Nghiên cứu phân tích đánh giá động lực học hệ thống lái ô tô (Nguyễn Như Huế)



Nội dung đề tài :

 Trình bày về nhiệm vụ, phân loại, yêu cầu, cấu tạo, nguyên lý hoạt động chung của một hệ thống lái. Đưa ra một số bộ phận chính và các thông số cơ bản của hệ thống lái. 

   

Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động một số hệ thống lái cũng như từng bộ phận của hệ thống lái đó. Hệ thống lái thuần túy cơ khí, hệ thống lái có trợ lực và hệ thống lái trợ lực có điều khiển.  Xây dựng phương trình động lực học khi xe quay vòng, xác định các hàm truyền cho các tham số chuyển vị của xe. Kết hợp với việc lập trình trên phần mềm Matlab để đánh giá động lực học quay vòng tĩnh và động của ô tô


NỘI DUNG:


DANH MỤC HÌNH VẼ ..................................................................... 5 

LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................. 8 

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI. .............................. 10 

1.1. Nhiệm vụ yêu cầu và phân loại ............................................................. 10 

1.1.1. Nhiệm vụ .............................................................................................. 10 

1.1.2. Yêu cầu của hệ thống lái .................................................................. 11 

1.1.3. Phân loại hệ thống lái ....................................................................... 12 

1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động chung của hệ thống lái................. 13 

1.2.1. Cấu tạo .................................................................................................. 13 

1.2.2. Nguyên lý hoạt động ......................................................................... 14 

1.3. Các bộ phận chính của hệ thống lái ..................................................... 14 

1.3.1. Trục lái ................................................................................................. 14 

1.3.2. Cơ cấu lái ............................................................................................. 15 

1.3.2.1. Chức năng ...................................................................................... 15 

1.3.2.2. Một số cơ cấu lái thường dùng ................................................. 16 

1.3.3. Dẫn động lái ........................................................................................ 20 

1.4. Các thông số cơ bản của hệ thống lái .................................................. 23 

1.4.1. Tỉ số truyền của hệ thống lái ........................................................... 23 

1.4.2. Điều kiện không trượt khi quay vòng ........................................... 26 

1.4.3. Góc đặt bánh xe .................................................................................. 29 

1.4.3.1. Góc doãng (góc camper) ............................................................ 30 

Đ             

   

    

 

                                   ! " 

1.4.3.2. Góc nghiêng dọc (góc caster) ................................................... 33 

1.4.3.3. Góc nghiêng ngang của chốt chuyển hướng (góc kingpin)

 ......................................................................................................................... 36 

1.4.3.4. Độ chụm đầu. ................................................................................ 38 

1.4.3.5. Góc quay vòng. ............................................................................ 39 

CHƯƠNG II:  MỘT SỐ HỆ THỐNG LÁI THÔNG DỤNG .................. 41 

2.1. Hệ thống lái cơ khí thông thường không trợ lực. ............................. 41 

2.1.1. Hệ thống lái loại trục vít – bánh vít .............................................. 41 

Cấu tạo: ......................................................................................................... 41 

Nguyên lý làm việc : .................................................................................. 42 

2.1.2. Hệ thống lái loại thanh răng – bánh răng ..................................... 42 

Cấu tạo: ......................................................................................................... 42 

Nguyên lý hoạt động: ................................................................................. 43 

2.1.3. Đánh giá về hệ thống lái cơ học loại thường ( không có trợ 

lực) ..................................................................................................................... 43 

2.2. Hệ thống lái có trợ lực (không có điều khiển điện tử) .................... 44 

2.2.1. Khái quát hệ thống lái trợ lực ......................................................... 44 

2.2.2. Bộ trợ lực lái loại khí ........................................................................ 45 

Cấu tạo : ........................................................................................................ 45 

Nguyên lý hoạt động: ................................................................................. 45 

2.2.3. Hệ thống lái trợ lực thủy lực loại bánh răng xoắn - thanh răng

 ............................................................................................................................ 46 

2.2.3.1. Sơ đồ hệ thống lái trợ lực thủy lực ......................................... 46 

2.2.3.2. Bộ trợ lực thủy lực ...................................................................... 47 

Đ             

   

    

 

                                   ! " 

2.2.3.3. Bơm trợ lực lái ............................................................................. 49 

2.2.4. Đánh giá về hệ thống lái trợ lực không dùng điều khiển điện 

tử . ...................................................................................................................... 50 

2.3. Hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử ............................................... 51 

2.3.1. Khái niệm ............................................................................................. 51 

2.3.2. Một số bộ phận của hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử .... 51 

2.3.3. Sơ đồ và cấu tạo bộ trợ lực lái điều khiển điện tử. ................... 52 

2.3.4. Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái trợ lực điều khiển điện 

tử ........................................................................................................................ 54 

2.3.5. Những ưu điểm của hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử .... 56 

CHƯƠNG III. ĐÁNH GIÁ ĐỘNG LỰC HỌC QUAY VÒNG Ô TÔ ..... 58 

3.1. Phương trình quay vòng ô tô hai cầu ................................................... 58 

3.1.1. Mô hình phẳng của ô tô. ................................................................... 58 

3.1.2. Mô hình của hệ thống lái. ................................................................ 60 

3.2. Đánh giá động lực học quay vòng đều của ô tô hai cầu (Tính điều 

khiển tĩnh)........................................................................................................... 63 

3.2.1 Động lực học mô hình một vệt bánh xe ......................................... 63 

3.2.2. Đánh giá tính điều khiển tĩnh của ô tô. ........................................ 67 

3.2.2.1. Vận tốc góc quay thân xe, hiện tượng quay vòng thừa, 

quay vòng thiếu. .......................................................................................... 68 

3.2.2.2. Góc lệch hướng chuyển động của ô tô (góc lệch bên). ...... 71 

3.2.2.3. Gia tốc bên .................................................................................... 73 

3.2.2.4. Đánh giá đặc tính tốc độ của xe cụ thể. ................................. 74 

3.2. Đánh giá động lực học quay vòng động của xe ô tô hai cầu (Tính 

điều khiển động) ................................................................................................ 78 

3.2.1. Tính điều khiển động ........................................................................ 78 

3.2.1.1. Hàm truyền hệ thống .................................................................. 79 

3.2.1.2. Điều kiện ổn định của hệ thống ............................................... 82 

3.2.2. Đánh giá chất lượng hệ thống trong điều khiển động. .............. 83 

3.2.2.1. Một số khái niệm ......................................................................... 83 

3.2.2.2. Đánh giá quá trình quá độ của hệ thống. ............................... 84 

KẾT LUẬN .................................................................................... 88 

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................. 90 

PHỤ LỤC







LINK DOWNLOAD



Nội dung đề tài :

 Trình bày về nhiệm vụ, phân loại, yêu cầu, cấu tạo, nguyên lý hoạt động chung của một hệ thống lái. Đưa ra một số bộ phận chính và các thông số cơ bản của hệ thống lái. 

   

Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động một số hệ thống lái cũng như từng bộ phận của hệ thống lái đó. Hệ thống lái thuần túy cơ khí, hệ thống lái có trợ lực và hệ thống lái trợ lực có điều khiển.  Xây dựng phương trình động lực học khi xe quay vòng, xác định các hàm truyền cho các tham số chuyển vị của xe. Kết hợp với việc lập trình trên phần mềm Matlab để đánh giá động lực học quay vòng tĩnh và động của ô tô


NỘI DUNG:


DANH MỤC HÌNH VẼ ..................................................................... 5 

LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................. 8 

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI. .............................. 10 

1.1. Nhiệm vụ yêu cầu và phân loại ............................................................. 10 

1.1.1. Nhiệm vụ .............................................................................................. 10 

1.1.2. Yêu cầu của hệ thống lái .................................................................. 11 

1.1.3. Phân loại hệ thống lái ....................................................................... 12 

1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động chung của hệ thống lái................. 13 

1.2.1. Cấu tạo .................................................................................................. 13 

1.2.2. Nguyên lý hoạt động ......................................................................... 14 

1.3. Các bộ phận chính của hệ thống lái ..................................................... 14 

1.3.1. Trục lái ................................................................................................. 14 

1.3.2. Cơ cấu lái ............................................................................................. 15 

1.3.2.1. Chức năng ...................................................................................... 15 

1.3.2.2. Một số cơ cấu lái thường dùng ................................................. 16 

1.3.3. Dẫn động lái ........................................................................................ 20 

1.4. Các thông số cơ bản của hệ thống lái .................................................. 23 

1.4.1. Tỉ số truyền của hệ thống lái ........................................................... 23 

1.4.2. Điều kiện không trượt khi quay vòng ........................................... 26 

1.4.3. Góc đặt bánh xe .................................................................................. 29 

1.4.3.1. Góc doãng (góc camper) ............................................................ 30 

Đ             

   

    

 

                                   ! " 

1.4.3.2. Góc nghiêng dọc (góc caster) ................................................... 33 

1.4.3.3. Góc nghiêng ngang của chốt chuyển hướng (góc kingpin)

 ......................................................................................................................... 36 

1.4.3.4. Độ chụm đầu. ................................................................................ 38 

1.4.3.5. Góc quay vòng. ............................................................................ 39 

CHƯƠNG II:  MỘT SỐ HỆ THỐNG LÁI THÔNG DỤNG .................. 41 

2.1. Hệ thống lái cơ khí thông thường không trợ lực. ............................. 41 

2.1.1. Hệ thống lái loại trục vít – bánh vít .............................................. 41 

Cấu tạo: ......................................................................................................... 41 

Nguyên lý làm việc : .................................................................................. 42 

2.1.2. Hệ thống lái loại thanh răng – bánh răng ..................................... 42 

Cấu tạo: ......................................................................................................... 42 

Nguyên lý hoạt động: ................................................................................. 43 

2.1.3. Đánh giá về hệ thống lái cơ học loại thường ( không có trợ 

lực) ..................................................................................................................... 43 

2.2. Hệ thống lái có trợ lực (không có điều khiển điện tử) .................... 44 

2.2.1. Khái quát hệ thống lái trợ lực ......................................................... 44 

2.2.2. Bộ trợ lực lái loại khí ........................................................................ 45 

Cấu tạo : ........................................................................................................ 45 

Nguyên lý hoạt động: ................................................................................. 45 

2.2.3. Hệ thống lái trợ lực thủy lực loại bánh răng xoắn - thanh răng

 ............................................................................................................................ 46 

2.2.3.1. Sơ đồ hệ thống lái trợ lực thủy lực ......................................... 46 

2.2.3.2. Bộ trợ lực thủy lực ...................................................................... 47 

Đ             

   

    

 

                                   ! " 

2.2.3.3. Bơm trợ lực lái ............................................................................. 49 

2.2.4. Đánh giá về hệ thống lái trợ lực không dùng điều khiển điện 

tử . ...................................................................................................................... 50 

2.3. Hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử ............................................... 51 

2.3.1. Khái niệm ............................................................................................. 51 

2.3.2. Một số bộ phận của hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử .... 51 

2.3.3. Sơ đồ và cấu tạo bộ trợ lực lái điều khiển điện tử. ................... 52 

2.3.4. Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái trợ lực điều khiển điện 

tử ........................................................................................................................ 54 

2.3.5. Những ưu điểm của hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử .... 56 

CHƯƠNG III. ĐÁNH GIÁ ĐỘNG LỰC HỌC QUAY VÒNG Ô TÔ ..... 58 

3.1. Phương trình quay vòng ô tô hai cầu ................................................... 58 

3.1.1. Mô hình phẳng của ô tô. ................................................................... 58 

3.1.2. Mô hình của hệ thống lái. ................................................................ 60 

3.2. Đánh giá động lực học quay vòng đều của ô tô hai cầu (Tính điều 

khiển tĩnh)........................................................................................................... 63 

3.2.1 Động lực học mô hình một vệt bánh xe ......................................... 63 

3.2.2. Đánh giá tính điều khiển tĩnh của ô tô. ........................................ 67 

3.2.2.1. Vận tốc góc quay thân xe, hiện tượng quay vòng thừa, 

quay vòng thiếu. .......................................................................................... 68 

3.2.2.2. Góc lệch hướng chuyển động của ô tô (góc lệch bên). ...... 71 

3.2.2.3. Gia tốc bên .................................................................................... 73 

3.2.2.4. Đánh giá đặc tính tốc độ của xe cụ thể. ................................. 74 

3.2. Đánh giá động lực học quay vòng động của xe ô tô hai cầu (Tính 

điều khiển động) ................................................................................................ 78 

3.2.1. Tính điều khiển động ........................................................................ 78 

3.2.1.1. Hàm truyền hệ thống .................................................................. 79 

3.2.1.2. Điều kiện ổn định của hệ thống ............................................... 82 

3.2.2. Đánh giá chất lượng hệ thống trong điều khiển động. .............. 83 

3.2.2.1. Một số khái niệm ......................................................................... 83 

3.2.2.2. Đánh giá quá trình quá độ của hệ thống. ............................... 84 

KẾT LUẬN .................................................................................... 88 

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................. 90 

PHỤ LỤC







LINK DOWNLOAD

M_tả
M_tả

Không có nhận xét nào: