Góc lệch của các bánh xe do ảnh hưởng của sự xoay khung xe khi quay vòng

Trong bài viết này, góc lệch của bánh xe khi xe quay vòng có xét đến ảnh hưởng của lực ly tâm được xác định bằng giải tích. Kết quả này có khả năng phát triển cho các bài toán điều khiển xe bám quỹ đạo và điều khiển xe tự lái.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Góc lệch của các bánh xe do ảnh hưởng của sự xoay khung xe khi quay vòng Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 GÓC LỆCH CỦA CÁC BÁNH XE DO ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ XOAY KHUNG XE KHI QUAY VÒNG Nguyễn Đức Ngọc, Bùi Đức Tiến, Nguyễn Ngọc Linh Trường Đại học Thủy lợi, email: buiductien.ckoto@tlu.edu.vn 1. ĐẶT VẤN ĐỀ xe chịu tác động của lực ly tâm, và bánh xe chịu tác động của phản lực của đường theo Tính toán động lực lái của ô tô là rất cần phương song song với trục của bánh xe. Các thiết cho hệ thống điều khiển. Hầu hết các ô lực này gọi là các lực bên. Dưới tác động của tô hiện đại hiện đang được trang bị hệ thống các lực bên này, khung xe có xu hướng bị ổn định điện tử mới nên việc xác định chính xoay đi một góc trong mặt phẳng ngang [2], xác góc lệch của bánh xe có thể giúp nâng [3] do sự đàn hồi của bánh xe nên bánh sẽ bị cao hiệu suất ổn định lái và khả năng điều biến dạng như hình 1, trong đó góc α hình khiển bám quỹ đạo cho xe. Góc lệch của thành giữa hướng di chuyển của bánh xe và bánh xe được xác định dựa trên các thông số trục của bánh xe gọi là góc lệch bánh xe. Với khác nhau của ô tô như khối lượng, vị trí giả thiết biến dạng nhỏ, độ cứng của lốp tỷ lệ trọng lực, độ cứng của lốp, tốc độ, góc lái... tuyến tính với lực ngang: Không giống như các tham số khác, rất khó F xác định trực tiếp góc lệch của bánh xe [1]. cα = α (1) Trong bài báo này trình bày thuật toán α xác định góc lệch của bánh xe dưới dạng Hệ số độ cứng của bánh xe cα được xác giải tích. định bằng thực nghiệm, các loại bánh xe thông dụng có cα nằm trong khoảng 30000 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ÷50000 N / rad [3]. Lý thuyết, tính toán. Khi ô tô chuyển động với vận tốc nhỏ, bánh xe coi như lăn không trượt, vì thế lực 3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU F nhỏ, có thể bỏ qua. Khi đó, động học lái của xe thường được mô tả bằng mô hình Ackermann: Hình 1. Sơ đồ động học của bánh xe Khi ô tô chuyển động thẳng, hướng dọc Hình 2. Sơ đồ động học lái Ackermann trục của lốp xe trùng với hướng dọc của thân xe, không có góc lệch. Khi ô tô quay vòng, Trong đó góc lái δ được tính bằng: 221 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 L Từ hình 4, đối với bánh sau, ta có các quan δ = arctan (2) hệ hình học: R Trường hợp khi ô tô quay vòng với vận tốc α r = β + Δα r (3) lớn sẽ xuất hiện các lực bên. Mô hình động lực học quay vòng một vết của xe có xét đến AB 2 = v 2 + vϕ2r − 2vvϕ r cos(π / 2 − β ) (4) sự xoay của khung xe được mô tả ở hình 3. Ô AB 2 v + vϕ r − 2vvϕ r sin β 2 2 tô chuyển động quay vòng với góc lái δ , vận AI 2 = = (5) tốc góc ω , bán kính quay vòng R, vận tốc 4 4 của xe v đặt tại trọng tâm G lệch một góc β vr2 = v 2 + vϕ2r + 2vvϕ r sin β (6) so với trục dọc xe. Khung xe bị xoay đi một Từ (4), (5), (6) xác định được góc ϕ do mô men M, vận tốc xoay tương ứng tại các bánh xe lần lượt là vϕ f , vϕ r . Các bánh v + vϕ r sin β cos Δα r = (7) trước và sau bị biến dạng với các góc lệch vr tương ứng là α f , α r , và véc tơ vận tốc tổng Bình phương hai vế (7), biến đổi, được hợp đặt tại các bánh xe lần lượt là vf và vr. Các v2 (1 − sin 2 β ) bánh xe chịu các lực bên Fyf và Fyr , phương sin 2 Δα r = ϕ2r (8) v vϕ2r vϕ r 1 + 2 + 2 sin β trình cân bằng theo định luật Newton là: v v Xét trạng thái chuyển động quay vòng bình ổn, khi đó v = const , ϕ = const , β = const , tương ứng có β = 0, ϕ = 0 , kết hợp với (2) có v ϕ = (9) R ...