Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động xe khách

Do vậy,phân tích động lực học toàn xe theo phương đứng để điều khiển hệ thống treo xe khách sản xuất tại Việt Nam có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao Mục tiêu nghiên cứu: Xây dựng được

Trang 1

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

LÊ NAM HUY

NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN

Trang 2

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

LÊ NAM HUY

NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN

HỆ THỐNG TREO BÁN CHỦ ĐỘNG XE KHÁCH

Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Mã số: 8520116

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

KHOA CHUYÊN MÔN

TRƯỞNG KHOA

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS Lê Văn Quỳnh PHÒNG ĐÀO TẠO

Thái Nguyên - 2019

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN h t t p : / / l r c t nu.edu v n

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

Họ và tên: Lê Nam Huy

Học viên: Lớp cao học K20- Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp-Đại họcThái Nguyên

Nơi công tác: Trung tâm Đăng kiểm Xe cơ giới Thái Nguyên

Tên đề tài luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động xe khách.

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí động lực

Mã số: 8520116

Sau gần hai năm học tập, rèn luyện và nghiên cứu tại trường, em lựa

chọn thực hiện đề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo bán chủ động xe khách Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy giáo

PGS.TS Lê Văn Quỳnh và sự nổ lực của bản thân, đề tài đã được hoàn thànhđáp được nội dung đề tài thạc sĩ kỹ thuật cơ khí động lực

Em xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân em Các sốliệu, kết quả có trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trongbất kỳ một công trình nào khác trừ công bố của chính tác giả

Thái Nguyên, ngày… tháng… năm 2019

HỌC VIÊN

Lê Nam Huy

Trang 4

Em xin chân thành cảm ơn đến Ban giám hiệu Nhà trường, Tổ đào tạoSau đại học -Phòng đào tạo, quý thầy cô giáo tham gia giảng dạy đã tận tìnhhướng dẫn tạo điều kiện để em hoàn thành luận văn này.

Em cũng xin bày tỏ biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS Lê VănQuỳnh và tập thể cán bộ giáo viên khoa Kỹ thuật Ô tô & MĐL, hội đồng bảo

vệ đề cương đã hướng dẫn cho em hoàn thành luận văn theo đúng kế hoạch vànội dung đề ra

Trong quá trình, thời gian thực hiện mặc dù đã có nhiều cố gắng song dokiến thức và kinh nghiệm chuyên môn còn hạn chế nên luận văn không tránhkhỏi sai sót, rất mong được sự đóng góp quý báu của quý thầy cô và các bạnđồng nghiệp tiếp tục trao đổi đóng góp giúp em để luận văn được hoàn thiệnhơn

Xin chân thành cảm ơn !

HỌC VIÊN

Lê Nam Huy

Trang 5

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC .iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC HÌNH VẼ vii

DANH MỤC BẢNG ix

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 3

1.1 Tình hình phát triển xe khách tại Việt Nam 3

1.2 Phân tích một số kết cấu hệ thống treo xe khách 6

1.2.1 Nhiệm vụ, phân loại và yêu cầu hệ thống treo 6

1.2.2 Phân tích một số kết cấu hệ thống treo xe khách 8

1.3 Ảnh hưởng dao động ô tô đối với con người 13

1.3.1 Cơ chế tác động của dao động lên cơ thể người 13

1.3.2 Ảnh hưởng của dao động đối với cơ thể con người 13

1.2.3 Những ảnh hưởng về sự tiện nghi 14

1.3.4 Những bệnh do dao động “say sóng” 14

1.4 Các chỉ tiêu, phương pháp đánh giá độ êm dịu chuyển động[8, 13,14]

15 1.4.1 Cường độ dao động 15

1.4.2 Gia tốc bình phương trung bình theo thời gian tác động

16 1.4.3.Chỉ tiêu đối với hàng hoá 18

1.4.4 Đánh giá cảm giác theo công suất dao động 19

1.5 Tình hình trong nước và quốc tế 20

1.6 Mục tiêu, phạm vi và nội dung nghiên cứu của luận văn 24

1.6.1 Mục tiêu nghiên cứu 24

1.6.2 Phạm vi nghiên cứu và đối đượng nghiên cứu 24

1.6.3 Phương pháp nghiên cứu 25

1.6.4 Nội dung nghiên cứu 25

1.7 Kết luận chương 25

Trang 6

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MÔ HÌNH DAO ĐỘNG DAO ĐỘNG VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN FUZZY LOGIC 26

Trang 7

5

2.1 Xe và hệ thống treo khảo sát 26

2.2 Xây dựng mô hình dao động tương đương của ô tô khách 27

2.2.1 Các giả thiết 27

2.1.2 Mô hình dao động ô tô khách 2 cầu 28

2.2.3 Thiết lập phương trình vi phân mô tả dao động 30

2.2.4 Phân tích và lựa chọn kích thích dao động 40

2.3 Cơ sở lý thuyết điều khiển hệ mờ(Fuzzy Logic Control-FLC) 43

2.3.1 Tập mờ và logic mờ 44

2.3.2 Định nghĩa tập mờ 44

2.3.3 Các dạng hàm liên thuộc của tập mờ 45

2.3.4 Các phép toán trên tập mờ 45

2.3.5 Biến ngôn ngữ và giá trị của nó: 48

2.3.6 Luật hợp thành mờ: 49

2.3.7.Giải mờ 51

2.3.8 Nguyên tắc tổng hợp bộ điều khiển mờ 53

2.4 Xây dựng bộ điều khiển mờ cho xe khách 54

2.4.1 Biến vào bao gồm: 54

2.4.2 Xác định tập mờ 54

2.4.3.Tập luật điều khiển: 55

2.5 Kết luận 57

CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ CỦA HỆ THỐNG TREO ĐIỀU KHIỂN BÁN CHỦ ĐỘNG 58

3.1 Mô phỏng 58

3.1.1 Số liệu mô phỏng 58

3.1.2 Khối mô phỏng tổng thể 60

3.2 Phân tích kết quả mô phỏng 60

3.4 Hiệu quả của hệ thống treo bán chủ động 64

3.4 Kết luận 67

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

Phục lục 1 74

TÍNH GIA TỐC BÌNH PHƯƠNG TRUNG BÌNH 74

Trang 8

Trang 10

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Hệ thống chassis xe khách Samco Primas Li.35B 9

Hình 1.2 Hệ thống treo trước xe khách Samco Primas Li.35B 9

Hình 1.3 Hệ thống treo sau xe khách Samco Primas Li.35B 10

Hình 1.4 Hệ thống treo xe khách thế hệ mới THACO GARDEN 79S 10

Hình 1.5 Hệ thống treo của xe khách Hyundai Universe Mini K39s

11 Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống treo bán chủ động điều khiển hệ số cản 12

Hình 1.7 Tần số dao động riêng của các bộ phận trên cơ thể

14 Hình 1.8 Giới hạn tác động của dao động thẳng đứng (các đường cong có cùng thời gian tác động) phụ thuộc vào gia tốc dao động thẳng đứng và tần số đối với con người khi ngồi và đứng trên xe theo tiêu chuẩn ISO/DIS 2631 17

Hình 2.1 Kết cấu hệ thống treo trước, sau và hình dáng bên ngoài của xe khách khảo sát 26

Hình 2.2 Mô hình dao động của ô tô khách 29

Hình 2.3 Sơ đồ lực tác dụng lên ghế người điều khiển 31

Hình 2.4 Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên cầu trước 32

Hình 2.5 Hệ thống treo và mô hình hóa hệ thống treo sau ô tô khách 35

Hình 2.6 Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên cầu sau

36 Hình 2.7 Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên thân xe 38

Hình 2.8 Chiều cao mấp mô mặt đường theo tiêu chuẩn ISO A (mặt đường có chất lượng rất tốt) 42

Hình 2.9 Chiều cao mấp mô mặt đường theo tiêu chuẩn ISO B (mặt đường có chất lượng trung bình) 42

Hình 2.10 Chiều cao mấp mô mặt đường theo tiêu chuẩn ISO C (mặt đường có chất lượng trung bình) 42

Hình 2.11 Chiều cao mấp mô mặt đường theo tiêu chuẩn ISO E (mặt đường có chất lượng rất xấu) 43

Hình 2.12 Phép xâu chuỗi mờ có thể dùng để rút ra các định tính nếu - thì 43 Hình 2.13 Mô tả hàm phụ thuộc µA(x) của tập các số thực từ-5 đến 5 44

Hình 2.14 Các dạng hàm liên thuộc của tập mờ (a) Dạng hình thang, (b) Dạng hình chữ “S”; (c) Dạng hình chữ “Z” 45

Trang 11

Hình 2.15 Hợp của hai tập mờ có cùng cơ sở (a) Theo quy tắc Max, (b) theo

quy tắc Lukasiewwiez 46

Hình 2.16 Giao của hai tập mờ có cùng cơ sở 47

Hình 2.17 Bù của tập mờ 48

Hình 2.18 Phép bù của một tập mờ 48

Hình 2.19 Minh họa quy tắc hợp thành mờ 52

Hình 2.20 Giải mờ bằng phương pháp cực đại 52

Hình 2.21 Hàm thuộc trong Matlab 55

Hình 3.1 Sơ đồ mô phỏng tổng thể Matlab/simulink 60

Hình 3.2 Gia tốc phản ứng theo miền thời gian tại 3 vị trí ghế ngối hành khách theo phương thẳng đứng 61

Hình 3.3 So sánh kết gia tốc phản ứng theo miền thời gian tại 3 vị trí ghế ngối hành khách theo phương thẳng đứng 63

Hình 3.4 (a) Giá trị gia tốc bình phương trung bình theo phương thẳng đứng với hệ thống treo bán chủ động so với hệ thống treo bị động tại ba vị trí ghế ngồi 64

Hình 3.4 (a), (b) Giá trị gia tốc bình phương trung bình theo phương thẳng đứng với hệ thống treo bán chủ động so với hệ thống treo bị động tại ba vị trí ghế ngồi 65

Hình 3.5 (a) Giá trị gia tốc bình phương trung bình theo phương thẳng đứng với hệ thống treo bán chủ động so với hệ thống bị động tại ba vị trí ghế ngồi 66

Hình 3.5 (b), (c) Giá trị gia tốc bình phương trung bình theo phương thẳng đứng với hệ thống treo bán chủ động so với hệ thống bị động tại ba vị trí ghế ngồi 67

Trang 12

9

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Bảng đánh giá chủ quan độ êm dịu ô tô theo ISO 2631-1 16Bảng 1.2.Chỉ tiêu về an toàn hàng hóa 18Bảng 2.1 Các lớp mấp mô mặt đường phân loại theo tiêu chuẩn ISO 8068[30] 41Bảng 2.3 Bảng luật điều khiển Fuzzy 56Bảng 3.1 Các thông số kỹ thuật của ô tô khách 2 cầu[31] 58Bảng 3.2 Kết quả so sánh các giá trị gia tốc bình phương trung bình tại ba vịtrí của ghế ngồi 63

Trang 13

LỜI NÓI ĐẦU

Sự phát triển to lớn của tất cả các ngành kinh tế quốc dân đòi hỏi cầnchuyên chở khối lượng lớn hàng hóa và hành khách Tính cơ động cao, tínhviệt dã, tính kính tế nhiên liệu, tính tiện khi và tính năng khai thác hoạt độngtrong những điều kiện khác nhau đã tạo cho ôtô trở thành một trong nhữngphương tiện chủ yếu để chuyên chở hàng hóa và hành khách như ngày nay

Ô tô và mặt đường là hai đối tượng có quan hệ tương tác lẫn nhau Nằmgiữa mối quan hệ tương tác này là hệ thống treo của ô tô Khi ôtô là đối tượngquan sát, mặt đường là tác nhân thì hệ thống treo có tác dụng giảm dao động

và va đập truyền lên thân xe, để nâng cao độ êm dịu của ôtô, độ bám mặtđường của bánh xe, độ an toàn chuyển động của ôtô chúng ta phải tiến hànhnghiên cứu mặt đường

Hệ thống treo là một trong những hệ thống quan trọng nhằm giảm tácđộng xấu xuống mặt đường giao thông cũng như nâng cao độ êm dịu chuyểnđộng của ô tô Mặt khác, hệ thống cũng là một trong những cụm tổng thànhthuộc danh mục được nhà nước ưu tiên sản xuất chế tạo trong nước Do vậy,phân tích động lực học toàn xe theo phương đứng để điều khiển hệ thống treo

xe khách sản xuất tại Việt Nam có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao

Mục tiêu nghiên cứu: Xây dựng được mô hình dao động toàn xe

khách; xây dựng được bộ điều khiển cho hệ thống treo bán chủ động cũngnhư phân tích được hiệu quả của hệ thống treo bán chủ động so với hệ thốngtreo bị động ở một số điều khiện khai thác của xe

Phạm vi nghiên cứu: Trong phạm vi của đề tài, một mô hình dao động

của toàn xe và bộ điều khiển được thiết lập để điều khiển hệ số cản của hệthống treo nhằm nâng cao độ êm dịu chuyển động của xe khách

Đối tượng: Hệ thống treo xe khách và xe khách

Trang 14

2

Phương pháp nghiên cứu: Lý luận và kết hợp mô phỏng bằng phần

mềm Matlab simulink để điều khiển tích cực đối với hệ số cản thủy lực cho hệthống treo xe khách nhằm nâng cao độ êm dịu chuyển động của ô tô

Nội dung nghiên cứu:

Nội dung chính của luận văn như sau:

Chương 1 Tổng quan về đề tài nghiên cứu;

Chương 2 Xây dựng mô hình dao động toàn xe và bộ điều khiển;

Chương 3 Mô phỏng và phân tích hiệu quả của hệ thống treo.

Ý nghĩa khoa học thực tiễn:

Nghiên cứu điều khiển hệ thống treo xe khách nhằm giảm các tác độngxấu xuống mặt đường quốc lộ cũng như nâng cao độ êm dịu chuyển động của

xe có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao

Qua đây cho phép tôi được bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến thầy giáoPGS TS Lê Văn Quỳnh người hướng dẫn khoa học trực tiếp tôi trong suốtthời gian làm luận văn Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy trong khoa

Kỹ thuật Ô tô-MĐL, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp- Đại học TháiNguyên đặc biệt là ThS Bùi Văn Cường và các bạn bè cùng đồng nghiệp củatôi Tuy nhiên, do điều kiện vừa nghiên cứu vừa công tác cũng như hạn chế vềmặt thời gian cũng như mặt kiến thức chắc chắn luận văn không thể tránhkhỏi sự thiếu xót, rất mong được sự đóng góp ý bổ sung thêm của quý thầy,

cô giáo và các bạn đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2019

HỌC VIÊN

Lê Nam Huy

Trang 15

3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

Mục địch của chương giới thiệu tổng quan về nghiên cứu hệ thống treo

ô tô như tình hình phát triển xe khách tại Việt Nam, phân tích hệ thống treo ô

tô khách, ảnh hưởng của dao động đến cơ thể con người và chỉ tiêu đánh giá chúng và phân tích tổng quan về kết quả các công trình nghiên cứu trong nước và thế giới liên quan đến đối tượng nghiên cứu trong luận văn này.

1.1 Tình hình phát triển xe khách tại Việt Nam

Theo số liệu thống kê, hiện nay các cơ sở sản xuất lắp ráp ôtô trong nướcmỗi năm cho ra đời hơn 20.000 ô tô khách các loại Theo dự báo của chínhphủ, nhu cầu sản lượng ô tô khách các loại đến 2020 là 30.000 ô tô trên năm,tăng 50%

Với phương pháp thiết kế như hiện nay, các loại ô tô khách chế tạo trongnước khó đảm bảo được sự thoả hiệp tối ưu giữa các mục tiêu mâu thuẫn nhaunhư các chỉ tiêu về chất lượng động lực học, các chỉ tiêu về độ bền và chi phísản xuất so với các loại xe nhập do chịu nhiều áp lực về cắt giảm chi phí phụtùng, công nghệ nhập khẩu từ nước ngoài

Ô tô khách tại các thành phố hiện có nhu cầu rất cao, đặc biệt là tại cácthành phố lớn Tính đến năm 2015, ngành sản xuất ô tô có trên 400 doanhnghiệp, tập trung chủ yếu ở khu vực Đông Nam Bộ và vùng Đồng bằng SôngHồng Đa số doanh nghiệp có quy mô vừa và nhỏ Tổng công suất lắp rápthiết kế khoảng 460.000 xe/năm, trong đó khu vực có vốn đầu tư nước ngoàichiếm khoảng 47%, doanh nghiệp trong nước khoảng 53% Giai đoạn 2001-

2014, tốc độ tăng trưởng bình quân của sản xuất lắp ráp ô tô khoảng17%/năm Biến động của nền kinh tế và sự thay đổi của chính sách, đặc biệtcác chính sách về thuế, phí là các nhân tố chủ yếu ảnh hưởng đến sản xuấtcũng như tiêu thụ xe ô tô Tổng số lượng xe tiêu thụ năm 2010 là 184.813 xe,năm 2011 là 181.545 xe, năm 2012 là 124.815 xe và năm 2013 là 153.199 xe,năm 2014 là 241.178 xe, năm 2015 là trên 350.000 xe

Trang 16

4

Ngày nay thực hiện chương trình nội địa hóa của nghành công nghiệp ô

tô thì việc chế tạo các phụ kiện trong nước như: săm, lốp, ắc quy, ghế ngồi,dây điện, khung vỏ, dầm cầu…là cần thiết và cũng đã có một số công ty bắttay vào sản xuất như: Công ty VINFAST, Xí nghiệp Tư doanh Xuân Kiên(Vinaxuki), Toyota Việt Nam, Hyundai Thành Công, Cửu Long motor vàCông ty Trường Hải (Thaco) nhằm tăng tỷ lệ nội địa hóa Về công nghiệpphục trợ, định hướng cho thời gian tới là tăng cường hợp tác giữa các doanhnghiệp trong nước và các doanh nghiệp lớn nước ngoài trong việc sản xuấtlinh kiện và phụ tùng, trong đó tập trung vào các bộ phận quan trọng, hàmlượng công lượng công nghệ cao để phục vụ nhu cầu của thị trường trongnước, thay thế nhập khẩu, tiến tới xuất khẩu Cụ thể tỷ lệ giá trị sản xuất chếtạo trong nước đối với sản xuất ô tô: đến năm 2020, xe đến 9 chỗ đạt 30 -40%, từ 10 chỗ trở lên đạt 35 - 45%, xe tải đạt 30 - 40%, xe chuyên dụng đạt

25 35%; đến năm 2025, xe đến 9 chỗ đạt 40 45%, từ 10 chỗ trở lên đạt 50 60%, xe tải đạt 45 - 55%, xe chuyên dụng đạt 40 - 45%; đến năm 2035, xeđến 9 chỗ đạt 55 - 60%, từ 10 chỗ trở lên đạt 75 - 80%, xe tải đạt 70 - 75%, xechuyên dụng đạt 60 – 70%

-Quá trình sản xuất ô tô của nước ta như vậy chắc chắn sẽ không đồng bộtrong tổng thành, trong khi cơ sở hạ tầng của nước ta có quy mô đường cònnhỏ hẹp, tỷ lệ đường đất còn rất lớn, tỷ lệ đường nhựa, bê tông xi măng hóachưa cao, chất lượng đường còn kém…Vì thế cần phải có biện pháp kiểm tralại chất lượng sản phẩm sau khi lắp ráp theo đúng thực tế sử dụng trong nướcnhằm định hướng lâu dài cho nền công nghiệp ô tô nước ta Thay thế ô tô quániên hạn bằng ô tô mới và nâng cao tỷ lệ nội địa hóa là sự cần thiết để xâydựng được nền công nghiệp sản xuất ô tô Việt Nam phát triển trong tương lai.Tuy nhiên, nếu chất lượng các loại xe thay thế này không đảm bảo, không phùhợp với điều kiện giao thông, địa hình của Việt Nam, nó sẽ phá hoại đường

bộ cũng như về tính an toàn đối với người sử dụng

Trang 17

5

Bước đi mới

Câu hỏi đặt ra, thực sự ai đang thống trị trị trường xe khách tại ViệtNam? THACO đã gây chú ý khi mới đây đã khánh thành Nhà máy BusTHACO nằm trong khu phức hợp ô tô Chu Lai Trường Hải được khởi côngxây dựng từ tháng 9/2016, với công suất thiết kế 20.000 xe/năm; tổng vốn đầu

tư 7.000 tỷ đồng Với định vị là nhà máy xe khách lớn nhất Đông Nam Á,Nhà máy Bus THACO được đầu tư các dây chuyền công nghệ mới, hiện đại.Song song với việc xây dựng nhà máy mới, THACO cũng nghiên cứuphát triển dòng sản phẩm xe bus cao cấp hoàn toàn mới, mang thương hiệuriêng của Việt Nam, với tỷ lệ nội địa hóa đạt trên 60%, sử dụng động cơ Euro

4, có cấu hình và công năng phù hợp với điều kiện giao thông và quy định củaChính phủ về vận tải nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng của khách hàng và xuấtkhẩu sang các nước ASEAN

Khu phức hợp ô tô Chu Lai Trường Hải với 5 nhà máy lắp ráp ô tô, 14nhà máy sản xuất linh kiện phụ tùng với các dây chuyền thiết bị hiện đại đượcchuyển giao từ các đối tác châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc; 1 trường cao đẳng

và 6 đơn vị hỗ trợ đã góp phần đặc biệt quan trọng vào việc phát triển ngànhcông nghiệp ô tô Việt Nam

Sau một thời gian chia tách, thương hiệu Hyundai đã chính thức quy vềmột mối tại thị trường Việt Nam khi tập đoàn Thành Công mở rộng sân chơi

xe du lịch sang xe thương mại

Tập đoàn Thành Công cho biết đã đạt thỏa thuận liên doanh sản xuất vàphân phối xe thương mại với Hyundai Hàn Quốc, tên gọi là Hyundai ThànhCông xe thương mại (HTCV) từ tháng 9/2017

Theo đó, HTCV sẽ trở thành nhà sản xuất, lắp ráp và phân phối độcquyền của xe bus, xe tải Hyundai tại Việt Nam Liên doanh này sẽ mở mộtnhà máy trong khi tổ hợp ở Ninh Bình, diện tích 25 ha, công suất dự kiến12.000 xe/năm với xe khách/bus và 30.000 xe/năm với xe tải Mục tiêu của

Trang 18

HTCV hiện có 70 đại lý ở Việt Nam và hãng sẽ có sản phẩm đầu tiênvào khoảng tháng 3 năm sau

Sau thang máy và xe con, xe thương mại là mảng thứ ba mà Thành Công

và Hyundai hợp tác Việc quy về một mối có thể giúp hai hãng quản lýthương hiệu tập trung đồng thời thay đổi đáng kể trong việc phân chia thịphần mảng xe thương mại vốn do Trường Hải thống trị nhiều năm qua

Có thể thấy rõ thị trường xe khách, xe thương mại tại Việt Nam hiện nay

là cuộc chạy đua cạnh tranh tương đối khốc liệt giữa 2 ông lớn là THACOTrường Hải và Hyundai Thành Công trước những tiềm năng và thách thứclớn khi thuế suất nhập khẩu ôtô nguyên chiếc từ các nước ASEAN sẽ giảm về0% vào năm 2018, buộc các nhà sản xuất ô tô trong nước phải có những bước

đi hiệu quả để có thể cạnh tranh được ngay trên chính sân nhà của mình

1.2 Phân tích một số kết cấu hệ thống treo xe khách

1.2.1 Nhiệm vụ, phân loại và yêu cầu hệ thống treo

Khi ô tô chuyển động trên nền đường không bằng phẳng, do sự chéphình của bánh xe khiến ô tô bị dao động và gây ra tải trọng động lớn Tảitrọng động này ảnh hưởng xấu đến tính êm dịu và tiện nghi, đồng thời làmgiảm tuổi bền các chi tiết của ô tô Hệ thống treo được hiểu như hệ thốngliên kết mềm (đàn hồi) giữa bánh xe thông qua cầu xe với khung xe hoặc vỏ

xe ô tô

Trang 19

7

a) Nhiệm vụ:

Hệ thống treo thực hiện nhiệm vụ đỡ thân xe lên trên cầu xe; chophép bánh xe chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng đối vớikhung xe hoặc vỏ xe; hạn chế những chuyển động không muốn có khác củabánh xe

Cấu tạo chung của hệ thống treo bao gồm 3 bộ phận cơ bản: Bộ phận

đàn hồi; Bộ phận giảm chấn; Bộ phận dẫn hướng.

Bộ phận đàn hồi

+ Nối “mềm” giữa bánh xe và thùng xe giảm nhẹ tải trọng động tácdụng từ bánh xe lên khung trên các địa hình khác nhau đảm bảo độ êm dịukhi chuyển động

+ Phần tử đàn hồi có nhiệm vụ đưa vùng tần số dao động của xe phùhợp vùng tần số thích hợp với người sử dụng

Bộ phận giảm chấn

+ Dập tắt dao động phát sinh trong quá trình xe chuyển động từ mặtđường lên khung xe trong các địa hình khác nhau một cách nhanh chóngbằng cách biến năng lượng dao động thành nhiệt năng tỏa ra môi trường

+ Đảm bảo dao động của phần không treo nhỏ nhất, sự tiếp xúc củabánh xe trên nền đường, nâng cao khả năng bám đường và an toàn trongchuyển động

Bộ phận dẫn hướng

+ Xác định tính chất chuyển động (động học) của bánh xe đối với khung, vỏ

xe ô tô.

+ Tiếp nhận và truyền các lực dọc, ngang và các mô men giữa bánh

xe với khung xe và ngược lại

Ngoài ra trên một số hệ thống treo còn có: bộ phận ổn định ngang vàcác ụ cao su tăng cứng hoặc hạn chế hành trình

Trang 20

8

Phần tử ổn định ngang: Với chức năng là phần tử đàn hồi phụ làm

tăng khả năng chống lật thân xe khi có sự thay đổi tải trọng trong mặtphẳng ngang

Các phần tử phụ khác: vấu cao su, thanh chịu lực phụ, có tác dụng

tăng cứng, hạn chế hành trình và chịu thêm tải trọng

c) Phân loại

Việc phân loại hệ thống treo dựa theo các căn cứ sau:

- Theo loại bộ phận đàn hồi chia ra:

+ Loại bằng kim loại: nhíp lá, lò xo, thanh xoắn

+ Loại khí: buồng khí nén dạng gấp, dạng sóng, có buồng khí nén phụ.+ Loại thuỷ khí: kết hợp giữa khí nén và giảm chấn thủy lực

+ Loại cao su: các gối cao su, ống cao su đàn hồi

-Theo bố trí bộ phận dẫn hướng chia ra:

+ Loại phụ thuộc với dầm cầu liền

+ Loại độc lập: một đòn, hai đòn,

-Theo phương pháp điều khiển có thể chia ra:

+ Hệ thống treo bị động (Hệ thống treo không điều khiển)

+ Hệ thống treo chủ động (Hệ thống treo có điều khiển)

+ Hệ thống treo bán chủ động

1.2.2 Phân tích một số kết cấu hệ thống treo xe khách

Dưới đây là một số hệ thống treo của ô tô khách hiện nay có mặt trênthị trường Việt Nam:

Hệ thống treo xe Samco Primas Li.35B

Hệ thống treo được thiết kế kiểu “full air” – “toàn bầu hơi” với 02 túikhí hơi cầu trước và 04 túi hơi sau đảm bảo mọi dao động êm dịu tối ưu, tạo

sự ổn định tuyệt đối cho xe khi vận hành trên mọi địa hình

Trang 21

9

Hình 1.1 Hệ thống chassis xe khách Samco Primas Li.35B

Đặc điểm hệ thống treo trước xe khách

Hình 1.2 Hệ thống treo trước xe khách Samco Primas Li.35B

Trang 22

10

Đặc điểm hệ thống treo sau xe khách

Hình 1.3 Hệ thống treo sau xe khách Samco Primas Li.35B

Hệ thống treo xe khách thế hệ mới THACO GARDEN 79S

Hình 1.4 Hệ thống treo xe khách thế hệ mới THACO GARDEN 79S

Trang 23

11

Hệ thống treo xe khách của Thaco với hệ thống treo trước hai túi khí vàhai giảm chấn thủy lực và hệ thống treo sau bốn túi khí và bốn giảm chấnthủy lực Hệ thống treo khí nén được trang bị loại 06 túi hơi (02 trước, 04 sau)bởi nhà cung cấp Komman – CHLB Đức Hệ thống lốp không săm được cungcấp bởi tập đoàn Michelin cùng với mâm lốp bằng hợp kim nhôm Alcoa –

Mỹ, tất cả những yếu tố trên giúp xe vận hành êm dịu và ổn định trên nhiềuđiều kiện địa hình khách nhau

Hệ thống treo của xe khách Hyundai Universe Mini K39s

Hình 1.5 Hệ thống treo của xe khách Hyundai Universe Mini K39s

Hệ thống treo xe khách của Hyundai Universe Mini K39s với hệ thốngtreo khí cho hai hệ thống treo cầu trước và cấu sau

Hệ thống treo bán chủ động:

Điều khiển giảm chấn thủy lực: chỉ có thể thay đổi độ nhớt của bộ giảmchấn, và không làm tăng độ cứng cho bộ phận đàn hồi (hình 1.7) Mặc dù bịhạn chế trong việc can thiệp vào hệ thống treo, nhưng hệ thống treo bán chủđộng tốn kém ít chi phí và tiêu thụ năng lượng ít Trong thời gian gần đây,

Trang 24

Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống treo bán chủ động điều khiển hệ số cản.

+ Bộ giảm chấn dùng lưu chất biến từ: một phương pháp khác đượcphát triển gần đây là dùng một bộ giảm chấn có chứa chất lưu biến từ, trong

hệ thống mang tên Magne Ride Dòng chất lỏng giảm chấn được chứa các hạtkim loại (vì vậy gọi là lưu chất biến từ) Thông qua các máy tính, đặc tính củagiảm chấn được điều khiển bởi một nam châm điện Về cơ bản, việc tăng lưulượng lưu chất vào giảm chấn sẽ làm tăng độ nén, phục hồi của lò xo, và việcgiảm lưu lượng sẽ làm giảm hiệu quả hoạt động của giảm chấn.Thông tin từcác cảm biến bánh xe (cảm biến về độ co giãn của lò xo), cảm biến vô lăng,

Trang 25

13

cảm biến gia tốc và một số cảm biến khác sẽ được sử dụng để tính toán độcứng tối ưu Phản ứng nhanh chóng của toàn hệ thống cho phép

1.3 Ảnh hưởng dao động ô tô đối với con người

1.3.1 Cơ chế tác động của dao động lên cơ thể người

Ô tô và các phương tiện vận tải nói chung khi hoạt động sẽ sinh ra cácdao động và tiếng ồn, các dao động và tiếng ồn này truyền trực tiếp đến ngườiđiều khiển, hành khách, hành hóa và độ bền của các cụm chi tiết của bản thân

xe Những dao động này dưới dạng sóng cơ học được truyền trực tiếp lên conngười làm cho cả cơ thể hoặc từng bộ phận của cơ thể dao động theo Các thínghiệm đã chỉ ra rằng con người có thể xem như một hệ thống cơ học đàn hồi

có tần số dao động riêng từ 3÷30Hz và có khả năng hấp thụ những dao động

có tần số đến 8000Hz Khi chịu lực kích thích các bộ phận của cơ thể người

sẽ thực hiện các chuyển động tương đối với nhau Khi ngồi trên ô tô, phầnmông trực tiếp tiếp xúc với ghế ngồi, các phần còn lại của cơ thể (tay, chân,lưng, bụng, ngực, cổ, đầu…) nối với mông bằng các bộ phận như cơ, gân, dâychằng, …Khi nghiên cứu chúng ta tìm cách giảm dao động và tiếng ồn có hạicho con người đặc biệt là các tần số mẫn cảm con người từ 4-8Hz đối vớiphương đững và 1-2 Hz đối với phương ngang

1.3.2 Ảnh hưởng của dao động đối với cơ thể con người

Dao động mặc dù có cường độ trung bình, nhưng thời gia tác động kéodài cũng ảnh hưởng nghiêm trọng đến cơ thể nếu tần số dao động không phùhợp Nhiều thí nghiệm đã cho thấy dao động với tần số từ 3÷5Hz sẽ gây racác phản ứng ở cơ quan tiền đình, những rối loạn liên quan đến sự lưu thôngmáu, gây choáng Dao động từ 3÷5Hz đến 11Hz gây rối loạn ở đường taitrong, ảnh hưởng đến dạ dầy, gan, ruột Dao động với tần số 11÷45Hz làmgiảm thị lực, gây buồn nôn (hình 1.8)

Trang 26

14

1.3.3 Những ảnh hưởng về sự tiện nghi

Người ta đã thiết lập được mối quan hệ giữa tính tiện nghi và biên độdao động: biên độ tăng sẽ tăng sự khó chịu theo tỷ thuận Tần số dao độngảnh hưởng trực tiếp đến mức độ tiện nghi, ở tần số 1÷2Hz, là tần số đi bộ, conngười không cảm thấy khó chịu Tuy nhiên tần số 2-8 Hz ảnh hưởng trực tiếp

vì khi tăng tần số lên, do ảnh hưởng của cộng hưởng có thể làm tăng nhanh sựkhó chịu đối với con người

Hình 1.7 Tần số dao động riêng của các bộ phận trên cơ thể

Trang 27

15

÷ 0,25Hz, giảm dần khi tăng tần số và ít khi xuất hiện say sóng ở tần số trên0,5Hz

1.4 Các chỉ tiêu, phương pháp đánh giá độ êm dịu chuyển động[8, 13,14]

Đánh giá độ êm dịu chuyển động hiện nay các nhà nghiên sử dụng cácchỉ tiêu dưới đây để đánh giá độ êm dịu với hành khách, hàng hóa và độ êmdịu với mặt đường quốc lộ

1.4.1 Cường độ dao động

* Tiêu chuẩn VBI2057 của Đức đưa ra hệ số KB đánh giá dao động:Theo đó ba ngưỡng được dùng để đánh giá:

- KB = 20 giới hạn êm dịu;

- KB = 50 giới hạn điều khiển;

- KB = 125 giới hạn gây bệnh lý;

Cường độ dao động KB là một hàm của gia tốc, phương tác dụng, thờigian và tần số tác dụng Như vậy để xác định KB, đối với xe tải ta phải xác

Trang 28

định gia tốc của Cabin, trong tính toán sau này là Z1

lượng được treo trước

, gia tốc tại tâm khối

KB = f( Z1 ,f 1, )Chỉ tiêu về an toàn hàng hoá: Chỉ tiêu về an toàn hàng hoá hiện nay mớichỉ thấy Hiệp hội Đóng gói Đức BFSV nêu vấn đề Dựa vào đó, với nghiêncứu ảnh hưởng của dao động với đường, Mitschke đề ra ngưỡng cho an toànhàng hoá như sau

Trang 29

Giới hạn cảnh báo, theo Mitschkelà ở đó hệ thống treo hoặc đường xá đãhỏng đến mức phải có kế hoạch sửa chữa.

1.4.2 Gia tốc bình phương trung bình theo thời gian tác động

* Theo tiêu chuẩn ISO 2631-1 đưa ra chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển

động ô tô thông qua gia tốc bình phương trung bình theo phương thẳng đứngdựa theo vào các công trình nghiên cứu của thế giới Gia tốc bình phươngtrung bình theo phương thẳng đứng được xác định theo công thức dưới đây:

Trang 30

awz - Gia tốc bình phương trung bình theo phương thẳng đứng.

az - Gia tốc theo phương thẳng đứng theo thời gian

T - Thời gian khảo sát

Điều kiện chủ quan đánh giá độ êm dịu ô tô theo độ lệch gia tốc quânphương thẳng đứng ISO 2631-1 dựa vào Bảng 1-1 dưới đây:

Bảng 1.1 Bảng đánh giá chủ quan độ êm dịu ô tô theo ISO 2631-1

* Thời gian mệt mỏi – giảm hiệu suất làm việc

Khi người điều khiển làm việc trong một gian dài trong môi trường sẽcảm thấy không thoải mái, mệt mỏi, thậm chí mắc một số bệnh nghề nghiệp

do dao động và tiếng ồn gây ra dẫn đến hiệu quả làm việc kém năng suất côngviệc giảm xuống Chính vì vậy, tiêu chuẩn ISO 2631 – 1 (1997) đã đưa ra

Trang 31

thông số đánh giá thời gian mệt mỏi – giảm hiệu suất lao động của người điềukhiển và được xác định theo công thức sau:

+ Các hệ số a1 = 2.8 m/s2 , a2 = 2 m/s2 và T0 = 0.167 giờ theo tiêuchuẩn quy định

Khi đánh giá cảm giác, ISO đã sử dụng dao động thẳng đứng điều hoàtác động lên người ngồi hay đứng trong vòng 8 giờ Nếu tần số kích độngnằm trong khoảng nhạy cảm nhất với dao động của con người (4  8 Hz) thìgia tốc bình phương trung bình theo các mức là

Hình 1.8 Giới hạn tác động của dao động thẳng đứng (các đường cong có

cùng thời gian tác động) phụ thuộc vào gia tốc dao động thẳng đứng và tần sốđối với con người khi ngồi và đứng trên xe theo tiêu chuẩn ISO/DIS 2631

Trang 32

* Ưu điểm của tiêu chuẩn VBI2057 và tiêu chuẩn ISO 2631-1: thuận lợicho việc phân tích và đánh giá dao động toàn bộ của xe Thông qua các môhình dao động vật lý và toán học của toàn bộ xe hoặc các phần mền chuyêndùng ADAMS, LMS hoàn toàn xác định gia tốc dao động theo miền thời hoặcmiền tần số Hiện nay phương pháp này đã được các nhà khoa học trên khắpthế giới áp dụng ISO 2631-1 để phân tích độ êm dịu của dao động các phươngtiện dao thông.

1.4.3.Chỉ tiêu đối với hàng hoá

Đối với xe tải là phương tiện chở hàng nên ngoài độ êm dịu cho lái xecần có độ êm dịu cần thiết cho hàng hoá Chỉ tiêu an toàn hàng hoá theo doHiệp hội đóng gói Đức BFSV nêu ra theo bảng dưới Dựa vào đó, với nghiêncứu ảnh hưởng của dao động với đường Mitschke đề ra ngưỡng cho an toànhàng hoá như sau:

amax= 3m/s2 là giới hạn cảnh báo

amax= 5m/s2 là giới hạn can thiệp

Giới hạn cảnh báo là tại đó hệ thống treo hoặc đường xá đã hỏng đếnmức phải sửa chữa Giới hạn can thiệp là tại đó đường xá đã hỏng nặng buộccác nhà quản lý giao thông phải sửa chữa ngay

Bảng 1.2.Chỉ tiêu về an toàn hàng hóa

h

KhZ

e

0

16

30T

Trang 33

Đối với với các hàng hoá trên thùng xe không có kẹp giữ, dây buộcthường yêu cầu gia tốc ở sàn xe không vượt quá gia tốc trọng trường Xuấtphát từ giá trị này yều cầu giá trị bình phương trung bình của gia tốc khôngvượt quá ( 0.15- 0.3)[25].

1.4.4 Đánh giá cảm giác theo công suất dao động

Chỉ tiêu này dựa trên giả thiết rằng: cảm giác của con người khi daođộng phụ thuộc vào trị số của công suất dao động truyền cho con người

Công suất trung bình truyền đến con người sẽ là:

1

Trang 34

Số liệu thực nghiệm theo giá trị cho phép [Nc].

+ [Nc] = 0,2  0,3 (W) – tương ứng với cảm giác thoải mái

+ [Nc] = 6  10 (W) – là giới hạn cho phép đối với ôtô có tính năngthông qua cao

Ưu điểm cơ bản của chỉ tiêu này là nó cho phép kể đến tác dụng đồngthời của dao động với các tần số khác nhau và theo các hướng khac nhau

Năng lượng tổng cộng truyền đến con người có thể xác định như sau:

hướng dọc và Y c : gia tốc theo hướng ngang

Các số liệu nhận được phản ánh tính phức tạp của sự cảm thụ dao độngcủa con người Chúng ta có thể đưa ra kết luận chung: những tác động phụtruyền qua chân không lớn như những tác động truyền qua ghế ngồi Bởi vì

Trang 35

trong tư thế đứng tác động của dao động bị yếu đi bởi các khớp xương củachân.

Trong luận văn này tác giả chọn tiêu chuẩn đánh giá độ êm dịu chuyểnđộng của ô tô theo tiêu chuẩn ISO 2631-1 để đánh giá ảnh hưởng và lựa chọncác thông số tối ưu cho hệ thống treo xe du lịch

1.5 Tình hình trong nước và quốc tế.

Ngày nay, chúng ta biết rằng để nâng cao tính êm dịu chuyển động của ô

tô và tính ổn định hướng của ô tô, thì hệ thống treo đã và đang được các nhànghiên cứu, nhà thiết kế tập trung nghiên cứu để hoàn thiện, tối ưu và điềukhiển Đặc biệt các hệ thống treo xe khách đang được cải tiến và hoàn thiệnđối với các hệ thống treo khí bị động và bán chủ động nhằm nâng cao tính êmdịu chuyển động của ô tô Dưới đây làm tóm tắt các công trình nghiên cứutrong nước và nước ngoài về lĩnh vực nghiên cứu của luân văn

b) Đối tượng nghiên cứu trong nước

- Công trình nghiên cứu “Lưu Văn Tuấn luận ăn tiến sĩ kỹ thuật TrườngĐại học Bách khoa Hà Nội, 1994” Nghiên cứu dao động xe ca Ba Đình trên

cơ sở đề xuất các biện pháp nâng cao độ êm dịu chuyên động Trong luận ántác giả đã xây dựng được mô hình dao động toàn xe và đề ra mục tiêu nângcao độ êm dịu cho xe khách Ba Đình đóng trên cơ sở IFA; trong luận văn nàytác giả đã chú ý mô tả thuộc tính đàn hồi giữa khung và vỏ là kết cấu đặctrưng của xe ca: xe ca có kết cấu khung - vỏ chịu lực[7]

- Công trình nghiên cứu “Lê Văn Quỳnh luận ăn thạc sĩ kỹ thuật TrườngĐại học Bách khoa Hà Nội, 2006” Nghiên cứu dao động ghế ngồi ô tô kháchsản xuất tại Việt Nam Trong luận án tác giả đã xây dựng được mô hình daođộng toàn xe để khảo sát ảnh hưởng của các thông số thiết kế của hệ thốngtreo ghế ngồi ở các vị trí khách nhau dưới kích thích của mấp mô mặt đườngngẫu nhiên Ngoài ra đề xuất được bộ thông số tối ưu cho hệ thống treo ghếngồi hàng khách nhằm nâng cao độ êm dịu chuyển động của ô tô khách [8]

Trang 36

- Công trình “Đặng Việt Hà luận án tiến sĩ kỹ thuật Trường Đại học Giaothông Vận tải Hà Nội, 2010” nghiên cứu ảnh hưởng một số thông số đến độ

êm dịu chuyển động của ô tô khách đóng tại Việt Nam Trong luận án tác giảxây dựng mô hình không gian dao động của ôtô hai cầu với hàm toán học đơngiản và giải quyết bài toán dao động bằng phương pháp Matlab/Simulink Từhàm mục tiêu là gia tốc phương thẳng đứng ghế ngồi lớn nhất và gia tốc bìnhphương trung bình theo phương đứng của ghế ngồi, các thông số thiết kế hệthống treo như độ cứng và hệ số cản lần lượt được phân tích Cuối cùng, mộtthí nghiệm đo để kiểm chứng sự đúng đắn của mô hình dao động của ô tôkhách đóng tại Việt Nam[9]

- Công trình “Trần Thanh An luận án tiến sĩ kỹ thuật Học viên Kỹ thuậtQuân sự, 2012” Nghiên cứu tối ưu các thông số hệ thống treo ô tô khách sửdụng tại Việt Nam Trong luận án tác giả xây dựng mô hình không gian daođộng của ôtô khách hai cầu và giải quyết bài toán dao động bằng phươngpháp Matlab/Simulink Từ hàm mục tiêu các thông số thiết kế hệ thống treonhư độ cứng và hệ số cản lần lượt được phân tích và tối ưu nhằm nâng cao độ

êm dịu chuyển động của ô tô Cuối cùng, một thí nghiệm đo để kiểm chứng

sự đúng đắn của mô hình dao động của ô tô khách [10]

- Công trình “Lê Thanh Duẩn luận án thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại họcBách Khoa Hà Nội, 2012” Khảo sát dao động ô tô khách Trong luận án tácgiả xây dựng mô hình dao động của ôtô khách hai cầu và giải quyết bài toándao động bằng phương pháp Matlab/Simulink Từ hàm mục tiêu phân tíchảnh hưởng của các thông số hệ thống treo và các yếu tố ảnh hưởng khác đếndao động của ô tô[11]

- Công trình “Lương Hữu Thoại luận án thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học

Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh, 2015” Nghiên cứu biện pháp tối ưu hóa

hệ thống treo xe bus sử dụng ở Thành phồ Hồ Chí Minh Trong luận án tácgiả xây dựng mô hình dao động của ôtô khách hai cầu Từ đó sử dụng điều

Trang 37

khiển LQR để xây dựng hệ thống treo tối ưu hàm nhằm nâng cao độ êm dịu chuyển động và giảm tác động xấu đến mặt đường quốc lộ[12].

- Công trình “Trần Hồng Hà luận án thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Kỹthuật Công nghiệp, Đại học Thái Nguyên, 2018” Nghiên cứu ảnh hưởng điềukiện khai thác đến độ êm dịu ô tô khách Trong luận án tác giả xây dựng môhình dao động của ôtô khách hai cầu với kích thích mấp mô mặt đường ngẫunhiên Dựa vào các hàm mục tiêu, các điều kiện khai thác ô tô khách đượctiến hành phân tích và đánh giá ảnh hưởng đến độ êm dịu chuyển động của ôtô[13]

- Công trình “Nguyễn Đức Thuận luận án thạc sĩ kỹ thuật Trường Đạihọc Kỹ thuật Công nghiệp, Đại học Thái Nguyên, 2018” Phân tích dao động

và lựa chọn thông số tối ưu hệ thống treo ô tô khách nhằm nâng cao độ êmdịu chuyển động Trong luận án tác giả xây dựng mô hình dao động của ôtôkhách hai cầu với kích thích mấp mô mặt đường ngẫu nhiên Dựa vào cáchàm mục tiêu, các thông số hệ thống treo như độ cứng và hệ số cản lần lượtđược phân tích và đánh giá ảnh hưởng Từ kết quả phân tích ảnh hưởng vàđiều kiện ràng buộc biến thiết kế, các thống số thiết kế tối ưu của hệ thốngtreo được tìm thấy nhằm nâng cao độ êm dịu chuyển động của ô tô[14]

- Công trình “Nguyễn Văn Như luận án thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại họcGiao thông Vận tải Hà Nội, Hà Nội 2006” Nghiên cứu ứng dụng hệ thốngtreo bán tích cực điều khiển mờ trên ô tô Trong luận án tác giả xây dựng môhình dao động của xe Bộ điều khiển mờ được thiết lập để điều khiển hệ thốngtreo nhằm nâng cao hiệu quả của hệ thống[15]

b) Đối với nhà nghiên cứu trên thế giới

Vai trò hệ thống treo đối với tải trọng động bánh xe tác dụng xuốngmặt đường giao thông: các nghiên cứu ảnh hưởng của hệ thống treo ô tô đếnmặt đường quốc lộ được nhiều khoa học trên thế giới đặc biệt quan tâmnghiên cứu như X M Shi and C S Cai (2009) nghiên cứu ảnh hưởng của hệ

Trang 38

thống động lực học của ô tô đến mặt đường giao thông trong đó thông số kếtcấu của các hệ thống như hệ thống treo, cũng như lốp xe, tải trọng, cũngđược xem xét nghiên cứu[16]; Yongjie Lu và cộng sự (2010) đã tiến hànhphân tích ảnh hưởng của thông số kết cấu của xe như hệ thống treo, lốp xe,…

và thông số khai thác đến hệ số tải trọng động bánh xe DLC (Dynamic LoadCoefficient) dựa vào mô hình dao động không gian toàn xe ảo của xe tải[17];

Le Van Quynh(2017) cũng đề cập vấn đề này với đối tượng hệ thống treokhí[18]; Le Van Quynh và công sự (2011) đưa ra mô hình dao động khônggian phi tuyến của xe tải nặng 5 cầu, từ đó phân tích tương tác qua lại giữa xe

và mặt đường[19], Le Van Quynh (2017) đã tiến hành xây dựng mô hìnhđộng lực học của toàn xe để đánh giá so sánh hiệu quả với hai hệ thống treokhí đối với hàm mục tiêu là hệ số tải trọng động bánh xe DLC[20] Vai trò hệthống treo đối với độ êm chuyển động của xe: phân tích ảnh hưởng các thông

số hệ thống treo bị động đến độ êm dịu chuyển động cũng được Le VanQuynh và cộng sự(2013) nghiên cứu và công bố trong tài liệu[21]; các kết quảnghiên cứu tối ưu các thông số thiết kế cũng như điều khiển hệ thống đệmcách cabin xe ô tô và chuyên dùng được Le Van Quynh, Nguyen Van và cáccộng sự (2016-2017), công bố trong tài liệu[22-24];Y S Kong và các cộng sự(2014) đã phân tích đánh giá độ êm dịu hệ thống treo xe khách theo các tần sốphản ứng của hệ thống[25]; Huihui Pan và công sự(2016) đã đề xuất phươngpháp điều khiển theo dõi thích ứng cho hệ thống treo chủ động nhằm nângcao độ êm dịu của ô tô[26]; với mục tiêu tương tự, Xiaoqiang Sun và các côngsự(2017) đề xuất phương pháp điều khiển tiên đoán cho hệ thống treo khí[27];Yanghai Nan và công sự(2017) đề xuất phương pháp điều khiển fuzzy-logicnhằm nâng cao độ êm dịu[28] Tuy nhiên, các nghiên cứu của các tác giả kháchầu hết sử dụng mô hình động lực học theo phương đứng 1/4 hoặc 1/2 của xe

và khảo sát nguồn kích thích dao động mặt đường là hàm điều hòa

Trang 39

Trong nghiên cứu này, một mô hình động lực học không gian toàn xetheo phương đứng của ô tô khách được xây dựng dưới kích thích ngẫu nhiêncủa mặt đường quốc lộ và bộ điều khiển khiển fuzzy logic được thiết lập đểđiều khiển hệ số cản giảm chấn thủy lực cho hệ thống treo xe khách nhằmnâng cao độ êm dịu đồng thời giảm các tác động xấu xuống mặt đường quốclộ.

1.6 Mục tiêu, phạm vi và nội dung nghiên cứu của luận văn

1.6.1 Mục tiêu nghiên cứu

Trong nghiên cứu này, một mô hình động lực học không gian toàn xetheo phương đứng của ô tô khách được xây dựng dưới kích thích ngẫu nhiêncủa mặt đường quốc lộ và bộ điều khiển fuzzy logic được thiết lập để điềukhiển hệ số cản giảm chấn thủy lực cho hệ thống treo xe khách nhằm nângcao độ êm dịu cũng như giảm các tác động xấu xuống mặt đường quốc lộ

Trong khuôn khổ một luận văn thạc sĩ khoa học tác giả tập trung cứumột số vấn đề sau:

- Tổng quan về đề tài nghiên cứu;

- Xây dựng mô hình dao động toàn xe và bộ điều khiển;

-Phân tích hiệu quả của hệ thống treo điều khiển bán chủ động;

- Kết luận và kiến nghị

1.6.2 Phạm vi nghiên cứu và đối đượng nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu: Xây dựng mô hình dao động không gian để điều

khiển hệ số cản thủy lực của giảm chấn dựa vào bộ điều khiển Fuzzy logicnhằm nâng cao độ êm dịu chuyển động cũng như giảm các tác động xấu đếnmặt đường giao thông

Đối tượng: Một mô hình động lực học không gian toàn xe theo

phương đứng của ô tô khách được xây dựng dưới kích thích ngẫu nhiên củamặt đường quốc lộ và bộ điều khiển Fuzzy logic được thiết lập để điều khiển

Trang 40

hệ số cản giảm chấn thủy lực cho hệ thống treo xe khách nhằm nâng cao độ

êm dịu cũng như giảm các tác động xấu xuống mặt đường quốc lộ

1.6.3 Phương pháp nghiên cứu

Lý luận và kết hợp mô phỏng bằng phần mềm Matlab simulink để đánhgiá hiệu quả của hệ thống treo bán chủ động của xe khách theo hướng nângcao nâng cao độ êm dịu cho hành khách

1.6.4 Nội dung nghiên cứu

Nội dung chính của luận văn như sau:

Chương 1 Tổng quan về đề tài nghiên cứu

Chương 2 Xây dựng mô hình dao động toàn xe và bộ điều khiển;

Chương 3 Mô phỏng và phân tích hiệu quả của hệ thống treo điều khiển

bán chủ động

Kết luận và những kiến nghị

1.7 Kết luận chương

Qua nghiên cứu chương 1 tác giả đưa ra một số kết luận như sau:

- Phân tích tính hình phát triển xe khách nước ta trong những năm gần

Định dạng
Số trang	119
Dung lượng	3,71 MB