Chương 2 - điện động cơ - Hệ Thống Điện Động cơ và ô tô | Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long

1 MỤC LỤC
MỤC LỤC..................................................................................................................... 1
1.1 Giới thiệu chung hệ thống truyền lực...................................................................3
1.2 Truyền lực chính..................................................................................................4
1.2.1 Công dụng:..................................................................................................4
1.2.2 Yêu cầu chung của truyền lực chính:............................................................4
1.2.3 Phân loại truyền lực chính :..........................................................................4
1.2.4 Cấu tạo truyền lực chính:..............................................................................5
1.3 Vi sai....................................................................................................................6
1.3.1 Công dụng:................................................................................................... 6
1.3.2 Yêu cầu của cụm visai:.................................................................................6
1.3.3 Phân loại vi sai:............................................................................................ 6
1.3.4 Kết cấu một số dạng vi sai............................................................................7
1.4 Các bán trục.......................................................................................................14
1.4.1 Công dụng:.................................................................................................14
1.4.2 Yêu cầu đối với các bán trục:......................................................................14
1.4.3 Phân loại bán trục:......................................................................................14
1.5 Vỏ cầu................................................................................................................ 16
1.5.1 Công dụng của vỏ cầu................................................................................16
1.5.2 Yêu cầu đối với vỏ cầu................................................................................16
1.5.3 Phân loại vỏ cầu..........................................................................................17
1.6. Giới thiệu về matlap- simulink.........................................................................17
CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐƯỢC GIAO..........19
2.1. Nguyên lý hoạt động.........................................................................................19
2.2. Cấu tạo của hệ thống,........................................................................................20 2
2.2.1.Phân tích lực tác dụng lên các chi tiết cơ cấu vi sai....................................20
a.Lực tác dụng trên bánh răng chủ động..........................................................20
b.Lực tác dụng trên bánh răng bị động.............................................................20
c.Lực tác dụng trên bánh răng hành tinh..........................................................21
d.Lực tác dụng trên bánh răng bán trục............................................................22
2.2.2. Sơ đồ nguyên lý.........................................................................................24
CHƯƠNG 3: SỬ DỤNG MATLAB SIMULINK ĐỂ MÔ PHỎNG ĐỘNG LỰC HỌC
CHO HỆ THỐNG.......................................................................................................25
3.1.Trình bày công thức toán học.............................................................................25
3.2. Sơ đồ khối matlab simulink..............................................................................26
a.Đồ thị momen...................................................................................................26
b.Tốc độ............................................................................................................... 26
c.Vị trí.................................................................................................................. 26
d.Vận tốc.............................................................................................................26
e. Gia tốc xuất ra..................................................................................................26 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1 Giới thiệu chung hệ thống truyền lực
Hệ thống truyền lực của ôtô là hệ thống tất cả các cơ cấu nối từ động cơ tới bánh
xe chủ động, bao gồm các cơ cấu truyền, cắt, đổi chiều quay, biến đổi giá trị mômen
truyền. Vậy kết cấu của hệ thống truyền lực là:
Ly hợp  Hộp số  Hộp phân phối Các đăng  Các cầu chủ động  bán trục  Bánh xe.
Sơ đồ bố trí chung hệ thống truyền lực:
Hình 1.1:Hệ thống truyền lực.
1.Cơ cấu lái 7.Bình khí nén 2.Động cơ 8.Thùng nhiên liệu
3.Hộp số 9. Các đăng dẫn động cầu trước
4.Trục các đăng dẫn động cầu sau 10.Các đăng nối hộp số hộp phân phối
5.Cầu sau 11.Hộp phân phối 4
6.Bình ác qui 12.Cầu trước
1.2 Truyền lực chính.
1.2.1 Công dụng:
Truyền lực chính dùng để tăng mô men và truyền mô men quay từ trục các
đăng đến các bánh xe chủ động của ôtô theo một tỷ số truyền nhất định, đồng thời có
thể chuyển hướng truyền mô men.
1.2.2 Yêu cầu chung của truyền lực chính:
- Phải có tỷ số truyền cần thiết để phù hợp với chất lượng kéo và tính kinh tế nhiên liệu của ôtô.
- Có kích thước nhỏ gọn để tăng khoảng sáng gầm xe.
- Có hiệu suất truyền động cao.
- Đảm bảo độ cứng vững tốt, làm việc không ồn, tuổi thọ cao.
- Trọng lượng cầu phải nhỏ để giảm trọng lượng phần không được treo.
1.2.3 Phân loại truyền lực chính :
- Theo số lượng bánh răng truyền lực chính có hai dạng:
+ Loại đơn gồm một cặp bánh răng ăn khớp.
+ Loại kép gồm hai cặp bánh răng ăn khớp.
- Truyền lực đơn lại có thể phân loại theo dạng bánh răng:
+ Loại bánh răng côn răng thẳng.
+ Loại bánh răng côn răng xoắn. + Loại bánh răng hypoit.
+ Loại trục vít bánh vít. 5 a b c d
Hình 1.2: Các dạng truyền lực chính đơn.
a, Truyền lực chính bánh răng côn b, Truyền lực chính Hypoid
c, Truyền lực chính bánh răng trụ d, Truyền lực chính trục vít bánh vít
- Truyền lực kép có thể được phân thanh hai loại:
+ Truyền lực trung tâm với cả hai cặp bánh răng được bố trí trong cùng một
cụm nằm giữa hai bánh xe chủ động.
+ Truyền lực chính kép bố trí không tập trung với cặp bánh răng thứ hai được
bố trí tại các dẫn động tới các bánh xe chủ động.
- Theo số cấp số có thể phân truyền lực chính thành:
+ Truyền lực chính một cấp (chỉ có một tỉ số truyền duy nhất)
+ Truyền lực chính hai cấp (có hai cấp số được điều khiển bởi người lái).
1.2.4 Cấu tạo truyền lực chính:
Truyền lực chính đơn có kết cấu gọn, nhẹ đơn giản dễ sản xuất và bảo dưỡng
sửa chữa, giá thành thấp nên được sử dụng phổ biến trong các hệ thống truyền lực ô tô.
Tuy nhiên do chỉ có một cặp bánh răng, nên tỉ số truyền của truyền lực chính dạng này
bị giới hạn (i0 < 7) và khả năng chịu tải không lớn sẽ phải tăng mô đun răng, điều này
dẫn đến tăng kích thước bánh răng và giảm khoảng sáng gầm xe.
Truyền lực dạng hypoid được sử dụng ngày càng rộng rãi trên các loại ô tô do
có những ưu điểm nổi trội: khả năng chịu tải lớn, làm việc êm dịu và không ồn. Đặc 6
điểm nhận dạng của truyền lực chính loại này là trục của các bánh răng không cắt nhau
mà đặt lệch nhau một đoạn e.
Truyền lực chính bánh răng trụ được sử dụng trên các ô tô con có động cơ đặt
trước nằm ngang và cầu trước chủ động.
Truyền lực chính dạng trục vít bánh vít cho phép có tỷ số truyền lớn hơn 7 với
kết cấu nhỏ gọn. Tuy nhiên truyền lực trục vít có hiệu suất và khả năng chịu tải thấp
hơn truyền động bánh răng côn và truyền động Hypoid, hơn nữa giá thành sản xuất
của dạng truyền động này lại cao hơn nên được sử dụng tương đối hạn chế (sử dụng
trên một số loại ô tô có tính năng việt dã cao). 1.3 Vi sai.
1.3.1 Công dụng:
Bộ vi sai có nhiệm vụ làm cho các bánh xe chủ động có thể quay với các vận
tốc khác nhau trong các trường hợp ôtô quay vòng hoặc ôtô chuyển động trên đường
gồ ghề không bằng phẳng.
1.3.2 Yêu cầu của cụm visai:
+ Phân phối mô men xoắn giữa các bánh xe hay giữa các trục theo tỷ lệ đảm
bảo sử dụng trọng lượng bám tối đa ở các bánh xe.
+ Kích thước vi sai phải nhỏ gọn để dễ bố trí.
+ Có hiệu suất truyền động cao.
1.3.3 Phân loại vi sai: - Theo kết cấu gồm có:
+ Vi sai với các bánh răng côn.
+ Vi sai với các bánh răng trụ. + Vi sai tăng ma sát.
- Theo đặc tính phân phối mô men xoắn gồm có:
+ Vi sai đối xứng loại mô men xoắn được phân phối đều ra hai bán trục.
+ Vi sai không đối xứng mô men xoắn phân phối không đều ra hai bán trục. 7
1.3.4 Kết cấu một số dạng vi sai * Vi sai côn a, Cấu tạo 1. Bánh răng chủ động 4. Bánh răng bị động 2. Bánh răng bán trục 5. Vỏ vi sai 2 3. Vỏ vi sai 1 6. Bánh răng hành tinh
Hình 1.3 Vi sai côn đối xứng b, Nguyên lý hoạt động
Khi mô men được truyền từ động cơ đến bánh răng chủ động 1, qua bánh răng
bị động 4, đến vỏ vi sai 3,5 do vỏ vi sai được lắp trên bánh răng bị động nên vỏ vi sai
quay, trên vỏ vi sai lắp chốt chữ thập có gắn các bánh răng hành tinh nên chốt quay.
Trong trường hợp hệ số bám của hai bên bánh xe như nhau thì chốt chữ thập và bánh
răng hành tinh đóng vai trò nsshư một khóa gài khi đó chỉ có bánh răng bán trục quay
làm bán trục quay. Trường hợp hệ số bám trên hai bánh xe khác nhau khi này bánh
răng hành tinh quay tương đối với trục chữ thập và ăn khớp với bánh răng bán trục
làm cho hai bán trục quay với vận tốc khác nhau. 8 Nhược điểm:
+Khả năng vượt lầy kém và tính cơ động không cao. Ưu điểm + Kết cấu đơn giản. +Dễ chế tạo. * Vi sai cam a, Cấu tạo
Bánh răng côn bị động 2 gắn chặt với vỏ vi sai 3, ở một nửa vỏ vi sai 3 có chế
tạo liền các vách ngăn 4, các cam 5 được lắp vào vành ngăn đó và lại tựa lên vành cam
ngoài 6 và vành cam trong 7. Trên vành cam 6 và 7 có sẻ các rãnh then hoa để nối với
hai nửa trục truyền ra hai bên bánh xe . Hình 1.4Vi Sai Cam
1 : Bánh răng côn chủ động 4 : Vành ngăn 9
2 : Bánh răng côn bị động 5 : Cam
3 : Vỏ vi sai 6 ,7 : Vành cam
b. Nguyên lý hoạt động :
Khi mômen truyền từ động cơ qua bánh răng côn chủ động 1 đến bánh răng côn
bị động 2 qua vỏ vi sai 3 và qua vành ngăn 4 truyền cho cam 5, các đầu cam 5 tỳ lên
các vành cam 6 và 7 để truyền ra hai bên nửa trục qua then hoa. Nếu sức cản hai bên
bánh xe là như nhau thì cả hai nửa trục quay với tốc độ như nhau. Lúc này chốt 5
không dịch chuyển tương đối, đối với bề mặt cam 6 và 7. Trong trường hợp sức cản ở
trên các bánh chủ động là khác nhau sẽ có một bên bánh xe quay nhanh và một bên
bánh xe quay chậm, cam 5 sẽ cùng quay với bộ phận chủ động 3 đồng thời dịch
chuyển theo chiều hướng chiều trục . Khi đó xảy ra sự trượt ở bề mặt làm việc của
cam đối với bề mặt làm việc của vành cam. Trên mặt cam của nửa trục quay chậm tốc
độ trượt của cam hướng theo chiều quay của bộ phận chủ động, còn ở trên mặt cam
của nửa trục quay nhanh hướng về chiều ngược lại. Để hiểu rõ vấn đề này ta xét lực
tác dụng trên vi sai cam trong hai trường hợp khi sức cản ở hai bên bánh xe chủ động
là như nhau và khi sức cản ở hai bên bánh xe chủ động khác nhau.
Khi sức cản ở hai bên bánh xe chủ động là như nhau thì vành cam đặt 4 tác dụng
lên cam 5 lực P ép lên vành cam trong và ngoài những lực pháp tuyến với dạng cam.
Khi hai bên bánh xe chủ động có sức cản như nhau thì tốc độ góc của vành 4 và hai vành cam bằng nhau .
Khi hai bánh chủ động có sức cản khác nhau, nếu một trong số các bánh xe có
xu hướng tăng tốc độ góc thì giữa các chi tiết của vi sai bắt đầu có sự chuyển dịch
tương đối và ở các mặt đầu của cam 5 xuất hiện những lực ma sát hướng lên các vành
cam quay nhanh và quay chậm về những hướng khác nhau . Ở vành cam quay chậm
lực ma sát ngược với vận tốc trượt, sẽ hợp với lực chủ động và tăng mômen cho bánh
xe quay chậm. Ở vành cam quay nhanh lực ma sát ngược với vận tốc trượt nhưng lại
giảm mômen cho bánh xe quay nhanh. * Ưu điểm :
+ Khả năng vượt trơn lầy tốt hơn vi sai côn đối xứng. Vì vậy tính năng cơ động cao hơn. 10
+ Đảm bảo cho ôtô không có trượt quay một trong số các bánh xe chủ động
trong tất cả các trường hợp mà cả hai bánh xe đều tựa lên mặt đường. * Nhược điểm :
+Vi sai cam một dãy vì số mặt lồi lõm trên vành cam 6 và 7 khác nhau sẽ sinh ra
mômen động khi vi sai làm việc chóng mòn.
+ Loại vi sai đặt theo hướng trục: lực chiều trục lớn tác dụng lên vỏ vi sai, nên
các bulông lắp trên vỏ phải chịu những lực này và ổ bi phải chọn sao cho đủ khả năng
chịu được lực chiều trục này cho nên kết cấu ổ tăng và phải tăng độ bền, độ cứng vững
cho toàn bộ cơ cấu do đó sẽ làm tăng trọng lượng và kích thước chung của cơ cấu lên.
+ Mms lớn khi quay vòng do vậy làm tăng sức cản nên mất mát công suất.
* Vi sai tăng ma sát trong cho vi sai đối xứng :
A. Vi sai tăng ma sát trong có lực ma sát cố định : a, Cấu tạo
Hình 1.5 Vi sai tăng ma sát có lực ma sát cố định 1. Bánh răng vành chậu 5. Lò xo ép 2. Vỏ vi sai. 6. Đĩa ma sát 3. Bánh răng bán trục
8. Bánh răng côn chủ động 11 4. Bánh răng hành tinh 9. Đế lò xo
Bộ truyền động loại này gồm có : bộ truyền lực chính (bộ bánh răng vành chậu 1
- côn xoắn 8); bộ vi sai gồm 4 bánh răng hành tinh 4, hai bánh răng côn bán trục 3 đều
được lắp thêm hai bộ ly hợp đĩa ma sát .
Trục chữ thập có lỗ rộng bên trong có lò xo để ép hai bánh răng côn bán trục
cùng với hai bộ ly hợp vào hai nửa khung vi sai . Ly hợp ma sát gồm các đĩa thép trượt
trên đuôi có then hoa của bánh răng côn bán trục và các đĩa ma sát có tai nằm trong
khung vi sai ( các đĩa ma sát này còn được gọi là các đệm chặn lực dọc trục ) b. Nguyên lý làm việc :
Khi chuyển động thẳng trên đường bằng phẳng, quãng đường lăn của hai bánh
xe bằng nhau, nếu lực cản trên hai bánh xe như nhau, sẽ làm cho các bánh răng bán
trục quay cùng tốc độ, như vậy bánh răng hành tinh không quay trên trục của nó, mà
chỉ quay quanh trục của bán trục .
Khi chuyển động thẳng, dòng mômen truyền chủ yếu qua cụm vi sai, một phần
nhỏ ( có thể bị trượt nhẹ ) truyền qua khớp ma sát .
Khi đi trên đường vòng, quãng đường lăn của các bánh xe khác nhau, hoặc lực
cản của các bánh xe khác nhau, thì mômen hai bên chênh lệch nhau đúng bằng giá trị Mms .
Khi khớp ma sát trượt lớn, dòng mômen truyền một phần qua vi sai, một phần qua khớp ma sát .
Ta có quan hệ động lực học : Mt = Mp + Mms
Mt , Mp : mômen trên bán trục quay chậm, bán trục quay nhanh. * Ưu điểm :
Khi đi trên đường có chênh lệch hệ số bám lớn, khả năng động lực học tốt hơn các loại vi sai khác .
Trị số mômen hãm sẽ không phải là một hằng số như các vi sai khác mà sẽ tỉ lệ
với mômen truyền lên các bánh xe .
Vi sai tăng ma sát được ứng dụng rộng rãi . 12 * Nhược điểm :
Phải dùng loại dầu cầu đặc biệt, không dùng loại dầu thông thường dễ gây sự cố
kĩ thuật, phải sử dụng hai bên lốp có kích cỡ, hoa văn, áp suất như nhau .
Mms lớn khi quay vòng do vậy làm tăng sức cản nên mất mát công suất.
B.Vi sai tăng ma sát trong có lực ma sát không cố định :
Hình 1.5 Vi sai tăng ma sát trong có lực ma sát không cố định
1. Bánh răng côn chủ động 5. Trục 2. Bánh răng vành chậu 6. Bánh răng bán trục 3. Vỏ vi sai 7. Bánh răng hành tinh 4. Đĩa ma sát a, Cấu tạo 13
Bộ truyền động loại này gồm có : bộ truyền lực chính ( bộ bánh răng vành chậu
2 - côn xoắn 1) bộ vi sai gồm 4 bánh răng hành tinh 7, hai bánh răng côn bán trục 6
đều được lắp thêm hai bộ ly hợp đĩa ma sát 4.
Trục chữ thập được thay thế bằng trục 5 cắt nhau theo góc vuông hai trục 5 có
khả năng dịch chuyển với nhau theo cả chiều trục lẫn chiều góc nghiêng tương đương
A và B ở các đầu trục. Ly hợp ma sát gồm các đĩa thép trượt trên đuôi có then hoa của
bánh răng côn bán trục và các đĩa ma sát có tai nằm trong khung vi sai ( các đĩa ma sát
này còn được gọi là các đệm chặn lực dọc trục ). b, Nguyên lý làm việc:
Khi chuyển động thẳng trên đường bằng phẳng, quãng đường lăn của hai bánh
xe bằng nhau, nếu lực cản trên hai bánh xe như nhau, sẽ làm cho các bánh răng bán
trục quay cùng tốc độ, như vậy bánh răng hành tinh không quay trên trục của nó, mà
chỉ quay quanh trục của bán trục .
Khi đi trên đường vòng, quãng đường lăn của các bánh xe khác nhau , hoặc lực
cản của các bánh xe khác nhau lúc đó các bánh răng hành tinh ngoài quay cùng vỏ vi
sai còn quay trên trục của nó. Khi bánh răng hành tinh quay các mặt nghiêng trên trục
5 sẽ bị dịch chuyển đi thế nào để lực trên ly hợp ma sát 4 truyền đến vỏ vi sai tăng lên
đối với nửa trục quay chậm và giảm đi đối với nửa trục quay nhanh. * Ưu điểm:
+ Khi đi trên đường có chênh lệch hệ số bám lớn, khả năng động lực học tốt hơn các loại vi sai khác.
+ Trị số mômen hãm sẽ không phải là một hằng số như các vi sai khác mà sẽ tỉ
lệ với mômen truyền lên các bánh xe.
+ Vi sai tăng ma sát được ứng dụng rộng rãi . * Nhược điểm:
Phải dùng loại dầu cầu đặc biệt, không dùng loại dầu thông thường dễ gây sự cố
kĩ thuật, phải sử dụng hai bên lốp có kích cỡ, hoa văn, áp suất như nhau. 14 1.4 Các bán trục.
1.4.1 Công dụng:
Các bán trục dùng để truyền mô men xoắn từ bộ vi sai đến các bánh xe chủ
động. Trên các loại bán trục không được giảm tải hoàn toàn bán trục còn được dùng để
tiếp nhận các lực từ mặt đường tác dụng lên bánh xe chủ động.
1.4.2 Yêu cầu đối với các bán trục:
a) Yêu cầu chung của bán trục:
+ Phải chịu được mô men xoắn lớn trong khoảng thời gian lâu dài.
Bán trục phải thẳng, không được lệch nhất là đối với các xe có khả năng cơ động.
+ Đối với bán trục của cầu dẫn hướng chủ động phải đảm bảo tính đồng tâm
cho các đoạn trục của bán trục.
+ Chính xác hình dáng hình học, kích thước.
b) Yêu cầu riêng của bán trục sử dụng trên xe có khả năng cơ động.
Các bán trục sử dụng cho các xe loại này phải chịu mô men xoắn lớn, vì vậy
các bán trục phải được chế tạo chính xác về mặt hình học, và phải có các góc lượn hợp
lý để tránh ứng suất tập trung.
1.4.3 Phân loại bán trục:
+ Bán trục giảm tải hoàn toàn (hình 1.6): bánh xe có moay ơ được lắp trên 2 ổ
bi, cả hai ổ này đều lắp trên vỏ cầu. Do hai ổ bi được bố trí cách nhau một đoạn, nên
các mô men uốn của các lực tương tác giứa bánh xe và mặt đường ( Z,Y, X) đều được
tiếp nhận bởi vỏ cầu.Bán trục dạng này được gọi lầ bán trục giảm tải hoàn toàn, nó
không chịu uốn mà chỉ chịu duy nhất là mô men xoắn. Loại này được sử dụng trên các loại ô tô tải. 15 1, 4 Ổ bi 2. Vỏ cầu 3 Bán trục 5. Bánh xe
Hình 1.6: Sơ đồ bán trục giảm tải hoàn toàn
+ Bán trục giảm tải 3/4 (hình 1.7): Loại bán trục này khác với bán trục giảm tải hoàn
toàn ở chỗ moay ơ chỉ có một ổ bi. Bởi vậy bán trục sẽ phải chịu một phần mô men
uốn từ các lực tác dụng lên bánh xe. Dạng bán trục này thường ít được sử dụng. 1,4 Ổ bi 2. Vỏ cầu 3. Bán trục 5. Bánh xe
Hình 1.7: Sơ đồ bán trục giảm tải 3/ 4
+ Bán trục giảm tải 1/2 (hình 1.8): Đầu ngoài của bán trục được đỡ bởi 1 ổ bi nằm
trong vỏ cầ chủ động. Trong trường hợp này, moay ơ được trực tiếp bắt lên bán trục.
Kết cấu dạng này cũng có thể không có moay ơ mà tang trống đươc bắt trực tiếp lên
mặt bích ở đuôi của bán trục. Với cách bố trí như vậy, bán trục phải chịu toàn bộ mô 16
men uốn của các lực tương tác giữa bánh xe với mặt đường. Bán trục dạng này được
sử dụng hầu hết trên các loại ô tô con do kết cấu đơn giản. 1,4 Ổ bi 2. Vỏ cầu 3. Bán trục 5. Bánh xe
Hình 1.8: Sơ đồ bán trục giảm tải 1/ 2 1.5 Vỏ cầu.
1.5.1 Công dụng của vỏ cầu.
Đối với xe có khả năng cơ động hệ thống treo thường là hệ thống treo phụ thuộc.
Cầu xe là phần khối lượng không được treo. Trong thiết kế cầu xe thường ta phải cố
gắng để phần khối lượng không được treo này là nhỏ đến mức có thể. Tuy nhiên vỏ
cầu phải đáp ứng được các yêu cầu chủ yếu sau:
- Đỡ toàn bộ trọng lượng phần được treo tác dụng lên cầu.
- Bao kín và bảo vệ cho bộ truyền lực chính, vi sai và các bán trục để nó có thể
hoạt động tốt trong thời gian dài.
- Tiếp nhận và truyền các lực từ trên khung xe xuống và các lực từ mặt đường lên.
1.5.2 Yêu cầu đối với vỏ cầu.
Vỏ cầu phải đảm bảo những yêu cầu cơ bản sau đây: 17
- Vỏ cầu phải đủ cứng để chịu được trọng lượng của xe, tránh gẫy uốn ảnh hưởng
đến các kết cấu bên trong.
- Vỏ cầu phải đảm bảo kín để bảo vệ các kết cấu bên trong.
- Có kích thước và khối lượng nhỏ để giảm tải trọng xe và tăng khoảng sáng gầm xe.
1.5.3 Phân loại vỏ cầu.
- Vỏ cầu liền là loại vỏ cầu thường được sản xuất bằng phương pháp đúc sau đó
gia công các bề mặt lắp ghép.
- Vỏ cầu rời là loại được lắp ghép từ các tấm rời bằng phương pháp hàn.
1.6. Giới thiệu về matlap- simulink
MATLAB là phần mềm cung cấp môi trường tính toán số và lập trình, do công ty
MathWorks thiết kế. MATLAB cho phép tính toán số với ma trận, vẽ đồ thị hàm số
hay biểu đồ thông tin, thực hiện thuật toán, tạo các giao diện người dùng và liên kết
với những chương trình máy tính viết trên nhiều ngôn ngữ lập trình khác.
Với thư viện Toolbox, MATLAB cho phép mô phỏng tính toán, thực nghiệm nhiều mô
hình trong thực tế và kỹ thuật.
Matlab là viết tắt từ "MATrix LABoratory", được Cleve Moler phát minh vào cuối
thập niên 1970, và sau đó là chủ nhiệm khoa máy tính tại Đại học New Mexico.
MATLAB, nguyên sơ được viết bởi ngôn ngữ Fortran, cho đến 1980 nó vẫn chỉ là một
bộ phận được dùng nội bộ của Đại học Stanford.
Năm 1983, Jack Little, một người đã học ở MIT và Stanford, đã viết lại MATLAB
bằng ngôn ngữ C và nó được xây dựng thêm các thư viện phục vụ cho thiết kế hệ
thống điều khiển, hệ thống hộp công cụ (tool box), mô phỏng... Jack xây dựng
MATLAB trở thành mô hình ngôn ngữ lập trình trên cơ sở ma trận (matrix-based programming language). 18 19
CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐƯỢC GIAO
2.1. Nguyên lý hoạt động
Trong mô hình động lực học cơ cấu vi sai cầu sau xe tải nhỏ ta không xét đến hiệu
suất của ly hợp, hộp số, trục các đăng, chỉ xét mô men phân bố đến trục chủ động của
truyền lực chính là M1. Nhƣ vậy từ mô men trên trục của bánh răng chủ động M1
thông qua cặp bánh răng hypoid của truyền lực chính và cơ cấu vi sai sẽ đ ợc ƣ phân
chia ra hai bánh xe chủ động bên trái và bên phải là M4, M .5 Mô hình nghiên cứu
động lực học cơ cấu vi sai xe tải nhỏ đ ợc NCS đ ƣ a ra nh ƣ trên hình 2.1. ƣ
Hình 2.1 Mô hình động lực học cầu sau và cơ cấu vi sai xe tải nhỏ
1. Bánh răng chủ động; 2. Bánh răng bị động và vỏ vi sai; 3. Bánh răng hành tinh;
4. Bánh răng bán trục trái; 5. Bánh răng bán trục phải; 6. Trục chữ thập Trong đó:
φ1 - Chuyển vị góc của bánh răng chủ động;
φ2 - Chuyển vị góc của bánh răng bị động và vỏ vi sai;
φ3 - Chuyển vị góc của bánh răng hành tinh;
φ4 - Chuyển vị góc của bánh răng bán trục trái;
φ5 - Chuyển vị góc của bánh răng bán trục phải; M1 M , 2 M
, 4, M5 lần lƣợt là mô men xoắn trên trục chủ động, trục
bị động, bánh răng bán trục trái và bánh răng bán trục phải.
2.2. Cấu tạo của hệ thống,
2.2.1.Phân tích lực tác dụng lên các chi tiết cơ cấu vi sai 20
a.Lực tác dụng trên bánh răng chủ động
Lực tác dụng len bánh răng chủ động đ ợc ƣ
thể hiện nhƣ tren hình 2.2.
Hình 2.2 Lực tác dụng lên bánh răng chủ động Trong đó:
Ft1 - Lực vòng, do mô men M1 trên bánh răng chủ động;
M ms - Mô men ma sát trên trục chủ động; 1
r1 - Bán kính ăn khớp của bánh răng chủ động. Từ ph ơng ƣ
trình cân bằng lực tren bánh răng chủ động ta có:
I1: Mô men quán tính của bánh răng chủ động.
b.Lực tác dụng trên bánh răng bị động
Lực tác dụng lên bánh răng bị động và vỏ vi sai đ ợ
ƣ c thể hiện trên hình 2.3. Trong đó:
Ft2: lực do bánh răng bị động và vỏ vi sai dụng lên trục chữ thập làm
bánh răng hành tinh quay quanh trục của nó
M ms : Mô men ma sát trên trục bị động; 2