Nghiên cứu quá trình dao động của oto khi xét tới ảnh hưởng của quá trình phanh

chỉ tập trung khai thác sao cho có hiệu quả các phương tiện vận tải ô tô được nhập từ nước ngoài từ nhiều năm nay, đồng thời từ điều kiện thực tiễn các cơ sở cũng đã tiến hành cải tạo hoặc đóng mới thay đổi công dụng các loại xe nhằm phục vụ tốt cho ngành kinh tế quốc dân. 1.1. C¸c nguån kÝch thÝch « t« dao ®éng Khi chuyÓn ®éng trªn ®­êng cã rÊt nhiÒu nguån kÝch thÝch « t« dao ®éng. Ta cã thÓ kÓ ra mét sè nguån kÝch thÝch nh­: a. Biªn d¹ng mÊp m« cña bÒ mÆt ®­êng. b. T¸c ®éng cña giã. c. Gia tèc khi chuyÓn ®éng cña xe (khi t¨ng tèc hoÆc gi¶m tèc ®ét ngét). d. ¶nh h­ëng cña qu¸ tr×nh phanh khi xe chuyÓn ®éng. e. Dao ®éng cña ®éng c¬ vµ c¸c bé phËn chuyÓn ®éng trªn xe... Trong c¸c nguån kÝch thÝch trªn th× biªn d¹ng mÊp m« cña bÒ mÆt ®­êng ®ãng vai trß lín nhÊt trong viÖc kÝch thÝch « t« dao ®éng. Mét nguån kÝch thÝch « t« dao ®éng kh¸c còng cã t¸c ®éng rÊt lín ®ã lµ ¶nh h­ëng cña qu¸ tr×nh phanh khi « t« chuyÓn ®éng. Ta thÊy r»ng ngµy nay mËt ®é xe rÊt lín vµ ®iÒu kiÖn ®­êng x¸ trËt hÑp kh«ng kÞp thay ®æi so víi sù t¨ng nhanh cña sè l­îng xe tham gia giao th«ng, do ®ã thêi gian ng­êi l¸i xe t¸c ®éng phanh còng chiÕm mét kho¶ng thêi gian rÊt lín trong tæng thêi gian xe chuyÓn ®éng trªn ®­êng. §iÒu nµy dÉn tíi sù ¶nh h­ëng cña qu¸ tr×nh phanh tíi dao ®éng cña « t« lµ rÊt ®¸ng kÓ. XuÊt ph¸t tõ nh÷ng lý do trªn, trong ph¹m vi ®Ò tµi nµy t«i tËp trung ®i vµo nghiªn cøu dao ®éng cña « t« khi cã sù kÝch thÝch tõ ®é mÊp m« cña mÆt ®­êng vµ ®Æc biÖt kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña qu¸ tr×nh phanh. 1.2. ChØ tiªu ®¸nh gi¸ ®é ªm dÞu vµ an toµn chuyÓn ®éng. 1.2.1. Chỉ tiêu về độ êm dịu chuyển động Hệ thống treo ô tô nói chung phải thoả mãn các yêu cầu cơ bản sau đây: Có tần số dao động riêng của thân xe tối ưu. Tần số dao động riêng được xác định trên cơ sở giá trị độ võng tĩnh của treo. Ngoài ra giá trị độ võng động phải đảm bảo hợp lý để khi ô tô chuyển động trên đường xấu sẽ không xảy ra va đập của treo vào vấu hạn chế. Các giá trị yêu cầu về độ võng tĩnh và độ võng động của treo được đưa ra ở bảng 1.1. Dập tắt nhanh dao động giữa thân xe và các bánh xe. Yêu cầu này được đảm bảo trên cơ sở đảm bảo giá trị hệ số dập tắt dao động tối ưu. Thông thường thì giá trị hệ số tắt dần tương đối dao động thân xe nằm trong khoảng: ψ = 0,15 ÷ 0,25 Bảng 1.1. Độ võng tĩnh và độ võng động của treo đối với các loại ô tô Loại ô tô Độ võng tĩnh [cm] Độ võng động [cm] Ô tô du lịch, xe con 10 – 18 10 - 14 Ô tô con cao cấp 15 - 25 10 - 14 Ô tô vận tải 6 - 12 6 - 12 Ô tô buýt 10 - 20 8 - 14 c. Bảo đảm giữ đúng động học của các bánh xe dẫn hướng khi chúng dịch chuyển trong mặt phẳng thẳng đứng (nghĩa là khoảng cách giữa hai vết bánh trước và các góc đặt trụ đứng và bánh xe dẫn hướng không thay đổi). d. Giảm tải trọng động khi ô tô chuyển động trên đường không bằng phẳng. Tuỳ theo mục đích nghiên cứu mà khi nghiên cứu dao động ô tô hoặc đánh giá chất lượng hệ thống treo, người ta sử dụng các chỉ tiêu cụ thể về độ êm dịu chuyển động và an toàn chuyển động. 1.2.1.1 Tần số dao động thích hợp Con người từ nhỏ có thói quen với nhịp điệu bước đi. Ở mỗi người do thói quen, vóc dáng khác nhau thì việc thực hiện bước đi có khác nhau. Thông thường trong một đơn vị thời gian trung bình cứ một phút con người có thể thực hiện được khoảng 60 - 85 bước đi. Người ta quan niệm rằng con người khi thực hiện bước đi tức là thực hiện một dao động, như vậy có thể nói rằng con người từ nhỏ đã quen với tần số dao động 60 - 85 lần/ phút. Ô tô có thể chuyển động êm dịu là khi xe chạy trên mọi địa hình thì tần số dao động riêng nằm trong khoảng 60 - 90 lần/ phút, tương ứng với 1 - 5 Hz. Trong thực tế, khi thiết kế hệ thống treo người ta thường lấy giá trị tần số dao động thích hợp là 60 - 85 lần/ phút đối với xe du lịch và 85 - 120 lần/ phút đối với xe vận tải. Theo OH 025 313 - 68 [11] giá trị tần số dao động riêng của các loại ô tô như sau: Đối với ô tô tải: ω01 = 10,5 - 14,2 [rad/s ] ω02 = 11,3 - 15 [rad/s ] Đối với ô tô buýt: ω01 = ω02 = 9,4 - 12,5 [rad/s ] §èi víi « t« con: ω01 = (0,8 - 0,9) ω02; ω02 = 7,4 - 10 [rad/s] 1.2.1.2. Gia tèc dao ®éng vµ thêi gian t¸c ®éng cña chóng Khi ngåi l©u trªn « t«, ®Æc biÖt lµ ®èi víi ng­êi l¸i, dao ®éng sÏ lµm cho con ng­êi mÖt mái, dÉn ®Õn gi¶m n¨ng suÊt lµm viÖc hoÆc ¶nh h­ëng l©u dµi ®Õn søc khoÎ. C¸c thÝ nghiÖm kÐo dµi trong 8 giê liÒn cho thÊy nh¹y c¶m h¬n c¶ ®èi víi con ng­êi lµ d¶i tÇn sè 4 - 6 Hz (dao ®éng theo ph­¬ng th¼ng ®øng), cßn theo ph­¬ng ngang th× dao ®éng céng h­ëng x¶y ra xung quanh kho¶ng 1 - 3 Hz. Trong c¸c d¶i tÇn sè nµy c¸c gi¸ trÞ cho phÐp cña toµn ph­¬ng gia tèc nh­ sau: DÔ chÞu: 0,1 m/ s2 G©y mÖt mái: 0, 315 m/ s2 G©y ¶nh h­ëng xÊu ®Õn søc khoÎ: 0, 63 m/ s2 Trong mét sè c¸c tiªu chuÈn cßn ®­a ra yªu cÇu ®é ªm dÞu chuyÓn ®éng ®èi víi tõng lo¹i ®­êng kh¸c nhau, yªu cÇu cô thÓ c¸c vÞ trÝ tiÕn hµnh ®o gia tèc dao ®éng hoÆc vËn tèc chuyÓn dÞch, yªu cÇu vÒ kho¶ng vËn tèc chuyÓn ®éng cña « t« mµ khi ®ã c¸c gi¸ trÞ nhËn ®­îc kh«ng ®­îc v­ît qu¸ gi¸ trÞ cho phÐp. Trong nh÷ng tr­êng hîp, khi gi¸ trÞ thùc tÕ cña gia tèc v­ît qu¸ tiªu chuÈn, dÉn ®Õn ¶nh h­ëng tíi søc khoÎ con ng­êi, th× thêi gian sÏ gi¶m thêi gian tõ 8 giê xuèng nh­ sau: NÕu gi¸ trÞ thùc tÕ v­ît tiªu chuÈn 1,4 lÇn th× thêi gian cho phÐp gi¶m xuèng cßn 2 giê. NÕu gi¸ trÞ thùc tÕ v­ît tiªu chuÈn 2 lÇn th× thêi gian cho phÐp gi¶m xuèng cßn 1 giê. NÕu gi¸ trÞ thùc tÕ v­ît tiªu chuÈn 4 lÇn th× thêi gian cho phÐp gi¶m xuèng cßn 15 phót. §èi víi c¸c hµng ho¸ trªn thïng kh«ng cã kÑp gi÷, th­êng yªu cÇu gia tèc ë sµn xe kh«ng v­ît qu¸ g. XuÊt ph¸t tõ gi¸ trÞ nµy, yªu cÇu gi¸ trÞ b×nh ph­¬ng trung b×nh cña gia tèc kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 0,15 - 0,3 g. Ngoµi ra ®é ªm dÞu chuyÓn ®éng cña « t« cßn ®­îc ®¸nh gi¸ trªn c¬ së c¸c th«ng sè vÒ dao ®éng cña « t« nh­ gi¸ trÞ b×nh ph­¬ng trung b×nh cña gia tèc dao ®éng theo c¸c ph­¬ng X, Y, Z nh­ sau: ; t(s) T Gi¸ trÞ cho phÐp lín nhÊt cña b×nh ph­¬ng trung b×nh gia tèc dao ®éng theo ph­¬ng Z lµ 7,1 [m.s -2] H×nh 1.2. Gia tèc dao ®éng phô thuéc vµo thêi gian ¶nh h­ëng cña dao ®éng ®Õn con ng­êi cßn ®­îc ®¸nh gi¸ theo trÞ sè hiÖu qu¶ cña gia tèc dao ®éng th¼ng ®øng: (1.1) T §èi víi dao ®éng ®iÒu hoµ, ta cã: (1.2) Trong ®ã - lµ biªn ®é cña gia tèc dao ®éng. NÕu gia tèc dao ®éng cã d¸ng ®iÖu bÊt kú (H×nh 1.3), cã thÓ x¸c ®Þnh gi¸ trÞ nh­ sau: (1.3) Trong ®ã: Ddt - diÖn tÝch ®­îc g¹ch trªn ®å thÞ. T - Tæng thêi gian dao ®éng. 1.2.2. ChØ tiªu vÒ an toµn chuyÓn ®éng vµ t¶i träng t¸c dông xuèng nÒn ®­êng Theo quan ®iÓm vÒ an toµn chuyÓn ®éng (tÝnh ®iÒu khiÓn) vµ t¶i träng t¸c dông xuèng nÒn ®­êng th× gi¸ trÞ lùc t¸c dông th¨ng ®øng gi÷a b¸nh xe víi ®­êng lµ th«ng sè quan träng ®Ó ®¸nh gi¸. Khi « t« chuyÓn ®éng trªn ®­êng cã biªn d¹ng mang tÝnh ngÉu nhiªn th× d¸ng ®iÖu cña t¶i träng th¼ng ®øng cña b¸nh xe Rk (t) còng mang tÝnh ngÉu nhiªn. T¶i träng th¼ng ®øng cña b¸nh xe Rk (t) ®­îc x¸c ®Þnh b»ng tæng cña t¶i träng tÜnh Rtk vµ lùc ®éng gi÷a b¸nh xe vµ bÒ mÆt ®­êng F® (t): Rk(t) = Rtk Fđ (t) (1.4) H×nh 1.4. T¶i träng th¼ng ®øng gi÷a b¸nh xe vµ mÆt ®­êng. a) D¸ng ®iÖu cña t¶i träng th¼ng ®øng gi÷a b¸nh xe vµ mÆt ®­êng. b) Ph©n bè thèng ke cña t¶i träng th¼ng ®øng gi÷a b¸nh xe vµ mÆt ®­êng. Ph­¬ng sai cña t¶i träng th¼ng ®øng cña b¸nh xe x¸c ®Þnh theo biÓu thøc sau: (1.5) KÕt hîp (1.4) vµ (1.5) ta cã: (1.6) nghÜa lµ: (1.7) Theo quan ®iÓm vÒ an toµn chuyÓn ®éng th× sai lÖch b×nh ph­¬ng trung b×nh cµng nhá cµng tèt, nghÜa lµ: (1.8) T¶i träng tÜnh cña b¸nh xe Rtk dÔ dµng x¸c ®Þnh ®­îc tõ träng l­îng cña « t« vµ to¹ ®é träng t©m theo h­íng däc xe. X¸c ®Þnh lùc ®éng F® (t) phøc t¹p h¬n v× nã phô thuéc vµo tÝnh chÊt dao ®éng cña « t«, vËn tèc chuyÓn ®éng vµ ®é mÊp m« cña biªn d¹ng bÒ mÆt ®­êng. Theo quan ®iÓm vÒ t¶i träng t¸c dông xuèng nÒn ®­êng th× trÞ sè lín nhÊt cña t¶i träng b¸nh xe sÏ t­¬ng øng víi gi¸ trÞ d­¬ng cña F® (t). Cßn theo quan ®iÓm vÒ an toµn chuyÓn ®éng th× ng­îc l¹i víi tr­êng hîp trªn lµ khi gi¶m t¶i träng b¸nh xe thÝ sÏ dÉn ®Õn gi¶m kh¶ n¨ng tiÕp nhËn lùc tiÕp tuyÕn (nhÊt lµ khi phanh) vµ lùc ngang (quan träng khi ®iÒu khiÓn). Trong nh÷ng tr­êng hîp ®Æc biÖt b¸nh xe cã thÓ bÞ n¶y ra khái mÆt ®­êng, khi ®ã Rk = 0 vµ « t« sÏ mÊt tÝnh ®iÒu khiÓn. Ngoµi ra, khi kh¶o s¸t dao ®éng ng­êi ta quan t©m tíi sù b¸m cña lèp xe víi mÆt ®­êng. Cã thÓ « t« dao ®éng b¶o ®¶m tho¶ m·n c¸c chØ tiªu vÒ ®é ªm dÞu, nh­ng b¸nh xe b¸m ®­êng kÐm nªn lµm mÊt æn ®Þnh khi ®iÒu khiÓn xe, dÉn ®Õn t¨ng tiªu hao nhiªn liÖu. V× vËy cã thÓ sö dông gi¸ trÞ b×nh ph­¬ng trung b×nh cña chuyÓn dÞch t­¬ng ®èi gi÷a b¸nh xe víi ®é mÊp m« bÒ mÆt ®­êng ®Ó ®¸nh gi¸ sù b¸m (tiÕp xóc) cña b¸nh xe trªn ®­êng: (1.9) T Trong ®ã: - chuyÓn dÞch b¸nh xe theo ph­¬ng th¼ng ®øng. q- chiÒu cao mÊp m« cña biªn d¹ng ®­êng. Cã thÓ x¸c ®Þnh gi¸ trÞ -lµ gi¸ trÞ cùc ®¹i cña chuyÓn dÞch t­¬ng ®èi cña b¸nh xe víi ®uêng theo biÓu thøc: (1.10) Gi¸ trÞ còng cã thÓ lµm c¬ së ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng b¸m cña lèp víi mÆt ®­êng. Gi¸ trÞ lùc t¸c dông xuèng nÒn ®­êng gÇn ®óng cã thÓ x¸c ®Þnh nh­ sau: (1.11) Trong ®ã: CL - lµ ®é cøng cña lèp. 1.3. Mục đích của đề tài VÊn ®Ò nghiªn cøu dao ®éng cã xÐt tíi ¶nh h­ëng cña c¸c nguån kÝch thÝch g©y dao ®éng kh¸c ch­a ®­îc ®Ò cËp vµ nghiªn cøu ®Çy ®ñ. ViÖc xÐt ¶nh h­ëng cña qu¸ tr×nh phanh lµ vÊn ®Ò cÇn thiÕt vµ cã ý nghÜa khoa häc vÇ thùc tiÔn. V× vËy trong luËn v¨n tËp trung nghiªn cøu dao ®éng cña « t« hai cÇu cã xet tíi ¶nh h­ëng cña qu¸ tr×nh phanh xe. Mục đích của đề tài đặt ra là nghiªn cøu hÖ dao ®éng cña « t«, ®Æc biÖt khi kÓ ®Õn sù ¶nh h­ëng cña qu¸ tr×nh phanh. Tõ ®ã t×m ra ®­îc quy luËt ph©n bè t¶i träng lªn c¸c cÇu xe, hÖ sè b¸m t¹i tõng b¸nh xe, ®é bÒn vµ æn ®Þnh cña hÖ thèng treo… LÊy c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu ®ã lµm c¬ së ®Ó thiÕt kÕ tÝnh to¸n, c¶i tiÕn c¸c hÖ thèng kh¸c trªn « t« nh­ hÖ thèng ®iÒu khiÓn lùc phanh, hÖ thèng c©n b»ng æn ®Þnh xe khi chuyÓn ®éng còng nh­ viÖc tÝnh to¸n t¶i träng thiÕt kÕ cho « t«… Ch­¬ng 2 thiÕt lËp m« h×nh nghiªn cøu dao ®éng cña « t« khi xÐt tíi ¶nh h­ëng cña qu¸ tr×nh phanh 2.1. ThiÕt lËp m« h×nh kh¶o s¸t dao ®éng « t« hai cÇu 2.1.1. C¸c gi¶ thiÕt khi x©y dùng m« h×nh M« h×nh kh¶o s¸t dao ®éng « t« hai cÇu ®­îc ®­a ra ë h×nh 2.1 trªn c¬ sá sö dông c¸c gi¶ thiÕt sau ®©y: M« h×nh ®éng lùc häc biÓu thÞ dao ®éng liªn kÕt « t« hai cÇu ë d¹ng m« h×nh ph¼ng. NghÜa lµ « t« ®­îc gi¶ thiÕt lµ ®èi xøng ®èi víi trôc däc xe vµ xem ®é mÊp m« biªn d¹ng ®­êng ë d­íi b¸nh xe bªn tr¸i vµ ph¶i cña mét cÇu lµ nh­ nhau. Khèi l­îng ®­îc treo ®­îc quy dÉn vÒ träng t©m phÇn treo biÓu thÞ qua gi¸ trÞ khèi l­îng M vµ m« men qu¸n tÝnh khèi l­îng phÇn treo ®èi víi trôc ngang ®i qua träng t©m phÇn treo Jy. Khèi l­îng M ®­îc liªn kÕt víi khèi l­îng phÇn kh«ng treo qua phÇn tö ®µn håi cña treo vµ gi¶m chÊn (hÖ sè cøng cña treo Cp1, Cp2; hÖ sè gi¶m chÊn K1, K2). Khèi l­îng phÇn kh«ng treo t­¬ng øng ë cÇu tr­íc vµ cÇu sau lµ m1, m2 ®­îc liªn hÖ víi ®­êng qua c¸c lß xo (cã hÖ sè cøng CL1, CL2) vµ gi¶m chÊn (cã hÖ sè c¶n KL1, KL2). C¸c th«ng sè nµy ®Æc tr­ng cho ®é ®µn håi cña lèp vµ sù dËp t¾t dao ®éng cña lèp. Dao ®éng cña hÖ lµ dao ®éng tuyÕn tÝnh, nhá xung quanh vÞ trÝ c©n b»ng tÜnh. B¸nh xe l¨n kh«ng tr­ît vµ lu«n tiÕp xóc víi ®­êng. ¤ t« chuyÓn ®éng ®Òu. HÖ cã 4 bËc tù do víi 4 to¹ ®é suy réng lµ: Z, K1 K2 KL1 KL2 C2 C1 CL1 CL2 M JY Z2 T2 φ V m1 m2 a b L K1 K2 KL1 KL2 C2 C1 CL1 CL2 M1 T2 M2 V m1 m2 a b L M3 Z1 Z2 q2 q1 ξ1 ξ2 (a) (b) H×nh 2.1. M« h×nh ph¼ng dao ®éng « t« hai cÇu. a) ¤ t« víi khèi l­îng treo M vµ m« men qu¸n tÝnh quy dÉn Jy. b) Khèi l­îng treo ®­îc thay b»ng 3 khèi l­îng M1, M2, M3. 2.1.2. ThiÕt lËp hÖ ph­¬ng tr×nh vi ph©n: §Ó x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè dao ®éng cña « t« chóng ta cÇn thiÕt lËp ra hÖ ph­¬ng tr×nh vi ph©n m« t¶ chuyÓn ®éng dao ®éng cña hÖ. hÖ ph­¬ng tr×nh vi ph©n cã thÓ thiÕt lËp b»ng nhiÒu ph­¬ng ph¸p kh¸c nhau. VÝ dô cã thÓ sö dông nguyªn lý D’ Amble hoÆc sö dông ph­¬ng tr×nh Lagrangge lo¹i II. ë ®©y chóng t«i sö dông ph­¬ng tr×nh Lagrangge lo¹i II. Ph­¬ng tr×nh Lagrangge lo¹i II cã d¹ng sau ®©y: (2.1) i = 1, 2, ......n. Trong ®ã: n - lµ to¹ ®é suy réng (hoÆc sè bËc tù do cña c¬ hÖ). - lµ to¹ ®é suy réng thø i. - lµ ®¹o hµm bËc nhÊt cña to¹ ®é suy réng thø i. - lµ ®éng n¨ng vµ thÕ n¨ng cña hÖ - lµ n¨ng l­îng khuÕch t¸n cña c¬ hÖ. - lµ lùc kÝch ®éng suy réng theo h­íng to¹ ®é suy réng thø i. Chóng ta tiÕn hµnh x¸c ®Þnh c¸c thµnh phÇn n¨ng l­îng cña hÖ nh­ sau: §éng n¨ng cña hÖ: (2.2) ThÕ n¨ng cña hÖ ®­îc x¸c ®Þnh tõ vÞ trÝ c©n b»ng tÜnh, b»ng sè gia thÕ n¨ng cña tÊt c¶ c¸c phÇn tö: (2.3) N¨ng l­îng khuÕch t¸n trong hÖ sÏ lµ: (2.4) Lùc kÝch ®éng suy réng: Trong m« h×nh kh¶o s¸t lùc kÝch ®éng suy réng b»ng kh«ng. Trong c¸c biÓu thøc trªn ta cã: - lµ hÖ sè cøng cña treo ë cÇu thø i. - lµ hÖ sè cøng cña lèp ë cÇu thø i. - hÖ sè c¶n gi¶m chÊn cña treo vµ cña lèp ë cÇu thø i. - BiÕn d¹ng vµ vËn tèc biÕn d¹ng cña treo vµ cña lèp xe ë cÇu thø i. - ChiÒu cao mÊp m« biªn d¹ng ®­êng vµ ®¹o hµm cña nã ë ®iÓm tiÕp xóc cña b¸nh xe víi ®­êng. Tõ h×nh vÏ chóng ta x¸c ®Þnh c¸c gi¸ trÞ nh­ sau: ; ; ; ; Sau khi thay c¸c gi¸ trÞ ký hiÖu ë trªn vµo c¸c biÓu thøc (2.3), (2.4) ta ®­îc (2.5) (2.6) LÊy ®¹o hµm c¸cbiÓu thøc Ek, En, Ep theo c¸c to¹ ®é suy réng () ®Ó t×m ph­¬ng tr×nh chuyÓn ®éng theo c¸c to¹ ®é suy réng ®ã, ta cã: ; ; ; Sau khi thay c¸c gi¸ trÞ nhËn1 ®­îc vµo ph­¬ng tr×nh (2.1) vµ biÕn ®æi chóng ta nhËn ®­îc (2.7) Chóng ta cã thÓ m« t¶ chuyÓn ®éng cña hÖ theo c¸c to¹ ®é suy réng: C¸c to¹ ®é nµy cã liªn hÖ víi c¸c to¹ ®é qua c¸c biÓu thức sau (2.8) Khi ®ã biÕn d¹ng cña nhÝp (hay la chuyÓn dÞch t­¬ng ®èi gi÷a phÇn treo vµ kh«ng treo) sÏ lµ: (2.9) BiÕn d¹ng cña lèp xe (hay lµ chuyÓn dÞch t­¬ng ®èi cña t©m trôc b¸nh xe vµ mÊp m« cña ®­êng) sÏ lµ: (2.10) Sau khi thay c¸c gi¸ trÞ ë biÓu thøc (2.8), (2.9) vµo hÖ ph­¬ng tr×nh (2.6) ta nhËn ®­îc hÖ ph­¬ng tr×nh vi ph©n m« t¶ chuyÓn ®éng dao ®éng cña hÖ víi c¸c to¹ ®é suy réng: (2.11) C¸c ký hiÖu trong (2.11) lµ c¸c khèi l­îng quy dÉn: (2.12) C¸c gi¸ trÞ khèi l­îng quy dÉn ph¶i tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn sau ®©y: M1 + M2 + M3 = M ; M1 > 0 ; M2 > 0 ; M3 0 (2.13) TrÞ sè vµ dÊu cña M3 phô thuéc vµo quan hÖ gi÷a b¸n kÝnh qu¸n tÝnh khèi l­îng treo vµ to¹ ®é träng t©m a, b. Quan hÖ nµy ®­îc ®¸nh gi¸ th«ng qua bëi hÖ sè ph©n bè khèi l­îng treo « t«: (2.14) Trong tr­êng hîp nÕu th× M3 = 0, khi ®ã: (2.15) Trong tr­êng hîp nµy hÖ ph­¬ng tr×nh (2.11) sÏ t¸ch lµm hai. Ph­¬ng tr×nh øng víi to¹ ®é sÏ øng víi dao ®éng cña phÇn tr­íc cßn ph­¬ng tr×nh øng víi to¹ ®é t­¬ng øng víi dao ®éng cña phÇn sau. Khi ®ã chóng ta kh¶o s¸t dao ®éng cña phÇn tr­íc vµ phÇn sau lµ t¸ch biÖt vµ dao ®éng nh­ vËy ®­îc gäi lµ dao ®éng ®éc lËp. 2.2. X¸c ®Þnh hµm kÝch thÝch « t« dao ®éng Như chúng ta thấy trong hệ phương trình vi phân mô tả chuyển động dao động của ô tô hai cầu có tham gia các giá trị: q1, 2, ; q1, 2, chính là chiều cao mấp mô và đạo hàm của biên dạng đường tại vị trí tiếp xúc của bánh xe với đường tương ứng ở các cầu khi ô tô chuyển động. Vì vậy, cần thiết phải xác định hàm mô tả toán học biên dạng đường. 2.2.1. Đặc trưng hình học của biên dạng bề mặt đường Các tính chất hình học của bề mặt đường ảnh hưởng đến sự chuyển động của ô tô được đặc trưng bằng các đại lượng về góc nghiêng của mấp mô, chiều cao của các mấp mô, bước sóng của bề mặt đường, để mô tả bề mặt của đường thì cần phải biết các góc nghiêng của các mấp mô, vị trí tần xuất và hình dạng của các vật cản trên bề mặt nhiều hay ít. Nó xác định khả năng thông qua của ô tô trên các vật cản đó. Do vậy đặc trưng hình học của bề mặt đường có ảnh hưởng lớn đến dao động của ô tô cũng như khả năng chuyển động của ô tô trên đường. Điều kiện đường thực tế rất đa dạng và mang tính ngẫu nhiên. Ảnh hưởng của chúng tới dao động ô tô được xác định bởi kích thước hình học, hình dạng và đặc tính thay đổi của chúng. Theo LASENKO phân thành 3 nhóm chủ yếu: Nhóm 1: Bao gồm các mấp mô có chiều dài ngắn, tác động lên các bánh xe mang tính chất xung (va đập). Nhóm 2: Bao gồm các mấp mô có dạng hàm điều hoà (thay đổi có chu kỳ). Nhóm 3: Mấp mô thay đổi liên tục với hình dạng bất kỳ. Xuất phát từ mục tiêu đề tài luận án nên ở đây tôi chọn hàm kích thích mặt đường lên ô tô có dạng hàm điều hoà. Trong trường hợp mấp mô biên dạng đường có dáng điệu hàm điều hoà (Hình 2.3) thì phương trình biểu diễn chiều cao mấp mô phụ thuộc vào thời gian có dạng sau đây: (2.17) Trong đó: - chiều cao mấp mô -là tần số kích thích dao động T - chu kì kích thích q qo t T =2p/w q qo X L =2p/W Hình 2.2. Dáng điệu hàm điều hoà của mấp mô. a) Phụ thuộc thời gian t; b) Phụ thuộc vào quãng đường x. Nếu biểu diễn chiều cao mấp mô theo chiều dài quãng đường x, ta có: (2.18) Trong đó: - là tấn số sóng mặt đường S - là chiều dài sóng mặt đường Nếu ô tô chuyển động đều, ta có x = V.t. Như vậy, ở thời điểm t ta có: và (2.19) Khi đó tần số kích thích dao động sẽ là: (2.20) 2.2.2. Xác định giá trị mấp mô biên dạng đường ở từng bánh xe Trong trường hợp ô tô hai cầu với chiều dài cơ sở là L, ta có các hàm kích thích ở các cầu là: ; (2.21) Trong đó: 2.2.3. X¸c định ¶nh h­ëng cña qu¸ tr×nh phanh Pj G hg R2 R1 PP1 PP2 Pf2 Pf1 a b L V Pw Trªn h×nh (Hình 2.3) ®­a ra s¬ ®å lùc t¸c dông lªn « t« khi phanh Hình 2.3. Lùc t¸c ®éng lªn « t« khi phanh. Khi phanh cã c¸c lùc t¸c dông lªn « t« nh­ sau: + Lùc phanh PP1 vµ PP2 ®Æt t¹i ®iÓm tiÕp xóc gi÷a b¸nh xe víi mÆt ®­êng vµ ng­îc chiÒu chuyÓn ®éng cña « t«. + Lùc qu¸n tÝnh PJ ®Æt t¹i träng t©m « t«, cïng chiÒu chuyÓn ®éng cña « t«. + Träng l­îng « t« G ®Æt t¹i träng t©m xe. + Ph¶n lùc ph¸p tuyÕn cña ®­êng R1 vµ R2 vµ c¸c lùc c¶n l¨n Pf1 vµ Pf2 t­¬ng øng ®Æt t¹i ®iÓm tiÕp xóc gi÷a b¸nh xe cÇu tr­íc, cÇu sau víi mÆt ®­êng. + Lùc c¶n kh«ng khÝ PW. Khi phanh lùc c¶n kh«ng khÝ vµ lùc c¶n l¨n lµ nhá, do ®ã cã thÓ bá qua. Sù bá qua nµy chØ g©y sai sè kho¶ng tõ 1.5 – 2%. Sö dông ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc kÐo ¸p dông ®èi víi tr­êng hîp khi phanh xe trªn ®­êng n»m ngang (kh«ng kÐo moãc), bá qua lùc c¶n kh«ng khÝ vµ lùc c¶n l¨n ta cã: PJ = Pp hay ta cã thÓ viÕt: (2.22) Trong ®ã: PP – tæng lùc phanh ë tÊt c¶ c¸c b¸nh xe G – träng l­îng toµn bé « t« g – gia tèc träng tr­êng d - hÖ sè ¶nh h­ëng khèi l­îng quay khi c¾t ly hîp K1 K2 KL1 KL2 C2 C1 CL1 CL2 M JY Z2 T2 φ V m1 m2 a b L Pj DP DP JP – gia tèc phanh Hình 2.4. M« h×nh dao ®«ng « t« hai cÇu khi cã lùc phanh t¸c ®éng. Lùc phanh PP vµ gia tèc phanh JP ®­îc thÓ hiÖn qua gi¶n ®å phanh: Pp Jp Jp Pp O t t1 t2 t3 t4 t5 Hình 2.5. Gi¶n ®å phanh. Trong ®ã: t1 – Thêi gian ph¶n x¹ cña ng­êi l¸i. Thêi gian t1 th­êng n»m trong giíi h¹n t1 = 0,3 ¸ 0,5 s t2 – Thêi gian chËm t¸c dông cña hÖ thèng phanh. Thêi gian t2 th­êng n»m trong giíi h¹n t2 = 0,03 ¸ 0,1 s t3 – Thêi gian t¨ng lùc phanh hoÆc t¨ng gia tèc chËm dÇn. Thêi gian t3 th­êng n»m trong giíi h¹n t3 = 0,2 ¸ 0,4 s t4 – Thêi gian phanh hoµn toµn víi lùc phanh cùc ®¹i víi gia tèc chËm dÇn cùc ®¹i Jpmax. Thêi gian t4 th­êng ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc: (2.23) Nh­ vËy, trong qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng khi cã lùc phanh t¸c ®éng sinh ra lùc qu¸n tÝnh ®Æt t¹i träng t©m xe dÉn ®Õn sù ph©n bè l¹i träng l­îng cña phÇn ®­îc treo cña xe, lóc nµy phÇn ®­îc treo ë cÇu tr­íc vµ cÇu sau ®­îc thªm vµ bít ®i mét l­îng DP nh­ theo c«ng thøc sau: (2.24) Ta nhËn ®­îc hÖ ph­¬ng tr×nh vi ph©n m« t¶ chuyÓn ®éng dao ®éng cña hÖ víi c¸c to¹ ®é suy réng: Thµnh phÇn DP phô thuéc vµ gia tèc phanh JP (gi¸ trÞ thay ®æi theo gi¶n ®å phanh). Víi gi¶ thiÕt bá qua lùc c¶n l¨n vµ lùc c¶n kh«ng khÝ th× gi¸ trÞ cña Jp ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: (2.25) 2.3. Chän ph­¬ng ph¸p gi¶i hÖ ph­¬ng tr×nh vi ph©n Để giải hệ phương trình vi phân cấp hai có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau như: Adam, Rungge- Kutta. Phương pháp Rungge- Kutta cấp một áp dụng giải cho phương trình vi phân cấp I: được gọi là phương pháp Ơ le. Khi đó đạo hàm y’ được gần đúng bằng công thức sau: (2.26) Trong đoạn đầu tiên [x0, x1] (Hình 2.6) nghiệm gần đúng là hàm tuyến tính: (2.27) ; ; (2.28) Mo M1 M2 M3 Mn Xo X1 X2 X3 Xn x y Yi h.K1 h y x Xi Với chúng ta nhận được . Nói một cách khác trong đoạn nghiệm chính xác sẽ được thay bằng đoạn thẳng (Hình 2.6). Theo Ơ le; b) Theo Rungge- Kutta Hệ số góc của đường thẳng là . Tương tự ta tìm các giá trị gần đúng còn lại: (2.29) Như vậy nghiệm gần đúng là đường gãy khúc tập hợp các đoạn thẳng nối bởi các điểm: Phương pháp Ơ le đơn giản nhưng độ chính xác không cao. Phương pháp Rungge- Kutta có độ chính xác cao hơn do việc tìm nghiệm ở điểm không xảy ra lập tức mà qua một số điểm trung gian: (Hình 2.6.b). Thuật toán được thực hiện như sau: Chuyển từ điểm đến: ; ; Trong đó: là các hệ số tự do. Tại điểm người ta tính hệ số góc của tiếp tuyến Chuyển từ điểm đến điểm : ; Trong đó - là các hệ số tự do Xác định hệ số góc Tương tự tiến hành cho tất cả các điểm còn lại. Tổng quát đối với điểm ta có: Trong đó là tham số tự do. Các hệ số được chọn sao cho sai số của phương pháp theo bước là nhỏ nhất. Hiện nay tồn tại phương pháp Rungge- Kutta với các cấp khác nhau. Trong đó phương pháp Rungge- Kutta cấp 4 là được phổ biến rộng rãi nhất đối với các bài toán kỹ thuật. Nó được mô tả bằng hệ thống các quan hệ sau đây: (2.30) Trong đó: ; ; Áp dụng phương pháp Rungge- Kutta đối với hệ phương trình vi phân cấp 1 ta có: (2.31) Với các điều kiện ban đầu: ; ;....; Chúng ta có thể viết dưới dạng sau: ; ; (2.32) Lúc đó hệ phương trình vi phân cấp một có thể viết dưới dạng sau: với điều kiện ban đầu (2.33) Chúng ta viết công thức theo phương pháp Rungge- Kutta cho trường hợp giải hệ phương trình vi phân cấp một (2.33) như sau: .............................. (2.34) Trong đó: ; .................... ........................... ........................................ ........................................................ Phương pháp Rungge- Kutta cho độ chính xác cao đối với nhiều bài toán kỹ thuật. Phương pháp dễ lập chương trình bởi vì để tính giá trị yi+1 chỉ cần biết một giá trị yi. Nhược điểm của phương pháp này là ứng với một bước cần tính 4 lần giá trị hàm, dẫn đến khối lượng tính toán lớn, do vậy tốn thời gian máy. 2.4. Gi¶i hÖ ph­¬ng trinh vi ph©n Để giải hệ phương trình vi phân theo phương pháp Rungge- Kutta chúng ta phải xác định hàm vế phải và chuyển hệ phương trình vi phân cấp hai về hệ phương trình vi phân cấp một, đồng thời xác định điều kiện ban đầu cho bài toán. 2.4.1. Chuyển hệ phương trình vi phân cấp hai thành hệ phương trình vi phân cấp một. Đối với hệ phương trình vi phân (2.11) – Ô tô hai cầu: Chúng ta ký hiệu các biến Z1, Z2, và các đạo hàm của chúng thay đổi theo thời gian t. Đặt: ; ; ; ; ; ; ; ; Ta nhận được hệ phương trình vi phân cấp một sau đây: (2.35) Chúng ta có thể viết dưới dạng sau: (2.36) Từ hệ phương trình vi phân (2.11) ta xác định các giá trị: Trên cơ sở các phương trình này, chúng ta nhận được hệ 8 phương trình vi phân cấp một sau đây: Trên cơ sở các phương trình này, chúng ta nhận được 8 phương trình vi phân cấp 1 sau đây : (2.37) Trong hệ phương trình (2.37) giá trị là chiều cao mấp mô và đạo hàm của chúng tại vị trí tiếp xúc của bánh xe cầu trước và cầu sau với đường. Chúng được xác định như sau: ; (2.38) Trong đó là thời gian chậm pha tác dụng của mấp mô biên dạng đường giữa cầu trước và cầu sau. Nếu ô tô chuyển động đều thì: (2.39) L – là chiều dài cơ sở của ô tô V - vận tốc chuyển động của ô tô. Các giá trị đạo hàm tương ứng sẽ là: ; (2.40) là tần số kích thích của đường. 2.4.2. Xác định điều kiện ban đầu Điều kiện ban đầu để giải mô hình toán học được xác định tương ứng với trạng thái tĩnh của ô tô và vị trí ban đầu của nó trên biên dạng đường: Thời gian: t = 0 [s] Quãng đường: x = 0 [m] Điều kiện ban đầu để giải hệ phương trình vi phân cấp một theo phương pháp Rungge- Kutta được xác định như sau: §èi víi xe hai cÇu: KÕt luËn: Trªn c¬ së lý thuyÕt vµ c¸c thuËt to¸n tr×nh bµy ë trªn, chóng ta hoµn toµn cã thÓ tiÕn hµnh tÝnh to¸n kh¶o s¸t dao ®éng cña « t« hai cÇu ®Ó ®¸nh gi¸ chÊt l­îng hÖ thèng treo theo quan ®iÓm vÒ ®é ªm dÞu chuyÓn ®éng vµ an toµn chuyÓn ®éng cña chóng khi cã xÐt ¶nh h­ëng cña qu¸ tr×nh phanh. Ch­¬ng 3 gi¶i m« h×nh to¸n víi c¸c chÕ ®é kh¶o s¸t b»ng phÇn mÒm matlab simulink 3.1. Gi¶i m« h×nh to¸n víi c¸c chÕ ®é kh¶o s¸t 3.1.1. ThiÕt lËp m« h×nh m« pháng 3.1.1.1. C¸c chÕ ®é kh¶o s¸t: + Xe ch¹y ®Òu trªn ®­êng víi kÝch thÝch bëi mÊp m« mÆt ®­êng q. + Xe ®ang chuyÓn ®éng kÝch thÝch bëi mÊp m« mÆt ®­êng q vµ cã sù t¸c ®éng cña qu¸ tr×nh phanh. + Xe dõng h¼n ngay sau khi kÕt thóc qu¸ tr×nh phanh. 3.1.1.2. §èi t­îng kh¶o s¸t: a. Xe UAZ 469: C¸c th«ng sè kü thuËt: M = 2100 Kg; M1 = 900 Kg; M2 = 1200 Kg; M3 = 0 Kg; m1 = 150 Kg; m2 = 200 Kg; C1 = 98100 N/m; C2 = 74556 N/m; Cl1 = 902520 N/m; Cl2 = 1000620 N/m; K1 = 5644 N.s /m; K2 =3420 N.s /m; Kl1 = 0 N.s /m; Kl2 = 0 N.s /m; L = 2,38 m; rlop = 0,404 m b. Xe BUS - TRANSINCO HC B40: C¸c th«ng sè kü thuËt: M = 2100 Kg; M1 = 900 Kg; M2 = 1200 Kg; M3 = 0 Kg; m1 = 150 Kg; m2 = 200 Kg; C1 = 98100 N/m; C2 = 74556 N/m; Cl1 = 902520 N/m; Cl2 = 1000620 N/m; K1 = 5644 N.s /m; K2 =3420 N.s /m; Kl1 = 0 N.s /m; Kl2 = 0 N.s /m; L = 2,38 m; rlop = 0,404 m 3.1.1.3. §iÒu kiÖn kh¶o s¸t: + VËn tèc chuyÓn ®éng cña xe khi kh¶o s¸t dao ®éng: V = 30; 40; 60Km/h + MÊp m« biªn d¹ng mÆt ®­êng: §Ó kh¶o s¸t dao ®éng ta chän d¹ng ®­êng lµ hµm ®iÒu hoµ h×nh sin. C¸c gi¸ trÞ chiÒu cao mÊp m« vµ chiÒu dµi sãng mÆt ®­êng lÊy nh­ sau: qo = 0,02 (m) vµ S = 5; 10; 15 (m) 3.1.2. X©y dùng m« h×nh kh¶o s¸t trªn phÇn mÒm Matlap Simulink: M« h×nh ®­îc x©y dùng nh­ h×nh 2.6. Hình 2.6. M« h×nh tÝnh to¸n dao ®éng cña xe khi cã ¶nh h­ëng cña qu¸ tr×nh phanh Trong ®ã biªn d¹ng mÊp m« mÆt ®­êng ®­îc thiÕt lËp nh­ s¬ ®å h×nh 2.7. Khi phanh hàm kích thích ở các cầu là: víi (Dt lµ b­íc tÝnh tù chän trong kho¶ng t4) Hình 2.7. M« h×nh tÝnh to¸n biªn d¹ng mÆt ®­êng M« h×nh hÖ treo tr­íc vµ treo sau ®­îc thiÕt lËp nh­ s¬ ®å h×nh 2.8 vµ 2.9. Trong qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng khi cã lùc phanh t¸c ®éng sinh ra lùc qu¸n tÝnh ®Æt t¹i träng t©m xe dÉn ®Õn sù ph©n bè l¹i träng l­îng cña phÇn ®­îc treo cña xe, lóc nµy phÇn ®­îc treo ë cÇu tr­íc vµ treo sau ®­îc thªm vµ bít mét l­îng Hình 2.8. M« h×nh tÝnh to¸n hÖ treo tr­íc Hình 2.9. M« h×nh tÝnh to¸n hÖ treo sau §å thÞ kÕt qu¶ l­îng ra ®­îc lÊy nh­ h×nh 2.10 Hình 2.10. M« h×nh ®å thÞ l­îng ra 3.2. KÕt qu¶ tÝnh to¸n øng víi c¸c tr­êng hîp: 3.2.1. Tr­êng hîp xe chuyÓn ®éng víi V = 30 (km/h). 3.2.1.1. Víi xe UAZ 469 Do kh¶o s¸t trªn xe UAZ 469 lµ xe sö dông hÖ thèng phanh dÇu nªn c¸c thêi gian t1; t2; t3 ta chä gi¸ trÞ nhá trong kho¶ng gi¸ trÞ giíi h¹n cña chóng t1 = 0,4 s t2 = 0,2 s t3 = 0,05 s t5 = 0,2 s víi Chän JPmax = 6 m/s2 + Khi V1 = 30 km/h » 8,33 m/s ta cã 1 2 3 4 5 6 t1 t2 t3 t4 t5 Pp Jp Jpmax = 6m/s2 Pp t O vµ Hình 2.11. Gi¶n ®å phanh xe UAZ 469(V = 30 Km/h) Khi phanh hàm kích thích ở các cầu là: víi (Dt lµ b­íc tÝnh tù chän trong kho¶ng t4) a. Khi qo = 0,02 (m); S = 5 (m): Sau khi nhËp tÊt c¶ c¸c th«ng sè ®Çu vµo cho c¸c m« h×nh tÝnh to¸n vµ ch¹y ch­¬ng tr×nh ta nhËn ®­îc ®å thÞ chuyÓn dÞch th¼ng ®øng vµ gia tèc th¼ng ®øng cña xe nh­ h×nh vÏ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -0.05 -0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 t(s) Z1,Z2(m);V(m/s)*0.002 Chuyen dich cua KLT truoc Chuyen dich cua KLT sau Van toc xe Hình 2.12. ChuyÓn dÞch th¼ng ®øng khi S = 5 m, V= 30 Km/h (UAZ - 469) Hình 2.13. Gia tèc th¼ng ®øng khi S = 5 m, V= 30 Km/h (UAZ - 469) b. Khi qo = 0,02 (m); S = 10 (m): Sau khi nhËp tÊt c¶ c¸c th«ng sè ®Çu vµo cho c¸c m« h×nh tÝnh to¸n vµ ch¹y ch­¬ng tr×nh ta nhËn ®­îc ®å thÞ chuyÓn dÞch th¼ng ®øng vµ gia tèc th¼ng ®øng cña xe nh­ h×nh vÏ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 t(s) Z1,Z2(m);V(m/s)*0.02 Chuyen dich cua KLT truoc Chuyen dich cua KLT sau Van toc xe Hình 2.14. ChuyÓn dÞch th¼ng ®øng khi S = 10 m, V= 30 Km/h (UAZ - 469) Hình 2.15. Gia tèc th¼ng ®øng khi S = 10 m, V= 30 Km/h (UAZ - 469) Khi qo = 0,02 (m); S = 15 (m): Sau khi nhËp tÊt c¶ c¸c th«ng sè ®Çu vµo cho c¸c m« h×nh tÝnh to¸n vµ ch¹y ch­¬ng tr×nh ta nhËn ®­îc ®å thÞ chuyÓn dÞch th¼ng ®øng vµ gia tèc th¼ng ®øng cña xe nh­ h×nh vÏ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 t(s) Z1,Z2 (m);V(m/s)*0.002 Chuyen dich cua KLT truoc Chuyen dich cua KLT sau Van toc xe Hình 2.16. ChuyÓn dÞch th¼ng ®øng khi S = 15 m, V= 30 Km/h (UAZ - 469) Hình 2.17. Gia tèc th¼ng ®øng khi S = 15 m, V= 30 Km/h (UAZ - 469) 3.2.1.2. Xe BUS - TRANSINCO HC B40: Do kh¶o s¸t trªn xe BUS - TRANSINCO HC B40 lµ xe sö dông hÖ thèng phanh kh í n én nªn c¸c thêi gian t1; t2; t3 ta chä gi¸ trÞ lớn trong kho¶ng gi¸ trÞ giíi h¹n cña chóng t1 = 0,5 s t2 = 0,3 s t3 = 0,1 s t5 = 0,3 s víi Chän JPmax = 6 m/s2 + Khi V1 = 30 km/h » 8,33 m/s ta cã vµ 1 2 3 4 5 6 t1 t2 t3 t4 t5 Pp Jp Jpmax = 6m/s2 Pp t O Hình 2.18. Gi¶n ®å phanh xe TRANSINCO HC B40(V = 30 Km/h) Khi phanh hàm kích thích ở các cầu là: víi (Dt lµ b­íc tÝnh tù chän trong kho¶ng t4) a. Khi qo = 0,02 (m); S = 5 (m): Sau khi nhËp tÊt c¶ c¸c th«ng sè ®Çu vµo cho c¸c m« h×nh tÝnh to¸n vµ ch¹y ch­¬ng tr×nh ta nhËn ®­îc ®å thÞ chuyÓn dÞch th¼ng ®øng vµ gia tèc th¼ng ®øng cña xe nh­ h×nh vÏ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 t(s) Z1,Z2(m);V(km/h)*0.002 Hình 2.19. ChuyÓn dÞch th¼ng ®øng khi S = 5 m, V= 30 Km/h (HC B40) Gia toc KLT truoc Gia toc KLT sau 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -30 -20 -10 0 10 20 30 t(s) Gia toc (m/s2) Hình 2.20. Gia tèc th¼ng ®øng khi S = 5 m, V= 30 Km/h (HC B40) b. Khi qo = 0,02 (m); S = 10 (m): Sau khi nhËp tÊt c¶ c¸c th«ng sè ®Çu vµo cho c¸c m« h×nh tÝnh to¸n vµ ch¹y ch­¬ng tr×nh ta nhËn ®­îc ®å thÞ chuyÓn dÞch th¼ng ®øng vµ gia tèc th¼ng ®øng cña xe nh­ h×nh vÏ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 t(s) Z1,Z2(m);V(km/h)*0.002 Chuyen dich KLT truoc Chuyen dich KLT sau Van toc xe Hình 2.21. ChuyÓn dÞch th¼ng ®øng khi S = 10 m, V= 30 Km/h (HC B40) Hình 2.22. Gia tèc th¼ng ®øng khi S = 10 m, V= 30 Km/h (HC B40) Khi qo = 0,02 (m); S = 15 (m): Sau khi nhËp tÊt c¶ c¸c th«ng sè ®Çu vµo cho c¸c m« h×nh tÝnh to¸n vµ ch¹y ch­¬ng tr×nh ta nhËn ®­îc ®å thÞ chuyÓn dÞch th¼ng ®øng vµ gia tèc th¼ng ®øng cña xe nh­ h×nh vÏ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 t(s) Z1,Z2(m);V(km/h)*0.002 Chuyen dich KLT truoc Chuyen dich KLT sau Van toc xe Hình 2.23. ChuyÓn dÞch th¼ng ®øng khi S = 15 m, V= 30 Km/h (HC B40) Hình 2.24. Gia tèc th¼ng ®øng khi S = 15 m, V= 30 Km/h (HC B40) 3.2.2. Tr­êng hîp xe chuyÓn ®éng víi V = 40 (km/h). 3.2.2.1. Víi xe UAZ 469 1 2 3 4 5 6 t1 t2 t3 t4 t5 Pp Jp Jpmax = 6m/s2 Pp t O Hình 2.25. Gi¶n ®å phanh xe UAZ 469 (V = 40 Km/h) Do kh¶o s¸t trªn xe UAZ 469 lµ xe sö dông hÖ thèng phanh dÇu nªn c¸c thêi gian t1; t2; t3 ta chä gi¸ trÞ nhá trong kho¶ng gi¸ trÞ giíi h¹n cña chóng. t1 = 0,4 s t2 = 0,2 s t3 = 0,05 s t5 = 0,2 s víi Chän JPmax = 6 m/s2 + Khi V1 = 40 km/h » 11,11 m/s ta cã vµ Khi phanh hàm kích thích ở các cầu là: víi (Dt lµ b­íc tÝnh tù chän trong kho¶ng t4) a. Khi qo = 0,02 (m); S = 5 (m): 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 t(s) Z1,Z2(m);V(m/s)*0.002 Chuyen dich cua KLT truoc Chuyen dich cua KLT sau Van toc xe Hình 2.26. ChuyÓn dÞch th¼ng ®øng khi S = 5 m, V= 40 Km/h (UAZ - 469) Hình 2.27. Gia tèc th¼ng ®øng khi S = 5 m, V= 40 Km/h (UAZ - 469) b. Khi qo = 0,02 (m); S = 10 (m): 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 t(s) Z1,Z2(m);V(m/s)*0.002 Chuyen dich cua KLT truoc Chuyen dich cua KLT sau Van toc xe Hình 2.28. ChuyÓn dÞch th¼ng ®øng khi S = 10 m, V= 40 Km/h (UAZ - 469) Hình 2.29. Gia tèc th¼ng ®øng khi S = 10 m, V= 40 Km/h (UAZ - 469) c. Khi qo = 0,02 (m); S = 15 (m): 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 t(s) Z1,Z2(m);V(m/s)*0.002 Chuyen dich cua KLT truoc Chuyen dich cua KLT sau Van toc xe Hình 2.30. ChuyÓn dÞch th¼ng ®øng khi S = 15 m, V= 40 Km/h (UAZ - 469) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 t(s) Z1",Z2"(m/s2) Gia toc KLT truoc Gia toc KLT sau Hình 2.31. Gia tèc th¼ng ®øng khi S = 15 m, V= 40 Km/h (UAZ - 469) 3.2.2.2. Xe BUS - TRANSINCO HC B40 1 2 3 4 5 6 t1 t2 t3 t4 t5 Pp Jp Jpmax = 6m/s2 Pp t O Hình 2.32. Gi¶n ®å phanh xe TRANSINCO HC B40 (V = 40 Km/h) Do kh¶o s¸t trªn xe BUS - TRANSINCO HC B40 lµ xe sö dông hÖ thèng phanh khí nén nªn c¸c thêi gian t1; t2; t3 ta chä gi¸ trÞ lớn trong kho¶ng gi¸ trÞ giíi h¹n cña chóng t1 = 0,5 s t2 = 0,3 s t3 = 0,1 s t5 = 0,3 s víi Chän JPmax = 6 m/s2 + Khi V1 = 40 km/h » 11,11 m/s ta cã vµ Khi phanh hàm kích thích ở các cầu là: víi (Dt lµ b­íc tÝnh tù chän trong kho¶ng t4) a. Khi qo = 0,02 (m); S = 5 (m): 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 t(s) Z1,Z2(m);V(km/h)*0.002 Chuyen dich KLT truoc Chuyen dich KLT sau Van toc xe Hình 2.33. ChuyÓn dÞch th¼ng ®øng khi S = 5 m, V= 40 Km/h (HC B40) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 t(s) Z1",Z2"(m/s2) Gia toc KLT truoc Gia toc KLt sau Hình 2.34. Gia tèc th¼ng ®øng khi S = 5 m, V= 40 Km/h (HC B40) b. Khi qo = 0,02 (m); S = 10 (m): 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 t(s) Z1,Z2(m),V(km/h)*0.002 Chuyen dich KLT truoc Chuyen dich cua KLT sau Van toc xe Hình 2.35. ChuyÓn dÞch th¼ng ®øng khi S = 10 m, V= 50 Km/h (HC B40) Hình 2.36. Gia tèc th¼ng ®øng khi S = 10 m, V= 40 Km/h (HC B40) c. Khi qo = 0,02 (m); S = 15 (m): 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 t(s) Z1,Z2(m);V(km/h)*0.002 Chuyen dich KLT truoc Chuyen dich KLT sau Van toc xe Hình 2.37. ChuyÓn dÞch th¼ng ®øng khi S = 15 m, V= 50 Km/h (HC B40) Hình 2.38. Gia tèc th¼ng ®øng khi S = 15 m, V= 40 Km/h (HC B40) 3.2.3. Tr­êng hîp xe chuyÓn ®éng víi V = 60 (km/h). 3.2.3.1. Víi xe UAZ 469 1 2 3 4 5 6 t1 t2 t3 t4 t5 Pp Jp Jpmax = 6m/s2 Pp t O Hình 2.39. Gi¶n ®å phanh xe UAZ 469(V = 60 Km/h) Do kh¶o s¸t trªn xe UAZ 469 lµ xe sö dông hÖ thèng phanh dÇu nªn c¸c thêi gian t1; t2; t3 ta chä gi¸ trÞ nhá trong kho¶ng gi¸ trÞ giíi h¹n cña chóng t1 = 0,4 s t2 = 0,2 s t3 = 0,05 s t5 = 0,2 s víi Chän JPmax = 6 m/s2 + Khi V1 = 60km/h » 16,66m/s ta cã vµ Khi phanh hàm kích thích ở các cầu là: víi (Dt lµ b­íc tÝnh tù chän trong kho¶ng t4) a. Khi qo = 0,02 (m); S = 5 (m): 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 t(s) Z1,Z2(m);V(m/s)*0.002 Chuyen dich cua KLT truoc Chuyen dich cua KLT sau Van toc xe Hình 2.40. ChuyÓn dÞch th¼ng ®øng khi S = 5 m, V= 60 Km/h (UAZ - 469) Hình 2.41. Gia tèc th¼ng ®øng khi S = 5 m, V= 60 Km/h (UAZ - 469) b. Khi qo = 0,02 (m); S = 10 (m): 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -0.05 -0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 t(s) Z1,Z2(m),V(m/s)*0.002 Chuyen dich cua KLT truoc Chuyen dich cua KLT sau Van toc xe Hình 2.42. ChuyÓn dÞch th¼ng ®øng khi S = 10 m, V= 60 Km/h (UAZ - 469) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -30 -20 -10 0 10 20 30 t(s) Z1",Z2"(m/s2) Gia toc cua KLT truoc Gia toc cua KLT sau Hình 2.43. Gia tèc th¼ng ®øng khi S = 10 m, V= 60 Km/h (UAZ - 469) c. Khi qo = 0,02 (m); S = 15 (m): 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 t(s) Z1, Z2(m);V(m/s)*0.002 Chuyen dich cua KLT truoc Chuyen dich cua KLT sau Van toc xe Hình 2.44. ChuyÓn dÞch th¼ng ®øng khi S =1 5 m, V= 60 Km/h (UAZ - 469) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 t(s) Z1",Z2"(m/s2) Gia toc cua KLT truoc Gia toc cua KLT sau Hình 2.45. Gia tèc th¼ng ®øng khi S = 15 m, V= 60 Km/h (UAZ - 469)  3.2.3.2. Xe BUS - TRANSINCO HC B40 1 2 3 4 5 6 t1 t2 t3 t4 t5 Pp Jp Jpmax = 6m/s2 Pp t O Hình 2.46. Gi¶n ®å phanh xe HC B40(V = 60 Km/h) Do kh¶o s¸t trªn xe BUS - TRANSINCO HC B40 lµ xe sö dông hÖ thèng phanh khí nén nªn c¸c thêi gian t1; t2; t3 ta chä gi¸ trÞ lớn trong kho¶ng gi¸ trÞ giíi h¹n cña chóng t1 = 0,5 s t2 = 0,3 s t3 = 0,1 s t5 = 0,3 s víi Chän JPmax = 6 m/s2 + Khi V1 = 60km/h » 16,66m/s ta cã vµ Khi phanh hàm kích thích ở các cầu là: víi (Dt lµ b­íc tÝnh tù chän trong kho¶ng t4) a. Khi qo = 0,02 (m); S = 5 (m): 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 t(s) Z1,Z2(m);V(km/h)*0.002 Chuyen dich KLT truoc Chuyen dich KLT sau Van toc xe Hình 2.47. ChuyÓn dÞch th¼ng ®øng khi S = 5 m, V= 60 Km/h (HC B40) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 t(s) Z1",Z2"(m/s2) Gia toc KLT truoc Gia toc KLT sau Hình 2.48. Gia tèc th¼ng ®øng khi S = 5 m, V= 60 Km/h (HC B40) b. Khi qo = 0,02 (m); S = 10 (m): 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 t(s) Z1,Z2(m);V(km/h)*0.002 Chuyen dich KLT truoc Chuyen dich KLT sau Van toc xe 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 t(s) Z1",Z2"(m/s2) Gia toc KLT truoc Gia toc KLT sau Hình 2.49. ChuyÓn dÞch th¼ng ®øng khi S = 10 m, V= 60 Km/h (HC B40) Hình 2.50. Gia tèc th¼ng ®øng khi S = 10 m, V= 60 Km/h (HC B40) c. Khi qo = 0,02 (m); S = 15 (m): Hình 2.51. ChuyÓn dÞch th¼ng ®øng khi S = 15 m, V= 60 Km/h (HC B40) Hình 2.52. Gia tèc th¼ng ®øng khi S = 15 m, V= 60 Km/h (HC B40) 3.3. NhËn xÐt vµ ®¸nh gi¸ Trªn c¬ së c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n nhËn ®­îc chóng ta cã c¸c nhËn xÐt vÒ ®é ªm dÞu vµ an toµn chuyÓn ®éng cho tõng xe nh­ sau: 3.2.1 §èi víi xe UAZ – 469 VËn tèc xe (Km/h) HÖ treo B­íc sãng mÊp m« mÆt ®­êng S (m) 30 40 60 5 2.09 3.25 4.30 Tr­íc 5 4.26 4.64 5.19 Sau 10 1.30 1.55 2.21 Tr­íc 10 2.89 3.14 3.98 Sau 15 0.74 0.94 1.41 Tr­íc 15 2.36 2.50 2.86 Sau B¶ng 3.1: Gi¸ trÞ b×nh ph­¬ng trung b×nh cña gia tèc dao ®éng xe UAZ - 469 Gi¸ trÞ b×nh ph­¬ng trung b×nh cña gia tèc dao ®éng th¼ng ®øng khèi l­îng treo t­¬ng øng ë vÞ trÝ c¸c cÇu ®èi víi tÊt c¶ c¸c chÕ ®é tÝnh to¸n n»m trong kho¶ng: ë cÇu tr­íc: ë cÇu sau: Tiªu chuÈn ISO trong (Dao động ô tô - Vũ Đức Lập) chØ ra r»ng, gi¸ trÞ giíi h¹n cho phÐp lín nhÊt ®èi víi gia tèc b×nh ph­¬ng trung b×nh cña dao ®éng th¼ng ®øng lµ 7,1 [m.s-2]. So víi tiªu chuÈn nµy th× ë c¸c chÕ ®é tÝnh to¸n, c¸c kÕt qu¶ nhËn ®­îc ®Òu n»m trong giíi h¹n cho phÐp. Tuú theo d¶i tÇn sè kÝch thÝch dao ®éng, theo ®å thÞ quan hÖ gi÷a b×nh ph­¬ng trung b×nh cña gia tèc dao ®éng th¼ng ®øng víi tÇn sè vµ thêi gian t¸c dông, chóng ta x¸c ®Þnh ®­îc gi¸ trÞ thêi gian chÞu ®ùng cho phÐp ®èi víi con ng­êi ë giíi h¹n mÖt mái. 3.2.2. §èi víi xe BUS - TRANSINCO HC B40 B¶ng 3.2: Gi¸ trÞ b×nh ph­¬ng trung b×nh cña gia tèc dao ®éng xe BUS - TRANSINCO HC B40 VËn tèc xe (Km/h) HÖ treo B­íc sãng mÊp m« mÆt ®­êng S (m) 30 40 60 5 2.58 3.14 4.25 Tr­íc 5 6.45 8.39 12.52 Sau 10 2.05 2.29 3.04 Tr­íc 10 4.78 5.29 6.54 Sau 15 1.04 1.36 2.14 Tr­íc 15 3.66 3.92 4.57 Sau Gi¸ trÞ b×nh ph­¬ng trung b×nh cña gia tèc dao ®éng th¼ng ®øng khèi l­îng treo t­¬ng øng ë vÞ trÝ c¸c cÇu ®èi víi tÊt c¶ c¸c chÕ ®é tÝnh to¸n n»m trong kho¶ng: ë cÇu tr­íc: ë cÇu sau: Còng theo tiªu chuÈn ISO trong (Dao động ô tô - Vũ Đức Lập) chØ ra r»ng, gi¸ trÞ giíi h¹n cho phÐp lín nhÊt ®èi víi gia tèc b×nh ph­¬ng trung b×nh cña dao ®éng th¼ng ®øng lµ 7,1 [m.s-2]. So víi tiªu chuÈn nµy ta thÊy r»ng ë c¸c chÕ ®é tÝnh to¸n V = 40 vµ 60 (Km/h) vµ chiÒu dµi b­íc sãng mÆt ®­êng S = 5m th× gi¸ trÞ gia tèc b×nh ph­¬ng trung b×nh cña dao ®éng th¼ng ®øng víi hÖ treo sau lín h¬n 7,1 [m.s-2], v­ît qua giíi h¹n cho phÐp. Tuú theo d¶i tÇn sè kÝch thÝch dao ®éng, theo ®å thÞ quan hÖ gi÷a b×nh ph­¬ng trung b×nh cña gia tèc dao ®éng th¼ng ®øng víi tÇn sè vµ thêi gian t¸c dông, chóng ta x¸c ®Þnh ®­îc gi¸ trÞ thêi gian chÞu ®ùng cho phÐp ®èi víi con ng­êi ë giíi h¹n mÖt mái. + Khi thay ®æi chiÒu dµi sãng mÆt ®­êng (S), vÝ dô tõ 5 ®Õn 15 m, trong cïng vËn tèc chuyÓn ®éng vµ q0, th× nh×n chung gi¸ trÞ b×nh ph­¬ng trung b×nh cña gia tèc gi¶m ®i, do vËy ®é ªm dÞu chuyÓn ®éng tèt h¬n. Ch­¬ng 4 øng dông phÇn mÒm Carsimed 4.5 m« pháng dao ®éng « t« khi xÐt tíi nh h­ëng cña qu¸ tr×nh phanh 4.1. Giíi thiÖu phÇn mÒm Carsimed 4.5. 4.1.1. Carsimed lµm ®­îc g×. CARSIMED là một phần mềm mô phỏng và phân tích sự hoạt động của xe bốn bánh trong sự tác động của hệ thống lái, phanh, gia tốc của xe. Nó đưa ra những thông số đầu ra giống với thử nghiệm vật lý theo những dữ liệu của xe. 4.1.2. Tãm t¾t c¸c thao t¸c thùc hiÖn trªn CARSIMED + Chọn một loại xe để chạy chương trình, nếu cần thay đổi đặc điểm của nó như (kích thước, khối lượng.....), các bộ phận như (hệ thống phanh, hệ thống lái, bộ phận giảm xóc, lò xo....) + Đưa ra những thông số vào cho hệ thống lái, phanh, ga. + Chạy chương trình mô phỏng cùng với một kích đơn lên nút Run. + Kích nút Animator để hiện lên chương trình phim mô phỏng để có một cái nhìn tổng quan về sự hoạt động của xe. + Kích nút Plot để hiện ra đồ thị và phân tích kết quả hoạt động chi tiết hơn. 4.1.3. Kết nối giữa Simulink với Mathlab: Simulink và Mathlab phải được cài đặt trên máy tính của bạn nếu bạn muốn phối hợp giữa CARSIMED và Simulink. Nâng cấp tập tin Mathlab.pif Sự chuyển đổi giữa CARSIMED và Simulink làm cho phần mềm chứa tài liệu về Mathlab khi mở tài liệu một mô hình chứa Simulink. Mỗi mô hình Simulink chứa một tài liệu shortcut về chương trình Mathlab và một tập tin carsimed.dll giải quyết các modul và cung cấp một vài tập tin phụ. Mỗi tài liệu có chứa một tập tin Mathlab .pif. Các chương trình chứa các thông tin về tập tin pif hoạt động như là một điểm (shortcut) trong chương trình Mathlab. III.1.4. Sơ đồ của mô hình điều khiển Hình 3.8 trình bày sơ đồ chi tiết về các thư viện khác nhau (screen), những chi tiết liên quan đến mô hình điều khiển. Từ màn hình khởi động (startup screen) bạn có thể đi xuống màn hình chạy (runscreen) từ đó bạn có thể nhập các kiểu nhập khác nhau (phanh, lái,....) các loại xe và các tham biến điều khiển giải quyết mô hình số dùng trong mô phỏng. Carsimed Startup Run 3D Run 2D Run Susp Break input Throttle inputs Plot setup Steer input Cars Path input Camera Groups Tires Format Filter Suspensions Shapes Trail Ky Ref. Frames Ref. Frames Suspension Hình 3.8. Sơ đồ các thư viện trong CARSIMED. TÊt c¶ c¸c tËp tin dïng ®Ó ®äc vµ so¹n chóng ®iÒu theo tiªu chuÈn cña ch­¬ng tr×nh solver CARSIMED vµ chóng cã thÓ biªn so¹n trªn nh÷ng version Simulink. V× vËy ë tr¹m xö lý CARSIMED vÒ plot vµ Aminator chóng lµm viÖc gièng nh­ c¸c version riªng lÎ kh¸c. Thªm vµo ®ã nh÷ng dßng nhËp b×nh th­êng tõ SGUI c¸c tËp tin ®Çu vµo ®Ó cho ra Plot vµ Animator. Ch­¬ng tr×nh CMEX nhËn c¸c mét vµi ®Çu vµo tõ Simulink vµ c¸c ®Çu vµo biÕn lµm viÖc tõ Mathlab/ Simulink. §Çu ra nhËn biÕt c¸c biÕn ®· ®­îc viÕt sang thµnh c¸c tËp tin ERD ®Çu ra vÒ plotting vµ Animator. Vehicle Properties and Input from SGUI Control Inputs from Simulink CARSIMED CMEX File (DLL) Output ERD file for Plotting Animator, etc... Output into Mathlab workpace Output into Simulink sinks (scopes, X – Y plot, etc) 4.2. øng dông kh¶o s¸t dao ®éng cña « t« cã xÐt tíi ¶nh h­ëng cña qu¸ tr×nh phanh PhÇn nµy tr×nh bµy kÕt qu¶ tÝnh to¸n kh¶o s¸t dao ®éng « t« hai cÇu víi c¸c ®Æc tÝnh vµ h×nh ¶nh m« pháng cña « t« trªn phÇn mÒm Carsimed. * §èi t­îng kh¶o s¸t (Xe UAZ 469): C¸c th«ng sè kü thuËt: M = 2100 Kg; M1 = 900 Kg; M2 = 1200 Kg; M3 = 0 Kg; m1 = 150 Kg; m2 = 200 Kg; C1 = 98100 N/m; C2 = 74556 N/m; Cl1 = 902520 N/m; Cl2 = 1000620 N/m; K1 = 5644 N.s /m; K2 =3420 N.s /m; Kl1 = 0 N.s /m; Kl2 = 0 N.s /m; L = 2,38 m; rlop = 0,404 m 4.2.1. Khëi ®éng vµ khai b¸o ch­¬ng tr×nh F B­íc mét: Khëi ®éng ch­¬ng tr×nh Vµo biÓu t­îng Carsim ë mµn h×nh Desktop hoÆc vµo theo ®­êng dÉn sau: Start – Program – CarsimED – Carsimed. Trªn mµn h×nh sÏ xuÊt hiÖn cöa sæ ch­¬ng tr×nh nh­ h×nh vÏ: Vµo môc Data set chän chÕ ®é kh¶o s¸t víi m« h×nh 3 D råi Ên vµo nót Start ®Ó vµo mµn h×nh Run. F B­íc hai: Khai b¸o c¸c th«ng tin cÇn thiÕt Tõ mµn h×nh Run ta tiÕn hµnh c¸c c«ng viÖc khai b¸o. Vµo môc Data set chän chÕ ®é kh¶o s¸t víi tr­êng hîp phanh khi quay vßng (ë môc Input steering ta chä No steer ®Ó xe ch¹y th¼ng) Vµo môc Vehicle Car chän Go to Data set ®Ó khai b¸o c¸c th«ng sè kü thuËt cña xe. Mµn h×nh khai b¸o th«ng sè xe xuÊt hiÖn nh­ h×nh vÏ: Tõ mµn h×nh khai b¸o th«ng sè xe ®Ó khai b¸o c¸c th«ng sè cña hÖ thèng treo vµ b¸nh xe ta vµo phÇn cµi ®Æt Front/Rear Suspension vµ Front/Rear Tire. C¸c mµn h×nh khai b¸o xuÊt hiÖn nh­ h×nh vÏ: Sau khi khai b¸o ®Çy ®ñ c¸c th«ng sè xe, kÝch vµo « Looked vµ Ên nut Back trë vÒ mµn h×nh run ®Ó tiÕp tôc khai b¸o nh÷ng th«ng tin kh¸c. Tõ mµn h×nh Run vµo môc Input Breaking ®Ó cµi ®Æt c¸c th«ng tin vÒ phanh ¶nh h­ëng tíi qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng cña «t«. 4.2.2. Ch¹y ch­¬ng tr×nh tÝnh to¸n Sau khi hoµn tÊt c¸c c«ng viÖc khai b¸o, kÝch vµo « Looked vµ Ên nut Back trë vÒ mµn h×nh Run. Trong phÇn Run Control ta ®Æt c¸c chÕ ®é tÝnh nh­ tèc ®é xe khi kh¶o s¸t, thêi gian kh¶o s¸t, hÖ sè ma s¸t gi÷a b¸nh xe víi mÆt ®­êng. Sau ®ã Ên vµo nót Run Simulation ®Ó m¸y thùc hiÖn c¸c c«ng viÖc tÝnh to¸n. Khi m¸y ch¹y ch­¬ng tr×nh tÝnh trªn mµn h×nh sÏ xuÊt hiÖn cöa sæ nh­ h×nh vÏ: 4.2.3. Quan s¸t kÕt qu¶ tÝnh to¸n 4.2.3.1. Quan s¸t ho¹t h×nh m« pháng dao ®éng Trong phÇn Output & Post Processing ta vµo môc Camera Setup ®Ó ®Æt c¸c chÕ ®é quan s¸t. Sau khi chän xong c¸c chÕ ®é quan s¸t trong mµn h×nh Camera Setup, kÝch vµo « Looked vµ Ên nut Back trë vÒ mµn h×nh Run. Tõ mµn h×nh Run. KÝch vµo nót Animate ®Ó quan s¸t ho¹t h×nh m« pháng nh­ c¸c h×nh vÏ d­íi ®©y. 4.2.3.2. Quan s¸t c¸c ®å thÞ dao ®éng Trong phÇn Output & Post Processing ta vµo môc Plot Setup ®Ó chän ®å thÞ biÓu diÔn sù biÕn thiªn cña c¸c ®¹i l­îng kh¸c nhau theo yªu cÇu. Trong mµn h×nh Plot Setup ta cã thÓ chän ®¹i l­îng kh¶o s¸t biÕn thiªn theo c¸c ®¬n vÞ tÝnh kh¸c nhau trªn c¶ trôc tung vµ trôc hoµnh. Sau khi ®· chän ®­îc c¸c ®¹i l­îng kh¶o s¸t theo mong muèn trong mµn h×nh Plot Setup, kÝch vµo « Looked vµ Ên nut Back trë vÒ mµn h×nh Run. Tõ mµn h×nh Run. KÝch vµo nót Plot ®Ó quan s¸t c¸c ®å thÞ ®· ®­îc chän. Tõ mµn h×nh Run. KÝch vµo nót Plot ®Ó quan s¸t c¸c ®å thÞ ®· ®­îc chän nh­ c¸c h×nh d­íi ®©y. KÕt luËn Tõ c¸c ®å thÞ hiÓn thÞ c¸c kÕt qu¶ kh¶o s¸t ta thÊy r»ng chóng còng gÇn s¸t víi c¸c kÕt qu¶ thu ®­îc khi kh¶o s¸t trªn c¸c phÇn mÒm kh¸c nh­ Matlab Simulink. Ngoµi ra trªn phÇn mÒm Carsimed, c¸c tÝn hiÖu ®Çu vµo g¾n liÒn víi thùc tÕ h¬n, qua ®ã c¸c kÕt qu¶ ®Çu ra cã ®é chÝnh x¸c t­¬ng ®èi cao, ®iÒu nµy gióp cho c«ng viÖc thiÕt kÕ tÝnh to¸n tr­íc khi ®­a vµo thö nghiÖm thùc tÕ thuËn líi h¬n, ®ì tèn kÐm h¬n. Trong khu©n khæ ®Ò tµi luËn v¨n nµy chóng t«i kh«ng cã ®iÒu kiÖn ®Ó kh¶o s¸t s©u h¬n trªn phÇn mÒm Carsimed mµ chØ cã tÝnh chÊt giíi thiÖu, kÕt qu¶ tÝnh to¸n chñ yÕu ®­îc thùc hiÖn trªn phÇn mÒm Matlab Simulink. Tuy nhiªn ®iÒu nµy më ra mét h­íng nghiªn cøu kh¶o s¸t dao ®éng còng nh­ kh¶o s¸t c¸c hÖ thèng phÇn gÇm xe trªn phÇn mÒm m« pháng míi víi c¸c ®Ò tµi luËn v¨n sau. kÕt luËn Sau một thời gian nghiên cứu tìm tòi thực hiện đề tài luận văn, được sự giúp đỡ của các thày hướng dẫn, các thày trong khoa Động lực tôi đã hoàn thành được các nhiệm vụ đề tài đặt ra. Kết quả của luận văn được thể hiện ở các nội dung cơ bản sau: Đánh giá chất lượng hệ thống treo theo quan điểm về độ êm dịu và an toàn chuyển động của ô tô, luận văn đã trình bày cơ sở lý thuyết và trình tự thiết lập mô hình toán khảo sát dao động của xe hai cầu giải trên máy tính. Mô hình động lực học để khảo sát là các mô hình phẳng, dao động liên kết, kích thích động học là biên dạng đường hình sin có xét tới ảnh hưởng của quá trình phanh, với kết cấu hệ thống treo tuyến tính. Luận văn đã tiến hành tính toán khảo sát dao động cho các xe đang được sử dụng trong quân đội và d©n sù như: UAZ – 469; BUS - TRANSINCO HC B40. Quá trình tính toán được thực hiện cho mỗi xe gồm 9 phương án khác nhau với các thông số đầu vào thay đổi. Cụ thể là: + VËn tèc chuyÓn ®éng cña xe khi kh¶o s¸t dao ®éng: V = 30; 40; 60Km/h. + MÊp m« biªn d¹ng mÆt ®­êng: ChiÒu cao mÊp m« qo = 0,02 (m) vµ chiÒu dµi sãng mÆt ®­êng S = 5; 10; 15 (m). C¸c chÕ ®é kh¶o s¸t: + Xe ch¹y ®Òu trªn ®­êng víi kÝch thÝch bëi mÊp m« mÆt ®­êng q. + Xe ®ang chuyÓn ®éng kÝch thÝch bëi mÊp m« mÆt ®­êng q vµ cã sù t¸c ®éng cña qu¸ tr×nh phanh. + Xe dõng h¼n ngay sau khi kÕt thóc qu¸ tr×nh phanh. KÕt qu¶ tÝnh to¸n lµ c¸c gi¸ trÞ chuyÓn dÞch, vËn tèc chuyÓn dÞch, gia tèc chuyÓn dÞch. Trªn c¬ së c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n cho phÐp ®¸nh gi¸ chÊt l­îng vÒ ®é ªm dÞu vµ an toµn chuyÓn ®éng, ®é bÒn vµ æn ®Þnh cña hÖ thèng treo trong qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng vµ ®Æc biÖt lµ khi xÐt tíi sù ¶nh h­ëng cña qu¸ tr×nh phanh cña « t«. Giíi thiÖu phÇn mÒm thiÕt kÕ m« pháng Carsimed víi nh÷ng øng dông cña nã trong viÖc tÝnh to¸n, kh¶o s¸t sù ho¹t ®éng cña xe trong sù t¸c ®éng cña hÖ thèng l¸i, hÖ thèng phanh, gia tèc cña xe…vµ ®­a ra nh÷ng th«ng sè ®Çu ra gièng nh­ thö nghiÖm vËt lý theo nh÷ng d÷ liÖu cña xe. Víi thêi gian thùc hiÖn luËn v¨n ng¾n, nªn luËn v¨n chØ tËp trung kh¶o s¸t trªn mét sè lo¹i xe, do vËy kh«ng tr¸nh khái c¸c sai sãt, t«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n nh÷ng ý kiÕn ®ãng gãp quý‎ b¸u cña c¸c chuyªn gia vµ c¸c ®ång nghiÖp, t¹o ®iÒu kiÖn cho b¶n th©n t«i hoµn thµnh nhiÖm vô ®­îc giao. T«i xin ch©n thµnh c¶ ¬n Đại tá – PGS.TS. Vũ Đức Lập vµ c¸c thµy trong Khoa §éng lùc, Trung t©m S§H – HVKTQS ®· tËn t×nh h­íng dÉn vµ gióp ®ì t«i trong toµn bé qu¸ tr×nh thùc hiÖn luËn v¨n. Häc viªn KS Ng« Cao Vinh