i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP DƯƠNG ĐÌNH HIỂN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA THÔNG SỐ HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN XE TẢI HẠNG NẶNG ĐẾN ĐỘ ÊM DỊU VÀ KHẢ NĂNG THÂN THIỆN MẶT ĐƯỜNG LUẬN V[.]
i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP DƯƠNG ĐÌNH HIỂN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA THƠNG SỐ HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN XE TẢI HẠNG NẶNG ĐẾN ĐỘ ÊM DỊU VÀ KHẢ NĂNG THÂN THIỆN MẶT ĐƯỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí Động lực Thái Nguyên - Năm 2020 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! ii LỜI CAM ĐOAN Sau thời gian hai năm học tập, rèn luyện nghiên cứu trường Để đánh giá kết học tập nghiên cứu mình, em lựa chọn thực đề tài là: “Nghiên cứu ảnh hưởng thơng số hệ thống treo khí nén xe tải hạng nặng đến độ êm dịu khả thân thiên mặt đường” Dưới hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Lê Văn Quỳnh, Thầy, cô giáo Khoa Kỹ thuật Ơ tơ Máy động lực, đặc biệt ThS Bùi Văn Cường nỗ lực thân, đề tài em hoàn thành đáp ứng nội dung đề tài Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ khí Động lực Em xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân em Các số liệu, kết có Luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác trừ cơng bố tác giả Thái Nguyên, ngày… tháng… năm 2020 iii LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Khoa kỹ thuật Ơ tơ Máy động lực cho phép em thực luận văn Em xin chân thành biết ơn quý thầy cô giáo tham gia giảng dạy tận tình hướng dẫn tạo điều kiện để em hồn thành chương trình học tập Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS TS Lê Văn Quỳnh tập thể cán giáo viên Khoa Kỹ thuật Ơ tơ & MĐL, Hội đồng bảo vệ đề cương hướng dẫn cho em hoàn thành luận văn theo kế hoạch nội dung đề Trong trình thực đề tài có nhiều cố gắng song kiến thức kinh nghiệm chun mơn cịn hạn chế nên luận văn khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đóng góp quý báu quý thầy cô bạn đồng nghiệp để luận văn tơi hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, ngày… tháng… năm 2020 HỌC VIÊN iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC HÌNH VẼ vii DANH MỤC BẢNG ix LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Phân tích hệ thống treo tơ 1.1.1 Cấu tạo chung hệ thống treo[5,6] 1.1.2 Giới thiệu chung hệ thống treo khí 1.2 Phân tích ảnh hưởng dao động ô tô đến người mặt đường [2,3] 1.3 Phân tích ảnh hưởng dao động tơ đến người mặt đường 1.3.1.Các nguồn gây dao động ô tô 1.3.2 Ảnh hưởng dao động ô tô, đường giao thông thể người 10 1.4 Phân tích tiêu đánh giá dao động ô tô [2,3] 14 1.4.1 Tần số gia tốc dao động 15 1.4.2 Chỉ tiêu độ êm dịu Hiệp hội kỹ sư Đức VDI 16 1.4.3 Đánh giá độ êm dịu theo tiêu chuẩn ISO 20 1.4.4 Chỉ số đánh giá tải trọng động bánh xe 22 1.5 Tình hình nghiên cứu nước quốc tế 23 1.5.1 Tình hình nghiên cứu nước 23 1.5.2 Tình hình nghiên cứu quốc tế 23 1.6 Mục địch, ý nghía, đối tượng, phương pháp nghiên cứu 25 1.7 Kết luận 26 v CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MƠ HÌNH DAO ĐỘNG 27 2.1 Xây dựng mơ hình dao động 27 2.2.Các mơ hình nghiên cứu động lực học hệ thống treo khí nén[9] 29 2.3 Xây dựng mơ hình dao động khảo sát cho xe tải hạng nặng 32 2.4 Hàm mấp mô mặt đường[10] 36 2.4.1 Mấp mô mặt đường hình sin 36 2.4.2 Mấp mô mặt đường ngẫu nhiên xác định thực tế 38 2.4.3 Mấp mô mặt đường dạng ngẫu nhiên ISO 41 2.5 Kết luận chương 43 Chương 3: MƠ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CÁC THƠNG SỐ HỆ THỐNG TREO KHÍ 41 3.1 Mô 41 3.1.1 Thông số đầu vào cho mô 41 3.1.2 Sơ đồ mô Simulink 41 3.1.3 Kết mô thảo luận 42 3.2 Ảnh hưởng điều kiện khai thác đến độ êm dịu thân thiện với mặt đường 44 3.2.1 Ảnh hưởng vận tốc 44 3.2.2 Ảnh hưởng mấp mô mặt đường 46 3.3 Phân tích ảnh hưởng thơng số hệ thống treo khí đến độ êm dịu chuyển động hệ số tải trọng động 47 3.3.1 Ảnh hưởng áp suất 47 3.3.2 Ảnh hưởng thể tích ban đầu 51 3.4 Kết luận chương 54 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Ý nghĩa ý hiệu Đơn vị Mb Khối lượng treo kg Ma Khối lượng không treo kg DLC Fs FT,RMS aw Gia tốc bình phương trung bình m/s2 p Áp suất bên lị xo khí nén Pa qi Biên độ mấp mô mặt đường m V Thể tích bình chứa khí nén m3 10 Vb ,Vr Thể tích lị xo khí nén bình khí m3 11 n Chỉ số nén đa biến 12 Ae Diện tích tác d ng lị xo khí nén m2 13 As Tiết diện đường ống dẫn khí nén m2 14 F Lực tác dụng hệ thống treo N Hệ số tải trọng bánh xe Tải trọng tĩnh bánh xe N Tải trọng động bánh xe tác dụng lên mặt đường N vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Kết cấu ngun lý kết cấu hệ thống treo khí nén Hình 1.2 Hệ thống treo cầu trước khí nén Mercedes–Benz Hình 1.3 Hệ treo khí phụ thuộc cầu chủ động Hình 1.4 Hệ treo khí cầu treo phụ thuộc cầu chủ động Hình 1.5 Hệ treo khí cầu dẫn hướng Hình 1.6 Hệ treo khí cầu dẫn hướng Hình 1.7 Hệ treo khí phụ thuộc cầu chủ động Hình 1.8 Hệ treo khí túi khí để hạ thấp trọng tâm Hình 1.9 Mối quan hệ Đường – Ơ tơ - Người[2,3] 11 Hình 1.10 Các vị trí tiếp xúc dao động người điều khiển 12 Hình 1.11 Các tần số thể người 13 Hình 1.12 Các đường cong cảm giác dao động điều hòa 18 Hình 1.13 Sơ đồ xác định thực nghiệm hệ số độ êm dịu K 18 Hình 2.1 Mơ hình dao động 1/4 27 Hình 2.2 Mơ hình phẳng dao động tơ cầu 28 Hình 2.3 Mơ hình dao động không gian 29 Hình 2.4 Mơ hình lị xo khí nén đơn giản 29 Hình 2.5 Mơ hình NISHIMURA 30 Hình 2.6 Mơ hình VAMPIRE 30 Hình 2.7 Mơ hình SIMPAC 31 Hình 2.8 Mơ hình lị xo khí nén GENSYS theo phương dọc 32 Hình 2.9 Mơ hình dao động xe 33 Hình 2.10 Mơ hình hệ thống treo 34 Hình 2.11 Hàm điều hồ mấp mơ 37 Hình 2.12 Sơ đồ đo mấp mơ mặt đường xử lý kết đo[6] 38 Hình 2.13 Kết đo mấp mơ mặt đường quốc lộ 1A đoạn đường Hà Nội Lạng Sơn (đoạn 1) 39 Hình 2.14 Kết đo mấp mô mặt đường quốc lộ 1A đoạn đường Hà Nội Lạng Sơn qua xử lý (đoạn 1) 39 Hình 2.15 Kết đo mấp mô mặt đường quốc lộ 1A đoạn đường Hà Nội Lạng Sơn (đoạn 2) 40 viii Hình 2.16 Kết đo mấp mơ mặt đường quốc lộ 1A đoạn đường Hà Nội Lạng Sơn qua xử lý (đoạn 2) 40 Hình 2.17 Chiều cao mấp mô mặt đường theo tiêu chuẩn ISO A (mặt đường có chất lượng tốt) 42 Hình 2.18 Chiều cao mấp mô mặt đường theo tiêu chuẩn ISO B (mặt đường có chất lượng tốt) 42 Hình 2.19 Chiều cao mấp mô mặt đường theo tiêu chuẩn ISO C (mặt đường có chất lượng bình thường) 43 Hình 3.1 Sơ đồ mơ tổng thể mơ Matlab/Simulink 42 Hình 3.2 Gia tốc theo phương thẳng đứng thân xe 43 Hình 3.3 Lực động bánh xe tác dụng xuống mặt đường 43 Hình 3.4 Ảnh hưởng vận tốc chuyển động đến gia tốc bình phương trung bình thân xe 45 Hình 3.5 Ảnh hưởng vận tốc đến hệ số tải trọng động bánh xe 45 Hình 3.6 Ảnh hưởng mấp mô mặt đường đến gia tốc bình phương trung bình thân xe 46 Hình 3.7 Ảnh hưởng mấp mơ mặt đên hệ số trọng động bánh xe 47 Hình 3.8 Ảnh hưởng áp suất p0 đến gia tốc bình phương trung bình thân xe 49 Hình 3.9 Ảnh hưởng áp suất p0 đến giá trị lực động bánh xe 49 Hình 3.10 Ảnh hưởng áp suất trạng thái ban đầu túi khí đến giá p0 đến giá trị aw 50 Hình 3.11 Ảnh hưởng áp suất trạng thái ban đầu túi khí đến giá p0 đến giá trị DLC 50 Hình 3.12 Ảnh hưởng thể tích khí nén trạng thái ban đầu trạng phần đàn hồi khí nén đến tính êm dịu chuyển động tơ 52 Hình 3.13 Ảnh hưởng thể tích khí nén trạng thái ban đầu trạng phần đàn hồi khí nén đến hệ số tải trọng động bánh xe 52 Hình 3.14 Ảnh hưởng thể tích trạng thái ban đầu túi khí đến giá V0 đến giá trị aw 53 Hình 3.15 Ảnh hưởng thể tích trạng thái ban đầu túi khí đến giá p0 đến giá trị DLC 53 ix DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Bảng đánh giá chủ quan độ êm dịu ô tô theo ISO 2631-1 21 Bảng 2.1 Các lớp mấp mô mặt đường phân loại theo tiêu chuẩn ISO 8068[17] 42 Bảng 3.1 Thông số mô 41 Bảng 3.2 Ảnh hưởng vận tốc chuyển động ô tô đến aw DLC 44 Bảng 3.3 Ảnh hưởng mấp mô mặt đường đến aw DLC 46 Bảng 3.4 Ảnh hưởng áp suất trạng thái ban đầu túi khí đến giá p0 đến giá trị aw DLC 48 Bảng 3.5 Ảnh hưởng thể tích trạng thái ban đầu túi khí đến giá p0 đến giá trị aw DLC 51 LỜI NĨI ĐẦU Dao động tơ lĩnh vực nhiều nhà khoa học chuyên gia quan tâm nghiên cứu nhằm thiết kế chế tạo tơ có tính ưu việt đáp nhu cầu ngày cao người Hiện phương pháp mô số sử dụng rộng rãi để nghiên cứu hệ, đặc biệt q trình mơ thể tính ưu việt cao miêu tả hệ phi tuyến áp dụng vào mô hệ dao động ô tô Ngày nay, hệ thống treo tơ có phần tử đàn hồi loại khí nén ngày dùng phổ biến ô tô Với ưu điểm vượt trội này, hệ thống treo khí nén ứng dụng rộng dãi tất loại phương tiện, với hệ thống điều khiển điện tử cho loại hệ thống treo trở lên phổ biến toàn giới Ở Việt Nam, vài năm trở lại đây, kinh tế phát triển mạnh mẽ kéo theo nhu cầu tính tiện nghi an tồn chuyển động Các nhà sản xuất lắp ráp nước đưa sản phẩm sử dụng hệ thống treo khí nén sử dụng nhiều xe tải, ô tô khách, ô tô khách giường nằm, xe du lịch Do phần tử đàn hồi khí nén hệ thống có khả thay đổi độ cứng nhờ vào đặc tính chịu nén khơng khí bầu chứa khí, áp dụng việc tự động điều khiển bán tự động thay đổi độ cứng phù hợp với điều kiện khai thác khác Thơng số hình học túi khí ảnh hưởng lớn đến hiệu hệ thống treo Xuất phát từ yêu cầu trên, em lựa chọn đề tài:“Nghiên cứu ảnh hưởng thông số hệ thống treo khí nén xe tải hạng nặng đến độ êm dịu khả thân thiên mặt đường” hướng dẫn khoa học thầy giáo PGS TS Lê Văn Quỳnh Mục tiêu, phạm vi, đối tượng, phương pháp nghiên cứu, luận văn Mục tiêu nghiên cứu: Đánh giá ảnh hưởng thông số hệ thống treo đặc biệt phần tử đàn hồi khí nén nhằm giảm tác động xấu đến mặt đường giao thông độ êm dịu chuyển động 44 mặt đường Điều kiện khai thác thơng số hình học phần đàn hồi khí hệ thống treo khí tiếp tục nghiên cứu phân 3.2 Ảnh hưởng điều kiện khai thác đến độ êm dịu thân thiện với mặt đường 3.2.1 Ảnh hưởng vận tốc Để khảo sát ảnh hưởng vận tốc chuyển động đến độ êm dịu thân xe hệ số tải trọng động bánh, vận tốc chuyển động v=[40, 50, 60, 70] km/h chọn để khảo sát xe đầy tải chuyển động mặt đường ISO cấp B Các giá trị gia tốc bình phương trung bình theo phương thẳng đứng thân xe hệ số tải trọng động bánh xe xác định dựa vào công thức (1.6) (1.8) Để thuận lợi, tác giả xây dựng chương trình tính tốn viết chương trình m.flie môi trường phần mềm Matlab Ảnh hưởng vận tốc chuyển động ô tô đến độ êm dịu thân xe khả thân thiện mặt đường quốc lộ thể Bảng 3.2 Bảng 3.2 Ảnh hưởng vận tốc chuyển động ô tô đến aw DLC V=40km/h V=50km/h V=60km/h V=70km/h aw/(m/s2) 0.2818 0.3138 0.3421 0.3675 DLC 0.124 0.139 0.152 0.163 Vận tốc Ảnh hưởng vận tốc chuyển động đến giá trị gia tốc bình phương trung bình (aw) hệ số tải trọng động bánh xe (DLC) thể Hình 3.4 hình 3.5 45 Vận tốc(km/h) Hình 3.4 Ảnh hưởng vận tốc chuyển động đến gia tốc bình phương trung bình thân xe Vận tốc(km/h) Hình 3.5 Ảnh hưởng vận tốc đến hệ số tải trọng động bánh xe Từ kết Bảng 3.2 Hình 3.4 Hình 3.5, thấy vận tốc chuyển động tơ tăng, giá trị aw DLC tăng, điều có nghĩa độ êm dịu thân xe mức độ thân thiện mặt đường quốc lộ giảm xuống 46 3.2.2 Ảnh hưởng mấp mơ mặt đường Trong q trình chuyển động ô tô, mặt đường yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến độ êm dịu Để đánh giá ảnh hưởng mấp mô mặt đường đến độ êm dịu thân xe khản thân thiện mặt đường quốc lộ, điều kiện mặt đường ISO loại B, ISO loại C, ISO loại D, ISO loại E xe đầy tải chuyển với vận tốc 72km/h Ảnh hưởng mấp mô mặt đường đến độ êm dịu thân xe khả thân thiện mặt đường quốc lộ thể Bảng 3.3 Bảng 3.3 Ảnh hưởng mấp mô mặt đường đến aw DLC Điều kiện đường ISO loại B ISO loại C ISO loại D ISO loại E aw/(m/s2) 0.3723 0.6701 1.1805 2.1356 DLC 0.165 0.298 0.523 0.946 Ảnh hưởng mấp mô mặt đường đến giá trị gia tốc bình phương trung bình (aw) hệ số tải trọng động bánh xe (DLC) thể Hình 3.7 hình 3.8 Hình 3.6 Ảnh hưởng mấp mơ mặt đường đến gia tốc bình phương trung bình thân xe 47 Hình 3.7 Ảnh hưởng mấp mô mặt đên hệ số trọng động bánh xe Từ kết Bảng 3.3 Hình 3.6 Hình 3.7, thấy tình trạng mấp mơ mặt đường biến xấu, giá trị aw DLC tăng, điều có nghĩa độ êm dịu thân xe mức độ thân thiện mặt đường quốc lộ giảm xuống Để đánh giá ảnh hưởng thông số thiết kế ban đầu phận đàn hồi đến độ êm dịu chuyển động ô tô mức độ thân thiện mặt đường quốc lộ, ảnh hưởng thơng số hệ thống treo khí đến độ êm dịu chuyển động hệ số tải trọng động tiếp tục phân tích 3.3 Phân tích ảnh hưởng thơng số hệ thống treo khí đến độ êm dịu chuyển động hệ số tải trọng động 3.3.1 Ảnh hưởng áp suất Để khảo sát ảnh hưởng áp suất khí nén trạng thái ban đầu phần đàn hồi khí nén đến tính êm dịu chuyển động tô hệ số tải trọng động bánh xe, thơng số độ cứng tương đương p=[0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 1.8 2]xp0 Trong p0 giá trị xe nguyên bản, xe chuyển động mặt đường ISO loại B với vận tốc v=72km/h Ảnh hưởng áp suất khí nén trạng thái ban đầu phần đàn hồi khí nén đến tính êm dịu chuyển động tơ hệ số tải trọng động bánh xe thể bảng 3.4 48 Bảng 3.4 Ảnh hưởng áp suất trạng thái ban đầu túi khí đến giá p0 đến giá trị aw DLC Giá trị STT P(Pa) aw DLC p=0,2.p0 0.2115 0.153 p=0,4.p0 0.2416 0.151 p=0,6.p0 0.2820 0.153 p=0,8.p0 0.3257 0.158 p=1,0.p0 0.3723 0.165 p=1,2.p0 0.4189 0.175 p=1,4.p0 0.4621 0.185 p=1,6.p0 0.5128 0.199 p=1,8.p0 0.5775 0.22 10 p=2,0.p0 0.6480 0.243 Các giá trị gia tốc bình phương trung bình thân xe hệ số tải trọng động bánh xe bảng 3.4 xác định theo công thức công thức(1.6) (1.8) giá trị áp suất ban đầu phận đàn hồi khí nén thay đổi Ảnh hưởng áp suất trạng thái ban đầu túi khí đến giá p0 đến giá trị aw DLC thể Bảng 3.4 Từ liệu kết bảng tác giả lấy giá trị p=p0, p=p0 p=2p0 sử dụng phần mềm Matlab xuất kết minh họa cho đồ thị gia tốc lực động bánh xe hình 3.8 3.9 đây: 49 p=0.2p (Pa) p=p (Pa) Gia toc(m/s2) p=2p0(Pa) -1 -2 10 Thoi gian(s) 15 20 Hình 3.8 Ảnh hưởng áp suất p0 đến gia tốc bình phương trung bình thân xe 1.5 x 10 p=0.2p0(Pa) p=p (Pa) p=2p0(Pa) Luc(N) 0.5 -0.5 -1 -1.5 10 Thoi gian(s) 15 20 Hình 3.9 Ảnh hưởng áp suất p0 đến giá trị lực động bánh xe 50 Nhận xét: Nhìn Bảng 3.4 đồ thị 3.8; 3.9 đưa số nhận xét sau: Chúng ta thấy áp suất trạng thái ban đầu túi khí tăng, giá trị aw DLC tăng, điều có nghĩa độ êm dịu thân xe mức độ thân thiện mặt đường quốc lộ giảm xuống Đối với gia trị p0 tăng lên giá trị gia tốc bình phương trung bình hệ số tải trọng động gần tăng tuyến tính Hình 3.10 3.11 thể cho gia tăng đó: 0.7 Gia toc(m/s2) 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.5 1.5 xp0(Pa) Hình 3.10 Ảnh hưởng áp suất trạng thái ban đầu túi khí đến giá p0 đến giá trị aw 0.24 DLC 0.22 0.2 0.18 0.16 0.5 1.5 xp (Pa) Hình 3.11 Ảnh hưởng áp suất trạng thái ban đầu túi khí đến giá p0 đến giá trị DLC 51 3.3.2 Ảnh hưởng thể tích ban đầu Để khảo sát ảnh hưởng áp suất khí nén trạng thái ban đầu phần đàn hồi khí nén đến tính êm dịu chuyển động ô tô hệ số tải trọng động bánh xe, thơng số độ cứng tương đương V=[0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 1.8 2]xV0 Trong V0 giá trị xe nguyên bản, xe chuyển động mặt đường ISO loại B với vận tốc v=72km/h Ảnh hưởng thể tích trạng thái ban đầu phần đàn hồi khí nén đến tính êm dịu chuyển động ô tô hệ số tải trọng động bánh xe thể bảng 3.5 Bảng 3.5 Ảnh hưởng thể tích trạng thái ban đầu túi khí đến giá p0 đến giá trị aw DLC Giá trị STT P(Pa) aw DLC V=0,2.V0 0.3703 0.164 V=0,4.V0 0.3716 0.165 V=0,6.V0 0.3712 0.163 V=0,8.V0 0.3722 0.166 V=1,0.V0 0.3723 0.165 V=1,2.V0 0.3723 0.164 V=1,4.V0 0.3724 0.165 V=1,6.V0 0.3723 0.165 V=1,8.V0 0.3724 0.165 10 V=2,0.V0 0.3724 0.165 Các giá trị gia tốc bình phương trung bình thân xe hệ số tải trọng động bánh xe bảng 3.5 xác định theo công thức công thức(1.6) (1.8) giá trị áp suất ban đầu phận đàn hồi khí nén thay đổi 52 Ảnh hưởng thể tích trạng thái ban đầu túi khí đến giá V0 đến giá trị aw DLC thể Bảng 3.5 Từ liệu kết bảng tác giả lấy giá trị V=0.2V0, V=V0 V=2V0 sử dụng phần mềm Matlab xuất kết minh họa cho đồ thị gia tốc lực động bánh xe hình 3.12 3.13 đây: 1.5 V=0.2V0 Gia toc(m/s2) V=V V=2V 0.5 -0.5 -1 -1.5 10 Thoi gian(s) 15 20 Hình 3.12 Ảnh hưởng thể tích khí nén trạng thái ban đầu trạng phần đàn hồi khí nén đến tính êm dịu chuyển động ô tô 1.5 x 10 V=0.2V V=V V=2V Luc(N) 0.5 -0.5 -1 -1.5 10 Thoi gian(s) 15 20 Hình 3.13 Ảnh hưởng thể tích khí nén trạng thái ban đầu trạng phần đàn hồi khí nén đến hệ số tải trọng động bánh xe 53 Nhận xét: Từ kết Bảng 3.5 Hình 3.12 Hình 3.13, thấy thể tích trạng thái ban đầu túi khí tăng khoảng V0 V 2V0 giá trị aw DLC dự đốn có xu hướng tăng lên Khi 0.2V0 V 1V0 giá trị nghiệm aw DLC khó xác định quy luật phân bổ phận khí nén có tính chất phi tuyến cao Ảnh hưởng thể tích trạng thái ban đầu túi khí đến giá V0 đến giá trị aw DLC thể Hình 3.14 Hình 3.15 0.374 Gia toc(m/s2) 0.373 0.372 0.371 0.37 0.5 1.5 xV (m3) Hình 3.14 Ảnh hưởng thể tích trạng thái ban đầu túi khí đến giá V0 đến giá trị aw 0.169 0.168 DLC 0.167 0.166 0.165 0.164 0.163 0.5 xV (m3) 1.5 Hình 3.15 Ảnh hưởng thể tích trạng thái ban đầu túi khí đến giá p0 đến giá trị DLC 54 3.4 Kết luận chương Kết chương xây dựng sơ đồ khối tổng thể để giải hệ phương trình vi phân Từ đó, đánh giá ảnh hưởng điều kiện khai thác vận tốc chuyển động mấp mô mặt đường đến độ êm dịu chuyển động ô tô hệ số tải trọng động bánh xe, kết cụ thể: - Vận tốc chuyển động tơ tăng, giá trị aw DLC tăng, điều có nghĩa độ êm dịu thân xe mức độ thân thiện mặt đường quốc lộ giảm xuống -Tình trạng mấp mơ mặt đường xấu, giá trị aw DLC tăng, điều có nghĩa độ êm dịu thân xe mức độ thân thiện mặt đường quốc lộ giảm xuống Đánh giá ảnh thông số trạng thái ban đầu túi khí hệ thống treo đến độ êm dịu thân xe hệ số tải trọng động bánh xe, cụ thể: - Thể tích trạng thái ban đầu túi khí tăng, giá trị aw DLC có xu hướng tăng, điều có nghĩa độ êm dịu thân xe mức độ thân thiện mặt đường quốc lộ có phần bị hạn chế - Áp suất trạng thái ban đầu túi khí tăng, giá trị aw DLC tăng, điều có nghĩa độ êm dịu thân xe mức độ thân thiện mặt đường quốc lộ giảm xuống - Trong khuôn khổ luận văn chương tác giả chưa để cấp đến khoảng giá trị tối ưu thông số thể tích áp suất Đối với điều kiện khai thác khuyến cáo khai thác điều kiện mặt đường xấu ý đến thời gian làm việc để hạn chế dao động tác động lên người điều khiển tránh giảm hiệu suất công việc Tương tự, khai thác tốc độ cao cần xem xét đến thời gian làm việc 55 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau thời gian nghiên cứu, với nỗ lực thân hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Lê Văn Quỳnh thầy Khoa Kỹ thuật Ơ tơ – Máy động lực, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, Đại học Thái Nguyên với động viên kích lệ bạn bè, đồng nghiệp, em hoàn thành nội dung luận văn thạc sĩ Luận văn đạt số kết sau đây: - Phân tích tính cấp thiết để tài; - Xây dựng mô hình dao động để đánh giá hàm mục tiêu; - Phân tích hàm kích thích dao động mấp mơ mặt đường; - Phân tích đưa số cơng trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài nghiên cứu; Phân tích hiệu ảnh hưởng chế độ khai thác ô tô ảnh hưởng đến hàm mục tiêu, kết cụ thể: - Đánh giá ảnh hưởng điều kiện khai thác vận tốc chuyển động mấp mô mặt đường đến độ êm dịu chuyển động ô tô hệ số tải trọng động bánh xe, kết cụ thể: - Vận tốc chuyển động tơ tăng, giá trị aw DLC tăng, điều có nghĩa độ êm dịu thân xe mức độ thân thiện mặt đường quốc lộ giảm xuống - Tình trạng mấp mơ mặt đường biến xấu, giá trị aw DLC tăng, điều có nghĩa độ êm dịu thân xe mức độ thân thiện mặt đường quốc lộ giảm xuống Đánh giá ảnh thông số trạng thái ban đầu túi khí hệ thống treo đến độ êm dịu thân xe hệ số tải trọng động bánh xe, cụ thể: - Thể tích trạng thái ban đầu túi khí tăng, giá trị aw DLC tăng, điều có nghĩa độ êm dịu thân xe mức độ thân thiện mặt đường quốc lộ bị hạn chế 56 - Áp suất trạng thái ban đầu túi khí tăng, giá trị aw DLC tăng, điều có nghĩa độ êm dịu thân xe mức độ thân thiện mặt đường quốc lộ giảm xuống Tuy nhiên luân văn số hạn chế, hy vọng tương lai hoàn thiện theo hướng sau đây: - Luận văn đánh giá mơ hình đơn giản ¼ nghiên cứu tới xây dựng mơ hình nhiều bậc tự để sát kết thực tế; - Phân tích mơ hình tốn tối ưu điều khiển hệ thống treo khí nén; - Đưa thơng số tối ưu cho nhà thiết kế; - Áp dụng thuật toán tối ưu hay nhiều hàm mục tiêu để tối ưu thông số thông số túi khí; - Thí nghiệm thực tế để so sánh với kết mô 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh( 2010), Lý thuyết ô tô, NXBKHKT Đào Mạnh Hùng , Dao động ô tô – máy kéo, Trường ĐH GTVT Hà Nội Đức Lập (1994), Dao động ôtô, Học viện kỹ thuật quân sự, Hà Nội Vũ Đức Lập (2001), Ứng dụng máy tính tính tốn xe quân , Học viện kỹ thuật quân sự, Hà Nội Võ Văn Hường (2008), Bài giảng kết cấu Ô tô, Trường ĐHBK Hà Nội Nguyễn Khắc Trai số tác giả khác(2009), Kết cấu ô tô, Trường ĐHBK Hà Nội Đoàn Nguyễn Uyên Minh(2014), Nghiên cứu giải pháp điều khiển hệ thống treo ô tô, Luận văn thạc sĩ ,Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội Trần Văn Hoàng(2013), Nghiên cứu hệ thống treo khí tơ, Luận văn thạc sĩ ,Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội Trương Mạnh Hùng(2017), Nghiên cứu dao động ô tô khách có sử dụng hệ thống treo khí nén, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường ĐH GTVT Hà Nội 10 Đặng Ngọc Minh Tuấn(2017), Nghiên cứu tối ưu thơng số thiết kế hệ thống treo khí cho tô tải hạng nặng nhằm giảm tác động xấu đến mặt đường quốc lộ, Luận văn thạc sĩ, Trường ĐH kỹ thuật Công nghiệp- Đại học Thái Nguyên 11 Đào Mạnh Hùng(2005), Nghiên cứu ảnh hưởng biên dạng mặt đường đến tải trọng tác dụng lên ô tô quốc lộ 1A đoạn đường Hà nội- Lạng sơn, đề tài cấp bộ, Đại học giao thông vận tải Hà nội 58 Tiếng anh 12 Chen Ke, ZHANG Ming and TONG Xuefeng (2012),“Vibration Characteristic Analysis of Vehicle Air Suspension Based on Fuzzy Control”, School of Automotive and Traffic, Shenyang Ligong University, Shenyang 110159, China 13 Katsuya Toyofuku, Chuuji Yamada, Toshiharu Kagawa, Toshinori Fujita(1999), “Study on dynamic characteristic analysis of air spring with auxiliary chamber”, Society of Automotive Engineers of Japan Inc and Elsevier Science B.V All rights reserved, Japan 14 Manlin Presthus (2002), Derivation of Air spring Model Parmeters for Train Simulation Master‟s thesis, Lulea University of technology, Sweden 15 William Daniel Robinson (2012), A pneumatic semi-active control methodology for vibration control of air spring based suspension systems, PhD thesis, Iowa State University, Ames, Iowa, USA 16 Massimo SORLI and Giuseppe QUAGLIA (1999) “Analysis of vehicular air suspensions”, Department of Mechanics-Technical University Politecnico di Torino, Corso Duca degli Abruzzi, 24-10129 Torino-Italy 17 H Sayyaadi and N Shokouhi(2009), New Dynamics Model for Rail Vehicles and Optimizing Air Suspension Parameters Using GA, School of Mechanical Engineering, Sharif University of Tech nology, Tehran, P.O Box 11155-9567, Iran 18 Nicolas Docquier (2010), Multiphysics Modelling of Multibody Systems: Application to Railway Pneumatic Suspensions, Universite catholique de Louvain 19 ISO 2631-1 (1997) Mechanical vibration and shock-Evanluation of human exposure to whole-body vibration, Part I: General requirements, The International Organization for Standardization 20 ISO 8068(1995) Mechanical vibration-Road surface profiles - reporting of measured data