Nghiên cứu phần mềm carsim trong mô phỏng kiểm nghiệm ô tô

Được dùng để thiết kế, phát triển, và kiểm định các hệ thống trên xe, CarSim cho phép người dùng thay đổi các thông số, lựa chọn và phân tích tốt nhất về khí động học, kiểm nghiệm khung

Trang 1

MỤC LỤC

PHẦN 1: DẪN NHẬP VÀ GIỚI THIỆU PHẦN MỀM CARSIM 3

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 3

1.1Vấn đề giao thông hiện nay: 3

1.2 Hiện trạng nền công nghiệp ô tô ở Việt Nam 3

1.3 Định hướng của ngành công nghiệp ô tô 4

1.4 Ý nghĩa và giới hạn của việc hướng dẫn,nguyên cứu ứng dụng phần mềm mô phỏng carsim: 6

CHƯƠNG 2 :GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHẦN MỀM MÔ PHỎNG KIỂM ĐỊNH CARSIM 7

2.1 Tổng quan về Carsim 7

2.2 Cấu trúc xây dựng phương pháp mô phỏng 9

2.3 Ưu điểm Mô hình hóa để mô phỏng ( trên máy tính) 9

2.4 Hướng dẫn sử dụng và nhập dữ liệu 10

PHẦN 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 11

CHƯƠNG 1:HỆ THỐNG TREO – LỐP 11

1.1 Kết cấu hệ dao động ôtô: 11

1.2 Thông số kết cấu, tác dụng các bộ phận của hệ thống treo: 12

1.3 Mô hình dao động ôtô: 17

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG LÁI - PHANH 19

2.1 Tống quan 19

2.2 Các góc đặt bánh xe 20

CHƯƠNG 3: KHÍ ĐỘNG HỌC 26

3.1 Tiêu chuẩn dòng lưu chất (chất lỏng nhớt) 26

3.2 Tổng quan về khí động học trên ô tô 26

PHẦN 3: MÔ PHỎNG VÀ KIỂM NGHIỆM 31

CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG LÁI 31

Trang 2

1.1 Mô hình hệ thống lái 31

1.2 Các yếu tố của hệ thống lái trong carsim 34

1.3 Màn hình hệ thống lái 38

1.4 Màn hình hệ thống lái đơn giản 46

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG PHANH (Brake System) 49

2.1 Hệ thống phanh 49

2.2 Hệ thống phanh với tăng cường và hiệu ứng nhiệt 55

CHƯƠNG 3:HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG (Power train system) 64

3.1 Giới thiệu chung : 64

3.2 Xác định hệ thống truyền lực trong phần mềm : 65

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG TREO (Suspension system) 80

4.1 Các mô hình của phần tử đàn hồi dùng trong Carsim 80

4.2 Hệ thống treo độc lập 82

4.3 Hệ thống treo phụ thuộc: 91

4.4 Lốp và bánh xe 99

Chương 5: KHÍ ĐỘNG HỌC (Aerodynamic) 115

5.1 Yêu cầu về tính toán: 115

5.2 Động học và động lực học ( khí động học): 116

5.3 Cách thành lập và chọn các chọn điều kiện: 119

5.5 Điều kiện thiết kế để đảm bảo khí động hoc(V gió = Coefficient): (mang tính tham khảo do các thông số của xe đua bảo mật) 134

TỔNG KẾT: Kết Luận, Hướng Phát Triển 139

Trang 3

PHẦN 1: DẪN NHẬP VÀ GIỚI THIỆU PHẦN MỀM CARSIM

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1Vấn đề giao thông hiện nay:

Sự tăng trưởng đến chóng mặt của kinh tế và bùng nổ dân số ở nước ta đã làm cho quá trình cơ giới hóa diễn ra nhanh chóng, đặc biệt về sở hữu phương tiện

cá nhân Quá trình phát triển kinh tế nhanh chóng làm cho nhu cầu cuộc sống tăng lên Hiện nay theo khảo sát cho tổng nhu cầu đi lại xe máy chiếm 73%, các phương tiện công cộng chiếm 5%, xe ô tô con chiếm 10% tỷ lệ xe đạp giảm xuống chỉ còn 3,8% còn lại là các phương tiện khác (8,2%) Theo tình hình của những nước có nền kinh tế tiến tiến và đang phát triển thì số người sử dụng xe máy sẽ dần chuyển sang ô tô con khi thu nhập tăng nên nước ta cũng không là ngoại lệ và

cả những thành phố ở các nước Đông Nam Á khác

Hiện nay thì tình hình giao thông trong các thành phố lớn ở nước ta ngày càng trở nên xấu đi Tắc nghẽn giao thông ngày càng tăng, an toàn giao thông ngày càng giảm,ô nhiễm không khí tăng cao, công trình đô thị bị xuống cấp, khả năng tiếp cận các dịch vụ đô thị giảm Tình hình này cứ tiếp tục thì sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến các hoạt động kinh tế và nền công nghiệp Việt Nam

1.2 Hiện trạng nền công nghiệp ô tô ở Việt Nam

1.2.1 Giới thiệu khái quát về ngành công nghiệp ô tô ở Việt Nam:

Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam là ngành mới hình thành trong những năm gần đây, ra đời sau các nước trong khu vực từ 40 - 50 năm Tuy nhiên, Nhà nước Việt Nam, với mục đích thu hút đầu tư và xây dựng một ngành công nghiệp

ô tô để theo kịp các nước trong khu vực, cho nên gần 15 năm qua, kể từ khi ra đời vào năm 1992 đến nay, ngành công nghiệp ô tô của Việt Nam được xem là ngành trọng điểm và là ngành luôn luôn được ưu đãi nhất trong số các ngành công

Trang 4

nghiệp Sự ưu ái rất đặc biệt này thể hiện rõ nhất ở chính sách thuế nhập khẩu rất cao đối với xe nguyên chiếc

1.2.2 Hiện trạng về ngành công nghiệp ô tô ở Việt Nam

Kết quả của chính sách ưu đãi đối với ngành công nghiệp ô tô của Việt Nam là giá xe sản xuất trong nước cao gấp 2 đến 3 lần so với nhiều nước Lý do được đưa ra là do thị trường ô tô Việt Nam có dung lượng chỉ bằng 1/10 thị trường của các nước trong khu vực (ví dụ như Thái Lan), do doanh nghiệp lắp ráp ô tô ỷ lại sự bảo hộ của Nhà nước nên đưa ra giá bán cao để thu lãi cao Tỷ lệ nội địa hóa sản phẩm của các doanh nghiệp ô tô ở Việt Nam chỉ đạt từ 2 đến 12% và việc nội địa hóa lại chỉ dừng lại ở các công đoạn giản đơn trong quy trình sản xuất và lắp ráp (sử dụng các linh kiện nội địa có giá trị thấp như săm, lốp, ắc-quy, dây điện, ghế )

Sự hoạch định chính sách đối với ngành công nghiệp ô tô trong thời gian qua chưa thấu hiểu hết được sự phức tạp của ngành công nghiệp ô tô Ngay cả các tên tuổi lớn trong ngành công nghiệp ô tô trên thế giới vẫn gặp phải nhiều khó khăn Ta đã thấy nhiều thương hiệu ô tô (Toyota, Chevrolet, Hyundai ) phải trả phí tổn cực kỳ lớn (từ vài trăm triệu đến hàng tỉ USD) khi họ phải thu hồi và hủy

bỏ sản phẩm chỉ vì 1 chi tiết, linh kiện bị lỗi Như thế ta mới thấy được hết khó khăn và tầm ảnh hưởng của nó với nền kinh tế

1.3 Định hướng của ngành công nghiệp ô tô

Để xây dựng nền công nghiệp ô tô quốc gia, nhiều nước đã đưa ra những biện pháp để bảo hộ Nhật, Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia, Malaysia, Thái Lan đều làm việc này Những nước phát triển thì sử dụng hàng rào kỹ thuật (tiêu chuẩn

an toàn, tiêu hao nhiên liệu, mức hạn chế khí thải) để bảo hộ Họ cũng không quên đầu tư vào nguồn nhân lực có trí thức nhằm góp phần không ngừng cải tiến để phát triển bền vững

1.3.2 Tối ưu hoá trong sản xuất ô tô:

Trong thực tế chúng ta thường gặp1 tính toán thiết kế theo các yêu cầu( tính thiết kế) hoặc là bài toán kiểm nghiệm lại các thiết kế có sẵn xem có phù hợp với yêu cầu (tính bền, tính tối ưu, tính chuyên nghiệp hay thỏa TCVN) Hiện nay ngành ô tô ở nước ta chủ yếu mang tính chất sử dụng và sữa chữa nên cần chú tâm nhiều vào việc tính toán kiểm nghiệm là chủ yếu Hiện tại công việc thiết kế và kiểm nghiệm đang phụ thuộc nhiều vào các băng thử, các trạm đăng kiểm dẫn đến mất nhiều thời gian công sức và tiền của Để việc tính toán kiểm nghiệm được nhanh chóng và hiệu quả chúng ta cần sự trợ giúp của của máy tính thông qua các phần mềm chuyên nghiệp Phần mềm CarSim là 1 trong những phần mềm đáp ứng yêu cầu đó không chỉ có vậy mà phần mềm CarSim còn cho phép chúng ta chọn lựa thay đổi can thiệp sâu hơn vào bài toán thiết kế để phù hợp hơn khi ra thực tế

và đem lại hiệu quả nhanh chóng và chính xác

Tiết kiệm được quỹ thời gian và khí tài để kiểm định vì việc ứng dụng phần mềm mang tính chính xác và chuẩn hoá cao hơn mà cũng không kém phần trực quan Từ đó có thể phát hiện các sai hỏng về thiết kế lẫn tính an toàn trước các nhà sản xuất ô tô nước ngoài nhằm bảo đảm quyền lợi người tiêu dùng, tạo điều kiện cho các nhà thiết kế và sản xuất trong nước có cơ hội khẳng định mình

Giới hạn của đề tài:

Trong đề tài này chủ yếu là việc hướng dẫn nhập liệu các thông số được cung cấp bởi nhà sản xuất (catalog) hay từ các công thức lý thuyết lẫn kiểm nghiệm thực tế (libraies) Từ đó chúng ta dùng phần mềm CarSim để tổng hợp các thông số này lại với nhau để kiểm nghiệm Ngoài ra vẫn có thể sử dụng các thông

số mà do phần mềm tập hợp sẵn được cung cấp bởi đội ngũ kỹ sư thiết kế dày dặn kinh nghiệm, thâm niên trong ngành, dành nhiều tâm huyết và công sức mới đúc kết ra Dùng các thiết kế được định dạng sẵn (Dataset) bởi vậy nên vẫn còn hình thành các sai lệch tương đối giữa các điều kiện thiết lập bởi phần mềm (theo các nước tư bản) với TCVN (theo tiêu chuẩn của Liên Bang Nga) Đồng thời cũng chưa tìm hiểu để can thiệp sâu vào các phần tử thiết kế mà chủ yếu là tìm hiểu và quan tâm về các đặc tính an toàn trong việc vận hành và sử dụng để tìm hiểu khác biệt và nhận xét đúng về mức độ an toàn và ổn định của xe

mô phỏng các chuyển động của xe đua, xe chở khách, xe tải nhẹ, và các loại xe tiện ích Được dùng để thiết kế, phát triển, và kiểm định các hệ thống trên xe, CarSim cho phép người dùng thay đổi các thông số, lựa chọn và phân tích tốt nhất

về khí động học, kiểm nghiệm khung sườn, và các ảnh hưởng đến xe của những hệ thống treo, lái, thắng… CarSim phân tích hiệu suất của xe ứng với sự thay đổi của các hệ thống trên xe như hệ thống lái, phanh, ga, hộp số và ly hợp… trong một môi trường nhất định nào đó bằng các chuyển động, lực và moment tác động lên quá trình tăng tốc, ổn định, hay phanh xe

Carsim với hệ thống dữ liệu hình ảnh mô phỏng sống động, hơn 800 phương trình phân tích tính toán, đồ thị và có khả năng xuất ra dưới dạng file Mathlab, Excel…Với giao diện hiện đại, người dùng có thể chạy một thử nghiệm

mô phỏng, hay xem đồ thị đặc tính với chỉ 1 click chuột Các đồ thị và mô phỏng

là công cụ phân tích linh hoạt và tương tác cao, có thể dễ dàng xuất và chèn vào các bản báo cáo, hay thuyết trình Power Point Các phép toán được sử dụng trong CarSim được xây dựng từ cơ sở lý thuyết cũng như đã qua kiểm nghiệm thực tế chặt chẽ CarSim sử dụng chương trình VehicleSim Lisp để tổng hợp, phân tích các phương trình tính toán, cung cấp các phương trình phi tuyến tính chính xác cho các mô phỏng phức tạp để tối ưu hóa tính toán Ngoài ra, các công cụ hỗ trợ

và mở rộng như MathLab/Simunlink, LabVIEW, viết trên nền Visual Basic, C+,

Trang 8

Mathlab, và các ngôn ngữ lập trình khác giúp người dùng có thể dễ dàng sử dụng các tùy chọn, hoặc mô phỏng các thành phần như lốp xe, phanh, hệ thống dẫn động

Trang 9

2.2 Cấu trúc xây dựng phương pháp mô phỏng

Xây dựng nghiên cứu và mô hình hoá để mô phỏng, tính toán thử nghiệm Phân tích lựa chọn mô hình vật lý đã tích hợp sẵn phương pháp mô hình hoá tính toán phù hợp ( phân tích cơ sở toán học, phương pháp xử lý lưới, phương pháp giải số…)

Hình 2.2

Đây là phần mềm kiểm định và hiệu chỉnh trên cơ sở so sánh với các kết quả tính toán số liệu thí nghiệm, số liệu công bố của các dòng sản phẩm ô tô khác nhau

2.3 Ưu điểm Mô hình hóa để mô phỏng ( trên máy tính)

 Khả năng mô hình hoá nhanh, mạnh và chính xác

 Giải quyết được nhiều vấn đề trên máy tính trước khi ra thực tế kiểm nghiệm

 Có thư viện phần tử lớn dễ dàng truy cập tham khảo

 Xuất đồ thị chính xác và cho phép xử lí tối ưu

Trang 10

2.4 Hướng dẫn sử dụng và nhập dữ liệu

Các mô hình toán học trong VehicleSim (VS) được xây dựng bao gồm một

số của các biến có thể được đưa ra các giá trị với phương trình đó đã không tồn tại khi các mô hình được xây dựng Chúng bao gồm lực tác dụng, những thời điểm, điều khiển, đặc tính mặt đường và các thông tin khác Giá trị cho các biến này có thể được nhập vào từ các môi trường mô phỏng khác như Simulink, LabVIEW, ASCET, hoặc phần mềm tùy chỉnh Chúng cũng có thể được chỉ định cho các phương trình bằng cách sử dụng VS lệnh Sử dụng màn hình này để kích hoạt các biến số nhập vào và chỉ định cách thức chúng được kết hợp với các biến đã có trong mô hình toán học

Trang 11

PHẦN 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

CHƯƠNG 1:HỆ THỐNG TREO – LỐP

1.1 Kết cấu hệ dao động ôtô:

Kết cấu hệ dao động ôtô gồm 4 phần chính:

a) Phần được treo m2 : là bộ phận chủ yếu của ôtô, bao gồm khung, thùng,

hệ thống động lực và các cơ phận khác liên kết với nhau Toàn bộ khối lượng của các bộ phận này được đặt lên hệ thống đàn hồi và dẫn hướng, gọi là hệ thống treo

Khối lượng được treo m2 gồm những cụm chi tiết mà trọng lượng của chúng tác động lên hệ thống treo như khung, thùng xe, hành khách, hàng hóa và một số các chi tiết khác….Trong hệ dao động tương đương, khối lượng được treo được xem là một vật thể đồng nhất, cứng hoàn toàn

b) Phần không được treo m1: gồm có cầu - dầm cầu, hệ thống chuyển động

(bánh xe), cơ cấu dẫn động lái …Trọng lượng của phần này không tác dụng lên hệ thống treo Có một số cơ phận của ôtô vừa được lắp lên phần được treo, vừa được lắp lên phần không được treo như: nhíp, giảm chấn, trục các đăng…Do đó một phần khối lượng của chúng được xem như thuộc phần được treo và nửa kia thuộc phần không được treo

Khối lượng không được treo m1 là những cụm chi tiết mà trọng lượng của chúng không tác động lên hệ thống treo mà chỉ tác động lên lốp và truyền xuống mặt đường Ta có thể xem phần không được treo là vật thể đồng nhất, cứng hoàn toàn có khối lượng m1 tập trung vào tâm bánh xe

Hệ số khối lượng: tỷ số giữa khối lượng được treo m2 và khối lượng không được treo

Trang 12

Hệ số khối lượng có ảnh hưởng lớn tới độ êm dịu chuyển động Giảm khối lượng không được treo sẽ giảm được lực va đập truyền lên khung xe, còn tăng khối lượng được treo sẽ làm giảm được dao động khung xe

Ôtô du lịch: m = 6,5  7,5 Ôtô tải: m = 4  5

c) Hệ thống treo: là bộ phận bao gồm các phần tử đàn hồi, giảm chấn, liên

kết và dẫn hướng Các bộ phận này nối thùng xe với các cầu và bánh xe ôtô, từng

bộ phận thực hiện nhiệm vụ sau đây:

 Bộ phận đàn hồi làm giảm nhẹ tải trọng động tác dụng từ mặt đường, đảm bảo độ êm dịu cần thiết

 Bộ phận giảm chấn để dập tắt các dao động phần được treo của ôtô

 Bộ phận dẫn hướng để truyền lực dọc và mô men từ mặt đường tác dụng lên bánh xe Động học của bộ phận dẫn hướng xác định tính chất dịch chuyển tương đối giữa bánh xe và khung xe

d) Lốp: là thành phần đàn hồi thực hiện việc nâng đỡ và truyền lực cho ôtô, đảm bảo cho bánh xe tiếp xúc tốt với mặt đường và làm giảm nhẹ tải trọng động tác dụng lên phần không được treo

1.2 Thông số kết cấu, tác dụng các bộ phận của hệ thống treo:

1.2.1 Thành phần đàn hồi:

Bộ phận đàn hồi có thể gồm một hay một số phần tử đàn hồi và chúng có thể được chia thành loại phần tử đàn hồi bằng kim loại hay loại phần tử đàn hồi phi kim loại Phần tử đàn hồi kim loại thường là nhíp (dùng ở hệ thống treo phụ thuộc và độc lập), lò xo xoắn ốc và thanh xoắn (hệ thống treo độc lập) Phần tử đàn hồi phi kim loại, gồm có các loại đàn hồi bằng cao su, loại đàn hồi khí ép, loại

hệ thống treo f đo ngay trên trục bánh xe

Khi tính đến độ êm dịu chuyển động (các dao động) tần số dao động riêng cần thiết n phải có độ võng tĩnh hiệu dụng ft quyết định Quan hệ giữa ft và n theo

công thức tính tần số dao động riêng của hệ thống treo n

Độ võng động fđ của hệ thống treo:

- Ôtô du lịch: fđ = (0,5 ÷0,6).ft; Ôtô buýt: fđ = (0,7 ÷0,8).ft ; Ôtô tải: fđ =1,0.ft

Hình 1.2 Quan hệ tần số dao động riêng n phần được treo với độ võng tĩnh ft

1.2.2 Bộ phận giảm chấn:

Lực cản trong hệ thống treo trực tiếp ảnh hưởng đến việc dập tắt các dao động của vỏ cầu, các dao động này phát sinh khi ôtô chạy trên đường không bằng phẳng Lực cản chính là lực ma sát trong phần tử đàn hồi, như ma sát giữa các lá nhíp, bạc lót, chốt nhíp, ma sát trong các khớp dẫn hướng, ma sát trong vật liệu

của lốp và các chi tiết bằng cao su trong hệ thống treo

Để hệ thống treo vừa mềm lại vừa dập tắt nhanh dao động, cần giảm ma sát cơ đến tối thiểu, để cho giảm chấn thủy lực đóng vai trò chính trong việc dập tắt các dao động

Lực cản chán động do giảm chấn sinh ra phụ thuộc vào cận tốc tương đối z của

các dao động thùng xe đối với xe

K: Hệ số cản giảm chấn

Trang 15

Hàm số Zg biểu diễn đường đặc tính của giảm chấn Tùy theo số mũ n mà đường đặc tính của giảm chấn có thể tuyến tính hoặc đường cong Thông thường n dao động trong khoảng 1,25-2,5

n= 1: đường đặc tính là đường thẳng

n>1 : đương đặc tính là đường cong lõm

n<1 : đường đặc tính là đường cong lồi

Hình 1.3: Đường đặc tính không đối xứng của giảm chấn tác dụng hai chiều với

van giảm tải 1.2.3 Bộ phận dẫn hướng:

Bộ phận dẫn hướng của hệ thống treo có mục đích: xác định tính chất chuyển động của bánh xe đối với mặt tựa và vỏ xe, đồng thời góp phần vào việc truyền lực và mômen giữa bánh xe và vỏ xe

Trang 16

Hình 1.4: Lực tác dụng lên các bánh xe trong mặt phẳng tiếp xúc mặt tựa

a) Các phản lực thành phần tác dụng từ đường lên bánh xe b) Lực và moment truyền từ bánh xe lên khung

Lực phát sinh giữa bánh xe và mặt đường có thể gộp lại làm ba phản lực chính: lực thẳng đứng Z, lực dọc X và lực ngang Y Các mô men do các lực X, Y, Z lần lượt là MX, MY, MZ có thể có giá trị khác nhau đối với bánh xe bên trái hoặc bánh

xe bên phải Các chi tiết hệ thống treo truyền những phản lực và mômen lên khung

xe

Đường mấp mô phát sinh lực động Z và mômen MX truyền lên thùng xe nhờ bộ phận đàn hồi Lực dọc X, lực ngang Y và các mômen MX,MZ truyền qua

bộ phận dẫn hướng của hệ thống treo

Trang 17

1.2.4 Sự đàn hồi của lốp:

Tính chất đàn hồi của lốp ôtô có ảnh hưởng quan trọng đến đặc tính chuyển động êm dịu của ôtô Lốp có thể đàn hồi theo phương hướng kính, phương ngang và phương tiếp tuyến Sự tổn thất do nội ma sát trong sẽ phát sinh nhiệt và nung nóng lốp xe khi chuyển động, làm ảnh hưởng xấu đến đặt tính đàn hồi Vì vậy cần tìm biện pháp giảm sự ma sát trong của lốp

1.3 Mô hình dao động ôtô:

Bất kỳ một cơ hệ vật rắn nào chuyển động tự do trong không gian cũng đều cần đến 6 bậc tự do để có thể mô tả hoàn toàn chuyển động của nó

Ôtô có 3 thành phần khối lượng tiêu biểu (thân xe, khối lượng không được treo phía trước, phía sau) và 8 bộ phận lò xo (4 bánh xe và 4 lò xo của hệ thống treo) tiêu biểu cho một hệ dao động với nhiều bậc tự do Vì thế hệ 8 phương trình vi phân cần được giải đồng thời mới có thể mô tả hoàn toàn chuyển động của ôtô Trường hợp tiêu chuẩn tiện nghi cho con người được quan tâm đặc biệt, mô hình dao động ôtô còn phải tách riêng thêm khối lượng người ngồi đặt trên một lò xo của ghế ngồi

Hình 1.5: Mô hình không gian hệ dao động ôtô du lịch

Chuyển động quay

Trục X Quay ngang, đưa võng (Roll) Trục Y Quay dọc, phi ngựa (Pitch) Trục Z Quay lệch hướng (Yaw)

Theo 6 bậc tự do trong mô hình dao động ôtô sẽ có 6 loại dao động tương ứng, tất cả các dao động trên đều ảnh hưởng đến con người song mức độ ảnh hưởng có khác nhau Khi nghiên cứu tính êm dịu chuyển động, qua nhiều thí nghiệm người ta nhận thấy so với dao động trong mặt phẳng XZ thì dao động thành phần trong mặt phẳng XY và ZY là không đáng kể vì vậy có thể bỏ qua Cụ thể, trong dao động ô tô chuyển động tịnh tiến ngang, quay ngang và chuyển động quay lệch hướng là nhỏ so với chuyển động tịnh tiến dọc, quay dọc và nhún theo phương thẳng đứng cho nên có thể bỏ qua, mô hình có thể đơn giản hóa thành mô hình phẳng

Việc điều khiển hướng chuyển động của xe được thực hiện như sau: vành lái tiếp nhận lực tác động của người lái và truyền vào hệ thống lái, trục lái truyền moment từ vô lăng tới cơ cấu lái, cơ cấu lái tăng moment truyền từ vành lái tới các thanh dẫn động lái, các thanh dẫn động lái truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng Kết cấu lái phụ thuộc vào cơ cấu chung của xe và của từng chủng loại xe

Để quay vòng được thì người lái cần phải tác dụng vào vô lăng một lực Đồng thời cần có một phản lực sinh ra từ mặt đường lên mặt vuông góc với bánh

xe Để quay vòng đúng thì các bánh xe dẫn hướng phải quay quanh một tâm quay tức thời khi quay vòng

Các bộ phận hợp thành hệ thống lái ôtô

1 2 3

4 5 6

7

9 8

Hình 2.1: Sơ đồ tổng quát hệ thống lái

1 Vành lái 6 Hình thang lái

Trang 20

3 Cơ cấu lái 8 Trụ xoay đứng

4 Đòn quay đứng 9 Bánh xe

5 Đòn kéo dọc

2.2Các góc đặt bánh xe

Để tránh trường hợp người lái vẫn phải tác động liên tục lên vô lăng để giữ

xe ở trạng thái chạy thẳng, hoặc người lái phải tác dụng một lực lớn để quay vòng

xe, các bánh xe được lắp vào thân xe với các góc nhất định, những góc này được gọi chung là góc đặt bánh xe Nếu các góc đặt bánh xe không đùng thì có thể dẫn đến các hiện tượng: khó lái, tính ổn định lái kém Trả lái trên đường vòng kém, tuổi thọ lốp giảm…

2.2.1 Góc nghiêng ngang bánh xe (Camber)

Là góc tạo bởi đường tâm bánh xe dẫn hướng ở vị trí thẳng đứng với đường tâm bánh xe ở vị trí nghiêng

Hình 2.2: Góc Camber

Góc Camber ngăn ngừa khả năng bánh xe bị nghiêng theo chiều ngược lại dưới tác động của trọng lượng bánh xe do các khe hở và sự biến dạng trong các

900CAMBER

Trang 21

chi tiết của trục trước và hệ thống treo Đồng thời giảm cánh tay đòn của phản lựctiếp tuyến với trục đứng, để làm giảm moment tác dụng lên dẫn động lái và giảm lực lên vành lái

Khi chuyển động trên đường vòng, do tác dụng của lực ly tâm thân xe nghiêng theo hướng quay vòng, các bánh xe ngoài nghiêng vào trong, các bánh xe trong nghiêng ra ngoài so với xe Để các bánh lăn gần vuông góc vơi mặt đường

để tiếp nhận lực bên tốt hơn, trên xe có tốc dộ cao, hệ thống treo độc lập thì góc Camber thường âm

2.2.2 Góc Caster và khoảng Caster

Góc Caster là góc nghiêng về phía trước hoặc phía sau của trục xoay đứng Góc caster được xác định bằng góc nghiêng giữa trục xoay đứng và đường thẳng đứng, nhìn từ cạnh xe

Hình 2.3: Góc Caster

Khi trục xoay đứng nghiêng về phía sau thì được gọi là “góc caster dương”, còn trục nghiêng về phía trước thì được gọi là “góc caster âm” Khoảng cách từ

Đối với những xe có góc caster, độ ổn định khi chạy trên đường thẳng sẽ tăng Vì khi trục xoay đứng quay để xe chạy vào đường vòng, nếu các bánh xe có góc caster thì lốp sẽ bị nghiêng đi so với mặt đường và tạo ra mômen “kích”, có xu hướng nâng thân xe lên Mômen kích này đóng vai trò như một lực hồi vị bánh xe,

có xu hướng đưa thân xe trở về vị trí nằm ngang và duy trì độ ổn định trên đường thẳng của xe

Hình 2.4

Ngoài ra nếu bánh xe có góc caster thì giao điểm giữa đường tâm trục xoay đứng với mặt đường sẽ nằm phía trước tâm điển tiếp xúc giữa lốp xe với mặt đường Vì lốp xe được kéo về phía trước nên lực kéo này sẽ lấn át các lực có xu hướng làm cho bánh xe mất ổn định, giữ cho bánh xe chạy ổn định theo đường thẳng Khi bánh xe được chuyển hướng sang một bên (do lái hoặc do trở ngại khi chạy trên đường thẳng) thì sẽ phát sinh các lực bên F2 và F’2 Những lực bên này

có tác dụng làm quay trục xoay đứng (nhờ có khoảng caster) và có xu hướng hồi

vị bánh xe về vị trí ban đầu của nó (lực hồi vị T và T’) Vào lúc này, với cùng một

Hình 2.9 : Góc Kingpin

Khi bánh xe quay quanh trụ đứng với khoảng lệch tâm là bán kính quay của bánh xe quay quanh trụ đứng r0 Nếu r0 lớn sẽ sinh ra moment lớn quanh trụ quay đứng do sự cản lăn của lốp, vì vậy làm tăng lực đánh lái Do đó giá trị r0 có thể được giảm để giảm lực đánh lái, phương pháp để giảm r0 là tạo góc Camber dương

và làm nghiêng trụ đứng

90°

Kingpin

Trang 24

Góc Kingpin sẽ làm cho các bánh xe tự động quay về vị trí chạy thẳng sau khi quay vòng do có moment phản lực tác dụng từ mặt đường lên bánh xe Giá trị moment phản lực phụ thuộc vào độ lớn góc Kingpin

2.2.4 Độ chụm và độ mở (góc doãn) Khi nhìn từ trên xuống, nếu phía trước của các bánh xe gần nhau hơn phía sau thì gọi là độ chụm Nếu bố trí ngược lại là độ mở

Độ chụm được biểu diễn bằng khoảng cách BA Kích thước BA được đo ở mép ngoài của vành lốp ở trạng thái không tải khi xe đi thẳng Độ chụm có ảnh hưởng lớn tới sự mài mòn lốp và ổn định của vành lái

ổn định chuyển động thẳng của xe tức là ổn định vành tay lái

Trang 25

Hình 2.11: Lực cản lăn và vị trí đặt của nó

Ở cầu dẫn hướng, lực kéo cùng chiều với chiều chuyển động sẽ ép bánh xe về phía trước Bởi vậy góc  giảm Trong trường hợp này, để giảm ảnh hưởng của lực cản lăn và lực phanh đồng thời giảm tốc độ động cơ đột ngột (phanh bằng động cơ), thì bố trí các bánh xe với góc đặt  có giá trị nhỏ hơn hoạc bằng không

Trang 26

CHƯƠNG 3: KHÍ ĐỘNG HỌC

Khi nghiên cứu chuyển động của dòng khí động tác động lên ô tô, ta phải đi vào tìm hiểu các phương trình chuyển động của dòng lưu chất: phương trình bảo toàn khối lượng, phương trình bảo toàn động lượng, phương trình bảo toàn năng lượng và các phương trình bảo toàn của các đại lượng khác Cùng các điều kiện ảnh hưởng đến tính ổn định : Lực cản khí động lên ô tô, lực cản mặt đường lên ô

tô Giới hạn của luận văn chỉ xét đến lực cản gió là chính

3.1 Tiêu chuẩn dòng lưu chất (chất lỏng nhớt)

Khi nói đến chất lỏng, tồn tại hai trạng thái chảy là chảy tầng và chảy rối Chảy tầng các phân tử chất lỏng chuyển động thành từng lớp riêng lẻ, không xáo trộn lẫn nhau Chảy rối các phân tử chất lỏng chuyển động hỗn loạn Các trạng thái chảy này phụ thuộc vào số Reynolds

Trang 27

3.2.Tổng quan về khí động học trên ô tô

Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp ô tô, số lượng

ô tô lưu hành trên thế giới ngày càng tăng, nên thế việc sử dụng nhiên liệu trên thế giới ngày càng nhiều, làm cho lượng dầu mỏ trong tự nhiên ngày càng cạn kiệt Vì thế đây cũng là vấn đề đặt ra cho các nhà thiết kế ô tô, sản xuất ra những chiếc ô tô

có mức tiêu thụ nhiên liệu kinh tế nhất Có nhiều biện pháp để giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ trên ô tô như thiết kế ra những động cơ có lượng tiêu hao nhiên liệu thấp, động cơ sử dụng các nguồn năng lượng khác nhau và thiết kế ra những chiếc

Trang 28

Các ký hiệu trên hình gồm:

G: trọng lượng toàn bộ của ô tô

P k: lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động

P f1: lực cản lăn ở bánh xe bị động

P f2: lực cản lăn ở bánh xe chủ động

P ω: lực cản không khí

P i: lực cản lên dốc

P j: lực cản quán tính của ô tô khi chuyển động

P m: lực cản ở móc kéo (khi ô tô kéo moóc)

Z 1 , Z 2: phản lực tiếp tuyến của mặt đường tác dụng lên các bánh xe ở cầu trước và cầu sau

ρ (kg/m3): mật độ không khí

F (m2): diện tích cản chính diện của ô tô

v 0 (m/s): Tốc độ tương đối của ô tô và không khí (Hệ số cản không khí của ô tô thay đổi trong phạm vi rộng tùy theo dạng khí động của chúng

Ô tô vận tải thường có dạng khí động xấu Đối với ô tô, nhất là ô tô du lịch

có tốc độ chuyển động cao nên lực cản không khí khá lớn)

Bảng 3.1: Các thông số về lực cản không khí ở một số kiểu xe

Loại xe C d

(Ns 2 /m 4 )

F (m 2 )

W (Ns 2 /m 2 )

và xe kéo rơ mooc Hệ thống lái được xác định bởi thuộc tính của cả hệ thống lái

và hệ thống treo Mô hình hệ thống lái bao gồm các chi tiết đáng kể, trong đó có miêu tả một bộ khung đa kết nối đầy đủ của bánh xe dẫn hướng và một hệ thống trợ lực lái Nó cũng phân biệt giữa cơ cấu lái thanh răng- bánh răng với cơ cấu trục lái bi

Hệ thống lái bao gồm các hiệu ứng động học và tính biến dạng mềm Hiệu ứng động học là điều khiển chuyển động chỉ phụ thuộc vào các vị trí của các bộ phận (tay lái hoặc vị trí giá đỡ) Hiệu ứng biến dạng mềm là điều khiển các chuyển động tùy thuộc vào lực và mô-men bên trong hoặc áp dụng cho các hệ thống lái hoặc các bánh xe chạy trên đường Cả hai được kết hợp để xác định hướng góc lái của từng bánh xe thêm vào đó còn điều khiển các ảnh hưởng gây ra bởi chuyển

động của hệ thống treo

Các thông số để mô tả sự tương tác giữa sự chuyển động của hệ thống treo

và góc lái được chứa trong các màn hình hệ thống treo

1.1 Mô hình hệ thống lái

Hình 1.1 cho thấy một sơ đồ của một hệ thống lái Kiểm soát của hệ thống lái có thể thực hiện bởi đầu vào là điều khiển hai góc bánh xe hoặc mô-men xoắn đầu vào ở tay lái Điều khiển toàn bộ hệ thống cũng có thể được thay thế bằng cách kiểm soát các điều khiển trực tiếp của từng bánh xe dẫn hướng, bằng cách sử dụng một trong những lựa chọn khác nhau để mở rộng phần mềm VehicleSim (VS) Nhưng khi lựa chọn mô hình đường vòng khép kín thì sự kiểm soát luôn luôn là góc của bánh lái

Trang 32

Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống lái

Người sử dụng cũng có thể chỉ định một hệ thống lái 4 bánh xe Trong trường hợp đó, các đầu vào cơ cấu lái dành cho các bánh xe phía sau là tương đương với đầu vào góc lái của cơ cấu lái phía trước, nó thay đổi theo một hình ảnh đặc trưng xác định thu được như là một chức năng của tốc độ xe Khi bánh xe phía sau điều khiển được chọn, người sử dụng xác định các loại cơ cấu lái, tỷ lệ, tăng cường quay vòng, động học, và tuân thủ một cách riêng biệt cho hệ thống phía sau

Các lựa chọn chính để xác định hệ thống lái, ngoài 2 - hoặc 4-bánh xe điều khiển, thì còn có loại cơ cấu lái (lái trục bi hoặc lái thanh răng) và bằng hệ thống lái tay hay trợ lực

Trang 33

Bảng 1.1: Tóm tắt các bảng thư viện hệ thống lái

Thư viện màn hình Mô tả

Steering: Parking Torque Mô men ở tốc độ thấp và khi dừng xe

Steering: Parking Torque for 2

Wheel

Mô men ở tốc độ thấp và khi dừng xe

Steering System: Compliance Đo góc lái và khoảng kingpin

Steering System: Gear Kinematics Độ quay cơ cấu lái đầu vào và đầu ra

Steering System: Rack Kinematics Độ dịch chuyển thanh răng so với độ

xoay của bánh răng Steering: Power Assist Force Trợ lực áp dụng cho thanh răng hệ

thống lái Steering: Power Assist Torque Trợ lực mô men xoắn áp dụng cho

bánh răng hệ thống lái(cơ cấu lái bi) Steering System: Kinematics For

Steering System: Kinematics For

2Wheel (Rack & Pinion)

Bánh xe điều khiển trên đường với độ dịch chuyển thanh răng

Steering System: Rear-Wheel Gain Tăng đầu vào điều khiển phía sau tay

lái Steering Wheel Torque Mô-men xoắn hệ thống lái và khoảng

kingpin

Hai phương pháp có sẵn cho tính toán của mô-men xoắn tay lái Đầu tiên sử dụng một bảng tra cứu để đơn giản các mối liên quan của mô-men xoắn tay lái vào thời điểm tổng góc nghiêng trục lái (kingpin) Đây là phương pháp mặc định và được

sử dụng trong các phiên bản trước đó của phần mềm (trước 2007) Phương pháp thứ hai sử dụng các mô-men góc nghiêng trục lái kingpin, tỷ số, các hiệu ứng tăng cường, và tính biến dạng mềm và giá trị giảm xóc để tính toán một mô-men xoắn

ở tay lái Bạn nên sử dụng phương pháp đầu tiên nếu bạn thay thế các hệ thống lái theo cách riêng của bạn (bằng cách kiểm soát các bánh xe điều khiển trực tiếp) bởi

vì trong trường hợp này, người giải quyết VS không có thông tin về hệ thống để sử dụng trong việc thực hiện các tính toán

1.2 Các yếu tố của hệ thống lái trong carsim

1.2.1 Ảnh hưởng của hình học của góc nghiêng trục lái

Góc lệch được tạo thành giữa trục xoay đứng và đường thẳng đứng gọi là góc kingpin hay góc nghiêng của trục lái Trục xoay đứng là trục mà trên đó bánh

xe có thể xoay về phía phải hoặc trái Trục này được xác định bằng cách vạch một đường thẳng tưởng tượng đi qua tâm của ổ bi đỡ trên của bộ giảm chấn và khớp cầu của đòn treo dưới (đối với trường hợp hệ thống treo kiểu thanh giằng) Nhìn từ phía trước xe, đường thẳng này nghiêng về phía trong

Hình 1.2: Sơ đồ góc nghiêng trục lái (góc kingpin)

Khoảng cách L từ giao điểm giữa trục xoay đứng và mặt đường đến giao điểm giữa đường tâm bánh xe và mặt đường được gọi là “độ lệch hay độ lệch kingpin”

Trang 35

Khi bánh xe được lái, các bánh xe và phần được lái của hệ thống treo xoay quanh trục kingpin Các ảnh hưởng kết hợp của độ lệch và độ nghiêng gây ra ở các trung tâm khớp nối bánh xe di chuyển qua một vòng cung quay về trục quay lái giao với mặt đất, nó là nguyên nhân làm cho bánh xe có độ khum, và di chuyển chiều dọc theo trung tâm bánh xe đối với hệ thống treo Tất cả những hiệu ứng đó được bao gồm trong phần mềm VS

Ngoài ra, trục quay của một bánh xe dẫn hướng thường là không vì phần lớn nó vuông góc với trục lái Điều này góp phần thay đổi cơ cấu lái với góc nghiêng trục lái, được đo bằng sự quay của giao điểm của mặt phẳng bánh xe với mặt phẳng XY của xe trên một đơn vị quay về trục hệ thống lái (kingpin) Màn hình CarSim hệ thống lái cho phép bạn chọn các tính chất của bánh xe hoặc là hệ thống lái theo trục Z của xe hoặc điều khiển về góc nghiêng trục lái Việc xác định điều khiển đối với các trục Z có nghĩa là những ảnh hưởng của các biến số thu được bao gồm trong bảng động học của bánh xe Xác định điều khiển đối với các chi tiết cụ thể của góc nghiêng trục lái ảnh hưởng đến các biến số thu được không bao gồm trong bảng động học của bánh xe (ví dụ, hệ thống lái được đo như là góc quay về hướng trục) Các tùy chọn đầu tiên là trạng thái mặc định trong CarSim

Đối với góc caster và hệ thống lái nghiêng trục thường được tìm thấy trên

xe khách và xe tải nhẹ, và điều khiển các góc thường gặp phải trong hệ thống lái,

sự khác biệt giữa hai sự lựa chọn là nhỏ…

1.2.2 Hệ thống lái trợ lực

Do cải thiện tính êm dịu chuyển động, phần lớn ô tô dùng lốp có bản rộng,

áp suất thấp để tăng diện tích tiếp xúc nên cần lực lái lớn hơn Lực lái có thể giảm bằng cách thay đổi tỷ số truyền cơ cấu lái nhưng phải xoay vô lăng nhiều hơn Điều đó không hiệu quả khi xe quay vòng gấp Chính vì vậy mà hệ thống lái trợ lực ra đời giúp giảm lực lái trong khi số vòng quay tay lái không đổi

Nếu một hệ thống lái trợ lực được chọn, liên kết được làm sẵn cho một bảng xác định các lực hỗ trợ quay vòng như một hàm của mô-men xoắn thanh xoắn và tốc độ xe

Trang 36

Trong cấu hình hệ thống lái trợ lực phổ biến nhất, một thanh xoắn được đặt giữa tay lái và đầu vào bánh răng hệ thống lái Độ lệch của thanh xoắn do mô-men xoắn được áp dụng để mở van, áp lực thủy lực trực tiếp đến cho cơ cấu lái theo hướng lệch này Áp lực tạo ra một lực hay mô-men để giúp điều khiền hướng

Đầu ra của hệ thống không thể thay đổi ngay lập tức để đáp ứng với sự thay đổi ở đầu vào mà cần có một hằng số thời gian đơn giản được sử dụng để xác định một sự chậm trễ đầu tiên đáp ứng cho hệ thống

1.2.3 Động học hệ thống lái

Ảnh hưởng động học của hệ thống lái bao gồm sự thay đổi các hệ số hệ thống lái và các bảng cho liên kết động học Nếu tỷ lệ thay đổi hệ thống lái được chọn, một liên kết được cung cấp cho bảng để xác định đầu ra hệ thống lái (độ hay

mm, tùy thuộc vào loại thiết bị được lựa chọn) so với đầu vào Trong trường hợp

hệ thống lái bằng tay, đầu vào cơ cấu lái bằng bằng đầu vào bánh lái (vô lăng) Với trợ lực lái, đầu vào thiết bị lái bằng đầu vào bánh lái thanh xoắn trừ đi các độ võng Nếu một tỉ lệ không đổi của hệ thống lái được chọn, một vùng sẽ xuất hiện

để xác định hệ số cơ cấu thanh răng và bánh răng C (khoảng cách của sự dịch chuyển cơ cấu thanh răng bằng với số vòng quay hệ bánh răng) hoặc hệ số cơ cấu lái trục lái bi (độ quay bánh răng đầu vào bằng với mỗi độ vòng quay tay lái.)

Hệ thống lái được kết nối với khớp nối hệ thống lái bởi các liên kết (liên kết thanh) để thay đổi đầu ra hệ thống lái Bảng bánh xe dẫn hướng trên đường bằng với mỗi đơn vị tính toán đầu ra cơ cấu lái cho các hiệu ứng, chẳng hạn như cơ cấu lái Ackerman (là một sắp xếp hình học của các mối liên kết trong hệ thống lái của một chiếc xe hơi thiết kế để giải quyết vấn đề của bánh xe ở bên trong và bên ngoài theo bán kính quay vòng ở các bánh xe)

Tương tác giữa các mô hình trình điều khiển kiểm soát hệ thống lái và hệ thống lái động học xác định trong các bảng liên quan đến một số giả định Từ góc

hệ thống lái của bánh xe trước là luôn luôn dương với đầu vào hệ thống lái (quay tay lái sang trái làm cho bánh xe phía trước rẽ trái), các dấu hiệu của độ nghiêng trong bảng cơ cấu lái và bánh xe điều khiển phải là giống nhau Để đơn giản, dữ liệu trong các bảng luôn luôn phải có độ dốc dương Đó là sự dịch chuyển thanh răng hệ thống lái ( mm) hoặc xoay tay lái ( deg) phải luôn luôn tăng giá trị đầu vào

Trang 37

hệ thống lái Tương tự, bánh xe điều khiển phải tăng với sự tăng đầu ra cơ cấu lái hoặc cơ cấu thanh răng Đối với bốn bánh dẫn hướng với trục cầu sau chủ động trong giai đoạn đối nghịch với trục trước chủ động Sự khác biệt giữa hệ cơ cấu thanh răng bánh răng được gắn phía trước của trục xe và những cái được gắn ở phía sau trục xe được tính cho các lực bên phù hợp với hệ thống lái (steer vs FY) quy định trên màn hình hệ thống treo

1.2.4 Tính biến dạng mềm

Tính biến dạng mềm trong hệ thống lái được giả định là ở tổng mô-men về khoảng kingpin các trục của từng bánh xe Những khoảnh này được gây ra bởi các lực tác dụng lên lốp và các mô-men thẳng hàng, cùng với những góc hình học kingpin Tổng mô-men được xác định theo một chức năng không phi tuyến để xác định tính biến dạng mềm hệ thống lái của cả hai bánh xe trong 1 hệ thống treo

Lực dọc lốp xe gây ra một mô-men về các trục kingpin nếu trục là hướng vào trong ở cả hai bên và hướng dọc Nếu bên trái và bên phải theo chiều lực dọc không giống nhau, chẳng hạn như khi khung gầm cuộn lần lượt, một mô-men thu được là áp dụng phù hợp cho các hệ thống lái

1.2.5 Độ nhạy hệ thống lái ở tốc độ mô-men xoắn thấp (mô-men xoắn khi đậu xe)

Khi xe đứng yên (tốc độ xe bằng 0), sự điều khiển một lốp xe đòi là một sự kết hợp của sự mài mòn và ma sát, tùy thuộc vào bán kính ma sát (các bên dịch chuyển giữa trung tâm tiếp điểm của lốp xe và giao điểm của trục lái với mặt đất) Các lực cản gây ra bởi sự mài mòn này tạo nên một mô-men xoắn vào thời điểm góc nghiêng trục lái, sự tăng cường các ảnh hưởng của hệ thống lái ở tốc độ thấp

Những đặc tính này được mô tả trong bảng trên hệ thống lái: màn hình

ParkingTorque

Độ lớn của mô-men xoắn này phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm cả đặc tính lốp xe, hệ số ma sát mặt đường, hệ thống lái hình học, và các liên kết tĩnh Các mô hình lốp xe không được thiết kế để dự đoán hiệu suất này, và dữ liệu lốp được chuyển về trung tâm để liên hệ kết nối mà không có trục lăn là rất khó đo

Hệ thống lái ở tốc độ mô-men xoắn thấp bao gồm một đặc tính được xác định theo thời gian sử dụng của chiếc xe, lốp xe, và đường bộ Nó được định nghĩa như

là một chức năng tốc độ cho hệ thống lái thực tế ở tốc độ bằng không hoặc rất

1.3 Màn hình hệ thống lái

Hai màn hình có sẵn để thiết lập các thuộc tính của hệ thống lái Hình 1.3 cho thấy màn hình hệ thống lái xác định hệ thống hoàn chỉnh (Phần tiếp theo mô

tả các màn hình hệ thống lái (đơn giản), trong đó xác định hệ thống với các dữ liệu

ít hơn và cung cấp tương thích với các bộ dữ liệu CarSim và VehSim.)

Trang 39

Hình 1.3: Màn hình hệ thống lái với các chi tiết đầy đủ

(1) Steering Column Inertia :Các mômen quán tính của tay lái và các thành

phần cột quay

(2) Steering System Inertia : Các mômen quán tính của hệ thống lái và liên kết

các thành phần Hệ thống quán tính được lập chỉ mục cho các thiết bị đầu vào Nó đại diện cho mô men xoắn cần thiết để tạo ra một gia tốc góc tại các bánh răng đầu vào Số lượng này không bao gồm các mômen quán tính của bánh xe điều khiển các thành phần (trục khớp nối dẫn hướng, phanh, bánh xe và lốp xe) về các trục lái

(3) Steering column Damping : Hệ số nhớt bộ phận giảm chấn cột lái

(4) Steering column Hysteresis : Cột độ trễ của mô-men xoắn Hệ thống lái

Đây là một phần sự khác biệt trong mô-men xoắn đo được khi quay tay lái sang trái và bên phải, cho các cột thành phần Nó thể hiện sự ma sát trong cột thành phần

(5) Steering Column Reference Hystersis : Hệ thống lái định hướng đảo

ngược chiều lại, sự ma sát (độ trễ) mô-men xoắn không nhảy ngay lập tức

từ một giới hạn đến một số khác – mà phải mất một khoảng thời gian nhất định của dịch chuyển để cho quá trình chuyển đổi Một phiên bản beta được gọi là tham số xác định tốc độ mà các mô-men xoắn ma sát làm cho quá trình chuyển đổi này Beta đôi khi được gọi là một hằng số thời gian về không gian, xuất hiện trong các phương trình tương tự như thời gian liên tục trong phương trình vi phân bậc nhất Tuy nhiên, nó được thể hiện theo đơn vị (độ) hơn là thời gian

(6) Đưa xuống danh sách để lựa chọn phương pháp được sử dụng để tính toán mô-men xoắn ở tay lái

Trang 40

Nếu mô-men xoắn tay lái từ bảng được chọn, bạn có thể liên kết đến một bảng xác định mô-men xoắn tay lái là một chức năng của mô-men xoắn tổng góc nghiêng trục lái và tốc độ xe

Nếu tính từ thời điểm góc nghiêng trục lái được chọn, các phương pháp được sử dụng để có được mô-men xoắn ở tay lái tùy thuộc vào các kiểm soát đầu vào để điều khiển Khi hệ thống lái được điều khiển bởi các mô-men xoắn đầu vào, các mô-men xoắn đầu vào quy định là đơn giản thông qua để các biến đầu ra cho vẽ đồ thị Khi hệ thống lái được điều khiển bằng đầu vào góc lái bánh xe, các mômen xoắn góc nghiêng trục lái kingpin, hệ số hệ thống lái tức thời, hỗ trợ lực lái, cột giảm xóc, và cột hiện tượng trễ tất cả được sử dụng để tính toán mô-men xoắn tay lái Các mô men xoắn yêu cầu đẩy nhanh quá trình quán tính của tay lái không có trong tính toán, bởi vì điều khiển quay vòng cần một hướng xác định góc, và các

mô hình điều khiển tạo ra một góc hệ thống lái