(Luận văn) nghiên cứu mô phỏng hoạt động của giảm chấn thủy lực một lớp vỏ trong hệ thống treo ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ MINH DUY lu an n va GIẢM CHẤN THUỶ LỰC MỘT LỚP VỎ p ie gh tn to NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA d oa nl w TRONG HỆ THỐNG TREO Ô TÔ nf va an lu lm ul z at nh oi LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC z m co l gm @ an Lu n va Hà Nội – 2017 ac th si BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ MINH DUY lu NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA an n va GIẢM CHẤN THUỶ LỰC MỘT LỚP VỎ to p ie gh tn TRONG HỆ THỐNG TREO Ô TÔ w d oa nl Chuyên ngành: Kỹ thuật khı́ đô ̣ng lư ̣c nf va an lu z at nh oi lm ul LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC z NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: @ m co l gm PGS.TS HỒ HỮU HẢI an Lu n va Hà Nội – Năm 2017 ac th si                    lu an  n va  gh tn to     p ie d oa nl w  an lu Lê Minh Duy nf va z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si L                             lu  an va  n        to  p ie gh tn 15B- w d oa nl  nf va an lu z at nh oi lm ul Lê Minh Duy z m co l gm @ an Lu n va ac th si MC LC MC LC DANH MC KÝ HIU VÀ VIT TT DANH MC TÊN HÌNH DANH MC TÊN BNG LI M U  1.1 Lch s hình thành 12 1.2 Công dng, phân loi yêu cu ca h thng treo 13  lu an c tính ca gim chn 22 va n 1.5 Nghiên cu mô phng gim chn 24 tn to 1.6 Kt lun 24 p ie gh NG MƠ HÌNH MÔ PHNG GIM CHN MT LP V BNG MATLAB- SIMULINK 26 2.1 GSimulink w oa nl  xây dng mơ hình 33 d 2.3 Mô phng ca gim chn mt lp v bng Simulink 47 an lu 2.4 Kt lun nf va T QU MÔ PHNG 48 lm ul u kin mô phng 48 3.2 Kt qu mô phng 50 z at nh oi 3.3 Kt lun 57 HUNG 58 z TÀI LIU THAM KHO 59 m co l gm @ an Lu n va ac th si DANH MC KÝ HIU VÀ CH VIT TT KÝ HIU NG  H s cn gim chn  hành trình nén Pa Kgt H s cn gim chn  hành trình tr Pa Vg Vn tc ca piston gim chn m/s Z  dch chuyn ca piston gim chn m p Áp sut cht lng Pa lu Kgn an n va ng chy khi khoang A m3/s Qb ng chy khi khoang B m3/s p ie gh tn to Qa m3 Th tích khoang A m3 Th tích khoang B d oa Vb nl w Va Áp sut khoang A Pa pB Áp sut khoang B nf va Pa A1 Dii piston A2 Din tích phía bên piston QAB Lng du lt t khoang A sang khoang B QBA Lng du lt t khoang B sang khoang A FL Lc tác dng an lu pA lm ul m2 z at nh oi m2 z m3/s gm @ co l m3/s m N/m an Lu n va ac th si M Khc treo Kg A Din tích tit din ti m2  chênh áp suc sau ti Pa  N/m p Áp sut cht khí V Th tích khoang cha n Khng mol phân t T Nhi ca cht khí R Hng s cht khí m3 Mol lu an K n va Lc cn gim chn N Áp sut ca khoang A Pa p ie gh tn to F gc Jmol-1 K-1 Áp sut ca khoang B Pa d oa pB nl w pA Áp suu ca khoang khí nén Pa A Khng riêng ca du khoang A B Khng riêng ca du khoang B Kg/m3 0 Khng riêng ca du  tr Kg/m3  H s ng chy qua van pa Áp sut khí quyn K Mi ca du nf va an lu p0 Kg/m3 z at nh oi lm ul z @ l gm m /s Pa m co an Lu Gpa n va ac th si Sign (x) Hàm du ca x Tit din l van nén m2 ABA Tit din l van tr m2   Din tích van nén nh m2   Din tích van nén mnh ci m2 pk Áp sut ca van gim ti Pa l Chiu ca khoang A B m  Dch chuyn ca piston t m M Khng ca piston t kg Áp sut ca khoang khí nén C Pa lu AAB an n va p ie gh tn to m3 Th u ca khoang khí nén d V0 oa nl w pC an lu Dch chuyn ca khng c treo F  L hi C  cng ca phn t i h(t)  cao mp mô ca mng CL  cng lp KL H s cn ca lp m nf va Z(t) lm ul N z at nh oi N/m z m gm @ N/m co l m Ns/m an Lu n va ac th si lu an n va h Biên dng m Z1 Dch chuyn khc treo m Z2 Dch chuyn khc treo m  Vn tc dch chuyn khc tr m/s  Gia tc khc treo m/s2  Vn tc dch chuyn khng không  m/s  Gia tc khc treo m/s2 p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si DANH MC TÊN HÌNH TÊN HÌNH TÊN NI DUNG HÌNH TRANG lu an n va  15 Hình 1.2  cu to ca gim chn hai lp v 18 Hình 1.3  cu to ca gim chn ng thu lc mt l 20 Hình 1.4 c tính gim chn ca h thng treo 23 Hình 2.1 Khi cht lng dịng chy 33 Hình 2.2 S dch chuyn ca pitton xy lanh 35 Hình 2.3  cu to ca gim chn ng thu lc mt l 38  mơ hình h thng treo ¼ mt khng 42 p ie gh tn to Hình 1.1 Mơ hình mô phng gim chn lp v h th 44 oa Hình 2.5 nl w Hình 2.4 d treo ¼ mt khng an lu   h thng treo ¼ hai khng 44 Hình 2.7 Mơ hình mơ phngh thng treo ¼ hai khng Hình 3.1  gim chn mt lp v 48 Hình 3.2  50 nf va Hình 2.6 lm ul 46 z at nh oi z        51 l Hình 3.3 gm @  m co  an Lu n va ac th si  F gc Z2  C1 Z1 Z  M2 (2.46)  Z2  Z2 dt  Z (2.47)  CZ  M1 1   gc  Z Kl h Z1 Cl h Z1 F  Z  Z1  1dt (2.49)  Z1   Z1dt (2.50)  (2.48) lu an Mơ hình mơ ph2.7 n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu Hình 2.7: Mơ hình mơ phngh thng treo ¼ hai khng n va ac th 46 si 2.4 Kt lun Trong nii thiu tng quan cách s dng phn c s d mơ phng q trình hong ca gim chn, b ng thi n c v ng dng ca phm mm Matlab  Simulink,  lý thuyt tài liu khxây dc mơ hình mơ phng gim chn mt lp v t mô mô phng h thng treo ¼ nhm mơ phng khc tính ca gim chn lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th 47 si C: KT QU MƠ PHNG u kin mơ phng lu Van mt chiu y Cm làm kín Xy lanh Bung cha du Piston Van mt chiu 8, C Khoang cha khí A Khoang cha du B Khoang cha du C 42 B an A n va to p ie gh tn  gim chn mt lp v nl w Gim chn lp v gm có  khoang cha du d oa khoang khí nén C an lu ng, gim chn lp v du chy qua li gia khoang A nf va thêm khoang khí nén C có áp sui th tích b i qu làm vic ca gim chn lm ul   z at nh oi hình sin   z  @ gm  l  m co  an Lu Các thông s n va ac th 48 si     10.10 -4 m2 A2 12,6.10 -4 m2 0 980 kg/m3  0.8 Pa 105 Pa K 2.109 Pa C 19000 N/m  0,00001 m2/N p0 106 Pa l 0,24 M pk 2.106 Pa 0,00009 m3 0,037 Kg lu A1 an n va p ie gh tn to nl w 6,6.10-7 m2 6,6.10-6 m2 1,48.10 -6 m2 z at nh oi Aconst BA 1,4 lm ul max AAB nf va Aconst AB an n lu m d oa V0 z 360 m M co 0,5 m l 2 -5 gm 1 1,48.10 0,5 @ max ABA an Lu Kg n va ac th 49 si CL 40000 N/m KL 250 Ns/m M1 36 kg 3.2 Kt qu mô phng Mô phng lc cn ca giám chn chu hịa hình si s Hz 1200 1000 lu an 600 ie gh tn to Luc can giam chan [N] n va 800 p 400 d oa nl w 200 nf va an lu -200 -0.015 -0.01 -0.005 0.005 z at nh oi -0.02 lm ul -400 0.01 0.015 0.02 Dich chuyen [m]  z  @ gm   l  m co Khi    an Lu nh nén  n va ac th 50 si    6000 x=2cm x=3cm x=4cm x=5cm 5000 4000 lu an n va 2000 1000 p ie gh tn to Luc can giam chan [N] 3000 d -0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 Dich chuyen [m] an lu -2000 -0.05 oa nl w -1000 nf va Hình 3.3  lm ul thích Hz z at nh oi      z  @ m co l gm  an Lu n va ac th 51 si *      7000 pk=0,5 MPa pk=1 MPa pk=2 MPa pk=3 MPa 6000 5000 lu an n va 3000 2000 1000 p ie gh tn to Luc can giam chan [N] 4000 -1000 d oa nl w -2000 -0.04 an -0.05 lu -3000 -0.03 -0.02 -0.01 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 nf va Dich chuyen [m] lm ul Hình 3.4  z at nh oi )         z gm @              m co l an Lu n va ac th 52 si *    hình 3.5 6000 5000 4000 lu an n va 2000 1000 p ie gh tn to Luc can giam chan [N] 3000 nl w -1000 d oa -2000 -0.6 -0.4 -0.2 nf va an lu -3000 -0.8 0.2 0.4 0.6 0.8 Van toc dich chuyen [m/s] lm ul Hình 3.5  z at nh oi     z  @ m co l gm  an Lu n va ac th 53 si *                    0.25 Map mo Van toc Dich chuyen 0.2 lu an n va 0.1 0.05 p ie gh tn to Chuyen vi [m], Van toc [m/s] 0.15 w d oa nl -0.05 0.5 1.5 nf va an lu -0.1 Thoi gian [s] 2.5 3.5 lm ul Hình 3.6 z at nh oi          z   m co l gm @ an Lu n va ac th 54 si *      x 10 1.5 khoang A khoang B 1.4 lu Ap suat [Pa] 1.3 1.2 an n va 1.1 tn to p ie gh 0.5 d oa 0.8 nl w 0.9 1.5 2.5 3.5 an lu Thoi gian [s] Hình 3.7 nf va lm ul       3.7  z at nh oi              z khoang  @ gm hai hành trình  l  m co M an Lu   n va ac th 55 si 0.6 kich thich van toc chuyen dich CHuyen dich [m], van toc [m/s] 0.5 0.4 0.3 0.2 lu 0.1 an va n tn to -0.1 gh 0.5 1.5 2.5 3.5 Thoi gian [s] ie p Hình 3.8 0.3 w oa nl kich thich van toc chuyen dich d 0.25 nf va lm ul 0.15 z at nh oi CHuyen dich [m], van toc [m/s] an lu 0.2 0.1 0.05 z gm @ 0.5 1.5 Thoi gian [s] 2.5 m co l -0.05 3.5 an Lu Hình 3.9 n va ac th 56 si     treo                         Na lu t qu mơ dc mơ hình mơ phng gim chn mt lp v t mơ hình mơ phng h thng treo ¼ ca gim chn Các kt qu mô phng phù hp vi lý thuyt, vy,  i tin hành thc hi  nghiên cu mô ph lu an  s ng thông s ta cn tin hành thc hi n va va lý thuyt kt hp vi thc tin p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th 57 si         (           lu piston an  n va  nhanh chóng tn to            gh  p ie   w   oa nl  d  nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th 58 si TÀI LIU THAM KHO Lý thuyt ôtô máy kéo, Nguyn Hu Cn - Dc Thnh - Phm Minh Thái Nguy- Lê Th Vàng, Nxb Khoa hc K thut, 2008 2.  3. 4.             lu an 5. n va  gh tn to 6. 7. p ie w 8. oa nl 9. d 10. lu nf va an  11. lm ul 12. - z at nh oi  - - 2009 z 13. @ l gm 14.- m microcomputer control Nxb Prentice Hall, 1989 co 15 J Watton, Fluid power systems modeling, simulation, analog and an Lu n va ac th 59 si 16 U Ferdek, J Luczcko Modeling and analysis of a twin-tube hydraulic shock absorber, Journal of theoretical and applied mechanics, Warsaw 2012 17 án Thit k h thng treo ct  Bách Khoa Hà Ni   18  án Thit k tính tốn h thng treo ca sinh viên Nguyn Công Thnh  i hc Bách Khoa Hà Ni   lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th 60 si