Thông tin tài liệu
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: “ỨNG DỤNG PHẦN MỀM
SIMULINK-MATLAB 7.0 ĐỂ KHẢO SÁT
DAO ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ.”
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
1
LỜI CAM ĐOAN
Đây là đề tài nghiên cứu khoa học của tôi với sự hƣớng dẫn của thầy
giáo TS. Lê Quốc Phong. Trong quá trình xây dựng luận văn, tôi có sử dụng
tài liệu tham khảo là một số đề tài nghiên cứu về lĩnh vực ô tô và thừa kế một
số kết quả nghiên cứu của các đề tài đã đƣợc ứng dụng nhƣ: Báo cáo tổng kết
đề tài NCKH cấp bộ về nghiên cứu ảnh hƣởng của biên dạng đƣờng đến tải
trọng tác dụng lên ôtô tại quốc lộ 1A đoạn Hà Nội-Lạng Sơn, Trƣờng
ĐHGTVT Hà Nội; Nghiên cứu hoàn thiện mô hình khảo sát dao động ôtô tải
nhiều cầu, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Trƣờng ĐHBK Hà Nội, để làm cơ sở
cho luận văn.
Tôi cam đoan đề tài của tôi không có sự trùng lặp với các đề tài đã
nghiên cứu trƣớc đó.
Thái nguyên, ngày tháng 10 năm 2009
Học viên
Nguyễn Tân Chính
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2
MỤC LỤC
Trang
Mục lục
2
Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt
4
Danh mục các hình vẽ và bảng biểu
9
LỜI NÓI ĐẦU
11
Chƣơng I. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
13
1.1. Tổng quan về tình hình phát triển công nghiệp ôtô Việt Nam
13
1.1.1. Nhu cầu về ôtô và định hƣớng của chính phủ
13
1.1.2. Thực trạng các cơ sở lắp ráp ôtô ở Việt Nam
17
1.2. Sơ lƣợc tình hình nghiên cứu dao động của ôtô
18
1.2.1. Nghiên cứu dao động của ôtô trên thế giới
18
1.2.2. Nghiên cứu dao động ôtô ở Việt Nam
22
1.2.3. Mục tiêu và phƣơng pháp nghiên cứu của luận án
23
1.3. Nghiên cứu các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động của ôtô
25
1.3.1. Đánh giá độ êm dịu chuyển động
25
1.3.2. Chỉ tiêu về tải trọng động
27
1.3.3. Chỉ tiêu về không gian bố trí treo
29
Chƣơng II. XÂY DỰNG MÔ HÌNH DAO ĐỘNG TƢƠNG
ĐƢƠNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
30
2.1. Xây dựng mô hình dao động tƣơng đƣơng của động cơ
30
2.1.1. Các khái niệm tƣơng đƣơng
30
2.1.2. Các giả thiết
31
2.1.3. Mô hình dao động tƣơng đƣơng
32
2.2. Thiết lập hệ phƣơng trình vi phân mô tả dao động của động cơ
35
2.2.1. Khối lƣợng không đƣợc treo trƣớc
37
2.2.2. Khối lƣợng không đƣợc treo sau
40
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3
2.2.3. Khối lƣợng đƣợc treo (thân xe)
43
2.2.4. Khối lƣợng của động cơ
48
2.3. Các yếu tố phi tuyến có thể có trong mô hình dao động
51
2.3.1. Các đặc tính phi tuyến
51
2.3.2. Phi tuyến do đặc tính động học của phần tử đàn hồi
52
2.3.3. Phi tuyến do đăc tính động học của cơ cấu dẫn hƣớng
52
2.3.4. Đặc tính phi tuyến của giảm chấn thuỷ lực
53
2.3.5. Mô phỏng ma sát khô
54
2.4. Nghiên cứu mấp mô mặt đƣờng
55
2.4.1. Các phƣơng pháp định hàm kích động mặt đƣờng
55
2.4.2. Cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên
56
2.4.3. Chọn hàm kích động ngẫu nhiên mặt đƣờng
58
Chƣơng 3. ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SIMULINK-MATLAB 7.0
ĐỂ KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ
3.1. Sơ đồ mô phỏng dao động của động cơ
3.1.1. Sơ đồ mô phỏng tổng thể
3.1.2. Sơ đồ các khối chức năng
3.2. Thông số mô phỏng
3.3. Một số kết quả đánh giá
3.3.1. Lực của hệ thống treo tác dụng lên vỏ xe:
3.3.2. Các chuyển vị và gia tốc theo phƣơng thẳng đứng của thân xe
3.3.3. Khảo sát thông số dao động của động cơ đến độ êm dịu
chuyển động
Chƣơng 4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
85
4.1.Kết luận
85
4.2. Kiến nghị
86
TÀI LIỆU THAM KHẢO
87
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
4
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu
Đơn vị
Giải nghĩa
m
1T
kg
Khối lƣợng không đƣợc treo cầu trƣớc trƣớc trái
m
1P
kg
Khối lƣợng không đƣợc treo cầu trƣớc trƣớc phải
m
2T
kg
Khối lƣợng không đƣợc treo cầu sau trái
m
2T
kg
Khối lƣợng không đƣợc treo cầu sau phải
M
kg
Khối lƣợng đƣợc treo của xe (không tính khối lƣợng của
động cơ) khi đầy tải
M
dc
kg
Khối lƣợng động cơ
J
x
Nms
2
Mô men quán tính khối lƣợng đƣợc treo đối với trục
quay Y
J
y
Nms
2
Mô men quán tính khối lƣợng đƣợc treo đối với trục
quay X
J
dcx
Nms
2
Mô men quán tính khối lƣợng động cơ đối với trục quay
Y
1
J
dcy
Nms
2
Mô men quán tính khối lƣợng động cơ với trục quay X
1
B
dc
m
Chiều rộng của động cơ tính vị trí bắt 2 bu lông
L
dc
m
Chiều dài của động cơ tính vị trí bắt 2 bu lông
L
m
Chiều dài cơ sở ô tô
B
T
m
Vết bánh xe cầu trƣớc
B
S
m
Vết bánh xe cầu sau
a
m
Khoảng cách trọng tâm a
b
m
Khoảng cách trọng tâm b
C
1
N/m
Độ cứng nhíp của hệ thống treo trƣớc
C
2
N/m
Độ cứng nhíp của hệ thống treo sau
K
1
Nm/s
Hệ số cản giảm chấn hệ thống treo trƣớc
K
2
Nm/s
Hệ số cản giảm chấn hệ thống treo sau
C
L1
N/m
Độ cứng lốp cầu trƣớc
C
L2
N/m
Độ cứng lốp cầu sau
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
5
Ký hiệu
Đơn vị
Giải nghĩa
K
L1
Nm/s
Hệ số cản giảm chấn lốp cầu trƣớc
K
L1
Nm/s
Hệ số cản giảm chấn lốp cầu sau
K
nn1
Nm/s
Hệ số cản của giảm chấn quá trình nén nhẹ hệ thống treo
phía trƣớc
K
nm1
Nm/s
Hệ số cản của giảm chấn quá trình nén mạnh hệ thống
treo phía trƣớc
K
tn1
Nm/s
Hệ số cản của giảm chấn quá trình trả nhẹ hệ thống treo
phía trƣớc
K
tm1
Nm/s
Hệ số cản của giảm chấn quá trình trả mạnh hệ thống
treo phía trƣớc
K
nn2
Nm/s
Hệ số cản của giảm chấn quá trình nén nhẹ hệ thống treo
phía trƣớc
K
nm2
Nm/s
Hệ số cản của giảm chấn quá trình nén mạnh hệ thống
treo phía trƣớc
K
tn2
Nm/s
Hệ số cản của giảm chấn quá trình trả nhẹ hệ thống treo
phía sau
K
tm2
Nm/s
Hệ số cản của giảm chấn quá trình trả mạnh hệ thống
treo phía sau
G
1
KG
Trọng lƣợng đặt lên cầu trƣớc khi ô tô đầy tải
G
2
KG
Trọng lƣợng đặt lên cầu sau khi ô tô đầy tải
( -z)
m
Chuyển vị tƣơng đối giữa khối lƣợng không đƣợc treo
và khối lƣợng đƣợc treo.
f
n
dyn
m
Độ võng động hành trình nén của hệ treo
f
t
dyn
m
Độ võng động hành trình trả của hệ treo
C
L1P
N/m
Độ cứng lốp xe phía trƣớc bên phải xe
C
L1T
N/m
Độ cứng lốp xe phía trƣớc bên trái xe
K
L1P
Ns/m
Hệ số cản giảm chấn của lốp xe phía trƣớc bên phải
K
L1T
Ns/m
Hệ số cản giảm chấn của lôp xe phía trƣớc bên trái
C
L2P
N/m
Độ cứng lốp xe phía sau bên phải xe
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
6
Ký hiệu
Đơn vị
Giải nghĩa
C
L2P
N/m
Độ cứng lốp xe phía sau bên trái xe
K
L2P
Ns/m
Hệ số cản giảm chấn của lốp phía sau bên phải
K
L2T
Ns/m
Hệ số cản giảm chấn của lốp phía sau bên trái
V
m/s
Vận tốc chuyển động của ôtô
T
1
Trọng tâm của động cơ
C
đc1
N/m
Độ cứng lò xo vị trí lắp động cơ thứ nhất
K
đc1
Nm/s
Hệ số cản của giảm chấn vị trí lắp động cơ thứ nhất
C
đc2
N/m
Độ cứng lò xo vị trí lắp động cơ thứ hai
K
đc2
Nm/s
Hệ số cản của giảm chấn vị trí lắp động cơ thứ hai
C
đc3
N/m
Độ cứng lò xo vị trí lắp động cơ thứ ba
K
đc3
Nm/s
Hệ số cản của giảm chấn vị trí lắp động cơ thứ ba
C
đc4
N/m
Độ cứng lò xo vị trí lắp động cơ thứ tƣ
K
đc4
Nm/s
Hệ số cản của giảm chấn vị trí lắp động cơ thứ tƣ
F
N
Tổng các ngoại lực tác dụng lên vật
qt
F
N
Tổng các lực quán tính tác dụng lên vật
rad
Chuyển động quay quanh trục Y
rad
Chuyển động quay quanh trục X
T1
m
Toạ độ suy rộng khối lƣợng không đƣợc treo phia trƣớc
bên trái
P1
m
Toạ độ suy rộng khối lƣợng không đƣợc treo phia trƣớc
bên phải
T2
m
Toạ độ suy rộng khối lƣợng không đƣợc treo phia sau
bên trái
P2
m
Toạ độ suy rộng khối lƣợng không đƣợc treo phia sau
bên phải
T
1
trọng tâm của động cơ
rad
Chuyển động quay của động cơ quanh trục X
1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
7
Ký hiệu
Đơn vị
Giải nghĩa
rad
Chuyển động quay của động cơ quanh trục Y
1
Tqt
F
1
N
Lực quán tính khối lƣợng m
1T
bên trái
TCL
F
1
N
Lực đàn hồi của bánh xe phía trƣớc bên trái
TKL
F
1
N
Lực giảm chấn của bánh xe phía trƣớc bên trái
TC
F
1
N
Lực đàn hồi của hệ thống treo trƣớc bên trái
TK
F
1
N
Lực giảm chấn của hệ thống treo trƣớc bên trái
Pqt
F
1
N
Lực quán tính khối lƣơng m
1P
bên phải
PCL
F
1
N
Lực đàn hồi của bánh xe phía trƣớc bên phải
PKL
F
1
N
Lực giảm chấn của bánh xe phía trƣớc bên phải
PC
F
1
N
Lực đàn hồi của hệ thống treo trƣớc bên phải
PK
F
1
N
Lực giảm chấn của hệ thống treo trƣớc bên phải
TCL
F
2
N
Lực đàn hồi của bánh xe phía sau bên trái
TKL
F
2
N
Lực giảm chấn của bánh xe phía sau bên trái
TC
F
2
N
Lực đàn hồi của khối lƣợng treo sau bên trái
TK
F
2
N
Lực giảm chấn của hệ thống treo saubên trái
PCL
F
2
N
Lực đàn hồi của bánh xe sau bên phải
PKL
F
2
N
Lực giảm chấn của bánh xe sau bên phải
PC
F
2
N
Lực đàn hồi của hệ thống treo sau bên phải
PK
F
2
N
Lực giảm chấn của hệ thống treo sau bên phải
qtdc
F
N
Lực quán tính của đông cơ
1dcC
F
N
Lực đàn hồi của vị trí bắt động cơ thứ nhất
1dcK
F
N
Lực giảm chấn của vị trí bắt động cơ thứ nhất
2dcC
F
N
Lực đàn hồi của vị trí bắt động cơ thứ hai
2dcK
F
N
Lực giảm chấn của vị trí bắt động cơ thứ hai
3dcC
F
N
Lực đàn hồi của vị trí bắt động cơ thứ ba
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
8
Ký hiệu
Đơn vị
Giải nghĩa
3dcK
F
N
Lực giảm chấn của vị trí bắt động cơ thứ ba
4dcC
F
N
Lực đàn hồi của vị trí bắt động cơ thứ tƣ
4dcK
F
N
Lực giảm chấn của vị trí bắt động cơ thứ tƣ
Eq
Kỳ vọng toán học hoặc giá trị tung độ trung bình của các
mấp mô mặt đƣờng
K
Số lƣợng các giá trị đo đạc
q
i
Giá trị độ cao mấp mô tại điểm đo thứ i
P
i
Xác suất xuất hiện độ cao mấp mô thứ i
D
y
Phƣơng sai các mấp mô
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
9
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Dự kiến sản lƣợng ô tô các loại đến năm 2020
13
Bảng 1.2. Biểu cân đối năng lực, nhu cầu và bổ sung sản lƣợng ô tô đến năm
2010
14
Hình 2.1. Mô hình dao dao động của động cơ trong ôtô con hai cầu
33
Hình 2.2. Mô hình dao dao động trƣơng đƣơng của động cơ trong ôtô
con hai cầu
34
Hình .2.3. Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên cơ hệ
36
Hình 2.4. Sơ đồ lực tác dụng lên khối lƣợng không đƣợc treo trƣớc trái
38
Hình 2.5. Sơ đồ lực tác dụng lên khối lƣợng không đƣợc treo trƣớc phải
39
Hình 2.6. Sơ đồ lực tác dụng của khối lƣợng không đƣợc treo sau trái
40
Hình 2.7. Sơ đồ lực tác dụng của khối lƣợng không đƣợc treo sau
42
Hình 2.8. Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên thân xe
42
Hình 2.9. Sơ đồ lực tác dụng lên khối lƣợng đƣợc treo(của động cơ)
48
Hình 2.10. Hệ treo 2 đòn ngang
53
Hình 2.11. Kết quả đo mấp mô mặt đƣờng quốc lộ 1A (đoạn 1)
61
Hình 2.12. Kết quả đo mấp mô đã qua xử lý (đoạn 1)
61
Hình 2.13. Kết quả đo mấp mô mặt đƣờng quốc lộ 1A (đoạn 2)
62
Hình 2.14. Kết quả đo mấp mô đã qua xử lý (đoạn 2)
62
Hình 3.1. Sơ đồ mô phỏng tổng thể dao động động cơ
63
Hình 3.2. Sơ đồ mô tả khối kích động mặt đƣờng
64
Hình 3.3- Sơ đồ mô tả khối các lực lốp xe trƣớc trái và phải
65
Hình 3.4. Sơ đồ mô tả khối các lực lốp xe sau trái và phải
65
Hình 3.5. Mô tả các chuyển vị của khối lƣợng không đƣợc treo
66
Hình 3.6. Sơ đồ mô tả đặc tính phi tuyến của hệ số cản giảm chấn của
hệ thống treo phía trƣớc
67
Hình 3.7. Sơ đồ mô tả đặc tính phi tuyến của hệ số cản giảm chấn của
hệ thống treo phía trước
67
29
[...]... động của động cơ đốt trong ảnh hưởng đến độ êm dịu chuyển động của ô tô Chính vì vậy nghiên cứu dao động của động cơ đốt trong ảnh hưởng đến độ êm dịu của ôtô là rất cần thiết Chính vì các lý do trên tác giả chọn đề tài “Mô phỏng dao động của động cơ đốt trong và xem xét ảnh hưởng của nó lên độ êm dịu chuyển động của ô tô du lịch” làm đề tài của luận án thạc sỹ của mình dưới sự hướng dẫn khoa học của. .. hình dao động tƣơng đƣơng Với các giả thiết trên ta có mô hình dao động tương đương của động cơ dưới đây: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 35 2.2 Thiết lập hệ phƣơng trình vi phân mô tả dao động của động cơ Để có thể xác định được các thông số dao động của xe ta cần phải từ mô hình cơ học thiết lập được các phương trình vi phân mô tả chuyển động dao. .. trình vi phân mô tả dao động: - Xây dựng mô hình dao động: xây dựng mô hình dao động động cơ tƣơng đƣơng cho loại xe du lịch sản xuất ở Việt Nam - Thiết lập hệ phương trình vi phân: Trên cơ sở mô hình dao động tƣơng đƣơng tiến hành thiết lập hệ phƣơng trình vi phân biểu diễn dao động Trong bản luận văn này sử dụng nguyên lý Dalambe để thiết lập hệ phƣơng trình vi phân mô tả dao động * Giải hệ phương... dcy Chuyển động của động cơ là hợp của ba chuyển động: + Chuyển động tịnh tiến theo phương Z1 ứng với toạ độ suy rộng Z1; + Chuyển động quay quanh trục Y1 tương ứng toạ độ suy rộng + Chuyển động quay quanh trục X1 tương ứng toạ độ suy rộng Vì trong luận văn này chỉ nghiên cứu và mô phỏng dao động của ô tô với hệ thống treo độc lập nên cầu xe không có chuyển động quay quanh trục dọc của xe Sau... bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 24 Dựa trên cơ sở phân tích ở phần phần trên và đƣợc sự đồng ý của thầy hƣớng dẫn khoa học tôi chọn đề tài ‘’Mô phỏng dao động của động cơ đốt trong và xet xét ảnh hưởng của nó lên độ êm dịu chuyển động của ôtô du lịch’’ Trong khuôn khổ của một luận án Thạc sĩ khoa học tôi tập chung nghiên cứu một số vần cơ bản sau đây:... mô hình tương đương của các bộ phận của ôtô có thể xây dựng mô hình dao động tương đương của ôtô 2.1.2 Các giả thiết Để xây dựng mô hình dao động tương đương của động cơ chúng ta phải đưa ra các giả thiết dưới đây - Thân xe đối xứng qua trục dọc của xe; Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 32 - Vỏ xe là một tấm phẳng tuyệt đối cứng đặt tại trọng tâm... dạng của lốp và tách bánh xe không đƣợc mô tả trong các mô hình tuyến tính, nên kết quả nghiên cứu của dao động ôtô tuyến tính thƣờng không chính xác Mô hình gần thực với ôtô cần đáp ừng các yêu cầu sau: Không hạn chế chuyển động (dao động) , không gian của toàn xe; xác lập đƣợc động học, động lực học phi tuyến của hệ thống treo; xác lập đƣợc động lực học phi tuyến của bánh xe Độ êm dịu của chuyển động. .. đến tải trọng tác dụng lên ôtô tại Quốc lộ 1A Trong công trình này tác giả đo đạc và thu thập đƣợc số liệu mấp mô biến dạng đƣờng trên tuyến đƣờng 1A Hà Nội- Lạng Sơn, xử lý số liệu và đƣa vào bài toán dao động để xác định tải trọng tác dụng lên ôtô kết quả bộ số liệu mấp mô biến dạng đƣờng đƣợc sử dụng nguồn kích động dao động trong luận án 1.2.3 Mục tiêu và phương pháp nghiên cứu của luận án Số hóa... dụng lên vỏ xe ở các vị trí bắt bu lông động cơ ở trƣờng hợp vị trí lắp ráp động cơ và vỏ xe coi nhƣ đệm đàn hồi 75 Hình 3.14.Lực tác dụng lên vỏ xe ở các vị trí bắt bu lông động cơ ở trƣờng hợp vị trí lắp ráp động cơ và vỏ xe coi nhƣ đệm đàn hồi chỉ đặc trƣng Cdc 76 Hình 3.15 Lực tác dụng lên vỏ xe ở các vị trí bắt bu lông động cơ ở trƣờng hợp vị trí lắp ráp động cơ và vỏ xe coi nhƣ đệm đàn hồi chỉ đặc... vi phân mô tả dao động: Sử dụng kết quả đo hàm biểu diễn kích động mặt đƣờng là mật độ phổ mặt đƣờng ngẫu nhiên trên quốc lộ 1A tuyến đƣờng Hà Nội – Lạng Sơn của tác giả Đào Mạnh Hùng chủ nhiệm với đề tài cấp bộ mã số B2003-35-42 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 25 Để giải hệ phƣơng trình dao động sử dụng phần mền Matlab Simulink 7.0 làm công cụ . ngồi
1. 600
4 .00 0
9.5 20
5
Xe tải
68 .00 0
1 27. 00 0
159. 800
+ Đến 2 tấn
40. 000 *
57. 00 0*
50. 000
+ > 2 tấn - 7 tấn
14 .00 0
35 .00 0
53 . 70 0
+.
2 .00 0
4 .00 0
2 .00 0
ĐT thêm
4
Xe tải
14 .00 0
1 27. 00 0
113 .00 0
+ Đến 2 tấn
10. 000
57. 00 0
47. 00 0
ĐT thêm
+ > 2 tấn - 7 tấn
4 .00 0
35 .00 0
Ngày đăng: 23/02/2014, 17:20
Xem thêm: Tài liệu luận văn: ỨNG DỤNG PHẦN MỀN SIMULINK-MATLAB 7.0 ĐỂ KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ pot, Tài liệu luận văn: ỨNG DỤNG PHẦN MỀN SIMULINK-MATLAB 7.0 ĐỂ KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ pot