Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ thống truyền lực AWD đến kết quả đo mô men phanh trên bệ thử con lăn lực

Vi sai có ma sát trong điều khiển điện tử trên các ô tô có hệ thống truyền lực (HTTL) AWD sẽ phân phối mô men trên các bánh xe khác nhau phụ thuộc sai lệch tốc độ góc giữa chúng, điều đó ảnh hưởng tới kết quả đo mô men phanh trên bệ thử con lăn lực, đồng thời ảnh hưởng đến tải trọng tác dụng và hao mòn của các chi tiết trong hệ thống truyền lực, lốp xe. Bài viết nghiên cứu ảnh hưởng của HTTL AWD đến kết quả đo lực phanh trên bệ thử con lăn lực trên cơ sở nghiên cứu động học và động lực học vi sai.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ thống truyền lực AWD đến kết quả đo mô men phanh trên bệ thử con lăn lực Hội nghị Khoa học công nghệ lần thứ XXII Trường Đại học Giao thông vận tải NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC AWD ĐẾN KẾT QUẢ ĐO MÔ MEN PHANH TRÊN BỆ THỬ CON LĂN LỰC Phạm Tất Thắng1*, Nguyễn Văn Bang1 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải, Số 3 Cầu Giấy, Hà Nội * Tác giả liên hệ: Email: thangpt@utc.edu.vn; Tel: 0987973266. Tóm tắt. Vi sai có ma sát trong điều khiển điện tử trên các ô tô có hệ thống truyền lực (HTTL) AWD sẽ phân phối mô men trên các bánh xe khác nhau phụ thuộc sai lệch tốc độ góc giữa chúng, điều đó ảnh hưởng tới kết quả đo mô men phanh trên bệ thử con lăn lực, đồng thời ảnh hưởng đến tải trọng tác dụng và hao mòn của các chi tiết trong hệ thống truyền lực, lốp xe. Bài báo nghiên cứu ảnh hưởng của HTTL AWD đến kết quả đo lực phanh trên bệ thử con lăn lực trên cơ sở nghiên cứu động học và động lực học vi sai. Từ khóa: Tất cả các bánh chủ động, Vi sai ma sát trong cao, Kiểm định xe cơ giới, Bệ thử con lăn lực. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, trên các hạng trung và hạng sang, HTTL AWD ngày càng được sử dụng rộng dãi nhằm nâng cao tính ổn định chuyển động ở tốc độ cao và nâng cao tính năng thông qua trong các điều kiện đường khắc nghiệt. HTTL AWD truyền momen xoắn đến 4 bánh xe toàn thời gian, sử dụng vi sai giữa các cầu và vi sai giữa các bánh xe điều khiển điện tử để phân phối mô men xoắn cho các bánh xe chủ động cầu trước và cầu sau theo một tỷ lệ phù hợp. Tại các trung tâm đăng kiểm ở Việt Nam hiện nay đều sử dụng bệ thử phanh con lăn lực loại độc lập một cầu, có nghĩa là khi cho xe vào kiểm định phanh thì chỉ kiểm định được một cầu trước hoặc cầu sau, khi xe vào bệ thử phanh và khởi động động cơ điện dẫn động các con lăn quay, sẽ xuất hiện độ chênh lệch tốc độ góc giữa các cầu xe. Ngay khi xuất hiện sự chênh lệch tốc độ góc giữa các cầu xe, sự phân phối momen quay giữa các cầu sẽ thay đổi tức thì do mô men ma sát trong của các vi sai làm ảnh hưởng đến kết quả đo lực phanh, gây tải trọng phụ trong HTTL. 2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU. Sơ đồ cấu tạo và động lực học vi sai bánh răng côn đối xứng được trình bày trên hình 1. -956- Hội nghị Khoa học công nghệ lần thứ XXII Trường Đại học Giao thông vận tải a) b) Hình 1. Sơ đồ cấu tạo và động lực học vi sai bánh răng côn đối xứng a) Sơ đồ cấu tạo vi sai bánh răng côn đối xứng; b) Sơ đồ động học, động lực học vi sai đặt giữa các bánh xe chủ động; 1,2 - Bánh răng trung tâm; 3 - Khâu dẫn; 4 - Bánh răng hành tinh; 5,6 - Các bán trục. Động học vi sai đối xứng được mô tả bởi phương trình: ωa - K.ωb - (1 - K).ωh = 0 (1) trong đó: ωa, ωb- Tốc độ góc các bánh răng trung tâm; ωh- Tốc độ góc khâu dẫn; K- Tham số động học. Với vi sai đối xứng K=-1, vì vậy: (2) Quan hệ giữa các tốc độ góc h, a, b ứng với các chế độ chuyển động khác nhau của ô tô trình bày trên hình 2. b b b b l h h h h l a a a a a) b) c) d) Hình 2. Quan hệ giữa các tốc độ góc các khâu của vi sai đối xứng bánh răng côn đơn giản ứng với các chế độ chuyển động của ô tô. a) Ô tô chuyển động thẳng; b) Ô tô quay vòng; c) Tốc độ góc của một trong hai bánh răng trung tâm bằng không; d) Hai bánh răng trung tâm quay ngược chiều nhau. Khi phanh ô tô trên bệ thử con lăn lực, quan hệ giữa các tốc độ góc tuân theo hình 2c. Tuy nhiên, trên thực tế do tính đàn hồi, tính ma sát và tính bất đố xứng mà quan hệ giữa các tốc độ góc thường tuân theo hình 2b. -957- Hội nghị Khoa học công nghệ lần thứ XXII Trường Đại học Giao thông vận tải Động lực học vi sai đối xứng được mô tả bằng phương trình cân bằng công suất trong vi sai: Na + Nb + Nh + Nms = 0 (3) trong đó: Na, Nb - Công suất truyền tới các bánh răng trung tâm; Nh - Công suất trên khâu dẫn; Nms - Công suất mất mát do ma sát trong của vi sai. Các công thức tính công suất: Na = - Maa; Nh = Mhh; Nb = - Mbb; Nms = ±Mmstđ trong đó: Ma, Mb - Mô men truyền tới các bánh răng trung tâm; Mh - Mô men trên khâu dẫn; Mms - Mô men ma sát; tđ - Tốc độ góc tương đối của các bánh răng trung tâm so với khâu dẫn. Để miêu tả tính chất vật lý của vi sai có ma sát trong cao, ta đưa ra hệ sô kσ là hệ số hãm vi sai: Mô men trên các bánh răng trung tâm của vi sai: (4) Nếu coi Ma = const (đường 2 trên đồ thị hình 3) thì Mb sẽ tăng theo đường 1 trên đồ thị hình 3. Hình 3. Quan hệ giữa Mb và Ma với K Động lực học vi sai ô tô có HTTL AWD khi kiểm tra phanh trên bệ thử con lăn lực trình bày trên hình 4: -958- Hội nghị Khoa học công nghệ lần thứ XXII Trường Đại học Giao thông vận tải Hình 4. Động lực học vi sai ô tô có HTTL AWD. khi kiểm tra phanh trên bệ thử phanh con lăn lực Khi xe vào bệ thử phanh, về số N nên lúc này momen M 0 = 0. Khi khởi động bệ thử phanh, bánh xe ở cầu trước sẽ quay với 1 có chiều như hình 4. Các bánh xe ở cầu sau có ...