Động lực học chuyển động thẳng và quay vòng xe bọc thép bánh lốp nhiều cầu

®­îc tÝnh theo c«ng thøc : (2.19) Trong ®ã : Ff : lùc c¶n l¨n. f : hÖ sè c¶n l¨n. Fz : ph¶n lùc ph¸p tuyÕn cña ®­êng t¸c dông lªn b¸nh xe. Tuy nhiªn, thùc tÕ kh«ng cã mét c«ng thøc gi¶i tÝch nµo cho phÐp tÝnh hÖ sè c¶n l¨n mét c¸ch chÝnh x¸c cho mäi tr­êng hîp. Theo [8], hÖ sè c¶n l¨n cña lo¹i lèp xe t¶i h¹ng nÆng, cã tÝnh n¨ng th«ng qua cao, cã thÓ ®­îc tÝnh theo c«ng thøc thùc nghiÖm sau : (2.19a) Trong ®ã : A lµ hÖ sè thùc nghiÖm, ®èi víi ®­êng cã bÒ mÆt cøng vµ kh«, A cã thÓ nhËn gi¸ trÞ tõ 0,015¸0,02; V : lµ vËn tèc chuyÓn ®éng cña xe tÝnh b»ng km/h. 2.2.6. M« h×nh to¸n häc kh¶o s¸t ®éng häc cña hÖ thèng l¸i §Ó kh¶o s¸t vµ m« pháng chuyÓn ®éng quay vßng cña xe ta ph¶i tiÕn hµnh m« h×nh ho¸ hÖ thèng l¸i. Tuú theo môc ®Ých nghiªn cøu mµ m« h×nh tÝnh to¸n hÖ thèng l¸i ph¶i kh¶o s¸t ®­îc ®Çy ®ñ c¸c tham sè ®éng häc vµ ®éng lùc häc theo c¸c ®¸p øng ®Çu vµo thay ®æi liªn tôc theo thêi gian hay chØ tÝnh to¸n c¸c th«ng sè ®éng häc ®Ó t×m ra c¸c gãc quay vßng cña b¸nh xe dÉn h­íng t­¬ng øng víi gãc quay vµnh tay l¸i. HÖ thèng l¸i trªn c¸c xe hiÖn nay cã ®Æc ®iÓm cÊu t¹o vµ ho¹t ®éng rÊt ®a d¹ng, ®­îc thiÕt kÕ dùa trªn c¸c ph­¬ng ph¸p quay vßng vµ ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng kh¸c nhau. Theo [2], trong thùc tÕ hÖ thèng l¸i cã h×nh thang l¸i (c¬ cÊu ba kh©u) kiÓu gÇn ®óng víi h×nh thang l¸i §ant« ®­îc sö dông rÊt phæ biÕn v× cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n, ®¶m b¶o quay vßng c¸c b¸nh xe dÉn h­íng víi ®é chÝnh x¸c gãc quay vßng t­¬ng ®èi tèt, ®é tin cËy lµm viÖc cao. Trªn h×nh 2.16 tr×nh bµy s¬ ®å hÖ thèng l¸i xe hai cÇu dÉn h­íng sö dông h×nh thang l¸i kiÓu gÇn ®óng víi h×nh thang l¸i §ant«. H×nh 2.16 : S¬ ®å hÖ thèng l¸i xe hai cÇu dÉn h­íng sö dông h×nh thang l¸i a. S¬ ®å tÝnh to¸n hÖ thèng l¸i cña xe nhiÒu cÇu dÉn h­íng KÝch th­íc thiÕt kÕ c¬ b¶n ®­îc lùa chän cña mét h×nh thang l¸i gåm c¸c chiÒu dµi li cña c¸c ®ßn quay bªn vµ c¸c ®ßn quay ngang, gãc nghiªng y gi÷a ®ßn quay bªn vµ trôc däc th©n xe ë vÞ trÝ khi xe chuyÓn ®éng th¼ng (h×nh 2.16). Víi mét gãc nghiªng y cho tr­íc cña ®ßn quay bªn cña h×nh thang l¸i th× øng víi mçi trÞ sè cña gãc quay vßng a cña b¸nh xe phÝa ngoµi sÏ cã mét trÞ sè gãc b t­¬ng cña b¸nh xe phÝa trong (so víi víi t©m quay vßng), nghÜa lµ b=f(y,a). §Ó m« pháng chuyÓn ®éng cña xe ta ph¶i m« pháng ®­îc hÖ thèng l¸i, Ýt nhÊt lµ vÒ mÆt ®éng häc. §èi víi xe nhiÒu cÇu dÉn h­íng, do sè l­îng c¸c h×nh thang l¸i (c¸c c¬ cÊu ba kh©u) t¨ng lªn vµ cÊu t¹o cña chóng phøc t¹p h¬n, m« pháng chuyÓn ®éng cña xe trë nªn khã kh¨n h¬n rÊt nhiÒu khi tÝnh to¸n ®éng lùc häc xe víi c¸c th«ng sè gãc quay vµnh tay l¸i thay ®æi liªn tôc theo thêi gian. H¬n thÕ, xe nhiÒu cÇu dÉn h­íng th­êng cã c¸c h×nh thang l¸i ph©n bè trong kh«ng gian rÊt khã quy vÒ d¹ng ph¼ng vµ kh«ng thÓ ¸p dông c«ng thøc tÝnh ®éng häc h×nh thang l¸i d¹ng ph¼ng. V× thÕ ®Ó m« pháng ®éng häc hÖ thèng l¸i theo th«ng sè ®Çu vµo lµ gãc quay vµnh tay l¸i thay ®æi liªn tôc theo thêi gian khi xe quay vßng ta ph¶i ¸p dông ph­¬ng ph¸p tÝnh cña c¬ häc hÖ nhiÒu vËt. §Ó x¸c ®Þnh cÊu h×nh cña hÖ hay vÞ trÝ cña bÊt kú vËt nµo trong hÖ ta ph¶i x¸c ®Þnh ®­îc vÞ trÝ cña ®iÓm bÊt kú thuéc vËt ®ã trong hÖ to¹ ®é cè ®Þnh OXYZ chän tr­íc. Muèn vËy ta ph¶i thµnh lËp c¸c hÖ to¹ ®é ®éng oixiyizi g¾n liÒn víi mçi vËt, nh­ vËy c¬ hÖ cã bao nhiªu vËt th× cã bÊy nhiªu hÖ to¹ ®é ®éng. Khi ®ã to¹ ®é cña mét ®iÓm bÊt kú thuéc vËt ®­îc tÝnh qua to¹ ®é cña ®iÓm ®ã trong hÖ to¹ ®é ®éng vµ vÞ trÝ cña hÖ to¹ ®é ®éng trong hÖ to¹ ®é cè ®Þnh. Mçi chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi cña hÖ to¹ ®é ®éng so víi hÖ to¹ ®é cè ®Þnh cã mét ma trËn chuyÓn t­¬ng øng cho phÐp x¸c ®Þnh to¹ ®é cña vËt khi chuyÓn tõ hÖ to¹ ®é nµy sang hÖ to¹ ®é kia. C«ng thøc tÝnh to¹ ®é cè ®Þnh cña vËt trong chuyÓn ®éng tæng qu¸t lµ : (2.20) Trong ®ã : - vÐct¬ vÞ trÝ cña ®iÓm Pi bÊt kú trªn vËt thø i tÝnh trong hÖ to¹ ®é cè ®Þnh OXYZ. Ri - vÐct¬ vÞ trÝ cña ®iÓm gèc oi cña hÖ to¹ ®é ®éng oixiyizi trong hÖ cè ®Þnh. Ai - ma trËn chuyÓn x¸c ®Þnh h­íng cña hÖ to¹ ®é ®éng trong hÖ cè ®Þnh. - vÐct¬ vÞ trÝ cña ®iÓm Pi cña vËt thø i tÝnh trong hÖ to¹ ®é ®éng oixiyizi. Trong tr­êng hîp riªng lµ chuyÓn ®éng ph¼ng th× ma trËn chuyÓn chÝnh lµ ma trËn quay A cã bèn thµnh phÇn : (2.21) H×nh 2.17 : S¬ ®å tÝnh to¸n h×nh thang l¸i Trong ®ã j lµ gãc quay cña hÖ to¹ ®é ®éng so víi hÖ to¹ ®é cè ®Þnh trong chuyÓn ®éng ph¼ng. ¸p dông tÝnh cho h×nh thang l¸i cã s¬ ®å nh­ trªn h×nh 2.17 Trong ®ã : AB = l1, BC = l2, CD =l3 lµ chiÒu dµi c¸c ®ßn quay vµ thanh l¸i trong c¬ cÊu h×nh thang l¸i. OXY lµ hÖ to¹ ®é cè ®Þnh. Ax1y1, Bx2y2, Cx3y3 lµ c¸c hÖ to¹ ®é ®éng g¾n liÒn víi mçi vËt. Gi¶ sö A, B, C, D cã vÐct¬ vÞ trÝ RA =[X1 Y1]T , RB =[X2 Y2]T, RC =[X3 Y3]T , RD =[X4 Y4]T trong hÖ OXY. Khi ®ã to¹ ®é cña c¸c ®iÓm B, C, D còng ®­îc x¸c ®Þnh qua hÖ ph­¬ng tr×nh : (2.22) HÖ ph­¬ng tr×nh (2.22) còng ®­îc viÕt d­íi d¹ng : (2.23a) (2.23b) (2.23a) (2.23) LÇn l­ît thay c¸c hÖ ph­¬ng tr×nh (2.23a) vµ (2.23b) vµo (2.23c) ta cã hÖ : (2.24) HÖ (2.24) lµ mét hÖ 2 ph­¬ng tr×nh hai Èn sè. Trong ®ã ta ®· biÕt to¹ ®é c¸c ®iÓm A, D, chiÒu dµi l1, l2, l3 c¸c thanh l¸i cña h×nh thang l¸i vµ gãc nghiªng ban ®Çu j1 cña thanh AB. Nh­ vËy hoµn toµn cã thÓ gi¶i hÖ ph­¬ng tr×nh trªn ®Ó t×m ra gãc nghiªng j3 cña thanh CD, t×m ra ®­îc gãc quay vßng cña b¸nh xe t­¬ng øng vµ gi¸ trÞ ®Çu vµo cña c¬ cÊu ba kh©u tiÕp theo. Trong tr­êng hîp hÖ thèng l¸i kh«ng sö dông c¬ cÊu h×nh thang l¸i hoÆc h×nh thang l¸i cã d¹ng bÊt kú ph©n bè trong kh«ng gian, víi sè l­îng c¸c kh©u khíp tuú ý, nÕu ¸p dông ph­¬ng ph¸p tÝnh cña c¬ häc hÖ nhiÒu vËt ta hoµn toµn cã thÓ tÝnh to¸n kh¶o s¸t hÖ thèng l¸i víi c¸ch tÝnh lµ hoµn toµn t­¬ng tù. ChØ kh¸c lµ khi ®ã ma trËn A lµ ma trËn chuyÓn trong kh«ng gian cã 9 thµnh phÇn ®­îc biÓu diÔn qua c¸c tham sè ¥le, c¸c ®iÓm lµ t©m cña c¸c khíp trong hÖ thèng l¸i sÏ cã vÐct¬ vÞ trÝ gåm 3 thµnh phÇn. Ch­¬ng 3 X©y dùng m« h×nh m« pháng ®éng lùc häc chuyÓn ®éng ph¼ng cña xe b¸nh lèp nhiÒu cÇu Trong ch­¬ng 2 ®· thiÕt lËp m« h×nh to¸n häc kh¶o s¸t ®éng lùc häc chuyÓn ®éng ph¼ng cña xe vµ m« h×nh to¸n häc cña c¸c côm trong HTTL cña xe b¸nh lèp nhiÒu cÇu. Trªn c¬ së ®ã, ch­¬ng 3 sÏ tr×nh bµy thø tù x©y dùng m« h×nh m« pháng ®éng lùc häc chuyÓn ®éng th¼ng vµ quay vßng cña xe. B»ng c¸ch x©y dùng m« h×nh c¸c khèi c¬ b¶n cña HTTL vµ khèi th©n xe, liªn kÕt m« h×nh c¸c khèi víi nhau theo kÕt cÊu thùc cña HTTL b»ng c¸c ®­êng truyÒn tÝn hiÖu t­¬ng øng, ta sÏ cã mét m« h×nh m« pháng hoµn chØnh. KÕt cÊu cña m« h×nh m« pháng ®­îc x©y dùng theo kÕt cÊu cña hÖ thèng thùc trªn xe bäc thÐp b¸nh lèp nhiÒu cÇu BTR-60PB, trªn c¬ së ®ã hoµn toµn cã thÓ thiÕt lËp m« h×nh m« pháng cho c¸c xe b¸nh lèp nhiÒu cÇu kh¸c. 3.1. ThiÕt lËp m« h×nh m« pháng ®éng lùc häc chuyÓn ®éng ph¼ng cña xe b¸nh lèp, nhiÒu cÇu 3.1.1. Sö dông SimDriveline ®Ó m« pháng HTTL trªn xe. Mét sè c«ng tr×nh nghiªn cøu gÇn ®©y ®· sö dông Simulink trong Matlab ®Ó tiÕn hµnh m« pháng c¸c HTTL. Tõ phiªn b¶n Matlab 7.0 trë ®i ®· ®­a ra c«ng cô SimDriveline chuyªn dïng ®Ó m« pháng c¸c HTTL, rÊt phï hîp trong viÖc m« pháng c¸c HTTL trªn xe. SimDriveline bao gåm c¸c khèi c¬ b¶n cña HTTL. B¶n th©n c¸c khèi ®ã ®Òu cã thÓ thay ®æi cÊu tróc ®Ó cã ®­îc khèi míi theo yªu cÇu cña ng­êi sö dông. V× vËy, m« h×nh HTTL rÊt trùc quan vµ dÔ x©y dùng. SimDriveline giao tiÕp víi Simulink qua c¸c khèi ®Æc biÖt. Do ®ã hoµn toµn cã thÓ x©y dùng riªng m« h×nh HTTL nhê SimDriveline, xuÊt vµ nhËp kÕt qu¶ cho Simulink. §©y lµ c¬ së ®Ó x©y dùng m« h×nh ®éng lùc häc ph¼ng toµn xe, cã t¸c ®éng qua l¹i gi÷a c¸c côm cña xe. Mét ®iÓm kh¸c biÖt c¬ b¶n cña SimDriveline so víi Simulink lµ kh«ng qui ®Þnh chiÒu ®i cña tÝn hiÖu, tÝn hiÖu ph¶n håi ®i chung trong cïng mét ®­êng truyÒn tÝn hiÖu. §iÒu nµy lµm m« h×nh m« pháng gÇn víi thùc tÕ h¬n. Nguyªn lý lµm viÖc cña SimDriveline dùa trªn m« h×nh liªn kÕt dßng lùc. C¸c khèi truyÒn tÝn hiÖu cho nhau theo c¸c ®­êng truyÒn. C¸c tÝn hiÖu ®Çu vµo cã thÓ ®­îc nhËp vµo theo kÞch b¶n cho tr­íc hoÆc thay ®æi trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña m« h×nh. * CÊu tróc cña m« h×nh m« pháng HTTL : Mçi HTTL cã kÕt cÊu cô thÓ kh¸c nhau nªn cã m« h×nh m« pháng kh¸c nhau. Kh«ng cã m« h×nh m« pháng nµo võa ®ñ chi tiÕt võa ®ñ tæng qu¸t ®Ó cã thÓ dïng chung cho mäi lo¹i HTTL nªn cÇn lùa chän mét m« h×nh thÝch hîp. Tuy nhiªn m« h×nh c¸c HTTL cña xe nh×n chung ®Òu gåm c¸c côm chÝnh lµ : - Khèi ®éng c¬. - Khèi ly hîp. - Khèi hép sè vµ hép ph©n phèi (hoÆc hép sè phô). - Khèi truyÒn lùc chÝnh vµ gi¶m tèc b¸nh xe. - Khèi b¸nh xe. H×nh 3.1 ®­a ra m« h×nh m« pháng HTTL c¬ khÝ cña xe BTR-60PB lµ xe bäc thÐp b¸nh lèp nhiÒu cÇu cã hai nguån sinh c«ng suÊt, b»ng c¸ch x©y dùng c¸c khèi trong SimDriveline kÕt hîp víi c¸c khèi trong Simulink. H×nh 3.1 : M« h×nh m« pháng HTTL xe bäc thÐp b¸nh lèp bèn cÇu chñ ®éng BTR-60PB. M« h×nh HTTL trªn h×nh 3.1 gåm c¸c khèi : 2 khèi ®éng c¬, 2 khèi ly hîp ma s¸t, 2 khèi hép sè, 2 khèi hép sè phô, ba khèi gµi cÇu, 4 khèi gi¶m tèc b¸nh xe vµ 4 khèi b¸nh xe. C¸c khèi nµy ®­îc dïng ®Ó m« pháng qu¸ tr×nh lµm viÖc cña c¸c côm, thùc chÊt lµ ®Ó gi¶i c¸c ph­¬ng tr×nh to¸n ®­a ra trong m« h×nh to¸n häc cña c¸c côm t­¬ng øng trong HTTL. *Nguyªn lý lµm viÖc chung cña m« h×nh m« pháng HTTL: T¹i thêi ®iÓm ban ®Çu, mçi ®éng c¬ ®Òu ch¹y ë ch¹y ë chÕ ®é kh«ng t¶i víi chÕ ®é vßng quay nhá nhÊt. Th«ng qua khèi ®éng c¬ x¸c ®Þnh ®­îc gi¸ trÞ m« men ban ®Çu cña ®éng c¬. Khi khèi ®iÒu khiÓn ph¸t tÝn hiÖu t¨ng tèc cho ®éng c¬ vµ ®ãng ly hîp, ¸p lùc trªn c¸c ®Üa ma s¸t cña ly hîp t¨ng lªn. Qua c¸c khèi : khèi ly hîp, khèi hép sè, khèi hép sè phô, khèi gµi cÇu, khèi gi¶m tèc b¸nh xe, m« men vµ tèc ®é ®éng c¬ ®­îc truyÒn xuèng c¸c b¸nh xe vµ thay ®æi theo c¸c tû sè truyÒn t­¬ng øng. T¹i khèi b¸nh xe, m« men t¹o nªn bëi c¸c gi¸ trÞ lùc kÐo, lùc phanh...®­îc chuyÓn ®æi tõ tÝn hiÖu Simulink thµnh tÝn hiÖu SimDriveline c©n b»ng víi gi¸ trÞ m« men tõ ®éng c¬ truyÒn xuèng. Do tÝnh chÊt lµm viÖc cña ly hîp vµ t¸c ®éng cña m« men c¶n qua HTTL truyÒn lªn sÏ t¹o ra mét m« men d­ Md-Mms ®Ó t¨ng tèc cho ®éng c¬ vµ c¶ HTTL. Trong khi ®ã ®é më cña b­ím ga vµ tèc ®é cña ®éng c¬ còng ®· thay ®æi. Hai gi¸ trÞ nµy sÏ x¸c ®Þnh mét gi¸ trÞ m« men ®éng c¬ míi cho b­íc tÝnh to¸n tiÕp theo. Cø nh­ vËy, qu¸ tr×nh trªn ®­îc lÆp l¹i vµ ®¸p øng cña toµn bé hÖ thèng lµ ®¸p øng liªn tôc theo thêi gian. Khi x©y dùng m« h×nh HTTL trong SimDriveline ta ph¶i x¸c ®Þnh ®­îc c¸c gi¸ trÞ m« men qu¸n tÝnh cña c¸c kh©u ®éng truyÒn lùc. C¸c th«ng sè ®Çu vµo cña m« h×nh m« pháng ®­îc tr×nh bµy trong phÇn phô lôc. Nguyªn lý lµm viÖc vµ s¬ ®å cô thÓ cña c¸c khèi trong m« h×nh m« pháng HTTL ®­îc tr×nh bµy lÇn l­ît trong c¸c phÇn sau. 3.1.1.1. M« h×nh ®éng c¬ Khèi ®éng c¬ dïng ®Ó m« pháng ®éng c¬ l¾p trªn xe. Khèi nµy ®­îc sö dông ®Ó gi¶i c¸c ph­¬ng tr×nh (2.2) vµ (2.3) trong m« h×nh to¸n häc cña ®éng c¬ tr×nh bµy trong ch­¬ng 2. §éng c¬ ®­îc coi nh­ mét thiÕt bÞ sinh ra m« men theo sù thay ®æi cña tÝn hiÖu gãc më b­ím ga vµ tÝn hiÖu tèc ®é ®éng c¬ ph¶n håi ng­îc. M« h×nh HTTL trong h×nh 3.1 cã hai khèi ®éng c¬ hoµn toµn gièng nhau, ®­îc ®iÒu khiÓn bëi cïng mét tÝn hiÖu gãc më b­ím ga nh­ trong kÕt cÊu thùc. Ta kh«ng dïng trùc tiÕp c¸c khèi ®éng c¬ trong SimDriveline mµ x©y dùng khèi ®éng c¬ riªng, cã s¬ ®å m« h×nh cô thÓ nh­ trong h×nh 3.2 : H×nh 3.2 : M« h×nh khèi ®éng c¬ M« h×nh ®éng c¬ cã trung t©m lµ khèi m«men ®éng c¬ (Momen DC). Khèi nµy chøa toµn bé ®Æc tÝnh ngoµi vµ ®Æc tÝnh côc bé cña ®éng c¬, trong th­ viÖn cña Matlab-Simulink cã tªn lµ Lookup2D. Khèi nµy thùc hiÖn mÉu ®å thÞ tuyÕn tÝnh trong kh«ng gian to¹ ®é ba chiÒu. Mét hµng chøa gi¸ trÞ gãc më b­ím ga, mét hµng chøa gi¸ trÞ tèc ®é ®éng c¬ vµ hµng cßn l¹i chøa ma trËn c¸c gi¸ trÞ m« men cña ®éng c¬. V× thÕ khèi m«men ®éng c¬ cã hai ®Çu vµo lµ tÝn hiÖu gi¸ trÞ gãc më b­ím ga vµ tÝn hiÖu tèc ®é ®éng c¬ ph¶n håi ng­îc. TÝn hiÖu m« men ®­îc ®­a vµo khèi Transducer ®Ó chuyÓn tÝn hiÖu cña Simulink thµnh tÝn hiÖu cña SimDriveline vµ kÝch ho¹t HTTL. H×nh 3.3 : §å thÞ ®Æc tÝnh tèc ®é cña ®éng c¬ Gaz-49B l¾p trªn xe BTR-60PB M« h×nh cã hai tÝn hiÖu ®Çu ra lµ m« men trôc khuûu ®éng c¬ (momen ra) vµ tèc ®é ®éng c¬ (tocdo ra). Ngoµi ra cßn cã c¸c khèi nhËp m« men qu¸n tÝnh cña ®éng c¬ (Mqt_dc), khèi thiÕt lËp gi¸ trÞ tèc ®é gãc ban ®Çu cña trôc khuûu ®éng c¬ (IC- Initial Condition ), khèi thiÕt lËp m«i tr­êng m« pháng cho toµn bé s¬ ®å m« pháng (Driveline Environment). H×nh 3.3 lµ toµn bé ®å thÞ ®Æc tÝnh tèc ®é cña ®éng c¬ Gaz-49B l¾p trªn xe BTR-60PB ®Ó m« pháng qu¸ tr×nh lµm viÖc cña ®éng c¬. MÆt kh¸c, v× trªn kÕt cÊu thùc hai ®éng c¬ lµm viÖc ®éc lËp ®èi víi nhau vµ ®­îc g¾n lªn cïng mét gi¸ ®ì, nªn trong m« h×nh HTTL h×nh 3.1 ta ph¶i nèi hai khèi ®éng c¬ víi nhau b»ng khèi S_E (Share Environment). Khèi nµy cã vai trß thiÕt lËp m«i tr­êng m« pháng chung cho toµn bé s¬ ®å HTTL cã hai dßng c«ng suÊt lµm viÖc ®éc lËp víi nhau. 3.1.1.2. M« h×nh khèi ly hîp ma s¸t Ta sö dông m« h×nh khèi ly hîp ma s¸t cã ®iÒu khiÓn (Controllable Friction Clutch) trong th­ viÖn c¸c phÇn tö ®éng lùc häc (Dynamic Elements) cña SimDriveline. Khèi nµy cã nhiÖm vô gi¶i c¸c ph­¬ng tr×nh (2.4) vµ (2.5) m« pháng qu¸ tr×nh lµm viÖc cña mét khíp ly hîp ma s¸t trong c¸c tr¹ng th¸i lµm viÖc kh¸c nhau víi c¸c m« men ma s¸t tÜnh vµ ®éng kh¸c nhau. M« h×nh khèi ly hîp ma s¸t tr×nh bµy trªn h×nh 3.4 : H×nh 3.4 : M« h×nh khèi ly hîp ma s¸t cã ®iÒu khiÓn Trong ®ã tÝn hiÖu ®Çu vµo cña khèi ly hîp lµ gi¸ trÞ m« men vµ tèc ®é trôc khuûu cña ®éng c¬, tÝn hiÖu ¸p suÊt ®ãng ly hîp (¸p suÊt gi÷a c¸c bÒ mÆt ma s¸t cña ly hîp, ký hiÖu LH) cho phÐp tÝnh c¸c gi¸ trÞ m« men ma s¸t ®Ó gi¶i hÖ ph­¬ng tr×nh (2.4). TÝn hiÖu LH phô thuéc vµo bµn ®¹p ch©n c«n vµ ®­îc ®­a tõ khèi ®iÒu khiÓn ®Õn. C¸c khèi m« men qu¸n tÝnh phÇn chñ ®éng (Mqt_lih¬p) vµ phÇn bÞ ®éng (Mqt_lihop1) cña ly hîp ®­îc nhËp vµo qua c¸c cæng B vµ F. TÝn hiÖu ®Çu ra cña khèi ly hîp lµ c¸c gi¸ trÞ m« men vµ tèc ®é trôc bÞ ®éng cña ly hîp, nã l¹i trë thµnh tÝn hiÖu ®Çu vµo cho khèi hép sè tiÕp sau. M« h×nh ly hîp sÏ tù ®éng m« pháng vµ ®iÒu khiÓn c¸c qu¸ tr×nh lµm viÖc cña ly hîp khi nhËn ®­îc tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn bµn ®¹p ly hîp tõ khèi ®iÒu khiÓn (ta sÏ tr×nh bµy ë phÇn sau). Trong m« h×nh HTTL ë h×nh 3.1 ta x©y dùng m« h×nh hai khèi ly hîp hoµn toµn gièng nhau vµ ®­îc ®iÒu khiÓn bëi cïng mét tÝn hiÖu bµn ®¹p ly hîp. 3.1.1.3. M« h×nh khèi hép sè M« h×nh HTTL cña xe BTR-60PB trªn h×nh 3.1 cã hai khèi hép sè c¬ khÝ gièng nhau, ®Òu cã bèn sè tiÕn, lµm viÖc ®éc lËp víi nhau, ®­îc ®iÒu khiÓn bëi cïng mét tÝn hiÖu tay sè tõ khèi ®iÒu khiÓn. Khèi hép sè ®­îc dung ®Ó gi¶i c¸c ph­¬ng tr×nh (2.6) t­¬ng øng khi tÝn hiÖu tû sè truyÒn thay ®æi. M« h×nh cô thÓ cña khèi hép sè nh­ trªn h×nh 3.5 . M« h×nh hép sè ®­îc x©y dùng b»ng c¸ch ghÐp c¸c khèi truyÒn ®éng b¸nh r¨ng ®¬n gi¶n (Simple Gear ) cã c¸c tû sè truyÒn t­¬ng øng víi tû sè truyÒn cña hép sè thùc. H×nh 3.5 : M« h×nh hép sè c¬ khÝ cã bèn sè tiÕn cña xe BTR-60PB ViÖc sang sè ®­îc thùc hiÖn b»ng c¸ch ®ãng më c¸c khèi ly hîp ma s¸t cã ®iÒu khiÓn (Controllable Friction Clutch) cho phÐp ®ãng më khíp truyÒn lùc ®i qua bé truyÒn b¸nh r¨ng nµo. ë ®©y nh÷ng khèi ly hîp nµy kh«ng cã m« men qu¸n tÝnh mµ chØ thùc hiÖn ®ãng më khíp truyÒn lùc. TÝn hiÖu ¸p suÊt P ®iÒu khiÓn c¸c ly hîp ®ãng më chØ lµ tÝn hiÖu tay sè t­¬ng øng (so) truyÒn tõ khèi ®iÒu khiÓn ®Õn khèi n¾p sè (Napso), qua c¸c khèi Goto vµ From. Ngoµi ra, tÝn hiÖu ®Õn khèi n¾p sè cßn cã tÝn hiÖu sè kh«ng (somo) tõ khèi ®iÒu khiÓn ®Õn, cho phÐp ng¾t dßng truyÒn lùc trong mét kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh ®Ó c¾t ly hîp khi sang sè vµ m« pháng nh­ qu¸ tr×nh sang sè thùc. S¬ ®å khèi n¾p sè tr×nh bµy trªn h×nh 3.6 . TÝn hiÖu tay sè vµ sè kh«ng vµo khèi n¾p sè ®­îc kÝ hiÖu lµ so vµ ss. §­îc ®­a vµo khèi ®¶o m¹ch (Switch) cßn cã tÝn hiÖu khèi h»ng sè (Constant, cã gi¸ trÞ lµ 5). TÝn hiÖu ss dïng ®Ó ®iÒu khiÓn tÝn hiÖu ®i qua khèi ®¶o m¹ch (Switch) lµ so hay lµ Constant. H×nh 3.6 : S¬ ®å khèi n¾p sè thùc hiÖn qu¸ tr×nh sang sè Khi kh«ng cã tÝn hiÖu ss th× tÝn hiÖu tay sè (so) ®i qua khèi Switch ®Õn khèi ®¶o m¹ch ®a cæng (Multiport Switch) ®Ó ®iÒu khiÓn viÖc nèi cæng tÝn hiÖu víi mét trong c¸c cæng tõ Constant2 ®Õn Constant5 (t­¬ng øng tõ tay sè 1 ®Õn tay sè 4). Khi cã tÝn hiÖu ss th× khèi ®¶o m¹ch sÏ cho tÝn hiÖu Constant ®i qua ®Õn khèi Multiport Switch vµ khèi nµy nèi m¹ch cæng tÝn hiÖu víi Constant1 (t­¬ng øng víi tay sè kh«ng). Khi mét trong c¸c cæng tõ Constant2 ®Õn Constant5 ®­îc nèi th× tÝn hiÖu sÏ ®i qua c¸c khèi Goto vµ From (kÝ hiÖu t­¬ng øng tõ c1 ®Õn c4) ®Ó ®ãng c¸c ly hîp t­¬ng øng. Khi cæng Constant1 ®­îc ®ãng th× kh«ng cã tÝn hiÖu nµo ®­îc truyÒn ®Õn c¸c ly hîp, t­¬ng øng víi tay sè kh«ng. 3.1.1.4. M« h×nh khèi hép sè phô M« h×nh hép sè phô cã hai sè truyÒn cña xe BTR-60PB ®­îc tr×nh bµy trªn h×nh 3.7 : Hai sè truyÒn lµ sè truyÒn th¼ng (tû sè truyÒn lµ 1) vµ sè truyÒn thÊp (tû sè truyÒn lµ 1,98). KÕt cÊu thùc cña hép sè phô chØ cho phÐp ®i sè thÊp khi gµi cÇu tr­íc, tøc lµ ph¶i dõng xe vµ gµi cÇu tr­íc råi míi gµi sè thÊp. H×nh 3.7 : M« h×nh hép sè phô cã hai sè truyÒn cña xe BTR-60PB M« h×nh HTTL trªn h×nh 3.1 x©y dùng hai khèi hép sè phô cã cÊu tróc gièng nhau vµ ®­îc ®iÒu khiÓn bëi cïng mét tÝn hiÖu gµi cÇu.TÝn hiÖu gµi cÇu chÝnh lµ tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn tû sè truyÒn tõ khèi Gµi cÇu ®­îc ®­a vµo cæng tÝn hiÖu r cña khèi Variable Ratio Gear ®Ó thiÕt lËp tû sè truyÒn cña hép sè phô. C¸c khèi m« men qu¸n tÝnh phÇn chñ ®éng (Mqt_cd) vµ m« men qu¸n tÝnh phÇn bÞ ®éng (Mqt_bd) ®­îc nèi víi ®Çu trôc chñ ®éng vµ bÞ ®éng cña hép sè phô. 3.1.1.5. M« h×nh c¸c khèi gµi cÇu ViÖc gµi cÇu tr­íc ®­îc thùc hiÖn th«ng qua c¸c khèi Gµi cÇu, Gµi cÇu1 vµ Gµi cÇu2. CÊu t¹o cña hai khèi Gµi cÇu1 vµ Gµi cÇu2 hoµn toµn gièng nhau vµ ®­îc dïng ®Ó lÇn l­ît gµi cÇu 1 vµ cÇu 2. Khi ®­a khèi Gµi cÇu vÒ tr¹ng th¸i dïng sè thÊp (st) th× nã sÏ ph¸t tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn cho phÐp c¸c khèi Gµi cÇu1 vµ Gµi cÇu2 ®ãng khíp truyÒn ®éng lùc ®Õn c¸c cÇu 1 vµ 2, ®ång thêi ®­a tû sè truyÒn cña hép sè phô vÒ sè truyÒn thÊp (tû sè 1,98). C¸c khèi gµi cÇu cã m« h×nh nh­ trªn h×nh 3.8 . Khi tr¹ng th¸i "dïng sè thÊp" cña khèi Gµi cÇu ®­îc lùa chän th× khèi Constant (st) ph¸t tÝn hiÖu truyÒn qua c¸c khèi Gain vµ Goto (trªn h×nh 3.8a) ®Õn c¸c khèi From, Gain vµ ®Õn cæng P cña khèi Controllable Friction Clutch (trªn h×nh 3.8b) ®iÒu khiÓn khèi nµy ®ãng khíp truyÒn lùc gµi cÇu 1. §ång thêi tÝn hiÖu cña khèi Constant còng ®Õn khèi Lookup Table. a) M« h×nh khèi Gµi cÇu b) M« h×nh khèi Gµi cÇu1 (hoÆc Gµi cÇu2) H×nh 3.8 : M« h×nh c¸c khèi gµi cÇu Khèi Lookup Table lµ mét b¶ng néi suy mét chiÒu cã hai gi¸ trÞ ®Çu vµo lµ [0 1] t­¬ng øng víi hai gi¸ trÞ ®Çu ra lµ hai tû sè truyÒn [1 1,98]. Nh­ vËy khi tr¹ng th¸i "dïng sè thÊp " ®­îc lùa chän th× khèi Constant sÏ cã gi¸ trÞ lµ 1 vµ khèi Lookup Table sÏ cã gi¸ trÞ ®Çu ra lµ 1,98 lµ gi¸ trÞ sè truyÒn thÊp cña hép sè phô. CÊu tróc vµ ho¹t ®éng cña khèi Gµi cÇu2 hoµn toµn t­¬ng tù nh­ khèi Gµi cÇu1. 3.1.1.6. M« h×nh khèi gi¶m tèc b¸nh xe §Ó m« h×nh HTTL xe BTR-60PB cã kÕt cÊu gièng víi kÕt cÊu thùc, trªn h×nh 3.1 ta x©y dùng bèn khèi gi¶m tèc b¸nh xe gièng nhau vµ nèi liÒn víi bèn khèi b¸nh xe. CÊu t¹o cña bèn khèi gi¶m tèc b¸nh xe chØ lµ bèn khèi bé truyÒn b¸nh r¨ng ®¬n gi¶n (Simple Gear), cã m« h×nh tr×nh bµy trªn h×nh 3.9 : H×nh 3.9 : M« h×nh khèi gi¶m tèc b¸nh xe Do gi¶ thiÕt hai b¸nh xe cña mçi cÇu ®­îc chËp l¹i lµm mét nªn kh«ng cÇn cã khèi truyÒn lùc chÝnh cÇu xe. Tû sè truyÒn cña truyÒn lùc chÝnh cÇu xe vµ m« men qu¸n tÝnh c¸c côm chi tiÕt ®­îc tÝnh gép vµo khèi gi¶m tèc b¸nh xe vµ kh«ng lµm gi¶m ®i tû sè truyÒn chung cña c¶ HTTL cña xe. 3.1.1.7. M« h×nh khèi b¸nh xe Ch­¬ng 2 ®· thiÕt lËp m« h×nh to¸n häc trªn c¬ së c«ng tr×nh nghiªn cøu cña Pacejka cho m« pháng b¸nh xe. Trong ph¹m vi cña luËn v¨n, khi tiÕn hµnh m« pháng b¸nh xe ta gi¶ thiÕt : - M« h×nh xe kh¶o s¸t lµ m« h×nh ph¼ng mét vÕt b¸nh xe nªn kh«ng xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña nh÷ng gãc ®Æt b¸nh xe trong t­¬ng t¸c b¸nh xe víi nÒn ®­êng, c¸c gãc ®Æt b¸nh xe coi nh­ b»ng kh«ng. - Gi¶ thiÕt r»ng c¸c lùc t¸c dông tõ mÆt ®­êng vµo b¸nh xe chØ gåm nh÷ng th«ng sè lùc Fx, Fy, Fz vµ xem r»ng chóng ®­îc truyÒn toµn bé lªn th©n xe. - Kh«ng xÐt ®Õn c¸c yÕu tè m« men xuÊt hiÖn do sù dÞch chuyÓn c¸c lùc t¸c dông lªn b¸nh xe vÒ mÆt ph¼ng ®èi xøng däc xe, bá qua t¸c dông cña m« men c¶n quay vßng Mci v× cã gi¸ trÞ kh¸ nhá vµ bá qua m« men Mz v× coi c¸c lùc Fx, Fy n»m ë t©m vïng tiÕp xóc gi÷a b¸nh xe víi mÆt ®­êng. M« h×nh HTTL trªn h×nh 3.1 cã bèn khèi b¸nh xe gièng nhau, ®Òu ®­îc nèi víi c¸c khèi gi¶m tèc b¸nh xe t­¬ng øng. Trªn m« h×nh c¸c b¸nh xe ®Òu cã c¸c cæng tÝn hiÖu Simulink vµo, c¸c tÝn hiÖu nµy qua tÝnh to¸n vµ qua khèi chuyÓn ®æi tÝn hiÖu (Torque Actuator) ®­îc chuyÓn thµnh tÝn hiÖu SimDriveline trong HTTL. M« h×nh b¸nh xe thø nhÊt tr×nh bµy trªn h×nh 3.10, c¸c b¸nh xe cßn l¹i ®Òu cã m« h×nh t­¬ng tù : H×nh 3.10 : M« h×nh b¸nh xe Mçi m« h×nh b¸nh xe ®Òu cã 6 tÝn hiÖu vµo (ký hiÖu tõ 1 ®Õn 6) vµ 3 tÝn hiÖu ®Çu ra. Trong ®ã : V_x : TÝn hiÖu vËn tèc chuyÓn ®éng cña th©n xe. F_z : TÝn hiÖu ph¶n lùc ph¸p tuyÕn cña ®­êng t¸c dông lªn lèp xe. Phi : TÝn hiÖu hÖ sè b¸m cña ®­êng. Pp : TÝn hiÖu lùc phanh b¸nh xe. f : TÝn hiÖu hÖ sè c¶n l¨n. Alpha : TÝn hiÖu gãc lÖch bªn. F_x :TÝn hiÖu lùc kÐo cña b¸nh xe. F_y : TÝn hiÖu ph¶n lùc ngang cña ®­êng t¸c dông lªn b¸nh xe. Mo men : TÝn hiÖu m« men cña c¸c hîp lùc t¸c dông lªn b¸nh xe. M« h×nh b¸nh xe tr×nh bµy trªn h×nh 3.10 ®­îc x©y dùng trªn c¬ së sö dông m« h×nh khèi b¸nh xe (khèi Tire) trong th­ viÖn cña SimDriveline. M« h×nh to¸n häc cña khèi b¸nh xe trong th­ viÖn cña SimDriveline ®­îc x©y dùng trªn c¬ së c«ng thøc Pacejka ®· nªu trong ch­¬ng 2. 3.1.2. M« h×nh m« pháng ®éng lùc häc chuyÓn ®éng ph¼ng cña xe b¸nh lèp, nhiÒu cÇu Kh«ng cã m« h×nh m« pháng nµo võa ®ñ chi tiÕt võa ®ñ tæng qu¸t ®Ó cã thÓ dïng chung cho c¸c lo¹i xe b¸nh lèp nhiÒu cÇu nªn ta ph¶i lùa chän mét m« h×nh thÝch hîp ®Ó x©y dùng. Trªn c¬ së ®ã cã thÓ ph¸t triÓn phôc vô cho c¸c nhiÖm vô tÝnh to¸n kh¶o s¸t vµ m« pháng ®éng lùc häc chuyÓn ®éng cña c¸c lo¹i xe kh¸c theo yªu cÇu. Tuy nhiªn m« h×nh m« pháng ®éng lùc häc chuyÓn ®éng ph¼ng ( bao gåm c¶ chuyÓn ®éng th¼ng vµ quay vßng) cña xe nh×n chung ®Òu gåm c¸c khèi c¬ b¶n gåm : - Khèi HTTL. - Khèi th©n xe. - Khèi ®iÒu khiÓn. - Khèi ®Þa h×nh chuyÓn ®éng, ... B»ng viÖc liªn kÕt m« h×nh c¸c khèi víi nhau theo kÕt cÊu thùc cña xe b»ng c¸c ®­êng truyÒn tÝn hiÖu t­¬ng øng, ta sÏ cã mét m« h×nh m« pháng hoµn chØnh. H×nh 3.11 tr×nh bµy cÊu tróc cña m« h×nh m« pháng ®éng lùc häc chuyÓn ®éng ph¼ng cña xe bäc thÐp b¸nh lèp nhiÒu cÇu BTR-60PB. Trªn c¬ së ®ã hoµn toµn cã thÓ thiÕt lËp m« h×nh m« pháng cho c¸c xe b¸nh lèp nhiÒu cÇu kh¸c. H×nh 3.11 : M« h×nh m« pháng ®éng lùc häc chuyÓn ®éng ph¼ng xe BTR-60PB * Nguyªn lý lµm viÖc cña m« h×nh m« pháng ®éng lùc häc chuyÓn ®éng ph¼ng cña xe BTR-60PB: Víi m« h×nh x©y dùng nh­ trªn, ®Çu tiªn ta xuÊt ph¸t tõ khèi m« pháng hÖ thèng truyÒn lùc (ký hiÖu HTDTL trªn h×nh 3.11). Khèi HTDTL tÝnh to¸n gi¸ trÞ c¸c lùc sinh ra t¹i b¸nh xe lµm ®Çu vµo cho khèi th©n xe.Khi ®éng c¬ b¾t ®Çu lµm viÖc sÏ s¶n sinh ra c¸c thµnh phÇn lùc kÐo Fx vµ ph¶n lùc ngang Fy tõ ®­êng t¸c dông lªn b¸nh xe. C¸c lùc nµy coi nh­ ®­îc truyÒn toµn bé lªn th©n xe vµ trë thµnh tÝn hiÖu ®Çu vµo cho khèi th©n xe cïng víi tÝn hiÖu gãc quay b¸nh xe dÉn h­íng. Trong khèi th©n xe cßn tÝnh to¸n tæng c¸c lùc c¶n, bao gåm : lùc c¶n l¨n, lùc c¶n kh«ng khÝ, lùc phanh b¸nh xe, lùc c¶n dèc. Tæng c¸c lùc c¶n nµy sÏ c©n b»ng víi lùc kÐo Fx vµ ph¶n lùc ngang Fy do ®éng c¬ sinh ra t¹i c¸c b¸nh xe. Khèi th©n xe cã nhiÖm vô gi¶i hÖ ph­¬ng tr×nh vi ph©n chuyÓn ®éng ph¼ng (2.1) cña xe khi ®· cã c¸c th«ng sè ®Çu vµo lµ c¸c lùc Fx, Fy, gãc quay b¸nh xe dÉn h­íng, m« men qu¸n tÝnh cña xe ®Ó t×m ra c¸c gi¸ trÞ vËn tèc, gia tèc, to¹ ®é träng t©m th©n xe còng nh­ b¸n kÝnh quay vßng cña xe. C¸c khèi gãc quay vµnh tay l¸i, khèi phanh, khèi ®Þa h×nh thùc chÊt lµ nh÷ng khèi d÷ liÖu tÝnh to¸n ®­îc ®­a vµo d­íi d¹ng c¸c m¶ng néi suy mét chiÒu. C¸c khèi ®ã cung cÊp gi¸ trÞ th«ng sè tÝnh to¸n thay ®æi liªn tôc theo thêi gian vµ theo mét quy luËt ®Þnh s½n. D÷ liÖu ®Þa h×nh bao gåm c¸c gi¸ trÞ hÖ sè b¸m, hÖ sè c¶n l¨n vµ gãc dèc mÆt ph¼ng ®­êng chuyÓn ®éng. Khèi ®iÒu khiÓn cung cÊp ba tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn liªn tôc theo thêi gian lµ tÝn hiÖu tay sè, tÝn hiÖu ®é më b­ím ga (ch©n ga), tÝn hiÖu ¸p suÊt ®ãng ly hîp (ch©n c«n) theo mét quy luËt ®Þnh s½n. Khi cã tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn, HTTL sÏ lµm viÖc theo quy luËt ®iÒu khiÓn cña khèi ®iÒu khiÓn nh­ lµ cã t¸c dông cña ng­êi l¸i xe. Khèi m« pháng hÖ thèng truyÒn lùc (ký hiÖu HTDTL trªn h×nh 3.11) ®· ®­îc tr×nh bµy trong phÇn 3.1.1 . Sau ®©y tr×nh bµy cô thÓ s¬ ®å cÊu tróc vµ ho¹t ®éng cña c¸c khèi cßn l¹i trong m« h×nh m« pháng chuyÓn ®éng ph¼ng cña xe. 3.1.2.1. M« h×nh khèi th©n xe H×nh 3.12 : M« h×nh khèi th©n xe M« h×nh khèi th©n xe chñ yÕu gåm khèi ®éng lùc häc th©n xe ®­îc tr×nh bµy trªn c¸c h×nh 3.12 vµ 3.13 . H×nh 3.13 : M« h×nh khèi ®éng lùc häc th©n xe M« h×nh khèi ®éng lùc häc th©n xe lµ ®Ó gi¶i hÖ ph­¬ng tr×nh vi ph©n chuyÓn ®éng (2.1) cña xe. Trong ®ã : - TÝn hiÖu ®Çu vµo lµ c¸c lùc Fxi, Fyi, m« men qu¸n tÝnh cña xe, khèi l­îng ph©n bè lªn c¸c cÇu, tÝn hiÖu gãc dèc, gãc quay c¸c b¸nh xe dÉn h­íng. - TÝn hiÖu ®Çu ra lµ to¹ ®é träng t©m xe, vËn tèc vµ gia tèc cña xe, b¸n kÝnh quay vßng, ph¶n lùc ph¸p tuyÕn tõ ®­êng t¸c dông lªn b¸nh xe, gãc lÖch bªn cña b¸nh xe. Trªn h×nh 3.13 ta thÊy c¸c tÝn hiÖu ®Çu vµo Fx, Fy vµ gãc quay vßng (kÝ hiÖu lµ Delta) ®­îc tÝnh to¸n theo hÖ ph­¬ng tr×nh vi ph©n (2.1). Sau khi tÝnh ®­îc c¸c gi¸ trÞ gia tèc cña chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn vµ chuyÓn ®éng quay vßng cña träng t©m th©n xe ta tÝch ph©n lÇn thø nhÊt sÏ thu ®­îc vËn tèc träng t©m th©n xe, tÝch ph©n lÇn thø hai thu ®­îc to¹ ®é träng t©m th©n xe, sau ®ã sÏ tÝnh ®­îc b¸n kÝnh quay vßng cña xe. TÝnh to¸n gi¸ trÞ ph¶n lùc ph¸p tuyÕn Fz t¸c dông lªn c¸c b¸nh xe cã tÝnh ®Õn sù ph©n bè l¹i träng l­îng lªn c¸c cÇu xe th«ng qua tÝn hiÖu gãc dèc ®­îc thùc hiÖn trªn m« h×nh khèi th©n xe tr×nh bµy trªn h×nh 3.12 . 3.1.2.2. M« h×nh khèi ®éng häc l¸i H×nh 3.14 : M« h×nh khèi ®éng häc l¸i Khèi ®éng häc l¸i nh»m m« pháng ®éng häc hÖ thèng l¸i theo tÝn hiÖu gãc quay vµnh tay l¸i. M« h×nh khèi nµy tr×nh bµy trªn h×nh 3.14 : Khèi ®éng häc l¸i ®­îc x©y dùng ®Ó gi¶i hÖ ph­¬ng tr×nh (2.24) tÝnh to¸n ®éng häc cho hÖ thèng l¸i cã hai h×nh thang l¸i (h×nh 2.17). Trong ®ã : - TÝn hiÖu vµo lµ gãc quay vµnh tay l¸i, tû sè truyÒn c¬ cÊu l¸i, to¹ ®é c¸c ®iÓm t©m khíp vµ gãc nghiªng ban ®Çu cña ®ßn quay däc vµ ®ßn quay bªn. - TÝn hiÖu ra lµ gãc quay vßng t­¬ng ®­¬ng cña c¸c b¸nh xe dÉn h­íng. Trªn h×nh 3.14 tÝn hiÖu gãc quay vµnh tay l¸i qua khèi C¬ cÊu l¸i ®­îc nh©n víi tû sè truyÒn cña c¬ cÊu l¸i. Sau khi qua khèi H×nh thang 1 vµ c¸c khèi B¸nh 1 ph¶i vµ khèi B¸nh 1 tr¸i sÏ tÝnh ra gãc quay vßng cña c¸c b¸nh xe cÇu dÉn h­íng thø nhÊt. Sau ®ã tÝnh ®­îc gãc quay vßng t­¬ng ®­¬ng theo c«ng thøc ®· nªu trong phÇn gi¶ thiÕt vÒ b¸nh xe t­¬ng ®­¬ng. T­¬ng tù khèi H×nh thang 2 vµ c¸c khèi B¸nh 2 ph¶i, khèi B¸nh 2 tr¸i sÏ tÝnh c¸c gi¸ trÞ gãc quay vßng cña b¸nh xe cÇu dÉn h­íng thø hai. 3.1.2.3. M« h×nh khèi ®iÒu khiÓn Khèi ®iÒu khiÓn ®­îc x©y dùng nh»m cung cÊp c¸c tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn HTTL theo mét kÞch b¶n ®Þnh s½n nh»m t¹o thuËn lîi cho qu¸ tr×nh kh¶o s¸t. M« h×nh khèi ®iÒu khiÓn ®­îc tr×nh bµy trªn h×nh 3.15 . H×nh 3.15 : M« h×nh khèi ®iÒu khiÓn M« h×nh khèi ®iÒu khiÓn trªn h×nh 3.15 cã ba tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn lµ tÝn hiÖu tay sè, tÝn hiÖu bµn ®¹p ch©n c«n vµ tÝn hiÖu bµn ®¹p ch©n ga. Khèi ®iÒu khiÓn ®­îc cÊu t¹o bëi ba khèi chÝnh lµ khèi ®iÒu khiÓn sang sè (Dkhien s.so), khèi tÝnh to¸n thêi ®iÓm sang sè (Tinh toan) vµ khèi Bµn ®¹p ga, lyhîp. * Khèi ®iÒu khiÓn sang sè : H×nh 3.16 : M« h×nh khèi ®iÒu khiÓn sang sè Trong Matlab khèi nµy gäi lµ Stateflow. M« h×nh khèi ®iÒu khiÓn sang sè tr×nh bµy trªn h×nh 3.16 . Khèi ®iÒu khiÓn sang sè ®­îc cÊu thµnh tõ hai khèi con sau : - Khèi "Tr¹ng_th¸i_sè" : Khèi nµy nhËn gi¸ trÞ biÕn ®Çu vµo cña Matlab, biÕn nµy cã tªn gäi lµ "tay_sè". C¸c lÖnh ®­îc ®Þnh nghÜa trong khèi nµy lµ lÖnh "T¨ng sè" vµ "Gi¶m sè". Khi khèi nµy ®­îc kÝch ho¹t lÖnh nµo (do khèi "Tr¹ng_th¸i_chän" ®iÒu khiÓn) th× lÖnh Êy ®­îc thùc hiÖn. BiÕn ®Çu ra cña khèi nµy lµ gi¸ trÞ tay sè ®­îc chuyÓn vµo cho Matlab. - Khèi "Tr¹ng_th¸i_chän" : Khèi nµy nhËn gi¸ trÞ biÕn ®Çu vµo cña Matlab cã tªn lµ "toc_do" vµ ng­ìng t¨ng hoÆc gi¶m sè do khèi TÝnh to¸n sang sè th«ng qua biÕn cña Matlab chuyÓn sang. Khi ®iÒu kiÖn vÒ vËn tèc ®­îc tho¶ m·n, khèi tiÕn hµnh kÝch ho¹t lÖnh ®iÒu khiÓn cho khèi "Tr¹ng_th¸i_sè". NÕu trong qu¸ tr×nh sang sè do ®iÒu kiÖn nµo ®ã mµ ®iÒu kiÖn vËn tèc kh«ng tho¶ m·n th× l¹i trë vÒ tr¹ng th¸i bÒn v÷ng mµ kh«ng sang sè. Ngoµi ra, ta cã thÓ nhËp trùc tiÕp tÝn hiÖu tay sè sö dông khi khëi hµnh xe qua cæng tÝn hiÖu sè khëi hµnh (sokhoihanh) vµo khèi ®iÒu khiÓn sang sè trªn h×nh 3.15. BiÕn "tay_sè" ®­îc Matlab sö dông lµm biÕn ®Çu vµo cho c¸c khèi hép sè vµ khèi tÝnh to¸n ®iÒu khiÓn bµn ®¹p ga vµ bµn ®¹p ly hîp. Toµn bé khèi ®­îc ho¹t ®éng trong suèt thêi gian m« pháng t¹o ra ®¸p øng theo thêi gian cña toµn hÖ thèng m« pháng. * Khèi tÝnh to¸n thêi ®iÓm sang sè : M« h×nh khèi tÝnh to¸n thêi ®iÓm sang sè tr×nh bµy trªn h×nh 3.17 : H×nh 3.17 : M« h×nh khèi tÝnh to¸n thêi ®iÓm sang sè Gi¶n ®å sang sè thùc chÊt lµ mét khèi Lookup Table-1D chøa c¸c ng­ìng vËn tèc sang sè (t¨ng sè vµ gi¶m sè). Thùc chÊt khèi nµy thùc hiÖn mÉu néi suy tuyÕn tÝnh mét chiÒu. Trong ®ã tÝn hiÖu vµo chøa gi¸ trÞ "tay_sè" vµ tÝn hiÖu ra chøa gi¸ trÞ c¸c vËn tèc t­¬ng øng víi tõng tay sè. C¸c gi¸ trÞ nµy ®­îc dïng lµm ®Çu vµo cho khèi ®iÒu khiÓn sang sè ®Ó so s¸nh víi vËn tèc thùc cña xe, nÕu tíi ng­ìng thay ®æi sè th× khèi ®iÒu khiÓn sang sè sÏ thùc hiÖn lÖnh sang sè. Khi ®ã gi¸ trÞ tay sè thay ®æi. Víi c¸c®Çu vµo míi, khèi tÝnh to¸n thêi ®iÓm sang sè sÏ ®­a ra c¸c ng­ìng vËn tèc míi cho b­íc tÝnh tiÕp theo. * Khèi tÝn hiÖu bµn ®¹p ga, ly hîp : H×nh 3.18 : M« h×nh khèi tÝn hiÖu bµn ®¹p ga vµ bµn ®¹p ly hîp M« h×nh khèi tÝn hiÖu bµn ®¹p ga vµ bµn ®¹p ly hîp tr×nh bµy trªn h×nh 3.18 . TÝn hiÖu ®Çu vµo cña m« h×nh lµ tÝn hiÖu sang sè (ký hiÖu sss) tõ khèi ®iÒu khiÓn sang sè. Khi vËn tèc xe ch­a v­ît ng­ìng vËn tèc ë mçi tay sè (tr¹ng th¸i bÒn v÷ng) th× tÝn hiÖu sang sè cã gi¸ trÞ 2, cßn l¹i sÏ cã gi¸ trÞ 1 (tr¹ng th¸i ra sè, ë sè kh«ng vµ vµo sè, t­¬ng øng nh­ ®éng t¸c sang sè cña l¸i xe, ®­îc thÓ hiÖn trong h×nh 3.16). V× thÕ khi sang sè tÝn hiÖu sang sè qua c¸c khèi céng vµ tÝch ph©n cã gi¸ trÞ kh¸c kh«ng vµ lµ tÝn hiÖu ®Çu vµo cho c¸c khèi Lookup Table. C¸c khèi Lookup Table cã tÝn hiÖu ®Çu ra lµ tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ¸p suÊt ®ãng ly hîp hoÆc ®é më b­ím ga thay ®æi trong qu¸ tr×nh sang sè ®­îc tÝnh kho¶ng hai gi©y. Cßn l¹i c¸c thêi ®iÓm kh¸c tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ly hîp vµ b­ím ga thay ®æi theo quy luËt x¸c ®Þnh tr­íc trong c¸c khèi tÝn hiÖu P_lyhop vµ buom_ga (®Òu lµ c¸c khèi From Workspace). Ngoµi ra, m« h×nh trªn h×nh 3.11 cßn cã c¸c khèi ®Þa h×nh vµ khèi phanh. C¸c khèi ®ã ®¬n gi¶n chØ lµ c¸c khèi d÷ liÖu chøa gi¸ trÞ c¸c hÖ sè c¶n l¨n, hÖ sè b¸m, lùc phanh (®Òu lµ c¸c khèi From Workspace) do ta tù ®Æt tr­íc, cã gi¸ trÞ kh«ng ®æi hoÆc thay ®æi liªn tôc theo thêi gian. V× thÕ ®¸p øng cña hÖ thèng lµ liªn tôc theo thêi gian. 3.2. Kh¶o s¸t ®éng lùc häc chuyÓn ®éng th¼ng vµ quay vßng xe bäc thÐp BTR-60PB 3.2.1. Nghiªn cøu kÕt cÊu hÖ thèng truyÒn lùc xe BTR-60PB 3.2.1.1.Giíi thiÖu chung tÝnh n¨ng kü chiÕn thuËt cña xe bäc thÐp BTR-60PB Xe bäc thÐp BTR- 60PB lµ lo¹i xe bäc thÐp chiÕn ®Êu, b¬i n­íc, b¸nh lèp, cã bèn cÇu chñ ®éng. Trªn xe cã trang bÞ hai sóng m¸y (cì 14,5 mm vµ 7,62 mm) g¾n song song víi nhau trªn th¸p sóng. Xe thiÕt gi¸p BTR- 60PB cã bèn cÇu, tÊt c¶ c¸c b¸nh xe ®Òu lµ b¸nh xe chñ ®éng, do ®ã cã tÝnh n¨ng ®éng lùc häc tèt, kh¶ n¨ng viÖt d· cao vµ ch¹y ªm. Xe cã thÓ ch¹y trªn c¹n vµ b¬i n­íc, v­ît qua c¸c c«ng sù, chiÕn hµo, c¸c s«ng ngßi. Xe cã søc c¬ ®éng nhanh vµ thÝch øng tèt trªn c¸c lo¹i ®Þa h×nh. Nhê nh÷ng ­u ®iÓm trªn, xe cã kh¶ n¨ng t¸c chiÕn c¬ ®éng vµ hiÖu qu¶, víi nh÷ng lo¹i h×nh vµ nhiÖm vô t¸c chiÕn ®a d¹ng. Xe BTR-60PB lµ mét trong nh÷ng ph­¬ng tiÖn chÝnh trong trang bÞ xe t¨ng-thiÕt gi¸p cña qu©n ®éi ta vµ mét sè n­íc trªn thÕ giíi. C¸c thÕ hÖ kh¸c nhau cña xe lu«n ®­îc quan t©m c¶i tiÕn ph¸t triÓn kh«ng ngõng. H×nh 3.19 : H×nh ¶nh xe bäc thÐp b¸nh lèp BTR-60PB Th©n xe bÞt kÝn, ®¸y ph¼ng, lµm b»ng thÐp, dïng lµm bÖ ®Ó l¾p c¸c côm m¸y vµ c¬ cÊu cña xe. ë phÇn cuèi cña xe l¾p hai ®éng c¬ x¨ng lo¹i s¸u xi lanh, c«ng suÊt cña mçi ®éng c¬ lµ 90 m· lùc. §«ng c¬ bªn ph¶i cung cÊp ®éng lùc cho c¸c b¸nh xe cña cÇu mét vµ cÇu ba, ®éng c¬ bªn tr¸i cung cÊp ®éng lùc cho c¸c b¸nh xe cña cÇu hai vµ cÇu bèn. TruyÒn ®éng tõ hai ®éng c¬ ®Õn c¸c b¸nh xe ®éc lËp ®èi víi nhau, chóng chØ liªn hÖ víi nhau qua dÉn ®éng ®iÒu khiÓn. TruyÒn lùc tõ mçi ®éng c¬ tíi c¸c b¸nh xe qua c¸c côm : Li hîp mét ®Üa, hép sè, hép sè phô, c¸c trôc c¸c-®¨ng, c¸c cÇu chñ ®éng cã c¬ cÊu vi sai vµ c¸c hép gi¶m tèc b¸nh xe. Hép sè cã bèn sè tiÕn, mét sè lïi, gi÷a sè III vµ IV cã c¬ cÊu ®ång tèc qu¸n tÝnh. CÇu xe d¹ng cÇu chñ ®éng kiÓu c¾t rêi, l¾p bªn trong th©n xe. DÉn ®éng tõ b¸n trôc tíi b¸nh xe qua c¸c trôc c¸c-®¨ng vµ gi¶m tèc b¸nh xe. B¸nh xe kiÓu lèp h¬i, cì 13.00-18.00. Xe cã trang bÞ hÖ thèng ®iÒu chØnh ¸p suÊt h¬i lèp. C¸c b¸nh xe cña cÇu 1 vµ cÇu 2 lµ nh÷ng b¸nh xe dÉn h­íng ®­îc ®iÒu khiÓn bëi hÖ thèng l¸i cã hai h×nh thang l¸i. Th©n xe chia lµm ba buång : buång ®éng lùc, buång chiÕn ®Êu (buång bé binh) vµ buång l¸i. Buång ®éng lùc n»m ë phÇn cuèi th©n xe, trong ®ã bè trÝ : hai ®éng c¬ l¾p bé víi ly hîp vµ hép sè cïng ®Æt trªn mét gi¸, c¸c kÐt m¸t dÇu, c¸c kÐt m¸t n­íc, c¸c bé trao ®æi nhiÖt; hai thïng x¨ng. Buång chiÕn ®Êu n»m ë phÇn gi÷a th©n xe, trong ®ã cã bè trÝ : th¸p sóng m¸y, c¸c ghÕ ngåi dµnh cho 8 hoÆc 10 chiÕn sÜ bé binh. Buång l¸i n»m ë phÇn tr­íc xe, trong ®ã bè trÝ c¸c côm chÝnh : c¸c cÇn ®iÒu khiÓn xe, kÝnh quan s¸t, b¶ng ®ång hå, ®µi v« tuyÕn, ghÕ ngåi cña tr­ëng xe vµ l¸i xe, têi vµ dÉn ®éng têi. Gi÷a sµn xe vµ ®¸y xe cña buång chiÕn ®Êu vµ buång l¸i bè trÝ c¸c côm m¸y cña hÖ thèng truyÒn lùc : c¸c cÇu chñ ®éng, hép sè phô vµ c¸c trôc c¸c-®¨ng, c¸c cÇn kÐo vµ dÉn ®éng ®iÒu khiÓn hép sè, hép sè phô, hép chia c«ng suÊt, dÉn ®éng phanh tay vµ têi... 3.2.1.2. C¸c th«ng sè kü thuËt chñ yÕu cña xe BTR-60PB *C¸c th«ng sè kü thuËt chung : Träng l­îng chiÕn ®Êu :10 300 (kg); - C¸c kÝch th­íc c¬ b¶n: ChiÒu dµi th©n xe : 7 220 (mm); ChiÒu dµi khi ®Æt mãc kÐo ë vÞ trÝ kÐo : 7 560 (mm); ChiÒu réng th©n xe : 2 825 (mm); ChiÒu cao th©n xe (kh«ng kÓ th¸p ph¸o) : 2 055 (mm); ChiÒu cao xe tÝnh tíi ®Ønh th¸p ph¸o : 2 310 (mm); ChiÒu dµi sµn xe : 4 240 (mm); Kho¶ng c¸ch gi÷a t©m hai b¸nh xe : 2 370 (mm); - Kho¸ng s¸ng gÇm xe khi ®ñ t¶i : Khi ¸p suÊt h¬i lèp lµ 2,5 kg/ cm2 : 475 (mm); Khi ¸p suÊt h¬i lèp lµ 0,5 kg/cm2 : 434 (mm); - Tèc ®é lín nhÊt trªn ®­êng nhùa : 80 (km/h): * C¸c th«ng sè kü thuËt bé phËn ®éng lùc : - Sè l­îng ®éng c¬ : 2; - Lo¹i ®éng c¬ : §éng c¬ x¨ng kiÓu chÕ hoµ khÝ, nh·n hiÖu Gaz-49B; - C«ng suÊt lín nhÊt khi sè vßng quay3600 vßng/phót:180 (90 x 2) (m· lùc) - M«men xo¾n lín nhÊt khi sè vßng quay kho¶ng 1800vßng/phót: 45 (2 x 22,5) (kGm). * C¸c th«ng sè kü thuËt hÖ thèng truyÒn lùc : - Ly hîp : Cã hai ly hîp, lµ lo¹i lu«n ®ãng, mét ®Üa ma s¸t kh«. - Hép sè : Cã hai hép sè, kiÓu c¬ khÝ, cã bèn sè tiÕn vµ mét sè lïi, gi÷a sè III vµ sè IV cã l¾p c¬ cÊu ®ång tèc qu¸n tÝnh. C¸c tû sè truyÒn cña hép sè : Sè I : 6,48 Sè II : 3,09 Sè III : 1,71 Sè IV : 1,00 Sè lïi : 7,9 - Hép sè phô : Cã hai hép sè phô, kiÓu c¬ khÝ, cã hai sè truyÒn. C¸c tû sè truyÒn cña hép sè phô : Sè truyÒn th¼ng : 1 Sè truyÒn thÊp : 1,98. - CÇu xe: Cã bèn cÇu ®Òu lµ cÇu chñ ®éng, ®Æt trong th©n xe. - TruyÒn lùc chÝnh : Lo¹i b¸nh r¨ng c«n, xo¾n (gièng nhau ë tÊt c¶ c¸c cÇu chñ ®éng). Tû sè truyÒn cña truyÒn lùc chÝnh lµ 1,846. - Tû sè truyÒn cña hép gi¶m tèc b¸nh xe lµ 4,55. 3.2.2. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ®Çu vµo cña m« h×nh m« pháng ®éng lùc häc xe BTR-60PB Khi x©y dùng m« h×nh m« pháng ®éng lùc häc chuyÓn ®éng cña xe ®ßi hái ph¶i x¸c ®Þnh ®­îc mét sè l­îng lín c¸c th«ng sè lµm tÝn hiÖu ®Çu vµo cho toµn bé m« h×nh m« pháng, nhÊt lµ kh«ng thÓ thiÕu c¸c th«ng sè cña HTTL. Sau ®©y chØ tr×nh bµy tãm t¾t ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ®Çu vµo chñ yÕu cña m« h×nh m« pháng. Gi¸ trÞ c¸c th«ng sè ®Çu vµo cña m« h×nh m« pháng ®­îc tr×nh bµy trong phÇn phô lôc. Khi x©y dùng m« h×nh HTTL trong SimDriveline ta ph¶i x¸c ®Þnh ®­îc c¸c gi¸ trÞ m« men qu¸n tÝnh cña c¸c kh©u ®éng truyÒn lùc. MÆt kh¸c, ®Ó gi¶i ®­îc hÖ ph­¬ng tr×nh vi ph©n chuyÓn ®éng (2.1) cña xe l¹i ph¶i x¸c ®Þnh ®­îc gi¸ trÞ m« men qu¸n tÝnh cña xe ®èi víi hÖ trôc to¹ ®é cè ®Þnh g¾n liÒn víi th©n xe. Trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n còng nh­ ph¶i x¸c ®Þnh ®­îc to¹ ®é träng t©m th©n xe vµ khèi l­îng ph©n bè lªn c¸c cÇu xe. C¸c th«ng sè ®Çu vµo nãi trªn cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc b»ng nhiÒu ph­¬ng ph¸p. Tuy nhiªn trong ph¹m vi cã thÓ thùc hiÖn cña luËn v¨n nµy, viÖc kÕt hîp nghiªn cøu thiÕt lËp m« h×nh lý thuyÕt vµ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ®Çu vµo b»ng thùc nghiÖm mét c¸ch chÝnh x¸c ®ßi hái rÊt nhiÒu thêi gian vµ c«ng søc, rÊt phøc t¹p vµ tèn kÐm. V× thÕ luËn v¨n lùa chän mét ph­¬ng ph¸p gi¸n tiÕp. Ph­¬ng ph¸p gi¸n tiÕp ®ã lµ còng x©y dùng mét m« h×nh m« pháng kÕt cÊu thùc cña xe phôc vô cho viÖc x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ®Çu vµo cña m« h×nh m« pháng ®éng lùc häc. M« h×nh m« pháng kÕt cÊu thùc cña xe ®­îc lùa chän lµ x©y dùng m« h×nh 3D b»ng c¸c b¶n vÏ thiÕt kÕ 3D trong c¸c phÇn mÒm vÏ thiÕt kÕ c¬ khÝ ®ang ph¸t triÓn rÊt m¹nh hiÖn nay. PhÇn mÒm vÏ thiÕt kÕ 3D ®­îc lùa chän ®Ó x©y dùng m« h×nh m« pháng kÕt cÊu cña xe lµ phÇn mÒm Inventor. M« h×nh kÕt cÊu cña xe thiÕt kÕ b»ng Inventor cho phÐp ®ång thêi x¸c ®Þnh ®­îc khèi l­îng vµ to¹ ®é träng t©m cña c¸c chi tiÕt, còng nh­ x¸c ®Þnh ®­îc m« men qu¸n tÝnh cña tõng chi tiÕt ®èi víi c¸c trôc to¹ ®é. Thùc hiÖn l¾p r¸p c¸c chi tiÕt thµnh c¸c côm tæng thµnh råi l¾p c¸c côm tæng thµnh lªn khèi th©n xe ta sÏ cã m« h×nh m« pháng kÕt cÊu thùc cña xe. Vµ nh­ thÕ cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc th«ng sè to¹ ®é träng t©m vµ m« men qu¸n tÝnh cña c¸c côm mét c¸ch nhanh chãng vµ tiÖn lîi h¬n nhiÒu. C¬ së cña viÖc x¸c ®Þnh to¹ ®é träng t©m cña mét m« h×nh m« pháng kÕt cÊu cña Inventor hay cña c¸c phÇn mÒm vÏ thiÕt kÕ 3D lµ hoµn toµn ®¬n gi¶n vµ dÔ hiÓu. To¹ ®é träng t©m C(X,Y,Z) cña mét c¬ hÖ cã n vËt ®­îc tÝnh b»ng c«ng thøc : Trong ®ã M lµ khèi l­îng cña c¶ c¬ hÖ, mi vµ c(xi, yi, zi) lÇn l­ît lµ khèi l­îng vµ to¹ ®é träng t©m cña vËt thø i trong c¬ hÖ. Ngoµi ra, ta cã thÓ g¸n th«ng sè vËt liÖu chÕ t¹o c¸c chi tiÕt (vËt liÖu chÕ t¹o b»ng kim lo¹i g×, hoÆc lµ phi kim), ®iÒu nµy lµm cho m« h×nh kÕt cÊu x©y dùng cµng s¸t víi thùc tÕ. Trong x©y dùng m« h×nh kÕt cÊu thùc cña xe, kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i thiÕt kÕ tÊt c¶ c¸c côm vµ chi tiÕt cña xe. Ta chØ cÇn x©y dùng c¸c côm chi tiÕt chÝnh cña HTTL vµ c¸c côm cã khèi l­îng ®¸ng kÓ. C¸c côm vµ chi tiÕt cßn l¹i th× cã thÓ vÏ ®¬n gi¶n ho¸ ®i b»ng c¸ch x©y dùng nh÷ng vËt cã khèi l­îng vµ kÝch th­íc t­¬ng ®­¬ng. Trong luËn v¨n nµy ®· thùc hiÖn vÏ m« pháng hÇu hÕt c¸c côm chÝnh cña xe víi tæng khèi l­îng c¸c côm l¾p r¸p lµ 10 220 kg trªn tæng khèi l­îng thùc tÕ cña xe lµ 10 300 kg. Nh­ vËy, cã thÓ cho r»ng m« h×nh m« pháng kÕt cÊu cña xe cã thÓ ¸p dông ®­îc cho viÖc x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ®Çu vµo cho m« h×nh m« pháng ®éng lùc häc xe. 3.2.3. Kh¶o s¸t ®éng lùc häc chuyÓn ®éng th¼ng vµ quay vßng cña xe bäc thÐp BTR-60PB Víi m« h×nh m« pháng xe nh­ tr×nh bµy trªn h×nh 3.11, ta cã thÓ m« pháng ®Ó kh¶o s¸t ®éng lùc häc chuyÓn ®éng th¼ng vµ quay vßng cña xe ë nhiÒu chÕ ®é kh¸c nhau, th«ng qua c¸c ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn ®­îc lËp s½n trong khèi ®iÒu khiÓn hay c¸c khèi ®iÒu kiÖn chuyÓn ®éng (®Þa h×nh, hÖ sè b¸m, c¶n l¨n, lùc phanh). §Ó ®¸nh gi¸ kÕt qu¶ qu¸ tr×nh m« pháng vµ so s¸nh víi lý thuyÕt, ta cÇn kh¶o s¸t mét sè chÕ ®é m« pháng x¸c ®Þnh nµo ®ã. 3.2.3.1. Kh¶o s¸t ®éng lùc häc chuyÓn ®éng th¼ng cña xe BTR-60PB * ChÕ ®é m« pháng chuyÓn ®éng th¼ng: ChÕ ®é m« pháng chuyÓn ®éng th¼ng cña xe ®­îc tr×nh bµy nh­ trªn h×nh 3.20 : H×nh 3.20 : ChÕ ®é m« pháng chuyÓn ®éng th¼ng cña xe BTR-60PB ChÕ ®é m« pháng tr×nh bµy trªn h×nh 3.20 cã c¸c th«ng sè nh­ sau : - Thêi gian m« pháng : 100 gi©y. - Gãc quay vµnh tay l¸i : 0 ®é. - Tay sè khëi hµnh tõ tay sè 1, t¨ng dÇn ®Õn tay sè 4. - Gãc më b­ím ga lín nhÊt trong chÕ ®é m« pháng nµy lµ 100%. - ¸p lùc ®ãng ly hîp t¨ng gi¶m t­¬ng øng theo chÕ ®é ra vµo sè. - Gãc dèc trong qu¸ tr×nh m« pháng : 0o (m« pháng ë chÕ ®é ®­êng b»ng kh«ng cã ®é dèc) - Xe kh«ng gµi 2 cÇu tr­íc, hép sè phô gµi ë sè truyÒn th¼ng. - HÖ sè b¸m : 0,7 (kh«ng thay ®æi trong suèt qu¸ tr×nh m« pháng). * KÕt qu¶ m« pháng chuyÓn ®éng th¼ng: H×nh 3.22 : §å thÞ gia tèc chuyÓn ®éng th¼ng cña xe H×nh 3.21 : §å thÞ vËn tèc chuyÓn ®éng th¼ng cña xe Víi chÕ ®é m« pháng chuyÓn ®éng th¼ng cña xe BTR-60PB tr×nh bµy trªn h×nh 3.20 ta thu ®­îc mét sè kÕt qu¶ m« pháng nh­ sau : H×nh 3.24 : §å thÞ lùc kÐo cña c¸c b¸nh xe t­¬ng ®­¬ng thø 3 vµ thø 4 H×nh 3.23: §å thÞ lùc kÐo cña c¸c b¸nh xe t­¬ng ®­¬ng thø 1 vµ thø 2 H×nh 3.25 : Quan hÖ gi÷a lùc kÐo vµ vËn tèc chuyÓn ®éng cña xe H×nh 3.26 : §å thÞ qu·ng ®­êng chuyÓn ®éng cña xe *NhËn xÐt kÕt qu¶ m« pháng chuyÓn ®éng th¼ng: øng víi chÕ ®é m« pháng nhÊt ®Þnh (hay lµ ®iÒu kiÖn kh¶o s¸t), ta thÊy c¸c ®¸p øng ®Çu ra (øng xö) cña xe t­¬ng ®èi phï hîp, c¸c th«ng sè kÕt qu¶ m« pháng cô thÓ nh­ sau : - VËn tèc lín nhÊt ®¹t ®­îc : 82,795 km/h ( th«ng sè kü thuËt lµ 80 km/h) - Gia tèc lín nhÊt ®¹t ®­îc : 1,7179 m/s2 t¹i thêi ®iÓm t = 5,9101s t­¬ng øng khi xe míi sang sè 2. - Lùc kÐo lín nhÊt ®¹t ®­îc cña xe lµ : 17 618 N, ®¹t ®­îc khi xe míi vµo tay sè 2, t¹i thêi ®iÓm t= 5,8958s. Lùc kÐo cña c¸c b¸nh xe cÇu tr­íc cã gi¸ trÞ ©m lµ do ta kh«ng gµi cÇu tr­íc. - Thêi gian xe ch¹y ®Õn khi ®¹t ®­îc vËn tèc 80km/h lµ : t= 53,52s. - Qu·ng ®­êng t¨ng tèc ®Õn vËn tèc 80km/h lµ : 756,39 m. - Khi xe ®¹t vËn tèc lín nhÊt th× gia tèc cña xe gi¶m vÒ b»ng kh«ng, lùc kÐo cña xe khi ®ã c©n b»ng víi lùc c¶n. Nh­ vËy, so víi th«ng sè tÝnh n¨ng kü thuËt cña xe do nhµ s¶n suÊt ®­a ra th× sè liÖu m« pháng khi kh¶o s¸t chuyÓn ®éng th¼ng thu ®­îc lµ t­¬ng ®èi phï hîp. VËn tèc lín nhÊt xe ®¹t ®­îc khi m« pháng lín h¬n vËn tèc thùc lµ do trong ®iÒu kiÖn m« pháng c¸c yÕu tè t¸c ®éng cña ngo¹i c¶nh, còng nh­ nhiÒu yÕu tè ¶nh h­ëng kh¸c kh«ng thÓ tÝnh hÕt ®­îc vµ bÞ l­îc bá ®i. 3.2.3.2. Kh¶o s¸t ®éng lùc häc chuyÓn ®éng quay vßng cña xe BTR-60PB * ChÕ ®é m« pháng chuyÓn ®éng quay vßng : ChÕ ®é m« pháng chuyÓn ®éng quay vßng cña xe ®­îc tr×nh bµy nh­ trªn h×nh 3.27 . Trong chuyÓn ®éng quay vßng cña xe ta cÇn ph¶i kh¶o s¸t thªm nhiÒu th«ng sè ®éng lùc häc kh¸c cña xe nh­ b¸n kÝnh quay vßng, vËn tèc gãc quay vßng, còng nh­ ph¶n lùc ngang t¸c dông lªn xe. H×nh 3.27 : ChÕ ®é m« pháng chuyÓn ®éng quay vßng cña xe BTR-60PB ChÕ ®é m« pháng chuyÓn ®éng quay vßng tr×nh bµy trªn h×nh 3.27 c¬ b¶n cã c¸c th«ng sè kh¶o s¸t nh­ trong chuyÓn ®éng th¼ng nh­ sau : - Thêi gian m« pháng : 100 gi©y. - Gãc quay vµnh tay l¸i : + Tõ gi©y thø 25 ®Õn gi©y thø 30 quay tay l¸i 50; + Tõ gi©y thø 30 ®Õn gi©y thø 40 quay tay l¸i thªm 50; + Tõ gi©y thø 40 ®Õn gi©y thø 50 quay tay l¸i thªm 50; Sau ®ã gi÷ nguyªn tay l¸i cho xe quay vßng ®Òu, gi¶ thiÕt ë ®©y xe cã c¬ cÊu l¸i cã tû sè truyÒn kh«ng ®æi trong suèt qu¸ tr×nh quay vßng. - Tay sè khëi hµnh tõ tay sè 1, t¨ng dÇn ®Õn tay sè 4. - Gãc më b­ím ga lín nhÊt trong chÕ ®é m« pháng nµy lµ 85%. - ¸p lùc ®ãng ly hîp t¨ng gi¶m t­¬ng øng theo chÕ ®é ra vµo sè. - Gãc dèc trong qu¸ tr×nh m« pháng : 0o (m« pháng ë chÕ ®é ®­êng b»ng kh«ng cã ®é dèc) - Xe kh«ng gµi 2 cÇu tr­íc, hép sè phô gµi ë sè truyÒn th¼ng. - HÖ sè b¸m : 0,7 (kh«ng thay ®æi trong suèt qu¸ tr×nh m« pháng). * KÕt qu¶ m« pháng chuyÓn ®éng quay vßng : Víi chÕ ®é m« pháng chuyÓn ®éng quay vßng cña xe BTR-60PB tr×nh bµy trªn h×nh 3.27 ta thu ®­îc mét sè kÕt qu¶ m« pháng nh­ sau : H×nh 3.28 : §å thÞ vËn tèc chuyÓn ®éng quay vßng cña xe H×nh 3.29 : §å thÞ gia tèc chuyÓn ®éng quay vßng cña xe H×nh 3.30 : §å thÞ gãc quay vßng cña xe H×nh 3.32 : §å thÞ gia tèc gãc chuyÓn ®éng quay vßng cña xe H×nh 3.31 : §å thÞ vËn tèc gãc chuyÓn ®éng quay vßng cña xe H×nh 3.33 : §å thÞ b¸n kÝnh quay vßng cña träng t©m cña xe H×nh 3.34 : §å thÞ quü ®¹o chuyÓn ®éng quay vßng cña xe H×nh 3.35 : §å thÞ quan hÖ gi÷a lùc kÐo vµ vËn tèc trong chuyÓn ®éng quay vßng cña xe H×nh 3.36: §å thÞ lùc kÐo cña b¸nh xe t­¬ng ®­¬ng thø 3 vµ thø 4 H×nh 3.37 : §å thÞ ph¶n lùc ngang cña c¸c b¸nh xe *NhËn xÐt kÕt qu¶ m« pháng chuyÓn ®éng quay vßng cña xe: øng víi chÕ ®é m« pháng chuyÓn ®éng quay vßng cña xe, ta cã c¸c ®¸p øng ®Çu ra (øng xö) cña xe ®­îc vÏ thµnh c¸c ®å thÞ kh¶o s¸t theo thêi gian. Ph©n tÝch chuyÓn ®éng cña xe theo tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn cho thÊy kÕt qu¶ m« pháng lµ phï hîp. - T¹i thêi ®iÓm t = 25 s xe ®ang ch¹y ë tay sè 4 vµ b¾t ®Çu quay vßng. Khi vµo quay vßng vËn tèc cña xe t¨ng chËm l¹i, gia tèc cña xe gi¶m nh­ng vËn tèc gãc vµ gia tèc gãc t¨ng lªn, ph¶n lùc ngang Fy cña xe còng t¨ng lªn nhanh chãng. Khi ®ã b¸n kÝnh quay vßng cña xe còng gi¶m nhanh tõ v« cïng vÒ gi¸ trÞ ®ñ nhá ®Ó cã thÓ biÓu diÔn ®­îc trªn ®å thÞ b¸n kÝnh quay vßng (h×nh 3.33). Trong ®å thÞ h×nh 3.33 ta chØ cã thÓ biÓu diÔn b¸n kÝnh quay vßng ë nh÷ng gi¸ trÞ nhá, nh÷ng gi¸ trÞ b¸n kÝnh quay vßng tr­íc t = 25s lµ vÏ quy ­íc trong biÓu diÔn ®å thÞ cña Simulink). - T¹i thêi ®iÓm t = 30s, xe b¾t ®Çu quay vßng ngoÆt h¬n. Khi ®ã vËn tèc cña xe gi¶m ®ét ngét, gia tèc cña xe còng gi¶m nhanh. T­¬ng øng khi ®ã vËn tèc gãc quay vßng vµ gia tèc gãc quay vßng cña xe t¨ng chËm l¹i, ph¶n lùc ngang Fy cña c¸c b¸nh xe còng t¨ng nhanh vµ ®¹t gi¸ trÞ lín nhÊt sau thêi ®iÓm gi©y thø 30 mét chót - T¹i thêi ®iÓm t = 60s xe ®i dÇn vµo quü ®¹o quay vßng trßn ®Òu, khi ®ã vËn tèc, gia tèc chuyÓn ®éng cña xe còng nh­ vËn tèc gãc vµ gia tèc gãc, b¸n kÝnh quay vßng, c¸c ph¶n lùc ngang Fy, c¸c lùc kÐo Fx cã gi¸ trÞ kh«ng ®æi vµ thÓ hiÖn trªn ®å thÞ lµ nh÷ng ®­êng n»m ngang. Khi ®ã ®å thÞ quü ®¹o chuyÓn ®éng cña xe (trªn h×nh 3.34) lµ nh÷ng vßng trßn ®ång t©m vµ cã b¸n kÝnh kh«ng ®æi. C¸c th«ng sè cô thÓ cña qu¸ tr×nh m« pháng nh­ sau : - VËn tèc lín nhÊt ®¹t ®­îc : 55,169 km/h t¹i t = 29,36s. - VËn tèc quay vßng ®Òu : 31,995 km/h ®¹t ®­îc t¹i t = 85,68s. - Gia tèc lín nhÊt ®¹t ®­îc : 1,525 m/s2 t¹i thêi ®iÓm t = 2,12s t­¬ng øng khi xe ®ang ®i ë tay sè 1. - Lùc kÐo lín nhÊt ®¹t ®­îc cña xe lµ : 16 597 N, ®¹t ®­îc khi xe ®ang ®i tay sè 1, t¹i thêi ®iÓm t = 2,12s. - Ph¶n lùc ngang lín nhÊt t¸c dông lªn c¸c b¸nh xe quy vÒ träng t©m th©n xe lµ 71 003 N ®¹t ®­îc t¹i t = 33s khi xe vµo quay vßng gÊp. - VËn tèc gãc quay vßng lín nhÊt ®¹t ®­îc : 0,602 rad/s, t¹i t=50,16s. - Gia tèc gãc lín nhÊt ®¹t ®­îc : 0,0918 rad/s2. - B¸n kÝnh quay vßng khi xe vµo quay vßng ®Òu : 16,109 m, ®¹t ®­îc t¹i t = 75,72s. Nh­ vËy víi chÕ ®é kh¶o s¸t ®­a ra, ta thÊy c¸c kÕt qu¶ m« pháng c¬ b¶n phï hîp víi thùc tÕ vµ lý thuyÕt, cho phÐp ta kh¶o s¸t ®¸p øng cña hÖ thèng víi c¸c th«ng sè thay ®æi liªn tôc theo thêi gian, ®iÒu mµ c¸c ph­¬ng ph¸p kh¶o s¸t tr­íc ®©y kh«ng dïng m« pháng b»ng m¸y tÝnh kh«ng thÓ thùc hiÖn ®­îc. Tuy nhiªn qu¸ tr×nh m« pháng ®· ®¬n gi¶n ho¸ vµ l­îc bá ®i nhiÒu yÕu tè thùc tÕ, ®iÒu kiÖn m« pháng ®­a ra cßn ®¬n gi¶n vµ theo nh÷ng kÞch b¶n ®Þnh s½n. KÕt luËn Sau mét thêi gian tÝch cùc nghiªn cøu vµ thùc hiÖn ®Ò tµi ®­îc giao, nh÷ng néi dung chÝnh mµ luËn v¨n thùc hiÖn ®­îc bao gåm : 1. ThiÕt lËp m« h×nh to¸n häc cña xe cã b¸nh lèp, nhiÒu cÇu trong chuyÓn ®éng ph¼ng. 2. ThiÕt lËp m« h×nh to¸n häc m« t¶ ®éng lùc häc c¸c côm trong hÖ thèng truyÒn lùc c¬ khÝ cña xe cã b¸nh lèp, nhiÒu cÇu. 3. X©y dùng m« h×nh m« pháng ®éng lùc häc chuyÓn ®éng ph¼ng cña xe cã b¸nh lèp nhiÒu cÇu b»ng phÇn mÒm Matlab & Simulink, kh¶o s¸t ®éng lùc häc chuyÓn ®éng th¼ng vµ quay vßng víi xe bäc thÐp BTR-60PB. LuËn v¨n ®· thiÕt lËp m« h×nh to¸n häc lµm c¬ së cho viÖc x©y dùng m« h×nh m« pháng kh¶o s¸t ®éng lùc häc chuyÓn ®éng ph¼ng cña c¸c lo¹i xe cã b¸nh lèp nhiÒu cÇu. Sau ®ã ¸p dông trùc tiÕp x©y dùng m« h×nh m« pháng cho xe BTR-60PB. KÕt cÊu cña m« h×nh m« pháng lµ t­¬ng tù nh­ kÕt cÊu cña xe thùc vµ kh¸ trùc quan, kÕt qu¶ m« pháng lµ c¸c ®¸p øng liªn tôc cña xe theo thêi gian. Tuy nhiªn, m« h×nh cßn nh÷ng h¹n chÕ c¬ b¶n mµ h­íng ph¸t triÓn tiÕp theo cña ®Ò tµi ph¶i gi¶i quyÕt lµ : - ChØ kh¶o s¸t ®­îc m« h×nh ®éng lùc häc ph¼ng, ch­a x©y dùng m« h×nh kh«ng gian, cßn sö dông nhiÒu gi¶ thiÕt ®Ó ®¬n gi¶n ho¸ qu¸ tr×nh kh¶o s¸t, - ChØ quan t©m nhiÒu ®Õn viÖc m« h×nh ho¸ hÖ thèng truyÒn lùc, kh«ng tÝnh ®Õn c¸c hÖ thèng kh¸c nh­ hÖ thèng treo, hÖ thèng phanh,... Tãm l¹i, viÖc x©y dùng m« h×nh vµ kÕt qu¶ kh¶o s¸t cña luËn v¨n míi chØ lµ nh÷ng b­íc ®i ®Çu tiªn trong viÖc x©y dùng c¸c hÖ m« pháng ®éng lùc häc chuyÓn ®éng cña xe nh»m gi¶i quyÕt c¸c nhiÖm vô thùc tiÔn ®Æt ra. KÝnh mong ®­îc sù h­íng dÉn, gióp ®ì cña c¸c thÇy gi¸o vµ c¸c ®ång chÝ. Qua ®©y t«i xin ®­îc ch©n thµnh c¸m ¬n Khoa §éng lùc, c¸c c¬ quan, ®¬n vÞ, c¸ nh©n, ®Æc biÖt lµ PGS.TS Lª Kú Nam ®· tËn t×nh gióp ®ì vµ t¹o ®iÒu kiÖn cho t«i hoµn thµnh luËn v¨n nµy. Tµi liÖu tham kh¶o TiÕng ViÖt 1. Bé T­ lÖnh T¨ng-ThiÕt gi¸p (1988), CÊu t¹o vµ sö dông xe thiÕt gi¸p b¸nh lèp BTR-60PB, Hµ Néi. 2. NguyÔn H÷u CÈn, Phan §×nh Kiªn (1985), ThiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n «t« m¸y kÐo (tËp 2,3), Nhµ xuÊt b¶n §¹i häc vµ Trung häc chuyªn nghiÖp, Hµ Néi. 3. Phan Nguyªn Di (1998), C¬ häc hÖ nhiÒu vËt, Häc viÖn Kü thuËt Qu©n sù, Hµ Néi. 4. Khoa §éng lùc - Häc viÖn Kü thuËt Qu©n sù (2002), Lý thuyÕt «t« qu©n sù, Nhµ xuÊt b¶n Qu©n ®éi nh©n d©n, Hµ Néi. 5. Vò §øc LËp (2001), øng dông m¸y tÝnh trong tÝnh to¸n xe qu©n sù, Nhµ xuÊt b¶n Qu©n ®éi nh©n d©n, Hµ Néi. 6. NguyÔn Phïng Quang (2006), Matlab & Simulink dµnh cho kü s­ ®iÒu khiÓn tù ®éng, Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc kü thuËt, Hµ Néi. TiÕng Anh 7. Natick, MA (2001), SimDriveline User’s Guide, The Mathworks, Inc.Version 1. 8. J.Y. Wong (2001), Theory of ground Vehicles, Carleton University, Cana®a. 9. Trang Web tham kh¶o : TiÕng Nga 10. Каталог узлов и деталей Бронетранспортера БТР-60ПБ (1980), Москва.