Ô tô là phương tiện vận tải có vai trò hết sức quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, có tính cơ động cao, được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực dân sự cugx như quốc phòng. Cùng với sự phát triển mạn mẽ của khoa học công nghệ, nền công nghiệp ô tô trên thế giới phát triển ngày càng cao, cho ra đời nhiều loại xe hiện đại và tiện nghi, đáp ứng nhu cầu và mục đích sử dụng của con người. Nghiên cứu nhằm cải thiện chất lương ô tô là cần thiết. Trong đó nghiên cứu về dao động và ảnh hưởng của dao động đến chất lượng dịch vụ vận tải, độ bền của các chi tiết và kết cấu ô tô ngày càng được quan tâm. Dao động ô tô là một vấn đề hiện đang rất cần được quan tâm nghiên cứu để nâng cao chất lượng khai thác ô tô. Hiện nay có nhiều công cụ giúp đơn giản hóa công việc đó mà phổ biến nhất là Matlab và đặc biệt là Simulink cho phép giải quyết nhanh các bài toán kĩ thuật bằng cách lập trình, xử lí số và đồ họa mô phỏng, phân tích một hệ thống động học, giải các bài toán vi, tích phân và phương trình nhiều biến bậc cao… một cách trực quan, dễ hiểu. Xuất phát từ những phân tích trên, cùng với sự gợi ý và hướng dẫn của thầy giáo TS. Phạm Hoàng Vương, em đã lựa chọn thực hiện đề tài: “Ứng dụng Matlab Simulink khảo sát đánh giá dao động trên ô tô khách”. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Phạm Hoàng Vương cùng các thầy, cô giáo trong bộ môn Kỹ Thuật Máy, Khoa Cơ khí, trường Đại Học Giao thông Vận tải Hà Nội đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ cho em trong quá trình thực hiện và hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn!.
MỤC LỤC DANH SÁCH BẢNG BIỂU DANH SÁCH HÌNH VẼ LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em nhận nhiều giúp đỡ, bảo đóng góp ý kiến chân thành từ thầy, cơ, gia đình bạn bè Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy TS Phạm Hồng Vương, giảng viên Bộ mơn Kỹ Thuật Máy-Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Hà Nội, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, bảo em q trình hồn thành đồ án Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo tr ường Đại Học Giao Thông Vận Tải Hà Nội nói chung thầy giáo B ộ mơn Kỹ Thu ật Máy nói riêng truyền thụ cho em ki ến thức kỹ thu ật đ ại c ương, nh chuyên ngành để em nắm lý thuyết, n ền tảng đ ể em có th ể hồn thành tốt nhiệm vụ học tập suốt năm học trường Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè ln tạo ều kiện, quan tâm giúp đỡ, động viên em suốt trình học tập làm đồ án Hà Nội, ngày 24 tháng 05 năm 2019 Sinh viên thực Đỗ Đức Vinh LỜI NĨI ĐẦU Ơ tơ phương tiện vận tải có vai trò quan trọng kinh tế quốc dân, có tính động cao, ứng dụng rộng rãi tất lĩnh vực dân cugx quốc phòng Cùng với phát triển mạn mẽ khoa học công nghệ, công nghiệp ô tô giới phát triển ngày cao, cho đời nhiều loại xe đại tiện nghi, đáp ứng nhu cầu mục đích sử dụng người Nghiên cứu nhằm cải thiện chất lương ô tô cần thiết Trong nghiên cứu dao động ảnh hưởng dao động đến chất lượng dịch vụ vận tải, độ bền chi tiết kết cấu ô tô ngày quan tâm Dao động ô tô vấn đề cần quan tâm nghiên cứu để nâng cao chất lượng khai thác ô tơ Hiện có nhiều cơng cụ giúp đơn giản hóa cơng việc mà phổ biến Matlab đặc biệt Simulink cho phép giải nhanh tốn kĩ thuật cách lập trình, xử lí số đồ họa mơ phỏng, phân tích hệ thống động học, giải tốn vi, tích phân phương trình nhiều biến bậc cao… cách trực quan, dễ hiểu Xuất phát từ phân tích trên, với gợi ý hướng dẫn th ầy giáo TS Phạm Hoàng Vương, em lựa chọn thực đề tài: “Ứng dụng Matlab Simulink khảo sát đánh giá dao động ô tô khách” Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Phạm Hoàng Vương thầy, cô giáo môn Kỹ Thuật Máy, Khoa Cơ khí, trường Đại Học Giao thơng Vận tải Hà Nội tận tình hướng dẫn giúp đỡ cho em trình thực hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG Ơ TƠ Ơ tơ hệ dao động tương đối phức tạp gồm nhiều phận liên kết với nhau, phận có khối lượng đặc tính dao động riêng Khi tơ chuyển động đường có nhiều yếu tố gây dao động ( mấp mơ mặt đường, q trình phanh, quay vòng tăng tốc,…) Trong yếu tố mấp mơ mặt đường coi nguồn kích thích Dưới kích thích động học mấp mơ bề mặt đường với kích thích động lực học động làm ô tô dao động Dao động làm phát sinh tải trọng động lớn tác dụng đến chi tiết ô tô ảnh hưởng đến độ bền chúng gây ảnh hưởng đến khả truyền lực, điều khiển hướng chuyển động xe Ngoài ra, dao động tơ tác động lớn đến sức khỏe người, độ an toàn hàng hóa chuyên chở ảnh hưởng đến tuổi thọ mặt đường Nghiên cứu hệ thống treo xe ô tơ thơng qua việc nghiên cứu đặc tính dao động ô tô, xác định ảnh hưởng yếu tố dao động đến tính êm dịu an tồn chuyển động tơ Từ đưa giải pháp kết cấu để nâng cao thông số vật liệu chế tạo hệ thống treo, làm giảm ảnh hưởng xấu dao động tác động đến người hàng hóa xe Trong chương trình bày sơ lược tình hình nghiên cứu dao động xe tơ tác giả cơng trình nước giới Ngoài chương tìm hiểu tổng quan cấu tạo, chức phân loại hệ thống treo 1.1 NHỮNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ DAO ĐỘNG CỦA Ô TÔ Ở TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 1.1.1 Các nghiên cứu giới Trên giới có nhiều tổ chức, tác giả, nhiều đề tài cơng trình nghiên cứu lý thuyết thí nghiệm đ ể khảo sát, đánh giá dao đ ộng ô tô ảnh hưởng dao động tới người Các nghiên cứu ti ến hành theo hướng sau: a Nghiên cứu tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động ô tô Để nghiên cứu mức độ ảnh hưởng dao động đến sức khỏe người tìm vùng thông số đặc trưng dao động như: Tần số, vận tốc, gia tốc, biên độ dao động ,… mà dao động khu vực có ảnh hưởng đến sức khỏe người cần phối hợp nghiên cứu chuyên gia thuộc nhiều lĩnh vực khác như: Công nghệ ô tô; bảo hộ lao động, y tế Trong tập trung chủ yếu vấn đề ảnh hưởng biên độ tần số rung động thể người Điều đề cập đến nhiều cơng trình nghiên cứu khác Có hai cơng trình nghiên cứu tiếng M.V.Vinogradov Andreva Ganania Cơng trình nghiên cứu Vinogradov nghiên cứu ảnh hưởng rung động toa xe đối vứi thể hành khách đưa số xác định mức độ ảnh hưởng rung động người theo tần số biên độ Andreva Ganania nghiên cứu ảnh hưởng rung động đến loại bệnh tật người Việc đưa tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động ô tô phụ thuộc vào phát triển khoa học nước, phụ thuộc vào tâm sinh lý hành khách nước tiêu đánh giá độ êm dịu khác b Nghiên cứu hệ thống treo phần tử hệ thống treo nhằm nâng cao độ êm dịu chuyển động ô tô Với phát triển khoa học, kỹ thuật, đặc biệt ngành công nghệ thông tin, điều khiển tự động, công nghệ vật liệu,… góp phần khơng nhỏ để phát triển cơng nghiệp tơ Các hệ thống tơ, hệ thống treo phần tử hệ thống treo cải thiện theo hướng nâng cao chất lượng độ êm dịu chuyển động ô tô Năm 1974 phần tử giảm chấn điều khiển áp dụng cho hệ thống treo đánh dấu bước ngoặt quan trọng nghiên cứu hoàn thiện hệ thống treo Từ loạt cơng trình đời như: Hai tác giả Kqrrnop Crosby Harwood sử dụng giảm chấn có điều khiển dạng ON-OFF mơ hình ¼ với hệ bậc tự để nghiên cứu, mô tả thành cơng đặc tính tần số, biên độ gia tốc, vận tốc dịch chuyển phần khối lượng treo với kích thước đơn giản Các tác giả Ahmadian Marjoram việc sử dụng mơ hình treo bán tích cực ¼ xe với phần tử giảm chấn dạng ON-OFF khảo sát đặc tính tần số- biên độ gia tốc khối lượng phần treo, dịch chuyển hệ thống treo lốp xe với tác động đầu vào có vận tốc dịch chuyển theo phương thẳng đứng ngẫu nhiên Cùng với phát triển hệ thống treo bán tích cực hệ thống treo tích cực phát triển song song có nghĩa hệ thống treo điều khiển hai thông số điều khiển phần tử giảm chấn điều khiển phần tử đàn hồi hệ thống treo Nghiên cứu nguồn gây dao động: Dao động ô tô chuyển động không phỉ dao động tự mà dao động c cưỡng bức, nguồn gây kích thích xuất phát từ mấp mô đường Từ thập kỷ 50 nước phát triển giới : Anh, Pháp, Mỹ,… có nhiều cơng trình nghiên cứu cơng nghệ, thiết bị, ban hành quy trình đo đạc, đánh giá chất lương đường ô tô thông qua tiêu mấp mô Nghiên cứu phương pháp đo đạc xử lí số liệu để tìm quy luật mấp mô đường vấn đề rộng lớn nhiều tác giả giới quan tâm với hướng nghiên cứu sau: Mơ hình mấp mơ mặt đường (thực việc mơ hình hóa, tác giả phải khảo sát loại mặt đường, từ phân chia loại Trong tác giả Yasenko Prutrikop cơng trình nghiên cứu phân chia dạng mấp mơ) Phương pháp thực nghiệm (đo đạc trực tiếp mặt đường thiết bị đặc biệt) để tìm quy luật mấp mô biểu diễn dạng số, kết thuận tiện cho việc xử lí máy tính thành hàm tốn học mơ tả mấp mơ đường với sai số chấp nhận phép toán xác suất thống kê đại lượng ngẫu nhiên, rời rạc Nhận xét: Các kết nghiên cứu tác giả nước tương đối hoàn thiện lĩnh vực khảo sát dao động ô tô + Về nguồn gây kích thích mấp mơ mặt đường tác giả đưa phương pháp xác định dạng hàm biểu thị quy luật mấp mô loại đường khác + Các cơng trình đưa tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động xe ảnh hưởng dao động đến sức khỏe người Tùy theo điều kiện quốc gia lựa chọn tiêu khác 1.1.2 Các nghiên cứu nước Trong năm gần nghành công nghiệp ô tô nước ta có bước phát triển đáng kể Do hàng loạt cơng trình nghiên cứu vấn đề dao động ô tô tiến hành Trong có số hướng nghiên cứu tiêu biểu: a Nghiên cứu biên dạng mặt đường Cơng trình nghiên cứu mấp mô mặt đường chế tạo thiết bị đo độ xóc kiểu phản ứng MXD-73 GS.Nguyễn Xuân Đào thử nghiệm tuyến đường Việt Nam, từ ban hành quy trình nghành (TCVN1015/QDDKT4) Cơng trình nghiên cứu ảnh hưởng biến dạng mặt đường mặt đường đến tải trọng tác dụng ô tô quốc lộ 1A Trong cơng trình tác giả đo đạc thu nhập số liệu mấp mô biến dạng mặt đường tuyến đường 1A Hà Nội- Lạng Sơn, xử lí số liệu đưa vào toán dao động để xác định tải trọng tác dụng nên ô tô, kết số liệu mấp mô biến dạng đường sử dụng nguồn kích động dao động luận án b Nghiên cứu dao động ô tô Hiện có nhiều cơng trình nghiên cứu dao động xe tơ, kể số nghiên cứu dao động ô tô nước sau: Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số đến độ êm dịu chuyển động ô tô khách đóng Việt Nam – Luận án tiến sĩ kỹ thuật tác giả Đặng Việt Hà năm 2010 (Đại học Giao thông Vận tải) Mô khảo sát dao động ô tô vận tải hành khách Matlab – Simulink – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật tác giả Nguyễn Hữu Thảo (Đại học Đà Nẵng) Cơng trình PGS.TS Dư Quốc Thịnh chủ nhiệm đề tài mang mã số B9103,T16/90 CK, T18-91 CK có nghiên cứu mang tihs chất lý thuyết định hướng vấn đề dao động Cơng trình “Nguyễn Thái Bạch Liên Aplikace matematikecho Modelu pri Reseni perovani Soupravy Silnicnich Vozidel, luận án tiến sỹ, Brno 1979” khảo sát dao động xe tải hai cầu tác động ngẫu nhiên mặt đường Trong luận án tác giả xây dựng mơ hình khơng gian tơ hai cầu với tác động ngẫu nhiên Cơng trình “Trịnh Minh Hồng, khảo sát dao động tơ kích động mặt đường ngẫu nhiên, luận án Thạc sĩ kỹ thuật, Đại học Bách khoa Hà Nội, 2002” nghiên cứu ảnh hưởng thông số kết cấu điều kiện làm việc ô tô đến độ êm dịu chuyển động Trong luận án tác giả giải toán dao động bậc tự có kích động mặt đường hàm Iasenko Cơng trình “Võ Văn Hường, Nghiên cứu hồn thiên mơ hình khảo sát dao động tô tải nhiều cầu, Luận án Tiến sỹ LA 111/05, 2004 ĐHBK Hà Nội” nghiên cứu hoàn chỉnh dao động ô tô nhiều cầu Trong luận án tác giả nghiên cứu đặc tính phi tuyến phần tử đàn hồi hệ thống treo, lốp xe với mơ hình khơng gian giải tốn dao động phương pháp Matlab Simulink Nghiên cứu sức chịu dao động người c Cơng trình cấp nhà nước mang mã số 58A-02-04 thuộc chương trình nhà nước 58A02 nghiên cứu rung động bảo hộ lao động tác giả đưa số kết vấn đề này, là: Việc nghiên cứu cảm giác người ô tô đưa tiêu đánh giá sức chịu dao động cho nhóm người, lứa tuổi quan trọng Ngoài ra, phải nghiên cứu phản ứng phận, quan thể người liên quan mật thiết đến việc điều khiển xe, tạo sở cho công việc tuyển chọn lái xe Nhận xét: Qua phân tích kết nghiên cứu dao động hệ thống treo tác giả nước đạt được, thấy: + Các nghiên cứu xây dựng mơ hình dao động ứng dụng phần mềm máy tính để mô dao động + Đã đánh giá thông số thiết kế hệ thống treo chủ yếu giải với kích thích dao động hàm tốn học đơn giản + Đối tượng nghiên cứu cơng trình nghiên cứu hầu hết xe khách xe tải 10 Hình 3.101: : Độ chênh lệch góc nghiêng ngang thân xe với cầu xe xe khơng khách chạy đường hình cưa Nhận xét: Các giá trị đánh giá ổn định ngang thu cho xe chuy ển động vận tốc 80 (km/h) Hình 3.100 nằm giới hạn cho phép cụ thể sau: Hệ số phân bố tải trọng xe LTR là: Các kết đạt thỏa mãn tiêu chí ổn định ngang xe xe chuyển động mặt đường dạng cưa tức xe ổn định ngang Tuy nhiên, quan sát Hình 3.101 thấy giá trị chênh lệch góc nghiêng ngang thân xe cầu xe (phi y – phi k1, phi y – phi k2) đ ều ổn đ ịnh thay đ ổi nhanh liên tục theo thời gian dao động Điều gây bất l ợi tới dao đ ộng đ ộ an toàn xe 3.9.2 Trường hợp xe đủ khách Tương tự với trường hợp xe không chở khách ta khảo sát dao động xe đủ khách chạy vận tốc không đổi 80 (km/h) mặt đường dạng c ưa Sau so sánh kết nhận với trường hợp xe đủ khách ch ạy m ặt đường hình sine điều kiện vận tốc xe, biên độ tần số kích thích mặt đ ường Dưới thể kết thu được: 136 • Dao động thân xe: Hình 3.102: Đồ thị so sánh kết dao động thẳng đứng thân xe xe đủ khách chuyển động mặt đường dạng cưa dạng hình sine Hình 3.103: Đồ thị so sánh kết dao động góc thân xe xe đủ khách chuyển động mặt đường dạng cưa dạng hình sine Nhận xét: Quan sát đồ thị dao động thân xe nh ững hình ta thấy xe đủ khách di chuyển mặt đường có biên dạng c ưa dao động ổn định dần theo thời gian độ lớn biên độ nhỏ so với xe ch ạy mặt đường hình sine Chuyển vị theo phương thẳng đứng (Zdt) có biên đ ộ 137 ổn định khoảng 0.0025 (m) sau gần (s) kể từ có nguồn kích thích dao đ ộng Chuyển vị lắc dọc (phi x) ổn định nhanh sau khoảng (s) với biên độ ổn đ ịnh 2.5x10-3 (rad) Đặc biệt dao động lắc ngang (phi y) có biên đ ộ ổn đ ịnh nh ỏ khoảng 0.2x10-3 (rad) • Dao động cầu xe Hình 3.104: Đồ thị so sánh kết dao động cầu trước xe đủ khách chuyển động mặt đường dạng cưa dạng hình sine Hình 3.105: Đồ thị so sánh kết dao động cầu sau xe đủ khách chuyển động mặt đường dạng cưa dạng hình sine 138 Nhận xét: Từ đồ thị dao động ta thấy xe chạy mặt đường cưa biên độ dao động hai cầu xe bi ến đổi tu ần hoàn v ới biên d ạng ph ức tạp, độ lớn biên độ thay đổi nhanh, đột ngột theo th ời gian dao đ ộng So sánh với mặt đường hình sine biên độ dao động cầu xe tr ường h ợp xe chạy mặt đường hình cưa ổn định có biên độ l ớn h ơn Đi ều chứng tỏ xe chuyển động mặt đường hình sine đảm bảo an toàn cho cầu xe lớn so với mặt đường dạng cưa so sánh ều ki ện • Chỉ tiêu gia tốc dao động Khi xe đủ khách chạy mặt đường có biên dạng cưa giá tr ị bình phương gia tốc trung bình 0.9809 (m/s 2) đạt tiêu độ êm dịu chuyển động Tuy nhiên giá trị bình phương gia tốc trung bình thân xe cao h ơn so v ới tr ường hợp xe chạy biên dạng đường hình sine (0.4622 m/s2) Hình 3.106: Giá trị bình phương gia tốc trung bình xe đủ khách chạy mặt đường cưa • Chỉ tiêu ổn định ngang 139 Hình 3.107: Các giá trị đánh giá ổn định ngang xe đủ khách chạy mặt đường có biên dạng cưa Hình 3.108: Độ chênh lệch góc nghiêng ngang thân xe với cầu xe xe đủ khách chạy đường hình cưa 140 Nhận xét: Các giá trị đánh giá ổn định ngang thu cho xe chuy ển động vận tốc 80 (km/h) Hình 3.108 nằm giới hạn cho phép cụ thể sau: Hệ số phân bố tải trọng xe LTR là: Các kết đạt thỏa mãn tiêu chí ổn định ngang xe đ ủ khách chuyển động mặt đường dạng cưa tức xe ổn định ngang không xảy tượng lật xe Tuy nhiên, quan sát Hình 3.108 giá trị chênh lệch góc nghiêng ngang thân xe cầu xe (phi y – phi k1, phi y – phi k2) đ ều ổn định thay đổi nhanh liên tục theo th ời gian dao đ ộng Đi ều gây tác động xấu đến dao động cầu xe 3.9.3 Kết luận mục 3.9 Như với kết khảo sát dao động thu cho tr ường h ợp xe không chở khách xe đủ khách chuyển đ ộng m ặt đường có biên d ạng hình cưa ta thấy giá trị bình phương gia tốc trung bình giá tr ị ổn định ngang xe phù hợp giới hạn cho phép nên đáp ứng ch ỉ tiêu v ề đánh giá dao động cho xe Điều cho thấy mặt đường cưa mặt đường an toàn cho xe di chuyển tương tự với mặt đường hình sin Tuy nhiên, so sánh với mặt đường có biên dạng hình sin m ột ều kiện mặt đường hình cưa có s ố ưu ểm nh ược ểm V ề ưu điểm thấy xe di chuyển mặt đường biên đ ộ dao đ ộng thẳng đứng biên độ dao động góc thân xe nh ỏ h ơn nhi ều so v ới xe chạy mặt đường hình sin Nhưng nhược điểm mặt đường dạng cưa 141 giá trị bình phương gia tốc trung bình thu cao so v ới tr ường h ợp xe chạy mặt đường dạng điều hòa hành khách xe ch ịu ảnh hưởng đến từ dao động xe nhiều sinh phản ứng, cảm giác không tho ải mái lớn so với xe chạy mặt đường hình sin H ơn n ữa m ột ểm h ạn chế mặt đường gây dao động cho cầu xe v ới biên đ ộ có hình dạng phức tạp, thay đổi nhanh, liên tục thời gian ngắn, điều tác đ ộng xấu tới dao động xe, gây khó khăn định vi ệc xe di chuy ển đường, làm hư hỏng phận, đặc biệt cầu xe Thông qua việc khảo sát số biên dạng mặt đường đặc trưng rút tính chất loại, kết giúp cho người điều khiển xe phải di chuyển loại mặt đường khác cần tăng, giảm tốc độ xe cho phù hợp tránh gây nguy hiểm cho người xe KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Vấn đề nghiên cứu, khảo sát dao động tơ từ đánh giá, l ựa ch ọn thơng số hệ thống treo có ý nghĩa khoa học th ực ti ễn liên quan m ật thi ết đến việc đảm bảo độ êm dịu độ an toàn chuyển động cho xe chạy đường Đề tài: “Ứng dụng Matlab Simulink khảo sát đánh giá dao động ô tô khách” thực tháng Bằng việc tham khảo, nghiên cứu kết tài liệu nước với hướng dẫn tận tình th ầy T.S Phạm Hồng Vương, đến đề tài hoàn thành đạt số kết định Các kết đạt là: 142 + Đồ án trình bày khái quát lịch sử hướng nghiên c ứu v ề dao động tơ nhờ việc tìm hiểu đề tài, cơng trình tác gi ả ngồi nước + Tìm hiểu cơng dụng, cấu tạo, phân loại hệ th ống treo dùng tơ + Tìm hiểu loại mơ hình nghiên cứu dao động tơ v ới khái ni ệm tương ứng + Xây dựng mô hình dao động tương đương xe khách phân tích lực tác dụng lên thân xe cầu xe, từ thành l ập đ ược ph ương trình vi phân mơ tả dao động xe + Dựa vào khối chức thư viện Simulink để xây dựng mơ hình dao động cho phần tử dao động từ xây d ựng mơ hình dao đ ộng cho xe + Đưa kết mô dao động xe xe không khách đ ủ khách, từ đánh giá chất lượng xe dựa vào tiêu đánh giá dao động +Nghiên cứu ảnh hưởng số biên dạng mặt đường vận tốc chuyển động tới dao động xe, đặc biệt lúc xảy tượng c ộng hưởng + Đề tài trình bày giải pháp nâng cao độ êm dịu cho xe dựa vào vi ệc tính tốn, lựa chọn thơng số hệ thống treo Hệ th ống treo m ới qua kh ảo sát đảm bảo điều kiện độ bền hoàn toàn đáp ứng ch ỉ tiêu đánh giá dao động, giúp cải thiện chất lượng dao động tơ Tuy nhiên bên cạnh đồ án tồn hạn chế sau: + Mơ hình dao động chưa hồn tồn xác so v ới th ực t ế, bên c ạnh lại chưa có điều kiện để đo đạc, kiểm chứng thí nghi ệm thực tế đó, kết thu mang tính hàn lâm lý thuyết 143 + Các số liệu, tiêu chuẩn chủ yếu tham khảo từ tài li ệu, đề tài th ực trước nên mang tính thụ động, chưa cập nhật tiêu chu ẩn, số liệu kĩ thuật giới + Một số yếu tố chưa sát thực tế, xét dao đ ộng d ưới tác dụng c đ ộ m ấp mô mặt đường mà bỏ qua yếu tố khác, chưa tính đến ảnh hưởng c khung xe, ghế,…đến dao động PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Trên sở đề tài thực khảo sát độ êm dịu xe mơ hình xe ô tô Matlab-Simulink , dùng phương pháp đ ể khảo sát, đánh giá dao động với loại xe tơ 144 Do thời gian kiến thức có hạn chế nên đề tài nhi ều thi ếu xót, để hoàn thiện đề tài em xin đưa m ột vài hướng ti ếp tục nghiên c ứu nh ững l ần nghiên cứu tiếp theo: + Khảo sát có tính đến u tố ngoại lực bên ảnh h ưởng rung động động lắp ô tô, ảnh hưởng lực ngang xe, l ực gió … đ ến đ ộ êm dịu xe + Khảo sát nhiều dạng mặt đường nữa: sóng hình thang, hình thang cân, tam giác cân, biên dạng đường ngẫu nhiên… + Khảo sát ảnh hưởng độ cứng lốp xe tới độ êm dịu xe + Xây dựng khảo sát nhiều mô hình dao động khác nh mơ hình m ặt phẳng ngang, mơ hình mặt phẳng dọc, mơ hình ¼ + Bộ thơng số hệ thống treo đồ án tìm nhiều thơng số áp dụng cho xe Thực thử nghi ệm để tìm nhi ều b ộ thông số để giúp cho xe chạy ngày êm dịu 145 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trương Mạnh Hùng (2017) Nghiên cứu dao động tơ khách có sử dụng hệ thống treo khí nén Luận án TS kỹ thuật, ĐHGTVT, Hà Nội [2] Nguyễn Văn Trọng (2018) Phân tích khảo sát dao động xe ô tô sử dụng hệ thống treo lò xo nhíp hệ thống treo dùng lò xo khí nén Đồ án tốt nghiệp đại học, ĐHGTVT [3] Lê Văn Việt (2017) Ứng dụng Matlab Simulink khảo sát độ êm dịu cho đoàn xe ô tô Đồ án tốt nghiệp đại học, ĐHGTVT [4] Nguyễn Văn Phưởng (2018) Nghiên cứu dao động xe khách Hyundai County HD 29E Matlab Simulink Đồ án tốt nghiệp đại học, ĐHGTVT [5] Đặng Việt Hà ( 2010) Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số đến độ êm dịu chuyển động ô tô khách đóng Vi ệt Nam Luận án tiến sĩ, ĐHGTVT [6] Bùi Mạnh Cường (2017) Đánh giá tối ưu tham số hệ thống treo để nâng cao độ êm dịu xe ô tô Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, ĐHGTVT [7] Phạm Hoàng Vương & Nguyễn Bá Nghị ( 2014) Dao động kỹ thuật Nhà xuất giao thông vận tải, Hà Nội [8] http://doc.edu.vn/tai-lieu/do-an-xay-dung-va-mo-phong-he-thong-treo- tren-xe-o-to-96/ [9] http://www.cokhioto32.com.vn/xe-khach-county-hd-29e3-2780996.html [10] Nguyễn Hữu Khánh (2018) Tính tốn khảo sát dao động xe tơ khách có xét tới yếu tố phi tuyến hệ thống treo Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, ĐHGTVT 146 PHỤ LỤC CHƯƠNG TRÌNH MATLAB TÍNH TẦN SỐ DAO ĐỘNG RIÊNG VÀ VẬN TỐC CỘNG HƯỞNG Trường hợp xe không khách %File clear all global M K X U f v w a b b1 b2 b3 b4 mk1 mk2 mdt kl1 kl2 kt1 kt2 l Ik1 Ik2 Ix Iy ; % thông so a=2.0; % khoang cach truc truoc den tam xe, m b=2.085; % khoang cach truc sau den tam xe, m b1=1.705; % khoang cach banh truoc, m b2=0.85; % khoang cach he thong treo truoc, m b3=1.495; % khoang cach banh sau, m b4=0.895; % khoang cach he thong treo sau, m mk1=355; % khoi luong khong duoc treo truoc, kg mk2=520; % khoi luong khong duoc treo sau, kg mdt=3355; % khoi luong duoc treo, kg kl1=590709; % cung cua lop truoc, N/m kl2=1181419; % cung cua lop sau, N/m kt1=90000; % cung cua lo xo he thong treo truoc, N/m kt2=119500; % cung cua lo xo he thong treo sau, N/m l=10; % chieu dai buoc song, m Ik1=128; % momen quan tinh khoi luong khong duoc treo truoc, kg.m2 Ik2=187; % momen quan tinh cua khoi luong khong duoc treo sau, kg.m2 Ix=13935; % momen quan tinh cua khoi luong duoc treo theo truc x, kg.m2 Iy=1210; % momen quan tinh cua khoi luong duoc treo theo truc y, kg.m2 %Ma tran quan tinh M=[mdt 0 0 0; Ix 0 0 0; 147 0 Iy 0 0; 0 mk1 0 0; 0 0 Ik1 0; 0 0 mk2 ; 0 0 0 Ik2;]; %Ma tran cung K=[2*kt1+2*kt2 -2*kt1*a+2*kt2*b -2*kt1 -2*kt2 0; -2*kt1*a+2*kt2*b 2*kt1*a*a+2*kt2*b*b 2*kt1*a -2*kt2*b 0; 0 kt1*b2*b2/2+kt2*b4*b4/2 kt1*b2*b2/2 kt2*b4*b4/2; -2*kt1 2*a*kt1 2*kl1+2*kt1 0 0; 0 kt1*b2*b2/2 kl1*b1*b1/2+kt1*b2*b2/2 0; -2*kt2 -2*b*kt2 0 2*kl2+2*kt2 0; 0 kt2*b4*b4/2 0 kl2*b3*b3/2+kt2*b4*b4/2;]; %Tri rieng va vecto rieng [X,U]=eig(K,M); %Tan so dao dong rieng (rad/s) w=sqrt(U) %Tan so dao dong rieng (Hz) f=diag(w)/(2*pi); %Van toc cong huong v=3.6*f*l Trường hợp xe đủ khách %File clear all global M K X U f v w a b b1 b2 b3 b4 mk1 mk2 mdt kl1 kl2 kt1 kt2 l Ik1 Ik2 Ix Iy ; % thông so a=2.0; % khoang cach truc truoc den tam xe, m b=2.085; % khoang cach truc sau den tam xe, m b1=1.705; % khoang cach banh truoc, m b2=0.85; % khoang cach he thong treo truoc, m 148 b3=1.495; % khoang cach banh sau, m b4=0.895; % khoang cach he thong treo sau, m mk1=355; % khoi luong khong duoc treo truoc, kg mk2=520; % khoi luong khong duoc treo sau, kg mdt=5795; % khoi luong duoc treo, kg kl1=590709; % cung cua lop truoc, N/m kl2=1181419; % cung cua lop sau, N/m kt1=90000; % cung cua lo xo he thong treo truoc, N/m kt2=119500; % cung cua lo xo he thong treo sau, N/m l=10; %chieu dai buoc song, m Ik1=128; % momen quan tinh khoi luong khong duoc treo truoc, kg.m2 Ik2=187; % momen quan tinh cua khoi luong khong duoc treo sau, kg.m2 Ix=24070; % momen quan tinh cua khoi luong duoc treo theo truc x, kg.m2 Iy=2089; % momen quan tinh cua khoi luong duoc treo theo truc y, kg.m2 %Ma tran quan tinh M=[mdt 0 0 0; Ix 0 0 0; 0 Iy 0 0; 0 mk1 0 0; 0 0 Ik1 0; 0 0 mk2 ; 0 0 0 Ik2;]; %Ma tran cung K=[2*kt1+2*kt2 -2*kt1*a+2*kt2*b -2*kt1 -2*kt2 0; -2*kt1*a+2*kt2*b 2*kt1*a*a+2*kt2*b*b 2*kt1*a -2*kt2*b 0; 0 kt1*b2*b2/2+kt2*b4*b4/2 kt1*b2*b2/2 kt2*b4*b4/2; -2*kt1 2*a*kt1 2*kl1+2*kt1 0 0; 0 kt1*b2*b2/2 kl1*b1*b1/2+kt1*b2*b2/2 0; -2*kt2 -2*b*kt2 0 2*kl2+2*kt2 0; 0 kt2*b4*b4/2 0 kl2*b3*b3/2+kt2*b4*b4/2;]; 149 %Tri rieng va vecto rieng [X,U]=eig(K,M); %Tan so dao dong rieng (rad/s) w=sqrt(U) %Tan so dao dong rieng (Hz) f=diag(w)/(2*pi); %Van toc cong huong v=3.6*f*l 150 ... Vương, em lựa chọn thực đề tài: Ứng dụng Matlab Simulink khảo sát đánh giá dao động ô tô khách Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Phạm Hoàng Vương thầy, cô giáo môn Kỹ Thuật Máy, Khoa Cơ khí,... NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG Ô TÔ Ô tô hệ dao động tương đối phức tạp gồm nhiều phận liên kết với nhau, phận có khối lượng đặc tính dao động riêng Khi ô tô chuyển động đường có nhiều yếu tố gây dao động (... tác dụng nên ô tô, kết số liệu mấp mô biến dạng đường sử dụng nguồn kích động dao động luận án b Nghiên cứu dao động tơ Hiện có nhiều cơng trình nghiên cứu dao động xe ô tô, kể số nghiên cứu dao