Trên các ô tô hiện đại thường sử dụng hệ thống treo có phần tử đàn hồi thay đổi được độ cứng sử dụng phần tử đàn hồi khí nén việc kiểm soát không tốt độ cứng sẽ gây ra dao động lắc ngang
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Tổng quan đề tài
1.1.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu:
Phương án cải tiến độ êm dịu xe Bus Thaco 29 chỗ được sản xuất và lắp ráp tại THACO.
- Nghiên cứu nguyên nhân gây nên sự kém êm dịu đối với xe Bus Thaco 29 chỗ.
- Đề xuất phương án cái tiến độ êm dịu
- Thử nghiệm độ êm dịu xe khảo sát trước và sau khi áp dụng phương án cải tiến.
- Mục tiêu chung của đề tài là cải thiện được độ êm dịu xe Bus Thaco 29 chỗ.
- Mục tiêu cụ thể của đề tài:
Xác định được thành phần hệ thống treo cần cải tiến để đạt được độ êm dịu mong muốn.
Xây dựng được phương án cải tiến hợp lý, tiết kiệm, hiệu quả.
Tính toán, chứng minh hiệu quả của phương án cải tiến.
Sau khi cải tiến độ êm dịu thì tần số dao động riêng của xe phải được giảm xuống mức mong muốn.
Xây dựng được phương pháp thử nghiệm đánh giá ảnh hưởng của đặc tính hệ thống treo đến độ êm dịu.
Nghiên cứu này so sánh hiệu quả nâng cấp bằng cách đo tần số dao động riêng và gia tốc rung động, đánh giá tác động lên người dùng trước và sau khi nâng cấp.
- Mục tiêu phụ của đề tài:
Đối với phương án cải tiến:
Khả năng động lực học:
Độ võng thích hợp, độ cứng đảm bảo Không xảy ra va chạm cơ khí khi xe vận hành trên đường mấp mô.
Xe không nghiêng về sau theo phương dọc ở mức quá tải.
Không để xe có hiện tượng bồng bềnh mất ổn định, nhất là khi chạy tốc độ cao và khi đánh lái. Độ êm dịu:
Tần số dao động phải đảm bảo tuân theo tiêu chuẩn Việt Nam và quốc tế.
Hành khách bên trong cảm thấy thoải mái êm dịu, không khó chịu.
Không gian và thẩm mỹ:
Bố trí ít chiếm không gian.
Bố trí gọn, khoa học.
Đối với sinh viên thực hiện
Nâng cao được năng lực chuyên môn của sinh viên thực hiện đề tài.
Nâng cao kỹ năng nghiên cứu để hoàn thiện độ êm dịu trên hệ thống treo của xe.
Củng cố kiến thức, kỹ năng về thử nghiệm ô tô, hiểu rõ về các tiêu chuẩn của ô tô.
Phương pháp nghiên cứu định lượng
Thông tin về độ êm dịu ban đầu của xe Bus Thaco 29 chỗ được đo đạc bằng thiết bị chuyên dùng.
Phân tích kết cấu của xe dựa trên khảo sát xe thực tế tại nhà máy.
Các số liệu dùng để tính toán được thử nghiệm trực tiếp trên xe khảo sát.
Sử dụng kết quả nghiên cứu thực nghiệm để kiểm chứng tính chính xác của lý thuyết tính toán.
Phương pháp nghiên cứu định tính
Phân tích các yếu cố ảnh hưởng đến độ êm dịu và đưa ra phương án cải tiến.
Đưa ra các phương án cải tiến độ êm dịu theo các yếu tố ảnh hưởng.
Dựa trên tiêu chuẩn ISO 2631 và tiêu chuẩn QCVN-09, xây dựng phương pháp đánh giá độ êm dịu đối với xe.
NGHIÊN CỨU VỀ HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN TRÊN Ô TÔ
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống treo khí nén
Máy nén khí động cơ
Hệ thống cung cấp khí nén cho thiết bị trên xe, áp suất tối đa tùy thuộc vào từng loại bơm Nguồn cấp khí của máy nén trước đây thường có ngưỡng nhất định.
Áp suất máy nén khí động xe hơi thường đạt 120-125 PSI, tuy nhiên các dòng xe mới, tải trọng lớn hơn hiện nay sử dụng máy nén khí 135 PSI Hệ thống trang bị đồng hồ đo áp suất và van tự động ngắt khi đạt áp suất tối đa.
Các bình chứa khí nén
Hình 2.2: Bình chứa khí nén
Bình khí nén đảm bảo áp suất hoạt động ổn định cho hệ thống Vị trí và số lượng bình khí (chính, phụ) tùy thuộc vào thiết kế từng loại xe, xe lớn thường có khoang chứa rộng rãi và bố trí riêng biệt.
Phần tử đàn hồi khí nén được ứng dụng rộng rãi trên ô tô du lịch cao cấp và xe tải/khách lớn nhờ khả năng thích ứng với tải trọng thay đổi Ưu điểm của hệ thống này sẽ được trình bày tiếp theo.
Hệ thống treo tự động điều chỉnh độ cứng thông qua thay đổi áp suất khí, duy trì độ võng và tần số dao động riêng không đổi dưới tải trọng tĩnh khác nhau, nhờ đó tạo ra đặc tính phi tuyến.
Cho phép điều chỉnh vị trí của thùng xe đối với mặt đường Đối với hệ thống treo độc lập còn có thể điều chỉnh khoảng sáng gầm xe.
Khối lượng nhỏ, làm việc êm dịu.
Kết cấu phức tạp, đắt tiền
Phải dùng bộ phận dẫn hướng và giảm chấn độc lập.
Hình 2.3: Phân tử đàn hồi loại bầu
1- Vở bầu; 2- Đai xiết; 3- Vòng kẹp; 4- Lõi thép tăng bền
Ống xếp gồm vòng kim loại giảm biến dạng kính, vành trên dưới gia cố dây cáp kim loại, và vành kim loại đặc biệt lắp bu lông để gắn bầu khí nén Cơ chế làm kín bầu khí nén đa dạng: mặt bích làm kín, xiết chặt vòng kim loại, hoặc nắp an toàn và vòng kim loại, chịu áp suất 6-7 Kg/cm², áp suất nổ 35 Kg/cm² Bầu khí nén tiết diện lớn cho hành trình và độ đàn hồi cao nhưng kém ổn định Ống thổi có loại 2, 3 tiết diện tròn và ovan Bầu khí nén dùng cao su chịu xăng dầu bên ngoài, cao su tự nhiên không thấm nước bên trong.
Hình 2.4: Kết cấu của các bầu khí nén
Bầu khí ống xếp Burduf có cấu tạo đơn giản, dễ sản xuất và chịu tải tốt, dễ làm kín Tuy nhiên, độ cứng cao khiến tần số dao động khó giảm dưới 80-85 lần/phút, nên thường ứng dụng cho xe bus, xe tải nặng và rơ moóc.
Hình 2.5: Phần tử đàn hồi khí nén loại ống 1- Piston; 2- Ống lót; 3- Bulong; 4,7- Bích kẹp; 5- Ụ cao su; 6- Vỏ bọc;
8- Đầu mối; 9- Nắp bầu. Áp suất khí nén trong phần tử đàn hồi ứng với tải trọng tĩnh bằng (0,5÷0,6) MPa Áp suất này cần thấp hơn áp suất làm việc của hệ thống cung cấp từ (0,1÷0,2) MPa để đảm bảo áp suất dư trong trường hợp ô tô quá tải
Loại ống so với loại bầu tròn có ưu điểm:
Ứng với cùng một tải trọng thì nó có kích thước và khối lượng nhỏ hơn.
Cho phép nhận được đặc tính đàn hồi yêu cầu bằng cách tạo biên dạng piston thích hợp.
Cho phép độ nghiêng lệch lớn và không yêu cầu lắp đặt chính xác cao, vì có khả năng tự định tâm theo piston.
Nhược điểm của loại ống là:
Ma sát trong lớn hơn nên độ bền giảm.
Chịu tải lớn và điều kiện làm việc phức tạp hơn.
Hình 2.6: Sự thay đổi của diện tích hiệu dụng của phần tử khí nén kiểu xếp (bên trái) và kiểu màng (bên phải)
Phần tử đàn hồi khí nén thường dùng kết hợp với bộ phận điều chỉnh tự động chiều cao thùng xe theo tải trọng tĩnh là van tải trọng.
Van tải trọng tự động điều chỉnh chiều cao thùng xe dựa trên tải trọng tĩnh Tải trọng tăng, thùng xe hạ xuống, đòn dẫn động kích hoạt van phân phối khí nén vào phần tử đàn hồi, nâng thùng xe về độ cao ban đầu Quá trình ngược lại xảy ra khi tải trọng giảm.
Hình 2.7: Kết cấu của van tải trọng.
1- Đường hơi vào; 2- Vỏ xi lanh; 3-Lỗ bắt bu lông; 4-Đường khí tới túi hơi; 5- Nơi bắt cần điều chỉnh; 6- Lỗ thoát hơi; 7- Lỗ hơi vào đường hơi tới túi hơi; 8- Xi Lanh hơi; 9-
Lỗ hơi thoát khí ra; 10- Piston hơi; 11- Lỗ định vị; 12- Cơ cấu xoay.; 13- Seal lam kín. Nguyên lý làm việc:
Khí được cấp từ bầu hơi vào đường hơi 1, khi xe ở vị trí cân bằng thì seal làm kín
Khi xe tăng tải, thùng xe hạ thấp, giảm khoảng cách với cầu Đòn dẫn động đẩy piston hơi lên, mở đường cấp hơi chính (1), nạp khí nén vào túi hơi, nâng thùng xe về vị trí cân bằng Đường hơi chính (13) đóng khi không cần nâng.
Giảm tải trọng làm nâng thùng xe, đòn dẫn động tác động lên cơ cấu xoay, hạ piston hơi mở đường thoát khí qua lỗ (7), (9) và đường (6).
Van an toàn bảo vệ hệ thống đường dẫn lưu chất, ổn định áp lực ở mức cài đặt Khi áp lực vượt quá giới hạn, van tự động xả lưu chất, đảm bảo an toàn và ổn định hệ thống.
Hình 2.8: Kết cấu van an toàn
Van an toàn tự động mở khi áp suất vượt quá mức cài đặt, xả lưu chất dư thừa cho đến khi áp suất giảm về mức bình thường rồi đóng lại Vì chức năng này, nó còn được gọi là van xả áp suất (Pressure Relief Valves) hoặc van xả áp suất và nhiệt độ (T&P Valves).
Van điều chỉnh áp suất
Van điều áp, linh kiện thiết yếu trong hệ thống khí nén, tự động điều chỉnh áp suất khí nén duy trì ở mức an toàn Sử dụng van điều áp hiệu quả trong trường hợp áp suất đầu vào quá cao, đảm bảo vận hành hệ thống an toàn.
Đánh giá chung
Hệ thống treo khí nén, sử dụng bóng cao su chứa khí nén thay thế lò xo truyền thống, ngày càng phổ biến trên nhiều loại xe, từ ô tô con cao cấp đến xe tải và khách cỡ lớn Công nghệ này không mới, xuất hiện từ những năm 1950, cho phép điều chỉnh độ cứng tự động hoặc bán tự động nhờ khả năng nén khí, phù hợp với nhiều điều kiện vận hành Ở Việt Nam, hệ thống này được ứng dụng rộng rãi trên xe khách lớn và giường nằm.
Hệ thống điều chỉnh độ cứng xi lanh khí thích ứng với độ nghiêng xe, tốc độ, góc cua và góc quay vô lăng, tối ưu hóa khả năng vận hành.
Hệ thống giảm xóc tự động điều chỉnh độ cứng ống giảm xóc, tối ưu hiệu quả hoạt động trên mọi địa hình.
Hệ thống giảm xóc tự động điều chỉnh độ cứng theo điều kiện đường đi, tối ưu hiệu quả hoạt động của hệ thống treo trên mọi hành trình.
Giảm xóc hấp thụ rung động hiệu quả hơn lò xo kim loại, cho cảm giác lái êm ái và dễ dàng điều chỉnh độ cao sàn xe cũng như độ cứng của hệ thống.
Tăng độ cứng hệ thống treo cầu sau giúp chống nâng đầu xe khi tăng tốc mạnh, và tăng độ cứng hệ thống treo cầu trước giúp chống chúi đầu xe khi phanh gấp.
Hệ thống treo khí nén mang lại sự êm ái vượt trội nhưng chi phí cao, khiến nó chỉ xuất hiện trên xe cao cấp Để tối ưu hiệu quả, cần thanh ổn định ngang và bố trí lò xo khí nén xa trục dọc xe.
Hệ thống treo khí nén trên các dòng xe Bus.
Hệ thống treo khí nén, vốn phổ biến trên ô tô con, nay được ứng dụng rộng rãi trên xe khách và xe tải lớn, mang lại sự êm ái vượt trội Khả năng điều chỉnh áp suất khí nén trong lò xo khí (ballon khí) theo tải trọng giúp hành khách thoải mái hơn trên những hành trình dài.
Một số kiểu thiết kế hệ thống treo khí nén cho cầu trước:
Hình 2.15: Kiểu 2 thanh giằng dọc chữ Z Hình 2.16: Kiểu 2 thanh giằng dọc thẳng
Hình 2.17: Kiểu 4 thanh giằng dọc Hình 2.18: Kiểu 3 thanh giằng dọc
Hình 2.19: Kiểu 1 lá nhíp (Mono leaf) Hình 2.20: Kiểu nhiều lá nhíp (Multi leaf)
Xe buýt thường sử dụng hệ thống treo sau gồm 4 lò xo khí nén lớn, 2 thanh giằng dọc, 2 thanh giằng chéo và thanh ổn định ngang hình chữ U, đảm bảo sự ổn định tối đa khi vận hành.
Hình 2.21: Hệ thống treo khí nén cầu sau
Hệ thống treo khí nén gồm ba bộ phận chính: lò xo khí nén (đàn hồi), giảm chấn thủy lực, và thanh đòn dẫn hướng đảm bảo xe chỉ dao động thẳng đứng.
KHẢO SÁT TỔNG QUAN VỀ XE BUS THACO 29 CHỖ
Giới thiệu tổng quát về xe Bus Thaco 29 chỗ
Thaco 29 chỗ là xe bus cao cấp, thiết kế hiện đại, sang trọng, được sản xuất tại nhà máy bus hiện đại nhất Đông Nam Á Xe sở hữu nội thất rộng rãi, tiện nghi với ghế ngồi thoải mái, TV, tủ lạnh, hệ thống âm thanh ánh sáng hiện đại Động cơ Euro 4 đặt phía sau giúp cách âm tốt, khoang hành lý rộng rãi, tách biệt hoàn toàn với khoang hành khách.
Hình 3.1: Xe Bus Thaco 29 chỗ ngồi.
Các thông số thiết kế của xe Bus Thaco 29 chỗ:
Bảng 3.1: Bảng các trang bị trên xe Bus Thaco 29 chỗ
Kích thước Đơn vị Giá trị
Kích thước tổng thể (D x R x C) mm 8730 x 2300 x 3100
Vệt bánh trước/sau mm 1997/1738
Chiều dài cơ sở mm 4260
Khoảng sáng gầm xe mm 135
Trọng lượng không tải kg 8190
Trọng lượng có tải kg 10360
Số chỗ ngồi chỗ 29 (28 ghế khách + 01 ghế lái)
Lốp xe 245/70R19.5/Dual 245/70R19.5 Đặc tính
Bán kính quay vòng nhỏ nhất m 8,3
Tốc độ tối đa km/h 109
Dung tích thùng nhiên liệu lít 140
Hình 3.2: Kích thước xe Bus Thaco 29 chỗ
Hình 3.3: Layout sắp xe ghế ngồi của xe Bus Thaco 29 chỗ
Giới thiệu về hệ thống treo xe Bus Thaco 29 chỗ
3.2.1 Kết cấu của hệ thống treo khí nén trên xe Bus Thaco 29 chỗ
Xe sở hữu khung gầm liền khối (Full Monocoque) đạt chuẩn Châu Âu ECE R66, tăng độ cứng vững, giảm trọng lượng, tiết kiệm nhiên liệu Khung gầm được sơn tĩnh điện hiện đại, đảm bảo độ bền cao.
Hình 3.4: Khung gầm của xe Bus Thaco 29 chỗ
Xe Thaco 29 chỗ vận hành êm ái nhờ hệ thống treo khí nén NEWAY (Hà Lan) với 6 bầu hơi DOMBETTER (Hà Lan) và thanh cân bằng, đảm bảo ổn định trên mọi địa hình.
Hệ thống treo trên xe được trang bị:
Cầu trước: 2 bầu hơi Dombetter AB3445, 2 giảm chấn thủy lực và các thanh cân bằng.
Hình 3.5: Bầu hơi cầu trước
Cầu sau: 4 bầu hơi Dombetter AB3445XL, 4 giảm chấn thủy lực và các thanh cân bằng.
Hình 3.6: Bầu hơi cầu sau
Sơ đồ bố trí lắp đặt bình khí nén xe Bus Thaco 29 chỗ:
Hình 3.7: Sơ đồ bố trí lắp đặt treo khí nén ban đầu xe Bus Thaco 29 chỗ
1-máy nén; 2-bình khí nén; 3-van tiết lưu; 4-cụm bầu hơi cầu sau;
5-Van điều khiển chiều cao xe tích hợp giảm chấn; 6-cụm bầu hơi cầu trước;
Hệ thống treo khí nén Thaco 29 chỗ sử dụng cấu trúc khác nhau cho cầu trước và sau Cầu trước, với độ dao động thấp hơn, chỉ cần 1 cụm van điều chỉnh khí nén Cầu sau, chịu tải trọng lớn hơn và dao động mạnh hơn, được trang bị 2 cụm van điều chỉnh khí nén mỗi bên, tối ưu hóa khả năng chống lắc ngang.
Kết cấu hệ thống treo trước xe Bus Thaco 29 chỗ
Hình 3.8: Kết cấu hệ thống treo trước của xe Bus Thaco 29 chỗ
Kết cấu hệ thống treo sau xe Bus Thaco 29 chỗ
Hình 3.9: Kết cấu hệ thống treo sau của xe Bus Thaco 29 chỗ
Kết cấu giảm chấn hệ thống treo xe Bus Thaco 29 chỗ
Hình 3.10: Giảm chấn hệ thống treo cầu trước/sau
3.2.2 Yêu cầu của hệ thống treo trên xe Bus Thaco 29 chỗ
Có tần số dao động riêng thích hợp với từng loại ôtô để đảm bảo độ êm dịu cần thiết.
Không gây nên tải trọng lớn tại các mối liên kết với khung hoặc vỏ.
Có độ võng động đủ để không sinh ra va đập lên các ụ đỡ.
Có hệ số cản thích hợp để dập tắt dao động giữa vỏ xe và cầu xe.
Khi quay vòng hoặc khi phanh thì vỏ ôtô không bị nghiêng quá giới hạn cho phép.
Đảm bảo sự tương ứng giữa động học của các bánh xe với động học của dẫn động lái
Hệ thống treo xe cần phù hợp với điều kiện vận hành, đảm bảo sự êm ái và tiện nghi cho người và hàng hóa, bất kể trên đường tốt hay địa hình phức tạp.
Bánh xe vận hành trơn tru, duy trì liên kết đàn hồi với thân xe, đảm bảo khả năng lăn êm và tuổi thọ tối đa.
Có khả năng chống rung, ồn truyền từ bánh xe lên thùng, vỏ tốt.
Tính điều khiển và ổn định chuyển động cao ở mọi tốc độ.
Kết cấu đơn giản, dễ bố trí Hệ thống làm việc bền vững, tin cậy.
Giá thành thấp, có tính cạnh tranh thương mại.
3.2.3 Tiêu chuẩn của hệ thống treo trên xe Bus Thaco 29 chỗ
QCVN 09:2015/BGTVT: QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHẤT LƯỢNG AN TOÀN KỸ THUẬT VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG ĐỐI VỚI XE Ô TÔ
QCVN 09: 2015/BGTVT là quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ mô trường đối với xe ô tô Do Cục Đăng kiểm Việt Nam biên soạn, Bộ Khoa học và Công nghệ thẩm định, Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải ban hành theo Thông tư số 87/2015/TT-BGTVT ngày 31 tháng 12 năm 2015.
Quy định và phạm vi áp dụng
Quy chuẩn này chi tiết các yêu cầu kiểm tra chất lượng, an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với ô tô sản xuất, lắp ráp và nhập khẩu, theo định nghĩa tại TCVN 6211 và TCVN 7271.
Quy chuẩn kỹ thuật an toàn và bảo vệ môi trường xe cơ giới áp dụng cho các cơ sở sản xuất, lắp ráp, nhập khẩu xe và linh kiện, cùng các tổ chức, cá nhân liên quan đến quản lý, kiểm tra, thử nghiệm và chứng nhận chất lượng.
Quy định kỹ thuật Đối với hệ thống treo:
Chịu được tải trọng tác dụng lên nó, đảm bảo độ êm dịu cần thiết khi vận hành trên đường.
Hệ thống treo xe phải được lắp đặt chắc chắn, cân bằng và không bị rò rỉ khí nén (hệ thống treo khí nén) hay dầu thủy lực (giảm chấn thủy lực).
Tần số dao động riêng của phần treo xe khách khi đầy tải không vượt quá 2,5 Hz (theo Phụ lục 1).
QCVN 10: 2015/BGTVT: QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHUẤT LƯỢNG AN TOÀN KỸ THUẬT VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG ĐỐI VỚI Ô TÔ KHÁCH THÀNH PHỐ
QCVN 10:2015/BGTVT do Cục Đăng kiểm Việt Nam biên soạn, Bộ Khoa học và Công nghệ thẩm định, Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải ban hành theo Thông tư số
90/2015/TT - BGTVT ngày 31 tháng 12 năm 2015.
QCVN 10:2015/BGTVT thay thế QCVN 10:2011/BGTVT.
Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia dành cho xe ô tô khách thành phố 17 chỗ trở lên, bao gồm yêu cầu về chất lượng, an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường.
Quy chuẩn này áp dụng cho các cơ sở sản xuất, lắp ráp, nhập khẩu xe ô tô khách thành phố từ 17 chỗ trở lên và các bên liên quan đến quản lý, kiểm tra, thử nghiệm, chứng nhận chất lượng, an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường.
Giống với tiêu chuẩn QCVN 09:2015/BGTVT
Định nghĩa tiêu chuẩn ISO2631-1:2001
Tiêu chuẩn ISO 2631-1:2001 định nghĩa phương pháp đo lường và đánh giá tác động rung động lên sức khỏe con người, thiết lập các giá trị ngưỡng rung động cho phép.
TCVN 6964-1:2001 là tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam về đo lường và đánh giá tác động rung động lên người, dựa trên ISO 2631-1:2001, quy định phương pháp đo, đánh giá và ngưỡng rung động cho phép bảo vệ sức khỏe con người.
NGHIÊN CỨU PHƯƠNG ÁN CẢI TIẾN ĐỘ ÊM DỊU
Các yếu tố ảnh hưởng và phương pháp cải tiến độ êm dịu
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ êm dịu
Hình 4.1: Sơ đồ các yêu tố ảnh hưởng đến độ êm dịu
Phương án cải tiến độ êm dịu
Dựa vào các yêu tố đã ở trên ta có các phương án cải tiến độ êm diu:
Bầu hơi trong hệ thống treo khí nén là bộ phận chính hấp thụ rung động, giữ bánh xe tiếp xúc mặt đường và ảnh hưởng trực tiếp đến độ êm ái của ô tô Độ cứng của lò xo khí nén, phụ thuộc vào thể tích và áp suất bầu hơi, quyết định độ êm ái Giảm độ cứng lò xo khí nén, thông qua điều chỉnh thể tích và áp suất bầu hơi, giúp giảm tần số dao động và cải thiện độ êm ái xe.
Xét việc thay đổi thể tích, ta có 3 phương án tăng thể tích của bầu hơi:
Phương án thay đổi bầu hơi có thể tích lớn hơn.
Việc đổi bầu khí nén có thể tích lớn trong hệ thống treo khí nén là một cách để cải thiện độ êm dịu của xe.
Hình 4.2: Các loại bầu hơi với thể tích khác nhau Ưu điểm:
Bầu khí nén thể tích lớn giúp tăng độ êm ái nhờ khả năng hấp thụ rung động tốt, giảm độ cứng và tăng độ võng.
Giá thành: Việc thay bầu khí nén có thể tích lớn có thể đắt hơn so với việc nâng cấp các bộ phận khác của hệ thống.
Sửa chữa cầu trước phức tạp, đòi hỏi thay thế hai bầu hơi và van tải trọng hoặc điều chỉnh van này Quá trình đặt hàng phụ tùng từ nước ngoài tốn thời gian và nhiều thủ tục.
Thay đổi kích thước bầu khí nén ảnh hưởng đến áp suất hoạt động, giảm hiệu suất hệ thống và máy nén, đồng thời chiếm nhiều không gian, gây cọ xát và hư hỏng Do đó, phương án này không khả thi.
Phương án tăng chiều cao lắp đặt
Tăng chiều cao bầu khí nén giúp tăng thể tích, cải thiện độ êm ái xe, phổ biến trên ô tô, xe tải và xe buýt.
Hình 4.3: Mô hình thể hiện chiều cao lắp đặt của bầu hơi Ưu điểm:
Hệ thống treo khí nén với bầu khí nén cao hơn mang lại khả năng giảm xóc vượt trội, tăng độ êm ái cho xe khi di chuyển trên địa hình xấu, gồ ghề và đường xóc.
Lắp đặt bầu khí nén làm tăng chiều cao trọng tâm xe, dẫn đến giảm độ ổn định và tăng nguy cơ lật, nhất là khi chạy nhanh hoặc vào cua.
Giảm khả năng kiểm soát: tăng độ lắc ngang lắc dọc.
Làm sai khác đi thông số thiết kế ban đầu.
Chỉ tăng được trong một giới hạn nhất định.
Chi phí: Việc lắp đặt bầu khí nén mới và tăng chiều cao có thể tốn chi phí đáng kể. => Phương án không khả thi để thực hiện.
Lắp đặt thêm bình khí phụ
Bình khí nén phụ là công nghệ mới, tạo hệ thống treo linh hoạt và hiệu quả hơn bằng cách bổ sung thể tích khí nén, tăng khả năng hấp thụ dao động, giảm tác động xấu đến khối lượng treo.
Bình khí phụ lắp đặt linh hoạt nhờ các bộ phận thiết kế riêng biệt, dễ dàng thay đổi và cài đặt.
Bình khí phụ tăng hiệu suất vận hành, giảm rung động, mang lại cảm giác êm ái và kiểm soát tốt hơn trên địa hình khó khăn.
Bình khí phụ có cấu tạo đơn giản, dễ bảo trì và sửa chữa, tiết kiệm chi phí.
Giá thành: Công ty có khả năng gia công bình khí phụ, giá thành rẻ hơn ngoài thị trường
Xét trường hợp thay đổi áp suất không khí trong bầu hơi, ta có:
Thay thế máy nén khí là cách hiệu quả để điều chỉnh áp suất khí nén trong hệ thống Sử dụng máy nén khí có áp suất đầu ra cao hơn sẽ tăng áp suất khí nén.
Đơn giản: phương án tăng áp suất bầu hơi đơn giản, dễ thực hiện
Thay thế máy nén khí tốn kém, nhất là với các dòng xe khác nhau hoặc thiết bị cần độ chính xác cao.
Tìm kiếm linh kiện thay thế cho máy nén khí cũ, đặc biệt là các dòng máy lỗi thời hoặc đã ngừng sản xuất, gặp nhiều khó khăn.
Thay thế máy nén khí là giải pháp không khả thi do chi phí cao và yêu cầu kỹ thuật chuyên sâu, đồng thời ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của nhiều hệ thống khác trên xe.
Thay đổi đường ống dẫn khí với tiết diện khác nhau.
Phương án sử dụng bình khí phụ
4.2.1 Quy luật ảnh hưởng của các thông số
Dựa vào công thức (2.10) ta có phân tích như sau:
Tăng tải trọng tĩnh Fz dẫn đến sự gia tăng một hoặc cả ba yếu tố: độ lệch Ae, áp suất chênh lệch (pb-pa) và thể tích V.
Máy nén khí hoạt động trong phạm vi áp suất nhất định (0.3-0.7 bar), chưa đủ đáp ứng tải trọng lớn do giới hạn áp suất làm việc của bầu hơi.
=> Thay đổi mỗi áp suất bầu hơi là chưa hợp lý
Giải pháp tối ưu là tăng thể tích khoang chứa (Vb0 + Vr), vì tăng diện tích hiệu dụng Ae bị giới hạn bởi thông số nhà sản xuất và không hiệu quả khi tải trọng lớn Tăng chiều cao z làm giảm độ cứng vững, không phải giải pháp hợp lý.
+p 0 ( V b V 0 − b0 A e Z ) n và f = 2 1 π √ m k (Hz) (4.2) o V= Vb0 +Vr tăng => Kt giảm => giảm
=> Giảm được tần số dao động, nâng cao độ êm dịu cho hệ thống treo.
Xác định diện tích hiệu dụng của bầu khí khó khăn do hình dạng và thể tích thay đổi phức tạp Tuy nhiên, hệ thống điều chỉnh độ cao thân xe tự động giữ áp suất bầu khí ổn định, dẫn đến diện tích hiệu dụng gần như không đổi ở các tải trọng khác nhau.
4.2.2 Tính toán hiệu quả của thể tích bình khí phụ trên xe Bus Thaco 29 chỗ
Quá trình tính toán sử dụng các công thức của mô hình GENSYS.
Hình 3.7: Mô hình lò xo khí nén GENSYS Bảng 4.2: Quy trình tính toán hệ thống treo sử dụng thể tích phụ
STT Bước tính Mục đích
Xác định tải trọng xe:
Xác định tải trọng mỗi bầu hơi chịu (cầu trước /cầu sau )
Xác định độ cứng yêu cầu
2 Tính độ cứng yêu cầu
Xác định độ cứng yêu cầu tương ứng với các mức tải khác nhau. o Tần số dao động riêng quy đổi sang (rad/s): ω=(2.π f)
60 (rad/s) o Độ cứng yêu cầu ứng với tần số dao động đã cho:
K =M ω 2 n (N/m) n: Số bầu hơi tại mỗi cầu;
M: tải trọng tác dụng lên bầu hơi (kg)
3 Tra thông số bầu hơi từ hồ sơ thiết kế
Theo thông số xe cơ sở: o Cầu trước: o Cầu sau:
Xác định thông số kết cấu - thông số lắp đặt
Xác định đường đặc tính bầu hơi
4 Khởi tạo hành trình chuyển vị Xác định chuyển vị của bầu hơi.
5 Tra thông số bầu hơi từ hồ sơ thiết kế
Bài viết này trình bày hai thông số quan trọng liên quan đến hệ thống khí nén của xe: thể tích bầu hơi (V) và thể tích bình khí phụ (Vr).
Xác định tổng thể tích hiệu dụng: V t =V +V r (lít)
Xác định các thông số bầu hơi ở trạng thái tĩnh
Xác định diện tích, áp suất bầu hơi ở trạng thái tĩnh o Diện tích hiệu dụng: A e =F(N)∗1 0 3 p g (kPa) (mm 2 ) o Áp suất bầu hơi đo: P g =F b ×10 3
Fb: Trọng lượng tác dụng lên bầu hơi (N) o Áp suất tuyệt đối: P a =P g +P atm (kPa)
Patm áp suất không khí = 101,3 (kPa)
7 Xác định thông số bầu hơi ở trạng thái động
Xác định diện tích, thể tích, lực động bầu hơi ở trạng thái động o Diện tích hiệu dụng: A e =F(N)∗1 0 3 p g (kPa) (mm 2 ) o Thể tích bầu hơi trong quá trình nén:
V b =V 0 −A e z o Thể tích bầu hơi trong quá trình giãn:
V b =V 0 + A e z o Tải trọng động tác dụng lên bầu hơi:
Quá trình nhiệt động bầu hơi o Áp suất động tuyệt đối: p b =p 0 ( V V b0 b ) n = p 0 ( V b ± A V b 0 e z ) n o Lực động bầu hơi sinh ra:
Ae: Diện tích hiệu dụng (mm 2 )
Pg: Áp suất đó = pb - patm (kPa)
8 Tính toán kết quả sơ bộ
Tính độ cứng bầu hơi
Trong đó : p 0 : Áp suất tuyệt đối (kPa);
Ae: Diện tích hiệu dụng (mm2);
Vb: Thể tích bầu hơi (lít); z: chuyển vị của bầu hơi (mm)
Kết quả tính toán êm dịu khi có thể tích phụ
Tính độ cứng bầu hơi, tần số dao động đối với các thể tích phụ khác nhau
Bảng 4.3: Bảng tính toán hiệu quả của việc sử dụng thể tích phụ
Tên gọi Ký hiệu Giá trị
Khối lượng xe không tải [kg] Mkt 8190
Khối lượng xe đầy tải [kg] Mđt 10360
Khối lượng phân bố lên trục (trước/sau) khi không tải (kg): Mf_kt ; Mr_kt 2390 5800
Khối lượng phân bố lên trục (trước/sau) khi đầy tải (kg): Mf_đt ; Mr_đt 3010 7350 Khối lượng cầu (trước/sau) (kg): Mc_f ; Mc_r 300 600
Khối lượng hệ thống treo
(trước/sau) (kg): Mt_f ; Mt_r 400 590
Khối lượng treo (trước/sau) khi không tải (kg) Mt_f_kt ; Mt_r_kt 1690 4610
Khối lượng treo (trước/sau) khi đầy tải (kg) Mt_f_đt ; Mt_r_đt 2310 6160
2 Tính độ cứng yêu cầu theo thông số cho trước của xe
Tần số dao động ban đầu của xe lúc đầy tải fđt (lần/phút) ;
Tần số dao động riêng của xe lúc đầy tải (rad/s) ωđt 9,86 Độ cứng yêu cầu của 1 bầu hơi lúc xe đầy tải ( cầu trước ) (N/m) Kf_đt 112393
Tính độ cứng yêu cầu theo mong muốn cải thiện tần số
Tần số dao động ban đầu của xe lúc đầy tải fđt (lần/phút) ;
Tần số dao động riêng của xe lúc đầy tải (rad/s) ωđt 7,35 Độ cứng yêu cầu của 1 bầu hơi lúc xe đầy tải ( cầu trước) (N/m) Kf_đt ; Kr_đt 62419
Tra thông số bầu hơi từ catalog
Chiều cao lắp đặt (mm) Hdesign 300 tần số dao động riêng cho KLĐT
Thông tin catalog cử tải trọng quá tải tối thiểu (N) F 30 áp suất tương ứng cử tải trọng quá tải tối thiểu (bar) P 19
Biên độ dao động (mm) ΔH 100
Tên gọi Ký hiệu Giá trị
5 Giá trị bầu hơi Giãn CB Nén
Chiều cao (mm) H 350 300 200 tải trọng bầu hơi chịu (N) F 11330,6
6 Trạng thái tĩnh của bầu hơi
Diện tích hiệu dụng Ae 33456 Áp suất đo Pg 338,68 Áp suất tuyệt đối Pa 440 Áp suất không khí P atm 101,325
Tải trọng tác dụng lên bầu hơi (N) F 11326,55 11330,6 11334,
(mm 2 ) Ae 33456 33456 Áp suất tuyệt đối Pa 439,881 440,12 Áp suất do Pg 338.556 338,79
Lực động bầu hơi sinh ra Fd 11326,55
8 Tính toán kết quả sơ bộ
Giãn CB nén độ cứng tĩnh (N/mm) k 62223,70 62223,82 62223,
Tần số dao động (Hz) f 1,17 1,17 1,17
Bảng 4.4: Bảng kết quả tính toán hiệu quả thể tích phụ
Tần số (Hz) 1,58 1,46 1,37 1,29 1.22 1.17 Độ cứng (kN/m) 113,7 97,52 85,4 75,95 68,4 62,22
HI U QU TH TÍCH PH TRÊN HTTỆ Ả Ể Ụ t n s ầ ố Đ c ng (kN/m) ộ ứ
Hình 4.6: Biểu đồ hiệu quả thể tích bình khí phụ
Sử dụng bình khí phụ 2.5 lít trên cầu trước giúp giảm 29.41% tần số rung động khi xe chở đầy tải, cải thiện đáng kể độ êm ái Kết quả tính toán khẳng định hiệu quả của phương pháp này.
=> Kết quả đạt được hoàn toàn phù hợp với mục tiêu thiết kế được đề ra.
PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ ĐỘ ÊM DỊU
Các yếu tố đánh giá độ êm dịu
Độ êm dịu chuyển động ô tô là mức độ ảnh hưởng của dao động xe đến người lái và hành khách Đánh giá độ êm này rất khó do tính chủ quan và khả năng chịu đựng khác nhau Mục tiêu là giảm thiểu tác động tiêu cực của dao động lên người và kết cấu xe.
Độ êm dịu chuyển động của ô tô đạt chuẩn khi các thông số đánh giá nằm trong giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn.
Các yếu tố đánh giá độ êm dịu trên ô tô:
Tần số dao động riêng.
Theo QCVN 09:2015/BGTVT, hệ thống treo ô tô phải đáp ứng các tiêu chuẩn về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường.
● Chịu được tải trọng tác dụng lên nó, đảm bảo độ êm dịu cần thiết khi vận hành trên đường.
Hệ thống treo phải được lắp đặt chắc chắn, đảm bảo cân bằng xe và không bị rò rỉ khí nén (hệ thống treo khí nén) hoặc dầu thủy lực (giảm chấn thủy lực).
● Tần số dao động riêng của phần được treo của xe khách ở trạng thái đầy tải không lớn hơn 2,5 Hz.
Tiêu chuẩn ISO 2631-1:1997 được áp dụng để đo lường và đánh giá mức độ rung động toàn thân (chu kỳ, ngẫu nhiên, tức thời) trên cơ thể người, xác định ngưỡng chịu đựng chấp nhận được.
Ta xét trong dải tần số:
● 0,5 Hz đến 80 Hz đối với sức khỏe, độ tiện nghi và sự cảm nhận,
● 0,1 Hz đến 0,5 Hz đối với các cảm giác chóng mặt, buồn nôn.
Từ đó ta thu được bảng gia tốc rung động:
Bảng 5.1: Bảng giá trị gia tốc rung động đối với cơ thể con người
< 0.315 m/s 2 Không có cảm giác không thoải mái
Từ 0,315 đến 0,63 m/s 2 Có cảm giác chút ít về sự không thoải mái
Từ 0,5 đến 1 m/s 2 Có cảm giác rõ rệt về sự không thoải mái
Từ 0,8 đến 1,6 m/s 2 Không thoải mái
Từ 1,25 đến 2,5 m/s 2 Rất không thoải mái
>2 m/s 2 Cực kỳ không thoải mái
Biên độ gia tốc dao động
Biên độ gia tốc dao động (m/s²), là khoảng cách từ trạng thái tĩnh đến đỉnh dao động, ảnh hưởng trực tiếp đến độ êm ái của xe Biên độ cao gây rung lắc, giảm khả năng bám đường, tăng nguy cơ tai nạn và hao mòn hệ thống treo, trong khi biên độ thấp đảm bảo vận hành êm dịu và bền bỉ.
Các hãng xe ô tô thiết kế hệ thống treo hướng tới tối ưu hóa biên độ dao động, cân bằng giữa sự êm ái và khả năng vận hành đa địa hình.
Hệ số tắt dần Ψ của dao động thân xe
Hệ số dập tắt dao động đo khả năng hệ thống treo giảm rung lắc sau va chạm, ảnh hưởng trực tiếp đến sự êm ái của xe.
Hệ thống treo chất lượng cao với hệ số dập tắt dao động tốt giúp giảm rung lắc xe khi di chuyển trên địa hình không bằng phẳng, đảm bảo sự ổn định và thoải mái cho người lái Chướng ngại vật và đường xóc nảy tạo ra dao động truyền đến khung xe, hệ thống treo hiệu quả sẽ nhanh chóng triệt tiêu những dao động này.
Hệ số dập tắt dao động ảnh hưởng trực tiếp đến sự êm ái và an toàn của xe Hệ số thấp gây rung lắc, trong khi hệ số cao khiến xe cứng và khó chịu Các nhà sản xuất xe cân bằng giữa độ êm, ổn định và an toàn bằng cách tối ưu hệ số dập tắt dao động phù hợp cho từng dòng xe.
Hệ số dập tắt dao động lý tưởng của hệ thống treo xe hơi thường từ 0,5 đến 0,7, cân bằng giữa sự êm ái và ổn định Trong điều kiện hoạt động bình thường, hệ số này phải lớn hơn 20% hệ số cản tới hạn và không vượt quá 50% giá trị khi tháo giảm chấn.
Xây dựng phương pháp thử nghiệm
Bảng 5.2: Bảng thiết bị thử nghiệm
TT Nội dung kiểm tra SL Hình ảnh Công năng
Scadas 1 Thu thập chuyển đổi tín hiệu
Thu nhận giá trị rung động
3 Cảm biến gia tốc 3 phương 2
4 Dây kết nối cảm biến 6 Kết nối cảm biến gia tốc và bộ
5 Dây nguồn cho bộ Scadas 1 Truyền điện năng cho thiết bị thử nghiệm
6 Laptop 1 Hiển thị và lữu trữ dữ liệu thử nghiệm
7 Dây cáp 1 Kết nối máy tính và bộ Scadas
8 Bộ đồ nghề theo xe 1 Hỗ trợ kết nối bộ Inventer
9 Bộ Inventer 1 Chuyển nguồn điện 24V từ xe sang 220V
10 Ổ cắm điện 1 Trạm trung chuyển nguồn điện
11 Bệ thử nghiệm 4 Thử nghiệm dao động tại chỗ
12 Thước dây 1 Đo khoảng cách
13 Thước lá 1 Đo khe hở
14 Thiết bị đo áp suất lốp 1 Đo áp suất lốp
5.2.2 Phương án thử nghiệm đánh giá độ êm dịu qua tần số dao động riêng của hệ thống treo
Giới thiệu tiêu chuẩn QCVN 09: 2015/BGTVT
QCVN 09: 2015/BGTVT là quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ mô trường đối với xe ô tô Do Cục Đăng kiểm Việt Nam biên soạn, Bộ Khoa học và Công nghệ thẩm định, Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải ban hành theo Thông tư số 87/2015/TT-BGTVT ngày 31 tháng 12 năm 2015.
Quy định và phạm vi áp dụng
Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia quy định yêu cầu kiểm tra chất lượng, an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với ô tô sản xuất, lắp ráp và nhập khẩu.
TCVN 6211 “Phương tiện giao thông đường bộ - Kiểu - Thuật ngữ và định nghĩa” và TCVN 7271 “Phương tiện giao thông đường bộ - Ô tô - Phân loại theo mục đích sử dụng”
Quy chuẩn kỹ thuật an toàn và bảo vệ môi trường áp dụng cho các cơ sở sản xuất, lắp ráp, nhập khẩu xe và linh kiện, cùng các tổ chức, cá nhân liên quan đến quản lý, kiểm tra, thử nghiệm và chứng nhận chất lượng.
Quy định kỹ thuật Đối với hệ thống treo:
Chịu được tải trọng tác dụng lên nó, đảm bảo độ êm dịu cần thiết khi vận hành trên đường.
Hệ thống treo xe phải được lắp đặt chắc chắn, cân bằng và không bị rò rỉ khí nén (hệ thống treo khí nén) hoặc dầu thủy lực (giảm chấn thủy lực).
Tần số dao động riêng của phần treo xe khách khi đầy tải, theo phương pháp Phụ lục 1, không vượt quá 2,5 Hz.
5.2.2.2 Quy trình thực hiện Áp dụng theo Phụ Lục 1: Phương pháp xác định tần số dao động riêng của hệ thống treo xe QCVN09:2015/BGTVT.
Vị trí lắp đầu đo.
Đối với phần không được treo: lắp tại trục xe cần đo;
Đối với phần được treo: lắp trên sàn xe tại vị trí ngay phía trên của trục xe.
Yêu cầu khi lắp đầu đo.
Đầu đo phải được lắp đặt chắc chắn, đúng vị trí đảm bảo không bị va chạm với khung xe hoặc vật cứng trong quá trình đo.
Kết nối đầu đo cần đảm bảo hoạt động ổn định của thiết bị, không bị ảnh hưởng bởi dao động của xe.
Sau khi lắp thiết bị, kiểm tra sự hoạt động của thiết bị.
Thử nghiệm thả rơi xe từ độ cao 60-120mm nhằm đảm bảo bánh xe tiếp đất trước khi khung xe va chạm ụ hạn chế hành trình hệ thống treo.
Bước 1: Di chuyển xe vào vị trí thử nghiệm.
Bước 2: Di chuyển xe lên bệ có chiều cao 60 – 120 mm, tắt máy , đưa tay số về số N và kéo phanh tay để xe đứng yên trên bệ.
Bước 3: Thả phanh tay, cho xe rơi tự do Tiến hành thử 3 lần.
Bước 4: Ghi và lưu tín hiệu dao động thu được Thời gian lấy tín hiệu không nhỏ hơn 3s.
Bước 5: Xử lý dữ liệu trên phần mềm LMS Testlab.
Hình 5.1: Sơ đồ nguyên lý tạo dao động
Bảng 5.3: Bảng công thức tính tần số dao dộng riêng
Tần số dao động riêng của thân xe và trục xe
Hệ số tắt dần nửa chu kỳ D của dao động thân xe
Hệ số tắt dần ψ của dao động thân xe:
Hệ số tắt dần toàn bộ chu kỳ D’:
Hệ số tắt dần ψ của dao động thân xe:
Trong đó: f1: tần số dao động riêng của thân xe (Hz);
T1: chu kỳ dao động riêng của thân xe (s); f2: tần số dao động riêng của trục xe (Hz);
T2: chu kỳ dao động riêng của trục xe (s);
A1: giá trị biên độ của đỉnh thứ 2 đến đỉnh thứ 3;
A2: giá trị biên độ của đỉnh thứ 3 đến đỉnh thứ 4; π = 3,14; ln : logarit tự nhiên.
A3: giá trị biên độ đỉnh thứ 4 đến đỉnh thứ 5
Hình 5.2: Đường cong dao động tắt dần
5.2.3 Phương án thử nghiệm đánh giá độ êm dịu qua gia tốc rung động tác động đến cơ thể người
Theo tiêu chuẩn TCVN 6964-1:2001 và ISO 2631-1:1997.
Giới thiệu tiêu chuẩn ISO2631-1:2001
Định nghĩa tiêu chuẩn ISO2631-1:2001
Tiêu chuẩn ISO 2631-1:2001 quy định phương pháp đo lường và đánh giá tác động rung động lên sức khỏe con người, xác định các giá trị ngưỡng cho phép.
TCVN 6964-1:2001, dựa trên ISO 2631-1:2001, là tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam về đo lường và đánh giá tác động rung động lên sức khỏe con người, quy định phương pháp đo và ngưỡng rung động cho phép.
Tiêu chuẩn Đảm bảo an toàn và sức khỏe cho người lao động thiết lập ngưỡng cho phép tác động rung động, bảo vệ sức khỏe người lao động trong các ngành nghề liên quan Các tiêu chuẩn này cũng cung cấp phương pháp đánh giá và đo lường tác động rung động, hỗ trợ nhà sản xuất và chuyên gia đánh giá mức độ ảnh hưởng lên sức khỏe con người.
Các tiêu chuẩn về đo lường và đánh giá tác động rung động giúp cải thiện chất lượng sản phẩm bằng cách cung cấp hướng dẫn cho nhà sản xuất và chuyên gia, đảm bảo hiểu rõ cách đo lường và đánh giá tác động rung động lên người dùng.
Nội dung của Tiêu chuẩn ISO 2631-1:2001
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp đo rung động toàn thân (chu kỳ, ngẫu nhiên, tức thời) và xác định mức độ tiếp xúc rung động chấp nhận được, dựa trên các yếu tố chính ảnh hưởng Dải tần số cụ thể được đề cập trong tiêu chuẩn.
0,5 Hz đến 80 Hz đối với sức khỏe, độ tiện nghi và sự cảm nhận
0,1 Hz đến 0,5 Hz đối với các cảm giác chóng mặt, buồn nôn.
Tiêu chuẩn này xác định các rung động truyền đến cơ thể người khi đứng (bàn chân), ngồi (mông, lưng, chân) hoặc nằm (bề mặt chịu lực) Nguồn rung động này phổ biến trong phương tiện giao thông, máy móc, nhà cửa và khu vực xung quanh thiết bị đang hoạt động.
Khái quát Đại lượng đo rung động là giá trị gia tốc.
Hướng đo, vị trí đo
Độ rung được đo tại điểm tiếp xúc trên cơ thể theo hệ tọa độ (xem hình) Đối với người ngồi, cần đo rung ở 3 vị trí chính: bề mặt ngồi, tựa lưng và bàn chân.
Hình 5.3: Vi trí đo gia tốc rung động trên cơ thể người
Yêu cầu thời gian đo ít nhất là 108 giây đối với dải tần số giới hạn dưới (LLF) là 1 Hz và 227 giây đối với LLF là 0,5 Hz.
5.2.3.2 Quy trình thực hiện Điều Kiện Thử.
Điều kiện thời tiết: Tốc độ gió < 5.5m/s (gió < cấp 4, gió không làm xe chao đảo).
Vị trí đo rung không có ngoại lực làm cho xe rung lắc.
Cân nặng người ngồi trên ghế 65±5kg, ngồi/nằm ở tư thế thoải mái nhất và không tạo ra dao động bất thường.
Hệ thống treo phải đúng theo thiết kế của xe.
Lốp xe phải mới và đúng kiểu loại của xe thiết kế: áp suất lốp phải phù hợp với quy định của nhà sản xuất.
Thử nghiệm theo phương pháp r.m.s
Nghiên cứu đo gia tốc rung động của các loại xe khác nhau trên quốc lộ và cao tốc bằng phương pháp RMS trong 227 giây Kết quả cho phép so sánh hiệu suất giảm xóc giữa các loại xe.
Thử nghiệm độ êm dịu hệ thống treo xe Bus Thaco 29 chỗ
Bảng 5.7: Bảng yêu cầu thử nghiệm
Nội dung Loại xe Yêu cầu
Xe thử nghiệm - Đã hoàn thiện, được PDI (Pre Delivery Inspection)
Xe du lịch và xe buýt cần tuân thủ tải trọng theo thiết kế, phân bố đều trên hai trục Xe tải và xe buýt phải duy trì áp suất lốp tối đa 100%.
Thời thiết - Tốc độ gió < 5.5m/s (gió < cấp 4, gió không làm xe chao đảo)
Vị trí đo rung - Không có ngoại lực làm cho xe rung lắc
Đảm bảo chiều cao lắp đặt bầu hơi và hành trình giảm chấn chính xác theo kỹ thuật (±5mm) Việc kiểm tra tại các chiều cao khác nhau được phép, nhưng phải tuân thủ sai số ±5mm.
Người ngồi trên xe - Cân nặng 65±5kg, ngồi/nằm ở tư thế thoải mái nhất và không tự rung lắc tạo lực bất thường.
- Lưu ý: Tùy thuộc vào đặc điểm cấu tạo hệ thống treo, tiến hành đo đạc các thông số theo hướng dẫn sau
Đối với phần tử đàn hồi:
Bảng 5.8: Kiểm tra bầu hơi
TT Nội dung kiểm tra Hình ảnh minh họa Hướng dẫn đo
Sử dụng thước dây đo khoảng cách từ đế dưới của bầu hơi đến mặt trên của đế trên.
Khe hở an toàn giữa giảm chấn và bầu hơi. Đo khoảng cách nhỏ nhất từ giảm chấn đến bầu hơi.
5.3.1 Thừ nghiệm theo phương pháp xác định tần số dao động riêng
Nghiên cứu này xác định tần số dao động riêng, hệ số dập tắt và gia tốc dao động của hệ thống treo trước và sau ô tô khi ở trạng thái tĩnh.
- Phương pháp và tiêu chuẩn đánh giá: Theo QCVN09:2015/BGTVT.
Bước 1: Lắp đặt cảm biến và cài đặt phần mềm
Cảm biến được lắp đặt tại trục xe cần đo nếu không được treo, hoặc trên sàn xe phía trên trục xe nếu được treo.
Lắp đặt đầu đo chắc chắn, đúng vị trí và đảm bảo kết nối vững chắc, không bị ảnh hưởng bởi dao động của xe Sau khi lắp đặt, kiểm tra hoạt động của thiết bị Hệ trục tọa độ: X (dọc xe), Y (ngang xe), Z (thẳng đứng).
Hình 5.4: Hướng dẫn lắp cảm biến
Bước 2: Di chuyển xe vào vị trí thử nghiệm.
Bước 3: Di chuyển xe lên bệ có chiều cao 60 – 120 mm, tắt máy , đưa tay số về số
N và kéo phanh tay để xe đứng yên trên bệ.
Bước 4: Thả phanh tay, cho xe rơi tự do Tiến hành thử 3 lần.
Bước 5: Ghi và lưu tín hiệu dao động thu được Thời gian lấy tín hiệu không nhỏ hơn 3s.
Bước 6: Xử lý dữ liệu trên phần mềm LMS Testlab Kết quả thử nghiệm là kết quả của 3 lần thử.
Hình 5.5: Phương pháp tạo dao động
5.3.2 Thử nghiệm theo phương pháp xác định giao tốc dao động riêng
Nghiên cứu này đánh giá tác động của gia tốc rung động lên cơ thể người khi xe di chuyển trên các địa hình khác nhau như đường gạch, đường sỏi đá và đường gồ ghề tại đường thử chuyên dụng.
- Tiêu chuẩn đánh giá: So sánh giá trị giữa các trường hợp thử nghiệm để đánh giá độ êm dịu.
Bước 1: Lắp đặt cảm biến và cài đặt phần mềm:
Lắp đặt cảm biến Seat Pad tại vị trí ghế/giường theo hướng dẫn:
- Đối với xe ghế: Cảm biến Seat Pad được cố định tại 3 vị trí sàn xe (vị trí để chân),mông và lưng.
Hình 5.6: Lắp đặt cảm biến
Cài đặt trên phần mềm đo và xử lý dữ liệu thử nghiệm trên phần mềm LMS test.lab.
Bước 2: Di chuyển xe tới vị trí đường thử ngẫu nhiên.
Bước 3: Gia tốc cho xe ở tốc độ cố định 10km/h băng qua các loại đường: Đường gạch, sỏi đá, gồ ghề theo chế độ thử nghiệm như bên dưới.
Bảng 5.9: Bảng thử gia tốc dao động
STT Loại đường thử Tốc độ xe Thời gian Số lần đo
Bước 4: Xử lý dữ liệu trên phần mềm LMS Testlab Kết quả thử nghiệm là kết quả của 3 lần thử:
Hình 5.7: Thử xe trên đường thử Đường gồ ghề (bên trái), Đường sỏi đá (bên phải)