(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu tính toán và đánh giá dao động xa khách county Hmk29SL đang lắp ráp tại công ty tracomeco

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM VĂN QUỐC NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN VÀ ĐÁNH GIÁ DAO ĐỘNG XE KHÁCH COUNTY HMK 29SL ĐANG LẮP RÁP TẠI CÔNG TY TRACOMECO NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, năm 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM VĂN QUỐC NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN VÀ ĐÁNH GIÁ DAO ĐỘNG XE KHÁCH COUNTY HMK 29SL ĐANG LẮP RÁP TẠI CƠNG TY TRACOMECO NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 Hướng dẫn khoa học: TS LÂM MAI LONG Tp Hồ Chí Minh, 2013 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: LÂM VĂN QUỐC Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 10/12/1973 Nơi sinh: Tây ninh Quê quán: Hiệp Tân, Hòa Thành, Tây ninh Dân tộc: Kinh Địa liên lạc: 22/5 đƣờng 7, khu phố 5, phƣờng Linh Tây, quận Thủ Đức, Tp,HCM Điện thoại nhà riêng: 0909.944.240 E-mail: lamvan_quoc@yahoo.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Chính qui Thời gian đào tạo từ 1997 đến 2002 Nơi học: Trƣờng Đại Học giao thông vận tải sở Tp Hồ Chí Minh Ngành học: Cơ Khí chuyên dùng Ngày & nơi bảo vệ đồ án: 04/2002 Trƣờng Đại Học giao thông vận tải sở Tp Hồ Chí Minh III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 2002 - 2005 Cơng ty Sài Gịn Ship Marin Nhân viên kỹ thuật 2005 - 2009 Công ty thiết kế đống tàu Miền Nam Nhân viên kỹ thuật 2009 - 2013 Trƣờng cao đẳng công thƣơng Tp.HCM Giảng Viên i LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2013 (Ký tên ghi rõ họ tên) Lâm Văn Quốc ii LỜI CẢM ƠN Quá trình nghiên cứu thực luận văn khoảng thời gian để lại nhiều dấu ấn Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô tham gia đào tạo học viên cao học ngành Kỹ thuật khí động lực (Khai Thác & Bảo Trì Ơ tô Máy Kéo) trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật trang bị cho em thêm nhiều kiến thức tạo điều kiện thuận lợi cho em thực luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy TS Lâm Mai Long nhiệt tình giảng dạy trực tiếp hƣớng dẫn em Thầy đƣa ý kiến đóng góp khắc phục, sửa chữa sai sót q trình em thực luận văn Xin cảm ơn bạn đồng nghiêp, bạn học viên khố giúp đỡ tơi thời gian qua Xin chân thành cảm ơn! iii Chƣơng TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu Ngày với xu hƣớng phát triển chung giới, công nghiệp ôtô phát triển nhanh để đáp ứng nhu cầu ngƣời sử dụng Những đòi hỏi đặt cho ôtô khách phải đáp ứng yêu cầu nhiên liệu, tốc độ, không gây ô nhiễm mơi trƣờng, độ êm dịu an tồn chuyển động v.v…Chính lẽ mà hệ thống ôtô không ngừng đƣợc quan tâm cải tiến hiệu phát huy hết tính chúng Hình 1.1: Xe County HMK29SL Để đáp ứng nhu cầu lại nhƣ vận chuyển hàng hố, cơng nghệ tô không ngừng thay đổi phát triển, cải tiến sản phẩm để liên tục cho đời loại xe kiểu dáng mới, tiện nghi phù hợp với nhu cầu, điều kiện kinh tế ngƣời, phù hợp với đặc điểm quốc gia đạt đƣợc tiêu chuẩn nhƣ qui định Tuy nhiên, để có đƣợc chỗ đứng xã hội, để cơng ty tồn phát triển điều quan trọng phải tạo mà xã hội cần mà ta có Với hệ thống giao thơng dày đặc, địa hình phức tạp nhƣ Việt Nam nay, đặc biệt thành thị kinh tế phát triển, đời sống ngƣời dân đƣợc nâng cao, với xu hội nhập vào kinh tế giới… Thì câu hỏi đƣợc đặt làm để nâng cao độ êm dịu thoải mái cho ngƣời, hàng hoá xe chuyển động? Làm để thời gian đƣa rƣớc khách ngắn đi? Ơ nhiễm mơi trƣờng đạt giới hạn cho phép? Số chỗ ngồi phải đƣợc bảo đảm cho chuyến (không thừa không thiếu)… xe khách County HMK29SL lắp ráp cơng ty Tracomeco cỡ trung có động mạnh mẽ trình độ phát triển cơng nghệ với hệ thống phun nhiên liệu điện tử đáp ứng tiêu chuẩn khí thải EURO-III Loại xe buýt sử dụng hệ thống phanh kiểu tang trống mạch kép thủy lực có trợ lực chân khơng, tự điều chỉnh để giảm thời gian bảo dƣỡng, với hệ thống máy điều hoà nhiệt độ kiểu Những điều tạo đƣợc tính tiện nghi, mạnh mẽ cho hành khách hàng hố xe, cịn độ êm dịu luận văn ta tính tốn đánh giá Hình 1.2: Sơ đồ tổng thể xe County HMK29SL Hình 1.3: Kích thƣớc hầm hàng xe County HMK29SL 1.1.1 Tình hình nghiên cứu nƣớc Dựa vào tiêu chuẩn độ êm dịu sở tiêu chuẩn Quốc tế hành ISO 2631-1:1997, nhà nƣớc ban hành tiêu chuẩn TCVN 6964-1:2001 hoàn tồn tƣơng đƣơng với tiêu chuẩn ISO 2631-1:1997 Mục đích tiêu chuẩn TCVN 6964-1:2001 xác định phƣơng pháp đánh giá dao động tồn thân có liên quan đến: - Sức khỏe độ tiện nghi ngƣời chịu dao động - Khả cảm nhận dao động - Gây chóng mặt, buồn nơn dao động Phƣơng pháp đánh giá dựa vào giá trị gia tốc (r.m.s) hay gọi giá trị gia tốc trung bình bình phƣơng (r.m.s) Trọng số gia tốc (r.m.s) tính (m/s2) dao động tịnh tiến (rad/s2) dao động quay 1  a t dt   T  T Trọng số gia tốc r.m.s đƣợc tính theo cơng thức: aw   2 w Trong đó: T: khoảng thời gian chịu dao động (s) aw(t): gia tốc dao động tịnh tiến quay, tính m/s2 hay rad/s2 Bảng 1.1: Phản ứng thể mức dao động khác (TCVN 6964) Nhỏ 0,315 m/s2 Khơng có cảm giá khó chịu Từ 0,315 đến 0,63 m/s2 Có cảm giác chút khơng thoải mái Từ 0,5 đến m/s2 Có cảm giác rõ rệt không thoải mái Từ 0,8 đến 1,6 m/s2 Không thoải mái Từ 1,25 đến 2,5 m/s2 Rất không thoải mái Lớn m/s2 Cực kỳ không thoải mái Đánh giá dao động đƣợc dựa vào đồ thị sau: đƣờng gạch - gạch vùng cần ý với mục đích dẫn sức khỏe Hình 1.4: Vùng dẫn sức khoẻ theo ISO 2631 TCVN 6964 Chỉ tiêu an toàn chuyển động tải trọng tác dụng xuống đƣờng: Theo quan điểm an toàn chuyển động (tính điều khiển) tải trọng tác dụng xuống đƣờng trị số lực tác dụng thẳng đứng bánh xe với đƣờng thông số quan trọng để đánh giá Khi ơtơ chuyển động đƣờng có biên dạng mang đặc tính ngẫu nhiên dáng điệu tải trọng thẳng đứng P(t) mang tính chất ngẫu nhiên Các giá trị P (t) dao động xung quanh vị trí giá trị trung bình P (t) (gọi kỳ vọng toán học), theo kết thử nghiệm giá trị giá trị tải trọng tĩnh Pt đặt lên bánh xe Tải trọng thẳng đứng P(t) đƣợc xác định tổng tải trọng tĩnh Pt tải trọng động bánh xe mặt đƣờng Nd(t): P(t) = Pt  Nd(t) Sai lệch bình phƣơng trung bình tải trọng thẳng đứng xác định theo biểu thức:  P2  ( P (t )  P (t ))2  ( Pt  Nd (t )  Pt )2  Nd2 (t )  Chƣơng THỰC TẾ ỨNG DỤNG GIAO DIỆN BỘ CÔNG CỤ GRAPHICS USER INTERFACE CỦA MATLAB TRONG THIẾT Ô TÔ 5.1 Ứng dụng thực nghiệm thông số mô hình tính tốn xe bt City Liner OF8000 giao diện cơng cụ graphics user interface matlab: Hình 5.1: Xe City Liner OF8000 Khối lƣợng đƣợc treo : m2 = 7725 kg Khối lƣợng không đƣợc treo: - Khối lƣợng cầu trƣớc: m1t = 355 kg - Khối lƣợng cầu sau: m1s = 520 kg Mô men quán tính: Jy = 12944 kgm2 Chiều dài sở: L = 4,250 m ; a = 2,52035 m; b = 1,72965 m 42 Độ cứng nhíp trƣớc: C2t = 138300 N/m Độ cứng nhíp sau: C2s = 315900 N/m Độ cản nhíp trƣớc: K2t = 17227 Ns/m Độ cản nhíp sau: K2s = 31429 Ns/m Độ cứng lốp trƣớc: C1t = 500000 N/m Độ cứng lốp sau: C1s= 728570 N/m Hình 5.2: Các thơng số xe City Liner OF8000 ứng dụng giao diện công cụ graphics user interface matlab 43 − Đồ thị đáp ứng chuyển vị, vận tốc, gia tốc hệ Hình 5.3a: Đồ thị gia tốc xe City Liner OF8000 Hình 5.3b: Đồ thị vận tốc xe City Liner OF8000 44 Hình 5.3c: Đồ thị chuyển vị xe City Liner OF8000 Kết số: Tần số dao động riêng hệ có giảm chấn (Hz): zeta1 = 0.4107 Omegad1 = 0.9224 0 0 1.4779 0 0 6.1854 0 0 6.5627 Trọng số gia tốc (r.m.s): S = 0.4555 45 5.2 Ứng dụng thực nghiệm thơng số mơ hình tính tốn xe Toyota Vios Limo giao diện công cụ graphics user interface matlab: Hình 5.4: Xe Toyota Vios Limo Khối lƣợng đƣợc treo: m2 = 1304 kg Mô men quán tính: Jy = 2037.5 kgm2 Chiều dài sở: l = 2,5 (m); a = 1,25 (m); b = 1,25 (m) Khối lƣợng không đƣợc treo: - Khối lƣợng cầu trƣớc: m1t = 80 kg - Khối lƣợng cầu sau: m1s = 96 kg Độ cứng giảm chấn: Độ cứng lò xo trƣớc: C2t = 36200 N/m Độ cứng lò xo sau: C2s = 42400 N/m Độ cứng lốp trƣớc: C1t = 360000 N/m Độ cứng lốp sau: C1s = 370000 N/m Độ cản giảm chấn trƣớc: K2t = 2925 Ns/m Độ cản giảm chấn sau: K2s = 3180 Ns/m 46 Hình 5.5: Các thơng số xe Toyota Vios Limo ứng dụng giao diện công cụ graphics user interface matlab − Đồ thị đáp ứng chuyển vị, vận tốc, gia tốc hệ Hình 5.6a: Đồ thị gia tốc xe Toyota Vios Limo 47 Hình 5.6b: Đồ thị vận tốc xe Toyota Vios Limo Hình 5.6c: Đồ thị chuyển vị xe Toyota Vios Limo Tần số dao động riêng hệ có giảm chấn (Hz): Zeta1 = 1,0773 Omegad1 = 1.0773 0 0 1.1582 0 0 9.9538 0 0 10.6847 Trọng số gia tốc (r.m.s): S = 0,4302 (m/sec2) 48 5.3 Ứng dụng thực nghiệm thơng số mơ hình tính tốn xe Toyota Corolla ALTIS 2004 giao diện công cụ graphics user interface matlab Hình 5.7: Xe Toyota Corolla ALTIS 2004 Khối lƣợng đƣợc treo: m2 = 1284 kg Mô men quán tính: Jy = 2170 kgm2 Chiều dài sở: l = 2,6 (m); a = 1,3 (m); b = 1,3 (m) Khối lƣợng không đƣợc treo: - Khối lƣợng cầu trƣớc: m1t = 80 kg - Khối lƣợng cầu sau: m1s = 96 kg Độ cứng lò xo trƣớc: C2t = 34100 N/m Độ cứng lò xo sau: C2s = 39800 N/m Độ cứng lốp trƣớc: C1t = 340000 N/m Độ cứng lốp sau: C1s = 350000 N/m Độ cản giảm chấn trƣớc: K2t = 2840 Ns/m Độ cản giảm chấn sau: K2s = 3130 Ns/m 49 Hình 5.8: Các thông số xe Toyota Corolla ALTIS 2004 ứng dụng giao diện công cụ graphics user interface matlab − Đồ thị đáp ứng chuyển vị, vận tốc, gia tốc hệ Hình 5.9a: Đồ thị vận tốc xe Toyota Corolla ALTIS 2004 50 Hình 5.9b: Đồ thị gia tốc xe Toyota Corolla ALTIS 2004 Hình 5.9c: Đồ thị chuyển vị xe Toyota Corolla ALTIS 2004 Tần số dao động riêng hệ có giảm chấn (Hz): Zeta1 = 1,0520 Omegad1 = 1.0520 0 0 1.1294 0 0 9.6613 0 0 Trọng số gia tốc (r.m.s): S = 0,4574 (m/s2) 51 10.3653 5.4 Kết kiểm chứng: Qua q trình ứng dụng giao diện cơng cụ graphics user interface matlab tính tốn thực tế xe buýt City Liner OF8000 có tần số dao động riêng d = 0.9224 (Hz) trọng số gia tốc (r.m.s) S = 0,4555 (m/sec2), xe Toyota Vios Limo có tần số dao động riêng d = 1.0773 (Hz) trọng số gia tốc (r.m.s) S = 0,4302 (m/sec2), Toyota Corolla ALTIS 2004 có tần số dao động riêng d = 1.0520 (Hz) trọng số gia tốc (r.m.s) S = 0,4574 (m/sec2) Độ êm dịu dòng xe đạt yêu cầu tần số dao động riêng có giảm chấn < 1,5Hz) trọng số gia tốc (r.m.s) (S < 0.63 m/s2) 52 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận: Trong trình nghiên cứu khảo sát tính tốn: vận dụng kiến thức đƣợc học dao động kỹ thuật, dao động ôtô Với việc biết trƣớc thông số đầy đủ xe tác động bên nhƣ biên độ, profil mặt đƣờng Từ xây dựng phƣơng trình vi phân mơ tả chuyển động hệ từ phƣơng trình Lagrange loại II, giải hệ phƣơng trình vi phân đƣợc xây dựng phần mềm Matlab máy tính, xác định đƣợc giá trị tần số dao động, trọng số gia tốc đồ thị chuyển vị, vận tốc, gia tốc Đồng thời ứng dụng giao diện công cụ graphics user interface matlab, kiểm chứng so sánh kết để đánh giá độ em dịu chuyển động ơtơ cụ thể là: Kết tính tốn thực tế xe County HMK29SL có tần số dao động riêng d = 1.0519 (Hz) trọng số gia tốc (r.m.s) S = 0,0645 (m/sec2) Xe Hyundai County có tần số dao động riêng d = 1.0628 (Hz), trọng số gia tốc (r.m.s) S = 0,0650 (m/s2) Ta thấy trọng số gia tốc tần số dao động riêng xe County HMK29SL giảm so với xe Huyndai County ngƣời ngồi ôtô County HMK29SL chuyển động êm dịu dễ chịu hơn, đồng thời tăng độ an toàn chuyển động Độ êm dịu hai xe đạt yêu cầu tần số dao động riêng có giảm chấn (1-1,5Hz) trọng số gia tốc (r.m.s) (S < 0.63 m/s2) Mục đích việc tính tốn ứng dụng giao diện cơng cụ graphics user interface matlab nhằm kiểm chứng so sánh kết để đánh giá độ êm dịu chuyển động ơtơ đồng thời tăng độ an tồn chuyển động, từ làm sở để thiết kế mới, thiết kế hoán cải thiết kế cải tạo thông số kết cấu ôtô mặt dao động 53 Hƣớng phát triển đề tài: Đề tài “Nghiên cứu tính tốn đánh giá dao động xe khách County HMK29SL” thời gian ngắn, để có độ xác cao cần phải nghiên cứu thêm Chƣơng trình Matlab tính toán dao động xe khách County HMK29SL thiết lập đƣợc sửa đổi để tính tốn dao động cho xe tải xe mô tô Tiếp tục tìm hiểu sâu phần mềm tính tốn chun nghiệp CARSIMED để mơ tả tính chất động học xe ảnh hƣởng hệ thống treo, hệ thống lái, phanh lên chuyển động bánh xe v.v Hƣớng phát triển đề tài để tăng độ xác tiếp tục khảo sát xây dựng tốn cho mơ hình 3D, tăng số bậc tự do, tách riêng phần dao động ngƣời – xe ghế ngồi, dao động phận ôtô, khảo sát dao động ôtô với nhiều dạng profil mặt đƣờng… Tiếp tục nghiên cứu giải toán tối ƣu hệ dao động ôtô từ có biện pháp cải tạo để tăng độ êm dịu độ an tồn ơtơ chuyển động Đồng thời vào sản xuất hàng loạt, vấn đề tính tốn tối ƣu thơng số hệ dao động ảnh hƣởng nhiều đến uy tín, chất lƣợng, đem lại hiệu kinh doanh nâng cao thƣơng hiệu 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Xuân Mai – Nguyễn Hữu Hƣờng – Ngô Xuân Ngát, “Tính Tốn Sức Kéo Ơ Tơ Máy Kéo”, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, 2001 [2] Nguyễn Văn Phụng, “Lý Thuyết Tính Tốn Dao Động Ơ Tơ”, Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, 1997 [3] Nguyễn Tuấn Kiệt, “Động Lực Học Kết Cấu Cơ Khí”, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, 2002 [4] Nguyễn Hồi Sơn, “Dao Động Trong Kỹ Thuật”, Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, 1997 [5] Nguyễn Hồi Sơn – Nguyễn Thanh Việt – Bùi Xuân Lâm, “Ứng Dụng Matlab Trong Kỹ Thuật”, Tập 1, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, 2001 [6] Nguyễn Hữu Cẩn – Phan Đình Kiên, “Thiết Kế Tính Tốn Ơ Tơ Máy Kéo”, NXB ĐH & THCN – Hà Nội – 1984 [7] Nguyễn Hữu Cẩn – Dƣ Quốc Thịnh – Phạm Minh Thái – Nguyễn Văn Tài – Lê Thị Vàng, “Lý Thuyết Ơ Tơ Máy Kéo”, NXB KH & KT, 2003 [8] Lâm Mai Long, “Cơ Học Chuyển Động Ơ Tơ”, Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, 2001 [9] Tài Liệu Xe City Liner OF8000 Công ty Mercedes-Benz Việt Nam [10] Tiêu Chuẩn Việt Nam – TCVN 6964-1 : 2001; ISO 2631-1 : 1997 55 ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM VĂN QUỐC NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN VÀ ĐÁNH GIÁ DAO ĐỘNG XE KHÁCH COUNTY HMK 29SL ĐANG LẮP RÁP TẠI CÔNG... tài ? ?Nghiên cứu tính toán đánh giá dao động xe khách county HMK29SL ” nhằm giúp cho ngƣời thực vận dụng lý thuyết dao động ơtơ để tính tốn dao động cho loại hệ thống treo xe khách county HMK29SL. .. kết tính toán xe khách Huyndai County với County HMK29SL Kết tính tốn thực tế Trọng số gia tốc (r.m.s) Tần số dao động Huyndai County S = 0,0650 m/s2 County HMK29SL S = 0,0645 m/s2 Huyndai County