Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số kết cấu đến dao động ô tô

- Dao động của ô tô là một vấn đề hiện đang rất cần được quan tâm nghiên cứu để nâng cao chất lượng khai thác ô tô.
- Trong thời gian vừa qua đã có rất nhiều tác giả đề cập tới vấn đề nghiên cứu dao động của ô tô.
- Bên cạnh đó, các xe đóng tại Việt nam đặc biệt là xe chở khách chưa được nghiên cứu sâu về dao động.
- Xuất phát từ những yêu cầu trên, tôi lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số kết cấu đến dao động của ô tô”.
- Đề tài đã tập trung vào nghiên cứu mô phỏng hệ dao động của ô tô có xét đến các yếu tố phi tuyến từ đó làm cơ sở cho việc chọn các thông số kết cấu hợp lý đảm bảo độ êm dịu chuyển động cho xe.
- Đây là những công việc hữu ích và vô cùng quan trọng cho việc nghiên cứu dao động của ô tô ở những quá trình thử nghiệm ban đầu nhằm tiết kiệm 4thời gian, khối lượng tính toán và giảm chi phí cho các thí nghiệm đo đạc trên các sản phẩm thử nghiệm trong thực tế.
- Tổng quan về nghiên cứu dao động ô tô.
- Các nghiên cứu về dao động của ô tô trong nước .
- Nghiên cứu về dao động của ô tô trên thế giới a.
- Nghiên cứu dao động của ô tô c.
- Xây dựng mô hình và thiết lập hệ phương trình vi phân mô tả dao động .
- Mô phỏng dao động .
- Ảnh hưởng của dao động tới cơ thể con người và xe cộ a.
- Những ảnh hưởng của dao động lên cơ thể con người b.
- Ảnh hưởng của dao động đến độ bền và độ an toàn chuyển động .
- Chỉ tiêu về tần số dao động b.
- Chỉ tiêu về gia tốc dao động d.
- Chỉ tiêu về an toàn chuyển động và tải trọng tác dụng xuống nền đường CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MÔ HÌNH VÀ THIẾT LẬP HỆ PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN MÔ TẢ DAO ĐỘNG.
- Xây dựng mô hình dao động ô tô.
- Mô hình dao động a.
- Mô hình dao động liên kết c.
- Xây dựng mô hình dao động .
- Thiết lập hệ phương trình vi phân mô tả dao động.
- Hệ phương trình vi phân CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG DAO ĐỘNG.
- Một số kết quả mô phỏng dao động .
- Ảnh hưởng của các thông số đến dao động của xe a.
- Tổng quan về nghiên cứu dao động ô tô 1.2.1.
- Các nghiên cứu về dao động của ô tô trong nước Ngành công nghiệp ô tô Việt nam đang trong quá trình hình thành và phát triển dần trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn hàng đầu của đất nước.
- một trong những việc đó là nghiên cứu sâu hơn về hệ thống dao động của ô tô, độ êm dịu cũng như chất lượng động học và động lực học của xe nhằm thu được thuộc tính tối ưu.
- Từ những thực tế đó, đã có các đề tài thuộc chuyên ngành ô tô đề cập đến vấn đề dao động của ô tô như: Luận văn tiến sỹ của tác giả Lưu Văn Tuấn [4] đã đề ra mục tiêu nâng cao độ êm dịu cho xe khách Ba Đình đóng trên cơ sở IFA.
- Luận văn tiến sỹ của tác giả Võ Văn Hường [5] “Nghiên cứu hoàn thiện mô hình khảo sát dao động ôtô tải nhiều cầu”.
- Tác giả đã nghiên cứu sâu về lập mô hình dao động không gian cho xe tải có yếu tố dao động ngang, khung xoắn chịu lực, thanh ổn định, hệ thống treo có đặc tính phi tuyến, hàm kích động riêng rẽ 22và tổng hợp.
- Mô hình có thể nghiên cứu các dao động ở vùng cận biên như tách bánh xe, quá trình va chạm vấu hạn chế hành trình, trượt và lật.
- Luận văn của tác giả Nguyễn Phúc Hiểu [6] “Nghiên cứu ảnh hưởng của dao động lên khung xương ôtô khi chuyển động trên đường”.
- Phần mô hình và tính toán khá hoàn chỉnh, đã trình bày một phần dao động dưới kích động ngẫu nhiên của mặt đường.
- Tác giả Nguyễn Văn Lộc [8] “Nghiên cứu ảnh hưởng của các đặc tính phi tuyến của hệ thống treo đến dao động của ô tô” trong luận văn của mình tác giả đã đưa vào rất nhiều các đặc tính phi tuyến của hệ thống treo, các giả thiết xây dựng mô hình dao động của tác giả tương đối sát với thực tế.
- Luận văn Thạc sỹ của tác giả Đặng Việt Hà [10] “Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số kết cấu đến điều kiện làm việc của ô tô và độ êm dịu chuyển động” cũng đã chú ý đến sự ảnh hưởng của các thông số kết cấu đến dao động của xe khách đóng trên nền xe tải.
- Nhìn chung các đề tài đã tập trung vào việc khảo sát dao động xe theo quan điểm độ êm dịu và an toàn chuyển động, thực hiện bài toán tính toán kiểm nghiệm.
- Nghiên cứu về dao động của ô tô trên thế giới Việc nghiên cứu dao động ôtô bắt đầu rất sớm, ngay cả khi ôtô còn rất đơn giản.
- Nội dung chính là dao động xe con, mô hình là mô hình 1/4 và được xem xét ở các yếu tố kết cấu có ảnh hưởng đến dao động và 23tối ưu hệ treo.
- Sau đó, tác giả đề cập chỉ tiêu đánh giá dao động ôtô, cách tiếp cận mang tính cổ điển.
- Ngày nay trên thế giới các nghiên cứu về dao động của ô tô đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể.
- Dao động ô tô được nghiên cứu trong tổng thể hệ thống “Đường - Xe - Người”.
- Nghiên cứu về biên dạng mặt đường (nguồn gây ra dao động.
- Nghiên cứu hệ dao động ô tô (hệ thống treo.
- Nghiên cứu dao động của ô tô: Là cần thiết với mục đích hoàn thiện kết cấu hệ thống treo, nhằm mục đích cải thiện độ êm dịu chuyển động, chất lượng kéo, tính kinh tế, tính dẫn hướng và độ ổn định chuyển động, độ bền và độ tin cậy của ô tô đặc biệt đối với xe hiện đại là một việc không thể thiếu được.
- Vì vậy nghiên cứu dao động của ô tô là xác lập mối quan hệ dao động của ô tô với chỉ tiêu chất lượng khai thác ở trên.
- Nhưng đều chung một bài toán cơ bản là khi nghiên cứu dao động của ô tô là làm rõ ảnh hưởng của sự thay đổi các thông số của hệ phương trình vi phân mô tả chuyển động của cơ hệ dao động.
- Trên cơ sở như vậy kết hợp với số liệu thử nghiệm và các số liệu sử dụng tiến hành chuyển bài toán phân tích sang bài toán tối ưu các thông số của hệ ô tô dao động đang khảo sát.
- Tóm lại, khi nghiên cứu dao động của ô tô các tác giả đã tập trung xác định các thông số hợp lý của hệ thống, tạo cơ sở cho việc thiết kế hoàn thiện các phần tử của hệ thống treo bao gồm các bộ phận chính là.
- Hiện nay người ta tập trung vào hai hướng nghiên cứu con người: Lái xe điều khiển ô tô trên đường và hành khách chịu dao động.
- Nhiệm vụ và phương hướng nghiên cứu của luận văn Vấn đề nghiên cứu dao động ô tô là vô cùng quan trọng và hết sức phức tạp, đề cập đến nhiều lĩnh vực.
- Nghiên cứu các chỉ tiêu đánh độ êm dịu chuyển động Trên cơ sở các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động của các tác giả nước ngoài và kết quả của các công trình nghiên cứu trong nước về ảnh hưởng của dao động đến sức khoẻ của con người Việt nam, đề ra các chỉ tiêu hợp lý để đánh giá độ êm dịu chuyển động của xe khách sử dụng ở Việt nam.
- Mô hình dao động tôi chọn là mô hình không gian bao gồm các khối lượng liên kết với nhau bằng các phản lực liên kết.
- Trên cơ sở mô hình dao động tương đương tôi áp dụng nguyên lý D’Alambe để tiến hành lập hệ phương trình vi phân biểu diễn dao động.
- Hệ bao gồm 7 phương trình vi phân mô tả dao động.
- Mô phỏng dao động Sử dụng phần mềm Matlab-Simulink để mô phỏng biểu diễn dao động của xe với kích động từ mặt đường được đo từ thực tế đoạn đường Hà nội - Lạng sơn.
- Ảnh hưởng của dao động tới cơ thể con người và xe cộ Khi ô tô chuyển động trên đường dao động xuất hiện trong toàn bộ hệ thống của xe dưới tác động kích thích của các mấp mô biên dạng đường.
- Dao động của ô tô ảnh hưởng đến bản thân người lái và hành khách, hàng hoá chuyên chở trên xe, độ bền, tuổi thọ của các kết cấu ô tô.
- Những ảnh hưởng của dao động lên cơ thể con người Khi ngồi trên ô tô, cơ thể người tiếp xúc với nguồn rung động sẽ thực hiện các dao động riêng tắt dần và dao động cưỡng bức.
- Cụ thể với các dao động theo phương thẳng đứng như sau.
- Dao động với tần số cao hơn còn làm giảm thị lực, gây chóng mặt, buồn nôn.
- Mặc dù dao động của ô tô rất phức tạp nhưng có thể chia thành dao động và rung động.
- Dao động có thể cảm nhận được và trực tiếp gây ra khó chịu cho con người trong một khoảng thời gian ngắn.
- Nhìn chung các dao động và rung động tác dụng lên hệ thống sinh lý của con người không đồng nhất.
- Trong tư thế đứng thì tác động của các dao động sẽ bị yếu đi bởi các khớp xương chi dưới.
- Ngoài ra tác động của dao động sẽ làm các gai ở đốt sống dài ra và hậu quả cũng gây chèn ép các bó dây thần kinh.
- Hơn thế nữa đặc tính này thay đổi trong quá trình dao động có nghĩa là cơ thể là một hệ dao động không ngừng.
- Con người có đặc tính tự điều chỉnh trong một phạm vi nhất định, có nghĩa là có khả năng làm thay đổi các thông số của mình để làm các tác động của dao động giảm đi theo thời gian.
- Nói chung ảnh hưởng này không tác động nhiều đến hành khách ngồi trên xe mà chỉ co ảnh hưởng tới người lái xe do dao động của vô lăng tác động trực tiếp đến tay.
- Mặt khác dao động của ghế ngồi và của vô lăng là có khác nhau nên lái xe là đối tượng nghiên cứu trong trường hợp chịu ảnh hưởng của rung cục bộ.
- Ảnh hưởng của dao động đến độ bền và độ an toàn chuyển động Dao động không chỉ ảnh hưởng đến sức khoẻ con người mà còn ảnh hưởng đến các yếu tố như: Chất lượng hàng hoá chuyên chở, độ bền của các chi tiết trên xe, độ an toàn khi chuyển động (phanh, lái.
- Đối với chất lượng hàng hoá chuyên chở, ảnh hưởng của dao động là rất rõ rệt.
- Khi dao động, gia tốc dao động sẽ tạo ra các lực quán tính tác dụng lên các chi tiết.
- Trong quá trình chuyển động, do dao động có thể xảy ra trường hợp bánh xe bị nhấc khỏi mặt đường (tách bánh).
- Các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động của ô tô Lựa chọn các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc nghiên cứu dao động của ô tô.
- Do đó, khi thiết kế ô tô, lựa chọn hay tính toán các thông số liên quan đến dao động đều phải xuất phát từ chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động của ô tô.
- Các tính chất dao động của ô tô trong nước cũng như trên thế giới thường được đánh giá theo 2 quan điểm: 30- Đánh giá theo quan điểm về độ êm dịu chuyển động mà thông số gia tốc dao động có tính chất quyết định vì nó tác dụng lên người lái và hành khách.
- Vì vậy khi nói đến dao động của ô tô theo quan điểm êm dịu chuyển động thì độ êm dịu chuyển động của ô tô có thể hiểu là tập hợp các tính chất đảm bảo hạn chế các tác động của dao động có ảnh hưởng xấu tới con người, hàng hoá và các kết cấu của ô tô.
- Theo quan điểm về an toàn chuyển động thì dao động của ô tô gây ra sự thay đổi giá trị phản lực pháp tuyến giữa bề mặt tiếp xúc của bánh xe với mặt đường.
- Quá trình nghiên cứu dao động của ô tô là quá trình xác định các thông số của hệ thống treo, tạo cơ sở cho việc thiết kế các phần tử của chúng: phần tử đàn hồi, phần tử giảm chấn và bộ phận dẫn hướng.
- Vậy nên từ thói quen đó con người chịu dao động hợp lý trong khoảng tần số vừa nêu trên.
- Khi đánh giá độ êm dịu chuyển động của ô tô với các điều kiện mặt đường cũng như kết cấu cụ thể thì tần số dao động của ô tô phải nằm trong giới hạn 1-1,5 Hz, thường lấy chuẩn để đánh giá dao động của ô tô như sau.
- Đối với xe con (du lịch): n dao động/phút.
- Đối với xe vận tải: n dao động/phút) b.
- Ảnh hưởng của các thông số trong hệ thống treo: Độ cứng của hệ thống treo phụ thuộc một phần vào độ cứng của lò xo trong hệ thống treo (cả hệ thống treo trước và treo sau), do đó khi ta thay đổi các thông số về độ cứng của lò xo hệ thống treo trước và treo sau sẽ dẫn đến sự thay đổi của quá trình dao động của xe.
- Tóm lại, ứng với các điều kiện đầu vào của biên dạng đường và tải trọng cũng như vận tốc của xe đã cho trong bảng 4.1 thì độ cứng của lò xo nên lấy trong khoảng sau để nâng cao chất lượng dao động của xe: C KN/m và C KN/m.
- để cải thiện chất lượng dao động của xe.
- Trong phần này tôi cho tải trọng của xe tăng dần từ 0 - 16 người khi 89đó khối lượng được treo thay đổi và tọa độ trọng tâm thân xe theo phương X cũng thay đổi để xét ảnh hưởng của nó tới dao động của xe: Qua hình vẽ 4.18 ta thấy DZ giảm khi tăng số hành khách và đạt min khi n = 8 người, sau đó lại tăng lên.
- Tóm lại, qua các đồ thị ảnh hưởng của các thông số đến dao động của xe đã kể trên ta có thể chọn sơ bộ các thông số kết cấu của xe một cách hợp lý, kết hợp với bài toán tối ưu và kiểm nghiệm bền các chi tiết sẽ đưa ra được một bộ thông số phù hợp nhất đối với xe.
- Từ đó, ta có thể xét đến tất cả các thông số khác mà có ảnh hưởng tới chất lượng dao động của xe và cũng có thể mở rộng ra các loại xe khác, những xe hiện đang được sản xuất tại Việt nam nhằm nâng cao độ êm dịu chuyển động cho xe trong điều kiện đường xá tại nước ta hiện nay.
- 92KẾT LUẬN Nghiên cứu dao động của ô tô là một vấn đề tuy không mới nhưng hiện tại chưa được nghiên cứu sâu về dao động.
- Mô phỏng dao động của xe nhờ vào các khối chức năng trong thư viện của Simulink trong đó có các yếu tố phi tuyến như: góc đặt giảm chấn, hệ số cản của giảm chấn, độ cứng của lò xo, tách bánh.
- Các kết quả này rất quan trọng và hữu ích trong quá trình nghiên cứu sau này, đặc biệt khi tính chọn các thông số kết cấu của xe cũng như của hệ thống treo nhằm đảm bảo chất lượng dao động cho xe.
- trong các điều kiện khác nhau của vận tốc xe và gia tốc phanh đến các thông số dao động của xe là chuyển vị và gia tốc dao động của trọng tâm thân 93xe, từ đó có thể đánh giá và lựa chọn một cách sơ bộ các thông số kết cấu này nhằm đảm bảo độ êm dịu chuyển động cho xe.
- Kết quả bước đầu mới chỉ đưa ra được các lực từ hệ thống treo tác dụng lên thân xe chứ chưa tính bền được khung vỏ xe, các lực từ đường tác dụng lên bánh xe chứ chưa đưa ra được ảnh hưởng của chất lượng dao động và điều kiện đường xá đến tính ổn định của xe, hệ thống phanh, hệ thông lái, hệ thống truyền lực.
- Nguyễn Phúc Hiểu, Nghiên cứu ảnh hưởng của dao động lên khung xương ôtô khi chuyển động trên đường, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - HVKTQS 1992.
- Trịnh Minh Hoàng, Khảo sát dao động của xe tải hai cầu dưới kích động ngẫu nhiên của mặt đường, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - ĐHBKHN 2001.
- Võ Văn Hường, Nghiên cứu hoàn thiện mô hình khảo sát dao động ôtô tải nhiều cầu, Luận văn tiến sĩ kỹ thuật 2003.
- Nguyễn Văn Lộc, Nghiên cứu ảnh hưởng của các đặc tính phi tuyến của hệ thống treo đến dao động của ô tô, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - ĐHBKHN 2005

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt