Nghiên cứu đánh giá khả năng leo dốc của xe ô tô có một cầu chủ động và hai cầu chủ động bằng phần mềm Carsim

Chia sẻ: Mộ Dung Vân Thư | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

15
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo "Nghiên cứu đánh giá khả năng leo dốc của xe ô tô có một cầu chủ động và hai cầu chủ động bằng phần mềm Carsim" sử dụng phần mềm mô phỏng Carsim để tiến hành mô phỏng quá trình leo dốc của cùng 1 xe có hai phiên bản hệ thống truyền lực là một cầu chủ động và cả hai cầu chủ động. Từ đó xuất dữ liệu mô phỏng và đánh giá một số thông số của ô tô trong quá trình leo dốc. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu đánh giá khả năng leo dốc của xe ô tô có một cầu chủ động và hai cầu chủ động bằng phần mềm Carsim

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LEO DỐC CỦA XE Ô TÔ CÓ MỘT CẦU CHỦ ĐỘNG VÀ HAI CẦU CHỦ ĐỘNG BẰNG PHẦN MỀM CARSIM Lê Thanh Tùng, Đặng Thị Y Phụng*, Nguyễn Diệp Hưng, Lê Thành Được Viện Kỹ thuật, Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh GVHD: Huỳnh Quang Thảo TÓM TẮT Nền công nghiệp ô tô đang ngày càng phát triển mạnh, số lượng ô tô tăng nhanh, mật độ lưu thông trên đường ngày càng lớn. Các xe ngày càng được thiết kế với hiệu suất cao hơn, tốc độ chuyển động nhanh hơn và yêu cầu đặt ra với khả năng leo dốc, vượt chướng ngại vật cũng càng cao hơn. Để đánh giá khả năng leo dốc của xe ô tô, của ô tô, bài báo “nghiên cứu đánh giá khả năng leo dốc của xe ô tô có một cầu chủ động và hai cầu chủ động bằng phần mềm Carsim” sử dụng phần mềm mô phỏng Carsim để tiến hành mô phỏng quá trình leo dốc của cùng 1 xe có hai phiên bản hê thống truyền lực là một cầu chủ động và cả hai cầu chủ động. Từ đó xuất dữ liệu mô phỏng và đánh giá một số thông số của ô tô trong quá trình leo dốc. Từ khóa: Carsim, Hệ thống truyền lực, Khả năng leo đốc, Xe 1 cầu chủ động, xe 2 cầu chủ động. 1. GIỚI THIỆU Khả năng leo dốc của một chiếc ô tô phụ thuộc vào nhiều yếu tố như động cơ, hộp số, trọng lượng, trọng tải, khối lượng, độ bám đường và độ dốc của dốc. Động cơ mạnh mẽ và hộp số tốt sẽ giúp chiếc ô tô có đủ lực để vượt qua dốc. Trọng lượng và trọng tải của xe cũng quan trọng vì nó ảnh hưởng đến khả năng tăng tốc và vượt qua dốc. Độ bám đường của xe cũng ảnh hưởng đến khả năng leo dốc. Nếu đường trơn trượt hoặc bẩn, xe sẽ khó leo dốc hơn so với đường khô ráo và có độ bám tốt. Độ dốc của dốc cũng quan trọng. Nếu độ dốc quá lớn, chiếc ô tô sẽ không thể leo lên được. Đối với một số loại ô tô như xe tải, xe buýt hay xe chuyên dụng, khả năng leo dốc còn phụ thuộc vào hệ thống phanh và hệ thống lái và cả kỹ năng lái xe của tài xế. Vì vậy, để đánh giá khả năng leo dốc của một chiếc ô tô, cần phải xem xét tất cả các yếu tố trên và đảm bảo rằng xe đáp ứng được yêu cầu của dốc cụ thể trên đường đi. Việc nghiên cứu và đánh giá khả năng leo dốc của một chiếc xe thông qua các chỉ tiêu đánh giá là độc dốc tối đa mà xe có thể vượt qua cũng như tính ổn định chuyển động của xe cần phải được thực hiện bằng các bài thực nghiệm với những điều kiện cụ thể. Tuy nhiên để thực nghiệm cần phải tuân thủ những yêu cầu và điều kiện cụ thể như cơ sở vật chất, trang thiết bị, đặc biệt tốn rất nhiều thời gian, công sức, tiền của mới đưa ra được kết quả và đôi khi qua nhiều khâu chuyển đổi, tính toán trung gian sẽ làm độ chính xác của kết quả bị giảm đi. Chính vì lẽ đó, phần mềm sẽ là một sự lựa chọn tất yếu để 266
có thể nâng cao chất lượng và năng suất. Sử dụng phần mềm sẽ giảm thiểu được những tổn hao về kinh tế, thời gian và mang lại độ chính xác cao. 2. PHẦN MỀM MÔ PHỎNG CARSIM CarSim là một phần mềm mô phỏng được phát triển bởi công ty Mechanical Simulation Corporation. Phần mềm này được sử dụng để mô phỏng động học và động lực học của các loại xe khác nhau, bao gồm các phương tiện cơ giới, xe tải, xe hơi thể thao và xe đua. Phần mềm CarSim cung cấp cho người sử dụng các công cụ để thiết kế và mô phỏng hệ thống treo, hệ thống lái, hệ thống phanh và động cơ của xe. Nó cũng cung cấp các công cụ để xác định các thông số chính như tốc độ, gia tốc, lực phanh và lực tác dụng lên xe. Với CarSim, người sử dụng có thể tạo ra các kịch bản để mô phỏng các tình huống giao thông khác nhau, từ những đường phố đô thị đông đúc đến các đường đua. Các kết quả của mô phỏng này có thể được sử dụng để đánh giá hiệu suất của các hệ thống xe và cải thiện chúng. Phần mềm CarSim được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô, trong nghiên cứu và phát triển các sản phẩm mới, cũng như trong giáo dục và đào tạo để giúp người học hiểu rõ hơn về động học và động lực học của các loại xe khác nhau. Hình 1. Màn hình chính phần mềm Carsim 3. THIẾT LẬP DỮ LIỆU MÔ PHỎNG Dữ liệu đầu vào mà phần mềm Carsim yêu cầu chính là những mô hình ô tô, thông số kết cấu và các tình trạng ngoại cảnh tác động lên nó. Để thuận tiện cho quá trình này, phần mềm đã tích hợp một kho lưu trữ đầy đủ các chủng loại xe trên thực tế để người sử dụng có thể nhanh chóng đưa và mô phỏng. Trong quá trình xây dựng mô hình mô phỏng, chúng ta có thể tác động vào các thông số sẳn có của phần mềm để thay đổi theo những thông số xe cần mô phỏng. Ta thiết lập dữ liệu đầu vào là xe Hatchback B – Class. Lựa chọn 2 mô hình xe lần lượt có hệ thống truyền lực cầu trước chủ động và cầu sau chủ động, các thông số còn lại chúng ta có thể thay đổi theo dữ liệu đầu vào từ xe thực tế. 267
Hình 2. Thiết lập các thông số đầu vào cho xe cầu trước chủ động Tiếp theo ta chọn chu trình thủ nghiệm 2WD to 4WD (đây là chu trình thử nghiệm leo dốc), chọn góc dốc và thiết lập các thông số điều kiện mặt đường, thời gian, vị trí mô phỏng. Hình 3. Chọn và thiết lập thông số chu trình mô phỏng Sau khi đã thiết lập mô hình đối với xe không có hệ thống truyền lực cầu trước chủ động, tiếp tục sử dụng các thông số của mô hình đó và tạo một mô hình mô phỏng mới có hệ thống truyền lực hai cầu chủ động. Hình 4. Thiết lập mô hình xe có hệ thống truyền lực hai cầu chủ động 268
Sau khi đã thiết lập xong hai mô hình mô phỏng của xe có hệ thống truyền lực cầu trước chủ động (xe màu đỏ) và xe có hệ thống truyền lực hai cầu chủ động (xe màu xanh), tiến hành cho chạy hai mô hình trong cùng một mô phỏng để so sánh sự tính hiệu quả và ổn định trong quá trình phanh. 4. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ Phần mềm mô phỏng Carsim sẽ cho ra hai dạng kết quả là video mô phỏng và đồ thị. Từ kết quả video mô phỏng quá trình leo dốc của xe có hệ thống truyền lực cầu trước chủ động (xe màu đỏ) và xe có hệ thống truyền lực hai cầu chủ động (xe màu xanh) dễ dàng nhận thấy rằng có sự khác biệt lớn về khả năng leo dốc cũng như tính ổn định chuyển động của xe. Xe có sử dụng hệ thống truyền lực hai cầu chủ động cho khả năng leo dốc tốt hơn (vượt qua được độ dốc mô phỏng), tính ổn định chuyển động cao hơn, mặc dù cả 2 xe đều có các thông số tương đương nhau về động học, tuy nhiên xe có hệ thống truyền lực cầu trước chủ động không có khả năng vượt qua được độ dốc mô phỏng, xe chỉ chuyển động được một đoạn đường ngắn ở đầu dốc. Hình 5. Video mô phỏng và đồ thị thông số kết quả quá trình phanh. Phần mềm Carsim cho ra các kết quả về lực, mô men, vận tốc, gia tốc, góc xoay, góc đánh lái,… của cả 2 xe. Hình 6. Đồ thị thể hiện quảng đường xe di chuyển theo thời gian 269
Từ đồ thị cho thấy rằng xe ô tô 2 cầu chủ động di chuyển lên dốc với quảng đường lớn hơn và di chuyển liên tục trong cùng một thời gian mô phỏng so với xe có cầu trước chủ động xe di chuyển lên dốc không ổn định, từ giây thứ 9 đến giây 15, xe có hệ thống truyền lực cầu trước chủ động gần như không di chuyển. Hình 7. Đồ thị mô men xoắn tại các bánh xe cầu trước và sau Đồ thị hình 7 cho ta mô men xoắn tại các bánh xe cầu trước và cầu sau của cả 2 xe có hệ thống truyền lực cầu trước chủ động và xe có hai cầu chủ động, mô men tại các bánh xe của xe 2 cầu chủ động có sự ổn định tương đối với nhau. Hình 8. Vận tốc và Gia tốc theo vị trí và thời gian mô phỏng của trọng tâm ô tô Đồ thị hình 8 thể hiện vận tốc và gia tốc theo vị trí và thời gian của trọng tâm ô tô. Ở đồ thị vận tốc, xe có cầu trước chủ động dừng lại ở vị trí sau khi lên dốc được khoảng 40 m, còn xe có 2 cầu chủ động có thể di chuyển hết quãng đường dốc. Tương tự như vậy, vì xe có 2 cầu chủ động có thể di chuyển hết dốc nên cho gia tốc khác 0, còn đối với xe sử dụng một cầu trước chủ động thì gia tốc bằng không tại giây thứ 9 của mô phỏng. 5. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Hệ truyền lực hết sức quan trọng đối với động lực học chuyển động của ô tô. Việc nghiên cứu và tối ưu hệ thống này cần phải được tiếp tục thực hiện nhằm đảm bảo mức độ hiệu quả cho quá trình điều khiển xe trên từng loại đường mà xe di chuyển. 270
Phần mềm Carsim, đây là phần mềm mô phỏng phân tích thực tế, vì vậy để phát huy được hết tính năng của phần mềm và áp dụng được nhiều vào thực tiễn, thì cần phải có những trải nghiệm ngoài thực tế, để từ đó có thể kết nối giữa thực tế và phần mềm và kết quả đưa ra mới có độ tin cậy cao. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Đặng Quý. (2010). Lý thuyết ô tô. NXB Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM. 2. Võ Văn Hường và tác giả. (2014). Động lực học ô tô. Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam. 3. Hướng dẫn sử dụng carsim, truy cập tại: https://www.carsim.com/ 4. Tài liệu CarSim Quick Start Guide_Version 17.01 5. https://www.uti.edu/blog/automotive/abs-braking-system 271