Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật Ô tô, máy kéo: Nghiên cứu ảnh hưởng của dao động lên hành khách trong xe khách giường nằm (Thaco - Mobihome)

Kết quả tính toán cho thấymối quan hệ giữa các thông số của hệ thống treo với độ map mô của mặt đường ảnh hưởngđến hành khách trên xe.. Từ đó, xác định được các thông số tới hạn cho phép

NGHIEN CUU ANH HUONG CUA DAO DONG LENHANH KHACH TRONG XE KHACH GIUONG NAM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYÊN VĂN PHỤNG

Cán bộ chấm nhận xét 01: TS NGUYEN LE DUY KHAI

Cán bộ chấm nhận xét 02: TS TRAN HỮU NHÂN

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHỌG Tp.HCMngày 31 tháng 12 năm 2013.

Thành phân Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:CT: PGS.TS PHAM XUAN MAI

TK: TS HUYNH THANH CONGUV: TS NGUYEN LE DUY KHAIUV: TS TRAN HỮU NHÂNUV: TS NGUYEN THANH TAM

NHIỆM VU LUẬN VAN THAC SĨ

Họ và tên học viên: © NGUYEN XUAN NGOC Phái: NamNgày, tháng, năm sinh: 27/04/1982 Nơi sinh: TP.Hồ Chí MinhChuyên ngành: Kỹ thuật Ô tô — Máy kéo MSHV: 11134607

I TEN ĐÈ TÀI:“NGHIEN CUU ANH HUONG CUA DAO DONG LEN HANH KHACH TRONG

XE KHACH GIUONG NAM (THACO - MOBIHOME)”

NHIEM VU VA NOI DUNG:1 Nghiên cứu ứng dụng mô hình dao động 3D để tinh toán dao động của xe.2 Nghiên cứu ứng dụng các thí nghiệm về sự cảm nhận dao động của con người ở các

góc nghiêng của lưng để đánh giá mức độ chịu đựng dao động ảnh hưởng lên hànhkhách trong xe giường nằm

3 Phân tích và đánh gia mức độ ảnh hưởng của dao động lên hành khách trong xe kháchgiường năm

4 Xác định vận tốc nguy hiểm của xe, độ map mô cho phép của mặt đường.5 Kết luận và kiến nghị

Il NGÀY GIAO DE TÀI: 24/06/2013IH NGÀY HOÀN THÀNH DE TÀI: 22/11/2013IV CÁN BO HƯỚNG DAN: PGS.TS NGUYEN VĂN PHUNG

Tp HCM, ngày thang năm 2013

CÁN BỘ HƯỚNG DAN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO(Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ky)

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

(Họ tên và chữ ký)

Đề thực hiện dé tài luận văn tốt nghiệp “Nghiên cứu ảnh hưởng của dao động lênhành khách trong xe khách giường nằm (Thaco — Mobihome)”, tôi xin gửi lời cảmơn chân thành đến các tập thé, cá nhân đã tận tình giúp đỡ trong suốt quá trình theohọc tại trường:

Thay Cô Trường Dai Học Bách Khoa TPHCM.Thay Cô Bộ Môn Kỹ Thuật Ô Tô — Máy Kéo Trường Đại Học Bách KhoaTPHCM.

Thây hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Văn Phụng, người đã dành nhiều thời gianhướng dẫn và đóng góp những ý kiến quý báu cho đề tải

Thay PGS.TS Nguyễn Hữu Huong, thay PGS.TS Pham Xuân Mai và thay TS.Nguyễn Lê Duy Khải đã đóng góp những ý kiến quý báu cho đề tài

Thay TS Trần Hữu Nhân đã đóng góp ý kiến và hỗ trợ những thông số kỹthuật của xe được khảo sát.

Các bạn bè đồng nghiệp, bạn bè cao học và anh chị cao học đã giúp đỡ và tạođiều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này

Vợ và con trai đã động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi học tập, nghiêncứu đến nay

Xin chân thành cám! ơn !

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2013

Học viên thực hiện

Nguyễn Xuân Ngọc

thông số cần thiết dé tính toán được xác định trên cơ sở xe thực tế đã được sản xuất tạiThaco (HB120) Mô hình tính toán toàn xe trong không gian 3 chiều (3D) được sử dungđể tính toán các thông số dao động và ứng dụng các nghiên cứu về độ êm dịu của conngười ở các vị trí góc nghiêng khác nhau của lưng để so sánh và đánh giá Quá trình phântích và tính toán được thực hiện trong trường hợp xe đây tải Kết quả tính toán cho thấymối quan hệ giữa các thông số của hệ thống treo với độ map mô của mặt đường ảnh hưởngđến hành khách trên xe Từ đó, xác định được các thông số tới hạn cho phép đảm bảo độêm địu chuyên động cho xe cũng như cho hành khách, làm cơ sở tham khảo đề tiễn hànhdé xuất phương án thiết kế nhăm nâng cao độ êm dịu chuyển động của xe va dé xuất lắpcác biến báo vận tốc nguy hiểm, độ map mô của mặt đường cho các tài xế biết khi dichuyển qua các tuyến đường này.

ABSTRACT

To investigate the effect of vibration on the passenger in a seating — bed passengervehicle, the input parameters are determined on the practical vehicle, which ismanufactured by THACO — TRUONG HAI AUTO (HB120) The computational modelof a vehicle in three — dimensional space (3D) is employed to calculate the vibration andapplication of research on thresholds for the perception of vibration of the back (effect ofbackrest inclination) to compare and estimate Calculation processes and analysis are donefor case of full load The calculated results showed that the relationship between theparameters of suspension with the roughness of road to effect to passenger on vehicle.Since then, the critical parameters were determined to ensure the smooth movement ofvehicle and passenger, these results could be basically referenced to propose better designprojects to enhance the smooth of vehicle and set the warning signs about the critical speedof vehicle, the critical roughness of road for driver when they ride on this street.

Ngày, tháng, năm sinh: 27/04/1982 Nơi sinh: TP.Hồ Chí MinhDia chỉ liên lạc: 67 Hàn Hải Nguyên, Q16, I1, Tp.HCM.

Số điện thoại: 0908 408 664Tôi xin cam đoan luận văn “NGHIÊN CỨU ANH HUONG CUA DAO ĐỘNG LENHANH KHACH TRONG XE KHÁCH GIUONG NAM (THACO — MOBIHOME)”là do tôi thực hiện, không sao chép của người khác Nếu sai sự that, tôi xin hoàn toàn chịutrách nhiệm trước nhà trường và pháp luật.

Học viên

Nguyễn Xuân Ngọc

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU : 2222222 2222211222112 ke |1.1 Đặt vẫn đỂ - cckn HT HT TH HT HT TH TH TT TH TT TH TT HT TH ru |1.2 Đối tượng và phạm vi NghiéN CỨN SG St kết reo 31.2.1 Đối tượng HghiÊH CUU Sách n1 TH TT TH HT HH grệt 3

1.2.2 Phạm Vi nghiÊH CỨ c cc c9 S11 11111011 1111111111 1 3 re 31.3 Mục tiÊM HgÌHÊH COU ocGc ST ng TH ng TT và 4

1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của dé tài sec re rereeekerree 41.4.1 Y nghĩa khoa hỌC -c-ccskk v.v Ek ST TT TH TH TT HH ng rưệu 4L.4.2 ¥ nghiia thurc ng nnng ốằ 4

1.5 Phương pHúp HgÌHÊH CUU SG Q Qn ane esesseeceeeeeeeaaeeeseeesaaaaaaes 4

1.6 BO Cụ ÏHẬN VGN - SE T kg HT TH HT TH HT TH nưệt 5CHƯƠNG 2 TONG QUAN 25c 22 22212211221 6

2.I Các hướng nghiên cứu dao động trÊH O10 cẶẰẰẰ S2 6

2.1.1 Hướng nghiên cứu bê mặt đưỜNgg cv kg rereei 6

2.1.2 Hướng nghiên cứu AAO AON Ô tO BS S SE Y1 3111k sse 72.1.3 Hướng nghiên cứu cảm giác và sức chịu đựng CUA CON NQUOT 7

2.2 Một số dé tài nghién cttw trONg HHÓC SE HS rrreterycu 92.3 Một số dé tài nghiên cứu trên thé giới c- ket kS SE rrrererrytu 92.4 Những van dé cần tập trung giải qHVẾL «Set srrerseseeo 10

3.1.1 Cơ chế tác động của dao động lên cơ thé con NUCL c-c sec sex: 113.1.2 Anh hưởng cua dao động Abi với cơ thE con người cecececcccscescesssessseseseteseeee 123.1.3 Những ảnh hưởng vé sự tiện Hghỉ ác SE SE sererseekcee 13

3.1.4 Những bệnh do dao AONG “SAV SONG” ĂẰĂẶ SH 11 xa 13

3.2 Các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động của ô tô -s- 133.2.1 TAN số dao GONG - cv S111 15111111 11111 5T TT ng nrệt 143.2.2 Gia tốc dao động, - tk St SE 11 1 5111111 1111115111 1111111511111 re nrki 143.2.3 Hệ số êm dịu chuyển (ÔN ẶQ TQ HH TT TT ng nu sa 153.2.4 Công suất AAO động - «se k1 SE SE T111 11 11111111 163.2.5 Gia tốc và thời gian dao GONG cà SE KTS gu 173.3 Tiêu chuẩn quốc té về dao động -.-c- + SE SE SE 183.3.1 Tiêu chuẩn ISO 2631 (1985) -c- + + SE 1111111511111 re 183.3.2 Tiêu chuẩn BS 6841 (1987) ccccccccscssssscssssssssssssscscessscscesssvscssvevscsevsvasscesceeseacs 193.3.3 Tiêu chuẩn AS 2670 (1990) ccccccccccccccsscsccsscscscscsssssssssssssssscsescscssssscscsessssesaes 203.3.4 Tiêu chuẩn ISO 2631 — 121997 ciccccccccccccscssscccsssscssessssssssescscscssssscscseessseseess 203.3.5 Tiêu chuẩn TCVN 6964 - 1:200] eeccecccccscccscccsssssscsssssscscsescscsssescscscsesessseeesees 213.3.6 KEt UG mẽ 223.4 Các phan tử trong mô hình dao động ô tô Ăn vetsrereeeeseeo 223.4.1 Phân AUOC VCO cececccccccsccsccscessessssscsseccssussessesscsesssessessesscsssecssessesscssessessesecses 23

3.4.1.1 Mô hình một bậc tự dO wc eee ceccccesccccsccesccccecceescceesccseseceeeseeseeeceeees 23

58.0 Nnngợẹ.ÝÝỶÝÝỶÝỶÝỶ 253.4.3 Phân không đưỢC UO ch HT TT TH HT TT HH HH ng 26

3.4.3.1 Mô hình một bậc tự dO - cccc cnnĂcHn HS SH Hy Y nh cv, 273.4.3.2 Mô hình hai bậc tự O -.- - ccccc ccEĂc E1 SH SE SH ky vn cv, 27

7z Nh 28

3.5 Các MO hình dao động OO ĂẶ Q TQ TH ng nh ca 303.5.1 Các khởi HIỆM CƠ ĐỞN Ăn SE S1 nh ve 303.5.2 Phương pháp NG@WÍOH S101 13010101 1111010 10 1111 xu 313.5.3 Phương pháp LAĐF(HĐC Gv S11 11111 11111111114 323.5.4 Mô hình 1/8 xe (không có biên dạng của mặt đường) «- 333.5.5 M6 hình 1/8 xe có biên dạng MAL đƯỜNg ằẶĂẰĂS S2 35

3.5.6 Tan số riêng — Veto ibn Si tk ĐT 1T HT HH ng ru 37

3.5.7 MÔ hình 1/4 XC Ă Ăn HH nọ re 383.5.8 M6 hình 1/2 theo DhƯƠH AOC co Ăn 111v 1 1 1v 3 393.5.9 M6 hình 1/2 xe theo PAWONG NANG ĂcS S113 33 x5 40B.5.10 M6 8),010 0n n7 Ầ.Ầ.Ầ.Ầ.Ầ.a 41

3.6 Các đặc trưng không bằng phẳng của mặt đường 443.6.1 Ảnh hưởng cua mặt đường đến tinh chất chuyển động êm địu của ôtô 44

3.6.2 Biên dạng MAL AUC ĂĂĂ G cv nhu 44

3.7 Các trường hợp nguy hiểm trong dao động khi xe chuyển động 45

4.1 Thông số kỹ thuật tong quát xe khách giường nằm HB120 494.1.1 Ket CU la an han 494.1.2 Các thông số kỹ thuật cơ bản của ô tô khách HB120 c5: 504.1.3 Mô hình và thông số tính toán dao GONG sex Esesesecse 53

4.1.3.1 Mô hình và hệ phương trình dao động - 5 << << <<<<<<<<<<<s+ss2 53

4.1.3.2 Các thông số dao động của xe khách HB120) - 2s +e+x£+eze£sesee 57

4.2 Hàm kích dong từ mặt đường kho SAt ẶẶĂĂSS se 60

4.3 Đánh giá Ket qJH ủ, S111 1 51111 11T HT TH TH HT HH HH ưu 604.3.1 Ứng dung mô hình 3D dé tính toán dao động của XE c sex: 604.3.2 Ứng dụng thí nghiệm về ngưỡng chịu đựng của con người ở các góc

nghiêng cua lưng tựa (00, 300, 600, 909) +-<<<<c++ssssss 614.3.3 Muc độ anh hưởng cua dao động lên hành khách: - «<< << <<+ 62

4.3.4 Các trường hợp nguy hiểm trong dao động khi xe chuyển động 64CHƯƠNG 5 KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ - - Scccxccsrsrsrees 665.1 Ket MUG ooccccccccccccccccccscsccscscscuscsevevsvsseseevssssesvscesevsssvscesevsssevsvasestsvessevacsesees 665.2 KiẾn ng hị cà SH HT TH TT HT HH TT HT TH HT HT TH 66TAI LIEU THAM KHAO

PHU LUC

PHAN LY LICH TRICH NGANG

Hình 1.1 — Mô hình tích hợp định hướng thích hợp của khoang ghế — giường

nam trong điều kiện khai thác — giao thông Asean -. 2Hình 1.2 — Xe khách giường nằm HBI20 + 2 +2 2E E+E+E+£z£eEeErereei 3Hình 2.1 — Sơ đồ các hướng nghiên cứu về dao động của ô tô . - 8Hình 3.1 — Mô hình co khí đơn giản dai diện cho co thé người đứng

trên mặt phăng dao động theo chiều dọc . - 5 se cscsx4 11

Hình 3.2 — Mô hình dao động ô tO oo cccccccccsesssseeecceseeeeseecceceeseceeeeeeeesceesees 15

Hình 3.3 — Giới han của gia tốc thang đứng cho phép theo khoảng thời gian tác

dụng liên quan đến mức độ suy giảm thành thạo do mỏi theo

952586 58 19

Hình 3.4 — Giới hạn của gia tốc theo phương ngang cho phép theo khoảng

thời gian tác dụng (ISO 2631 (1985))_ ĂĂ Sài 19

Hình 3.5 — Giới hạn của gia tốc theo phương ngang cho phép theo khoảng

thời gian tác dung (AS 2670 (1990)) LH HH Hs xa 20

Hình 3.6 — Vùng khuyến cáo sức khỏe khi tiếp xúc với

dao động (ISO 2631 — 1:1997) SH ng hy 21Hình 3.7 — Mô hình sự dao động của 6 tÔ - 25c <2<<<<+ssss2 22

Hình 3.8 — Mô hình khối lượng được treo một bậc tự dO 24Hình 3.9 — Mô hình khối lượng được treo hai bậc tự do - 24Hình 3.10 — Mô hình khối lượng được treo ba bậc tự do -.- - 25

Hình 3.13 — Mô hình hai bậc tự do của phan không được treo 28Hình 3.14 — Mô hình bánh xe tiếp xúc điểm .- sex EseseceEseexcee 29Hình 3.15 — Cac phần tử cơ bản của hệ dao động - < << << <2 3]

Hình 3.16 — Hệ dao động một bậc tự do - - << 2S ‡1<<<+xesss 3]Hình 3.17 — Hệ dao động hai bậc tự do << 22+ s5<<ssxessa 32

Hình 3.18 — Hệ dao động gồm khối lượng — lò xo — giảm chấn 33

Hình 3.19 — Hệ dao động 1/8 xe (không có biên dạng mặt đường) 33Hình 3.20 — Đặc trưng về tần số giới hạn của _ ¬ 35

Hình 3.21 — Đặc trưng về tần sỐ của (0x - - E2 St t2 1t rxrrkereo 35

Hình 3.22 — Hệ dao động 1/8 xe (có biên dạng mặt đường) 35Hình 3.23 — Đặc trưng vé tan số của = 36

Hình 3.24 — Đặc trưng về tần sỐ CUA (0x - - E2 tt 121211111 krkrreở 37

Hình 3.25 — Hệ dao động 1/4 xe S 2S S112 3331111111515 xx2 38Hình 3.26 — Hệ dao động 1/2 xe theo phương dọc . - 39Hình 3.27 — Hệ dao động 1/2 xe theo phương ngang . - 40Hình 3.28 — Hệ dao động mô hình toàn xe - 55c << <<<<<+<<s+sssss 41

Hình 3.29 — Mô hình 1/8 xe di chuyền với vận tốc v trên

mặt đường dạng SON + + 5< c3 3331113311155 x2 45

Hình 3.31 — Gia tốc trung bình bình phương ứng với các cảm nhận

rung động khác nhau của lưng: 0° (thang đứng — ngồi).30°, 60°, 909 (nằm nghiêng) (c2 SE sreerersed 48Hình 4.1 — Bồ trí chung của xe khách giường nam HB120 -«- 49Hình 4.2 — Bồ trí giường năm cho hành khách bên trong xe - 50

Hình 4.3 — Mô hình tính toán dao động của xe HB120 trong

không gian 3 chiều -G- Ek SE 31v 1v SH ng ng cưkg 54Hình 4.4 — Đồ thị chuyển vị va gia tốc của xe ứng với van tốc 10 m/s 62Hình 4.5 — Đồ thị chuyền vị va gia tốc của xe ứng với vận tốc 20 m/s 63Hình 4.6 — Đồ thị chuyền vị va gia tốc của xe ứng với vận tốc 30 m/s 63

3.1 — Tần số dao động riêng của khối lượng được treo -s ss c4 14

3.2 — Tan số dao động riêng của khối lượng không được treo - 14

3.3 — Hệ số êm dịu chuyến động ee 153.4 — Giá trị trung bình bình phương RMS của gia tốc dao động 16

3.5 — Hệ số êm dịu chuyển động (nhờ phân tích phố dao động) 16

3.6 — Công suất dao động cv S112 11T Hy người 163.7 — Công suất dao động (tinh theo RMS) o ccccccccscscesessscesccessscseeecevsceeenes 173.8 — Gia tốc trung bình bình phương (theo ISO 2631 (1985)) 18

3.9 — Gia tri mức độ rung động VDV (theo BS 6841 (1987)) 19

3.10 — Phương trình động lực của khối lượng được treo (một bậc tự do) 24

3.11 — Phương trình động lực của khối lượng được treo (hai bậc tự do) 24

3.12 — Phương trình động lực của khối lượng được treo (ba bậc tự do) 25

3.13 — Phương trình động lực học của hệ thông {T€O cà 263.14 — Phương trình động lực của phan không được treo (một bậc tự do) 27

3.15 — Phương trình động lực của phan không được treo (hai bậc tự do) 28

3.16 — Tổng lực dan hồi va lực cản của lỐp - c5 56k se ceEsEsteeeeesed 293.17 — Độ biến dang tinh của lốp dưới tác dụng của tải trong Gi 303.18 — Tong lực dan hồi va lực cản của lốp (không phụ thuộc vào biến dạng

và vận tốc biến dạng của lỐp) + SE SE SE ve Eevrkcercseg 30

3.21 — Thế năng của 10 XO :-G- k1 x11 1T ng người 313.22 — Năng lượng tiêu tán của giảm chấn - se sec se ckvseseeeeesed 313.23 — Định luật II Newton cho khối lượng m, tọa độ x, van tỐC V 31

3.24 — Phương trình động lực của hệ dao động mot bậc tự do 3]3.25 — Phương trình động lực của hệ dao động hai bậc tự do 32

3.26 — Phương trình Lagrange tong quát - s +E + ke ekvseseeeesrsed 32

3.27 — Phương trình dao động của hệ 1/8 xe (không có biên dạng mặt đường) 343.28 — Phương trình dao động của hệ 1/8 xe (có biên dạng mặt đường) 363.29 — Phương trình vi phân hệ dao động tự do -s<<<<<<<<<<<<2 37

3.30 — Phương trình dao động hệ 1/4 xe viết dưới dạng ma trận 383.31 — Hệ phương trình 1/4 xe xác định tần số riêng và vectơ riêng 38

3.32 — Phương trình dao động hệ 1/2 xe (phương dọc) dưới dạng ma trận 393.33 — Phương trình dao động hệ 1/2 xe (phương ngang) dưới dang ma trận 403.34 — Hệ phương trình dao động toàn xe (phương pháp Lagrange) 413.35 — Phương trình dao động toàn xe (dưới dạng ma trận) 42

3.36 — Phương trình biên dang map mô của mặt đường . -«: 443.37 — Phương trình xác định vận tốc nguy hiểm của xe 5s s«: 463.38 — Phương trình xác định độ map mô tới hạn cua mặt đường 46

Bảng 3.1 — Mức độ ảnh hưởng của dao động đến sức khỏe con người

ứng với các dãy tần số khác nhau c- 5 66 SE sEsEeered 12Bảng 3.2 — Phản ứng cơ thể với những mức dao động khác nhau

(Phụ lục C - ISO 2631-1:199/7) - + S2 Se k2 EEEErrkrkrkeg 21

Bảng 4.1 — Thông số kỹ thuật cơ bản của ô tô khách HB120 50Bảng 4.2 — Tóm tắt bang thông số tính toán dao động của xe khách HB120 59

CHƯƠNG 1

MỞ ĐẦU1.1 Đặt vẫn đề

Trong quá trình phát triển nền kinh tế quốc dân và phục vụ đời sống xã hội, nhu cầuvận chuyển hàng hóa và hành khách ngày một gia tăng Vận tải ô tô có khả năng đápứng tốt hơn nhiều mặt so với các phương tiện vận tải khác do tính đơn giản, cơ động Ô tô có thé đi đến những vùng mà các phương tiện khác không thé đến được bên cạnhđó giá thành vận chuyền ô tô tương đối thấp Ở nước ta, do địa hình phức tap, sự mởrộng và đô thị hóa tăng nhanh trong khi việc đầu tư và đáp ứng của các phương tiện kháccòn hạn chế thì vận tải ô tô càng có nhiều ưu thế hơn Trong hoàn cảnh kinh tế hiện nay,việc đi lại của nhân dân ta vẫn chủ yếu dựa vào vận tải hành khách đường bộ do giá rẻvà tiện lợi Những năm trở lại day, loại hình vận tải hành khách đường dài bang xegiường nam dang được nhiều người dân sử dung, bởi những lợi thé như có giường namthoải mái, phù hợp cho quãng đường di chuyển dài

Hiện tại xe khách giường năm HB120 do công ty sản xuất và lắp ráp ô tô Trường Hải(Thaco) chế tao đã được đưa vào sử dụng rộng rãi Khoang ghế - giường nam có yêu cầucao độ êm dịu, thoải mái, tiện nghi cao cấp cho hành khách đi xe trong khu vực ASEANcó những phong tục, tập quán, nhu cầu và sở thích khác nhau với những điều kiện khaithác, giao thông và môi trường thời tiết khác nhau Mô hình định hướng tích hợp đã đượcđặt ra những van dé như hình 1.1 Trong mo hinh nay, 6 yéu tố vệ tinh là nhân trac hoc,sinh lý học, tâm lí học, thâm mỹ học, vi khí hậu và cuối cùng là khái niệm phỏng sinhhọc (bionics) được đưa vào nhằm mục đích hướng tới một thiết kế khoang ghế giườngnằm phù hợp các nhu cau sinh học của con người Sáu yếu tố vệ tinh này xoay quanhvòng tròn các nhân tô liên quan đến con người (phong tục, tôn giáo, sở thích), môi trườnghoạt động của xe (giao thông, đường sá, khí hậu) và 4 tiêu chí quan trọng về nhu cầu

hành khách trên xe (tiện nghi, êm dịu, thoải mái va thân thiện).

Chất lượng vận hành của ô tô có liên quan mật thiết đến cảm giác của hành khách trênxe Do ô tô di chuyền với tốc độ cao, sẽ chịu ảnh hưởng của dải tần số dao động rộng.Các vấn đề về tiện nghi vận hành chủ yếu liên quan đến sự dao động của ô tô Đây làmột trong các chỉ tiêu chủ yếu đánh giá thiết kế và chất lượng ô tô Dao động của ô tôảnh hưởng đến ban thân người lái và hành khách, hang hóa trên xe như giảm độ bên, tuổithọ của các kết cau ô tô, với thời gian kéo dai gây mệt mỏi, làm giảm hiệu suất công

VIỆC.

Do vậy, việc nghiên cứu dao động ô tô khách giường nằm là một vấn đề rất cần thiết,gop phan dé ra phương hướng và biện pháp nhằm nâng cao chất lượng ô tô lắp ráp vàthiết kế trong nước, cũng như gan các biển báo hiệu tại những đoạn đường có độ mapmô và vận tốc vượt mức cho phép để cảnh báo cho tài xế biết khi di chuyển qua các đoạn

đường này.Các vân đề nêu trên là lý do tác giả chọn đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của dao động

lên hành khách trong xe khách giường năm (Thaco — Mobihome)”

1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu1.2.1 Đối tượng nghiên cứu.

Tác giả chon xe khách giường nằm Thaco — Mobihome HB120 — Hình 1.2 — do công ty

cô phân 6 tô Trường Hai sản xuât là đôi tượng cu thê dé tiên hành nghiên cứu.

Hình 1.2 — Xe khách giường nam HB120

1.2.2 Phạm vi nghiên cứu.

Trong quá trình chuyển dong, 6 tô thực chất là một cơ hệ phức tạp với nhiều liên kếtdan hồi giữa các bộ phận có khói lượng khác nhau Việc nghiên cứu tính toán dao độngcủa hệ thống treo trên mô hình toàn bộ xe là quá phức tạp

Sự không cân bằng của liên hợp máy gây ra dao động cao tần có biên độ bé và mômen quán tính của phần không được treo rất nhỏ so với phần được treo vì vậy tác dụngcủa dao động nay không đáng kể Do đó tác giả chỉ khảo sát tính êm dịu chuyển độngcủa ô tô theo sự map mô của mặt đường và kết cau của xe

Trong các thành phần dao động của ô tô, thành phân dao động thăng đứng có vai tròquyết định, trực tiếp tác động xau đến con người va hàng hóa Tác giả chỉ khảo sát đánhgiá tần số dao động, gia tốc dao động và trọng số gia tốc RMS khi xe chuyền động trongtrường hợp day tải và xem các bộ phận trên con người (cũng như các hành khách) là khối

lượng tập trung.

1.3 Mục tiêu nghiên cứu.

- Hiéu được mô hình toán hoc 3D dé tính toán các thông số dao động của xe kháchgiường nằm HB120

- _ Giải được bai toán tính toán các thông số dao động của xe từ mô hình toán học.- Phan tích kết quả tính toán từ đó đánh giá được các thông số dao động của xe cũng

như mức độ ảnh hưởng của dao động lên hành khách trong quá trình xe chuyển động.- - Xác định được độ map mô nguy hiểm của mặt đường, vận tốc nguy hiểm của xe.1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

1.4.1 Y nghĩa khoa học.Giải được bài toán dao động của xe trên mô hình tính toán 3D dựa vào các thông sỐcơ sở được xác định cụ thể từ xe khách giuong nam HB120 Từ đó ta sẽ hiểu rõ đượcvai trò và ý nghĩa của độ cao map mô mặt đường, vận tốc chuyên động và các thông sốcơ sở ảnh hưởng đến dao động của xe cũng như ảnh hưởng đến hành khách trong quátrình xe chuyên động Làm cơ sở tham khảo cho việc tính toán dao động của các chủng

loại xe khác.

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn.Từ kết quả tính toán dao động ta có thể đánh giá được độ êm dịu của xe khách giườngnằm HB120 cũng như ngưỡng chịu đựng dao động của hành khách khi xe chuyển độngqua các map mô của mặt đường Xác định rõ các nhân tố trực tiếp gây ra dao động anhhưởng đến hành khách, từ đó đề xuất các phương án cải tiễn để nâng cao độ êm dịuchuyến động của xe khách giường nam HB120, lap các biển báo han chế vận tốc tại cáctuyến đường có bề mặt đường gỗ ghê và độ cao map mô của mặt đường

1.5 Phương pháp nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu đề tài: lý thuyết kết hợp với thực nghiệm.- - Nghiên cứu ly thuyết các mô hình tính toán dao động của xe, độ map mo cua mat

đường, van tốc nguy hiểm gây ra dao động cộng hưởng.- Thue nghiệm đo đạc các thông số cơ sở của xe khách giường nằm HB120 làm cơ sở

tính toán dao động.

1.6 Bố cục luận văn.

Luận văn được chia thành 5 chương.

Chương 1: Mở đầuChương 2: Tổng quanChương 3: Cơ sở lý thuyếtChương 4: Khảo sát và đánh giá kết quảChương 5: Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 2

TÓNG QUAN

2.1 Các hướng nghiền cứu dao động trên ô tô.

s* Nghiên cứu dao động của ô tô khi chuyển động là giải quyết mối quan hệ Đường —

Xe — Người.s* Có 3 hướng nghiên cứu chính:

> Nghiên cứu bé mặt đường: nhằm xác định qui luật kích thích dao động ô tô.> Nghiên cứu dao động ô tô: mục đích cải thiện độ êm dịu chuyến dong, chat luong

kéo, tinh kinh tế, tinh dẫn hướng, độ 6n định chuyên động, độ bên và độ tin cậy

> Nghiên cứu cảm giác và sức chịu đựng của con người.

2.1.1 Hướng nghiên cứu bề mặt đường.* Thực hiện bang cả thực nghiệm và lý thuyết nhằm mục đích xác định quy luật kích

thích dao động ô tô.

* Bang các phương pháp đo ghi biên dạng đường khác nhau tiễn hành xử lý các kếtquả nhận được Dao động của ô tô khi chuyên động là dao động cưỡng bức với nguồnkích thích là map mô của mặt đường

+* Map mô mặt đường thường không có quy luật (map mô mặt đường ngẫu nhiên), démô tả toán học biên dạng đường dùng các đặc trưng thống kê gém: kỳ vọng toánhọc, phương sai và mật độ phô năng lượng (Power Spectral Density — PSD) củachiều cao map mô mặt đường

+lv¢ Trén thê giới có nhiều công trình nghiên cứu về việc mô tả toán học độ map mô bêmặt đường.

2.1.2 Hướng nghiên cứu dao động ô tô.s* Nghiên cứu môi quan hệ giữa dao động của ô tô với các chỉ tiêu chat lượng khai

thác.

s* Nghiên cứu lý thuyết dao động ô tô thường được tiễn hành như sau:> Thay thế ô tô bằng hệ dao động tương đương

> Thiết lập phương trình dao động của hệ trên cơ sở sử dụng các phương pháp cơ

học giải tích hoặc sử dụng phương trình Lagrange.

> Các phương trình nay được giải bằng phương pháp tích phân số trên máy tính.> Phân tích các thông số đầu vào của hệ trên cơ sở các giả thiết về tính chất phi

tuyến hoặc tuyến tính của các phân tử, hàm kích thích là hàm điều hòa hoặc ngẫu

nhiên s* Một trong những bài toán cơ bản khi nghiên cứu dao động 6 tô là làm rõ ảnh hưởng

các thông số của hệ đến dao động Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thí nghiệm, có

thê đưa bài toán phân tích về bài toán tôi ưu các thông sô của hệ thông.2.1.3 Hướng nghiên cứu cảm giác và sức chịu đựng của con người.s* Nghiên cứu môi quan hệ giữa dao động của ô tô với sức khỏe con người.

s* Hướng nghiên cứu nay rất khó thực hiện Khi đi ô tô, con người sẽ cảm thay mệtmỏi về thé xác, căng thăng về than kinh Nghiên cứu sức chịu đựng của con ngườilà đưa ra các chỉ tiêu đánh giá về sức chịu đựng của con người theo từng nhómngười, từng lứa tuổi Ngoài ra phải nghiên cứu sự phản ứng của các bộ phan, co quan

trên cơ thê con người liên quan đền việc điều khiên xe.s* Hiện nay đang tập trung vào hai hướng nghiền cứu con người là người điêu khiên 6

tô (lái xe) và người chịu dao động (hành khách) Việc nghiên cứu cả hai hướng trêncân được hoàn thiện vì dao động 6 tô làm con người mệt mỏi dan dén phan ứng mat

linh hoạt và điều khiến mất chính xác, gây tai nạn giao thông

Nghiên cứu lý thuyết:

- Đặc tính thông kê;- Biêu dién toán học biên dạng.

Đường

Nghiên cứu lý thuyết:

- Hệ dao động tương đương vàphương trình dao động:

- Giải phương trình dao độngtrên máy tính;

- Phân tích dao động:

- Ảnh hưởng của các thông số;- Điều chỉnh và tối ưu hóa cácthông sé.

Nghiên cứu thực nghiệm:- Kích thích dao động:- Do ghi dao động, gia công xử

lý số liệu.

(Nguồnkích thích)

À

Vv

Ô tô

Rung động, tiếng Ôn:

- Nguôn phát tiêng ôn, rungđộng.

- Yêu câu đôi với lái xe.

Các cơ quan của con người khichịu dao động.

(Dao động) | |

À

Vv

Con người,hàng hóa

Bệnh nghề nghiệp của lái xe,

khả năng chuyên chở bệnhnhân.

(Cảm giác,bảo quản)

Nghiên cứu thực nghiệm:- Đo ghi biên dạng đường:- Gia công xử lý số liệu;

- Đặc tính thống kê;- Ảnh hưởng của điều kiện sử

Mô hình hóa:- Lai xe;- Hàng hóa chuyên chở;- Hệ “Đường-Ô tô-Con ngườik

Bảo vệ:- Từ dao động:- Từ rung động, tiêng ôn.

Hình 2.1 — Sơ đồ các hướng nghiên cứu về dao động của ô tô

2.2 Một số đề tài nghiên cứu trong nước.Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đang trong quá trình hình thành và phát triển dầntrở thành ngành công nghiệp mũi nhọn hàng đầu của đất nước Từ những thực tế đó,cũng đã có một số đề tài thuộc chuyên ngành ô tô dé cập đến van dé dao động của 6 tô

như:

“+ Luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu đánh giá độ êm diu của ô tô khách 29 chỗ ngôi sảnxuất tại Việt Nam” của tác giả Bùi Quốc Vĩnh, trong luận văn này tác giả khảo sátđộ êm dịu của xe Hyundai County sản xuất tại Việt Nam, mô hình tính toán daođộng 1/2 xe theo phương dọc và phương ngang ứng với map mô biên dạng đườngquốc lộ 1A

s* Luận văn thạc sĩ: “M6 phỏng khảo sát dao động ô tô vận tải hành khách bằng Matlab— Simulink’ của tác giả Nguyễn Hữu Thảo, trong luận văn này tác giả khảo sát vàđánh giá dao động của xe khách 26 chỗ KIA K3600, tác giả vận dụng lý thuyết kếthợp với phần mềm Matlab — Simulink dé tính toán dao động 6 tô trong mô hìnhphăng

s* Luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu tính toán và đánh gid dao động của một số hệ thông

treo trên xe du lịch doi mới” của tác gia Truong Thai Minh, trong luận văn này tác

gia khảo sát và tính toán dao động đối với hai xe du lịch cụ thể là Toyota Vios Limo,Toyota Corolla Altis 2004, tác giả vận dụng ly thuyết kết hop với phan mềm Matlab— Simulink và Carsimed dé tính toán dao động ô tô trong mặt phang XOZ

2.3 Một số dé tài nghiên cứu trên thé giới.Trên thế giới đã có nhiều bai báo, công trình nghiên cứu tính toán thực nghiệm về dao

động như:

“+ Bai báo khoa học: “ZÀ#⁄”ñ??ZZ FEELS A (AGREE (A Study of the Human

Body Vibration on the Highway Sleeper Bus) cua cac tac gia Cao Loi, Bang Thang

Minh, Viên Cuong, bai báo dựa trên phan tích các vi tri con người tiép xúc với rung

động toàn bộ cơ thé ở vị trí nam nghiêng trên xe khách giường năm, một mô hình 7bậc tự do được thiết lập Với tín hiệu đầu vào ngẫu nhiên của bề mặt đường sau đómô phỏng những đặc trưng tần số của bộ phận đầu, mông, chân của con người Kếtquả tính toán được so sánh với kết quả kiểm nghiệm trên đường.

+lv* Bai báo nghiên cứu: “Random Vibration of a Road Vehicle” của tac gia Özgùr

BAYRAKDAR, trong nghiên cứu nay, đặc tính dao động tự do của xe được tính toán

bằng phần mềm Mathematica, dao động của xe được tính toán trên mô hình toán học1/4, mat phăng dọc, mặt phăng ngang, sau khi tính toán được tần số dao động tựnhiên so sánh với các thông số có sẵn trong lý thuyết cơ sở, kết quả được trình bàyđưới hình thức đô thị và hàm số

+» Bai báo khoa hoc (ISBN: 978-1-61804-004-6): “The Human Body behavior underlv

Vehicle Vibrations” của các tác gia Raul Miklos Kulcsar, Veronica Argesanu, lonSilviu Borozan, Inocentiu Maniu, bai báo khảo sát ảnh hưởng của dao động trên co

sở mô hình 3D theo chiều dọc cơ thé con người, sử dụng phần mém Matlab dé mô

phỏng và tính toán trong phòng thí nghiệm, từ đó làm rõ các khả năng xảy ra cộnghưởng.

2.4 Những van đề cần tập trung nghiên cứu giải quyết

So với một sô dé tài luận văn thạc sĩ được nghiên cứu trong nước néu trên thì dé tài nàycủa tác giả cân tập trung nghiên cứu giải quyết như sau:

% Ung dung mô hình 3D dé tính toán dao động của xe khảo sát.s% Ung dụng nghiên cứu về ngưỡng chịu đựng của con người ở các vị trí tựa lưng khác

nhau khi năm dé đánh giá mức độ ảnh hưởng của dao động cua xe được khảo sát lênhành khách.

s* Xác định được vận toc nguy hiêm của xe khi chuyên động trên mặt đường có biêndạng hàm bậc hình sin và độ mâp mô tới hạn của mặt đường mà xe khảo sát chuyên

động trên tuyến đường nay

CHƯƠNG 3

CƠ SỞ LÝ THUYẾT3.1 Dao động ô tô và sự ảnh hưởng đến con người

3.1.1 Cơ chế tác động của dao động lên cơ thể con người

s* O tô và các phương tiện vận tải nói chung khi hoạt động sẽ sinh ra các dao động, cácdao động nay tac động trực tiép lên con người ngôi trên nó Những dao động naydưới dạng sóng co học được truyền trực tiêp lên con người làm cho cả cơ thê hoặc

từng bộ phận của co thé dao động theo

+» Các thí nghiệm đã chứng tỏ con người có thé xem như một hệ thống cơ học đàn hồicó tan số dao động riêng từ 3 + 30 Hz và có khả năng hap thụ những dao động cótần số đến 8000 Hz Khi chịu lực kích thích các bộ phận của cơ thể người sẽ thựchiện các chuyên động tương đối với nhau Khi ngồi trên ô tô, phần mông trực tiếptiếp XÚC VỚI chế ngồi, các phần còn lại của cơ thể (tay, chân, lưng, bụng, ngực, cô,

đầu ) nôi với mông băng các bộ phận như cơ, gân, dây chăng

Hình 3.1 — Mô hình co khí đơn giản đại diện cho cơ thé người đứng

trên mặt phăng dao động theo chiều dọc

Dao động cua 6 tô bao gồm một dải tân sô rộng, nên có thê phan ra dao động của khôilượng được treo ở tan sô thap và dao động của khôi lượng không được treo ở tân sô cao(rung động).

3.1.2 Anh hưởng của dao động đối với cơ thé con người

Dao động mặc dù có cường độ trung bình, nhưng thời gian tác động kéo dài cũng ảnh

hưởng nghiêm trọng đến cơ thé nếu tan số dao động không phù hợp Nhiéu thí nghiệmđã cho thay dao động với tan số từ 3 + 5 Hz sẽ gây ra các phản ứng ở cơ quan tiền đình,những rối loạn liên quan đến sự lưu thông mau, gây choáng Dao động từ 3 + 5 Hz đến11 Hz gây rối loạn ở đường tai trong, ảnh hưởng đến dạ dày, gan, ruột Dao động với tầnsố 11 + 45 Hz làm giảm thị lực, gây buồn nôn

Nhiều thí nghiệm đã cho thấy tác động dao động đến sức khỏe:

Bang 3.1 — Mức độ ảnh hưởng của dao động đền sức khỏe con người ứng với

các dãy tân sô khác nhau.

Tân số (Hz) Ảnh hưởng

<0.1 Gay ra chứng say song.

Gay buôn nôn, choáng váng, có thé anh hưởng đên khả năng điêu0.125 ~ 0.25 -Ả ¬ care

khién an toàn của người lái.3.5 Gay ra các phan ứng ở tiên đình, những roi loạn liên quan dén sự

lưu thông máu, gây choáng.

5~ 11 Gây rồi loan ở đường tai trong, anh hưởng đến da dày, ruột.11 ~ 15 Giam thi luc, gay buôn nôn

15 ~ 18 Gây ra cảm xúc khó chịu trong thời gian ngắn.15~ 1500 | Gây ra ton hại đến sức khỏe khi chịu tác động trong thời gian dài.Một số dao động có thể không làm nguy hại đến sức khỏe con người nhưng vẫn cóthé làm giảm khả năng nhạy bén, giảm khả năng thu thập va xử lý thông tin Điều nàyrất nguy hiểm cho các lái xe di chuyền trên đường dai vì làm giảm khả năng nhanh nhạy,

chọn lọc thông tin đường xá, dẫn đến xử lý chậm các tình huéng trên đường và tăng khả

năng gây tai nạn giao thông.

3.1.3 Những ảnh hưởng về sự tiện nghỉ.Người ta đã thiết lập được mối quan hệ giữa tính tiện nghi và biên độ dao động: biênđộ tăng sẽ tăng sự khó chịu theo ty lệ thuận Tan số dao động ảnh hưởng trực tiếp đếnmức độ tiện nghi, ở tần số 1 + 2 Hz, là tần số đi bộ, con người không cảm thay kho chiu.Khi tăng tan số lên một ít, do anh hưởng của cộng hưởng có thé làm tăng nhanh sự khó

chịu.3.1.4 Những bệnh do dao động “say sóng”.

Sự dao động ở những tan số khoảng 0,1 Hz hoặc thấp hơn, thường thấy trong giaothông vận tải có thé gây ra chứng say sóng Nó dẫn đến sự buồn nôn, sự choáng ván, nônra và có thể ảnh hưởng đến kha năng điều khiến an toàn của người lái Ảnh hưởng nàylớn nhất ở vùng tan số 0,125 + 0,25 Hz, giảm dan khi tăng tan số và ít khi xuất hiện saysóng ở tần số trên 0,5 Hz

3.2 Các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyền động của ô tô.s* Độ êm dịu chuyên động của ô tô là tập hợp các tính chat đảm bảo hạn chế các tác

động của dao động có ảnh hưởng xấu tới con người, hàng hóa và các kết cau của 6

td.

s* Co sở đánh giá độ êm dịu chuyển động 6 tô so sánh với tác động dao động lên con

người khi đi bộ.s* Con người khi tham gia vào giao thông cũng là một hệ dao dong, “đi lại” là hoạt

động thường xuyên của con người đã trở thành một thói quen Khi con người đi lạitương đương với hệ thực hiện dao động, tùy thuộc vào hình dang, trọng lượng riêng,

thói quen từng người mà số lần bước trong một phút thường trong khoảng 60 ~ 90

bước, tương ứng với tần số dao động khoảng 1 ~ 1,5 Hz Vậy nên từ thói quen đócon người chịu dao động hợp lý trong khoảng tần số vừa nêu trên.

s* Các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyến động ô tô: Phụ thuộc vào các đặc tính nhânchủng học, đặc điểm tâm ly của mỗi người, sự phát triển kinh tế, khoa học kỹ thuật,trình độ sản xuất ô tô, do đó các chỉ tiêu của từng nước là khác nhau

3.2.1 Tan số dao động.Trong trường hợp dao động tự do không có cản, tần số dao động riêng của khối lượngđược treo trên 1 trục có thé xác định gan đúng biểu thức (3.1) và tần số dao động riêngcủa khối lượng không được treo trên 1 trục được xác định theo biểu thức (3.2):

3.2.2 Gia tốc dao động.Gia tốc dao động là thông số quan trọng đánh giá độ êm dịu chuyên động Giá trị giatốc giới hạn theo các phương Ox (phương doc xe), Oy (phương ngang xe), Oz (phươngthăng đứng) được xác định bằng thực nghiệm như sau:

Z< 25m/s?Y< 07m/szX< 10m/s73.2.3 Hệ số êm dịu chuyền động

Hệ số êm dịu chuyển động K phụ thuộc vào tần số đao động gia tốc dao động, vậntốc dao động, phương dao động và thời gian tác dụng của nó đến con người Nếu K làhằng số thì cảm giác khi dao động sẽ không thay doi Hệ số K được xác định theo công

RMSX2) - giá trị trung bình của gia tốc dao động (m/s?).

(RMS - root mean square — gia tri trung bình bình phương)

T

RMS(2) = : | 22(t) dt (3.4)

(T — thoi gian tac dung)Nêu con người chịu dao động ngang ở tư thê năm thi hệ so Ky giảm di một nửa Hệ

số K càng nhỏ thì con người càng dễ chịu đựng dao động và độ êm dịu càng cao

[K]=0.1 : tương ứng với ngưỡng kích thích

[K] = 10 ~ 25: khi ngồi lâu trên xe[K]= 25 ~ 36: khi đi ngăn

Trong thực tế đối với ô tô, dạng điển hình dao động là ngẫu nhiên, khi đó nhờ phântích phổ dao dong, giá tri hệ số K được xác định theo công thức:

(3.5)

Ki - hệ số êm dịu của thành phần tần số thứ in — số thành phần tần số của hàm ngẫu nhiên.3.2.4 Công suất dao động

Chỉ tiêu nay được dựa trên giả thiết, cảm giác của con người khi chịu dao động phụthuộc vào công suất dao động truyền cho con người Công suất trung bình truyền đến

con người được xác định theo công thức:

P(t) — lực tác động lên con người khi dao động

V(t) — vận tốc dao độngTheo thực nghiệm, tri số cho phép [Nc| như sau:

[Nc] = 0.2 + 0.3 (W) — tương ứng với cảm giác thoải mái

[Nc] = 6 + 10 (W) — giới han cho phép đối với ô tô có tính co động cao

Công suât trên khó sử dụng nên có thê sử dụng biêu thức sau:

n

=1 (3.7)

RMS(Z) - giá trị bình phương trung bình gia tốc dao động thang đứng truyền qua chânRMS(Z,) — giá trị bình phương trung bình gia tốc dao động thăng đứng truyền qua ghếngôi

RMS(X) - giá trị bình phương trung bình gia tốc theo phương dọcRMS Y) - giá trị bình phương trung bình gia tốc theo phương ngang

Các nghiên cứu chỉ ra, những tác động phụ truyền qua chân không lớn như những tácđộng truyền qua ghế ngôi vì trong tư thế đứng tác động của dao động bị yếu đi bởi cáckhớp xương của chân Các dao động con người chịu trong tư thế ngôi sẽ làm ton thươngcột sống

3.2.5 Gia tốc và thời gian dao động.Chỉ tiêu này chủ yếu cho người lái xe và hành khách ngôi lâu trên xe Khi ngồi trên ôtô trong khoảng thời gian dài, dao động sẽ làm cơ thể con người mệt mỏi

Đề đánh giá cảm giác, người ta sử dụng dao động thăng đứng điều hòa tác dụng lênngười trong 8 giờ, với tần số dao động nam trong khoảng được xem là nhạy cảm hơn cả

đôi với sức khỏe con người (4 ~ 8 Hz).

Các giá trị của bình phương gia tốc trung bình tác động tạo ra cảm giác:Dễ chịu : 0.1 m/s?

Tiêu chuẩn đưa ra các giới hạn cho phép của gia tốc trung bình bình phương theophương thăng đứng

Trọng số gia tốc (r.m.s.) (ax, ay) °—_=

Hình 3.4 — Giới han của gia tốc theo phương ngang cho phép theo khoảng

thời gian tác dụng (ISO 2631 (1985))

3.3.2 Tiêu chuẩn BS 6841 (1987)Nước Anh không chấp nhận tiêu chuẩn ISO 2631 (1985), mà đưa ra tiêu chuẩn riêng

BS 6841 (1987).

Sự khác biệt chính: Đưa ra phương pháp đo và đánh giá dao động mới, gọi là chỉ số

Gia trị Mức độ Rung động (Vibration Dose Value — VDV).

20.0 —

œ w o|

L/

Trọng số gia tốc (r.m.s.)soni II all.1.0 2.0 4.0 8.0 16 31.5 63

Tan so dao dong riéng (Hz)

Hình 3.5 — Giới han của gia tốc theo phương ngang cho phép theo khoảng

thời gian tác dụng (AS 2670(1990))

Xác lập giới hạn cho 3 yếu tô sau:

> Giới hạn chịu rung.

> Giới hạn về suy giảm mức độ thành thạo do mỏi

> Giới hạn tiện nghi.

3.3.4 Tiêu chuẩn ISO 2631 — 1:1997Tiêu chuẩn ISO 2631-1 :1997 là bước cải tiễn của tiêu chuẩn ISO 2631:1985

s* Tiêu chuân mới bỏ qua khái niệm giới hạn về suy giảm mức độ thành thạo do mỏi.s* Sử dụng “vùng khuyên cao” dé phân loại sự tiêp xúc với rung động giữa các giới

hạn tùy theo thời gian tiép xúc Vượt ra khỏi giới hạn này được xem là “có thê gayra thương tích”.

“+ Sử dụng chỉ số VDV của tiêu chuẩn Anh BS 6841 Khu vực khuyến cáo là khu vựccó trị số VDV đạt 8.5 m/s?, khu vực có khả năng nguy hại đến sức khỏe là khu vực

VDV đạt 17 m/s’.

106,32,51,6

Comfortlevel0,63

0,4

,315

0,250,160,1

Trọng số gia tốc (m/s?) 10 min 05 1 2 4 8 24 timer

Thời gian tác dung (h)

Hình 3.6 — Vùng khuyến cáo sức khỏe khi tiếp xúc với

đao động (ISO 2631-1:1997)

Bảng 3.2 — Phản ứng cơ thể với những mức dao động khác nhau

(Phụ luc C - ISO 2631-1:1997)

Nhỏ hon 0.315 m/s*_ | Không có cảm giác khó chịu

Từ 0.315 ~ 0.63 m/s? | Có cảm giác chút ít về sự không thoải máiTừ 0.5 ~ 1 m/s? Có cảm giác rõ rệt về sự không thoải mái

Từ 0.8 ~ 1.6 m/s” Không thoải mái

Từ 1.25 ~ 2.5 m/s? Rất không thoải mái

Lớn hơn 2 m/s? Cực kỳ không thoải mái

3.3.5 Tiêu chuẩn TCVN 6964 - 1:2001

TCVN 6964-1:2001 hoàn toàn tương đương với ISO 2631-1:1997.[5]

Mục đích: Xác định phương pháp đánh giá rung động toan thân liên quan đến:

> Sức khỏe và độ tiên nghi của người chiu rung động.

> Khả năng cảm nhận rung động.

> Sự gây chóng mặt buôn nôn do rung động.Phương pháp đánh giá: Dựa vào giá trị trọng số gia tốc (rms).3.3.6 Kết luận

Các tiêu chuẩn đánh giá dao động chủ yếu dựa vào tần số dao động, đồ thị hướng dan

vùng ảnh hưởng đền sức khỏe con người và sự phản ứng của cơ thê đôi với các mức độdao động khác nhau căn cứ vào trọng sô gia tôc rms.

Nhiệm vụ của bài toán dao động là xác định tân sô dao động riêng có giảm chân và

trọng số gia tốc rms trên ô tô được khảo sát.3.4 Các phan tử trong mô hình dao động ô tô

s* Hệ dao động cua ô tô - máy kéo khi chuyến động là hệ dao động nhiều bậc tự do rất

phức tạp.

s* Dé có thé tìm ra được quy luật và nguyên nhân chủ yếu gây dao động, ta xét daođộng nay trong các mặt phang toa độ như những dao động riêng biệt Khi nghiêncứu tính êm dịu chuyển động, qua nhiều thí nghiệm người ta nhận thấy so với daođộng trong mặt phang XZ thì dao động thành phan trong mặt phăng XY va ZY làkhông đáng ké và có thể bỏ qua

Hình 3.7 — Mô hình sự dao động của ô tô

¢ Sự không cân bang của liên hợp máy gây ra dao động cao tần có biên độ bé, vìvậy tác dụng của dao động này không đáng kế Do đó người ta chỉ khảo sát tínhêm diu chuyên động của 6 tô theo sự map mô của mặt đường và các thành phancủa kết cầu hệ dao động.

s* Trong sơ đô dao động, người ta xem kết cấu hệ dao động 6 tô gồm 4 phan:

> Phần được treo.> Hệ thống treo> Phần không được treo.> Lốp

3.4.1 Phần được treo.s* Khối lượng được treo gồm những cụm, những chỉ tiết mà trọng lượng của chúng tác

động lên hệ thong treo như khung, thùng, cabin, động cơ và một số chỉ tiết gắn liềnvới chúng Những cụm máy và chỉ tiết trên được liên kết với nhau bằng những đệmđàn hôi

s* Trên thực tế bản thân từng cụm va từng chỉ tiết cũng không phải cứng hoàn toan macó sự đàn hồi, biến dạng riêng, nhưng so với sự biến dạng của hệ thong treo thi chungrat nhỏ bé, có thé bỏ qua Trong hệ dao động tương đương, khối lượng được treođược xem như là một vật thể đồng nhất, cứng hoàn toàn, có khối lượng tập trung vào

s* Trong mô hình, khối lượng được treo được kích thích bởi lực tương tác với hệ thôngtreo Fs Với quy ước gốc toa độ của dịch chuyền thăng đứng ứng với trạng thái cânbằng tĩnh và chiêu dương hướng lên trên, phương trình động lực của khối lượng

được treo:

—m,.Z, + F, = 0 (3.10)

om,Ur,

b)

Hình 3.8 - Mô hình khối lượng được treo một bậc tự do

3.4.1.2 Mô hình hai bậc tự do.

Mô hình khối lượng được treo hai bậc tự do của ô tô gồm có hai lực kích thích:> Với mô hình phăng đọc: là lực tương tác với hệ thông treo trước và sau.> Với mô hình phăng ngang: là lực tương tác với hệ thống treo trái và phải.Với quy ước gốc toạ độ của các bậc tự do ứng với trạng thái cân băng tĩnh và chiềudương thé hiện trên hình bên, phương trình động học của mô hình như sau:

Qs 4 Hình 3.9 - Mô hình khối lượng

ls M, duoc treo hai bac tu do

lì F (F.) ! F (F.a)|Ï

4—————>4

a ' b