Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 88 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
88
Dung lượng
1,5 MB
Nội dung
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT MÔPHỎNGDAOĐỘNGCỦAĐỘNGCƠĐỐTTRONGVÀXEMXÉTẢNHHƯỞNGCỦANÓLÊNĐỘÊMDỊUCHUYỂNĐỘNGCỦAÔTÔDULỊCH Ngành : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mã số:23.0 Học viên: NGUYỄN TÂN CHÍNH Người HD Khoa học: TS. LÊ QUỐC PHONG Khoa đào tạo SĐH Người HD khoa học Lê Quốc Phong Học viên Nguyễn Tân Chính THÁI NGUYÊN - 2009 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 ôtôvà 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 daođộng 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 daođộngcủa ôtô 18 1.2.1. Nghiên cứu daođộngcủa ôtô trên thế giới 18 1.2.2. Nghiên cứu daođộng ôtô ở Việt Nam 22 1.2.3. Mục tiêu và phƣơng pháp nghiên cứu củaluận án 23 1.3. Nghiên cứu các chỉ tiêu đánh giá độêmdịuchuyểnđộngcủa ôtô 25 1.3.1. Đánh giá độêmdịuchuyểnđộng 25 1.3.2. Chỉ tiêu về tải trọngđộng 27 1.3.3. Chỉ tiêu về không gian bố trí treo 29 Chƣơng II. XÂY DỰNG MÔ HÌNH DAOĐỘNG TƢƠNG ĐƢƠNG CỦAĐỘNGCƠĐỐTTRONG 30 2.1. Xây dựng mô hình daođộng tƣơng đƣơng củađộngcơ 30 2.1.1. Các khái niệm tƣơng đƣơng 30 2.1.2. Các giả thiết 31 2.1.3. Mô hình daođộng tƣơng đƣơng 32 2.2. Thiết lập hệ phƣơng trình vi phân mô tả daođộngcủađộngcơ 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 củađộngcơ 48 2.3. Các yếu tố phi tuyến có thể cótrongmô hình daođộng 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 củacơ cấu dẫn hƣớng 52 2.3.4. Đặc tính phi tuyến của giảm chấn thuỷ lực 53 2.3.5. Môphỏng 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 DAOĐỘNGCỦAĐỘNGCƠ 3.1. Sơ đồmôphỏngdaođộngcủađộngcơ 3.1.1. Sơ đồmôphỏng tổng thể 3.1.2. Sơ đồ các khối chức năng 3.2. Thông số môphỏng 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 daođộngcủađộngcơ đến độêmdịuchuyểnđộng 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 củađộng cơ) khi đầy tải M dc kg Khối lƣợng độngcơ 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 độngcơ đối với trục quay Y 1 J dcy Nms 2 Mô men quán tính khối lƣợng độngcơ với trục quay X 1 B dc m Chiều rộng củađộngcơ tính vị trí bắt 2 bu lông L dc m Chiều dài củađộngcơ tính vị trí bắt 2 bu lông L m Chiều dài cơ sở ôtô 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 ôtô đầy tải G 2 KG Trọng lƣợng đặt lên cầu sau khi ôtô 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 chuyểnđộngcủa ôtô T 1 Trọng tâm củađộngcơ C đc1 N/m Độ cứng lò xo vị trí lắp độngcơ thứ nhất K đc1 Nm/s Hệ số cản của giảm chấn vị trí lắp độngcơ thứ nhất C đc2 N/m Độ cứng lò xo vị trí lắp độngcơ thứ hai K đc2 Nm/s Hệ số cản của giảm chấn vị trí lắp độngcơ thứ hai C đc3 N/m Độ cứng lò xo vị trí lắp độngcơ thứ ba K đc3 Nm/s Hệ số cản của giảm chấn vị trí lắp độngcơ thứ ba C đc4 N/m Độ cứng lò xo vị trí lắp độngcơ thứ tƣ K đc4 Nm/s Hệ số cản của giảm chấn vị trí lắp độngcơ 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 củađộngcơ rad Chuyểnđộng quay củađộngcơ 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 Chuyểnđộng quay củađộngcơ 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 củađôngcơ 1dcC F N Lực đàn hồi của vị trí bắt độngcơ thứ nhất 1dcK F N Lực giảm chấn của vị trí bắt độngcơ thứ nhất 2dcC F N Lực đàn hồi của vị trí bắt độngcơ thứ hai 2dcK F N Lực giảm chấn của vị trí bắt độngcơ thứ hai 3dcC F N Lực đàn hồi của vị trí bắt độngcơ 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 độngcơ thứ ba 4dcC F N Lực đàn hồi của vị trí bắt độngcơ thứ tƣ 4dcK F N Lực giảm chấn của vị trí bắt độngcơ 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 ôtô các loại đến năm 2020 13 Bảng 1.2. Biểu cân đối năng lực, nhu cầu và bổ sung sản lƣợng ôtô đến năm 2010 14 Hình 2.1. Mô hình daodaođộngcủađộngcơtrong ôtô con hai cầu 33 Hình 2.2. Mô hình daodaođộng trƣơng đƣơng củađộngcơtrong ôtô con hai cầu 34 Hình .2.3. Sơ đồ lực vàmô men tác dụng lêncơ 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 vàmô 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 đồmôphỏng tổng thể daođộngđộngcơ 63 Hình 3.2. Sơ đồmô tả khối kích động mặt đƣờng 64 Hình 3.3- Sơ đồmô tả khối các lực lốp xe trƣớc trái và phải 65 Hình 3.4. Sơ đồmô 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 đồmô tả đặc tính phi tuyến của hệ số cản giảm chấn của hệ thống treo phía trƣớc 67 Hình 3.7. Sơ đồmô tả đặc tính phi tuyến của hệ số cản giảm chấn của hệ thống treo phía trước 67 29 [...]... tài ‘ Môphỏngdaođộngcủa động cơđốttrongvà xet xétảnhhưởngcủanólênđộêmdịuchuyểnđộngcủatôdulịch ’ Trong khuôn khổ của một luận án Thạc sĩ khoa học tôi tập chung nghiên cứu một số vần cơ bản sau đây: * Nghiên cứu các chỉ tiêu đánh giá độêmdịuô tô: Dựa trên cơ sở các chỉ tiêu đánh giá độêmdịuchuyểnđộngcủatôcủa các tác giả trong, ngoài nƣớc và các kết quả nghiên cứu trong. .. nâng cao độêmdịuvà giảm thiểu khả năng phá huỷ đường của các phương tiện tham gia giao thông Qua tìm hiểu các tài liệu nghiên cứu và các cơ sở lắp ráp ở Việt Nam tác giả nhận thấy các nhà khoa học Việt Nam chưa quan tâm đến daođộngcủađộngcơđốttrongảnhhưởng đến độêmdịuchuyểnđộng của ôtô Chính vì vậy nghiên cứu daođộngcủađộngcơđốttrongảnhhưởng đến độêmdịucủatô là rất cần... chính xác Mô hình gần thực với tô cần đáp ừng các yêu cầu sau: Không hạn chế chuyểnđộng (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 Độêmdịucủachuyểnđộngtô là chỉ tiêu quan trọng đánh giá chất lƣợng tôDo vậy vấn đế daođộng của ôtô đƣợc các nhà khoa học, các chuyên gia sản xuất tô trên... giả chọn đề tài Môphỏngdaođộngcủa động cơđốttrongvà xem xétảnhhưởngcủanólênđộêmdịuchuyểnđộng của ôtôdulịch làm đề tài củaluận án thạc sỹ của mình dưới sự hướng dẫn khoa học của thầy giáo TS Lê Quốc Phong Đây là một mảng đề tài khá rộng, trong khuôn khổ thời gian có hạn của một luận văn cao học, tác giả chọn lĩnh vực nghiên cứu về ảnhhưởngcủa các thông số kết cấu của đệm đàn hồi... dịucủa tô, ảnh hƣởng gì đến sức khoẻ con ngƣời thì chƣa đƣợc chú ý quan tâm đúng mức Trong đề tài này tác giả tập trung nghiên cứu daođộngcủađộngcơđộttrongảnh hƣởng đến độêmdịucủatô nhƣ thế nào và sử dụng phần mềm Matlab Simulink giải phƣơng trình vi phân mô tả daođộng 1.2 Sơ lược tình hình nghiên cứu daođộngcủatô 1.2.1 Nghiên cứu daođộngcủatô trên thế giới Ngành tô thê giới đã... chất lượng củađộêmdịuchuyểnđộngcủa tô: Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là các ngành công nghệ thông tin, điều khiển tự động, công nghệ vật liệu đã góp phần không nhỏ để phát triển công nghiệp tô Các hệ thống tô, trongđó hệ thống treo và các phần tử của hệ thống treo đã đƣợc cải tiến đáng kể theo hƣớng nâng cao chất lƣợng củađộêmdịuchuyểnđộngcủatô Năm 1974... Việt Nam - Xây dựng mô hình daođộngđộngcơ xe dulịch lắp ráp tại Việt Nam - Thiết lập hệ phương vi phân mô tả daođộngcủađộngcơ xe dulịch lắp ráp tại Việt Nam - Ứng dụng thành công kết quả đo mấp mô mặt đường quốc lộ 1A Hà Nội – Lạng Sơn vào bài toán daođộngđộngcơ - Giải hệ phương trình vi phân mô tả daođộng bằng phần mềm Matlab Simulink 7.0 - Nghiên cứu và đề xuất bộ thông số kết cấu đệm... các chỉ tiêu đánh giá độêmdịuchuyểnđộngcủatô Đánh giá ảnh hƣởng củadaođộngcó tính lịch sử Trƣớc đây, ngƣời ta đánh giá ảnh hƣởng daođộngtô theo 2 chỉ tiêu là độêmdịuvà tải trọng động, tƣợng trƣng cho sự ảnh hƣởng đến tuổi thọ chi tiết Ngày nay, do nhận thức mới về ảnh hƣởng củadao động, các chỉ tiêu đƣợc xác lập theo tiêu chí mới nhƣ sau: 1 Chỉ tiêu về độêmdịu + Chỉ tiêu đối với khách;... http://www.lrc-tnu.edu.vn - 22 * Giải bài toán daođộng tô: Giải bài toán daođộng đã đƣợc đƣa ra từ lâu Từ những năm 50 của thế kỷ 20 E.A.Truđakốp trong các công trình của mình đã đƣa ra mô hình daođộngtô hai bậc tự do Từ đó đến nay, mô hình daođộngtô ngày càng hoàn thiện theo hƣớng ngày càng tiến gần sát với mô hình thật và đặc biệt sự phát triển của công nghệ thông tin thì việc giải... về ảnh hƣởng củadaođộng đến sức khoẻ con ngƣời Việt Nam đề ra các chỉ tiêu đánh giá độêmdịucủatô Các tiêu chí này phải thoả mãn các yêu cầu sau đây: - Phù hợp với sức khoẻ ngƣời Việt Nam - Các chỉ tiêu phải ở dạng tƣờng minh và phù hợp với điều kiện Việt Nam * Xây dựng mô hình và thiết lập hệ phương trình vi phân mô tả dao động: - Xây dựng mô hình dao động: xây dựng mô hình daođộngđộngcơ . quan tâm đến dao 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 tô là rất cần thiết 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 thầy. 2.1. Mô hình dao dao động của động cơ trong tô con hai cầu 33 Hình 2.2. Mô hình dao dao động trƣơng đƣơng của động cơ trong tô con hai cầu 34 Hình .2.3. Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên cơ