Tóm tắt Luận án Nghiên cứu hiệu quả phanh trên đường có hệ số bám khác nhau của đoàn xe sơ mi rơ moóc làm cơ sở đề xuất giải pháp nhằm giảm thiểu tai nạn giao thông

F )b F (r ) F(h r )                (2.18÷2.20) 2.5.2 Phương trình động lực học ngang SMRM a. Phương trình lắc ngang quanh trục x của khối lượng được treo SMRM là: i 3 i 3 xc2 c2 Ci2 Ki2 Ci1 Ki1 i i c2 Bi kx2 i 1 i 1 J ( F F F F )w F(h h ) M             (2.21) b. Hệ phương trình động lực học ngang của cầu 4, 5, 6 SMRM: Ai Ai Ai Ai CLij KLij Cij Kijm (z y ) F F F F       (2.22÷2.24) 9 Ai Ai Ai Ai i yijm ( y z ) F F     (2.25÷2.27) j 2 Axi Ai Ci1 Ki1 Ci2 Ki2 i CLi2 KLi2 CLi1 KLi1 i yij ij Aij i Bi i j 1 J (F F F F )w (F F F F )b F (r ) F(h r )                (2.28÷2.30) Ai 1i 1c 2iz 2Ai1Ai 1iz 2i Hình 2.8 Sơ đồ động lực học ngang XĐK 2.6 Phương trình động lực học bánh xe ij Aij ijm x Aij Ayij ijJ  Hình 2.9 Sơ đồ động lực học bánh xe Với i=1÷6, j=1 chỉ bánh xe bên trái, j=2 chỉ bánh xe bên phải, ta có phương trình động lực học của các bánh xe như sau: Ayij ij Aij Bij xij dijJ M M F r    (2.31÷2.42) 2.7 Xác định các lực và mô men liên kết 2.7.1 Lực liên kết của hệ thống treo         n n ij ij dij dij ij ij t n Cij ij ij ij dij ij ij dij t t ij ij dij ij ij dij Kij ij ij ij C z f khi f z F C z khi f z f C z f khi z f F K z                                    (2.43) 2.7.2 Tính các lực và mô men liên kết tại khớp yên ngựa (mâm xoay) 10 kx2 kx1 c1 c2 ky1 c1 c2 ky 2 kx1 c1 c2 ky1 c1 c2 c1 c2 kx2 kx1 2 2 c1 c2 c1 c2 F F cos( ) F sin( ) F F sin( ) F cos( ) cos( ) M M 1 sin ( )cos ( )                               (2.50) kx1 kx2 c1 c2 ky2 c1 c2 ky1 ky2 c1 c2 kx2 c1 c2 c2 c1 kx1 kx2 2 2 c2 c1 c2 c1 F F cos( ) F sin( ) F F cos( ) F sin( ) cos( ) M M 1 sin ( )cos ( )                               (2.51) 2.7.3 Tính lực liên kết lốp-đường tại tâm vết tiếp xúc bánh xe xij zij xij yij zij yij t CLij KLij Gij ij Aij ij zij t ij Aij ij F = F φ F = F φ F +F +F khi h - ξ - f 0 F = 0 khi h - ξ - f <0                 (2.52) 2.8 Kết luận chương 2 1. Về xây dựng mô hình Đã xây dựng được mô hình động lực học phanh ĐXSMRM là mô hình lai (Hybrid model) gồm mô hình cấu trúc là dạng hệ nhiều vật MBS; các mô hình xác định lực liên kết là các mô hình thích nghi (Adaptive Model). Với đặc điểm đó ta có thể đưa vào mô hình các hàm điều khiển và yếu tố ngoại cảnh khác nhau cũng như điều chỉnh tham số để mô hình có độ chính xác hơn. Với mô hình trên có thể khảo sát lý thuyết các quá trình động lực học phanh ĐXSMRM ở các giới hạn trượt để nghiên cứu phản ứng của đoàn xe khi có điều khiển của lái xe. 2. Đặc điểm phương pháp Sử dụng Phương pháp Tách cấu trúc Hệ nhiều vật MBS cho phép thay đổi tham số kết cấu và hàm đầu vào khi khảo sát; mô hình lốp Ammon cho phép khảo sát các trạng thái chuyển động tới hạn trong các trường hợp sử dụng và các yếu tố ngoại cảnh thường xuyên thay đổi. 3. Phương pháp giải Việc giải hệ phương trình vi phân được thực hiện bằng phần mềm Matlab-Simulink với phương pháp phân chia mô đun. Đây là phương pháp cho phép lập trình thuận tiện và có thể thay đổi đầu vào ở mỗi mô đun khi khảo sát động lực học ĐXSMRM. 4. Phạm vi ứng dụng Mô hình có thể khảo sát động lực học phanh ĐXSMRM với các tham số sau: ảnh hưởng của vận tốc khi phanh, ảnh hưởng của hệ số bám, ảnh hưởng cường độ phanh, độ nhạy của hệ thống. Có thể sử dụng mô hình để nghiên cứu về Phân bố lực phanh lý tưởng và điều khiển ABS cho đoàn xe, tối ưu động lực học phanh đoàn xe. Chương 3. KHẢO SÁT ĐỘNG LỰC HỌC PHANH ĐOÀN XE SƠ MI RƠ MOÓC 3.1 Phương pháp giải hệ phương trình động lực học phanh ĐXSMRM Để giải hệ 42 phương trình vi phân cấp 2 từ (2.1÷2.42) luận án sử dụng phần mềm Matlab- Simulink. 3.2 Cấu trúc chương trình mô phỏng động lực học ĐXSMRM 11 1 1 1, ,c c cz   1 1 1, y ,c c cx  2 2 2, y ,c c cx  2 2 2, ,c c cz   ij ijx y  ij ijx y  ij xijFxijF ,max ,min yij,max xij xij    ijh , y ,Ai Ai Aiz  ijh , y ,Ai Ai Aiz  zijFzijF ,max ,min yij,max xij xij    ij , ij ijx ijx ijz ij ijz ij ij Hình 3.1 Cấu trúc chương trình mô phỏng 3.3 Khảo sát hiệu quả phanh ĐXSMRM Để nghiên cứu hiệu quả phanh ĐXSMRM trên đường thẳng và đường vòng, dựa theo tiêu chuẩn Châu Âu ECE-R13 [33] và tiêu chuẩn ISO 14794:2011 [24] luận án đã khảo sát 12 phương án trong 3 trường hợp tổng quát phanh ĐXSMRM trong các điều kiện đường và kỹ thuật lái xe khác nhau như sau: 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của hệ số bám đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên đường thẳng a. Khảo sát ảnh hưởng của hệ số bám đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên đường thẳng ở vận tốc 60km/h Điều kiện khảo sát cho ĐXSMRM chạy thẳng ở vận tốc Vo=60km/h, phanh với mức MB=80%MBđm (với MBđm=FGxmaxrd ứng với xmax=0,8) tại t=1s. Khảo sát trên 6 loại đường có hệ số bám khác nhau xmax=[0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0]. Bảng 3.1 Bảng tổng hợp giá trị đánh giá hiệu quả phanh trên 6 loại đường ở 60km/h Hệ số bám φxmax Quãng đường phanh (m) Gia tốc phanh (m/s2) Thời gian phanh (s) Khảo sát Tiêu chuẩn ECE-R13 Khảo sát Tiêu chuẩn ECE-R13 0,5 39,9 31,8 4,0 5,0 4,5 0,6 35,3 31,8 4,7 5,0 3,9 0,7 31,9 31,8 5,6 5,0 3,3 0,8 30,3 31,8 6,3 5,0 3,2 0,9 30,3 31,8 6,3 5,0 3,1 1,0 30,3 31,8 6,3 5,0 3,1 Bảng 3.2 Bảng tổng hợp giá trị đánh giá ổn định phanh ĐXSMRM trên 6 loại đường ở 60km/h Hệ số bám φxmax Hệ số trượt Hệ số tận dụng bám Hệ số tải trọng động s1 s3 s6 e1 e3 e6 kd1 kd3 kd6 0,5 0,04 1,0 1,0 0,84 0,8 0,8 1,6 0,97 0,87 12 0,6 0,03 1,0 1,0 0,64 0,83 0,83 1,65 0,98 0,85 0,7 0,03 0,04 1,0 0,58 0,92 0,98 1,73 0,98 0,83 0,8 0,03 0,04 0,05 0,5 0,79 0,85 1,73 0,98 0,83 0,9 0,03 0,03 0,04 0,45 0,7 0,85 1,71 1,01 0,81 1,0 0,03 0,03 0,04 0,4 0,62 0,78 1,71 1,01 0,81 * Nhận xét: Phanh ĐXSMRM với cường độ 80% mô men phanh định mức ở vận tốc 60km/h trên đường xmax=[0,7; 0,8; 0,9; 1,0] thì gia tốc phanh > 5m/s 2, quãng đường phanh < 31,8m, hiệu quả phanh cao, đoàn xe chuyển động ổn định đạt tiêu chuẩn ECE-R13; đường xmax=0,6 thì các bánh xe cầu giữa và cầu sau bị trượt hoàn toàn, gia tốc phanh khoảng 4,7m/s2, hiệu quả phanh giảm 25%; đường xmax=0,5 thì các bánh xe cầu giữa và cầu sau bị trượt hoàn toàn, gia tốc phanh khoảng 4m/s2, hiệu quả phanh giảm khoảng 37%. Vậy phanh ĐXSMRM với cường độ 80% ở vận tốc 80km/h trên đường có hệ số bám xmax=[0,5; 0,6; 0,7] thì đoàn xe bị trượt, mất ổn định và hiệu quả phanh giảm. b. Khảo sát ảnh hưởng của hệ số bám đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên đường thẳng ở vận tốc 80km/h Điều kiện khảo sát cho ĐXSMRM chạy thẳng ở vận tốc Vo=80km/h, phanh với mức MB=80% MBđm (với MBđm=FGxmax rd ứng với xmax=0,8), tại thời điểm t=1s. Khảo sát trên 6 loại đường có hệ số bám khác nhau xmax=[0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0]. Bảng 3.3 Bảng tổng hợp giá trị đánh giá hiệu quả phanh ĐXSMRM trên 6 loại đường ở 80km/h Hệ số bám φxmax Quãng đường phanh (m) Gia tốc phanh (m/s2) Thời gian phanh (s) Khảo sát Tiêu chuẩn ECE-R13 Khảo sát Tiêu chuẩn ECE-R13 0,5 68,5 56,6 4,0 5,0 5,9 0,6 59,9 56,6 4,7 5,0 5,0 0,7 53,5 56,6 5,6 5,0 4,4 0,8 50,3 56,6 6,3 5,0 4,0 0,9 50,3 56,6 6,3 5,0 4,0 1,0 50,3 56,6 6,3 5,0 4,0 Bảng 3.4 Bảng tổng hợp giá trị đánh giá ổn định phanh ĐXSMRM trên 6 loại đường ở 80km/h Hệ số bám φxmax Hệ số trượt Hệ số tận dụng bám Hệ số tải trọng động s1 s3 s6 e1 e3 e6 kd1 kd3 kd6 0,5 0,04 1,0 1,0 0,84 0,8 0,8 1,6 0,962 0,87 0,6 0,032 1,0 1,0 0,68 0,84 0,84 1,65 0,965 0,85 0,7 0,028 0,08 1,0 0,58 0,93 0,85 1,72 0,965 0,83 0,8 0,028 0,08 0,1 0,5 0,78 0,98 1,72 0,965 0,83 0,9 0,026 0,06 0,08 0,44 0,7 0,85 1,71 1,01 0,81 1,0 0,026 0,06 0,08 0,4 0,64 0,78 1,71 1,01 0,81 * Nhận xét: Phanh ĐXSMRM với cường độ MB=80% MBđm ở V0= 80km/h trên đường xmax=[0,7; 0,8; 0,9; 1,0] thì gia tốc phanh > 5m/s 2, quãng đường phanh < 56,6m đạt tiêu chuẩn ECE-R13, hiệu quả phanh cao, đoàn xe chuyển động ổn định; đường xmax = 0,6 thì các bánh xe 31 và 61 bị trượt hoàn toàn, gia tốc phanh khoảng 4,7m/s2, giảm khoảng 25%; đường xmax=0,5 thì 13 các bánh xe 31, 61 bị trượt hoàn toàn, gia tốc phanh khoảng 4m/s2, giảm khoảng 37%. Vậy phanh đoàn xe với cường độ 80% ở vận tốc 80km/h trên đường xmax=[0,5; 0,6; 0,7] thì đoàn xe bị trượt, mất ổn định và giảm hiệu quả phanh. 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của cường độ phanh đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên đường thẳng a. Khảo sát ảnh hưởng của cường độ phanh đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên đường thẳng ở vận tốc 60km/h Điều kiện khảo sát cho ĐXSMRM chạy thẳng ở vận tốc Vo=60km/h, trên đường có hệ số bám xmax=0,8. Khảo sát với 6 mức phanh MB=[50; 60; 70; 80; 90; 100]%MBđm (với MBđm=FGxmaxrd ứng với xmax=0,8). Bảng 3.5 Bảng tổng hợp giá trị đánh giá hiệu quả phanh ĐXSMRM với 6 mức phanh ở 60km/h Mức phanh MB(Nm) Quãng đường phanh (m) Gia tốc phanh (m/s2) Thời gian phanh (s) Khảo sát Tiêu chuẩn ECE-R13 Khảo sát Tiêu chuẩn ECE-R13 50% MBđm 43,2 31,8 3,9 5,0 4,7 60% MBđm 37,5 31,8 4,7 5,0 4,0 70% MBđm 33,4 31,8 5,5 5,0 3,3 80% MBđm 30,3 31,8 6,3 5,0 3,2 90% MBđm 29,2 31,8 6,3 5,0 3,1 100% MBđm 28,4 31,8 6,3 5,0 3,0 * Nhận xét: Phanh mức MB=[80; 90; 100]%MBđm thì gia tốc phanh đạt 6,3m/s 2 và quãng đường phanh khoảng 30m đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn ECE-R13; phanh mức MB=[50; 60; 70]%MBđm thì đoàn xe ổn định nhưng gia tốc phanh và quãng đường phanh không đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn ECE-R13; phanh mức MB=100%MBđm các bánh xe cầu giữa và cầu sau bị bó cứng và trượt hoàn toàn, ĐXSMRM có dấu hiệu mất ổn định nhẹ. b. Khảo sát ảnh hưởng của cường độ phanh đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên đường thẳng ở vận tốc 80km/h ĐXSMRM chạy thẳng ở vận tốc Vo=80km/h, trên đường có hệ số bám xmax=0,8. Khảo sát với 6 mức phanh MB=[50; 60; 70; 80; 90; 100]% MBđm (với MBđm=FGxmaxrd ứng với xmax=0,8). Bảng 3.7 Bảng tổng hợp giá trị đánh giá hiệu quả phanh ĐXSMRM với 6 mức phanh ở 80km/h Mức phanh MB(Nm) Quãng đường phanh (m) Gia tốc phanh (m/s 2) Thời gian phanh (s) Khảo sát Tiêu chuẩn ECE-R13 Khảo sát Tiêu chuẩn ECE-R13 50% MBđm 73,0 56,6 4,0 5,0 6,1 60% MBđm 63,0 56,6 4,7 5,0 5,2 70% MBđm 55,8 56,6 5,5 5,0 4,5 80% MBđm 50,3 56,6 6,3 5,0 4,0 90% MBđm 48,6 56,6 6,3 5,0 3,9 100% MBđm 47,6 56,6 6,3 5,0 3,9 * Nhận xét: Phanh ĐXSMRM với cường độ MB = [70; 80; 90; 100]%MBđm thì gia tốc phanh lớn hơn 5m/s2 và quãng đường phanh nhỏ hơn 56,6m đạt tiêu chuẩn ECE-R13; phanh mức MB=[50; 60]%MBđm thì các bánh xe không bị trượt, đoàn xe chuyển động ổn định nhưng gia tốc phanh và quãng đường phanh không đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn ECE-R13; phanh mức MB 14 =100%MBđm thì bánh xe cầu 3, 6 bị bó cứng và trượt hoàn toàn, đoàn xe có dấu hiệu mất ổn định. 3.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của vận tốc bắt đầu phanh đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên đường thẳng a. Khảo sát ảnh hưởng của vận tốc bắt đầu phanh đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên đường thẳng có hệ số bám xmax= 0,8 Điều kiện khảo sát cho ĐXSMRM chạy thẳng trên đường có hệ số bám xmax=0,8; phanh mức MB=80%MBđm (với MBđm=FGxmaxrd ứng với xmax=0,8). Khảo sát với 12 cấp vận tốc Vo=[30; 35; 40; 45; 50; 55]km/h và Vo=[60; 65; 70; 75; 80; 85]km/h. Bảng 3.9 Thông số hiệu quả phanh ĐXSMRM ứng với các vận tốc khác nhau trên đường 0,8 Vận tốc bắt đầu phanh V0(km/h) Quãng đường phanh (m) Gia tốc phanh (m/s 2) Thời gian phanh (s) Khảo sát Tiêu chuẩn ECE-R13 Khảo sát Tiêu chuẩn ECE-R13 30 9,5 11,4 6,3 5,0 1,8 35 12,2 14,7 6,3 5,0 2,3 40 15,2 18,3 6,3 5,0 2,3 45 18,5 22,3 6,3 5,0 2,5 50 22,1 26,7 6,3 5,0 2,7 55 26,1 31,5 6,3 5,0 2,9 60 30,3 36,7 6,3 5,0 3,2 65 34,9 42,3 6,3 5,0 3,4 70 39,7 48,2 6,3 5,0 3,6 75 44,9 54,5 6,3 5,0 3,8 80 50,3 61,2 6,3 5,0 4,0 85 56,1 68,3 6,3 5,0 4,3 * Nhận xét: Đoàn xe SMRM chạy ở các vận tốc Vo=[30; 35; 40; 45; 50; 55; 60; 65; 70; 75; 80; 85]km/h trên đường xmax= 0,8 rồi phanh với cường độ 80%MBđm thì gia tốc phanh khoảng 6,3m/s2 lớn hơn qui định 5m/s2 và quãng đường phanh có giá trị nhỏ hơn (0,15V+V2/130)m, đạt tiêu chuẩn ECE-R13, đoàn xe chuyển động ổn định. b. Khảo sát ảnh hưởng của vận tốc bắt đầu phanh đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên đường thẳng có hệ số bám xmax= 0,6 Điều kiện khảo sát cho ĐXSMRM chạy thẳng trên đường có hệ số bám xmax=0,6; cường độ phanh MB =80%MBđm (với MBđm=FGxmaxrd ứng với xmax=0,8). Khảo sát với 12 mức vận tốc Vo=[30; 35; 40; 45; 50; 55]km/h và Vo=[60; 65; 70; 75; 80; 85]km/h. Bảng 3.11 Thông số hiệu quả phanh ĐXSMRM ứng với các vận tốc khác nhau trên đường 0,6 Vận tốc bắt đầu phanh V0(km/h) Quãng đường phanh (m) Gia tốc phanh (m/s2) Thời gian phanh (s) Khảo sát Tiêu chuẩn ECE-R13 Khảo sát Tiêu chuẩn ECE-R13 30 10,3 11,4 4,7 30 10,3 35 13,5 14,7 4,7 35 13,5 40 17,0 18,3 4,7 40 17,0 45 21,0 22,3 4,7 45 21,0 15 50 25,3 26,7 4,7 50 25,3 55 30,1 31,5 4,7 55 30,1 60 35,3 36,7 4,7 60 35,3 65 40,8 42,3 4,7 65 40,8 70 46,8 48,2 4,7 70 46,8 75 53,1 54,5 4,7 75 53,1 80 59,9 61,2 4,7 80 59,9 85 67,0 68,3 4,7 85 67,0 * Nhận xét: Khi ĐXSMRM chạy ở các vận tốc từ (30 đến 85)km/h trên đường có hệ số bám xmax= 0,6 rồi phanh với cường độ 80%MBđm (ứng với xmax=0,8) thì gia tốc phanh khoảng 4,7m/s 2 không đạt qui định của tiêu chuẩn ECE-R15; quãng đường phanh có giá trị nhỏ hơn (0,15V+V2/130)m, đạt tiêu chuẩn ECE-R13; các bánh xe cầu giữa và cầu sau bị trượt hoàn toàn, đoàn xe có dấu hiệu chuyển động không ổn định. 3.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của cường độ phanh đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên đường vòng a. Khảo sát ảnh hưởng của cường độ phanh đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên đường vòng có hệ số bám xmax= 0,8 Dựa theo tiêu chuẩn ISO 19747:2011 [24] luận án khảo sát ĐXSMRM trong đường vòng với điều kiện giả định như sau: cho đoàn xe chạy trên đường vòng trái có bán kính R=100m, ở vận tốc Vo=50km/h trên đường có hệ số bám 0,8. Khảo sát với 6 mức phanh MB=[0, 50, 60, 70, 80, 90]%MBđm (MBđm=FGxmaxrd ứng với xmax=0,8). Bảng 3.13 Giá trị đánh giá hiệu quả phanh ứng với 6 mức phanh trong đường vòng xmax=0,8 Mức phanh MB(Nm) Quãng đường phanh (m) Gia tốc phanh (m/s2) Góc lệch thân xe k(độ) Khảo sát Tiêu chuẩn ECE-R13 Khảo sát Tiêu chuẩn ECE-R13 Khảo sát Tiêu chuẩn 0% MBđm 0,0 0,0 0,0 0,0 0,2 45 50% MBđm 27,5 22,1 4,2 5,0 0,5 45 60% MBđm 25,8 22,1 4,9 5,0 0,7 45 70% MBđm 24,2 22,1 5,8 5,0 1,2 45 80% MBđm 22,6 22,1 6,1 5,0 1,5 45 90% MBđm 21,0 22,1 6,2 5,0 2,0 45 * Nhận xét: ĐXSMRM khi chạy trong đường vòng trái có bán kính R=100m, ở vận tốc Vo=50km/h trên đường xmax=0,8 rồi phanh với 6 mức MB=[0; 50; 60; 70; 80; 90]%MBđm thì quãng đường phanh đạt yêu cầu khi phanh mức 90%MBđm và gia tốc phanh đạt yêu cầu khi phanh mức MB=[70; 80; 90]%MBđm; các bánh xe 31, 61, 62 bị bó cứng và trượt hoàn toàn, ĐXSMRM có dấu hiệu mất ổn định. b. Khảo sát ảnh hưởng của cường độ phanh đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên đường vòng có hệ số bám xmax= 0,6 Điều kiện khảo sát cho ĐXSMRM chạy trên đường vòng trái có bán kính R=100m, ở vận tốc Vo=50km/h, đường có hệ số bám 0,6. Khảo sát với 6 mức phanh MB=[0, 50, 60, 70, 80, 90]%MBđm (MBđm=FGxmaxrd ứng với xmax=0,8). 16 Bảng 3.21 Giá trị đánh giá hiệu quả phanh ứng với 6 mức phanh trong đường vòng xmax=0,6 Mức phanh MB(Nm) Quãng đường phanh (m) Gia tốc phanh (m/s2) Góc lệch thân xe k(độ) Khảo sát Tiêu chuẩn ECE-R13 Khảo sát Tiêu chuẩn ECE-R13 Khảo sát Tiêu chuẩn 0% MBđm 0,0 0,0 0,0 0,0 0,3 45 50% MBđm 27,5 22,1 4,2 5,0 1,2 45 60% MBđm 25,5 22,1 4,6 5,0 2,0 45 70% MBđm 24,2 22,1 4,9 5,0 29,2 45 80% MBđm 22,6 22,1 5,1 5,0 54,8 45 90% MBđm 21,0 22,1 5,2 5,0 56,7 45 * Nhận xét: ĐXSMRM khi chạy trong đường vòng trái có bán kính R=100m, ở vận tốc Vo=50km/h trên đường xmax=0,6 rồi phanh với 6 mức MB=[0; 50; 60; 70; 80; 90]%MBđm thì quãng đường phanh đạt yêu cầu khi phanh mức 90%MBđm và gia tốc phanh đạt yêu cầu khi phanh mức MB=[80; 90]%MBđm; các bánh xe 11, 31, 32, 61, 62 bị bó cứng và trượt hoàn toàn; góc lệch giữa thân XĐK và SMRM vượt quá giá trị giới hạn của Ủy ban an toàn giao thông quốc gia Mỹ [19], đoàn xe bị gập thân rất nguy hiểm. 3.3.5. Khảo sát ảnh hưởng của lệch phanh đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên đường vòng a. Khảo sát ảnh hưởng của chậm phanh đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên đường vòng có hệ số bám xmax= 0,8 Điều kiện khảo sát cho ĐXSMRM chạy trên đường vòng có bán kính R=100m, ở vận tốc Vo=50km/h, đường có hệ số bám 0,8. Phanh mức MB= 60%MBđm (MBđm=FGxmaxrd ứng với xmax=0,8). Khảo sát với 6 mức chậm phanh giữa SMRM và XĐK là tc=[0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1]s. Bảng 3.25 Hiệu quả phanh ứng với 6 mức chậm phanh trong đường vòng xmax=0,8 Thời gian chậm phanh tc(s) Quãng đường phanh (m) Gia tốc phanh (m/s2) Góc lệch thân xe k(độ) Khảo sát Tiêu chuẩn ECE-R13 Khảo sát Tiêu chuẩn ECE-R13 Khảo sát Tiêu chuẩn 0,0 24,0 22,1 4,8 5,0 0,7 45 0,2 25,0 22,1 4,9 5,0 0,9 45 0,4 26,5 22,1 4,9 5,0 1,5 45 0,6 27,5 22,1 4,9 5,0 1,9 45 0,8 28,1 22,1 4,9 5,0 2,4 45 1,0 28,9 22,1 4,9 5,0 2,7 45 * Nhận xét: ĐXSMRM chạy trên đường vòng trái có bán kính R=100m, ở vận tốc Vo=50km/h, đường có hệ số bám 0,8 phanh mức MB=60%MBđm với 6 mức chậm phanh giữa SMRM và XĐK là tc=[0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1]s thì quãng đường phanh và gia tốc phanh không đạt yêu cầu; các bánh xe 31, 61, 62 bị bó cứng và trượt hoàn toàn, đoàn xe mất ổn định. b. Khảo sát ảnh hưởng của nhanh phanh đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên đường vòng có hệ số bám xmax= 0,8 Điều kiện khảo sát cho ĐXSMRM chạy trên đường vòng có bán kính R=100m, ở vận tốc Vo=50km/h, đường có hệ số bám 0,8. Phanh mức MB=60%MBđm (MBđm=FGxmaxrd ứng với 17 xmax=0,8). Khảo sát với 6 mức nhanh phanh giữa SMRM và XĐK là tn = [0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1]s. Bảng 3.29 Hiệu quả phanh ứng với 6 mức nhanh phanh trong đường vòng xmax=0,8 Thời gian nhanh phanh tn(s) Quãng đường phanh (m) Gia tốc phanh (m/s2) Góc lệch thân xe k(độ) Khảo sát Tiêu chuẩn ECE-R13 Khảo sát Tiêu chuẩn ECE-R13 Khảo sát Tiêu chuẩn 0,0 24,0 22,1 4,8 5,0 0,7 45 0,2 23,3 22,1 4,9 5,0 1,0 45 0,4 22,0 22,1 5,0 5,0 0,9 45 0,6 21,5 22,1 5,05 5,0 0,8 45 0,8 19,2 22,1 5,1 5,0 0,8 45 1,0 17,7 22,1 5,1 5,0 0,7 45 * Nhận xét: ĐXSMRM chạy trên đường vòng trái có bán kính R=100m, ở vận tốc Vo=50km/h, đường có hệ số bám 0,8 phanh mức MB=60%MBđm với 6 mức nhanh phanh giữa SMRM và XĐK thì quãng đường phanh và gia tốc phanh đạt yêu cầu khi nhanh phanh một khoảng thời gian tn=[0,4; 0,6; 0,8; 1]s; các bánh xe 61, 62 bị bó cứng và trượt hoàn toàn, đoàn xe mất ổn định khi SMRM nhanh phanh hơn XĐK một khoảng thời gian tn=[0,8; 1]s. Vì vậy, để nâng cao hiệu quả phanh của ĐXSMRM ta nên điều khiển cho các bánh xe của SMRM phanh sớm hơn các bánh xe của XĐK từ 0,4giây đến 0,6 giây. 3.4 Giải pháp nâng cao hiệu quả phanh ĐXSMRM nhằm giảm thiểu tai nạn giao thông - Để nâng cao hiệu quả phanh cho ĐXSMRM nhằm giảm thiểu tai nạn giao thông do ĐXSMRM gây ra luận án xin đề xuất các giải pháp như sau: - ĐXSMRM chạy ở V0≥ 60km/h trên đường có hệ số bám xmax≥0,7 thì mức phanh tối ưu bằng 80% mô men phanh định mức; ĐXSMRM chạy ở các vận tốc từ (30÷85)Km/h trên đường xmax= 0,8 thì mức phanh tối ưu bằng 80%MBđm; trên đường có hệ số bám xmax= 0,6 thì phanh với cường độ <80%MBđm. - ĐXSMRM khi chạy trong đường vòng ở vận tốc Vo=50km/h trên đường xmax=0,8 thì không được phanh quá với mức 90%MBđm; đường xmax=0,6 thì không được phanh quá với mức 80%MBđm - Để ĐXSMRM chuyển động an toàn và đạt hiệu quả phanh cao thì nên thiết kế cho SMRM phanh sớm hơn XĐK một khoảng thời gian tn=(0,4÷0,6)s; lắp bộ điều hòa lực phanh cho cầu trước hoặc trang bị hệ thống phanh ABS. 3.5 Kết luận chương 3 - Đã khảo sát 12 phương án xét ảnh hưởng của hệ số bám, vận tốc phanh ban đầu, cường độ phanh đến phản ứng của ĐXSMRM thông qua gia tốc phanh, hệ số sử dụng trọng lượng bám và thông số ổn định phanh như hệ số trượt, hệ số tải trọng động. - Mô hình mô phỏng được mô đun hóa cho phép thay đổi tham số khảo sát và xác định nội hàm cho các bài toán điều khiển sau này. Đặc điểm của mô hình là cho trước các thông số ngoại cảnh như hệ số bám, phản ứng của lái xe như tăng tốc, phanh, quay vô lăng để khảo sát hầu hết các trạng thái chuyển động bình thường cho đến trạng thái tới hạn. Mô hình có thể mô phỏng hầu hết 18 các trạng thái động lực học phanh đoàn xe. - Có thể sử dụng mô hình trên để khảo sát phân bố lực phanh lý tưởng cho bài toán điều hòa lực phanh; có thể dùng mô hình trên để nghiên cứu ABS và nghiên cứu hệ thống ổn định đoàn xe ESP. - Với phương pháp tách cấu trúc Hệ nhiều vật MBS và Phương trình Newton-Euler có thể thành lập mô hình động lực học phanh đoàn xe có nhiều khâu khác nhau. Mô hình có thể mở rộng cho bài toán tối ưu kết cấu xác định tham số. - Hạn chế của mô hình: do giả thiết đoàn xe đối xứng trục dọc nên không khảo sát được trạng thái lệch tải ngang. Đoàn xe có kết cấu khung dài nên cần mô tả khung xoắn thì kết quả sẽ chính xác hơn. Chương 4. THÍ NGHIỆM PHANH ĐOÀN XE SƠ MI RƠ MOÓC 4.1 Mục tiêu và đối tượng thí nghiệm 4.1.1 Mục tiêu thí nghiệm Thí nghiệm xác định hàm hệ số bám của bánh xe theo hệ số trượt x(sx) làm thông số đầu vào cho mô hình khảo sát động lực học phanh ĐXSMRM; Kiểm chứng độ chính xác mô hình động lực học phanh ĐXSMRM. 4.1.2 Đối tượng thí nghiệm Đối tượng thí nghiệm là ĐXSMRM 6 cầu, gồm XĐK Trung Quốc FAW và SMRM Tân Thanh 40F. 4.2 Xác định hàm hệ số bám của bánh xe làm thông số đầu vào cho mô hình khảo sát Hệ số bám dọc của bánh xe theo thời gian như sau: ( ) ( ) ( ) x x z F t t F t   (4.2) Để xác định hệ số bám bằng thực nghiệm ta phải xác định (đo) hai thông số là lực tiếp tuyến Fx và phản lực thẳng đứng Fz. Lực tiếp tuyến Fx đo trực tiếp và phản lực Fz đo gián tiếp. 4.2.1 Xác định phản lực Fz Sử dụng phương pháp tách vật đối với mô hình động lực học ô tô ¼ ta có tính được phản lực thẳng đứng của đường tác dụng lên bánh xe là: Z G CL G AF F F F mz m       (4.7) Tải trọng tĩnh FG được cân, tải trọng động FCL xác định thông qua đo gia tốc ,z  4.2.2. Xác định lực tiếp tuyến Fx Dựa vào phương trình cân bằng lực kéo ta có: 12 61 62 ij 1 x Bx Bx mk R wxF F F F F F     (4.12) 4.2.3 Xác định hệ số trượt dọc Khi phanh: ( ) ( ) ( ) ( ) d x x t r t s t x t      (4.14) Khi tăng tốc: ( ) ( ) ( ) ( ) d x d r t x t s t r t        (4.15) 19 1. Cảm biến loadcell đo lực dọc; 2. Cảm biến đo gia tốc thẳng đứng thân xe tại cầu 6; 3. Cảm biến đo gia tốc thẳng đứng cầu 6; 4. Cảm biến đo vận tốc góc bánh xe phanh cầu 6; 5. Cân tải trọng xe; 6. Cảm biến đo vận tốc góc bánh xe không phanh cầu 5 Hình 4.1 Sơ đồ lắp đặt cảm biến trên ĐXSMRM thí nghiệm 4.3. Thiết bị thí nghiệm phanh ĐXSMRM Muốn xác định hàm hệ số bám dọc của bánh xe, ta cần các cảm biến và thiết bị đo như: - Cảm biến đo lực kéo Loadcell ZSGB-A-30T đặt giữa xe kéo và ĐXSMRM thí nghiệm để xác định giá trị lực dọc Fmk của ĐXSMRM. - Cảm biến đo vận tốc góc Sharp Rotary Encoder số 1 đặt ở trục bánh xe không phanh cầu số 5 để xác định giá trị vận tốc góc bánh xe không phanh cầu 5 ( 5 ). - Cảm biến đo vận tốc góc Sharp Rotary Encoder số 2 đặt ở trục bánh xe có phanh của cầu số 6 để xác định giá trị vận tốc góc bánh xe phanh cầu 6 ( 6 ). - Cảm biến gia tốc MMA7361LC-XYZ AXIS đặt trên thân xe tại vị trí đầu trên hệ thống treo cầu số 6 để đo gia tốc thẳng đứng thân xe ( 6z ). - Cảm biến gia tốc MMA7361LC-XYZ AXIS đặt trên cầu xe số 6 tại vị trí đầu dưới hệ thống treo để đo gia tốc thẳng đứng cầu xe ( 6  ). - Bộ thu nhận và xử lý tín hiệu NI (National Instruments) - Máy tính và phần mềm thí nghiệm Measurement & Automation - Cân điện tử Sơ đồ hệ thống đo các thông số mk 5 6 6 6(F , , , z , )      của ĐXSMRM như hình (4.7). B ộ t h u n h ậ n v à x ử l ý tí n h iệ u N I M á y tí n h 6 6Z  6  5 x x ( s )  H à m h ệ s ố b á m Hình 4.2 Sơ đồ hệ thống thí nghiệm đo hàm hệ số bám của bánh xe 4.4 Qui trình thí nghiệm 4.4.1 Công việc chuẩn bị Để phục vụ cho việc thí nghiệm phanh ĐXSMRM trên đường khô và đường ướt phải chuẩn bị như sau: 01 ĐXSMRM để thí nghiệm, cắt bỏ phanh cầu số 1, 2, 3, 4, 5, chỉ chừa lại phanh các bánh xe của cầu số 6; 01 xe kéo để kéo đoàn xe thí nghiệm; 01 xe bồn tưới cây để tưới ướt đường thí nghiệm; Thiết bị thí nghiệm bao gồm: Cảm biến đo vận tốc góc của bánh xe không phanh, cảm biến đo vận tốc góc của bánh xe phanh, cảm biến đo lực kéo ĐXSMRM thí nghiệm,