Bài tập môn dao Động và tiếng ồn ô tô

5 Câu 3: Tại sao có thể nói đặc tính đàn hồi của nhíp lá và lò xo trụ là tuyến tính...5 Câu 4: Phân tích tính phi tuyến của phần tử đàn hồi khí và thủy khí khi tải trọng thay đổi...6 Câu

VIỆN KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ

BÀI TẬP MÔN

DAO ĐỘNG VÀ TIẾNG ỒN Ô TÔ

Bình Dương, tháng 11 năm 2021

VIỆN KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ

Họ và tên thành viên trong nhóm: Nguyễn Tấn Đạt

Ngô Võ Vĩnh PhúcNguyễn Quang Linh

LỜI CẢM ƠNMôn Dao Động và Tiếng Ồn là 1 phần quan trọng của ngành công nghê ô tô hiện nay vậndụng những kiến thức đã học tính được thông số của 1 loại ô tô cụ thể Giúp cho chúng

em có thêm kiến thức để học tập cũng như phục vụ trong lĩnh vục ngành công nghệ ô tô Lời nói đầu tiên, nhóm em xin gửi lời cảm ơn đến Ths Đinh Hải Lâm, người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành những bài tập này Chúng em, đã nhận được sự quan tâm và giúp đỡ và sự hướng dẫn tận tình rất nhiều từ thầy Thầy đã giúp chúng em tích lũy thêm nhiều kiến thức để có thể hiểu sâu hơn về môn học cũng như ngành nghề mà chúng em đang theo học Chúng em cam đoan những nội dung của bài tập là của bản thânchúng em cùng với sự hướng dẫn của THs Đinh Hải Lâm đã trả lời câu hỏi của chúng em

và sách của thầy Đặng Quý do Ths Đinh Hải Lâm cung cấp Rất mong nhận được sự nhận xét, ý kiến đóng góp, phê bình từ phía Thầy để bài tập lớn của nhóm em được hoàn thiện hơn Lời cuối cùng, em xin kính chúc thầy nhiều sức khỏe, thành công và hạnh phúc

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Nguyễn Quang Linh Ngô Võ Vĩnh Phúc Nguyễn Tấn Đạt Đỗ Đăng Hữu Bằng

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM BÀI TẬP

Nhận xét của giáo viên:

Chữ ký giáo viên

BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

Stt Lớp Họ và tên Nhiệm vụ được phân công

1 D19OT02 Nguyễn Quang Linh Phần I, II, III, IV, V

2 D19OT02 Ngô Võ Vĩnh Phúc Phần I, II, III, IV, V

3 D19OT02 Nguyễn Tấn Đạt Phần I, II, III, IV, V

4 D19OT02 Đỗ Đăng Hữu Bằng Phần I, II, III, IV, V

MỤC LỤCLỜI CẢM ƠN i

BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ iii

MỤC LỤC iv

BÀI TẬP VỀ NHÀ 1 1

Câu 1: Mô tả các nguồn kích thích dao động? Chúng ta quan tâm chủ yếu đến nguồn nào? Tại sao? 1

Câu 2: Phương trình mô tả kích thích Harmonic, phân tích các thông số: tần số góc, tần số kích thích trong các phương trình? 1

Câu 3: Một xe ô tô có tần số dao động riêng của thùng xe là f , tần số dao động riêng của cầu xe T là f , xe chuyển động với vận tốc V = const trên đường Harmonic với chiều dài bước sóng mấp N mô là L Hãy xác định tốc độ khi xảy ra cộng hưởng của thùng xe f và của cầu xe f T N 3

BÀI TẬP VỀ NHÀ 2 4

Câu 1: Định nghĩa đặc tính động học cơ cấu hướng 4

Câu 2: Định nghĩa đặc tính đàn hồi của phần tử đàn hồi Khái niệm về đặc tính tuyến tính và phi tuyến 5

Câu 3: Tại sao có thể nói đặc tính đàn hồi của nhíp lá và lò xo trụ là tuyến tính 5

Câu 4: Phân tích tính phi tuyến của phần tử đàn hồi khí và thủy khí khi tải trọng thay đổi 6

Câu 5: Khái niệm về tần số góc riêng của hệ dao động một bậc tự do Phân tích sự thay đổi của tần số này trong trường hợp phân tử đàn hồi cơ khí và khí 6

BÀI TẬP VỀ NHÀ 3 7

a/ Tính hệ số liên kết của hệ 7

b/ Tính tần số dao động riêng của cầu trước và cầu sau 8

c/ Phương trình có dạng 8

BÀI TẬP VỀ NHÀ 4 9

Câu 1 Thông số kỹ thuật 9

Câu 2 Trình bày cấu tạo hoạt động và những tính năng vượt trội của hệ thống treo 10

Câu 3 Sơ đồ dao động tương đương 15

Câu 4: Bán kinh quán tính 15

Câu 5: Tần số dao động riêng 15

BÀI TẬP VỀ NHÀ 5 16

THÔNG SỐ KỸ THUẬT 17

Câu 1 Dòng xe trên sử dụng hệ thống treo gì? Ưu và nhược điểm của hệ thống treo này? 19

Câu 2: Vẽ sơ đồ dao động của xe khi không có lực cản? 20

Câu 3: Với sơ đồ vẽ được hãy tính: 20

- Hệ số liên kết của khối lượng được treo? 21

- Tính tần số dao động riêng của khối lượng được treo? 21

Câu 4: Lập phương trình dao động của ô tô (xem KLDT là hệ cứng tuyệt đối, bỏ qua khối lượng của KLKDT 21

- Các nguồn kích thích dao động:

Do độ không bằng phẳng của mặt đường

Sự chế tạo không đồng đều của lốp

Sự không cân bằng của các phần tử (chi tiết) quay

Các lực tác dụng lên cơ cấu tay quay thanh truyền của động cơTính chu kỳ của chu trình làm việc động cơ đốt trong và do quá trình cháy không liên tục

Mô men xuất hiện trong các khớp chữ thập (cardan)

- Chúng ta quan tâm chủ yếu đến:

Độ không phẳng của mặt đường

Sự lệch tâm và không cân bằng của bánh xe và lốp , sự chế tạo không đều của lớp

- Vì lý do chỉ quan tâm tới tần số thấp nên chỉ nghiên cứu 2 loại trên

Câu 2: Phương trình mô tả kích thích Harmonic, phân tích các thông số: tần

số góc, tần số kích thích trong các phương trình?

- Phương trình mô tả kích thích Harmonic:

Với biên độ ξ 0 và chiều dài bước sóng L, phương trình mô tả sóng Harmonic theo phương X :

ξ=ξ 0 sin 2 πLX =ξ 0 sin2 πΦX=ξ 0 sin ΩX [2.1]

Từ biểu thức trên ta có thể dẫn ra khái niệm:

tần số dài Φ=l

L [1/m], tần số góc dài Ω=2 π

L [rad/m] với Ω=2 πΦ

Xe 2 cầu 1 vết với khoảng cách 2 cầu là l (model 1 vết) thì chiều cao của

độ không phẵng ở cầu trước và cầu sau có mối quan hệ:

Ở đây: 2 πΦl là góc chậm pha của độ không phẳng ứng với cầu sau độkhông phẳng ứng với cầu trước

Nếu như tốc độ trọng tâm xe theo phương x là V=const thì biến thiên của

độ không phẳng theo thời gian được xác định:

Câu 3: Một xe ô tô có tần số dao động riêng của thùng xe là f , tần số dao độngTriêng của cầu xe là f , xe chuyển động với vận tốc V = const trên đường N

Harmonic với chiều dài bước sóng mấp mô là L Hãy xác định tốc độ khi xảy

ra cộng hưởng của thùng xe f và của cầu xe f T N

Điều kiện xảy ra cộng hưởng: f dao động riêng của hệ trùng khớp với f kích thích Số lượng các vùng cộng hưởng lại trùng với số bậc tự do của

hệ, tức là có bao nhiêu dao động riêng sẽ có từng đó vùng cộng hưởngGiá trị tần số dao động riêng thùng xe (0.7 – 2 Hz) và cầu xe (10 -14 Hz)

từ đó rút ra khoảng tần số kích thích chỉ cần nghiên cứu trong khoảng <

ξ=ξ 0 sin 2 πft⇒ f =ξ ξ

0 sin 2 πtừ đó đưa ra V: V=f.L

BÀI TẬP VỀ NHÀ 2

1 Định nghĩa đặc tính động học cơ cấu hướng

2 Định nghĩa đặc tính đàn hồi của phần tử đàn hồi Khái niệm về đặc tính tuyến tính và phi tuyến

3 Tại sao có thể nói đặc tính đàn hồi của nhíp lá và lò xo trụ là tuyến tính

4 Phân tích tính phi tuyến của phần tử đàn hồi khí và thủy khí khi tải trọng thay đổi

5 Khái niệm về tần số góc riêng của hệ dao động một bậc tự do

Phân tích sự thay đổi của tần số này trong trường hộp phần tử đàn hồi cơ k

hí và khí

Câu 1: Định nghĩa đặc tính động học cơ cấu hướng

- Cơ cấu hướng: là một liên kết động học nối giữa thùng xe và bánh xe, nhiệm

vụ chủ yếu của nó là quy định quỹ đạo dịch chuyển của tâm bánh xe so với thùng xe, quỹ đạo này sẽ ảnh hưởng tới dao động và cả động học chuyển động oto, nhất là động học quay vòng Hệ thống treo được oil à độc lập hay phụ thuộc tùy thuộc vào cấu tạo của liên kết này

- Bộ phận đàn hồi và giảm chấn trong hệ động học xe tạo sự liên kết giữa hai khối lượng (thùng xe và bánh xe) nhưng thường không trực tiếp mà thông qua một dẫn động xác định gọi là cơ cấu hướng

- Nếu bỏ qua biến dạng hướng kính của lốp thì khi dịch chuyển tâm bánh xe một lượng u do tác dụng của lực F thì lò xo sẽ có lực nén F và dịch chuyển1 1 2một lượng là u Theo nguyên tắc công ảo, ta có:2

F1.du1 – F2.du2 = 0

- Trong đó chú ý rằng quan hệ F = 2 f(u2) tùy thuộc vào đặc tính của phần tử đàn hồi (tuyến tính hoặc phi tuyến) còn qua hệ giữa các dịch chuyển u , u sẽ1 2

được rút ra tùy thuộc vào quan hệ động học cơ cấu hướng và tổng quát thì u2

= φ(u ) Như vậy ta có thể có quan hệ giữa lực F và dịch chuyển u ở dạng:1 1 1

F1= dF1/du1 = d

dU1 {f[φ(u 1 )]dU2

- Trường hợp khi u = aeu tức tỷ số truyền động giữa u và u bằng hằng số 2 1, 1 2

ae và đặc tính lò xo tuyến tính F = C2 2.u2 với hằng số C là độ cứng của lò xo2

thì sau khi thay thế vào [3.3] chúng ta dễ dàng có quan hệ:

tế với các dẫn động phổ biến hiện nay khi đặc tính lò xo là tuyến tính thì đặctính hệ thống treo cũng là tuyến tính

Câu 2: Định nghĩa đặc tính đàn hồi của phần tử đàn hồi Khái niệm về đặc tính tuyến tính và phi tuyến

- Đặc tính đàn hồi là mối quan hệ giữa lực tác dụng lên lò xo và biến dạng của

nó, tỷ lệ giữa lực và biến dạng được gọi là độ cứng của lò xo và có thể là hằng số (đặc tính đàn hồi là tuyến tính) hoặc khác hằng số (đặc tính phi tuyến)

- Đặc tính tuyến tính là độ cứng của nhíp là hằng số và chỉ phụ thuộc vào các thông số cấu tạo, nói cách khác đặc tính đàn hồi của nhíp

- Đặc tính phi tuyến trái ngược với đặc tính tuyến tính, là đặc tính này có thể làm giảm không gian treo của xe

Câu 3: Tại sao có thể nói đặc tính đàn hồi của nhíp lá và lò xo trụ là tuyến tính

- Vì đối với nhíp lá thì độ cứng của nhíp lá là hằng số và chỉ phụ thuộc vào thông số cấu tạo Còn đối với lò xo trụ thì lò xo trụ phụ thuộc vào độ cứng

C mà độ cứng C là hằng số

Nên ta nói đặc tính đàn hồi của nhíp lá và lò xo trụ là tuyến tính

Câu 4: Phân tích tính phi tuyến của phần tử đàn hồi khí và thủy khí khi tải trọng thay đổi

- Những phần tử đàn hồi cơ khí tuy đơn giản nhưng thường cho độ cứng không đổi, điều này tạo ra một số bất lợi như sau:

- Trong quá trình vận hành khối lượng của ô tô thay đổi trong một dải rộng (từkhông tải tới toàn tải), nếu độ cứng của phần tử đàn hồi không đổi (đặc tính tuyến tính, C = const) thì tần số dao động riêng riêng phần củ khối lượng

được treo sẽ thay đổi theo sự thay đổi tải trọng (ω = [C/M] ) gây khó khăn 1/2cho việc tránh cộng hưởng thùng xe.

- Độ cứng không đổi gây khó khăn cho việc tối ưu hóa các thông số hệ thống treo để đảm bảo đồng thời hai chỉ tiêu êm dịu và lực động

Câu 5: Khái niệm về tần số góc riêng của hệ dao động một bậc tự do Phân tích sự thay đổi của tần số này trong trường hợp phân tử đàn hồi cơ khí và khí

- Chỉ phu thuộc vào đặc tính của hệ dao động và không phu thuộc vào yếu tố bên ngoài

- Trong quá trình vận hành khối lượng của ôtô thay đổi trong một dài rộng, nên độ cứng của phân tử đàn hồi không đổi thì tần số dao động riêng riêng phần khối lượng được treo sẽ thay đổi theo sự thay đổi tai trong gây khó khăn cho việc tránh cộng hưởng thùng xe

- Có thể điều khiển vi trí chiều cao của PTĐH khi tải trong thay đổi bằng cáchthay đổi trọng lượng khí, việc này có ưu điểm theo quan điểm duy tri tần số riêng của hệ không đổi khi thay đổi tải trọng

b/ Tính tần số dao động riêng của cầu trước và cầu sau

c/ Lập phương trình dao động và tính tần số dao động liên kết

μ 2 =0,04

b/ Tính tần số dao động riêng của cầu trước và cầu sau

{z 1 + μ 1 z 2 +ω 1 z 1 =0

z 2 + μ 2 z 1 +ω 2 z 2 =0

{0,045 +0,07 0,12 +ω 1 0,045 0 = 0,12 +0,04 0,045 +ω 2 0,12 0 =

Chi tiết động cơ Twin Turbo Premium Unleaded V-8

Hệ thống truyền động 4 Cầu - AWD

Chiều rộng cơ sở trước 1625.6 mm

Chiều rộng cơ sở sau 1595.1 mm

Bán kính vòng quay tối thiểu 6 m

Trọng lượng không tải 1982.2 kg

Công suất tối đa (KW @

Hệ thống treo Trước Double Wishbone

Hệ thống treo sau Multi-Link

Câu 2 Trình bày cấu tạo hoạt động và những tính năng vượt trội của hệ thống treo

Hệ thống treo của một chiếc ô tô là thứ giữ các bánh xe vào khung xe và rất quan trọng để xử lý tốt

Hê treo của BMW M5 gồm: hệ thống treo trước là hệ thống treo M Double Wishbone và hệ thống treo sau là Mutil-link

Phía trước có hệ thống treo M Double Wishbone

Hệ thống treo trước: hệ thống treo M Double Wishbone

"Double-Wishbone" có nghĩa là có hai thanh đỡ chính cho bánh xe, mỗi thanh đỡ trông giống như một xương đòn Trong hình minh họa ở trên, chúng là (2) và (5) Ngoài ra còn

có một "liên kết theo dõi" (8) để được hỗ trợ thêm Xe được lái nhờ thanh điều khiển (7) được nối với hộp lái (11)

Trong F10, nhưng tất cả các thành phần đều là M cụ thể Ngoài ra còn có thanh chống lật 2,45 cm (10) và tấm tăng cứng (12) Trục được gắn vào khung xe theo kiểu cứng hơn bình thường, giúp tăng độ cứng xoắn để xử lý tốt hơn Nó được làm chủ yếu từ nhôm để tiết kiệm trọng lượng

Xương đòn kép trong F10 là một cải tiến so với hệ thống thanh chống McPherson trong hầu hết các xe khác, và cả E60 5-Series Với thanh chống MacPherson, lò xo

và bộ giảm chấn giữ trọng lượng của xe Với xương đòn kép thì không, và các lò

xo và bộ giảm chấn do đó có thể thực hiện công việc của chúng nhiều hơn Thanh chống MacPherson không thể cho phép chuyển động thẳng đứng của bánh xe mà không thay đổi hình dạng so với mặt đường Xương đòn kép vốn có ưu thế hơn về mặt này Thanh chống MacPherson cũng truyền tiếng ồn và rung động trên đường

ở mức độ lớn hơn so với xương đòn kép Cuối cùng, xương đòn kép cho phép tự

do hơn trong việc thiết lập camber và trung tâm cuộn, do đó cho phép các kỹ sư cung cấp thiết lập tốt hơn cho các mục đích xử lý

Hệ thống treo sau: Muti-link

Treo đa liên kết (Multi-Link) được cải tiến từ hệ thống treo tay đòn kép, treo đa liên kết sử dụng ít nhất 3 cần bên và 1 cần dọc, những cần này không nhất thiết phải dài bằng nhau và có thể xoay theo các hướng khác nhau so với ban đầu Mỗi cần đều có 1 khớp nối cầu hoặc ống lót cao su ở cuối, nhờ đó chúng luôn ở trạng thái căng, nén và không bị bẻ cong Bố cục đa liên kết được sử dụng cho cả hệ thống treo trước và sau Tuy nhiên, đối với treo trước, cần bên được thay thế bằng thanh giằng nối khung hoặc hộp cơ cấu nối với moayer

So với hệ thống treo phụ thuộc, phần không được treo nhỏ nên khả năng bám đường của bánh xe cao, tính êm dịu chuyển động cao Do không có dầm cầu liền nối thân xe nên có thể bố trí trọng tâm xe thấp đi, nhưng ngược lại hệ thống treo độc lập có cấu trúc và thành phần phức tạp hơn,…

Hệ thống treo độc lập được sử dụng rất rộng rãi và phổ biến trên ô tô Những mẫu

xe tiêu biểu có thể kể đến như Honda Civic, Honda CR-V, Toyota Camry (đều dùng cấu hình treo trước MacPherson/treo sau đa liên kết multi-link), Mercedes C-class (đa liên kết trước sau), Mercedes GLE-class (treo trước tay đòn kép/treo sau

đa liên kết),…

Câu 3 Sơ đồ dao động tương đương

Câu 4: Bán kinh quán tính

BÀI TẬP VỀ NHÀ 5

Sử dụng kiến thức đã học tìm hiểu thông số kỹ thuật xe tải Hyundai HD72

1 Dòng xe trên sử dụng hệ thống treo gì? Ưu và nhược điểm của hệ thống treo này?

2 Vẽ sơ đồ dao động của xe khi không có lực cản?

3 Với sơ đồ vẽ được hãy tính:

- Hệ số liên kết của khối lượng được treo?

- Tính tần số dao động riêng của khối lượng được treo?

4 Lập phương trình dao động của ô tô (xem KLDT là hệ cứng tuyệt đối, bỏ qua khối lượng của KLKDT)

Hệ thống treo nhíp lá dạng bán nguyệt

Ưu điểm: hệ thống treo nhíp lá là cấu tạo đơn giản, dễ lắp ráp, sửa chữa, giá rẻ, cóthể thay cho đòn ngang, không cần thanh ổn định…

Nhược điểm: là khó hấp thụ dao động nhỏ nên xe không có độ êm dịu tốt Do đó,

bộ phận đàn hồi nhíp lá chỉ phù hợp với những xe trọng tải lớn, cần độ cứng, độbền cao Đây là lý do vì sao hệ thống treo sử dụng nhíp lá được dùng nhiều trên xetải

Hệ thống treo giảm chấn thủy lực:

Ưu điểm: Tài xế có thể tự điều chỉnh van điều khiển sao cho phù hợp với tải trọng

và đường xá

Nhược điểm: Loại giảm xóc ô tô này là giá thành cao bởi tịch hợp hệ thống nénkhí, vận hành phức tạp,…chủ yếu được vận hành trên những con xe con và hạngtrung

Câu 2: Vẽ sơ đồ dao động của xe khi không có lực cản?

Câu 3: Với sơ đồ vẽ được hãy tính:

- Hệ số liên kết của khối lượng được treo?

- Tính tần số dao động riêng của khối lượng được treo?

μ 2 =a.b−ρ

2

ρ 2

+a 2 =1,245 2,49 2,48−2,48 1,245 + 2 =0,15

Tần số dao động riêng của khối lượng được treo