Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
a) Hiện tượng trượt quay của bánh xe khi tăng tốc

a) Hiện tượng trượt quay của bánh xe khi tăng tốc

Tải bản đầy đủ - 0trang

b, Nguyên tắc điều khiển của TCS.

Mục tiêu hệ thống chống trượt quay tác động vào cơ cấu phanh là điều khiển áp

suất dẫn động phanh sao cho moomen tác động lên bánh xe vừa đủ để bánh xe làm

việc trong vùng có mơ men bám lớn qua đó giúp xe có thể chuyển động. Độ trượt

(λ) thay đổi trong phạm vi hẹp quanh giá trị trượt tối ưu (λ 0), để tận dụng tối đa khả

năng bám, tại điểm đó bánh xe cần được phanh lại với một lượng nhất định để (P k)

đạt giá trị cực đại, đồng thời tính ổn định và tính dẫn hướng của xe là tốt nhất .



Pk max = Pϕ max = ϕx max .Gb

Trong đó:



(1)



Pk - lực kéo bánh xe; Pkmax - lực kéo cực đại.



ϕ x max - hệ số bám dọc cực đại;



Pφmax - lực bám cực đại.

Gb- phản lực thẳng đứng mặt đường lên bánh xe.

Để điều khiển được giá lực kéo của bánh xe trong vùng tối ưu, ta phải tác

động lực phanh vào bánh xe để điều khiển tốc độ bánh xe qua đó điều chỉnh được

độ trượt nằm trong vùng ta mong muốn( λ = 15÷30%). Để xác định được λ ta cần

xác định tốc độ dài của xe, tốc độ dài của bánh xe, hai giá trị này trên thực tế khá

khó xác định. Vậy để điều khiển TCS, trong đồ án này em lựa chọn phương pháp

ước lượng vận tốc dài của xe. Nội dung của phương pháp như sau.

Xác định vận tốc dài của xe

Vận tốc dài của phương tiện có thể xác định thơng qua vận tốc góc của bánh

xe bị động. Ta có các cơng thức cho bánh sau của xe.



25



Trong đó, ω%, OR, OL và V% là góc quay xe, khoảng cách từ trọng tâm của xe

0



tới tâm các bánh xe bị động phải, trái, và vận tốc của trọng tâm. V%và V%

R là vận tốc

L



của các bánh xe bị động trái, phải.

Vận tốc của các bánh bị động trên hệ trụ (x’,y’) theo góc quay α là:



Trung bình cộng của vận tốc 2 bánh xe bị động là:



Coi

Thì ta có



26



Vậy vận tốc xe (Vx )có thể ước lượng theo vận tốc góc của các bánh bị động.

Cùng với tín hiệu của vận tốc góc và bán kính trung bình bánh xe ta xác định được

hệ số trượt λ , dựa vào tín hiệu λ thu được ta sẽ điều khiển cơ cấu phanh theo ba

trạng thái.Ba trạng thái đó là tăng áp, giữ áp, giảm áp. Việc tăng áp, giữ áp, giảm áp

như thế nào sẽ được trình bày kĩ trong phần thuật toán điều khiển. Sau khi áp dụng

phương pháp điều khiển ta có thể đạt được độ trượt như hình vẽ.



Độ trượt có điều khiển của bánh chủ động.

Theo phương pháp điều khiển ta có độ biến thiên áp suất bầu phanh.



Đồ thị biến thiên áp suất bầu phanh.



27



1.5 Hệ thống chống trượt quay TCS : điều chỉnh tải của động cơ

Trong quá trình tăng tốc của xe, động cơ tạo ra một mômen xoắn lớn truyền

xuống bánh xe ,nếu lực bán giữa bánh xe và mặt đường nhỏ hơn lực kéo mà động

cơ sinh ra thì bánh xe mất khả năng truyền lực, bánh xe chủ động trượt quay và làm

xe mất ổn định, xe tăng tốc kém…

Trong trường hợp này người lái xe rất khó có thể điều khiển chiếc xe và có thể

dẫn tới tai nạn khơng mong muốn , do đó cần thiết có một hệ thống có khả năng

điều chỉnh và kiểm soát lực bám đường giúp lái xe điều khiển xe dễ dàng trong quá

trình tăng tốc và khi mặt đường trơn trượt. Điều này sẽ khiến việc tăng tốc ổn định,

đồng thời tránh những sự cố khi thao tác tăng giảm ga thiếu chính xác của người lái

gây nên va chạm, nhất là những đoạn đường giao thông phức tạp.

Hệ thống kiểm sốt lực bám đường cho xe ơtơ có tác dụng giảm momen truyền

từ động cơ tới các bánh xe chủ động nhằm làm giảm momen từ các bánh xe lên mặt

đường chống lại sự trượt quay của bánh xe. Bằng việc tác động trực tiếp vào động

cơ để giảm mơmen của động cơ một cách nhanh chóng nhất nhưng vẫn đảm bảo

được khả năng động lực học của ôtô.

Hệ thống kiểm soát lực kéo được nghiên cứu và phát triển trong những thập

niên 80, 90 , với sự kết hợp của thủy lực và cơ khí và cùng với sự bùng nổ của công

nghệ trong những năm qua hệ thống TCS đã hồn thiện và điều khiển chính xác và

hiệu quả.



28



Hệ thống kiểm soát lực kéo sơ khai.



Đây là ý tưởng của hai nhà sáng chế người Mỹ là Michael H. Quinn và Paul

H. Quinn .

Mô tả hoạt động : Hệ thống kiểm soát lực bám của bánh xe và mặt đường bằng

cách sử dụng bột đá cẩm thạch được nằm trong một thùng chứa hình phễu đặt ở gần

bánh xe . Hệ thống hoạt động nhờ một solenoid điều khiển nắp 6 đóng mở qua một

cơng tắc trên vôlăng . Trong những điều kiện đường trơn trượt, băng tuyết người lái



29



xe có thể ấn cơng tắc kích hoạt hệ thống hoạt động , bột đá sẽ làm thay đổi hệ số

bám của đường và qua đó làm tăng lực bám giữa bánh xe và mặt đường .

Hệ thống tuy đơn giản nhưng khó có thể ứng dụng vào trong thực tế vì khơng

thể bố trí được thùng đựng bột đá gần với bánh xe, hơn thế phương pháp này mang

lại hiệu quả không cao, không điều khiển được lực bám phù hợp với từng bánh xe

và dẫn tới xe mất ổn định .

Hệ thống kiểm soát lực kéo : Cơ cấu điều chỉnh dây ga .

Phát minh của Takashi Sakai thuộc Trung tâm nghiên cứu và phát triển

Akebono.



Hệ thống bao gồm một piston được gắn trong một xylanh , cơ cấu này nằm

giữa chân ga và cần của bơm nhiên liệu ( với động cơ diesel ) hay là bướm ga ( đối

với động cơ xăng ) . Piston có thể dịch chuyển qua lại nhờ việc cấp và xả dầu vào

trong xylanh qua van cấp 18 và van xả 21.

Khi xảy ra hiện tượng trượt quay , hệ thống sẽ điều khiển van cấp 18 cấp dầu

vào trong xylanh để đẩy piston sang phía bên trái, đồng thời trả cần ga của bơm dầu

làm cho lượng nhiên liệu vào động cơ giảm xuống . Do trong trường hợp xe tăng

tốc nên lái xe sẽ nhấn ga, vì vậy sẽ có lực kéo piston sang phía bên phải , lúc này cơ

chế ròng rọc lò xo sẽ làm việc, khi lực bàn đạp ga lớn hơn lực nén của lò xo, lò xo

30



sẽ bị nén lại, người lái xe sẽ khơng thể tăng ga trong q trình trượt quay, lực bám

mặt đường được kiểm soát .

Khi xe khơng còn hiện tượng trượt quay, hệ thống điều khiển mở van xả 21, lò

xo 14 trong xylanh kéo piston về vị trí ban đầu và đồng thời đẩy dầu ra khỏi xylanh

qua van xả 21. Bướm ga được trả lại về vị trí ban đầu , lái xe có thể điều khiển xe

tăng tốc theo ý mình .

Trong hình 1thể hiện sơ đồ khối điều khiển hệ thống , với việc lấy tín hiệu từ

cảm biến bánh xe sau đó đưa tín hiệu vào bộ xử lý trung tâm . Tại đây các tín hiệu

gửi từ cảm biến được xử lý và được so sánh với giá trị trượt tới hạn của xe. Nhờ đó

mà bộ điều khiển trung tâm có thể biết được mức độ trượt của xe và đưa ra lệnh

điều khiển đóng mở các van cấp và xả để điều chỉnh lượng nhiên liệu đi vào động

cơ một cách hợp lý nhất để xe có thể tăng tốc mà khơng xảy ra hiện tượng trượt

quay.



Hình 1: Sơ đồ khối điều khiển hệ thống .



31



Hình 2 : Thể hiện đặc tính điều khiển của hệ thống.

Hệ thống kiểm sốt lực kéo thơng minh.

Hầu hết các loại xe ôtô ngày nay đều được trang bị hệ thống phun xăng điện

tử, hoặc phun dầu điện tử, nên việc điều chỉnh, tác động vào động cơ trong quá trình

xảy ra hiện tượng trượt quay của bánh xe là dễ dàng hơn rất nhiều .

Các tín hiệu cảm biến vận tốc , gia tốc từ các bánh xe được gửi về bộ xử lý

trung tâm (ECU) vài trăm lần trong mỗi giây. ECU sẽ phân tích , xử lý các tín hiệu

nhận so sánh với dữ liệu sẵn có , nếu như ECU phát hiện xe đang bị trượt quay thì

ngay lập tức nó sẽ điều khiển thời gian phun nhiên liệu để giảm cơng suất của động

cơ , qua đó làm giảm lực kéo tại các bánh xe chủ động .

Ngoài ra đối với các động cơ xăng, ngoài việc tác động vào lượng phun nhiên

liệu để giảm công suất người ta còn điều khiển ngắt đánh lửa 1 hoặc 2 máy của

động cơ , làm công suất của động cơ giảm một cách nhanh chóng khi xe bị trượt

quay.



32



CHƯƠNG 2 TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH CẦU TRƯỚC

2.1.



Xác định momen phanh cần thiết trên cơ cấu phanh trước



Hình 2.1 : Sơ đồ các lực tác dụng khi phanh

-



Z , Z : Phản lực mặt đường tác dụng lên cầu trước và sau.



-



G: Trọng lượng toàn bộ xe.



-



hg: Chiều cao trọng tâm ô tô



-



a,b: Khoảng cách từ trọng tâm tới cầu trước và cầu sau.



-



Pj: Lực quán tính xuất hiện khi phanh



-



L: Chiều dài cơ sở.



1



2



Momen trên cơ cấu phanh được xác định theo điều kiện đảm bảo bánh xe khơng bị

lết khi phanh.

PPmax = Pφ = φ.G

Phương trình cân bằng momen quanh điểm O2:

∑MO2=L.Z1 – G.b - Pj.hg=0

Phản lực của đường tác dụng lên bánh xe cầu trước

j.h

1

G

Gb

Z = L (G.b + g j.h ) = L (1 + g .b )

g



1



g



Tương tự ta có phản lực của đường tác dụng lên bánh xe cầu sau



Z2 =

Ta có:



j.h g

1

G

G.a

(G.a − j.h g ) =

(1 −

)

L

g

L

g .a



Gb

Ga

= G 1;

= G2

L

L



33



Do trong quá trình phanh trọng lượng xe dồn về phía trước nên ta có:



G = Z = m .G

p



1



1



1



G = Z = m .G



1



p



2



2



2



2



Với

-



j.h

m = 1 + b.g



: Hệ số phân bố lại tải trọng cầu trước khi phanh



-



j.h

m = 1 − a.g



: Hệ số phân bố lại tải trọng cầu sau khi phanh



g



1



g



2



Momen phanh cực đại trên cầu trước:



M PT =



jmax .hg

G.b 

1

+



2L 

g .b



 t

÷.ϕ .r bx





Momen phanh cực đại trên cầu sau:



M PS =



jmax .hg

G.a 

1





2L 

g .a





s

÷.ϕ .r bx





 a; b; hg : tọa độ trọng tâm (mm).

G2

5000

.L =

.3400 = 2212,1( mm)

G

7685

G

2685

b = 1 .L =

.3400 = 1187, 9 (mm)

G

7685

a=



hg = 980 (mm) = 0,98 (m)



 L: chiều dài cơ sở (mm).

 φ: độ bám. Chọn φ = 0.65

 jmax : gia tốc phanh cực đại (m/s2).

jmax = φ.g = 0,65 . 9,81 = 6.38 (m/s2)

 rbx: bán kính lăn (mm). Được xác định theo công thức:

 λ0 : hệ số kể tới sự biến dạng của lốp. Chọn λ = 0.945.



d

20 





r t bx = r s bx = 25, 4.λ0 .  B + ÷ = 25, 4.0,945.  8, 25 + ÷ = 438, 05(mm)

2

2 





Momen phanh cần sinh ra trên cơ cấu phanh cầu trước:

M PT =



7685.9,81.1,1879 

6,38.0,98 

1+



÷.0, 65.0, 438 = 5761, 21 ( Nm)

2.3, 4

 9,81.1,1879 



34



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

a) Hiện tượng trượt quay của bánh xe khi tăng tốc

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×