Luận văn Nghiên Cứu Xác Định Một Số Thông Số Hợp Lý Của Hệ Thống Treo Xe Bus

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP &PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM HOÀNG TÂM NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ HỢP LÝ CỦA HỆ THỐNG TREO XE BUS THACO 46 CHỖ THEO HƯỚNG THÂN THIỆN VỚI ĐƯỜNG Chuyên ngành : kỹ thuật khí Mã số : 60520113 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN NHẬT CHIÊU Đồng Nai, 2014 ĐẶT VẤN ĐỀ Ơ tơ phương tiện vận tải có vai trị quan trọng kinh tế quốc dân, có tính động cao, ứng dụng rộng rãi tất lĩnh vực dân quốc phòng Cùng phát triển ngày cao, cho đời nhiều loại xe đại tiện nghi Việc thiết kế hệ thống, cụm chi tiết ôtô, đánh giá chất lượng làm việc chúng ngày quan tâm nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng ôtô Ở nước ta với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật, có nhiều cơng ty liên doanh sản xuất, lắp ráp nhiều loại tơ, có loại xe bus Ngày xe Bus phương tiện vận chuyển hành khách chủ yếu nước giới Việt Nam Việc nghiên cứu hoàn thiện hệ thống treo xe Bus góp phần cải thiện tính êm dịu chuyển động xe giảm thiểu phá hủy mặt đường Hệ thống treo Ơ tơ đa dạng có vai trị quan trọng, góp phần nâng cao độ êm dịu an toàn chuyển động ôtô hạn chế tải trọng động tác dụng lên mặt đường Để hồn thiện hệ thống treo việc khảo sát dao động ô tô tải trọng động tác dụng lên mặt đường quan trọng, sở xác định thơng số hợp lý hệ thống treo cho đảm bảo tính êm dịu chuyển động hạn chế phá hỏng mặt đường Hiện phương pháp mô số sử dụng rộng rãi để nghiên cứu hệ đặc biệt hệ dao động ô tô Phần mềm Matlab-Simulink phần mềm có khả ứng dụng cao việc giải tốn kỹ thuật cách lập trình, xử lý số đồ hoạ để mơ phỏng, phân tích hệ thống động lực học, giải toán vi phân phương trình bậc cao Xuất phát từ vấn đề nêu trên, tiến hành đề tài: “Nghiên cứu xác định số thông số hợp lý hệ thống treo xe Bus Thaco 46 chỗ theo hướng thân thiện với đường” * Ý nghĩa khoa học đề tài: Xây dựng mơ hình dao động xe Bus Thaco 46 chỗ từ xác định tải trọng xe lên mặt đường xác định thông số hợp lý hệ thống treo nhằm nâng cao tính êm dịu chuyển động hạn chế phá hỏng mặt đường * Ý nghĩa thực tiễn đề tài: Kết nghiên cứu sở cho việc hoàn thiện thêm hệ thống treo theo hướng nâng cao độ êm dịu chuyển động, giảm thiểu phá hỏng mặt đường, đồng thời phục vụ cho việc chọn chế độ sử dụng hợp lý vận chuyển hành khách đường giao thông nước ta Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình vận chuyển hành khách tô, xe bus Theo Nghị định số 23/2004/NĐ-CP quy định niên hạn sử dụng ô tô tải ô tô chở người ngày 13/1/2004 [18], nhằm đổi phương tiện phục vụ chuyên chở hành khách liên tỉnh thành phố Quyết định số 177/2004/QĐ-TTg việc phê duyệt quy hoạch phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn đến năm 2020 [19], Ơ tơ khách thành phố có nhu cầu lớn đặc biệt thành phố lớn Đến nước có mười doanh nghiệp sản xuất lắp ráp ô tô lớn Ngày thực chương trình nội địa hóa ngành cơng nghiệp tơ việc chế tạo phụ kiện nước như: săm, lốp, ắc quy, ghế ngồi, dây điện, khung vỏ, dầm cầu cần thiết có số cơng ty bắt tay vào sản xuất như: Xí nghiệp Tư doanh Xuân Kiên (Vinaxuki), Toyota Việt Nam Công ty Trường Hải (Thaco)… Trong trình phát triển kinh tế quốc dân phục vụ đời sống xã hội, nhu cầu vận chuyển hàng hóa hành khách ngày gia tăng Vận tải tơ có khả đáp ứng tốt nhiều mặt so với phương tiện vận tải khác tính đơn giản, động Ơ tơ đến vùng mà phương tiện khác đến bên cạnh giá thành vận chuyển tơ tương đối thấp Ở nước ta, địa hình phức tạp, mở rộng thị hóa tăng nhanh việc đầu tư đáp ứng phương tiện khác cịn hạn chế vận tải tơ có nhiều ưu Trong hoàn cảnh kinh tế nay, việc lại nhân dân ta chủ yếu dựa vào vận tải hành khách đường giá rẻ tiện lợi Những năm trước nhu cầu hành khách cần có phương tiện để đến nơi mà có u cầu cao chất lượng phương tiện Ngày nay, kinh tế phát triển hơn, đời sống người dân nâng cao, với xu hội nhập vào kinh tế giới, nhu cầu lại người dân phải kèm theo yêu cầu chất lượng phục vụ 1.2 Tổng quan nghiên cứu dao động ô tô hệ thống treo ô tô 1.2.1 Nghiên cứu dao động ô tô giới Độ êm dịu chuyển động tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng ô tô nhà khoa hoc, nhà sản xuất ô tô giới đầu tư nhiều cho việc nghiên cứu vấn đề dao động ô tô Hướng chung nghiên cứu : - Nghiên cứu tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động tơ - Thiết lập phương trình dao động tơ , giải tốn dao động tơ - Tìm mối tương quan thông số ô tô, hệ thống treo với chi tiết đánh giá độ êm dịu chuyển động - Nghiên cứu nguồn gây dao động ô tô - Nghiên cứu chế tạo phần tử hệ thống treo có tính cho phép nâng cao độ êm dịu chuyển động ô tô Quan hệ "bánh xe- mặt đường" tác giả ngồi nước quan tâm nhiều góc độ khác xem nguồn kích thích dao động ngẩu nhiên Với quan hệ dùng làm sở để thiết kế hệ thống treo "thân thiện với đường" tìm chế độ khai thác hợp lý (tài trọng, tốc độ chuyển động) để hạn chế phá hủy đường Hướng nghiên cứu xác định lực động tương tác ô tô, mặt đường ảnh hưởng đến phá huỷ đường, quy trinh kiểm tra lực động tiêu chí đánh giá hư hại, điển hình cơng trình sau: David Cebon [23], [24], [25] có nhiều cơng trình nghiên cứu đánh giá lực động bánh xe đường ảnh hưởng cùa lực động đến phá hủy đường Trên giới có nhiều cơng trình nghiên cứu dao động ơtơ, Cơng trình Mitschke M [28] nghiên cứu dao động ôtô du lịch, mô hình dao động xem xét yếu tố kết cấu có ảnh hưởng đến dao động tối ưu hệ thống treo Các cơng trình nghiên cứu Gaichev L.V [26] Viện Hàn lâm khoa học Liên Xô tảng cho nghiên cứu khác ôtô máy kéo với mục đích khác Tuy nhiên mơ hình tốn học cơng trình xét đến dao động theo phương thẳng đứng có kể đến biến dạng lốp, chưa tính đến ảnh hưởng dao động theo phương ngang quay quanh trục thẳng đứng K.Y JK Hedrick nghiên cứu biện pháp làm giảm phá huỷ đường bàng hệ thống treo tích cực, bán tích cực [29] Cơng trình ngiên cứu Xilaev A A [31] đưa lý thuyết phổ nghiên cứu dao động ngẫu nhiên xe vận tải Trong nghiên cứu, tác giả đưa phương pháp phổ để giải toán dao động tuyến tính xe vận tải nhiều cầu với tác động đường có chiều cao mấp mơ phân bố ngẫu nhiên Alexander o Gibson [27] nghiên cứu xây dựng mô hình động lực học xe tải nặng đề đánh giá phá huỷ đường Ailen Gs Yinchen [25] lại quan tâm nghiên cứu đến độ êm dịu chuyển động ảnh hưởng đến sức khỏe người Như giới có nhiều cơng trình nghiên cứu dao động ơtơ, cơng trình chủ yếu tập trung giải dao động ôtô chạy đường, Mặc dù nội dung nghiên cứu đa dạng Nhưng chưa có cơng trình nghiên cứu xe Bus Thaco 1.2.2 Nghiên cứu dao động ô tô Việt Nam Ngành chế tạo ô tô nước ta chưa thực phát triển xe nước ta chủ yếu xe nhập nguyên xe nhập tổng thành lắp ráp nước Chúng ta phát triển mặt khai thác, sử dụng, bảo dưỡng, sủa chữa lắp ráp Do điều kiện đặc thù nói ngành ô tô Việt Nam vấn đề dao động độ êm dịu chuyển động ô tô chưa quan tâm nghiên cứu cách có hệ thống Tuy nghiên cứu thành phần cụ thể tiến hành số sở nghiên cứu số tác giả với hướng cụ thể sau: Năm 2010 TS.Trần Việt Hà [7] nghiên cứu ảnh hường số thông số đến độ êm dịu chuyển động ô tô khách đóng Việt Nam Luận án xây dựng mơ hình dao động phù hợp, khảo sát ảnh hưởng số thông số tới độ êm dịu chuyển động sức chịu đựng người cho số ôtô khách đóng Việt Nam thí nghiệm xác định tiêu êm dịu chuyển động phịng thí nghiệm đường thử nghiệm có biên dạng hình sin cho xe ơtơ khảo sát Luận án thạc sĩ tác giả Nguyễn Trọng Khối (2009) Lựa chọn hợp lý thông số hệ thống treo ô tô tải theo hướng thân thiện với đường [13] Th.s Huỳnh Hội Quốc [16] nghiên cứu q trình lắc ngang, lắc dọc tơ vận tốc cao Cơng trình nghiên cứu GS.TS Nguyễn Hữu cẩn cộng [3], cho thấy: Tính êm dịu chuyển động ô tô máy kéo đánh giá qua tiêu: Tần số dao động thích hợp, gia tốc dao động thích hợp, thời gian tác động dao động Trong chuyển động, ô tô máy kéo dao động theo phương: Thẳng đứng (OZ), phương ngang (OX), phương dọc máy (OY), dao động theo phương thẳng đứng ảnh hưởng đến người; theo phương ngang, phương dọc ảnh hưởng không đáng kể, bỏ qua Trần Văn Như & Đào Mạnh Hùng [17], tối ưu thông số hệ thống treo để giảm thiểu phá huỷ đường theo điều kiện Việt nam Luận án tiến sĩ tác gỉa Đào Mạnh Hùng (2006) Xác định lực động bánh xe mặt đường ô tô tải điều kiện sử dụng việt nam [11] Luận án tiến sĩ tác giả Lưu Văn Tuấn [21] xây dựng mơ hình dao động khảo sát xe Ca Việt Nam đóng, mơ tả thuộc tính đàn hồi khung vỏ kết cấu đặc trưng xe ca, từ tác giả đưa mục tiêu nâng cao độ êm dịu cho xe khách Ba Đình Luận án tiến sĩ tác giả Trần Thanh An [1] sử dụng lý thuyết tối ưu hóa đa mục tiêu để nghiên cứu tối ưu hóa thơng số hệ thống treo ơtơ khách sử dụng Việt Nam Tác giả sử dụng phương trình khơng gian trạng thái phần mềm Matlab – Simulik để khảo sát dao động ôtô khách tác dụng hàm kích động mặt đường dạng xung kích động ngẫu nhiên Các cơng trình nghiên cứu dao động ô tô nước ta xuất năm gần Các cơng trình nghiên cứu phạm vi hẹp nhằm xác định ảnh hưởng rung xóc tới sức khỏe người lái bước đầu đặt số biện pháp chống rung cho người lái cải tiến ghế chống rung Các tác giả xem xét dao động ô tô số điều kiện cụ thể xem hệ tuyến tính, bậc tự chịu tác động mặt đường dạng hàm xác định… Tuy nhiên theo tìm hiểu tác giả thi chưa có đề tài nghiên cứu dao động ô tô Bus Thaco 46 chỗ vận chuyển hành khách đường giao thông 1.2.3 Tổng quan hệ thống treo ô tô 1.2.3.1 Công dụng yêu cầu hệ thống treo Trên ôtô, hệ thống treo cụm bánh xe gọi phần chuyển động ôtô Chức phần chuyển động tạo điều kiện thực “chuyển động bánh xe” ôtô đảm bảo bánh xe lăn thân xe chuyển động tịnh tiến, thực nhiệm vụ vận tải ơtơ Chuyển động bánh xe địi hỏi tương hỗ bánh xe thân xe phải có khả truyền lực mômen theo quan hệ định Trong chức phần chuyển động bị phần thay đổi khả truyền lực mơmen làm phá hỏng chức phần chuyển động Sự chuyển động ôtô đường phụ thuộc nhiều vào khả lăn êm bánh xe hạn chế tối đa rung động truyền từ bánh xe lên thân xe Do bánh xe khung vỏ cần thiết có liên kết mềm Hệ thống treo tập hợp tất chi tiết tạo nên liên kết đàn hồi bánh xe thân vỏ khung xe nhằm thỏa mãn chức sau đây: - Đảm bảo yêu cầu độ êm dịu chuyển động, tạo điều kiện nâng cao tính an tồn cho hàng hóa xe, tập hợp điều kiện nhằm đảm bảo trì sức khoẻ giảm thiểu mệt mỏi vật lý tâm sinh lý người (lái xe, hành khách) Các dao động học ơtơ q trình chuyển động bao gồm: biên độ, tần số, gia tốc, yếu tố ảnh hưởng tới an tồn hàng hóa trạng thái làm việc người ôtô - Đảm bảo yêu cầu khả tiếp nhận thành phần lực mômen tác dụng bánh xe đường nhằm tăng tối đa an toàn chuyển động, giảm thiểu phá hỏng đường ơtơ, tiêu quan trọng độ bám đường bánh xe Hệ thống treo nói chung, gồm có ba phận là: phận đàn hồi, phận dẫn hướng phận giảm chấn Mỗi phận đảm nhận chức nhiệm vụ riêng biệt - Bộ phận đàn hồi: dùng để tiếp nhận truyền tải trọng thẳng đứng, làm giảm va đập, giảm tải trọng động tác dụng lên khung vỏ hệ thống chuyển động, đảm bảo độ êm dịu cần thiết cho ô tô máy kéo chuyển động - Bộ phận dẫn hướng: dùng để tiếp nhận truyền lên khung lực dọc, ngang mômen phản lực mômen phanh tác dụng lên bánh xe Động học phận dẫn hướng xác định đặc tính dịch chuyển tương đối bánh xe khung vỏ - Bộ phận giảm chấn: với ma sát hệ thống treo, có nhiệm vụ tạo lực cản, dập tắt dao động phần treo không treo, biến dao động thành nhiệt tiêu tán mơi trường xung quanh Ngồi ba phận trên, hệ thống treo ô tô du lịch, ô tô khách số tơ vận tải, cịn có thêm phận phụ phận ổn định ngang Bộ phận có nhiệm vụ giảm độ nghiêng dao động lắc ngang thùng xe Hệ thống treo phải đảm bảo yêu cầu sau đây: - Đặc tính đàn hồi hệ thống treo (đặc trưng độ võng tĩnh f t hành trình động fđ) phải đảm bảo cho xe có độ êm dịu cần thiết chạy đường tốt không bị va đập liên tục lên ụ hạn chế chạy đường xấu không phẳng với tốc độ cho phép Khi xe quay vòng, tăng tốc phanh vỏ xe khơng bị nghiêng, ngửa hay chúc đầu - Đặc tính động học định phận dẫn hướng, phải đảm bảo cho xe chuyển động ổn định có tính điều khiển cao, cụ thể là: + Đảm bảo cho chiều rộng sở góc đặt trụ quay đứng bánh xe dẫn hướng không đổi thay đổi không đáng kể + Đảm bảo tương ứng động học bánh xe truyền động lái, để tránh gây tượng tự quay vòng dao động bánh xe dẫn hướng xung quanh trụ quay - Giảm chấn phải có hệ số dập tắt dao động thích hợp để dập tắt dao động hiệu êm dịu - Có khối lượng nhỏ, đặc biệt phần không treo - Kết cấu đơn giản, dễ bố trí Làm việc bền vững, tin cậy - Không gây nên tải trọng lớn mối kiên kết với khung vỏ - Có độ bền cao, giá thành thấp mức độ phức tạp kết cấu khơng lớn - Có độ tin cậy lớn, điều kiện sử dụng phù hợp với tính kỹ thuật, không gặp hư hỏng bất thường Đối với ôtô bus ý thêm yêu cầu: - Có khả chống rung, ồn truyền từ bánh xe lên thùng, vỏ tốt - Tính điều khiển ổn định chuyển động cao tốc độ Hệ thống treo ơtơ ln hồn thiện, u cầu thoả mãn mức độ cao, tính đa dạng chúng lớn 1.2.3.2 Phân loại hệ thống treo Theo dạng phận dẫn hướng, hệ thống treo chia làm loại: - Hệ thống treo phụ thuộc - Hệ thống treo độc lập Theo loại phần tử đàn hồi, gồm có: - Loại kim loại, gồm: nhíp lá, lị xo xoắn, xoắn - Loại cao su: chịu nén chịu xoắn - Loại khí nén thuỷ khí Theo phương pháp dập tắt dao động, chia ra: - Loại giảm chấn thuỷ lực: tác dụng chiều hai chiều 65 Hình 3.9 Vận tốc dịch chuyển trẳng đứng trọng tâm xe Bus Thaco 46 chỗ Gia tốc dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm xe Bus Thaco 46 chỗ (Hình 3.10) Hình 3.10 gia tốc dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm xe ơtơ Ta có dịch chuyển trọng tâm ghế ngồi mặt phẳng thẳng đứng dọc (hình 3.11) 66 Hình 3.11 Dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm ghế ngồi người lái Ta củng có vận tốc dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm ghế ngồi người lái (hình 3.12) Hình 3.12: vận tốc dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm ghế ngồi người lái 67 Ta củng có gia tốc dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm ghế ngồi người lái (hình 3.13) Hình 3.13 gia tốc dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm ghế ngồi người lái Qua đồ thị từ hình 3.8 đến 3.13 ta thấy: Đây dao động tuần hoàn khơng tắt, điều hồn tồn phù hợp với thực tế; dao động tắt dần nguồn kích thích dao động khơng cịn Chúng tơi xác định biên độ gia tốc trọng tâm xe dao động - 0,2 ÷ 0,2 m/s2 ; biên độ gia tốc trọng tâm ghế ngồi người lái dao động -0,04 ÷ 0,04; tần số dao động khoảng Hz Từ kết mơ có khối lượng gia tốc dao động tính lực qn tính, từ xác định lực động bánh xe tác động xuống đường Lực tác động lên mặt đường tổng lực tĩnh lực quán tính khối lượng dao động thẳng đứng tạo nên Để xác định số thông số hợp lý hệ thống treo (như độ cứng phận đàn hồi hệ số cản giảm chấn phận cản) cho giảm thiểu phá hỏng đường nâng cao chuyển động êm dịu, q trình mơ phỏng, khảo sát hệ phương trình vi phân dao động chúng tơi thay đổi dãy giá trị khác 68 độ cứng nhíp, hệ số cản giảm chấn, sau so sánh chọn độ cứng nhíp hệ số cản giảm xóc cho xe chuyển động êm dịu tốc độ thường gặp làm cho việc đề xuất giải pháp nâng cao độ êm dịu chuyển động giảm thiểu phá hỏng mặt đường Từ kết khảo sát mơ nhờ phần mềm Simulink tìm giá trị hợp lý thông số hệ thống treo xe Bus Thaco 46 chố sau (bảng3.2): Bảng 3.2 Các thông số hợp lý hệ thống treo Thông số Giá trị hợp lý Độ cứng nhíp trước 129465 N/m Độ cứng nhíp sau 147782 N/m Hệ số cản giảm chấn giảm xóc trước 148530 Ns/m Hệ số cản giảm chấn giảm xóc sau 170842 Ns/m 69 Chương 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 4.1 Mục đích nghiên cứu thực nghiệm Mục đích nghiên cứu thực nghiệm nhằm xác định số thông số phục vụ cho nghiên cứu lý thuyết minh họa phần nghiên cứu lý thuyết dao động thằng đứng cùa xe Bus Thaco vận chuyển hành khách đường giao thơng Do điều kiện thời gian, kinh phí sờ vật chất hạn chế, luận văn không thề tiến hành tất thí nghiệm để xác định tất thơng số đầu vào thí nghiệm để kiểm chứng kết nghiên cứu lý thuyết Ở luận văn chi tiến hành số thỉ nghiệm xác định thông số chưa biết xe Bus Thaco số thí nghiệm nhằm minh họa thêm cho số kết nghiên cứu lý thuyết nghiên cứu thực nghiệm để xác định gia tốc dao động thẳng đứng trọng tâm xe, gia tốc dao động thẳng đứng ghế ngồi người lái dao động góc xe Bus Thaco vận chuyển hành khách đường giao thông 4.2 Đối tượng nghiên cứu thực nghiệm Đối tượng để thực nghiệm xe Bus Thaco vận chuyển hành khách đường giao thơng (hình 4.1) Hình 4.1 Xe Bus Thaco 46 chỗ chở hành khách đường giao thông 70 4.3 Trang thiết bị thực nghiệm Trong nghiên cứu thực nghiệm luận văn cần xác định thông số chưa biết xe Bus Thaco 46 chỗ làm thông số đầu vào cho việc giải toán lý thuyết; xác định gia tốc dao động thẳng đứng cùa trọng tâm xe, gia tốc dao động thẳng đứng ghế người lái dao động góc xe Bus Thaco 46 chỗ Để xác định gia tốc dao động thẳng đứng xe Bus Thaco 46 chỗ vận chuyễn hành khách đường giao thông dùng đầu đo gia tốc tốc theo nguyên lý điện cảm B12/1000 CHLB Đức (hình 4.2) Hình 4.2 Đầu đo gia tốc theo nguyên lý điện cảm B12/1000 Đầu đo gia tốc gắn vị trí trọng tâm xe cho trục dọc đầu đo trùng với phương thẳng đứng qua trọng tâm xe Tương tự, để xác định dao động thẳng đứng ghế người lái xe ôtô xe Bus Thaco 46 chỗ vận chuyễn hành khách đường giao thông dùng đầu đo gia tốc B12/1000 Đầu đo gia tốc gắn vị trí cho trục dọc đầu đo trùng với phương thẳng đứng Đi qua trọng tâm ghế người lái Để xác định góc lắc dọc xe xác đinh chuyển dịch thẳng đứng hai điểm đầu xe cuối xe thông qua việc đo gia tốc dao động thẳng đứng hai điểm Sau dùng phần mềm Dasylab tích phân lần gia tốc đo được, ta dịch chuyển điểm đầu điểm cuối 71 Góc lắc dọc α tính từ cơng thức: tg  ht  hs l (4.1) Trong đó: - ht , hs chuyển dịch thẳng đứng điểm đặt cảm biến phía trước sau xe - l khoảng cách hai điểm Các đầu đo gia tốc với thiết bị thu thập khuếch đại thông tin đo lường DMC PLus CHLB Đức (hình 4.3) dây cảm biến, DMC Plus kết nối với máy tính cáp RS- 232 Máy tính cài đặt sẵn phần mềm điều khiển đo lường xử lý số liệu DMC Labplus (hình 4.4) Phần mềm DMC Labplus phần mềm điều khiển đo lường xừ lý số liệu hãng HBM Trong thí nghiệm dùng để điều khiển DMC Plus xử lý số liệu đo Hình 4.3 Thiết bị DMC Plus 72 Hình 4.4: Phần mềm DMC Labplus Thiết bị DMC Plus thiết bị thu thập khuếch đại thông tin đo lường kỹ thuật số nối ghép với máy tính, Thiết bị DMC Plus thu, khuếch đại, chuyển đổi A/D Thiết bị kết nối với máy tính cồng giao diện: RS - 232 để đo đại lượng không điện Trong thí nghiệm thiết bị DMC Plus máy tính đặt xe dùng nguồn điện từ ắc quy tơ (hình 4.5) Hình 4.5 Thiết bị đo DMC Plus nối ghép máy tính đặt tơ thí nghiệm 73 4.4 Tiến hành thực nghiệm Chúng tơi tiến hành hai thí nghiệm với tốc độ chuyển động đường giao thông 40 km/h 50 km/h Mỗi thí nghiệm lặp lại hai lần tiến hành đo đồng thời gia tốc dao động thẳng đứng trọng tâm xe, gia tốc dao động thẳng đứng trọng tâm ghế ngồi người lái, gia tốc điểm trước sau xe theo bước sau: - Gắn đầu đo gia tốc vào vị trí cần đo - Nối đầu đo với thiết bị DMC Plus dây cảm biến - Kết nối thiết bị DMC Plus với máy tính, nối nguồn cho thiết bị - Khởi động phần mềm DMC Labplus - Tiến hành đo, sau lưu kết đo vào tệp mã ASCII Xử lý kết thực nghiệm Kết đo xừ lý phần mềm Catman Dasylab biểu đồ dao động vẽ phân mềm Excell Đồ thị gia tốc dao động thẳng đứng trọng tâm xe Bus Thaco 46 chỗ vận chuyển hành khách đường giao thơng tốc độ 40km/h cho hình 4.6 Gia tốc tâm gia tốc, m/s2 -2 10 15 -4 thời gian,s Hình 4.6 Gia tốc dao động trọng tâm xe chuyển động với tốc độ 40 km/h 74 Gia tốc dao động ghế xe chuyển động với tốc độ 40 km/h (hình 4.7) gia tốc, m/s2 Gia tốc ghế 0.5 -0.5 10 15 -1 thời gian, s Hình 4.7 Gia tốc thẳng đứng ghế xe chuyển động với tốc độ 40 km/h Gia tốc dao động thẳng đứng trọng tâm xe chuyển động với tốc độ 50 km/h (hình 4.8) Gia tốc tâm gia tốc, m/s2 -1 10 15 -2 thời gian, s Hình 4.8 Gia tơc thẳng đứng trọng tâm xe chuyển động với tốc độ 50 km Gia tốc dao động thẳng đứng trọng tâm ghế chuyển động với tốc độ 50 km/h (hình 4.9) 75 Gia tơc ghế gia tốc, m/s2 1.5 0.5 -0.5 10 15 -1 thời gian, s Hình 4.9 Gia tơc thẳng đứng trọng tâm ghế chuyển động với tốc độ 50 km Sau đo gia tốc thẳng đứng điểm trước sau xe, dùng phần mềm Dasylab tích phân lần dịch chuyển thẳng đứng hai điểm, sau lập hàm từ cơng thức (4.1) ta tính góc α Hình 4.10 giới thiệu chương trình xử lý kết phần mềm Dasylab Hình 4.10 Chương trình xử lý kết đo để tính chuyển dịch goc α Với kết đo gia tốc trước xe (hình 4.11 ) sau xe (hình 4.12 ) 76 10 07 05 02 00 -0 -0 -0 -1 0 25 50 75 100 150 200 250 300 Y /tC r t0 350 ms Hình 4.11 Gia tốc thẳng đứng điểm đầu xe 10 07 05 02 00 -0 -0 -0 -1 0 25 50 75 100 150 200 250 300 Y /tC r t0 350 ms Hình 4.12 Gia tốc thẳng đứng điểm cuối xe Sau hai lần tích phân phần mềm Dasylab dịch chuyển thẳng đứng điểm đầu (hinh 13)và điểm cuối xe (hình 14 ) 00 0E -6 -0 5E -6 -0 0E -6 -0 5E -6 -1 0E -6 -1 5E -6 -1 0E -6 25 50 75 100 150 200 250 300 Y /tC r t0 350 ms Hình 4.13 Chuyển dịch thẳng đứng điểm đầu xe 20 0E -6 17 5E -6 15 0E -6 12 5E -6 10 0E -6 25 Y /tC r t0 50 75 100 150 200 250 300 350 ms Hình 4.14 Chuyển dịch thẳng đứng điểm cuối xe 77 Và cuối cùng, chạy chương trình Dasylab với đầu vào gia tốc thẳng đứng điểm đầu điểm cuối xe ta kết chuyển dịch góc α (hình 4.15) -3 0E -3 5E -3 0E -3 5E -4 0E -4 5E -4 0E -4 5E -5 0E -5 5E -7 -7 -7 -7 -7 -7 -7 -7 -7 -7 25 50 75 100 150 200 250 300 Y /tC r t0 350 ms Hình 4.15 Chuyển dịch góc α xe So sánh kết lý thuyết với thực nghiệm Từ đồ thị thực nghiệm xác định tần số dao động 1,8 Hz; biên độ dao động -0,24÷ 0,24 m/s2 Như so sánh với kết nghiên cứu lý thuyết là: gia tốc trọng tâm -0,2 ÷0,2 m/s2 ; biên độ gia tốc trọng tâm ghế ngồi người lái dao động -0,04 ÷ 0,04; tần số dao động khoảng Hz Như chúng tơi có: Sai lệch biên độ 11,7 %; Sai lệch tần số % Sau khí so sánh kết nghiên cứu lý thuyết vả thực nghiệm có sai số khơng q 11,7% đưa sổ nguyên nhân dẫn đến sai khác sau: - Xây dựng mơ hình dao động lý thuyết, giả thiết bỏ qua lực ma sát vả nguồn gây kích động xe ơtơ; thực tế nguồn kích thích dao động xe ơtơ đáng kể - Khi tiến hành thực nghiệm, gằn đầu đo gia tốc vào vị trí tọa độ trọng tâm ô tô; - Độ cao mấp mô mặt đường thực nghiệm có sai lệch với mơ hình lý thuyết Như vậy, với nguyên nhân trên, sai số chấp nhận 78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Luận văn xây dựng mơ hình dao động mặt phẳng thẳng đứng dọc xe ô tô Bus Thaco 46 chỗ vận chuyển hành khách đường giao thông xác định hầu hết thông số mơ hình, làm sở để thiết lập phương trình vi phân dao động hệ Bằng phương pháp ứng dụng phương trình Lagranger loại II thiết lập hệ phương trình vi phân dao động xe tô Bus Thaco 46 chỗ vận chuyển hành khách đường giao thông, làm sở để khảo sát đánh giá độ êm dịu chuyển động xe ôtô; Đã giải mơ hệ phương trình vi phân dao động xe ô tô Bus Thaco 46 chỗ vận chuyển hành khách đường giao thơng phần mềm Matlab-Simulink với hàm kích thích dao động hàm điều hịa hình sin Kết mô phần mềm Matlab – Simulink với việc thay thông số đầu vào khác hệ thống treo cho đạt độ êm dịu chuyển động cao tham khảo việc đề xuất giải pháp nhằm nâng cao khả chuyển động êm dịu xe ô tô Bus Thaco 46 chỗ vận chuyển hành khách đường giao thông Bằng nghiên cứu thực nghiệm xác định gia tốc dao động thẳng đứng góc lắc xe ô tô Bus Thaco 46 chỗ vận chuyển hành khách đường giao thông với tốc độ 40km/h 50 km/h Kết nghiên cứu thực nghiệm minh chứng cho kết nghiên cứu lý thuyết, sai lệch lý thuyết thực nghiệm lớn 11,7 %, sai số chấp nhận được; Kết nghiên cứu đề tài sử dụng làm tài liệu tham khảo giúp quan quản lý nhà nước ban hành quy định hệ thống treo ô tô Bus để giảm thiểu phá hủy mặt đường; 79 Kiến nghị Đề tài nghiên cứu dao động mặt phẳng thẳng đứng dọc xe ô tô Bus Thaco 46 chỗ vận chuyển hành khách đường giao thơng, cịn mơ hình dao động khơng gian xe ô tô Bus Thaco 46 chỗ vận chuyển hành khách đường giao thơng chưa có điều kiện nghiên cứu, cần nghiên cứu bổ sung đề hoàn thiện vấn đề dao động xe ô tô Bus Thaco 46 chỗ vận chuyển hành khách đường giao thông; Đề tài giải mơ hệ phương trình vi phân dao động xe Bus Thaco 46 chỗ vận chuyển hành khách đường giao thông miền thời gian, chưa có điều kiện khảo sát miền tần số Vậy, để đánh giá xác tiêu êm dịu chuyển động xe Bus Thaco 46 chỗ vận chuyển hành khách đường giao thông cần giải mô mơ hình dao động xây dựng miền tần số Đề tài lập mơ hình xây dựng phương trình vi phân dao động mơ phương trình vi phân dao động cho trường hợp đề xuất giải pháp nâng cao độ êm dịu chuyển động xe ôtô, chưa khảo nghiệm mô hình để làm sở tin cậy cho việc lựa chọn giải pháp nâng cao độ êm dịu chuyển động cho ô tô cần khảo nghiệm mô hình Tiếp tục nghiên cứu hồn thiện lý thuyết phá hủy đường, lý thuyết tối ưu hệ thống treo, hệ thống treo thủy khí để giảm phá hủy đường; ... đường đến ôtô 45 Hệ thống treo trước xe Bus Thaco Hình 2.2 Hệ thống treo trước Hệ thống treo sau xe Bus Thaco Hình 2.3 Hệ thống treo sau 46 2.2.2 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu đề tài khảo... loại xe Theo tìm hiểu chúng tơi chưa có cơng trình nghiên cứu dao động loại xe vận chuyển hành khách, để làm cho việc xác định số thông số hợp lý hệ thống treo Do chúng tơi định chọn đề tài Nghiên. .. Nghiên cứu xác định số thông số hợp lý hệ thống treo xe Bus Thaco 46 chỗ theo hướng thân thiện với đường” 41 Chương MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên