iii

CM T

Li đầu tiên em xin chân thành cảm ơn Thầy PGS. TS NGUYN VĔN PHNG.
Em xin cám ơn Thầy rất nhiều vì sự hướng dẫn tận tình của Thầy trong thi gian qua.
Thầy đã truyền đạt cho em rất nhiều kiến thức quý giúp em hoàn thành tốt luận văn của
mình. Một lần nữa em xin cảm ơn Thầy và chúc Thầy thật nhiều sức khỏe.
Li thứ hai, em cũng xin cảm ơn Ban Giám Hiệu Trưng Đại học Sư Phạm Kỹ
Thuật TP.HCM đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt khóa học tại
trưng. Em xin cảm ơn vì một môi trưng học tập tốt.
Xin cảm ơn các Thầy Phản biện đã bỏ thi gian và công sức để đọc tập luận văn và
đóng góp các ý kiến quý báu giúp tôi hoàn thiện nội dung của luận văn.
Và li nói cuối cùng em cũng xin chân thành cảm ơn quí Thầy cô trong Khoa Khai
thác và bảo trì ô tô máy kéo. Các Thầy cô đã truyền đạt cho em được thêm nhiều kiến
thức mới hơn, nâng cao hơn. Em xin chân thành cảm ơn và xin chúc sức khỏe quí Thầy
cô.

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2013

Lê Minh Đảo
iv

TịM TT

Sử dụng phần mềm để mô phỏng lại chuyển động của ô tô là rất cần thiết trong quá
trình kiểm tra, đánh giá và thiết kế chế tạo ô tô thay vì phải sử dụng ô tô thật.  Việt
Nam chưa có nhiều bãi thử xe nên việc kiểm tra đánh giá ô tô trên phần mềm mô
phỏng là rất hữu ích. Thông qua kết quả mô phỏng ta có thể đánh giá được các điều
kiện ổn định của ô tô từ đó đưa ra những đề xuất nhằm giúp ô tô chuyển động ổn định
hơn. Trong luận văn này chỉ đề cặp đến ổn định của ô tô trong quá trình chuyển động

quay vòng. Kết quả được đánh giá dựa trên cơ s mô phỏng của phần mềm LabVIEW
kết hợp với đối tượng được thiết kế từ SolidWorks. Sản phẩm mô phỏng có thể được
ứng dụng trong việc giảng dạy môn Lý thuyết ô tô với các mô phỏng sinh động và
thông số tính toán chính xác.

ABSTRACT

Using software to simulate the motion of a car is essential in the process of testing,
evaluation and design of the car instead of using it. In Vietnam there were not many
road test should test the automotive reviews on the simulation software is very useful.
Through the simulation results we can assess the stability conditions of cars from
which to make recommendations to help move the car more stable. In this thesis only
refers to the stability of the car during the revolving movement. The results are
evaluated on the basis of simulation of LabVIEW software combined with objects
designed in SolidWorks. Simulation products can be applied in teaching automotive
theory with dynamic simulation and accurate calculations.
v

MC LC

Trang tựa TRANG
Quyết định giao đề tài
Lý lịch cá nhân i
Li cam đoan ii
Cảm tạ iii
Tóm tắt iv
Mục lục v
Danh sách các hình vii
Danh sách các bảng ix
Chng 1 : Tổng quan 1

1.1. Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu 1
1.2. Mục đích của đề tài 2
1.3. Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn đề tài. 2
1.3.1. Nhiệm vụ của đề tài 2
1.3.2. Giới hạn đề tài 2
1.4. Phương pháp nghiên cứu 3
Chng 2: C sở lý thuyết 4
2.1. Tính ổn định của ô tô khi chuyển động quay vòng trên đưng nằm ngang 4
2.1.1. Xét ổn định theo điều kiện trượt bên 5
2.1.2. Xét ổn định theo điều kiện lật đổ 5
2.2. nh hưng của điều kiện mặt đưng đến góc quay vòng giới hạn 6
2.3. nh hưng tính đàn hồi của lốp xe đến sự quay vòng 8
2.3.1. Sự quay vòng của ô tô có lốp cứng 8
2.3.2. Sự quay vòng của ô tô có lốp đàn hồi 9
vi

Chng 3: Phần mm mô phng 3D 14
3.1. Phần mềm LabVIEW. 14
3.1.1. Giới thiệu phần mềm LabVIEW 14
3.1.2. Các ứng dụng của LabVIEW 15
3.2. Phần mềm SolidWorks. 20
3.2.1. Giới thiệu 20
3.2.2. Một số chức năng căn bản trong SolidWorks 20
3.3. Sự kết hợp giữa NI LabVIEW – SolidWorks 24
3.3.1. Giới thiệu 24
3.3.2. Những ứng dụng của NI LabVIEW-SolidWorks 25
Chng 4: Mô phng ổn đnh chuyn động của ô tô khi quay vòng 28
4.1. Mô phỏng ổn địn của ô tô khi quay vòng 28
4.1.1. Mô phỏng ổn định của ô tô khi quay vòng theo tốc độ 28
4.1.2. Mô phỏng ổn định của ô tô khi quay vòng theo điều kiện mặt đưng 28

4.1.3. Mô phỏng quay vòng của ô tô có lốp đàn hồi 28
4.2. Đối tượng mô phỏng 29
4.3. Công cụ mô phỏng 30
Chng 5: Kết lun 35
5.1. Kết quả mô phỏng 35
5.1.1. Giao diện phần mềm mô phỏng 35
5.1.2. Nhập thông số tính toán và thông số kỹ thuật của ô tô 36
5.1.3. Kết quả mô phỏng 37
5.2. Nhận xét đánh giá và khuyến nghị 41
5.2.1. Nhận xét đánh giá 41
5.2.2. Khuyến nghị 42
TÀI LIU THAM KHO 43

vii

DANH SÁCH CÁC HÌNH

HÌNH TRANG
Hình 2.1: Sơ đồ mômen và lực tác dụng lên ô tô khi quay vòng trên đưng nằm
ngang 4
Hình 2.2: Các lực tác dụng lên bánh xe dẫn hướng 6
Hình 2.3: Các thành phần của lực đẩy P’ 7
Hình 2.4: Sơ đồ quá trình quay vòng ô tô có lốp cứng 8
Hình 2.5: Sơ đồ quay vòng của xe có lốp đàn hồi 10
Hình 2.6: Quay vòng trung hòa 11
Hình 2.7: Quay vòng thiếu 12
Hình 2.8: Quay vòng thừa 12
Hình 3.1: Phần mềm LabVIEW 14
Hình 3.2: Thu thập dữ liệu tại Cơ quan hàng không và vũ trụ - NASA 16
Hình 3.3: Thu thập dữ liệu từ cảm biến đo gió trong ôtô và thí nghiệm thuật toán

chuyển đổi cảm biến 16
Hình 3.4: Giao diện lái ô tô từ xa 17
Hình 3.5: Điều khiển tay Robot 17
Hình 3.6: Robot dưới nước (Spider) của công ty Nexans 18
Hình 3.7: Hệ thống lái không trục lái 18
Hình 3.8: Điều khiển động cơ DC theo thuật toán PID 19
Hình 3.9: Đo lưng, giám sát và điều khiển trong công nghiệp 19
Hình 3.10: Chức năng CAD trong SolidWorks 21
Hình 3.11: Bản vẽ lắp trong SolidWorks 21
Hình 3.12: Chức năng CAE trong SolidWorks 23
Hình 3.13: Tính lực và tính bền trong SolidWorks 23
Hình 3.14: Chức năng CAM trong SolidWorks 24
viii

Hình 3.15: Chức năng Mold trong SolidWorks 24
Hình 5.1 Hiển thị thông số kỹ thuật và thông số tính toán 35
Hình 5.2 Hiển thị kết quả mô phỏng 36
Hình 5.3 Các thông số tính toán và thông số kỹ thuật ô tô sau khi đã nhập 37
Hình 5.4 Ô tô quay vòng đúng quỹ đạo chuyển động 38
Hình 5.5 Ô tô bị trượt trên đưng 38
Hình 5.6 Ô tô bị lật đổ 39
Hình 5.7 Ô tô quay vòng thiếu 39
Hình 5.8 Ô tô quay vòng thừa 40
Hình 5.9 Ô tô quay vòng trung hòa 40
Hình 5.10 Ô tô đạt đến góc quay vòng giới hạn 41

ix

DANH SÁCH CÁC BNG


BNG TRANG
Bng 4.1: Thông số kỹ thuật của ô tô Hyundai – i30 30
Bng 4.2: Thông số tính toán 30

x

PH LC

PH LC TRANG
Ph lc 1: Block Diagram ô tô quay vòng đúng 44
Ph lc 2: Block Diagram ô tô bị trượt 45
Ph lc 3: Block Diagram ô tô bị lật 46
Ph lc 4: Block Diagram quay vòng thiếu 47
Ph lc 5: Block Diagram ô tô quay vòng thừa 48
Ph lc 6: Block Diagram ô tô trượt khi vượt góc quay vòng giới hạn 49


11


Nghiên cứu mô phỏng 3D về ổn định chuyển động quay vòng của ô tô

Trang 1

Chng 1
TNG QUAN

1.1. Tổng quan chung v lĩnh vực nghiên cu.
Trong thi đại ngày nay, ô tô là một trong những phương tiện giao thông vận tải đã
và đang giữ vai trò quan trọng trong đi sống xã hội. Đặc biệt là trong lĩnh vực giao

thông, ô tô là một phương tiện đi lại không thể thiếu của con ngưi. Con ngưi sử dụng
ô tô để di chuyển từ nơi này đến nơi khác để phục vụ cho đi sống sinh hoạt, công
việc, du lịch, giải trí…Nhu cầu sử dụng ô tô ngày càng nhiều và những đòi hỏi sự đáp
ứng của ô tô cũng rất đa dạng. Ô tô phải chuyển động được trên nhiều loại địa hình
khác nhau một cách linh hoạt. Về mặt kỹ thuật ô tô phải đảm bảo được tính điều khiển
 mức tốt nhất, tức là phải đảm bảo được quỹ đạo chuyển động khi có tín hiệu điều
khiển của ngưi lái. Chính vì thế sự chuyển động của ô tô phải có tính ổn định cao để
giúp ngưi sử dụng được an toàn và có cảm giác thoải mái khi điều khiển.
Việc nghiên cứu tính ổn định của ô tô khi chuyển động đã được thực hiện rất nhiều
nhằm mục đích giúp ô tô ổn định hơn khi chuyển động. Hầu hết các xe sau khi được
sản xuất đều được chạy thử nghiệm trên các đưng thử để kiểm tra tính ổn định. Sau
quá trình chạy thử nghiệm nhiều lần, ta có thể nghiên cứu thay đổi đặc tính ổn định của
ô tô khi chuyển động. Nhưng việc thử nghiệm thực tế ô tô như thế tốn rất nhiều thi
gian và kinh phí. Với điều kiện thực tế  Việt Nam hiện nay chưa có nhiều phòng thí
nghiệm và bãi thử để đánh giá tính ổn định của xe khi chuyển động nên việc mô phỏng
giúp ta có cơ s để đánh giá tính ổn định chuyển động của ô tô.
Do đó việc nghiên cứu dùng phần mềm máy tính để mô phỏng lại sự chuyển động
của ô tô là rất cần thiết. Sau khi mô phỏng lại quá trình chuyển động của ô tô, ta thể dễ
dàng nhìn thấy và tính toán được sự ổn định của ô tô khi chuyển động trên các loại
đưng. Phần mềm mô phỏng sẽ mô phỏng lại sự chuyển động của ô tô theo điều kiện
Nghiên cứu mô phỏng 3D về ổn định chuyển động quay vòng của ô tô

Trang 2

đặt ra. Từ các điều kiện trên ta có thể biết được sự ổn định chuyển động của ô tô. Mặt
khác trên phần mềm mô phỏng ta có thể thay đổi một số đặc tính của ô tô để cải thiện
tính ổn định của ô tô khi chuyển động.
Nếu ta có thể mô phỏng được mọi loại chuyển động của ô tô thì việc nghiên cứu
chế tạo ô tô mới sẽ tr nên dễ dàng, ít tốn kém và ít rủi ro hơn. Vì nếu như không có
phần mềm mô phỏng thì việc chế tạo ô tô chỉ được thực hiện dựa trên những tính toán

lý thuyết sau đó đưa ra thiết kế và sản xuất. Ô tô sau khi được sản xuất mới được chạy
thử nghiệm trên đưng thực tế, đến lúc này nếu có trục trặc xảy ra thì việc sửa chữa lại
thiết kế ban đầu cũng như việc cải tạo lại xe là rất khó khăn, phức tạp và đầy tốn kém.
Do đó nếu chúng ta có thể mô phỏng thật lại quá trình chuyển động của xe với mọi loại
điều kiện địa hình đặt ra thì từ đó ta có thể thay đổi đặc tính thiết kế của xe ngay trên
mô hình mô phỏng. Sau khi đưa ra được thiết kế hoàn chỉnh trên mô hình mô phỏng thì
việc chế tạo mới được bắt đầu, điều này vô cùng thuận tiện cho việc sản xuất và chế
tạo một mẫu xe mới.
Tóm lại, việc sử dụng phần mềm máy tính để mô phỏng lại sự chuyển động của ô
tô là rất hữu ích.
1.2. Mc đích của đ tƠi.
- Sử dụng phần mềm LabVIEW kết hợp với SolidWorks để mô phỏng 3D một quá
trình chuyển động của ô tô. Đó chính là chuyển động quay vòng.
- Đánh giá kết quả mô phỏng và đưa ra một số đề xuất nhằm cải thiện tính ổn định
khi quay vòng của ô tô.
- Sản phẩm mô phỏng được sử dụng trong việc giảng dạy môn Lý thuyết ô tô với
các trưng hợp mô phỏng cụ thể.
1.3. Nhim v của đ tƠi vƠ gii hn đ tài.
1.3.1. Nhim v của đ tƠi.
- Nghiên cứu đặc tính động học và động lực học của ô tô khi chuyển động quay
vòng.
Nghiên cứu mô phỏng 3D về ổn định chuyển động quay vòng của ô tô

Trang 3

- Tìm hiểu cách sử dụng phần mềm LabVIEW và SolidWorks để mô phỏng 3D
quá trình chuyển động quay vòng của ô tô.
- Đánh giá sự ổn định của ô tô khi quay vòng dựa trên kết quả mô phỏng.
- Đề xuất một số giải pháp cải thiện đặc tính quay vòng của ô tô.
1.3.2. Gii hn đ tƠi.

- Dùng phần mềm LabVIEW và SolidWorks để mô phỏng.
- Mô phỏng ô tô chuyển động quay vòng trên đưng phẳng nằm ngang.
- Xét tổng quát quá trình chuyển động của ô tô trên đưng, không biểu thị các hệ
thống bố trí trên xe.
- Khảo nghiệm ô tô theo tính chất riêng phần không kể đến ảnh hưng của các hệ
thống khác khi quay vòng.
1.4. Phng pháp nghiên cu.
- Nghiên cứu đặc tính động học và động lực học của ô tô khi chuyển động quay
vòng.
- Tìm hiểu và học cách sử dụng phần mềm LabVIEW và phần mềm SolidWorks để
mô phỏng 3D.
- Chọn một ô tô cụ thể với thông số kỹ thuật đầy đủ.
- Kết hợp giữa LabVIEW và Solidworks để mô phỏng.
Nghiên cứu mô phỏng 3D về ổn định chuyển động quay vòng của ô tô

Trang 4

Chng 2
C S Lụ THUYT

2.1. Tính ổn đnh của ô tô khi chuyn động quay vòng trên đng nằm ngang.

Hình 2.1: Sơ đồ mômen và lực tác dụng lên ô tô khi quay vòng trên đưng nằm
ngang.
Trong đó:
- P
1:
Lực quán tính ly tâm.
- G: Trọng lượng ô tô.
- Z”, Z’: Phản lực pháp tuyến của mặt đưng tác dụng lên hai bánh xe trái, phải.

- Y”, Y’: Phản lực ngang của mặt đưng tác dụng lên hai bánh xe trái, phải.
- M
jn
: Mômen quán tính.
- R: Bán kính quay vòng tức thi.
- h
g
: Chiều cao trọng tâm xe.
- c: Chiều rộng cơ s xe.

Nghiên cứu mô phỏng 3D về ổn định chuyển động quay vòng của ô tô

Trang 5

2.1.1. Xét ổn đnh theo điu kin trt bên.
Khi ô tô quay vòng trên đưng nằm ngang, để xác định vận tốc giới hạn mà tại đó
ô tô bắt đầu trượt ta chiếu các lực lên phương song song với mặt đưng và phương
vuông góc mặt đưng ta được:
Y’ + Y” = P
1
Z’ + Z” = G
Khi vận tốc ô tô đạt tới giá trị giới hạn V

thì ô tô bắt đầu trượt ngang, lúc đó các
phản lực ngang sẽ bằng lực bám.
Y’ + Y” = 
y
( Z’ + Z” )
Thay giá trị của biểu thức (1) vào (2) ta được: P
1

= 
y
G
Mà lực ly tâm: P
1
=
GV

2
gR

Do đó:
GV

2
gR
= 
y
G
 V

=

gR
y

Vậy khi ô tô quay vòng trên đưng nằm ngang thì vận tốc giới hạn khi ô tô bị trượt
là:
V


=

gR
y

 đây:
g – Gia tốc trọng trưng (m/s
2
).
R – Bán kính quay vòng tức thi (m).

y
- Hệ số bám ngang của bánh xe và mặt đưng.
2.1.2. Xét ổn đnh theo điu kin lt đổ.
Khi ô tô quay vòng trên đưng nằm ngang, dưới tác dụng của lực ly tâm ô tô sẽ bị
lật đổ quanh trục đi qua A và nằm trong mặt phẳng của mặt đưng, lúc đó vận tốc của
ô tô đạt tới giá trị giới hạn lật.
(2)
(1)
Nghiên cứu mô phỏng 3D về ổn định chuyển động quay vòng của ô tô

Trang 6

Để xác định vận tốc giới hạn của ô tô trong trong trưng hợp này, ta xét phương
trình cân bằng mômen tại điểm A.

M
A
= Z"c + P
1

h
g
 G
c
2
= 0
Khi xe bắt đầu lật đổ, Z” = 0 nên ta có:
P
1
h
g
= G
c
2

Thay giá trị lực ly tâm P
1
=
GV
n
2
gR
vào biểu thức trên ta được:
GV
n
2
gR
h
g
= G

c
2

Vậy khi ô tô quay vòng trên đưng nằm ngang thì vận tốc giới hạn khi xe bị lật đổ
là:
V
n
=

gR
c
2h
g

 đây:
g – Gia tốc trọng trưng (m/s
2
).
R – Bán kính quay vòng tức thi (m).
h
g
– Chiều cao trọng tâm xe (m).
c – Chiều rộng cơ s của xe (m).
2.2. nh hởng của điu kin mặt đng đến góc quay vòng gii hn.







Hình 2.2 Các lực tác dụng lên bánh xe dẫn hướng.
G
1
P


P
f

Nghiên cứu mô phỏng 3D về ổn định chuyển động quay vòng của ô tô

Trang 7

Khi xe chuyển động bánh xe dẫn hướng sẽ chịu tác động của các lực sau:
+ Tải trọng thẳng đứng: G
1

+ Lực cản lăn: P

= G
1
.f
+ Lực đẩy: P =  P


Khi quay vòng, bánh xe dẫn hướng quay lệch một góc θ, lực đẩy lúc này là P’.

Hình 2.3: Các thành phần của lực đẩy P’.
Lực đẩy P’ được phân tích thành hai thành phần: P'cosθ = 


; P'sinθ = Y
b
Trong đó Y
b
là lực ngang sẽ gây ra sự trượt ngang của bánh xe dẫn hướng.
Để xe có thể tiếp tục chuyển động được trong điều kiện ổn định và không bị trượt
ngang, cần phải thỏa mãn các điều kiện sau đây:
+ P' cosθ ≥ G
1
.f , tức là P' ≥
G
1
.f
cos θ
(3)
+ P' sinθ ≤ G
1.
φ
n
, hay P' ≤
G
1
.
n

sin 
(4)
Trong đó:
f - Hệ số cản lăn khi quay vòng của bánh xe dẫn hướng.
φ

n
- Hệ số bám ngang khi quay vòng của bánh xe dẫn hướng.
Từ (3) và (4) ta có:
G
1
.f
cos 
≤ P' ≤
G
1
.
n
sin 

Hay:
G
1
.f
cos 
≤
G
1
.
n
sin 

Suy ra:
sin 
cos 
≤


n
f

Nghiên cứu mô phỏng 3D về ổn định chuyển động quay vòng của ô tô

Trang 8

 tanθ =

n
f

Hay θ ≤ arctan

y
f

Như vậy, để xe quay vòng ổn định, góc quay θ của bánh xe dẫn hướng lớn hay bé
tùy thuộc vào điều kiện của đưng xá, biểu thị qua hệ số bám ngang 
n
của bánh xe
dẫn hướng tới mặt đưng cũng như hệ số cản lăn f của bánh xe với mặt đưng.
Nếu góc quay bánh xe dẫn hướng θ trong thực tế lớn hơn so với tính toán, thì bánh
xe dẫn hướng chỉ bị trượt ngang chứ không lăn theo hướng chuyển động khi quay
vòng.
2.3. nh hởng tính đƠn hi của lốp xe đến sự quay vòng.
2.3.1. Sự quay vòng của ô tô có lốp cng.

Hình 2.4: Sơ đồ quá trình quay vòng ô tô có lốp cứng.

Trong đó:
R – Bán kính quay vòng tức thi.
a – Khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trước.
b – Khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu sau.
c – Chiều rộng cơ s ô tô.

c
Nghiên cứu mô phỏng 3D về ổn định chuyển động quay vòng của ô tô

Trang 9

L – Chiều dài cơ s ô tô.

n
– Góc quay vòng của bánh xe dẫn hướng bên ngoài.

t
– Góc quay vòng của bánh xe dẫn hướng bên trong.
=

n
+ 
t
2
– Góc quay vòng trung bình.
θ' = θ
t
– θ
n
– Hiệu số giữa góc quay của bánh xe dẫn hướng bên trong và bên ngoài.


a
- Góc quay của ô tô.
Giá trị của bán kính quay vòng có thể được tính như sau:
Xét tam giác vuông OAB ta có: tan=
AB
AO
=
L
R

Do đó: R =
L
tan 

Vì góc θ là góc quay trung bình của bánh xe dẫn hướng bên ngoài θ
n
và góc quay
bánh xe dẫn hướng bên trong θ
t
thưng bé nên tanθ ≈ θ, nên: R =
L


2.3.2. Sự quay vòng của ô tô có lốp đƠn hi.
Dưới tác dụng của phản lực bên, bánh xe sẽ bị lệch bên và vết tiếp xúc của lốp với
mặt đưng sẽ bị lệch so với mặt phẳng giữa của bánh xe một góc
δ
(góc lệch hướng).
Góc lăn lệch tỷ lệ thuận với lực ngang P

y
và tỷ lệ nghịch với hệ số chống lệch
ngang của lốp xe k. Do đó góc lăn lệch của bánh xe lắp lốp đàn hồi
δ
có thể biểu thị
theo quan hệ sau:
=
P
y
k

Trong đó:
P
y
- Lực ngang.
k - Hệ số chống lệch ngang của lốp xe, phụ thuộc vào áp suất của lốp xe P
w
.
 - Góc lăn lệch bánh xe.
Khi xe lắp lốp đàn hồi quay vòng, dưới tác dụng của lực ngang P
y
sẽ làm cho
hướng chuyển động của bánh xe dẫn hướng và các bánh sau sẽ lệch đi, do sự lăn lệch
Nghiên cứu mô phỏng 3D về ổn định chuyển động quay vòng của ô tô

Trang 10

của các bánh xe đàn hồi, được biểu hiện các góc lệch 
1
của các véctơ tốc độ V

1




của các
bánh xe trước và góc lệch 
2
của véctơ tốc độ V
2






của bánh sau.

Hình 2.5: Sơ đồ quay vòng của xe có lốp đàn hồi.
Do có sự lăn lệch của các bánh xe trước và các bánh xe sau, nên bán kính quay
vòng của loại xe có lắp lốp đàn hồi sẽ thay đổi. Dựa vào sơ đồ trên để xác định bán
kính quay vòng (R
đ
) đó.
Xét tam giác AO
1
B có:
L = AC + CB
Trong đó: AC = R
đ

.tan( 
1
)
CB = R
đ
.tan(
2
)

Do đó: L = R
đ
.tan( 
1
)+ R
đ
.tan(
2
)
 R

=
L
tan


1

+tan (
2
)


Vì , 
1
, 
2
nhỏ nên tan( 
1
) ( 
1
); tan(
2
)
2

Vậy bán kính quay vòng của loại xe có lắp lốp đàn hồi được xác định theo công
thức sau:
Nghiên cứu mô phỏng 3D về ổn định chuyển động quay vòng của ô tô

Trang 11

R

=
L
tan

+ 
2

1



Trưng hợp bánh xe cứng thì 
1
= 
2
= 0 nên R =
L


Bán kính quay vòng tức thi của loại bánh xe có lốp đàn hồi R
đ
, phụ thuộc vào
góc lăn lệch 
1

và 
2
, do đó xảy ra các trưng hợp sau:
Trng hp 1
:


1
= 
2
thì R
đ
= R =
L



Lúc này xe có lốp đàn hồi sẽ quay vòng với bán kính R
đ
= R
Với R là bán kính quay vòng của xe có bánh cứng nhưng tâm quay vòng O
1
không
trùng với tâm quay vòng O của xe có bánh cứng. Sự quay vòng này là sự quay vòng
“trung hòa”.

Hình 2.6: Quay vòng trung hòa.
Trưng hợp này xảy ra khi áp suất bên trong lốp bánh xe trước bằng áp suất bên
trong lốp bánh xe sau (P
w1
= P
w2
).
Trng hp 2
:


1
> 
2
do đó R
đ
> R
Lúc này xe sẽ quay vòng với bán kính R
đ

lớn hơn bán kính quay vòng của xe có
bánh xe cứng R. Để xe quay vòng có R
đ
= R thì phải tăng góc quay của bánh xe dẫn
Nghiên cứu mô phỏng 3D về ổn định chuyển động quay vòng của ô tô

Trang 12

hướng θ. Nếu không xe sẽ quay vòng với góc θ thiếu; nên gọi là “quay vòng thiếu”.
Trưng hợp này xảy ra khi lốp xe trước có áp suất thấp hơn áp suất của lốp bánh xe sau
(P
w1
< P
w2
).

Hình 2.7: Quay vòng thiếu.
Trng hp 3
:


1
< 
2
do đó R
đ
< R
Trưng hợp này xảy ra khi áp suất trong lốp bánh xe trước lớn hơn áp xuất bên
trong lốp bánh xe sau (P
w1

> P
w2
). Lúc này xe sẽ quay vòng với bán kính R
đ
nhỏ hơn
bán kính quay vòng của xe có bán kính R.

Hình 2.8: Quay vòng thừa.
Nghiên cứu mô phỏng 3D về ổn định chuyển động quay vòng của ô tô

Trang 13

Do đó, để xe quay vòng có R
đ
= R thì phải giảm bớt góc quay θ của bánh xe dẫn
hướng, nếu không xe sẽ quay vòng với góc quay θ thừa, nên gọi là “quay vòng thừa”.




Nghiên cứu mô phỏng 3D về ổn định chuyển động quay vòng của ô tô

Trang 14

Chng 3
PHN MM MÔ PHNG 3D

3.1. Phần mm LabVIEW.
3.1.1. Gii thiu phần mm LabVIEW.
LabVIEW (viết tắt của Laboratory Virtual Instrumentation Engineering

Workbench) là môi trưng ngôn ngữ đồ họa hiệu quả trong việc giao tiếp đa kênh giữa
con ngưi, thuật toán và các thiết bị.
.

Gọi LabVIEW là ngôn ngữ đồ họa hiệu quả vì về cách thức lập trình, LabVIEW
khác với các ngôn ngữ C (hay Python, Basic, vv…)  điểm thay vì sử dụng các từ vựng
(từ khóa) cố định thì LabVIEW sử dụng các khối hình ảnh sinh động và các dây nối để
tạo ra các lệnh và các hàm. Cũng chính vì sự khác biệt này mà LabVIEW đã giúp cho
việc lập trình tr nên đơn giản hơn bao gi hết, đặc biệt, LabVIEW rất phù hợp đối với
kỹ sư, nhà khoa học, hay giảng viên. Chính sự đơn giản, dễ học, dễ nhớ đã giúp cho
LabVIEW tr thành một trong những công cụ phổ biến trong các ứng dụng thu thập dữ
liệu từ các cảm biến, phát triển các thuật toán và điều khiển thiết bị tại các phòng thí
nghiệm trên thế giới.


Hình 3.1: Phần mềm LabVIEW.
Nghiên cứu mô phỏng 3D về ổn định chuyển động quay vòng của ô tô

Trang 15

Về ý nghĩa kỹ thuật, LabVIEW cũng được dùng để lập trình ra các chương trình
(source code: mã nguồn) trên máy tính tương tự các ngôn ngữ lập trình dựa trên chữ
(text - based language) như C, Python, Java, Basic, vv
Đồng thi, LabVIEW hỗ trợ các kỹ sư, nhà khoa học và sinh viên, vv xây dựng
(thực thi) các thuật toán một cách nhanh, gọn, sáng tạo và dễ hiễu nh các khối hình
ảnh có tính gợi nhớ và cách thức hoạt động theo kiểu dòng dữ liệu (data flow) lần lượt
từ trái qua phải. Các thuật toán này sau đó được áp dụng lên các mạch điện và cơ cấu
chấp hành thực nh vào việc kết nối hệ thống thật với LabVIEW thông qua nhiều
chuẩn giao tiếp như chuẩn giao tiếp RS232 (giao tiếp qua cổng COM), chuẩn USB,
chuẩn giao tiếp mạng TCP/IP, UDP, chuẩn GPIB, vv. Vì vậy LabVIEW là một ngôn

ngữ giao tiếp đa kênh.
LabVIEW hỗ trợ hầu hết các hệ điều hành Windows (2000, XP, Vista, Windows7),
Linux, MacOS, Window Mobile, Window Embedded. Hiện tại, LabVIEW 2011 là
phiên bản mới nhất. Một số phiên bản cũ của LabVIEW bao gồm 2009, 8.6, 8.5, 7.1,
6i. Nhìn chung các phiên bản kề nhau không có sự khác nhau nhiều. Tuy nhiên có sự
khác biệt đáng kể giữa các bản LabVIEW 7.1, LabVIEW 8.5 và LabVIEW 2009. Ta có
thể chọn một trong ba phiên bản sau cùng để dùng cho việc học lập trình.
3.1.2. Các ng dng của LabVIEW.
LabVIEW được sử dụng trong các lĩnh vực đo lưng, tự động hóa, cơ điện tử,
robotics, vật lý, toán học, sinh học, vật liệu, ôtô, vv. Nhìn chung:
- LabVIEW giúp kỹ sư kết nối bất kỳ cảm biến, và bất kỳ cơ cấu chấp hành nào với
máy tính.
- LabVIEW có thể được sử dụng để xử lý các kiểu dữ liệu như tín hiệu tương tự
(analog), tín hiệu số (digital) hình ảnh (vision), âm thanh (audio), vv.
- LabVIEW hỗ trợ các giao thức giao tiếp khác nhau như RS232, RS485, TCP / IP,
PCI, PXI Ta cũng có thể tạo ra các thực thi độc lập và các thư viện chia sẻ (ví dụ thư
viện liên kết động DLL), bi vì LabVIEW là một trình biên dịch 32-bit.
Nghiên cứu mô phỏng 3D về ổn định chuyển động quay vòng của ô tô

Trang 16

3.1.2.1.ng dng đo lng.
Trong hình bên dưới là giao diện thu thập dữ liệu các thông tin cần thiết của tàu vũ
trụ cỡ nhỏ tại cơ quan hàng không và vũ trụ NASA, Hoa Kỳ.

Hình 3.2: Thu thập dữ liệu tại Cơ quan hàng không và vũ trụ - NASA.
ng dụng hình 3.3 giới thiệu áp dụng của việc sử dụng LabVIEW và card
Hocdelam USB 9001 hoặc NI USB 6008 để thực hiện đo tín hiệu, vẽ biểu đồ đặc tuyến
các cảm biến trong ôtô và thực nghiệm thuật toán chuyển đổi cảm biến nhằm hạ giá
thành sửa chữa xe ôtô. ng dụng này được thực hiện tại đại học Sư phạm Kỹ thuật

Tp.HCM năm 2008.

Hình 3.3: Thu thập dữ liệu từ cảm biến đo gió trong ôtô và thí nghiệm thuật
toán chuyển đổi cảm biến.