Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống treo xe formula student

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ……………………………… NGUYỄN THÀNH CÔNG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG TREO XE FORMULA STUDENT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Thái Nguyên - 2014 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP …………………………… NGUYỄN THÀNH CÔNG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG TREO XE FORMULA STUDENT Chuyên ngành: Kỹ thuật khí Mã số: 62520103 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN KHẮC TUÂN P QUẢN LÝ ĐT SAU ĐẠI HỌC Thái Nguyên - 2014 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CAM ĐOAN Đây cơng trình nghiên cứu tơi với hướng dẫn thầy giáo TS Nguyễn Khắc Tuân Trong trình làm luận văn tơi có sử dụng tài liệu tham khảo số đề tài nghiên cứu ôtô thừa kế số kết nghiên cứu đề tài ứng dụng để làm sở cho luận văn Tôi cam đoan số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Thái Nguyên, ngày 28 tháng năm 2014 Học viên Nguyễn Thành Cơng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỤC LỤC Trang I Lời cam đoan II Mục lục .2 III Danh mục ký hiệu chữ viết tắt IV Danh mục hình vẽ bảng biểu Chƣơng Tổng quan đề tài nghiên cứu 11 1.1 Giới thiệu xe Formula Student .11 1.2 Tổng quan hệ thống treo tiêu đánh giá 13 1.2.1 Vai trò hệ thống treo 13 1.2.2 Yêu cầu kỹ thuật hệ thống treo .13 1.2.3 Giới thiệu số loại hệ thống treo 14 1.3 Các tiêu, phương pháp đánh giá độ êm dịu chuyển động 21 1.3.1 Cường độ dao động 21 1.3.2 Gia tốc bình phương trung bình theo thời gian tác động 22 1.3.3 Chỉ tiêu tải trọng động 23 1.4 Tổng quan nghiên cứu lĩnh vực dao động ô tô hệ thống treo .24 1.4.1 Ở nước 24 1.4.2 Trên giới 26 1.5 Mục tiêu, phạm vi nội dung nghiên cứu luận văn 29 1.5.1 Mục tiêu nghiên cứu 29 1.5.2 Phạm vi nghiên cứu đối tượng nghiên cứu 30 1.5.3 Phương pháp nghiên cứu 30 1.5.4 Nội dung nghiên cứu 31 Chƣơng Thiết kế hệ thống treo xe Formula Student 32 2.1 Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế hệ thống treo 32 2.2 Xác định thông số hệ thống treo .33 2.2.1 Các thông số kỹ thuật xe F-SAE 33 2.2.2 Xác định hệ số độ cứng hệ số giảm chấn hệ thống treo 34 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 2.3 Tính tốn,thiết kế hệ thống treo 37 2.3.1 Cấu tạo hệ thống treo xe F-SAE .37 2.3.2 Động học hệ thống treo Mc.Pheson 38 Chƣơng Xây dựng mơ hình dao động xe Formula Student .41 3.1 Mơ hình dao động xe F-SAE .41 3.1.1 Các phương pháp xây dựng mơ hình dao động 41 3.1.2 Xây dựng mơ hình vật lý 43 3.2 Thiết lập phương trình vi phân mơ tả dao động .46 3.3 Phân tích nguồn kích thích dao động .51 3.3.1 Kích thích hàm toán học đơn giản .51 3.3.2 Kích thích mặt đường ngẫu nhiên .53 Chƣơng Mô dao động lựa chon thông số hệ thống treo xe Formula Student .55 4.1 Phương pháp mô .56 4.2 Mô dao động .57 4.2.1 Các thông số mô .57 4.2.2 Mô dao động xe F-SAE 58 4.2.3 Kết mô dao động xe F-SAE .59 4.2.4 Phân tích, đánh giá ảnh hưởng thông số thiết kế HTT đến độ êm dịu chuyển động 60 4.2.5 Lựa chọn tối ưu số thông số cho HTT 65 Chƣơng Chế tạo hệ thống treo xe Formual Student 69 5.1 Chế tạo hệ thống treo 69 Tài liệu tham khảo…………………………………………………… 72 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Đơn vị Giải nghĩa M kg Khối lượng treo m1t kg Khối lượng treo trước trái m1p kg Khối lượng treo trước phải m2t kg Khối lượng treo sau trái m2p kg Khối lượng treo sau phải a m Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trước b m Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu sau Bt m Vết bánh xe trước Bs m Vết bánh xe sau K1t N/m Độ cứng HTT trước trái K1p N/m Độ cứng HTT trước phải K2t N/m Độ cứng HTT sau trái K2p N/m Độ cứng HTT sau phải Kl1t N/m Độ cứng lốp xe trước trái Kl1p N/m Độ cứng lốp xe trước phải Kl2t N/m Độ cứng lốp xe trước trái Kl2p N/m Độ cứng lốp xe trước sau C1t N.s/m Hệ số cản giảm chấn trước trái C1p N.s/m Hệ số cản giảm chấn trước phải C2t N.s/m Hệ số cản giảm chấn sau trái C2p N.s/m Hệ số cản giảm chấn sau phải Cl1t N.s/m Hệ số cản lốp xe trước trái Cl1p N.s/m Hệ số cản lốp xe trước phải Cl2t N.s/m Hệ số cản lốp xe sau trái Cl2p N.s/m Hệ số cản lốp xe sau phải Jx Nm.s2 Mơ men qn tính khối lượng treo với trục X Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Jy Nm.s2 Mơ men qn tính khối lượng treo với trục Y v km/h Vận tốc xe khảo sát  F  Fqt N Tổng ngoại lực tác dụng lên vật N Tổng lực quán tính tác dụng lên vật  Rad Chuyển động quanh trục X  Rad Chuyển động quanh trục Y q1T m q1P m q2T m q2 P m F1T N Lực tác dụng lên thân xe HTT phía trước bên trái F1P N Lực tác dụng lên thân xe HTT phía trước bên phải F2T N Lực tác dụng lên thân xe HTT phía sau bên trái F2 P N Lực tác dụng lên thân xe HTT phía trước bên phải KB - Cường độ dao động awz m/s2 T s Thời gian khảo sát Kdyn,max - Hệ số tải động cực đại Kz,dyn N Tải trọng động bánh xe Kz,st N Tải trọng tĩnh bánh xe L mm Chiều dài sỏ xe F-SAE rbx mm Bán kính bánh xe F Hz Tần số dao động riêng HHT Toạ độ suy rộng khối lượng không treo phía trước bên trái Toạ độ suy rộng khối lượng khơng treo phía trước bên phải Toạ độ suy rộng khối lượng khơng treo phía sau bên trái Toạ độ suy rộng khối lượng không treo phía sau bên phải Gia tốc bình phương trung bình theo phương thẳng đứng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/  - Hệ số dập tắt dao động đệm đàn hồi A - Hệ số kinh nghiệm hầu hết ơtơ 0 Độ Góc nghiêng ngang trụ đứng 0 Độ Góc nghiêng ngang bánh trước r0 mm Bán kính bánh xe quay quanh trụ đứng ft mm Độ võng tĩnh fđ mm Độ võng động kc mm Khoảng cách từ tâm quay bánh xe tới đòn h02 mm Khoảng cách từ mặt đường tới tâm quay trụ đứng K N/m Hệ số độ cứng tương đương KL N/m Hệ số độ cứng lốp C N.s/m Hệ số giảm chấn tương đương CL N.s/m Hệ số giảm chấn lốp xe  Hz Tần số sóng mặt đường S m Chiều dài sóng mặt đường V m/s n Chu kỳ/m Tấn số sóng mặt đường n0 Chu kỳ/m Tần số mẫu Sq (n) m3 /chu kỳ Mật độ phổ chiều cao mấp mô mặt đường  Rad Vận tốc xe Hệ số tần số miêu tả tần số mật độ phổ mặt đường DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU Hình 1.1: Xe Formula Student 11 Hình 1.2: Hệ treo phụ thuộc loại lị xo trụ 15 Hình 1.3: Hệ thống treo hai địn ngang 17 Hình 1.4: Hệ thống treo Mc.Pherson 17 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hình 1.5: Hệ thống treo khí điều khiển điện tử 18 Hình 1.6: Hệ thống treo đa liên kết 19 Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo hệ Mc.Pherson .22 Hình 2.2: Mối quan hệ động học hệ treo Mc.Pherson 23 Hình 2.3: Hoạ đồ động học hệ thống treo Mc.Pherson 40 Hình 3.1: Phương pháp xây dựng mơ hình dao động 42 Hình 3.2: Phương pháp xây dựng mơ hình dao động 43 Hình 3.3: Mơ hình hệ thống treo tương đương 44 Hình 3.4: Mơ hình xe F-SAE thực tế 45 Hình 3.5: Mơ hình xe F-SAE kể đến khối lượng M 45 Hình 3.6: Mơ hình xe F-SAE kể đến khối lượng M , Jx, Jy .45 Hình 3.7: Sơ đồ lực mô men tác dụng lên thân xe 47 Hình 3.8: Hàm điều hồ mấp mô mặt đường .52 Hình 3.9: Mặt đường đua xe F-SAE 53 Hình 3.10: Mấp mơ mặt đường theo ISO câp độ B .54 Hình 4.1: Sơ đồ mô tổng thể dao động Matlab-Simulink7.04 58 Hình 4.2: Gia tốc vị trí trọng tâm thân xe xe chạy mặt đường ISOB 59 Hình 4.3: Các gia tốc bình phương trung bình K thay đổi 62 Hình 4.4: Các gia tốc bình phương trung bình C thay đổi 65 Hình 4.5: Khảo sát ảnh hưởng C K đến độ êm dịu chuyển động ô tô sau tối ưu 67 Hình 4.6: Kết so sánh awz Bộ số liệu với Bộ số liệu cũ 69 Hình 4.7: Kết so sánh aw  Bộ số liệu với Bộ số liệu cũ 69 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hình 4.8: Kết so sánh aw  Bộ số liệu với Bộ số liệu cũ .69 Hình 5.1 Hệ thống treo cầu sau xe F-SAE 70 Hình 5.2 Lắp ráp phận xe F-SAE 70 Hình 5.3 Xe F-SAE sau chế tạo 71 Bảng 1.1: Bảng đánh giá chủ quan độ êm dịu ô tô theo ISO 2631-1 22 Bảng 2.1: Tần số dao động riêng số loại xe 34 Bảng 3.1: Các loại mặt đường phân loại theo tiêu chuẩn ISO 8068 54 Bảng 4.1: Các thông số kỹ thuật xe F-SAE 57 Bảng 4.2: Gia tốc bình phương trung bình vị trí trọng tâm thân xe .59 Bảng 4.3: Các gia tốc bình phương trung bình K thay đổi 60 Bảng 4.4: Các gia tốc bình phương trung bình C thay đổi 63 Bảng 4.5: Khảo sát thay đổi awz tối ưu C K .66 Bảng 4.6: Bộ số liệu tối ưu .68 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 10 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ - Khi thay đổi độ cứng hệ thống treo theo chiều tăng, gia tốc bình phương trung bình thân xe tăng lên, điều có nghĩa độ êm dịu xe giảm theo chiều K tăng 4.2.5 Lựa chọn tối ƣu số thông số cho hệ thống treo Từ kết khảo sát ảnh hưởng thông số kết cấu đến độ êm dịu chuyển động ô tô, ta tiến hành tối ưu độ cứng hệ số cản hệ thống treo cho gia tốc bình phương trung bình thân xe đạt giá trị nhỏ Theo kết Hình 4.3 ta thấy hệ số giảm chấn 0, K  K  0,8 K (N/m), đó: K véc tơ giá trị độ cứng hệ thống treo K0=[K1T, K1P, K2T, K2p]T độ êm dịu chuyển động ô tô tăng ngược lại độ êm dịu tơ giảm Theo kết Hình 4.4 ta thấy giá trị 0, 6.C0  C  1, 2.C0 (N.s/m), đó: C véc tơ giá trị giảm chấn hệ thống treo C0=[C1T, C1P, C2T, C2p]T, độ êm dịu chuyển động ô tô tăng ngược lại độ êm dịu ô tô giảm Vậy từ hai kết ta chọn vùng tối ưu cho thông số hệ thống treo là: 0, 6.C0  C  1, 2C0 ( N s / m)  0, 4.K0  K  0,8.K0 ( N / m) (4.1) Ta tiến hành khảo sát phụ thuộc C K để xác định thông số cụ thể vùng tối ưu, ta có kết sau: Bảng 4.5.Khảo sát thay đổi awz tối ưu C K TT C (N.s/m) awz (m/s2) K=0,4.K0 K=0,5.K0 K=0,6.K0 K=0,7.K0 K=0,8.K0 C =0,6.C0 0,2146 0,2468 0,2888 0,3370 0,3857 C =0,7.C0 0,2280 0,2555 0,2907 0,3312 0,3728 C =0,8.C0 0,2433 0,2667 0,2972 0,3317 0,3672 C =0,9.C0 0,2601 0,2806 0,3072 0,3368 0,3674 C =1,0.C0 0,2786 0,2973 0,3194 0,3454 0,3722 C =1,1.C0 0,2982 0,3148 0,3340 0,3561 0,3797 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 66 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ C =1,2.C0 0,3176 0,3328 0,3501 0,3707 0,3900 0.4 Gia toc binh phuong trung binh a wz (m/s ) 0.38 0.36 0.34 0.32 0.3 0.28 0.26 K=0.4Ko (N/m) K=0.5Ko (N/m) 0.24 K=0.6Ko (N/m) K=0.7Ko (N/m) 0.22 K=0.8Ko (N/m) 0.2 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.2 xCo He so giam chan C (N.s/m) Hình 4.5 Khảo sát ảnh hưởng C K đến độ êm dịu chuyển động ô tô sau tối ưu Nhận xét: Theo tiêu chuẩn ISO[16], ô tô dao động gia tốc bình phương trung bình theo phương thẳng đứng a wz  0,315 (m/s2) người có cảm giác thoải mái, dựa vào tiêu chuẩn kết khảo sát Hình 4.5 ta có nhận xét: - Nếu 0, 6.C0  C  1, 0.C0 (N/m) 0,5.K  K  0, 6.K (N.s/m) độ êm dịu chuyển động ô tô tăng đảm bảo tiêu chuẩn ISO - Nếu K  0, 6.K (N/m) không phụ thuộc vào C ta thấy độ êm dịu chuyển động ô tô giảm, khơng đảm bảo theo tiêu chuẩn ISO Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 67 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ - Nếu K  0,5.K (N/m) không phụ thuộc vào C ta thấy độ êm dịu chuyển động ô tô đảm bảo theo tiêu chuẩn ISO, trường hợp độ cứng vững hệ thống treo thấp độ cứng K giảm khơng đảm bảo tính ổn định hướng tô chuyển động Kết luận: Vậy dựa kết khảo sát Hình 4.5 ta chọn thơng số hệ thống treo trước sau: 0, 6.C0  C  1, 0.C0 ( N / m) thông số tối ưu cho hệ thống 0,5.K0  K  0, 6.K0 ( N s / m) Bộ thơng số  treo đảm bảo gia tốc bình phương trung bình đạt tiêu chuẩn ISO 2631-1 Áp dụng cơng thức (3.2),(3.4) ta tính số liệu tối ưu mới: Bảng 4.6 Bộ số liệu tối ưu TT Ký hiệu Bộ số liệu nguyên Bộ số liệu tối ưu K1T (N/m) 19911 10717 K1P (N/m) 19911 10717 K2t (N.s/m) 22414 12182 K2P (N.s/m) 22414 12182 C1T (N/m) 417 537 C1P (N/m) 417 537 C2T (N.s/m) 464 642 C2P(N.s/m) 464 642 awz (m/s2) 0.4202 0,2972 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 68 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Gia toc binh phuong trung binh a wz (m/s2) 1.5 Bo so lieu moi Bo so lieu cu 0.5 -0.5 -1 -1.5 Thoi gian t (s) 10 Hình 4.6 Kết so sánh awz Bộ số liệu với Bộ số liệu cũ a (rad/s2) Gia toc goc binh phuong trung binh w Bo so lieu cu Bo so lieu moi 0.8 0.6 0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 Thoi gian t (s) 10 Gia toc goc binh phuong trung binh aw (rad/s2) Hình 4.7 Kết so sánh aw  Bộ số liệu với Bộ số liệu cũ Bo so lieu cu Bo so lieu moi 0.5 -0.5 -1 Thoi gian t (s) 10 Hình 4.8 Kết so sánh aw  Bộ số liệu với Bộ số liệu cũ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 69 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Với thông số Bộ số liệu số so với Bộ số liệu cũ, giá trị gia tốc bình phương trung bình theo phương thẳng đứng Bộ số liệu số giảm so với Bộ số liệu cũ từ 0,4202m/s2 xuống 0,2972m/s2, với mức giảm trung bình 29,27%, theo phương lắc dọc giảm từ 0,2546 (rad/s2) xuống 0,1878(rad/s2) với mức giảm trung bình 26,23%, theo phương lắc ngang giảm từ 0,2896 (rad/s2) xuống 0,1957(rad/s2) với mức giảm trung bình 32,42% Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 70 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ CHƢƠNG - CHẾ TẠO HỆ THỐNG TREO F-SAE Từ trình phân tích, thiết kế lựa chọn thơng số cho hệ thống treo xe F-SAE phần trên, Chương tác giả trình bầy sản phẩm hệ thống treo cầu trước cầu sau xe F-SAE Sau tính tốn, thiết kế lựa chọn thơng số tối ưu cho hệ thống treo xe F-SAE tác giả nhóm nhiên cứu gồm thầy giáo mơn Ơtơ tiến hành chế tạo thực nghiệm hệ thống treo cầu trước cầu sau cho xe F-SAE trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp Sau gần tháng thực hăng say số hình ảnh thể sản phẩm đề tài nghiên cứu: Hình 5.1, Hình 5.2, Hình 5.3 Hình 5.1 Hệ thống treo cầu sau xe F-SAE Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 71 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hình 5.2 Lắp ráp phận xe F-SAE Hình 5.3 Xe F-SAE sau chế tạo Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 72 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ KẾT LUẬN VÀ NHỮNG KIẾN NGHỊ Sau thời gian nghiên cứu, với nỗ lực thân hướng dẫn tận tình thầy giáo TS Nguyễn Khắc Tuân với giúp đỡ thầy mơn Ơtơ – Khoa Cơ khí, Trường Đại học Kỹ Thuật Cơng Nghiệp TN với động viên kích lệ bạn bè tác giả hoàn thành nội dung luận văn thạc sĩ Luận văn đạt số kết sau đây: - Nghiên cứu tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động ô tô theo tiêu chuẩn ISO - Xây dựng mơ hình dao động khơng gian xe F-SAE với bậc tự - Ứng dụng thành công mấp mô mặt đường ngầu nhiên theo tiêu chuẩn ISO 8068 vào tốn phân tích dao động - Phân tích ảnh hưởng thông số hệ thống treo đến độ êm dịu chuyển động xe - Lựa chọn thông số tối ưu cho hệ thống treo nhằm nâng cao hiệu làm việc chúng: Sau tối ưu phối hợp thông số hệ thống treo từ đồ thị thấy sau tối ưu độ cứng hệ thống treo giá trị gia tốc bình phương trung bình vị trí trọng tâm xe theo phương thẳng đứng, dọc ngang giảm xuống 29,27%; 26,23%; 32,42% (đối với mặt đường ISO cấp B) - Chế tạo thành công hệ thống treo cầu trước cầu sau xe F-SAE Tuy nhiên luận văn số hạn chế, hy vọng tương lai hoàn thiện theo hướng sau đây: - Phân tích ảnh hưởng đặc tính phi tuyến hệ thống treo đến hiệu làm việc chúng - Phân tích đặc tính phi tuyến lốp xe tượng tách bánh - Áp dụng thụât toán tối ưu hay nhiều hàm mục tiêu để tối ưu thông số hệ thống treo - Áp dụng lý thuyết điều khiển để điều khiển thông số hệ thống treo nhằm nâng cao hiệu làm việc chúng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 73 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Khắc Tuân,2013 “Giải mã công nghệ thiết kế, chế tạo xe đua sinh viên F-SAE” Đề tài cấp sở, ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp TN [2] SAE Inc, USA,2004 Formula SAE Rules 2004 [3] GS.TS Vũ Đức Lập (1994), Dao động ôtô, Học viện kỹ thuật quân sự, Hà Nội [4] Adam Theander.2004, Design of a Suspension for a Formula Student Race Car Trita-ave-26.ISSN [5] Christian Andrade PID 2283035 Jaime Cardona PID 2117551,2009 Redesign and optimization of a Formula SAE open wheel race car suspension [6] Milliken, William F & Milliken, Douglas L (1995), Race Car Vehicle Dynamics, SAE Inc, USA [7] Võ Văn Hường (2004), Nghiên cứu hồn thiện mơ hình khảo sát dao động ô tô tải nhiều cầu, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Trường ĐHBK Hà Nội [8] Trịnh Minh Hoàng(2002), Khảo sát dao động xe tải hai cầu kích động ngẫu nhiên mặt đường, Luận án thạc sỹ kỹ thuật, Trường ĐHBK Hà Nội [9] Lưu Văn Tuấn (1994), Nghiên cứu dao động xe ca Ba Đình sở đề xuất biện pháp nâng cao độ êm dịu chuyên động, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Trường ĐHBK Hà Nội, Hà Nội [10] Dodds C J, and Robson, J D(1973)The description of road surface roughness Journal of Sound and Vibration, 31(2), 175–183 [11] ISO 8068(1995) Mechanical vibration-Road surface profiles - reporting of measured data [12] ISO 2631-1 (1997) Mechanical vibration and shock-Evanluation of human exposure to whole-body vibration, Part I: General requirements, The International Organization for Standardization [13] Guglielmino E., Sireteanu T., Stammers C.W., Ghita G and Giudea M.(2008) Semi-active Suspension Control Improved Vehicle ride and Road Friendliness New York: Springer Publishing Company [14] Fernando J.D’Amato, Daniel E Viasolo,USA Accepted 13 September 1999Fuzzy control for active suspensions Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 74 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ [15] Hohl GH Ride comfort of off-road vehicles[C] In: Proceedings of the 8th international conference of the ISTVS, vol.I of III, Cambridge, England, August 5-11; 1984 [16] Le Van Quynh, Jianrun Zhang, Le Dinh Dat, Nguyen Kim Binh and Luu Van Tuan (2010), Research on the Optimal Parameters of Suspension Systems for Improved Ride Comfort Movement of the Vehicle by Vibration Model with D.O.F, 10th National Conference of Solid Mechanics, Thai Nguyen, Vietnam, pp615-621 [17] Mitschke M(1986)． Effect of road roughness on vehicle vibration． IFF Report， 33( 1) : 165-198． [18] Le Van Quynh, Jianrun Zhang, Xiaobo Liu and Wang yuan (2011), Nonlinear dynamics model and analysis of interaction between vehicle and road surfaces for 5-axle heavy truck, Journal of Southeast University (Natural Science Edition), Vol 27(4):452-457 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun 75 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ PHỤ LỤC MƠ HÌNH SIMULINK KHỐI CHỨC NĂNG Kích thích đường q1t s Band-Limited White Noise 0.8 Integrator Gain2 w3 Scope q1p Gain q2t Transport Delay Scope1 -KGain1 q2p Lực lốp xe trước trái FL1T -K- csi1t Gain q1t fl1t du/dt -K- Derivative Gain1 du/dt Derivative1 Lực lốp xe trước phải FL1P -K- csi1p Gain q1p fl1p du/dt Derivative -KGain1 du/dt Derivative1 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 76 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Lực lốp xe sau tráiFL2 -K- csi2t Gain q2t fl2t du/dt -K- Derivative Gain1 du/dt Derivative1 Lực lốp xe sau phải FL2P -K- csi2p Gain q2p fl2p du/dt -K- Derivative Gain1 du/dt Derivative1 Phần không treo trước trái FL1T 1 s s Integrator Integrator1 -K- f1t Gain csi1t fl1t Scope Phần không treo trước phải FL1P f1p -KGain s s Integrator Integrator1 csi1p fl1p Scope Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 77 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Phần không treo sau trái FL2T -K- f2t Gain s s Integrator Integrator1 csi2t fl2t Scope Phần không treo sau phải FL2P 1 s s Integrator Integrator1 -K- f2p Gain csi2p fl2p Scope Khối thân xe Clock1 a s -KGain1 Gain3 b s Integrator2 Integrator3 Gain2 Scope2 simoutphi To Workspace1 phi a Gain7 z1t simoutz Clock To Workspace f1t f1p -KGain s s Integrator Integrator1 z1p z -K- Gain8 f2t f2p Scope -KGain4 z2t Scope1 -KGain6 s s Integrator4 Integrator5 teta z2p -KGain5 Clock2 simoutteta To Workspace2 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 78 http://www.lrc-tnu.edu.vn/ BẢN VẼ THIẾT KÊ HỆ THỐNG TREO XE F-SAE 28 27 26 25 320 24 23 22 28k6 60H7 580 21 20 19 14 15 Khíp nèi víi khung xe 28 18 27 25 17 11 12 CT5 1 60SiCr7 42CrMoS4 St 37-2 Bu lông bắt đòn ngang CT5 Thép 45 Đệm lót 21 13 St 37-2 Rô tuyn ổn định 23 20 10 M28 Thanh giằng Thanh ổn định 24 22 16 Ê cu bắt gi»ng 26 Khung, vá xe §Ưm cao su CT5 Cao su 19 B¹c lãt 40X 18 Đầu đòn ngang St 37-2 17 Đệm vênh Thép 45 Ê cu bắt đòn ngang 16 15 Đòn ngang 14 Bu lông bắt giằng M16 CT5 St 37-2 M12 CT5 13 Đòn ngang dẫn động lái 12 Ê cu điều chỉnh 11 Đòn ngang lái 10 Ê cu bắt đòn ngang lái CT5 Đòn dẫn h Ư ớng St 37-2 Nắp la zăng bánh xe Nhựa PC Ngâng trơc 42CrMoS4 Vßng h·m CT5 Long đen Ê cu trục bánh xe M12 Moay Phớt chắn dầu t.t Tên chi tiÕt CT5 CT5 C65 ThÐp 45 M20 Ký hiệu Số l-ợng Nắp chụp 300 CT5 CT5 42CrMoS4 Cao su Khèi l-ỵng VËt liệu Ghi luận văn TốT NGHIệP THIếT Kế Hệ THốNG TREO xe F-SAE Chức Họ tên Chữ ký Ngày vẽ lắp H-ớng dẫn Nguyễn Khắc Tuân Nguyễn Thành Công Thiết kế mặt cắt Ngang Khối L Ư ợng Tỷ lệ 1:1 Tr-ờng ĐHKTCN Lớp CH 01 - K14 DuyÖt 42 41 40 39 38 37 10 36 880 11 35 12 13 34 14 33 15 34 Bu lông bắt ổn định 33 85H7 40k6 28k6 60H7 31 Đệm CT5 Tai bắt đòn ngang St 37-2 Đòn ngang St 37-2 28 Rô tuyn ổn định 42CrMoS4 27 Tai bắt rô tuyn St 37-2 26 Thanh gi»ng 25 £ cu b¾t r« tuyn 22 24 23 290 22 26 27 28 29 30 42 79 CT5 CT5 40 Gi¸ đỡ giảm chấn CT5 39 Bu lông CT5 Vòng đệm lò xo Cao su 37 S hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên M8 Khung, vá xe 38 300 £ cu 41 Đũa đẩy 42CrMoS4 20 Ngõng trục Nắp la zăng bánh xe Vßng h·m ThÐp 45 St 15-32 42CrMoS4 Nhùa PC CT5 Long ®en £ cu trục bánh xe 15 Nắp chụp 14 ổ bi côn 13 £ cu 12 Bu l«ng CT5 11 Moay 42CrMoS4 10 Phớt chắn dầu Cao su Vành bánh xe 42CrMoS4 Giá đỡ lò xo dø¬i St 52-3 Khãa h·m ThÐp 45 M28 M12 CT5 CT5 42CrMoS4 CT5 60C2A Lò xo 50CrV4 Vòng chắn bụi ụ hạn chế Cao su Giá đỡ lò xo St 52-3 25 St 37-2 16 24 CT5 17 23 Rô tuyn 19 18 St 37-2 M12 Chốt chẻ Tấm chắn Đĩa trống phanh 21 21 60SiCr7 Thép 45 Bu lông bắt đòn ngang 18 20 CT5 31 30 29 17 19 Thanh ổn định 32 32 16 ổ bi Ê cu bắt đầu giảm chấn M12 t.t Tên chi tiết Ký hiệu Sè l-ỵng Cao su CT5 ThÐp CT5 Khèi l-ỵng Vật liệu Ghi luận văn TốT NGHIệP THIếT Kế Hệ THốNG TREO xe F-SAE Chức 42CrMoS4 36 Vá gi¶m chÊn St 37-2 ThiÕt kÕ 35 Bu lông bắt giảm chấn CT5 Duyệt Họ tên H-ớng dẫn Nguyễn Khắc Tuân Nguyễn Thành Công Chữ ký Ngày vẽ lắp chiếu đứng http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Khối L Ư ỵng Tû lƯ 1:1 Tr-êng §HKTCN Líp CH 01 - K14 A A Flx (N) -0,025 -0,064 5735 ± 0.4 46 1x45 8± 0.1 o 261,5 f (mm) 3,5 0,63 A 1,5 7,5 25± 0.1 0,63 A 15 19± 0.1 0,63 18± 0.1 20 12± 0.1 3,5 0,8 M12 Ho = 464,5 ± t = 39,2 20 34+0.025 yêu cầu kỹ thuật yêu cầu kỹ thuật yêu cầu kỹ thuật - Gia công bề mặt làm việc đạt độ bóng Ra = 0,63 - Nhiệt luyện bề mặt đạt độ cứng từ 56 62 HRC - Kiểm tra độ cứng lò xo, C = 21931 N/m - Tôi lò xo ph Ư ơng pháp cao tần - Độ ô van 50 không lớn 0,01 mm - Độ không song song bề mặt nằm khoảng 0,05 /100 mm - Độ không vuông góc mặt đầu đ Ư ờng tâm lỗ khoảng 0,01 0,05 mm Chức Họ tên Thiết kế Nguyễn Thành Công Chữ ký Ngày rô tuyn H-ớng dẫn Nguyễn Khắc Tuân 41CrMoS4 Duyệt Số tờ Tờ số Tỷ lệ Chức Họ tên 16 08 4:1 Thiết kế Nguyễn Thành Công Chữ ký Ngày lò xo Số tờ Tê sè Tû lƯ 16 08 1:2 H-íng dÉn Ngun Khắc Tuân Tr-ờng ĐHKTCN Lớp CH 01 - K14 Chức Họ tên Thiết kế Nguyễn Thành Công Chữ ký Ngày piston H-ớng dẫn Nguyễn Khắc Tuân Tr-ờng ĐHKTCN Líp CH 01 - K14 50CrV4 Dut ThÐp C65 Dut Sè tê Tê sè 16 08 Tû lÖ 2,5 : Tr-êng §HKTCN Líp CH 01 - K14 680± 0.6 260± 0.15 1x45 1x45 o o M14 -0,016 -0,027 -0,020 -0,053 M12 -0,016 -0,027 2,5 9± 0.1 9± 0.1 2,5 35± 0.1 25 ± 0.1 2,5 50± 0.1 125± 0.15 340 0.5 yêu cầu kỹ thuật yêu cầu kỹ thuật 10 0.1 - Gia công bề mặt làm việc đạt độ bóng Ra = 0,63 - Độ cong cho phép toàn chiều dài cần pistonnhỏ 0,02 - Độ côn độ ô van bề mặt 20 nhỏ 0,01 mm 100 mm chiều dài - Độ côn toàn chiều dài không 0,04 mm - Độ cứng bề mặt đạt từ 45 62 HRC luận văn TốT NGHIệP THIếT Kế Hệ THốNG TREO xe F-SAE Chức Họ tên Thiết kế Nguyễn Thành Công Chữ ký Ngày ổn định H-ớng dẫn Nguyễn Khắc Tuân 60SiCr7 Duyệt Số tờ Tờ số Tỷ lệ 16 08 1:1 Chức Họ tên Thiết kế Nguyễn Thành Công Chữ ký Ngày cần piston H-ớng dẫn Nguyễn Khắc Tuân Tr-ờng ĐHKTCN Líp CH 01 - K14 Tê sè Tû lƯ Chøc 16 08 2:1 H-ớng dẫn Nguyễn Khắc Tuân Tr-ờng §HKTCN Líp CH 01 - K14 42CrMoS4 Dut Sè tê Họ tên Chữ ký Ngày Khối LƯ ợng vẽ chi tiết Nguyễn Thành Công Thiết kế Duyệt Tỷ lƯ Tr-êng §HKTCN Líp CH 01 - K14 Pn (N) 181,6 129,7 0,6 0,3 Vp (m/s) H7 f8 Ø20 0,6 0,3 Vp (m/s) 24 H7 f8 Ø50 A -A Ø3,6x4 389,2 Ø75 500 Ø3,5x6 544,9 C Ptr (N) C Ø65 10 Đồ thị đặc tính giảm chấn 11 12 Ø16 13 23 H7 f6 A A 14 23 22 Ø2,5x6 20 B H7 Ø10 f6 B Phít lµm kÝn 24 21 15 16 B-B 22 C Ø2,6x4 17 + Kiểm tra dò rỉ dầu, tránh bị bó kẹt trình làm việc + Đổ dầu giảm chấn 0,87 lít 19 Khe hở van nén mạnh Đế chân van trả Thép A12 Thép 45 17 Đế giảm chấn 16 Lò xo van nén mạnh Lỗ van trả nhẹ 15 14 Lò xo van trả nhẹ 13 Lò xo van trả mạnh 12 Piston 60C2a 60C2a 60C2a C65 11 Lỗ van nén nhĐ 10 Lß xo van nÐn nhĐ 60C2a ống giảm chấn Thép 45 Thanh đẩy piston 42CrMoS4 Xi lanh ThÐp 45 Lß xo 60C2a Bạc ép Thép CT3 Gioăng Cao su ống bịt Thép 45 Nắp đầu Thép 45 Tai giảm chấn ThÐp 45 t.t Tªn chi tiÕt C + Khi làm việc nhiệt độ giảm chấn o không vựơt 120 C Cao su Lỗ van nén m¹nh 19 18 Cao su Khe hë van trả mạnh 18 Yêu Cầu Kĩ Thuật Gioăng làm kín Lỗ van trả mạnh 21 20 C- C Ký hiƯu Sè l-ỵng Khèi l-ỵng VËt liƯu Ghi chó luận văn TốT NGHIệP THIếT Kế Hệ THốNG TREO xe F-SAE Chức Họ tên H-ớng dẫn Nguyễn Thành C«ng ThiÕt kÕ Số hóa Trung tâm Học liệu i hc Thỏi Nguyờn 80 Duyệt Nguyễn Khắc Tuân Chữ ký Ngày kết cấu giảm chấn http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Khối LƯ ỵng Tû lƯ 2:1 Tr-êng §HKTCN Líp CH 01 - K14 ... tiêu nghiên cứu Đề tài Nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống treo cho xe Formula Student nhằm khảo sát mơ hình mơ dao động xe để lựa chon thơng số tối ưu qua tiến hành chế tạo hệ thống treo hoàn... cho hệ thống treo 2.1 Phân tích, lựa chọn hệ thống treo cho xe F-SAE Từ đặc điểm phân tích mục 1.2.3 ta lựa chọn kết cấu hệ thống treo cho xe F-SAE hệ thống treo Mac Pherson Hệ treo biến dạng hệ. .. Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với chế tạo thực nghiệm 1.5.4 Nội dung nghiên cứu Nội dung luận văn sau: Chƣơng Tổng quan đề tài nghiên cứu Chƣơng Thiết kế hệ thống treo xe F-SAE