ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU GIẢM CHẤN CÓ ĐIỀU KHIỂN CỦA HỆ THỐNG TREO BÁN CHỦ ĐỘNG .... 68 Trang 6 DANH MỤC CÁC KÝ HI U, CÁC CH ẾT TẮT ỆỮ VIKý hiệu Tên gọi Đơn vịms Khối lượng phần được treo kg m
PHẠM THỊ NGUYỆT BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH : CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC XÂY DỰNG MƠ HÌNH KHẢO SÁT SỰ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG TREO BÁN CHỦ ĐỘNG PHẠM THỊ NGUYỆT 2011 - 2013 Hà Nội 2013 HÀ NỘI 2013 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131832521000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG MƠ HÌNH KHẢO SÁT SỰ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG TREO BÁN CHỦ ĐỘNG NGÀNH : CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC PHẠM THỊ NGUYỆT ẫ Ữ HÀ NỘI 2013 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp tác giả nhận quan tâm giúp đỡ tận tình nhiều người Tác giả xin bày tỏ lòng trân trọng cảm ơn đến: Thầy PGS.TS Phạm Hữu Nam, người hướng dẫn khoa học trực tiếp Người dành nhiều thời gian tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu giúp tác giả hồn thành tốt luận văn tốt nghiệp Q thầy anh chị Bộ mơn Ơ tơ xe chuyên dùng, Viện Cơ khí động lực, trường Đại học Bách khoa Hà Nội giúp đỡ, dẫn tạo nhiều điều kiện để học tập, nghiên cứu Nhóm học viên Cao học chuyên ngành Ơ tơ xe chun dùng chun ngành Động đốt theo học chương trình Cao học trường Đại học Bách khoa Hà Nội mở trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên Gia đình, bạn bè thầy giáo thuộc khoa Cơ khí động lực, trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên Những người bên cổ vũ động viên thời gian học tập làm luận văn Hưng Yên, ngày tháng năm 2013 Phạm Thị Nguyệt -1- MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị Chương I TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Lĩnh vực nghiên cứu 1.2 Đối tượng nghiên cứu 10 1.3 Các vấn đề liên quan đến đối tượng nghiên cứu 10 1.3.1 Vai trò hệ thống treo ô tô 10 1.3.2 Các tiêu đánh giá dao động ô tô 11 1.3.3 Các yêu cầu hệ thống treo 15 1.4 Phương trình mô tả dao động hệ thống treo 16 1.5 Tình hình nghiên cứu nước 22 1.5.1 Tình hìnhn nghiên cứu nước 22 1.5.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 23 1.6 Đặt vấn đề nghiên cứu 24 Chương II ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU GIẢM CHẤN CÓ ĐIỀU KHIỂN CỦA HỆ 26 THỐNG TREO BÁN CHỦ ĐỘNG 2.1 Kết cấu giảm chấn 26 2.2 Các chế độ làm việc giảm chấn 28 2.2.1 Lực giảm chấn mềm 28 2.2.2 Lực giảm chấn trung bình 29 2.2.3 Lực giảm chấn cứng 29 2.3 Hệ thống điều khiển giảm chấn 30 2.4 Kết luận 34 Chương III MƠ HÌNH TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ THỐNG 36 -2- TREO BÁN CHỦ ĐỘNG 3.1 Mơ hình ¼ hệ thống treo bán chủ động 36 3.2 Xây dựng phương trình vi phân chuyển động 37 3.3 Xây dựng phương trình khơng gian trạng thái 37 3.4 Xây dựng hàm điều khiển hệ thống treo bán chủ động 40 3.4.1 Hàm mục tiêu toán 40 3.4.2 Xây dựng hàm điều khiển hệ thống treo 42 3.5 Kết luận 46 Chương IV MÔ PHỎNG SỐ 48 4.1 Thông số đầu vào mô 48 4.2 Giới thiệu công cụ Simulink 49 4.2.1 Đặc điểm Simulink 49 4.2.2 Cấu trúc sơ đồ Simulink 49 4.2.3 Trình tự thực q trình mơ 50 4.3 Xây dựng chương trình mơ dao động hệ thống treo công 52 cụ Simulink 4.3.1 Khối mô mặt đường 52 4.3.2 Khối mô hệ thống treo bị động 54 4.3.3 Khối mô hệ thống treo bán chủ động 56 4.4 Phân tích kết 57 4.4.1 Đồ thị miền tần số lực kích động mặt đường 57 4.4.2 Đồ thị miền thời gian 59 KẾT LUẬN 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC 70 -3- DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tên gọi Đơn vị ms Khối lượng phần treo kg mu Khối lượng phần không treo kg ks Độ cứng phần tử đàn hồi N/m kt Độ cứng lốp xe N/m bs Hệ số cản giảm chấn phần tử giảm chấn N.s/m bt Hệ số cản giảm chấn lốp xe N.s/m bsemi Hệ số cản giảm chấn có điều khiển hệ thống treo bán N.s/m chủ động zs Chuyển vị thẳng đứng khối lượng treo m zu Chuyển vị thẳng đứng khối lượng không treo m zr Chiều cao nhấp nhô mặt đường theo phương thẳng đứng m i Bộ trọng số hàm mục tiêu (i = ÷ 4) f Tần số dao động LQG Tồn phương tuyến tính Gauss (Linear Quadratic Gaussian) LQR Tồn phương tuyến tính lặp (Linear Quadratic Regular) ECU xử lý điều khiển điện tử trung tâm (Electronic Control Unit) MR Từ hóa (Magneto Rheological) ER Điện hóa (Electro Rheological) Hz -4- DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Diễn giải Điện áp điều khiển ECU -5- Trang 32 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình Diễn giải Trang 1.1 Đường đặc tính gia tốc thời gian đáp ứng với tần số dao động 13 1.2 Quan hệ tần số dao động với vận tốc, gia tốc biên độ dao động 14 1.3 Mơ hình ¼ hệ thống treo bị động 17 1.4 Các lực tác dụng lên khối lượng treo 18 1.5 Các lực tác dụng lên khối lượng khơng treo 18 1.6 Mơ hình hệ thống treo có điều khiển 21 2.1 Cấu tạo trạng thái đóng mở lỗ tiết lưu giảm chấn 26 2.2 Cấu tạo động bước 27 2.3 Sơ đồ nối dây động bước 28 2.4 Hoạt động giảm chấn điện từ lực giảm chấn mềm 29 2.5 Hoạt động giảm chấn điện từ lực giảm chấn trung bình 29 2.6 Hoạt động giảm chấn điện từ lực giảm chấn cứng 30 2.7 Sơ đồ hệ thống điều khiển giảm chấn 30 2.8 Sơ đồ mạch điện điều khiển giảm chấn 31 2.9 Hoạt động động bước 32 2.10 Sự chúi đuôi xe 33 2.11 Sự nghiêng ngang thân xe 33 2.12 Sự chúi mũi xe 34 3.1 Mơ hình ¼ hệ thống treo bán chủ động 36 3.2 Sơ đồ khối mơ hình ¼ hệ thống treo bán chủ động 39 4.1 Các khối chức 50 4.2 Lập đường truyền kết nối khối chức 50 4.3 Các khối chức sau kết nối hồn chỉnh 51 4.4 Nhập thơng số mơ 51 -6- 4.5 Hiển thị kết mô 52 4.6 Nhấp nhơ mặt đường dạng hình sin 52 4.7 Nhấp nhô mặt đường dạng bước nhảy 53 4.8 Khối mô nhấp nhô mặt đường đơn giản 53 4.9 Biên dạng ngẫu nhiên mặt đường hàm mật độ Gauss 54 4.10 Khối mô nhấp nhô mặt đường đại lượng ngẫu nhiên 54 4.11 Khối mô hệ thống treo bán chủ động 54 4.12 Khối tính hệ số cản giảm chấn b semi tối ưu 55 4.13 Khối lấy kết mô 56 4.14 Khối mô hệ thống treo bị động 56 4.15 Thay đầu vào khối mô hệ thống treo bị động 57 4.16 So sánh gia tốc khối lượng treo hệ thống treo bán chủ động hệ thống treo bị động miền tần số 58 4.17 So sánh không gian làm việc hệ thống treo bán chủ động hệ thống treo bị động miền tần số 58 4.18 So sánh biến dạng lốp hệ thống treo bán chủ động hệ thống treo bị động miền tần số 59 4.19 So sánh gia tốc khối lượng treo hệ thống treo bán chủ động hệ thống treo bị động miền thời gian với nhấp nhơ mặt đường có dạng hình sin 60 4.20 So sánh không gian làm việc hệ thống treo bán chủ động hệ thống treo bị động miền thời gian với nhấp nhơ mặt đường có dạng hình sin 61 4.21 So sánh biến dạng lốp hệ thống treo bán chủ động hệ thống treo bị động miền thời gian với nhấp nhô mặt đường có dạng hình sin 61 4.22 Quan hệ gia tốc khối lượng treo hệ số cản giảm chấn bsemi 62 4.23 So sánh gia tốc khối lượng treo hệ thống treo bán chủ động hệ thống treo bị động miền thời gian với nhấp nhơ mặt đường có dạng bước nhảy 63 -7- 4.24 So sánh không gian làm việc hệ thống treo bán chủ động hệ thống treo bị động miền thời gian với nhấp nhô mặt đường có dạng bước nhảy 64 4.25 So sánh biến dạng lốp hệ thống treo bán chủ động hệ thống treo bị động miền thời gian với nhấp nhơ mặt đường có dạng bước nhảy 64 -8-