑉𝑉 𝑑𝑑𝑝𝑝8



𝑘𝑘 𝑑𝑑𝑑𝑑



𝑘𝑘



− 𝜇𝜇8 𝑓𝑓8 𝑣𝑣 ∗ 𝑝𝑝8 𝐴𝐴



𝑑𝑑𝑑𝑑



𝑝𝑝8 −𝑝𝑝6



𝐵𝐵𝑝𝑝8 −𝑝𝑝6



= 0 (2)



= 0 (4)



Xây dựng mơ hình động lực học xe ơ tơ khi phanh [4]



Khi thiết lập mơ hình động lực học ta dựa vào giả thiết hai dãy bánh xe phải và trái

giống nhau và đối xứng qua trục dọc; chuyển động của ô tô là chuyển động thẳng,

không quay vô lăng. Hai q trình tác động trong mơ hình phẳng là: tăng tốc và

phanh. Như vậy. sẽ có hai quá trình là : bánh xe quay khơng tượt và bánh xe quay có

trượt. Từ đó, ta thấy rằng cần có hai mơ hình động lực học dọc là:

1) Mơ hình động lực học dọc khi bánh xe quay không trượt: Với mơ hình này,

ta giả thiết vận tốc dài và vận tốc góc của bánh xe bằng nhau cũng như phản

lực từ đường lên bánh xe là không đổi. Mô hình này được sử dụng cho mục

tiêu xác định các lực cản cơ bản, xác định điều kiện cân bằng lực kéo, cân bằng

xác định cân bằng công suất và xác định điều kiện chuyển động (với giả thiết

không trượt)

2) Mơ hình đơng lực học dọc khi bánh xe quay có trượt: Trong mơ hình này

vận tốc dài và vận tốc góc bánh xe khác nhau, xuất hiện hai quá trình: bánh xe

trượt lết khi phanh và bánh xe trượt quay khi tăng tốc. Vì hệ số bám thay đổi

liên tục nên các trạng thái chuyền động cũng thay đổi theo các phản ứng của

lái xe. Mơ hình động lực học dọc loại này thuộc dạng phi tuyến vì lực truyền

(dọc và ngang) là phi tuyến. Mục đích của nghiên cứu mơ hình phi tuyến là

nghiên cứu quy luật chuyển động gần với thực tế khi tăng tốc và khi phanh,

nhất là khi các lực truyền đạt cận vật lý; mục tiêu quan trọng nữa của mơ hình

phi tuyến là nghiên cứu cơ sở trong các bài toán điều khiển để thiết kế các hệ

thống cơ điện tử. Đây cũng là mơ hình động lực học được sử dụng trong

luận văn này.



57



Phương pháp lập mơ hình phẳng: dùng phương pháp tách cấu trúc và phương trình

Newton – Euler.

3.2.1.



Động lực học ô tô một dãy phương dọc không trượt



Trước hết, ta giả thiết ô tô chạy trên đường nằm ngang, sau đó thêm lực cản lên

dốc là có phương trình tổng qt. Hình 4.4 và 4.5 là mơ hình phăng ơ tơ. Trong sơ

đồ này ta có các thành phần lực sau:



Hình 3.4 Các lực tác dụng lên xe trong mơ hình phẳng khơng có lực nâng



𝐹𝐹𝑤𝑤𝑤𝑤 : lực gió, lực cản chính diện;



𝐹𝐹𝑤𝑤𝑤𝑤 : lực nâng do khơng khí gây ra;



𝑀𝑀𝑤𝑤𝑤𝑤 : mô men do 𝐹𝐹𝑤𝑤𝑤𝑤 , 𝐹𝐹𝑤𝑤𝑤𝑤 gây ra trọng tâm xe vì tâm khí động khơng trùng trọng

tâm xe;



𝐹𝐹𝑤𝑤𝑤𝑤1 : lực nâng khí động quy về cầu trước;

𝐹𝐹𝑤𝑤𝑤𝑤2 : lực nâng khí động quy về cầu sau;



𝐹𝐹𝑧𝑧1 , 𝐹𝐹𝑧𝑧2 : phản lực đường lên các bánh xe trước, sau;



𝐹𝐹𝑥𝑥1 , 𝐹𝐹𝑥𝑥2 : lực tiếp tuyến bánh xe (dương khi tăng tốc và âm khi phanh);

𝑚𝑚𝑥𝑥̈ : lực quán tính phương dọc;



𝐽𝐽𝑦𝑦 𝜑𝜑̈ : mơ men qn tính khối lượng được theo trục y;

𝐽𝐽𝐴𝐴𝐴𝐴1 𝜑𝜑𝐴𝐴1 , 𝐽𝐽𝐴𝐴𝐴𝐴2 𝜑𝜑𝐴𝐴2 : mơ men qn tính bánh xe trục y;



𝑀𝑀1 = 𝑀𝑀𝐴𝐴1 − 𝑀𝑀𝐵𝐵1 ; 𝑀𝑀2 = 𝑀𝑀𝐴𝐴2 − 𝑀𝑀𝐵𝐵2



Mô men chủ động bánh xe (dương khi tăng tốc, âm khi phanh): M A (dương) mô

men đến bánh xe từ động cơ; M B (âm) mô men phanh.



58



𝑒𝑒𝑥𝑥1 , 𝑒𝑒𝑥𝑥2 : khoảng dịch chuyển điểm đặt lực 𝐹𝐹𝑧𝑧 ;



𝐹𝐹𝐺𝐺 : trọng lượng khối lượng được treo (mg);



𝐹𝐹𝐺𝐺1 , 𝐹𝐹𝐺𝐺2 : trọng lượng khối lượng khơng được treo (𝑚𝑚𝐴𝐴1 𝑔𝑔, 𝑚𝑚𝐴𝐴2 𝑔𝑔).



Trong hình 4.4 ta khơng vẽ lực nâng 𝐹𝐹𝑤𝑤𝑤𝑤 mà chỉ có lực cản khơng khí chính diện.



Trong hình 4.a ta vẽ tại tâm khí động 𝐶𝐶𝑤𝑤 các lực và mơ men khí động 𝐹𝐹𝑤𝑤𝑤𝑤 , 𝐹𝐹𝑤𝑤𝑤𝑤 với

tọa độ là 𝑙𝑙𝑤𝑤𝑤𝑤 và ℎ𝑤𝑤 . Trong hình 4.5b các lực 𝐹𝐹𝑤𝑤𝑤𝑤 , 𝐹𝐹𝑤𝑤𝑤𝑤 chuyển về tại trong tâm



C và vẽ thêm mô men 𝑀𝑀𝑤𝑤𝑤𝑤 . Sơ đồ này tương đương với sơ đồ hình 4.5a. Cúng



cũng đồng thời tương đương với sơ đồ trong hình 4.5c khi các lực nâng khơng khí

𝐹𝐹𝑤𝑤𝑤𝑤1 đặt tại cầu trước và 𝐹𝐹𝑤𝑤𝑤𝑤2 đặt tại cầu sau.



Sử dụng phương pháp tách cấu trúc, ta có sơ đồ lực như hình 4.5. Thân xe có ba



chuyển động: chuyển động tính tiến phương x, chuyển động phương thẳng đứng z và

chuyển động quay 𝜑𝜑. Tương ứng, có các lực và mơ men qn tính là 𝑚𝑚𝑥𝑥̈ , 𝑚𝑚𝑧𝑧̈ , 𝐽𝐽𝑦𝑦 𝜑𝜑̈ .

Ngoại lực của khối lượng này là lực cản khơng khí chính diện 𝐹𝐹𝑤𝑤𝑤𝑤 và lực nâng 𝐹𝐹𝑤𝑤𝑤𝑤



tại tâm khí động 𝐶𝐶𝑤𝑤 , hình 4.5a. Các nội lực tại điểm liên kết cầu là





, 𝐹𝐹𝑥𝑥2

, 𝑀𝑀𝐴𝐴1 , 𝑀𝑀𝐴𝐴2 . Trọng lượng của khối lượng được treo 𝐹𝐹𝐺𝐺 =

𝐹𝐹𝐶𝐶1 , 𝐹𝐹𝐾𝐾2 ; 𝐹𝐹𝐶𝐶2 , 𝐹𝐹𝐾𝐾2 ; 𝐹𝐹𝑥𝑥1



𝑚𝑚𝑚𝑚, phân ra các cầu là 𝐹𝐹𝐺𝐺1 = 𝑚𝑚1 𝑔𝑔, 𝐹𝐹𝐺𝐺2 = 𝑚𝑚2 𝑔𝑔. Các bánh xe, khối lượng không được



treo 𝑚𝑚𝐴𝐴1 , 𝑚𝑚𝐴𝐴2 có các lực qn tính tại trọng tâm 𝑚𝑚𝐴𝐴1 𝑥𝑥1̈ , 𝑚𝑚𝐴𝐴1 𝜉𝜉2̈ Tại đây cũng có các





nội lực phương thẳng đứng 𝐹𝐹𝐶𝐶1,2 , 𝐹𝐹𝐾𝐾1,2 và nội lực phương dọc 𝐹𝐹𝑥𝑥1,2

là lực đẩy từ bánh



xe lên khung nên có chiều dương cùng hướng chuyển động, còn trên hân xe có hướng



ngược lại. Hướng từ đường lên có phản lực động 𝐹𝐹𝑧𝑧,𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 = 𝐹𝐹𝐶𝐶𝐶𝐶 ; 𝐹𝐹𝐶𝐶𝐶𝐶 là lực đàn hồi

hướng kính của lốp. Các mô men chủ đông tác dụng lên bánh xe trước 𝑀𝑀1 = 𝑀𝑀𝐴𝐴1 −



𝑀𝑀𝐵𝐵1 , trong đó 𝑀𝑀𝐴𝐴1 , 𝑀𝑀𝐵𝐵1 là mô men chủ động (+) và mơ men phanh (-) của bánh xe



phía trước; 𝑀𝑀2 = 𝑀𝑀𝐴𝐴2 − 𝑀𝑀𝐵𝐵2 , trong đó 𝑀𝑀𝐴𝐴2 , 𝑀𝑀𝐵𝐵2 là mô men chủ động (+) và mô men



phanh (-) của bánh xe sau, hình 4.5a.



Dưới mặt đường, ta có các lực 𝐹𝐹𝑥𝑥1 , 𝐹𝐹𝑥𝑥2 là phản lực của các lực do mô men 𝑀𝑀1 =



𝑀𝑀𝐴𝐴1 − 𝑀𝑀𝐵𝐵1 và 𝑀𝑀2 = 𝑀𝑀𝐴𝐴2 − 𝑀𝑀𝐵𝐵2 . Phản lực 𝐹𝐹𝑧𝑧1 , 𝐹𝐹𝑧𝑧2 là phản lực từ đường lên bánh xe



theo phương thẳng đứng, gồm khối lượng được treo (𝑚𝑚1 + 𝑚𝑚𝐴𝐴1 )𝑔𝑔 + 𝐹𝐹𝐶𝐶𝐶𝐶1 và



(𝑚𝑚2 + 𝑚𝑚𝐴𝐴2 )𝑔𝑔 + 𝐹𝐹𝐶𝐶𝐶𝐶2 . Do bánh xe có đàn hồi và trượt phương x nên các phản lực



59



thẳng đứng dịch đi một khoảng 𝑒𝑒𝑥𝑥1 , 𝑒𝑒𝑥𝑥2 theo chiều tiếp tuyến 𝐹𝐹𝑥𝑥1 , 𝐹𝐹𝑥𝑥2 . Bánh xe, tương



tự có ba chuyển động phương dọc x, thẳng đứng 𝜉𝜉𝐴𝐴1 , 𝜉𝜉𝐴𝐴2 và chuyển động quay

̈ 𝑚𝑚𝐴𝐴2 𝜉𝜉𝐴𝐴2

̈ ; 𝑚𝑚𝐴𝐴1 𝑥𝑥̈ , 𝑚𝑚𝐴𝐴2 𝑥𝑥̈

𝜑𝜑𝐴𝐴1 , 𝜑𝜑𝐴𝐴2 . Tương ứng nó có các lực và mơ men qn tính 𝑚𝑚𝐴𝐴1 𝜉𝜉𝐴𝐴1



và 𝐽𝐽𝐴𝐴1 𝜑𝜑̈ 𝐴𝐴1 , 𝐽𝐽𝐴𝐴2 𝜑𝜑̈ 𝐴𝐴2 . Hình 4.5b là mơ hình tách cấu trúc, trong đó lực cản khơng khí tác



dụng tại 𝐶𝐶𝑤𝑤 quy dẫn về trọng tâm C. Tương tự, trong hình 4.5c, trong phương thẳng



đứng ta quy lực 𝐹𝐹𝑤𝑤𝑤𝑤 về hai cầu là 𝐹𝐹𝑤𝑤𝑤𝑤1 và 𝐹𝐹𝑤𝑤𝑤𝑤2 . Lực cản chính diện vẫn tác dụng tại

tâm C như hình 4.4.



Dùng phương pháp tách cấu trúc với mơ hình động lực học ơ tơ ta có ba vật: khối



lượng được treo 𝑚𝑚; khối lượng không được treo trước 𝑚𝑚𝐴𝐴1 , sau 𝑚𝑚𝐴𝐴2 ; ngồi ra có vật

nên khơng chuyển động.



Hình 3.5 a) Mơ hình ơ tơ phẳng tách cấu trúc



60



Hình 3.5 b) Mơ hình ơ tơ phẳng tách cấu trúc lực cản khơng khí quy về trọng tâm C



Hình 3.5 c) Mơ hình ơ tơ phẳng tách cấu trúc lực cản khơng khí quy về hai cầu



61



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG III - XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ TẢ HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN ABS TRONG MÔ PHỎNG ĐỘNG LỰC HỌC XE KHI PHANH

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×