Nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất lốp đến tính dẫn hướng ô tô khách sản xuất, lắp ráp ở việt nam

1 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi dƣới hƣớng dẫn TS Đặng Việt Hà PGS.TS Cao Trọng Hiền Các số liệu, kết nghiên cứu luận án trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học Ngƣời hƣớng dẫn khoa học Nghiên cứu sinh TS Đặng Việt Hà PGS.TS Cao Trọng Hiền Đinh Quang Vũ LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu sinh xin trân trọng cảm ơn Trƣờng Ðại học Giao thông vận tải, Khoa khí, Bộ mơn Ơ tơ tạo điều kiện cho nghiên cứu sinh thực luận án Trƣờng Ðại học Giao thông vận tải Nghiên cứu sinh xin trân trọng cảm ơn tập thể thầy hƣớng dẫn TS Đặng Việt Hà PGS.TS Cao Trọng Hiền tận tình hƣớng dẫn việc định hƣớng nghiên cứu phƣơng pháp giải vấn đề cụ thể đặt để thực hoàn thành luận án Nghiên cứu sinh xin cảm ơn Thầy, Cô mơn Ơ tơ, khoa Cơ khí Trƣờng Ðại học Giao thông vận tải, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành luận án Nghiên cứu sinh xin cảm ơn Thầy, Cô môn Ô tô Xe chuyên dụng – Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội, phịng thí nghiệm Động lực học truyền động phƣơng tiện giới - Học viện Kỹ thuật Quân ủng hộ giúp đỡ để hoàn thành luận án Nghiên cứu sinh xin cảm ơn Cục Đăng kiểm Việt Nam, Trung tâm thử nghiệm xe giới bạn bè, đồng nghiệp ủng hộ, động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi trình học tập nghiên cứu Nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn đến chuyên gia ngành Động lực đóng góp ý kiến quý báu để luận án đƣợc hoàn thiện Cuối nghiên cứu sinh xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình bạn bè, ngƣời ln động viên, khuyến khích suốt thời gian tham gia nghiên cứu thực cơng trình Nghiên cứu sinh Đinh Quang Vũ MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU Mục tiêu nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Những kết ý nghĩa khoa học, thực tiễn luận án Nội dung luận án CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tính dẫn hƣớng tơ 1.1.1 Khái niệm lăn lệch bánh xe đàn hồi 1.1.2 Tính quay vịng tơ 1.1.3 Các yếu tố đánh giá tính dẫn hƣớng 1.2 Mơ hình động lực học nghiên cứu tính dẫn hƣớng ô tô 1.2.1 Mơ hình phẳng khối lƣợng 1.2.2 Mô hình khơng gian khối lƣợng 1.2.3 Mơ hình khơng gian khối lƣợng nghiên cứu tính dẫn hƣớng 1.3 Các nghiên cứu tính dẫn hƣớng tơ ngồi nƣớc 1.3.1 Nghiên cứu nƣớc 1.3.2 Nghiên cứu nƣớc 1.4 Mục tiêu, đối tƣợng, phạm vi, phƣơng pháp nghiên cứu ý nghĩa khoa học, thực tiễn 1.4.1 Mục tiêu nghiên cứu 1.4.2 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 1.4.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.4.4 Những kết ý nghĩa khoa học, thực tiễn luận án 1.4.5 Nội dung luận án 1.5 Kết luận chƣơng CHƢƠNG 2: XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC NGHIÊN CỨU TÍNH DẪN HƢỚNG CỦA Ơ TƠ KHÁCH 2.1 Phân tích cấu trúc giả thiết lập mơ hình 2.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu 2.1.2 Phân tích cấu trúc đối tƣợng 2.1.3 Các giả thiết xây dựng mô hình 2.2 Xây dựng mơ hình động lực học 2.3 Hệ quy chiếu 2.4 Thiết lập hệ phƣơng trình toán học 2.4.1 Trong mặt phẳng đƣờng xOy 2.5 Cấu trúc mơ hình động lực học tơ khách 2.6 Điều kiện đầu vào phƣơng trình vi phân 2.7 Kết luận chƣơng CHƢƠNG 3: KHẢO SÁT TÍNH DẪN HƢỚNG CỦA Ơ TƠ KHÁCH SẢN XUẤT LẮP RÁP TẠI VIỆT NAM 3.1 Lựa chọn thông số để khảo sát 3.1.1 Tiêu chí đánh giá tính dẫn hƣớng 3.1.2 Các phƣơng án khảo sát 3.2 Điều kiện khảo sát 3.2.1 Quy luật đánh lái 3.2.2 Thuật toán giải hệ phƣơng trình vi phân phần mềm mơ số 3.3 Khảo sát ảnh hƣởng số thơng số đến tính dẫn hƣớng tơ 3.3.1 Khảo sát đặc tính lốp 3.3.3 Khảo sát ảnh hƣởng áp suất lốp đến gia tốc ngang 3.3.4 Khảo sát ảnh hƣởng áp suất lốp đến vận tốc góc quay thân xe 3.3.5 Khảo sát ảnh hƣởng áp suất lốp đến quỹ đạo chuyển động 3.4 Kết luận chƣơng CHƢƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM Thí nghiệm xác định thơng số đầu vào Thí nghiệm tơ đƣờng bãi thử tính dẫn hƣớng 4.1 Thí nghiệm xác định thơng số đầu vào 4.1.1 Đo khối lƣợng ô tô 4.1.2 Đo tọa độ trọng tâm ô tô 4.1.3 Thí nghiệm đo tỷ số truyền hệ thống lái 4.1.4 Xác định số thơng số kích thƣớc làm thơng số đầu vào cho toán lý thuyết 4.1.5 Đo độ cứng ngang lốp 4.2 Thí nghiệm tơ đƣờng bãi thử tính dẫn hƣớng 4.2.1 Điều kiện thí nghiệm 4.2.2 Thiết bị thí nghiệm 4.2.3 Q trình thí nghiệm 4.2.4 Đánh giá kết đo kết luận 4.3 Kết luận chƣơng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC CÁC THAM SỐ ĐẦU VÀO CỦA MƠ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC PHỤ LỤC 2: TÍNH TỐN VÀ KIỂM BỀN ĐỒ GÁ ĐO ĐỘ CỨNG NGANG CỦA LỐP PHỤ LỤC GIẢI HỆ PHƢƠNG TRÌNH BẰNG PHẦN MỀM MƠ PHỎNG PHỤ LỤC QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM QUAY VÕNG VỚI GÓC QUAY VÀNH TAY LÁI VÀ VẬN TỐC DỌC KHÔNG ĐỔI PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TT Thông số Áp suất không khí lốp trƣớc/ sau Áp suất khơng khí lốp Bán kính quay vịng tơ tính đến trọng tâm xe tro trƣờng hợp lốp khơng biến dạng Bán kính quay vịng tơ tính đến trọng tâm xe tro trƣờng hợp lốp biến dạng Bán kính động lực học bánh xe Mấp mô mặt đƣờng thứ ij, (i=1,2; j=T,P) Chiều cao từ trọng tâm xe tới mặt đƣờng Chiều cao tâm quay tức thời cầu i, (i=1,2) Chiều cao tâm khí động tác động vào xe 10 Chiều dài sở xe 11 Đƣờng kính tự lốp 12 Chiều rộng tồn ô tô 13 Khoảng cách từ trọng tâm khối lƣợng đƣợc treo đến cầu trƣớc, sau 14 Khoảng cách từ trọng tâm xe đến trục nghiêng 15 Vết bánh xe trƣớc/ sau 16 Chuyển vị ngang cầu thứ i theo phƣơng ngang, (i=1,2 17 Khoảng cách hệ thống treo cầu i, (i=1,2) 18 Chuyển vị tâm cầu thứ i, (i=1,2) 19 20 21 Chuyển vị theo trục x tâm vết tiếp xúc bánh xe thứ ij, (i=1 j=T,P) Chuyển vị điểm liên kết dƣới, hệ treo bánh xe thứ (i=1,2; j=T,P) Độ võng động (hành trình trả) hệ thống treo thứ ij (i=1, j=T,P) Độ võng tĩnh (hành trình nén) hệ thống treo thứ ij (i=1, 22 23 j=T,P) Chuyển vị thẳng đứng trọng tâm bánh xe thứ ij (i=1,2; j=T,P) 24 Chuyển vị thẳng đứng khối lƣợng đƣợc treo 25 Độ cứng ổn định trƣớc sau 26 Độ cứng ngang lốp 27 Độ cứng hƣớng kính lốp thứ ij, (i=1, j=T,P) 28 Độ cứng hệ thống treo 29 Gia tốc trọng tâm xe theo phƣơng x, y, z 30 Góc lăn lệch trung bình bánh xe cầu trƣớc, sau 31 Góc lăn lệch lực ngang tác dụng 32 Góc lăn lệch góc vát bánh xe gây 33 Góc lắc ngang cầu trƣớc, sau 34 Góc quay trung bình bánh xe dẫn hƣớng 35 Góc quay bánh xe dẫn hƣớng cầu trƣớc bên phải, trái 36 Góc quay vành tay lái 37 Góc lắc dọc khối lƣợng đƣợc treo, khơng đƣợc treo 38 Góc lắc ngang thân xe (khối lƣợng đƣợc treo) 39 Hệ số cản giảm chấn hệ thống treo thứ ij, (i=1,2; j=T,P) 40 Hệ số cản giảm chấn hƣớng kính lốp thứ ij, (i=1,2; j=T,P) 41 Hệ số trƣợt dọc bánh xe 42 Khối lƣợng tồn tơ 43 Khối lƣợng đƣợc treo ô tô 44 Khối lƣợng không đƣợc treo cầu trƣớc, sau 140 Hình PL2.1 Quá trình chia lưới đồ gá + Tính tốn đặt lực Với trình làm việc liên tục, lốp đƣợc gá đặt Ụ ta đặt Mơ men ngẫu lực Hình PL2.2 Các vị trí đặt lực lên đồ gá Để tránh chuyển vị mô nhƣ hoạt động băng tải thật ta đặt ngàm chặt then chữ L chữ Z (hình 43) - Với giả thiết với lực tác dụng max lên lốp xe (bằng tải trọng từ đường tác dụng lên lốp) ta có: - Mơ men tác dụng lên Ụ Với bán kính bánh xe R=0,3537 (m) 141  Vậy với thông số điều kiện nêu ta thu đƣợc kết sau: Hình PL2.3 Biểu đồ phân bố ứng suất - So sánh kiểm bền với ứng suất tới hạn vật liệu Giá trị tính tốn đƣợc độ bền là: So sánh với giá trị giới hạn bền thép C45 Bảng PL2.2 Giới hạn bền thép C45 Mác thép C45 Vậy: ứng với vật liệu thép C45 thỏa mãn đủ bền Kết luận đƣa đồ gá vào sử dụng an toàn 142 PHỤ LỤC GIẢI HỆ PHƢƠNG TRÌNH BẰNG PHẦN MỀM MƠ PHỎNG - Khối đặc tính lốp (Một số khối chính) 143 - Khối tính dẫn hƣớng (Một số khối chính) 144 145 PHỤ LỤC QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM QUAY VÕNG VỚI GĨC QUAY VÀNH TAY LÁI VÀ VẬN TỐC DỌC KHƠNG ĐỔI Bảng PL4.1 Bảng quy trình thí nghiệm Bƣớc thực Nội dung thực Chuẩn bị, khảo sát đƣờng thí nghiệm Đƣa xe vào vị trí xuất phát Lắp đặt thiết bị đo: + Lắp cảm biến V1 + Nối nguồn ắc qui vào nguồn rung + Lắp đặt, kết nối máy tính với cảm biến V1 nguồn rung (hình 1.1) + Lái xe cho xe chuyển động với góc quay vành tay lái không đổi, đồng thời giữ giá trị vận tốc theo yêu cầu cán đo Hƣớng dẫn lái xe Bƣớc thực Nội dung thực hiện thực cơng việc q trình đo Kh ởi độ ng độ ng má y tín h Kh ởi độ ng phầ n mề m De we sof t X Đ ặ t c tính tệp tin liệu đƣợc ghi c h ế đ ộ Tiến hành thí đ o : + ặt th u ộ nghiệm: Đ + Khởi hành tăng tốc xe Khởi động chế độ sẵn sàng ghi liệu + Khi xe đạt vận tốc định, lái xe quay vịng xe với góc quay vành tay lái khơng đổi + Ghi kết thí nghiệm C B 03ph L X 02ph C B 10ph C B L X 02ph C B L X N ế u s d ụ n g ắc q u y c ủ a x e th ì k h ởi đ ộ n g x e tr ƣ c k hi k h ởi đ ộ n g má y tín h Nế u ng uồ n ắc qu y ng ồi t n thủ the o cán đo Lầ n 1: Gó c qu ay nh tay lái 18 0 vận tốc dọc ô tô v 1= 10 km/h Lần 2: Góc quay vành tay lái 180 vận tốc dọc ô tô v1= 20 km/h Lần 3: Góc quay vành tay lái 180 vận tốc dọc ô tô v1= 30 km/h Khi xe đạt tốc độ 10; 20; 30 km/h, LX giữ cho xe quay vịng với góc quay vành tay lái không đổi kết thúc trình đo Chú ý: Các biểu an tồn CB báo hiệu cho lái xe tiếp tục đƣa xe vị trí xuất phát để đo tiếp kết thúc thí nghiệm Bƣớc thực Nội dung thực Kết thúc thí nghiệm + Tắt máy tính + Tắt động Ghi chú: Các lần đo sau lặp lại bước 5,6, Đối với trƣờng hợp áp suất lốp trƣớc giảm ký hiệu lƣợt đo tƣơng tự thay Astc thành Asg Kết thu đƣợc sau tiến hành thí nghiệm giá trị góc quay vành tay lái, góc lệch hƣớng chuyển động thân xe, quỹ đạo chuyển động, góc xoay thân xe Để nhận đƣợc giá trị gia tốc ngang góc lệch bên cần xử lý số liệu thu đƣợc Các phần mềm xử lý số liệu kể đến nhƣ: Dasylab, Labview, Diadem, Dewesoft X, Excel, Trong thử nghiệm tác giả lựa chọn phần mềm Dewesoft X Excel để xử lý liệu 148 PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM 149 150 151 152 153 ... loại ô tô khách sản xuất lắp ráp Việt Nam 18 Phạm vi nghiên cứu luận án lăn lệch bánh xe đàn hồi đến tính dẫn hƣớng ô tô Phương pháp nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu luận án kết hợp nghiên cứu. .. ảnh hƣởng lăn lệch bánh xe đàn hồi đến tính dẫn hƣớng ô tô khách sản xuất lắp ráp Việt Nam Đề xuất biện pháp nâng cao tính dẫn hƣớng ô tô Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu luận... cao tính dẫn hƣớng ô tô 1.4.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu luận án loại ô tô khách sản xuất lắp ráp Việt Nam Phạm vi nghiên cứu luận án lăn lệch bánh xe đàn hồi đến tính dẫn