Chương 7 tính êm dịu chuyển động của ô tô 4

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT CƠ SỞ ĐÀO TẠO THÁI NGUYÊN BÀI GIẢNG LÝ THUYẾT Ô TÔ CHƯƠNG TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA ƠTƠ GIẢNG VIÊN: VŨ THẾ TRUYỀN CHƯƠNG TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA ÔTÔ NỘI DUNG 7.1 Các tiêu đánh giá tính êm dịu chuyển động 7.2 Hệ thống dao động ô tô 7.3 Phương trình dao động ô tô CHƯƠNG TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA ƠTƠ 7.1 Các tiêu đánh giá tính êm dịu chuyển động 7.1.1 Khái niệm tính êm dịu tơ Là khả xe chuyển động đường tốc độ xác định mà không xảy va đập cứng, ảnh hưởng xấu tới sức khỏe người, lái xe, hàng hóa chun chở xe đến độ xác chi tiết ôtô 7.1.2 Các tiêu đánh giá tính êm dịu 7.1.2.1 Tần số dao động thích hợp - Tần số dao động thích hợp 60 - 85 dao động/phút xe du lịch - Tần số dao động thích hợp 85 - 120 dao động/phút xe tải 7.1.2.2 Gia tốc thích hợp Gia tốc thẳng đứng dao động số lần va đập độ mấp mô bề mặt đường gây km đường chạy CHƯƠNG TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA ƠTƠ 7.1 Các tiêu đánh giá tính êm dịu chuyển động 7.1.1 Khái niệm tính êm dịu tơ 7.1.2.3 Gia tốc dao động thời gian giao động Các thí nghiệm kéo dài liền cho thấy nhạy cảm người dải tần số 4-8Hz Trong dải tần số giá trị cho phép gia tốc sau: Dễ chịu : 0,1 m/s2; Gây mệt mỏi : 0,315 m/s2; Gây ảnh hưởng tới sức khoẻ : 0,63m/s2 CHƯƠNG TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA ÔTÔ 7.2 Hệ thống dao động ô tô 7.2.1 Dao động ô tô mặt phẳng tọa độ Hệ dao động ôtô chuyển động hệ dao động nhiều bậc tự phức tạp - Tất dao động ảnh hưởng tới người, song mức độ ảnh hưởng có khác - Qua nghiên cứu dao động thành phần mặt phẳng OXY vàOZY không đáng kể bỏ qua - Trong mặt phẳng OZX có hai dao động: phương thẳng đứng theo trục OZ dao động góc xoay quanh trục OY Hình 7-1: Hệ dao động không gian ôtô hai CHƯƠNG TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA ƠTƠ 7.2 Hệ thống dao động ô tô 7.2.2 Khái niệm khối lượng treo khối lương không treo Trong sơ đồ dao động, người ta chia khối lượng ô tô làm hai thành phần: khối lượng treo khối lượng khơng treo hình vẽ sau: Hình 7-2: Hình vẽ khối lượng treo khơng treo CHƯƠNG TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA ƠTƠ 7.2 Hệ thống dao động ô tô 7.2.2 Khái niệm khối lượng treo khối lương không treo a Khối lượng treo Trong hệ dao động tương đương, khối lượng treo xem vật thể đồng nhất, cứng hoàn toàn, biểu diễn AB có khối lượng M tập trung vào trọng tâm T Các điểm A, B ứng với vị trí cầu trước cầu sau xe, có khối lượng M1 ,M2 Toạ độ trọng tâm phần treo thể qua kích thước a b Hình 7-3: Mơ hình hố khối lượng treo CHƯƠNG TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA ƠTƠ 7.2 Hệ thống dao động ô tô 7.2.2 Khái niệm khối lượng treo khối lương không treo b Khối lượng không treo - Khối lượng không treo m bao gồm cụm chi tiết: cầu xe, hệ thống chuyển động phần đăng - Như phần khối lượng treo, coi phần không treo vật thể đồng cứng hoàn tồn có khối lượng m tập trung vào tâm bánh xe - Sự biến dạng đàn hồi lốp đặc trưng hệ số cứng C1 Hình7-4: Mơ hình hố khối lượng khơng treo CHƯƠNG TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA ÔTÔ 7.2 Hệ thống dao động ô tô 7.2.2 Khái niệm khối lượng treo khối lương không treo c Hệ số khối lượng - Tỷ số khối lượng treo M khối lượng không treo m gọi hệ số khối lượng δ: δ =M/m -Hệ số khối lượng có ảnh hưởng lớn tới tính êm dịu chuyển động + Giảm khối lượng treo giảm lực va đập truyền lên khung vỏ; tăng khối lượng treo giảm dao động khung vỏ + Trong thiết kế xe, có khuynh hướng tăng hệ số này, mà trước hết giảm trọng lượng phần không treo - Thơng thường δ 6,5 ÷ 7,5 xe du lịch đầy tải ÷ xe vận tải CHƯƠNG TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA ÔTÔ 7.2 Hệ thống dao động tơ 7.2.3 Sơ đồ hóa hệ thống treo Trong sơ đồ dao động tương đương ơtơ thì: Bộ phần đàn hồi hệ thống treo biểu diễn lò xo có hệ số đàn hồi K Bộ phận giảm chấn với đại lượng đặc trưng hệ số cản C1 Điểm điểm nối hệ thống treo với khung xe, điểm điểm đặt hệ thống treo lên cầu xe Hình 7-5 Sơ đồ dao động tương đương hệ thống treo CHƯƠNG TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA ƠTƠ 7.2 Hệ thống dao động tơ 7.2.3 Sơ đồ hóa hệ thống treo a Ơ tơ hai cầu M - Khối lượng treo toàn xe; M1, M2 - khối lượng treo phân cầu trước cầu sau; m1, m2 - khối lượng không treo phân cầu trước cầu sau; C1, C2 - hệ số cứng thành phần đàn hồi hệ thống treo trước sau; C’1,C’2 -hệ số cứng lốp trước sau Hình 7-7: Sơ đồ dao động tương đương ô tô CHƯƠNG TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA ƠTƠ 7.2 Hệ thống dao động tơ 7.2.3 Sơ đồ hóa hệ thống treo b Ơ tơ ba cầu Hình 7-8: Hệ số dao động tương đương treo sau cân ô tô ba cầu dao động thẳng đứng mặt phẳng dọc M2 , m2, m3 - khối lượng treo phân cầu sau; không treo vị trí cầu sau; C2 , C’12, C’13 - hệ số cứng hệ thống treo sau; lốp cầu cầu sau K , K’ , K’ - hệ số cản hệ thống treo sau; lốp sau CHƯƠNG TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA ƠTƠ 7.3 Phương trình dao động tô Để xác lập qui luật dao động ôtô ta xét sơ đồ dao động đơn giản ôtô: Dịch chuyển thẳng đứng Z1, Z2 vị trí A B: z1 = z − a.tgϕ ≈ z − a.ϕ z = z + b.tgϕ ≈ z + b.ϕ PT chuyển động thẳng đứng quay khối lượng treo M: Mz + C1 z1 + C z = Mρ 2ϕ = C1 z1 a − C z b  ab − ρ C1.L2 z1 +   z + z =  ρ + b2 M (ρ + b2 )  =>  ab − ρ C2 L2 z2 + z + z = 0 2  Hình 7-9: Sơ đồ dao động đơn giản ơtơ ρ +a M (ρ + a ) CHƯƠNG TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA ÔTÔ  ab − ρ C1.L2 z1 +   z + z =  ρ + b2 M (ρ + b2 )   2 C2 L  z + ab − ρ z + C1 L2 z = 0 2 2 =   ρ +a M (ρ + a ) M (ρ + b )  7.3 Phương trình dao động tơ Đặt ab − ρ  µ1 =  ρ + b2   ab − ρ  µ2 = ρ + a2   ω12 ω 22 z1 + µ1z2 + ω12 z1 = = > z2 + µ z1 + ω22 z =  C L2  = 2  M (ρ + a )  ρ = abε :bán kính qn tính Nghiệm tổng qt hệ phương trình có dạng: z1 = A sin Ω1t + B sin Ω t z = C sin Ω1t + D sin Ω t Phương trình dao động trường hợp có giảm chấn thủy lực: M z1 + K z1 + C1 z1 = Phương trình có dạng: z1 + 2h1 z + ω12 z1 = Hình 7-10:Sơ đồ dao động tự tắt dần ơtơ CHƯƠNG TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA ÔTÔ 7.4 Các nhân tố ảnh hưởng đến tính êm dịu - Ơtơ hệ dao động, chịu tác động hành khách, hàng hóa bố trí hệ thống treo (cách bố trí hệ thống treo, loại hệ thống treo , vật liệu chế tao v.v ) - Lái xe tác nhân điều khiển - Mặt đường tác nhân kích thích gây dao động Điều kiện đường sá thay đổi trạng thái dao động thay đổi theo Hình 7-11: Sơ đồ nhân tố ảnh hưởng đến tính êm dịu ô tô  ...CHƯƠNG TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA ƠTƠ NỘI DUNG 7. 1 Các tiêu đánh giá tính êm dịu chuyển động 7. 2 Hệ thống dao động ô tô 7. 3 Phương trình dao động tơ CHƯƠNG TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA ƠTƠ 7. 1... 0,63m/s2 CHƯƠNG TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA ƠTƠ 7. 2 Hệ thống dao động tơ 7. 2.1 Dao động ô tô mặt phẳng tọa độ Hệ dao động tô chuyển động hệ dao động nhiều bậc tự phức tạp - Tất dao động ảnh... gian ơtơ hai CHƯƠNG TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA ÔTÔ 7. 2 Hệ thống dao động ô tô 7. 2.2 Khái niệm khối lượng treo khối lương không treo Trong sơ đồ dao động, người ta chia khối lượng ô tô làm hai thành