TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Mục tiêu
Nghiên cứu tìm ra nguyên nhân gây rung ồn trên xe khi chuyển động, từ đó lập ra quy trình kiểm tra sữa chữa, khắc phục Qua đó trang bị thêm kiến thức phục vụ cho công việc sau này, tạo thêm tài liệu tham khảo cho sinh viên nghiên cứu và học tập.
Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu về các nguồn rung ồn trên ô tô
- Nghiên cứu hiện tượng và nguyên nhân gây nên rung ồn trên ô tô
- Nghiên cứu phương pháp khắc phục và sửa chữa rung ồn trên ô tô.
Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp sau được sử dụng để thực hiện đề tài:
- Tổng hợp và chọn lọc các tài liệu trong và ngoài nước về dao động ồn ào
- Phân công và theo dõi mục tiêu hoàn thành các giai đoạn phân tích, nắm bắt và hiển thị tài liệu
- Tiến hành kiểm tra và chỉnh sửa lại câu văn, từ ngữ và hình ảnh sao cho người đọcdễ nhìn và hiểu
- Cùng nhau thảo luận và báo cáo tiến độ với thầy hướng dẫn
TỔNG QUAN VỀ RUNG ỒN VÀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Lý thuyết về rung ồn
Phương tiện là cơ quan di động chuyên chở và di chuyển người và/hoặc hàng hóa Khi động cơ của phương tiện đang hoạt động, phương tiện hoặc một phần của nó thể hiện chuyển động dao động, được gọi là rung động Không khí lân cận cũng thể hiện sự rung động, được gọi là âm thanh Âm thanh xe bao gồm âm thanh mong muốn và không mong muốn Âm thanh không mong muốn là tiếng ồn Độ rung và tiếng ồn có thể gây khó chịu cho hành khách và có thể gây bất lợi cho nhận thức của khách hàng về chất lượng phương tiện Âm thanh mong muốn thường liên quan đến động cơ và có thể đóng góp tốt cho nhận thức về chất lượng hoặc chất lượng âm thanh của khách hàng Độ rung, tiếng ồn và chất lượng âm thanh là những thuộc tính quan trọng của xe Chúng thường nằm trong số các thuộc tính hàng đầu của bất kỳ loại phương tiện nào Âm thanh và độ rung của xe là những phẩm chất chính mà khách hàng cân nhắc khi mua xe Chúng là thước đo sự thoải mái khi đi xe cũng như chất lượng và độ tin cậy được cảm nhận
Tiếng ồn, độ rung và còn được gọi là noise and rung, viết tắt lần lượt là NVH và N&V, là tên gọi của lĩnh vực đo lường và điều chỉnh các đặc tính tiếng ồn và độ rung của phương tiện, cụ thể là ô tô con và xe tải Sự khắc nghiệt là một phần của một sự nhầm lẫn lịch sử Tiếng ồn và độ rung có thể được đo lường, nhưng mức độ khắc nghiệt là một đánh giá chủ quan hơn Có một phép đo tâm lý âm thanh được gọi là mức độ khắc nghiệt nhưng nó không tương quan lắm với nhiều vấn đề về mức độ khắc nghiệt [1]
Tiếng ồn, độ rung và độ khắc nghiệt (NVH) là nghiên cứu và đo lường phản hồi âm thanh và xúc giác trong một đối tượng Vì âm thanh có thể vừa gây khó chịu vừa mang lại lợi ích, phân tích NVH giúp xác định âm thanh phát ra từ đâu và tại sao Sau đó, các kỹ sư có thể giảm hoặc loại bỏ tiếng ồn không mong muốn, cũng như tăng cường âm thanh có lợi — chẳng hạn như tiếng ầm ầm đặc trưng của mô tô — thông qua sự kết hợp giữa phương pháp mô phỏng và thử nghiệm vật lý [2] NVH bên trong là tiếng ồn và độ rung mà những người ngồi trong cabin xe trải nghiệm, trong khi NVH bên ngoài chủ yếu liên quan đến tiếng ồn do xe phát ra và bao gồm cả tiếng ồn do lái xe Tiếng ồn được tạo ra bởi dao động áp suất chất lỏng và đi qua không khí được gọi là tiếng ồn trong không khí Tiếng ồn phát ra từ bề mặt của cấu trúc đang rung động được gọi là tiếng ồn do cấu trúc gây ra Tiếng ồn được sử dụng ở đây để mô tả âm thanh nghe được, đặc biệt chú ý đến dải tần từ 30 đến
4000 Hz Rung động được sử dụng để mô tả rung động xúc giác, đặc biệt chú ý đến dải tần số từ 30 đến 200 Hz
2.1.1 Khái niệm về âm thanh Âm thanh là một giao động vật lý, được tạo ra bởi sự rung động của vật thể và sự rung động đó lan truyền qua một môi trường trung gian đến thính giác con người.[3]
2.1.2 Khái niệm về rung động và tiếng ồn
Rung động được hiểu là sự nhiễu loạn trong môi trường thể rắn đàn hồi tạo ra sự chuyển động mà con người nhận thấy được
Tiếng ồn là những âm thanh không mong muốn mà chúng gây ra khó chịu và phiền phức gây hại đến sức khỏe con người
Con người có thể cảm nhận được rung động bằng xúc giác và cảm nhận âm thanh bằng thính giác Các rung động và âm thanh có thể thay đổi tùy theo mức độ tiếp xúc của chúng Âm thanh là sự rung động của không khí Rung động và âm thanh được thể hiện bằng sóng Đặc trưng cho sóng dao động là tần số sóng dao động trong 1s Tùy theo từng tần số mà sự cảm nhận là rung động hay tiếng ồn Hậu quả của chúng là gây khó chịu, mệt mỏi, gây hại sức khỏe con người Trong máy móc, xe cộ và xây dựng, chúng gây ra sự hao mòn các chi tiết, công suất có ích bị giảm, gây ra các hoạt động bất thường hoặc hư hỏng không thể sửa chữa Nhất là khi xảy ra cộng hưởng sự hư hỏng của các chi tiết không thể kiểm soát.[4]
Các nguồn gây tiếng ồn trong xe có thể được phân loại như sau:
- Khí động học: gió, quạt làm mát của HVAC
- Cơ khí: động cơ, đường truyền động, miếng vá tiếp xúc với lốp và mặt đường, phanh
- Điện: tiếng ồn và rung âm do điện từ gây ra từ bộ truyền động điện, máy phát điện hoặc động cơ kéo trong ô tô điện
2.1.3 Ảnh hưởng của tiếng ồn ô tô
Hình 2.1: Ngưỡng nghe của con người theo tần số và mức áp suất âm Âm thanh được tạo ra từ bất kỳ một sự rung động nào đó và lan truyền trong không khí như sự chuyển động của sóng dọc Do đó nó là một dạng năng lượng cơ học và được xác định bởi các đơn vị năng lượng Âm thanh từ nguồn phát sẽ tạo ra năng lượng và cường độ âm thanh tại một điểm trong không gian được xác định bởi mức độ lan truyền âm trên một đơn vị không gian
Nói đến cơ quan thính giác tiếng ồn gây hậu quả nghiêm trọng đến hệ thần kinh, trước tiên là hệ thần kinh trung ương Một điều hiển nhiên là tiếp xúc với tiếng ồn cao gây khó ngủ, giấc ngủ chập chờn không sâu, dễ làm thức giấc Tiếng ồn cũng gây ảnh hưởng đến hệ thần kinh thực vật, do đó làm mất khả năng điều khiển của nó đối với các cơ quan nội tạng hoạt động phù hợp với môi trường bên ngoài và các yêu cầu khác.[4]
Những người tiếp xúc hoặc nằm trong vùng ảnh hưởng của tiếng ồn cao sẽ có nguy cơ nhiễm bệnh cao hơn, với tiếng ồn trên 100dBA thị lực giảm sút, khả năng phân biệt màu sắc kém Tiếng ồn là một trong các yếu tố của môi trường tác động xấu tới con người khi làm việc Cùng với sự phát triển của công nghiệp, các máy móc có công suất lớn, 11 năng suất cao được sử dụng nhiều hơn do đó mức ồn rung ngày càng cao đã tác động trực tiếp tới công nhân lao động dẫn đến những tai nạn thảm khốc do thiếu tập trung, mệt mỏi và căng thẳng…
Commented [ad2]: Vẽ lại dạng bảng
Commented [ad3]: Vẹ lại dạng bảng
5 Ảnh hưởng của tiếng ồn đến các cơ quan trong cơ thể con người
Cơ quan thính giác Gây mệt mỏi thính giác, điếc nghề nghiệp
Hệ thần kinh Gây những biến đổi sinh lý, sinh hóa, điện sinh ở não
Hệ hô hấp Tăng nhịp thở
Thị giác Giảm khả năng phân biệt màu sắc, ánh sáng, thị lực, giảm khả năng phản ứng với vật chuyển động
Hệ tuần hoàn Tăng nhịp tim, huyết áp, rối loạn hệ tuần hoàn
Hệ tiêu hóa Viêm loét dạ dày, giảm tiết dịch vị
Hệ vận động Gây chậm phản xạ, mệt mỏi cơ bắp
Hệ tiền đình Gẫy rối loạn tiền đình
Trạng thái xúc cảm Ảnh hưởng và gây mất ngủ, nhức đầu Cảm giác rung của cơ thể Gây biến đổi về cảm giác rung
Bảng 2.1: Ảnh hưởng của tiếng ồn đến con người
Bảng 2 2: Mức áp suất âm cho phép trong xe ô tô, theo OCT 7495-63
Tần số âm thanh (Hz) Độ ồn (dB) Không ồn (dB)
PHÂN TÍCH HIỆN TƯỢNG VÀ NGUYÊN NHÂN ỒN, RUNG ĐỘNG
Khái quát
Bảng 3.1: Sơ đồ đặc tính rung và ồn trên ô tô
Trong thời gian xe hoạt động, tiếng ồn rung có lẽ xuất hiện bởi các nguồn gây dao động và âm thanh Các nguồn này một mặt truyền năng lượng âm ra môi trường, mặt khác truyền năng lượng âm, dao động thông qua các chi tiết trên xe tới ca bin
Rung ồn trên xe ô tô Độ ồn Ồn trong
Từ dộng cơ Chân máy
Từ bánh xe Hệ thống treo ô tô
Kiểu dáng Cộng hưởng Lốp Động cơ
Hệ thống truyền lực Khác
Commented [ad5]: Vẹ lại dạng bảng
Hình 3.1: Đặc tính rung ồn và đường truyền[10]
Khi rung động và tiếng ồn xuất hiện, hiện tượng này không nhất thiết là có hư hỏng xảy ra Các loại rung động và tiếng ồn cơ bản trên xe tác động tới cabin được trình bày trong mục sau:
Các nguồn rung ồn trên ô tô
Có nhiều nguồn gây tiếng ồn trên xe: trước đây động cơ được coi là quan trọng nhất, do đó các nghiên cứu NVH đầu tiên đã được áp dụng để giảm tiếng ồn và độ rung do động cơ và hệ thống truyền động tạo ra
Qua nhiều năm, mức độ tiếng ồn đã giảm mạnh đối với các hệ thống này, các nguồn tiếng ồn khác như tiếng ồn trên đường đã trở nên rất đáng kể Bên cạnh đó, việc tăng tốc độ xe cũng làm tăng đáng kể tầm quan trọng của tiếng ồn khí động học Động cơ góp phần rất quan trọng vào tiếng ồn khó chịu bên trong xe, đồng thời cũng là một nguồn rung động lớn bên trong
Các rung động xuất phát từ chuyển động qua lại và các khối quay như pít-tông, thanh nối và trục Các nguồn rung động khác đến từ hộp số, bộ vi sai và các chế độ rung cấu trúc của hệ thống ống xả Ngoài ra, có nhiều nguồn âm thanh trong hệ thống truyền lực gây ra tiếng ồn trong không khí, và trong số đó quan trọng nhất là ống nạp và ống xả Chúng đóng vai trò là nguồn âm rất hiệu quả và có thể được coi là nguồn đơn cực
Hệ thống treo của xe đóng một vai trò quan trọng trong việc truyền rung động, nằm trong đường truyền do cấu trúc tạo ra giữa sự tương tác giữa đường và lốp xe và
8 thân xe Lốp xe có vai trò kép trong việc tạo và truyền tiếng ồn trên đường Mặt khác, tiếng rít và tiếng lạch cạch đại diện cho các nguồn tiếng ồn gián tiếp, vì chúng được tạo ra bởi sự dịch chuyển động của các bề mặt của bảng điều khiển và các chi tiết trang trí bên trong, gây ra bởi các rung động tổng thể trong ô tô.Ngoài các hiện tượng chính trên, còn có các nguồn tiếng ồn thứ cấp khác, chẳng hạn như hệ thống phanh, phụ kiện điện và cơ khí, v.v Điều quan trọng cần lưu ý là tiếng ồn bên trong xe không chỉ phụ thuộc vào các nguồn âm thanh và độ rung; Các đường truyền khác nhau giữa nguồn và người nhận (tức là tai của người lái xe và hành khách) cũng đóng vai trò chính Trong một phương tiện, có hai loại đường truyền dẫn khác nhau, liên quan đến các cơ chế truyền năng lượng hoàn toàn khác nhau: đường truyền qua cấu trúc và đường truyền qua không khí Thông thường trong ô tô, đường truyền tiếng ồn do cấu trúc chiếm ưu thế ở tần số thấp (