Bảo mật trong các hệ phân tán dựa trên web

Bảo mật trong các hệ phân tán dựa trên web Bảo mật trong các hệ phân tán dựa trên web Bảo mật trong các hệ phân tán dựa trên web luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

-

NGUYÔN §øc m·o

LẬP MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC NGANG Ô TÔ

Chuyên ngành: Kỹ Thuật ô tô & Xe chuyên dụng

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Kỹ Thuật ô tô & Xe chuyên dụng

Người hướng dẫn: PGS.TS Võ Văn Hường

Hμ Néi 2013

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ 2

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 4

LỜI NÓI ĐẦU 9

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ 11

1.1 Yêu cầu thực tế 11

1.2 Mục tiêu nghiên cứu động lực học ô tô 11

Chương 2 14

XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ 14

2.1 Phương trình chuyển động tổng quát 14

2.2 Mô hình động lực học một dãy 18

2.3 Quay vòng ổn định 25

2.4 Mô hình Động lực học hai dãy 31

Chương 3 39

MÔ HÌNH KHÔNG GIAN KHẢO SÁT ĐỘNG LỰC HỌC NGANG 39

3.1 Hệ phương trình 39

3.2 Phương pháp xác định lực tương tác bánh xe 44

3.3 Các thông số đầu vào 47

3.4 Một số kết quả tính toán 50

KẾT LUẬN 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Sơ đồ điều khiển ô tô 12

Hình 1.2 Quan hệ động lực học ô tô: j = 1,2,3,4 13

Hình 2.1 Mô hình chuyển động ô tô 15

Hình 2.2 Lực và mô men tác dụng lên ô tô cầu trước dẫn hướng 19

Hình 2.3 Mô hình một dãy 19

Hình 2.4 Hệ tọa độ xe B(Cxyz) 32

Hình 2.5 Định nghĩa các góc trong mặt phẳng đường 32

Hình 2.6 Mô hình động lực học ô tô trong hệ G 35

Hình 2.7 Lực tương tác bánh xe số 1 37

Hình 3.1 Mô hình động lực học 3D 40

Hình 3.2 Mặt chiếu bằng 40

Hình 3.3 Mặt chiếu đứng 41

Hình 3.4 Sơ đồ mô men 50

Hình 3.8 Lực tiếp tuyến 52

Hình 3.9 Lực ngang Fy 52

Hình 3.10 Phản lực Fz 53

Hình 3.11 Góc quay thân xe 53

Hình 3.12 Vận tốc góc quay thân xe 54

Hình 3.13 Vận tốc và gia tốc góc quay thân xe 54

Hình 3.14 Vận tốc dọc 55

Hình 3.15 Hệ số trượt 55

Hình3.16 Hiệu góc lệch bên 55

Hình 3.17 Quy luật quay vô lăng 56

Hình3.18 Góc hướng 56

Hình3.19 Hệ số trượt 56

Hình 3.20 Lực tiếp tuyến 57

Hình3.21 Phản lực Fz 57

Hình 3.22 Góc lệch bên 58

Hình3.23 Lực ngang 58

Hình 3.24 Góc quay thân xe 58

Hình3.25 21 Vận tốc góc quay thân xe 59

Hình 3.26 22 Gia tốc dọc của xe 59

Hình3.27 Hiệu góc lệch bên 59

Hinh 3.2824 Góc quay bánh xe 60

Hình 3.2925 Góc lệch bên bánh xe 60

Hình3.30 26 Góc hướng 60

Hình 3.30 Góc hướng 61

Hình 3.31 Lực bên Fy 61

Hình3.32 Phản lực Fz 61

Hình 3.33 Lực tiếp tuyến Fx 62

Hinh3.34 Hệ số trượt 62

Hình 3.3530 Góc quay thân xe 62

Hình 3.3631 Vận tốc góc quay thân xe 63

Hình 3.37 32 Vận tốc và Gia tốc góc quay thẫn xe 63

Hinh 3.38 Vận tốc dọc 63

Hình 3.39 Gia tốc dọc 64

Hình 3.40 Góc quay bánh xe 64

Hình3.41 Biều đồ mô men phanh 65

Hình3.42 Phản lực Fz 65

Hình3.43 Hệ số trượt dọc 65

Hình3.44 Lực tiếp tuyến Fx 66

Hình 3.45 Lực ngang Fy 66

Hình 3 46 Góc lệch bánh xe 67

Hình3.47 Góc hướng 67

Hình 3.48 Góc quay thân xe 67

Hình3.49 Vận tốc góc quay thân xe 68

Hình3.50 Hiệu góc lệch bên bánh xe 68

Hình 3.51 Vận tốc và gia tốc góc quay thân xe 68

Hình3.52 Vận tốc xe 69

Hình3.53 Gia tốc xe dọc 69

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

-C L R2N m/  : Độ cứng hướng kính lốp sau dãy phải

-C L L2N m/  : Độ cứng hướng kính lốp sau dãy trái

- C N m /  : Độ cứng hệ thống treo

- C N m1 /  : Độ cứng treo trước

- C2N m/  : Độ cứng treo sau

-C1RN m/  : Độ cứng treo trước dãy phải

-C1LN m/  : Độ cứng treo trước dãy trái

- 2R / 

C N m : Độ cứng treo sau dãy phải

-C2LN m/  : Độ cứng treo sau dãy trái

- K Ns m /  : Hệ số cản hệ thống treo

- K Ns m /  : Hệ số cản hệ thống treo trước

- K2Ns m/  : Hệ số cản hệ thống treo sau

- K1RNs m/  : Hệ số cản hệ thống treo trước dãy phải

- K1LNs m/  : Hệ số cản hệ thống treo trước dãy trái

- 2R / 

K Ns m : Hệ số cản hệ thống treo sau dãy phải

- K2LNs m/  : Hệ số cản hệ thống treo sau dãy trái

- a m  : Khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trước

- b m  : Khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu sau

J kgm : Mômen quán tính trục y của lốp sau dãy trái

- h m  : Chiều cao mấp mô của đường

- h m1  : Chiều cao mấp mô của đường phía trước

- h m  : Chiều cao mấp mô của đường phía sau

- F Z N : Tải trọng từ đường tác dụng lên bánh xe

- F Z1 N : Tải trọng từ đường tác dụng lên bánh xe phía trước

- F Z2 N : Tải trọng từ đường tác dụng lên bánh xe phía sau

- m kg2  : Khối lượng được treo sau

- m A1 kg : Khối lượng không được treo trước

- m A2 kg : Khối lượng không được treo sau

-  m : Chuyển vị phương thẳng đứng cầu xe

-  1 m : Chuyển vị phương thẳng đứng cầu trước

-  2 m : Chuyển vị phương thẳng đứng cầu sau

-  1Rm s/  : Vận tốc phương thẳng đứng cầu trước dãy phải

-  1Lm s/  : Vận tốc phương thẳng đứng cầu trước dãy trái

-  2Rm s/  : Vận tốc phương thẳng đứng cầu sau dãy phải

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay khi mà ô tô đã trở thành phương tiện đi lại ngày càng phổ biến ,tốc

độ ô tô ngày càng tăng cao.thì yêu cầu về độ an toàn cũng như sự thuận tiện khi điều

khiển ô tô ngày càng yêu cầu phải cao hơn Khi ô tô chuyển động nó sẽ chịu rất nhiều tác động từ phía người lái như phanh, quay vô lăng , hay ga… Ngoài những tác động của người lái thì các yếu khách quan từ ngoại cảnh như chất lượng mặt đường khác nhau, gió …rồi các yếu tố bất ngờ tất cả sẽ ảnh hưởng rất lớn đến an toàn khi xe lưu thông Do vậy viêc nghiên cứu về các thông số động lực học của ô tô là rất cần thiết Bởi từ các thông số động lực học đó các nhà sản xuất sẽ tìm ra các giải pháp để làm cho chiếc xe trở lên an toàn hơn Một chiếc ô tô thông minh ngày nay là một hệ thống

cơ điện tử vì vậy việc cần nghiên cứu các thông số về động lực học giúp các nhà thiết

kế có thể thiết kế các bộ điều khiển tự động giúp cho việc điều khiển chiếc xe thuận tiên hơn với người sử dụng Khi mà số lượng ô tô lưu thông trên đường tăng cũng kéo theo các vấn đề về tai nạn giao thông do ô tô có thể gây ra Vì thế việc biết các thông số về động lực học của ô tô để các nhà quản lí đưa ra các yêu cầu về thông số

kĩ thuật của ô tô khi nhập về, các yêu cầu về kĩ thuật, tốc độ của các ô tô khi lưu thông là rất cần thiết Trước nhu cầu thực tế trên, đề tài đã được chọn nghiên cứu là

“Lập mô hình nghiên cứu động lực học ngang ô tô” để mô phỏng các quá trình động lực học của ô tô trong thực tế và lấy ra các thông số về động lực học ô tô.Trong thời gian làm luận văn, tác giả đã có nhiều cố gắng tích cực và chủ động học hỏi, vận dụng các kiến thức đã được học và tìm hiểu các kiến thức mới Dưới sự hướng dẫn trực tiếp PGS-TS Võ Văn Hường và các thầy trong Bộ môn ô tô và xe chuyên dụng, Viện Cơ khí động lực, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, đề tài đã được hoàn thành các mục tiêu và nhiệm vụ đề ra

Mặc dù hết sức cố gắng nhưng do kiến thức và thời gian có hạn nên luận văn này khó tránh khỏi một vài sai sót, em mong nhận được sự chỉ bảo thêm của các thầy

Hà Nội, ngày 06 / 4 /2012

Nguyễn Đức Mão

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ 1.1 Yêu cầu thực tế

Ngày nay khi mà ôtô đã trở thành phương tiện chính dùng để đi lại và chuyên trở hàng hoá ở nước ta thì vấn đề an toàn và thuận tiện khi điều khiển của ô tô la rất quan trọng Khi ô tô chuyển động nó sẽ chịu tác động của nhiều yếu tố như người điều khiển, tác động của ngoại cảnh, các yếu tố ngẫu nhiên xảy ra trên đường…

Người lái xe có thể thực hiện các thao tác để điều khiển xe như : ga để tăng tốc xe, nhấn phang để giảm tốc độ và đánh vô lăng để quay vòng

Các yếu tố ngoại cảnh tác động lên xe cũng khác nhau Xe có thể chạy trên các đường với các cung độ khác nhau Khi xe chạy trên đường khác nhau thì hệ số bám của lốp xe và đường cũnng khác nhau Và khi xe chạy trên đường thi gió cũng

là một yếu tố ngoại cảnh tác động lên xe và còn nhiều yếu tố khác anh hưởng tới xe khi xe chuyển động

Một yếu tố ảnh hưởng khá nhiều đến xe và thường gây mất an toàn đó là các tác động ngẫu nhiên bất ngờ xảy ra trên đường như sự xuất hiện bất ngờ của các chướng ngại vật

Tất cả các yếu tố trên sẽ ảnh hưởng rất lớn đến trạng thái chuyển động của xe

và nó cũng ảnh hưởng tới mức độ an toàn của xe

Vì vậy việc nghiên cứu quy luật chuyển động của ô tô nhằm xác định khả năng chuyển động ổn định của ôtô rà rất cần thiết

1.2 Mục tiêu nghiên cứu động lực học ô tô

Nghiên cứu động lực học ôtô là tìm ra qui luật chuyển động của ôtô từ đó xác định giới hạn an toàn, tìm sự tương thích giữa lái xe và xe, mở rộng khả năng điều khiển xe của lái xe Quỹ đạo chuyển động của ô tô được xác đinh bởi vận tốc, gia tốc, quỹ đạo chuyển động bởi các thông số ( , , )x y ; đồng thời quỹ đạo chuyển động của

nó được khái quát 3 trạng thái

- Quay vòng đủ

- Quay vòng thiếu

- Quay vòng thừa

a Quay vòng đủ: ở trạng thái này ôtô có tính chất quay vòng lý tưởng, ở

trường hợp này bán kính quay vòng thực tế của xe bằng với bán kính quay vòng yêu

cầu Xe chạy ổn định

b Quay vòng thiếu: Là trạng thái mà lái xe quay vô lăng nhiều hơn để vào

cua Trường hợp giới hạn xe có thể chuyển động theo phương tiếp tuyến Trong

trường hợp này xe có thể rơi vào trạng thái nguy hiểm – mất lái

c Quay vòng thừa: ôtô có tính năng quay vòng thừa tức là bán kính quay

vòng của xe nhỏ hơn bán kính yêu cầu, ở trạng thái này xe bị mất ổn định nguy hiểm

Hình 1.1: Sơ đồ điều khiển ô tô

Nhìn vào hình 1.1 chúng ta thấy lái xe có ba tác động: Ga để thay đổi mômen của động cơ (MA), phanh để tạo ra mô mem phanh (MB) và quay vô lăng δ Dưới điều kiện ngoại cảnh như gió, đường nghiêng, lực quán tính, có thể làm thay đổi phản lực

Fz lên các bánh xe và từ đó làm thay đổi các lực phương dọc và phương ngang tại các

bánh xe, khi đó ô tô sẽ chuyển động với vận tốc dọcx, vận tốc ngang y, vận tốc góc quay thân xe 

Trong thực tế thì MA, MB, δ không có quan hệ tuyến tính với hàm phản ứng ( , , )x y Vì vậy việc nghiên cứu thiết lập một mô hình động lực học ô tô để xác ịnh

các giới hạn nguy hiểm là điều cần thiết, chúng ta có thể thiết lập quan hệ như sau:

Hình 1.2 Quan hệ động lực học ô tô: j = 1,2,3,4

Các thông số ( , , )x y là đặc trưng cho phản ứng của xe , được xác định quỹ đạo chuyển động của ô tô cũng như trạng thái quay vòng của ô tô Chính vì vậy việc thiết lập một mô hình động lực học ô tô là cần thiết nhằm xác định các yếu tố cấu trúc của

ô tô, phản ứng của lái xe và các yếu tố ngoại cảnh là mục tiêu của nội dung nghiên

- Tốc độ ga, phanh, quay vô lăng và giá trị cực đại của MA, MB, δ

3 Cấu trúc của ô tô:

- Phân bố khối lượng (tọa độ trọng tâm)

- Kết cấu lốp (Liên quan đến độ cứng dọc, độ cứng ngang, hướng kính)

Chương 2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ

Động lực học ô tô là tích hợp giữa động lực ngang, thẳng đứng và động lực học phương dọc; thân xe có ba chuyển động tịnh tiến và 3 chuyển động góc Thân

xe liên kết với 4 bánh xe; động lực học bánh xe như một mô hình con Như vậy động lực học ô tô là một mô hình tích hợp; là động lực học của một hệ cơ học nhiều vật, liên kết đàn hồi và liên kết ma sát, liên kết khớp Động lực học của ô tô được mô tả trong hệ cố định G(OXYZ) Nhưng để mô tả các hệ con ta phải xác lập các hệ cục bộ B(oxyz) Giữa chúng liên hệ với nhau qua các ma trận xoay

Hình 2.1 định nghĩa hệ toạ độ xe B (Cxyz) với trọng tâm C Trục x đi qua C là trục hướng chuyển động của ô tô; trục y đi qua C sang trái của lái xe là hướng chuyển động ngang; trục z chuyển động đi lên vuông góc với mặt xy theo quy tắc bàn tay phải Ở đây ta giả thiết đường phẳng, đường mấp mô sẽ được xét ở phần sau Góc  chỉ hướng lắc ngang quang trục x và  chỉ hướng quay quanh trục z

Ba đại lượng x,y, đặc trưng cho chuyển động của ô tô Thân xe có ba chuyển động tịnh tiến x,y,z và 3 chuyển động góc  (lắc ngang),  (quay đứng), lắc dọc

 Xét tổng quát 6 bậc tự do là rất phực tạp; chưa tính đến 6 bậc tự do của 4 bánh

xe Vì vậy ta xét động lực học trong mặt phẳng nền (XY) để thiết lập phương trình chuyển động; các động lực khác được xét như các mô hình con

2.1 Phương trình chuyển động tổng quát

Các thông số của mô hình được biểu diễn trong hình 2.1:

G(XYZ) là hệ toạ độ cố định;

B(Cxyz) là hệ toạ độ xe (vật)

Gd: là véc tơ vị trí từ gốc của G đến trọng tâm C của xe B(Cxyz)

Hình 2.1 Mô hình chuyển động ô tô

Phương trình chuyển động viết trong hệ vật B:

Trong đó vx là thành phần tịnh tiến, vy là vận tốc ngang của xe

Véc tơ gia tốc tương ứng:

x B

Véc tơ vận tốc quay thân xe:

x B

x B

Từ phương trình tổng quát (2.16, 2.18), ta có thể suy ra phương trình chuyển động của mô hình động lực học ô tô không dao động phương z và không lắc dọc,ngang Vì

0 0

lốp-Hình 2.2 Lực và mô men tác dụng lên ô tô cầu trước dẫn hướng

Các lực F xf F xr là các lực tiếp tuyến, F yf F yrlà các lực bên của các bánh xe trước (f) và sau (r) Chúng ta có thể tính gần đúng khi góc lệch δ khá bé :

Các lực ngang và và mô men trục z chỉ phụ thuộc chỉ phụ thuộc duy nhất các

lực ngang cầu trước Fyf và cầu sau Fyr và nó phụ thuộc các góc lệch bên αf, αr Do vậy

chúng ta có thể viết biểu thức lực Fy, Mz gần đúng như sau :

Các phương trình (2.20), (2.22), được sủ dụng để khảo sát quay vòng ổn đinh, vx

= const Khi khảo sát chuyển động bất kỳ, có thể vận tốc vx thay đổi, ta có các phương trình tổng quát được biến đổi từ (2.19) nhưng bỏ qua mô men M zi của các bánh xe:

k : là véc tơ vận tốc góc quay thân xe quanh trục z

Do đó, ta xác định vận tốc các bánh xe thứ i khi biết vận tốc khối tâm vx, vy và vận tốc góc quay thân xe  ,tọa độ các điểm bánh xe tiếp xúc (xi, yi) :

xi

v artg v

x

v artg v

xr

x

v artg v

v artg

x 2 x

1

v a v 1

v a v

Cf,Cr : Là độ cứng góc của cầu trước và sau

 : Là vận tốc góc quay thân xe quanh trục z

M D D D (2.40)

Nhận xét :



giảm vận tốc của xe vx C cùng dấu với  D 

C Chỉ ra sự tỷ lệ giữa lực Fy và góc bên β Nó là độ cứng bên cho toàn

xe, tác động nhờ độ cứng bên Ccủa lốp Cthường là âm

C Chỉ ra sự tỷ lệ giữa lực Fy và góc lái δ C thường âm Nó tăng lực bên Fy khi góc lái tăng



thân xe quanh trục z Nó luôn là số âm, được gọi là hệ số cản góc vì nó có xu hướng giảm Mz D giảm theo  2

a C và a C 2 2 rvà tăng theo vận tốc vx của

xe Khi Cf Cr và a1 = a2 thì đạt cực đại

D Chỉ ra sự tỷ lệ giữa Mz và góc hướng β Nó chỉ ra đặc tính quay vòng thừa và quay vòng thiếu và vì vậy nó là thông số đặc trưng cho đặc

tính ổn định hướng Nếu a C 2 r a C 1 f xe ổn định và có xu hướng làm giảm góc β

D Chỉ ra sự tỷ lệ giữa Mz và góc lái δ Dđược gọi là hệ số mô men điều khiển, luôn dương và tăng cùng a ,C 1 f

2.3 Quay vòng ổn định

Quay vòng ổn định có một số tác giả còn gọi là quay vòng tĩnh, là thuộc tính dẫn hướng của ô tô khi quay vòng không phụ thuộc thời gian Khi ta bắt đầu quay vô lăng cho đến khi ta đạt một cung quay vòng không đổi ở một vận tốc không đổi, ta giữ nguyên vô lăng thì từ đó trở đi là trạng thái quay vòng ổn định Trạng thái quay vòng trước đó là quay vòng quá độ Khi xét quay vòng quá độ, các đặc tính quán tính của xe được bỏ qua

Nếu khi xe đạt một cung quay vòng nào đó, trong một vận tốc lực quán tính ly tâm tác dụng ở trọng tâm xe lâu sẽ được cân bằng với các lực bên của bánh xe Các lực bên đó tương ứng với các góc lệch bên

Như vậy, tính chất quay vòng của xe chủ yếu phụ thuộc vào quan hệ giữa các góc lệch bên của cầu trước và cầu sau

Trạng thái quay vòng ổn định của ô tô hai cầu có cầu trước dẫn hướng, được viết dưới dạng :

đổi, hai phương trình đó xác lập tương quan giữa góc bơi β và R chúng có các quan

2

x

x x

Trong trạng thái quay vòng ổn định v x 0,v y  Do đó ta có thể viết phương 0

trình cho trạng thái quay vòng ổn định từ ba phương trình trên như sau:

R 1

R

(2.50)

Phương trình (2.50) tính lực cần thiết để xe chuyển động với cung quay vòng

R ở vận tốc vx Hai phương trình sau của (2.50) là hai phương trình trạng thái, nhờ đó

ta xác định phản ứng của xe trên các góc quay vô lăng δ Thay   (1/ R) ta viết

chúng dưới dạng ma trận :

x 2

Khái niệm về đặc tính quay vòng :

Khi ta quay vô lăng đến một góc nào đó và giữ nguyên góc quay δ (quay vòng

ổn định), tuy nhiên do góc lệch bên ở các bánh xe trước và sau không như nhau nên cung quay vòng sẽ thay đổi Ta sử dụng hàm phản ứng cung quay vòng để định nghĩa trạng thái này:

2 x

  sẽ giảm khi góc δ không đổi, chứng tỏ bán kính R tăng khi vận tốc vx

tăng Với K > 0 xe quay vòng thiếu và là trạng thái ổn định Trong trường hợp

đó muốn đạt quỹ đạo mong muốn chúng ta phải tăng góc δ nếu vận tốc xe tăng

Khi K < 0 thì cung quay vòng S K   / là hàm tăng theo vận tốc vx; cung quay vòng   1/ R sẽ tăng khi góc δ không tăng Trong trạng thái này bán kính

R sẽ giảm dần khi vx tăng mà góc δ vẫn giữ nguyên Đó là trạng thái quay vòng thừa; xe mất ổn định Chúng ta cần giảm góc quay vòng δ khi vận tốc xe tăng để giữ cho xe chạy trên quỹ đạo mong muốn

Khi K = 0 thì S K   / không phụ thuộc vận tốc vx,   1/ R, bán kính quay vòng R là hằng số với một góc quay δ không đổi cho dù ta tăng vận tốc

Đó là trường hợp quay vòng đủ

- Quay vòng thiếu khi K>0: mất lái nhưng vẫn ổn định

-Quay vòng đủ khi K=0

-Quay vòng thừa khi K<0: xe mất ổn định

2.4 Mô hình Động lực học hai dãy

Chuyển động tịnh tiến, chuyển động ngang và quay thân xe quanh trục Z có ý nghĩa to lớn để khảo sát thuộc tính chuyển động của ô tô Hai thuộc tính quan trọng là tính ổn định và tính lái được xác lập trong mặt phẳng đứng bằng mô hình động lực học trong mặt phẳng đứng

Hệ tọa độ: Để xét các thuộc tính chuyển động của xe ta định nghĩa hệ tọa độ vật

B (Body) B(Cxyz) như hình 2.4 Trục Cx là trục dọc đi qua trọng tâm C, chỉ hướng chuyển động tịnh tiến của xe; trục Cy là trục ngang, chỉ hướng chuyển động ngang của xe, thường ký hiệu sang trái so với lái xe; trục Cz là trục thẳng đứng vuông góc với mặt xy là mặt đường, có hướng ngược với tâm quả đất Góc φ là góc lắc ngang của xe quanh trục Ox, góc θ là góc lắc dọc của xe quanh trục Oy, góc ψ là góc quay thân xe quanh trục Oz

Hình 2.4 Hệ tọa độ xe B(Cxyz)

Tại các điểm tiếp xúc cua bánh xe với đường tồn tại các phản lực (Fx, Fy, Fz); j là

số bánh xe Hợp lực của nó (F, M) sẽ là các lực, mô men tại trọng tâm C làm cho xe chuyển động Nó là các yếu tố quyết định khả năng ổn định khả năng ổn định và quay vòng của ô tô

Lực tiếp tuyến Fx là lực tác dụng dọc theo trục Cx Nếu Fx > 0 xe tăng tốc; nếu Fx

< 0 xe bị phanh Người ta có thể gọi Fx là lực kéo, lực chủ động nếu Fx > 0 và lực phanh nếu Fx < 0

Fy là lực ngang, vuông góc với mặt phẳng (Fz Fx) Fy > 0 khi có hướng về bên trái của lái xe, thường được gây ra chủ đạo bởi góc quay bánh xe, tạo ra mô men quay thân xe quanh trục Oz và để quay vòng

Fz là phản lực thẳng đứng, vuông góc với mặt nền xy, có thể gọi là lực thẳng đứng hoặc tải của xe Fz phụ thuộc kích động mặt đường, gió, lực quán tính gây ra

và sau cùng là khả năng dập tắt dao động của hệ treo

Mx là mô men lắc ngang quanh trục Cx do lực quán tính li tâm và gió gây ra

My là mô men lắc dọc quanh trục Cy, làm thay đổi tải qua các bánh trước và sau

và do tăng tốc, phanh hay gió gây ra

Mz là mô men quay thân xe quanh trục Cz

Ta gọi B(Cxyz) là hệ tọa độ xe (cục bộ) và G(OXYZ) là hệ tọa độ cố định (mặt đất), xem hình 10.2 ψ là góc quay thân xe, hợp giữa trục Cx và OX Góc β là góc bơi, còn gọi là góc trượt ngang thân xe, hợp giữa đường trục Cx và véc tơ vận tốc v Tổng góc (ψ + β) là góc hướng của xe, tức là góc giữa véc tơ vận tốc v và trục OX, xem hình 2.5

Hình 2.5 Định nghĩa các góc trong mặt phẳng đường

Véc tơ tọa độ trọng tâm C của xe trong hệ G:

C G

C

X d

w cos sin 2

w cos sin 2

w cos sin 2

w cos sin 2

Gọi là ma trận xoay giữa hai hệ G và B

2.4.1 Phương trình động lực học ô tô trong mặt phẳng XY

Ô tô được coi là là một tấm phẳng chữ nhật chuyển động trong mặt phẳng đường; chuyển động của nó (quỹ đạo chuyển động) được xác lập bởi 3 tọa độ x, y và ψ Xem hình 2.6 Phương trình Newton-Euler được viết tại tâm C của xe như sau:

Hình 2.6 Mô hình động lực học ô tô trong hệ G

Véc tơ lực và mô men trong hệ tọa độ xe:

0

x B