Nghiên cứu dao động của ô tô khách có sử dụng hệ thống treo khí nén

Nội dung tài liệu: Nghiên cứu dao động của ô tô khách có sử dụng hệ thống treo khí nén

1. MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài i g h g ghi i N g g h i h i h hi g i gi h g h g g g g ở g Nhiề i ờ g ó h g ờ g ố h h h ử dụ g Thê hí h h hỗ ủ Nh hiề i ã g ặ bi i h h ỡ hụ ụ ế ờ g d i hụ ụ d ị h b ý hụ ụ ậ i g g hố g e hí é hi g ử dụ g g ối hổi biế ê h h b ý d ó hữ g í h ă g i h i h hố g e i hí T hiê ở i N g ă gầ ề ử dụ g h h ờ g d i ó h hố g e hí é i ố ề h ị h ề í h í h ổ ị h hi h g ê ờ g dố ầ h i e é ử dụ g ố h hố g ê ở g ầ ó g h ghiê h Nghiê gi i h i g h g ủ h hố g e hí é g h b hậ h g g ê ầ ề ê dị í h h g ầ hiế D ậ i ặ ề “Nghiên cứu dao động của ô tô khách có sử dụng hệ thống treo khí nén” h g ghiê ó ý gh h i ầ hiế ở i N hi 2. Mục đích nghiên cứu Nghiê h gi d g h h ử dụ g h hố g e hí é h g q hỉ iê ê dị h g hụ ụ h g hiế ế hế g h h i h khách ử dụ g h hố g e hí é ở i N 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - ối g ghiê ủ ậ h h ó ử dụ g h hố g e hí é ở i N - Ph i ghiê ủ ậ ghiê ý h ế h ghi ề d g h h ó ử dụ g h hố g e hí é ở i N 4. Phƣơng pháp nghiên cứu Ph g h ghiê ủ ậ ế h giữ ghiê ý h ế i h ghi - ề ghiê ý h ế ã họ h h hầ ử h i hí é ó h g ó b h hí hụ ê ở ó d g h h d g h g gi h h ử dụ g h hố g e hí é h h h d g bằ g M b - Si i h gi h h ở g ủ ố h g ố ế ử dụ g ế hỉ iê ề ê dị h g - Sử dụ g ế q ghiê h ghi i h g í h hí h ủ h h hi hỉ h h h ý h ế g hời ị h h g ố ầ h h h 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài * Ý nghĩa khoa học - L họ h h họ d g h h ghiê g họ h hố g e hí é h h d g h h g h g gi ó ế ế ố hi ế ủ hí é g h hố g e L họ hỉ iê h h gi h h ở g ủ h hố g e hí é ế d g - L ậ ó g gó ghiê i ề ố h g ố ế ử dụ g h hố g e hí é h h ở g ế d g h h ở i N Th g q i d g h h d g ghiê ý h ế ậ gó hầ h hi h g h h gi h hố g e hí é hằ g í h ê dị h g ủ h h ử dụ g g * Ý nghĩa thực tiễn - Kết qu nghiên c u của luận án sẽ góp phần hoàn thi n cho vi c thiết kế, chế t o và s n xu t l p ráp ô tô khách sử dụng h thống treo khí nén. - Luận án trình bày m t số ề xu t về sử dụng h thống treo khí nén trên các ô tô khách, giúp các nhà qu ý ó ở b h h q ịnh về khai thác, sử dụng ô tô khách có h thống treo khí nén m t cách hi u qu và an toàn. 1
2. - Luận án có th c dùng làm tài li u tham kh o cho sinh viên, họ iê h ê g h C hí ô tô. 6. Bố cục của luận án L ậ g hữ g hầ h g : - Chương 1: Tổ g q ề ề ghiê - Chương 2: Thiế ậ h h d g h h ử dụ g h hố g e hí é - Chương 3: Kh ế ố h h ở g ế d g ủ h h ử dụ g h hố g treo khí nén - Chương 4: Nghiê h ghi - Kết luận và kiến nghị, Phần phụ lục 7. Đóng góp mới của luận án Luậ ã iến hành chuẩn hóa mô hình nghiên c ng l c học h thống treo khí nén bằng th c nghi m v i sai số cho phép  10% X ịnh bằng th c nghi ờ g ặ í h h ng l c họ hí é T ê ở h h e hí é ã ịnh tiến hành xây d ng mô hình nghiên c d ng ô tô khách có sử dụng h thống treo khí nén, trong mô hình có k ến yếu tố phi tuyến của h thống treo. Kh h h d g h h h gi h h ởng của m t số thông số kết c ặc g ủa h thố g e hí é ến các chỉ tiêu êm dịu và an toàn chuy ng của ô tô khách s n xu t l p ráp t i Vi t Nam: - X ị h c nh của th tích bình khí phụ ến tính êm dịu và an toàn chuy ng ô tô. Khi h thống treo khí nén sử dụng thêm bình khí phụ gi m 11,5% góc nghiêng ngang thân xe v i í h hí h ầu vào d ng xung, gi m 27,2% v i kích thích d ng ngẫu nhiên. - Ả h h ởng của áp su t khí nén trong h thố g ến tính êm dịu và an toàn chuy ng ô tô. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU L ậ ã ghiê h í h g h g ghi h g h i h h ở i N T h h h h h ó ử dụ g h hố g e hí é ề i h g q ó ị h ụ iê ghiê ; h í h h gi ghiê ó iê q ế h hố g treo khí nén. H hố g e ó hầ ử h i i hí é g i là hệ thống treo khí nén g g d g hổ biế ê i h h ỡ D ó í h i ề í h ê dị h g h hố g e hí é hi ã dầ h hế h hố g e ử dụ g hầ ử h i i i h : hí h ặ h h Phầ ử h i hí é ủ h hố g ó h ă g h ổi g hờ ặ í h hị é ủ h g hí g bầ h ó h dụ g i g iề hi h ặ b g h ổi g h h i hế h g Q hi ề g h ghiê g g i h h ghiê d g h h ó ử dụ g h hố g e hí é ở g hi g d g i ở ố ghiê ý h ế g bố q b i b ậ ă h ỹ h g ghiê ý h ế ế h i hí ghi i h g h h h d g h h ó ử dụ g h hố g e hí é ở g g h g ở Kế q ghiê ó h ử dụ g i i h h h i hiế ế hế ử dụ g h hố g e hí é h h h ở g Nhiệm vụ nghiên cứu của luận án T ê ở h í h h h h ghiê g ê hế gi i g h ụ í h ối g h i ghiê ã h ị h Nhi ụ ặ ối i ậ : - L họ h h họ hỏ g hầ ử h i hí é h hố g e ị h ặ í h h g họ hí é - Nghiê d g h h d g h h ó ử dụ g h hố g e hí é g h g gi g h h ó ế ế ố hi ế ủ hí é T ê ở h h d g ã d g ghiê g dụ g hầ ề M b - Si i hỏ g d g ủa ô tô h h g h g gi h h h hé ghiê g hời ặ g g họ ủ ề d g g iề i h g hẳ g h gi h h ở g ủ ế ố hi 2
3. ế g h hố g e ế d g h g ủ T ê ở ó ề ố h ế h i ử dụ g h h ó h hố g e hí é - Nghiê h h ở g ủ ố h g ố ế h hố g e hí é ế d g h h i i N - h gi i ậ ế q ghiê ý h ế bằ g i h i ế q hí ghi q ó h ẩ hó i h h ý h ế ã d g ị h ố h g ố ầ h hình. Giới hạn của đề tài. - T g h hổ ậ hỉ ghiê h h ở g ủ h g ố ế ặ g ủ hí é g h hố g e ế d g h h - Ch ghiê h h ở g ậ i hế hi iế g h hố g e hí é ế d g - C hí ghi ậ g ị h ặ í h h g họ hí é d g ê h h g ử dụ g ở i N ị h ố h g ố i h g h h ý h ế ã d g CHƢƠNG 2. THIẾT LẬP MÔ HÌNH DAO ĐỘNG Ô TÔ KHÁCH SỬ DỤNG HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN L ậ h b ở ý h ế ề h hí L họ h h họ d g h h g họ hầ ử h i hí é Kh h h ở g ủ h g ố ế ế ặ í h g họ ủ hầ ử h i hí é X d g h h d g trong không gian ô tô khách ó ử dụ g h hố g e hí é h h ó ế h h ở g ủ ế ố hi ế L họ hỉ iê h gi í h ê dị h g h h i i Nam. 2.1. Mô hình động lực học của lò xo khí nén S h thống e hí é c th hi ê h 2 1 C ở toán họ h h h ng l c học h thố g e hí é ặ í h h i của lò xo khí nén trong d i tần số làm vi c của ô tô t (0-20 z [55] ặ í h h i củ hí é g ối ph c t p, phụ thu q h ng l c học và nhi ng của ch hí C i g họ ặ g b g m: áp su t, th tích, nhi t , khối ng, mậ ă g ng củ hí é 2 g h b h hí hụ 5 (bình khí phụ là phần tử được nối với lò xo khí nén). 3 4 5 6 2 7 1 8 Hình 2.1. Sơ đồ hệ thống treo khí nén 1- Cầu xe ; 2- Lò xo khí nén(Ballon); 3-Khung xe (chassi); 4- Đường ống khí; 5- Bình khí phụ ; 6- Van tải tr ng; 7- Máy nén khí; 8- Bình chứa khí nén C ở toán học của mô hình h thống treo khí nén phụ thu q h ng l c học và nhi ng học ph c t p của khí nén bên trong h thố g [55] nghiên c ặ í h ng l c học của lò xo khí nén, có th sử dụng mô hình vậ ý [29] [55] c gi i thi u trên Hình 2.2. Trong ó: Vb và pb- Th tích và áp su t tuy ối của khí nén trong lò xo khí nén; Vr và pr- Th tích và áp su t tuy ối của khí nén trong bình khí phụ; As và ls- Tiết di n mặt c t ngang và chiề d i ờng ống nối lò xo khí nén và bình khí phụ; z -Biến d ng củ hí é he h g hẳ g ng; chuy n ng của khí nén giữa lò xo khí nén và bình khí phụ ặ g bằng khối ng ms và biến d ng zs; n- Chỉ số biến. Gọi b ầ áp suất tuyệt đối g h hố g e hí é p0, khi lò hí é bị é 3
4. h g z ó h ổi h í h g h ổi g g ∆pb ∆pr trong lò xo khí é b h hí hụ. T mô hình vật lý Hình 2.2 xây d ng mô hình toán học cho lò xo khí nén GENSYS [29] ,[55] c th hi h ê hình 2.3 Fz Fz pa z z Fzt kv Ae zs ke M ls ws pb ,Vb As pr ,Vr cw mk Hình 2.2. Mô hình vật lý lò xo khí nén Hình 2.3. Mô hình toán h c lò xo khí nén GENSYS H h g h ng l c học phi tuyến của lò xo khí nén(hệ phương trình có kể đến chuyển động của khối lượng dòng khí trong hệ thống) hi é ến chiều của vận tốc dòng khí trong ờng ố g c viế h : Fz p0 p a A e k e z s k v z w s , 2.29 Mw k z w c w sign w . v s w s s 2.2. Đ c tính đàn h i lò xo khí nén. c t nh n hồi tĩnh Khi d ng, chiều cao bu g h i biế ổi h ờng xuyên, dẫn t i h ổi giá trị di n tích làm vi c và th tích của bu g h i. C hai giá trị này chịu h h ởng của kết c u bu g h i (hình d ng củ i Khi h ổi th tích dẫn t i h ổi áp su t trong bu g h i, theo mô h h Ge ã d ng (2.29 c g h ủ hí é hi h h h i ờng h p phụ thu c vào tần số làm vi c của h thống: Vùng làm vi c ở tần số cao và tần số th p. Khi tiến hành é h hí é c g h K ị h h [55]: p A2 n dA Kp 0 ee 2.30 tbV V dz br00 Trong bi u th c (2.30 c g h ủa lò xo khí nén g c g h g ng áp su t p0 ban ầ c g d h ổi th tích Vb là h ổi áp su ∆pb trong lò xo khí nén. Th tích khí é g hí é h ổi do có dịch chuy n z là: Vb= Vb0 - Aez. T i trọng Fz ặt lên bu g h i ở chiều cao làm vi c (z) và di n tích hời Ae: Fz= Ae (pb- pa) n V V n b0 b0 Fz = p0 pa Ae = n p0 pa Ae (2.33) V (V A z) b b0 e -3 3 -2 2 L a chọn thông số cho lò xo khí nén: Vb0=28.10 m ; Ae=4,8.10 m ; n=1,4 cho áp su h ổi p0= 400; 500; 600 kPa. Kết qu h c trên Hình 2.4. 4
5. Hình 2.4. Đặc tính tĩnh lò xo khí nén c t nh ộng lực học lò xo khí nén. ặ í h g họ ủ hí é g g họ Kd bằ g q h giữ dụ g ê hí é dị h h z ở ầ ố í h hí h ầ h h ủ g g họ ị h bằ g ỷ ố giữ gi ị g b h b h h g ủ i ọ g Fz gi ị g b h b h h g ủ dị h h z he g h : T 1 2 Fz t dt T 0 Kd ; z t zmax sin  t z max sin 2 ft . 2.35 1 T z2 t dt T 0 Ch í h hí h ầ ủa mô hình khi nén ở ầ ố h h h ờ g ặ í h ng l c họ hí é ê Hình 2.5 Hình 2.5. Đặc tính động lực h c lò xo khí nén 2.3. Mô hình dao động ô tô khách với hệ thống treo khí nén. c giả thi t khi ựng h nh: gi n trong quá trình nghiên c h h d ng củ h h g h g gi c xây d ng d ê gi hiế : Bỏ qua h h ởng của các ngu d ng t ê h g h thống truyền l c; Thân xe c ng tuy ối có khối ng ms và mô men quán tính khối ng theo các trục Jx và Jy; Cụm cầu b h e g e h t vật r n có khối ng mu và mô men quán tính khối ng Ju; Ghế g ời lái h h h h h hố g e g m phần tử h i kd và gi m ch n cd. Ng ời lái và ghế ng i e h t ch i m có khối ng md chỉ d g he h g thẳ g g; C b h e ó c ng ku iế i ặ ờ g g q rình chuy ng, bỏ qua h số c n của lốp; Khối ng của thân xe và các cầu phân bố ối x g q ặ hẳ g ối x ng v i trụ dọ ủ ; Mặ ờng không biến d ng, tiếp xúc bánh xe v i mặ ờng là tiế i m; Khối g e h g c treo liên kết qua h thống treo bao g m lò xo khí nén theo mô hình Gensys và gi m ch n có h số c h g ổi; H h g h d ng mô hình 1/4 ô tô v i h thống treo khí nén: 5
6. mzczzssssu kzz esu kzw vs s 0  muussu z c z z k esu z z c wsu w z sign w su z k tu z q 0 2.45  Mw k z w c w z sign w z 0 s v s s w s u s u Mô hình ô tô khách sử dụng h thống treo khí nén trong không gian có 8 bậc t do: Các bậc t d b n của mô hình có th c bi u di n bằ g é ọ suy r ng: T T T T z = [Zd, Z, Ф, Θ, Zuf, Zuf, Фuf, Фur] = [Zd,ys ,yu ] ; (2.49) H h g h d ng của ô tô khách trong không gian: mZdd Fd , 4 mZ FF , s  si d i 1 4 2 Jx ms hr   F si r syi M af M ar F d r yd m s a y h r , i 1 4 2 Jy ms h p   F si r sxi F d r xd m s a x h p , i 1 2 muf Z uf  Fsi Fui , (2.50) i 1 4 mZur ur  FFsi ui , i 3 2 2 J  F r F r M , uf uf si syi ui uyi af i 1 i 1 44 Jur ur F si r syi F ui r uyi M ar . ii 33 Hình 2.12: Mô hình dao động của ô tô khách trong không gian trong đó: Fd -lực liên kết giữa ghế lái và thân xe; Fsi và Fui - lực liên kết của hệ thống treo tại vị trí bánh xe thứ i và lực liên kết giữa các bánh xe thứ i với mặt đường (i = 1,2,3,4); Maf và Mar- mô men chống lắc sinh ra do thanh ổn định ngang ở cầu trước và cầu sau; rs và ru- t a độ của các điểm đặt lực. H h g h bằng l c củ he h g ị h h : 4 mmsu md a x  F xi i 1 4 mmsu md a y  F yi (2.51) i 1 4 m z m z m z m z F d d s s uf uf ur ur zi i 1 T g ờ g h h g hẳ g ề hi ó q í h he h g dọ = =0 T g ờ g h q g ề =0 3 3 4 Biểu iễn hệ phương tr nh ao ộng t ưới ạng a trận C h g h ủa h ph g h d ng (2.50) có th c khai tri n và bi u di n ở d ng ma trận theo trình t d i : Mz C z K z Kws w Q u (2.75)  Mwws CwGz suw sign wG s uw 48x zKGzKw vswvs 6
7. T T trong đó: là véc tơ các t a độ suy rộng; là z ZZZZd,,,,,,  uf ur  uf  ur ws ws1,,, w s 2 w s 3 w s 4  T T véc tơ chuyển vị của khối lượng khí nén; u qTT, q 0,m a h , m a h , q , q , q , q là su s y r s x p 1 2 3 4 véc tơ các ngoại lực suy rộng hay véc tơ các lực kích thích; M, Mw - các ma trận khối lượng; C, Cβ -các ma trận hệ số cản; K, Kw, Kv - các ma trận độ cứng; Guw, Gsw - Các ma trận kích thước hình h c; Q - Ma trận kích thích. 2.4. Các ch tiêu đánh giá dao động ô tô Ch g d g ủ h ờ g h gi he hiề hỉ iê h h T g ậ NCS ử dụ g hỉ iê h gi d g h : 4 hỉ tiêu nh gi ộ ê ịu chu ển ộng Luận án sử dụng chỉ iê h gi êm dịu chuy ng theo giá trị b h h g g b h ủa gia tố g ời lái, gia tốc l c ngang theo bi u th c toán học sau [69],[70],[71],[72]: T 2 1 2 < 2,5 [m/s ] (2.76) RMS()() Zdd Z t dt T 0 T 1 2 RMS()  t dt T 0 Gi ố b h h g g b h ó gi i h n là: + Thoải mái: 0,1 (m.s- 2 ) + Mệt mỏi cho phép: 0,315 (m.s-2 ) + Mệt mỏi ở giới hạn cho phép: 0,63 (m.s- 2 ). 4 hỉ tiêu nh gi an to n chu ển ộng Sử dụng giá trị b h h g g b h ủa dịch chuy g ối giữa bánh xe v i m p mô bề mặ ờ g h gi bám (tiếp xúc) của bánh xe v i mặ ờng. ánh giá chỉ tiêu an toàn chuy g ối v i ô tô có bốn bánh xe theo bi u th c toán học tổng quát sau: 4 T 11 2 [N] (2.81) RMS Fzd  F zdi dt 4 T i 1 0 hỉ tiêu nh gi khả năng ổn ịnh ngang Tí h ổ ị h ủ g hữ g í h h h i h q ọ g T g ờ g h ổ g q ó hi h ă g b h g h g bị h ặ ậ g ọi iề i h i h hi h g q g hi h nh hoặc khi chuy g ê ờng dốc. Dùng h số phân bố t i trọ g g g LTR h gi ổ ịnh ô tô theo [46],[67],[60]. (2.83) trong đó: FzT -Phản lực tại bánh xe bên trái thứ I; FzP -Phản lực tại bánh xe bên phải thứ i Giá trị của LTR<1 ịnh kh ă g ổ ịnh của ô tô. KhiLTR= 1 là khi các bánh xe ở m t bên bị nh c khỏi mặ t có th x y ra lật ô tô. Ngoài ra, m b o an toàn cho ô tô khi chuy n ng, góc nghiêng ngang thân xe Max (góc nghiêng ngang tương đối giữa phần khối lượng được treo và khối lượng không được treo) l n nh h hé h g t quá 7-80. KẾT LUẬN CHƢƠNG II - L ậ ã d g h h d g h h 1/4 h h g h g gi i h hố g e hí é h h ó ế ế ố hi ế d g ờ g ặ í h h i h g họ h hố g e hí é họ hỉ iê h gi d g ổ ị h ô tô. - ặ í h ủ hí é ó h h ở g ế h g ố d g í h ổ ị h h g h g ố h h ở g ó : g hí é b h hí hụ; h í h b h hí hụ Ng i ó h h ở g ủ hiề d i iế di ờ g ố g ối giữ b h hí hụ xo khí nén. - M h h h g g h g gi g 8 bậ d h g ố í h hí h ầ ặ ờ g gi ố dọ gi ố g g M h h d g h gi hỉ iê d 7
8. g - NCS ã ị h họ hỉ iê h gi ề ê dị h g h d g - C ế q ghiê g h g ở h i h h h d g h h g h g gi ử dụ g h hố g e hí é Kh h gi h h ở g h g ố ế g h hố g e hí é ế d g ủ CHƢƠNG III. KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN DAO ĐỘNG CỦA Ô TÔ KHÁCH SỬ DỤNG HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN L ậ ã h d g h h h gi h h ở g ủ ố h g ố ế hí é g h hố g e ế d g g iề hời gi iề ầ ố 3.1. Mô phỏng mô hình nghiên cứu dao động ô tô trong Matlab Simulink Sử dụng h h g h 2 75.) xây d g mô phỏng dao ng ô tô khách v i h thống treo khí nén, kh h gi hỉ iê d g h ê h 3 1 mô phỏ g d ng ô tô khách v i h thống treo nhíp trên Hình 3.2. Mo hinh dao dong o to khach trong khong gian voi he thong treo nhip Mo hinh dao dong o to trong khong gian voi he thong treo khi nen DAO DONG KHONG GIAN CHI TIEU DANH GIA DAO DONG z z ws ws zd zd z1 z zd_dd1 qu u qu u zdd HE TREO KHI NEN Mat duong zdd1 Mat duong zdd1 THAN XE KHONG GIAN z zd_dd zdd Fz1 qu Fz qu CHI TIEU DAO DONG Hình 3.1. Sơ đồ mô phỏng dao động ô tô Hình 3.2. Sơ đồ mô phỏng dao động ô tô khách khách trong không gian với hệ thống treo trong không gian với hệ thống treo nhíp khí nén Kích thích m p mô mặ ờng là thông số ầ h h h c mô phỏng trong khối “Mat duong” ê h 3 3 g m kích thích m p mô mặ ờng d g g “Mat duong dang bac” và kích thích mặ ờng ngẫ hiê “Mat duong dang ngau nhien” Khối “switch” c sử dụ g l a chọn tín hi í h hí h biê mặ ờng d ng xung hoặc ngẫu nhiên phù h p v i chế mô phỏng kh o sát. Mat duong bac thang q1 q2 bump -K- 1 Mat duong ngau nhien Constant2 Transport q3 Delay2 qu q4 Out1 Switch Transport q Delay Subsystem Hình 3.3. Khối mô tả kích thích mặt đường Kích thích ngẫu nhiên của mặ ờ g c mô phỏng theo tiêu chuẩn ISO 8608-1995[49], Mitschke [70] (được trình bày trong PL 4), ở các bánh xe bên trái và các bánh xe bên ph i c t o ra t hai khối “Mat duong dang ngau nhien” ê h 3 4 8
9. Mat duong dang ngau nhien Band-Limited White Noise 1.55e-4 v0 sqrt Constant1 Math Product 1 Function s Product1 1 1 2*pi*0.1*v0 qu Constant Hình 3.4. Sơ đồ mô phỏng kích thích mặt đường ngẫu nhiên theo tiêu chuẩn ISO [68] Mo hinh dao dong than xe trong khong gian C* u Gfs* u delta_z Zs 1 K* u s Integrator2 zdd 1 1 inv(M)* u 1 s s z Integrator1 Integrator3 1 Kw* u ws 2 2 u zd Q* u qs 3 . zdd Hình 3.5. Sơ đồ mô phỏng dao động thân xe sử dụng hệ thống treo khí nén trong không gian Mo hinh he thong treo khi nen 2 Guw* u zd Sign Product Cbeta * u |u| v u beta 1 Kv*Gsw* u inv(Mw)* u Math 1 s Function z Integrator 3 1 Integrator 1 w s Kv* u 1 ws Hình 3.6. Sơ đồ mô phỏng động lực h c hệ thống treo khí nén ó ở h gi h í h i t của h thống treo khí nén, luận án xây d ng mô hình d ng ô tô khách sử dụng h thống treo lo i hí h ê h 3.7. 9
10. Cac thong so danh gia dao dong 1 zd_dd zd_dd zd z_dd z K*u phi _dd K*u phi theta _dd theta 2 1 1 zdd s s Fzd 1 Ku*Gfu * u z Dynamic Loads Fz Saturation Total Loads 3 Ku* u 2 qu Static Loads Fzt Fz Hình 3.7. Sơ đồ mô phỏng các chỉ tiêu đánh giá dao động ô tô khách sử dụngMo hinhhệ daoth ốdongng o totreo trong khongnhíp gian S1* u 1 zdd 1 1 K2* u inv(M)* u 1 s s s z1 Integrator2 Integrator1 Integrator3 1 2 u zdd1 Q1* u qs . Hình 3.8. Sơ đồ mô phỏng dao động thân xe sử dụng hệ thống treo nhíp trong không Cac thong sogian danh gia dao dong 1 zd_dd1 zd_dd1 zd1 z_dd1 z1 K*u phi_dd1 K*u phi1 theta_dd1 theta1 2 1 1 zdd1 s s 1 Ku*Gfu* u Fzd1 z Dynamic Loads Fz1 Saturation Total Loads 3 Ku* u 2 qu Static Loads Fz1 Fzt Hình 3.9. S hỏ g hỉ iê h gi d g h h ó h hố g e hí 3.2. Ô tô khách UNIVERSE. Ô d g kh d g h h gi ờng nằm hai tầng chở 43 g ời g m c lái xe, có ký hi u UNIVERSE K43-2F14, sử dụng h thố g e hí é c s n xu t l p ráp trong c, ô tô kh o sát có tuyến hình h trên Hình 3.10. 10
11. Hình 3.10. Ô tô thí nghiệm Hình 3.11. Sơ đồ hệ thống treo khí nén trên ô tô UNIVERSE K43-2F14 UNIVERSE K43-2F14 1-Máy nén khí; 2- Bình ngưng nước; 3- Bầu tách ẩm; 4- Bình xả nước; 5- Bình chứa khí nén dẫn động phanh; 6- Lò xo khí nén; 7- Van điều chỉnh áp suất khí nén; 8- Thanh điều chỉnh áp suất; 9- Bình khí nén dùng cho hệ thống treo. 3.3. Khảo sát dao động riêng của ô tô 3 3 Tần số ao ộng riêng của t theo phương thẳng ứng ị h ặ g d g iê g ủ ử dụ g h h d g ã d g ở Ch ng 2, hỏ g ầ ố d g iê g he h g hẳ g g Tầ ố d g iê g he h g hẳ g g ủ h e fzx= 1,553 Hz h ố dậ d g zs=0,285 3.3.2. Tần số ao ộng riêng lắc ngang Mô phỏ g d ng riêng l g g c th c hi n v i iều ki gó ghiê g b ầu của thân 0 xe 0=5 . Tần số d ng l c ngang thân xe là f s 0,6463 Hz và h số dập t d ng   s 0,5892. 3.4. Khảo sát dao động của ô tô trong miền thời gian. 3 4 Ảnh hưởng của ấp t ường + Kích thích m t đƣờng dạng xung tác động các bánh xe bên trái. Tiế h h hỏ g d g hi h b h e bê i h g q d g g bậ h g hiề 0,1m. Kh h h i ờ g h : ử dụ g h hố g treo hí é ử dụ g h hố g e hí ó h ố g g g h g ở ậ ố h g h h . Hình 3.17. Tải tr ng tại các bánh xe với kích Hình 3.16. Các chỉ tiêu đánh giá dao thích mặt đường dạng xung, v=60 km/h. động, v=60 km/h Bảng 3 2: Các chỉ tiêu đánh giá dao động ô tô dùng treo nhíp và treo khí nén với kích thích mặt đường dạng xung Vận tốc Hệ thống treo Ô tô Hyundai Ch tiêu êm dịu Ch tiêu an toàn TT 2 [N] v [km/h] UNIVERSE K43-2F14 RMS() Zd [m/s ] RMS Fzd hố g e hí 1,0221 38569 1 5[km/h] hố g e hí é 0,7777 38390 11
12. Tỷ lệ thay đổi -23,91% -0,46% hố g e hí 0,9600 38432 2 10[km/h] hố g e hí é 0,8395 38441 Tỷ lệ thay đổi -12,55% +0,02% hố g e hí 0,8985 38346 3 20[km/h] hố g e hí é 0.7486 38228 Tỷ lệ thay đổi -16,68% -0,31% hố g e hí 0,8934 38318 4 40[km/h] hố g e hí é 0.7535 38243 Tỷ lệ thay đổi -15,66% -0,20% hố g e hí 0,9186 38302 5 80[km/h] hố g e hí é 0,7656 38227 Tỷ lệ thay đổi -16,65% -0,20% + Kích thích m t đƣờng dạng ngẫu nhiên. Biê í h hí h gẫ hiê ủ ặ ờ g dụ g ê b h e bê i hỏ g he iê h ẩ ISO 8608[49], Mitschke [70], i h g ờ g g b h cấp C). Hình 3.19. Các chỉ tiêu đánh giá dao động Hình 3.20. Tải tr ng tại các bánh xe, v=60 km/h. Bảng 3.3: Các chỉ tiêu đánh giá dao động ô tô dùng treo nhíp và treo khí nén với kích thích mặt đường dạng ngẫu nhiên. Vận tốc Hệ thống treo Ô tô Hyundai Ch tiêu êm dịu Ch tiêu an toàn TT 2 v [km/h] UNIVERSE K43-2F14 [m/s ] [N] hố g e hí 0,3527 38093 1 5[km/h] hố g e hí é 0,2428 38044 Tỷ lệ thay đổi -31,16% -0,12% hố g e hí 0,4978 38134 2 10[km/h] hố g e hí é 0,3469 38132 Tỷ lệ thay đổi -30,31% -0,005% hố g e hí 0,6985 38243 3 20[km/h] hố g e hí é 0,5068 38246 Tỷ lệ thay đổi -27,44% -0,008% hố g e hí 0,9277 38427 4 40[km/h] hố g e hí é 0,7032 38299 Tỷ lệ thay đổi -24,19% -0,33% hố g e hí 1,1475 38698 5 80[km/h] hố g e hí é 0,9162 38439 Tỷ lệ thay đổi -20,15% -0,67% 3 4 Ảnh hưởng của p suất trong o kh n n Kh h h ở g ủ hí é g RMS hí() Z dé ế í h ăRM gS ê Fzd dị h g ủ h g ở g ậ ố 60 km/h. + Kích thích m t đƣờng dạng ngẫu nhiên. 12
13. Hình 3.21. Các chỉ tiêu đánh giá dao Hình 3.22. Tải tr ng tại các bánh xe, động, v=60 km/h. v=60 km/h. Bảng 3.4: nh hưởng của áp suất trong lò xo khí nén đến dao động ô tô Chỉ tiêu êm dịu Chỉ tiêu an toàn Hệ số P0 TT LTRMax [Pa] [m/s2] [N] 1 4.105 0,8429 38757 0,388 2 6.105 0,8447 38799 0,400 3 8.105 0,8536 37400 0,408 + Kích thích m t đƣờng dạng xung. Hình 3.23. Các chỉ tiêu đánh giá dao Hình 3.24. Tải tr ng tại các bánh xe, động, v=60 km/h. v=60 km/h. Bảng 3.5: nh hưởng của áp suất trong lò xo khí nén đến dao động ô tô Chỉ tiêu êm dịu Chỉ tiêu an toàn Hệ số P 2 0 [m/s ] [N] LTRMax TT [Pa] [m/s2] [N] 5 1 4.10 0,6012 38180 0,271 2 5.105 0,5932 38204 0,265 5 3 6.10 0,6405 38214 0,271 5 4 7.10 0,6407 38225 0,289 5 5 8.10 0,6200 38217 0,302 106 0,7081 38285 0,329 6 3 4 3 Ảnh hưởng của thể t ch nh kh ph RMS() Zd RMS Fzd + Kích thích m t đƣờng dạng xung tác động bánh xe bên trái. 13
14. Hình 3.25. Các chỉ tiêu đánh giá dao động. Hình 3.26. Tải tr ng tại các bánh xe Bảng 3.6: Chỉ tiêu đánh giá dao động ô tô Chỉ tiêu êm dịu Chỉ tiêu an toàn Góc nghiêng ngang Hệ số TT Thông số 2 [m/s ] [N] thân xe Max [độ] LTRMax H thống treo khí nén có 1 0,4855 38265 bình khí phụ 1,1974 0,3016 H thống treo khí nén 2 0,5416 38207 không có bình khí phụ 1,3531 0,3769 So sánh m c i thi n 3 -10,4% + 0,2% khi có bình khí phụ -11,5% -19,97% + Kích thích m t đƣờng ngẫu nhiên Hình 3.27. Các chỉ tiêu đánh giá dao động. Hình 3.28. Tải tr ng tại các bánh xe. Bảng 3.7: Chỉ tiêu đánh giá dao động ô tô Chỉ tiêu êm dịu Chỉ tiêu an toàn Góc nghiêng ngang Hệ số TT Thông số 2 [m/s ] [N] thân xe Max [độ] LTRMax H thống treo khí nén có 1 1,0630 38777 1,3516 bình khí phụ 0,409 H thống treo khí nén 2 0,9535 38933 1,8700 không có bình khí phụ 0,423 So sánh m c i thi n 3 +10,4% - 0,5% -27,2% -3,3% khi có bình khí phụ 3.5. Khảo sát dao động của ô tô trong miền tần số ặ í h biê ầ ố biê h hé ị h g ầ ố ó h d g g h ở g g g i ậ ố h g h h ủ h g h d g ô tô khách ử dụ g h hố g e hí é ã d g h h g h i h hi ế ử dụ g biế ổi L e g iề hời gi g iề ầ ố biê bằ g h ề g ối h và khó h hi ặ bi i h ặ ờ g gẫ hiê . L ậ d g h hí h ặ ờ g ó d g h h i : q(x)=q0 sin( x/L), g ó: q0 biê h L hiề d i ó g ặ he ậ ố ầ ố ó d g: q(t)=q sin2 f. Nh ậ ó h iế h h h d g i 0 RMS() Z RMS F í h hí h ầ he ậ ố v h ặ he ầ ố f cho h d h d g h zd h ã hỏ g g Si i T i ỗi gi ị ầ ố f ị h iế h h gi i h h g h i h 2 75 ẽ gi ị z hụ h hời gi t T ó ị h gi ị ủ h g ố ầ he 14
15. hời gi t. hị bi di q h giữ ầ ố biê i ỗi gi ị ủ ầ ố f xác ị h gi ị h h g ố ầ ủ h hố g gi ị hi h í h hí h ầ h b ầ q0 Kh h h i ậ ố h g 0 ÷ 100 km/h, g g i ầ ố 0 ÷25Hz khi L=0,5m Tậ h gi ị he ầ ố hị ặ í h biê - ầ ố ủ i g 3 5 Ảnh hưởng của p suất trong o kh n n n ê ịu chu ển ộng. + Trƣờng hợp không sử dụng bình khí phụ: Hình 3.31 Đặc tính biên độ-tần số dịch Hình 3.32. Đặc tính biên độ-tần số của tải chuyển, gia tốc người lái. tr ng bánh xe. + Trƣờng hợp sử dụng bình khí phụ: Hình 3.34. Đặc tính biên độ-tần số dịch Hình 3.35. Đặc tính biên độ-tần số chuyển, gia tốc người lái.số của tải tr ng bánh xe. số 3 5 Ảnh hưởng của thể t ch nh kh ph n ê ịu chu ển ộng Hình 3.37. Đặc tính biên độ-tần số dịch Hình 3.38. Đặc tính biên độ-tần số chuyển, gia tốc người lái.số của tải tr ng bánh xe. số 15
16. KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 ã h d g i h g ố ầ h h gi ờ g ằ h i ầ g ó ý hi UNIVERSE K43-2F14 g iề hời gi h hỉ iê d g h h i ờ g h ử dụ g h hố g e hí é h hố g e hí ó g g h T g h g ậ ố h ờ g h i h hỉ iê ề gi ố g ời i i h hố g e hí é i hi ê 12 55% i h hố g e d g hí i í h hí h d g g gi ê 20% i ích hí h ặ ờ g gẫ hiê Th í h b h hí hụ g ủ h h ổ ị h g g h h ở g ế í h ổ ị h ủ Khi hê b h hí hụ biê d g gi h h hi i q C hỉ iê h gi ề gi ố g ời i ố í h ổ ị h ố gi 11 5 % gó ghiê g g g h ủ Khi ă g ă g b h h g g b h gi ố h e ă g b h h g g b h gi ố g g h e gi í h ă g ê dị h g ủ Kế q h h h h ố h gi ậ ở ằ g gi i h ổ ị h LTR< 0 7 g h i ờ g h ó h g b h hí hụ T g iề ầ ố h g hí é ó h h ở g ế í h ê dị h g hi ă g ă g dị h h g ời i Khi hê b h hí hụ h hố g e gi dị h h ủ g ời i gi gó g g gi ố g g thân xe. i h hố g e hí é h h ã h h g ố h h ở g ế hỉ iê d g b g : h í h g hí é í h h ờ g ố g ối giữ b h hí hụ hí é ặ bi hi hê b h hí hụ ó h í h h ý h hố g ă g í h ổ ị h ủ gi dị h h hẳ g g ủ h e gó g g h xe. CHƢƠNG IV: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM L ậ ị h h g ố í h h ủ hí é b h hí hụ h hi hí ghi ị h ờ g ặ í h ủ hầ ử h i hí é ị h ố h g ố ầ h h h h hố g e hí é độ cứng tĩnh độ cứng động lực h c lò xo khí nén Thí ghi ầ ố d g iê g ủ họ h ế q hí ghi i h g hi hỉ h i h h ý h ế ã d g ị h ố h g ố ầ h h h 4.1. Mục đích của nghiên cứu thực nghiệm Mụ í h ủ hí ghi ố h g ố ủ hầ ử h i hí é h g ố ầ h h h d g iế h h ờ g ặ í h h i ủ hầ ử h i hí é ê h h ế q hí ghi ở i h g h h ý h ế ã d g h gi h h ở g ủ h g ố ế ế d g í h h g h h ó ử dụ g h hố g treo khi nén, trên các h h i i N 4.2. Thí nghiệm xác định độ cứng tĩnh lò xo khí nén 4.2.1. Điều kiện khi thực hiện thí nghiệm Thí ghi é h hí é iế h h i T g Kh họ g gh ờ g i họ Gi h g ậ i i iề i h hi ụ h h : - Nhi g h g 300C - ẩ 75% 4 Trang thi t ị ph c v th nghiệ + M é hí ng h t khí nén trong lò xo khí nén khí thí nghi m. 16
17. Hình 4.1. Máy nén khí và đồng hồ đo áp suất lò xo khí nén. Sử dụ g ng h ịnh giá trị áp su t khí trong lò xo khí nén c khi thí nghi m + g h hí é c tiến hành thông qua vi h ị ủa lò xo khí nén trên thiết bị kéo- é h 300 n. Thiết bị é h ị h c giá trị của l c nén và biến d ng của lò xo khí nén t i các vị trí, tập h p các vị trí trong quá trình nén và tr h c kết qu h ê Hình 4.2 Hình 4.2. Thiết bị kéo-nén đo độ cứng tĩnh của lò xo khí nén 4 3 Phương ph p thực hiện thí nghiệm g h ủ hí é c tiến hành thông qua vi h ị ủa lò xo khí nén trên thiết bị kéo- é h Kết qu h ờ g ặc tính giữa giá trị của l c tác dụng lên lò xo và biến d ng của lò xo khí nén khi nén. + Lò xo khí nén Lò xo khí nén c sử dụ g thí nghi m là lo i c dùng trên ô tô khách, có ký hi u UNIVERSE K43-2F14. 300 M16×1.5 137 180 Hình 4.3. Lò xo khí nén Hình 4.5. Bình khí phụ 2 3 Thông số lò xo khí nén: Ae=0,055 m ; Vb= 0,017 m . + Bình khí ph Bình khí phụ c sử dụng thí nghi m có kết c h trên Hình 4.5. Bình khí phụ c nối v i lò xo khí nén h g q ờng ố g ó ờng kính d và chiều dài l. 4.2.4. K t quả thí nghiệm Kết qu thí nghi c th hi h ê Hình 4.6, thí nghi m v i các áp su t khác nhau ờng h p không có bình khí phụ. Vị í i m 0 trên trụ h h g ng v i vị trí t i trọng h ủ T ê thị chiề d g hiề ă g i và chiề g ng là chiều gi m t i. 17
18. Hình 4.6. Đặc tính nén tĩnh lò xo khí nén ở các giá trị áp suất khác nhau 4.3. Thí nghiệm xác định độ cứng động lực học lò xo khí nén 4.3.1. Trang thi t bị ph c v thí nghiệm - Thiết bị gia tải động theo tần số. Hình 4.8. Kích gia tải động theo tần số Thiết bị gia t i g d g nén lò xo khí nén theo tần số v i dịch chuy n z, d i tần số kích thích t : 0-20 Hz. Trên thiết bị có g n các c m biế c nén và hành trình dịch chuy n của ầu thiết bị nén. 4 3 Phương ph p thực hiện thí nghiệm g ng l c họ hí é c tiế h h h g q h ị ủa lò xo khí nén khi gia t i v i tần số h ổi t 0 1 ến 20 Hz. Thí nghi ờ g ờ g ặc tính h i ng của lò xo khí nén, tiến hành trên thiết bị gia t i ng theo tần số t i Trung tâm khoa học công ngh i học Giao thông vận t i. - Chuẩn bị lò xo khí nén thí nghiệm: Hình 4.9. Lò xo khí nén thí nghiệm Hình 4.10. Gá đặt thiết bị thí nghiệm 18
19. - Gá đ t lò xo khí nén vào thiết bị gia tải động 4.3.3. K t quả thí nghiệm Kết qu thí nghi c g ng l c học của lò xo khí nén g h i ờng h p có bình khí phụ và không có bình khí phụ áp su t trong lò xo khí nén 6e5 P h h b ở d i a. Trƣờng hợp không có bình khí phụ Tiế h h c và biến d ng t i các tần số khác nhau t 0,5 z ế 20 z thị l c tác dụng lò xo khí nén t i 1 z h ê Hình 4.12 l n củ c g ng l c họ ịnh bằng tỷ số giữa giá trị g b h b h h g ủa t i trọng Fz và giá trị g b h b h h g ủa dịch chuy n z theo công th c(2.36). T i mỗi tần số ị h c m t giá trị, tập h p các giá trị l c và biến d ng của lò xo khí nén. Hình 4.12. Đồ thị lực tác dụng lò xo khí nén tại tần số 1Hz. Tí h gi ị Kd h g ầ ố hí ghi 0,5 ế 20 Z Gi ị Kd i ầ ố ị h bằ g ă bậ h i gi ị b h h g g b h hi h biế d g ủ hí é Tậ h gi ị g g họ ê Hình 4.13. + ồ thị ộ cứng ộng học lò xo khí nén tại các tần số khác nhau Hình 4.13. Độ cứng động lực h c lò xo khí nén K t luận: Khi không có bình khí phụ c g ng học củ hí é h g h ổi nhiều khi h ổi tần số kích thích. T i mỗi tần số í h hí h c giá trị l c tác dụng và chuy n vị của lò xo khí nén, các giá trị c ghi trong phần phụ lục. b. Trƣờng hợp có bình khí phụ Cách tiế h h g g h ờng h p không sử dụng bình khí phụ gi ị l c và biến d ng t i các tần số, tính giá trị Kd cho t ng tần số, tập h p giá trị t i các tần số thị Hình 4.14. + ồ thị lực tác d ng lò xo khí nén tại tần số 1Hz. 19
20. Hình 4.14. Đồ thị lực tác dụng lò xo khí nén tại tần số 1Hz. + ồ thị bi n dạng lò xo khí nén tại tần số 1Hz. Hình 4.15. Đồ thị biến dạng lò xo khí nén tại tần số 1Hz. Tí h gi ị Kd h g ầ ố hí ghi 0,5 ế 20 Z Gi ị Kd i ầ ố ị h bằ g ă bậ h i gi ị b h h g g b h hi h biế d g ủ hí é Tậ h gi ị g g họ ê Hình 4.16. + ồ thị ộ cứng ộng học lò xo khí nén tại các tần số khác nhau Hình 4.16. Độ cứng động lực h c lò xo khí nén có bình khí phụ với đường kính ống d=0.005m, l=1m. 4.4. Sử dụng kết quả thí nghiệm để chuẩn hóa mô hình lý thuyết Că vào kết qu thị thí nghi h c, tiến hành hi u chỉnh giá trị của các thông số ầu vào mô hình lý thuyết m b o tính chính xác mô hình phục vụ cho quá trình nghiên c u. h gi i ố g ối giữa lý thuyết và th c nghi m. Sai số g ối là tỷ số giữa sai l ch q h g i trị số hi u qu củ i g í h c t lý thuyết theo bi u th c toán học sau:   (4.1) Xhq_ lt 20
21. trong đó: - là sai số tương đối giữa lý thuyết và thực nghiệm, - là sai lệch quân phương giữa kết quả mô phỏng lý thuyết và kết quả thí nghiệm: n XX 2   lt tn (4.2) i 1 n + Xlt là đại lượng vật lý theo mô phỏng lý thuyết, + Xtn là đại lượng vật lý theo kết quả thí nghiệm, + n là số điểm lấy dữ liệu. - Xhq_lt là trị số hiệu quả của đại lượng tính được từ lý thuyết 4.4.1. Sử dụng kết quả lý thuyết để chuẩn hóa đƣờng đ c tính tĩnh lò xo khí nén Sử dụng kết qu thí nghi chuẩn hóa thông số cho công th c 2 33 ã ử dụ g ở h g 2 -3 3 -2 2 Thông số b ầu khi nén lò xo khí nén là: Vb0=28.10 m ; Ae=4,8.10 m ; n=1,4 cho áp su h ổi 5 5 5 p0= 4.10 ; 5.10 ; 6.10 Pa m b chính xác giữa mô phỏng lý thuyết và kết qu thí nghi m c, cầ h ổi thông số ầu vào n=1,3. Kết qu so sánh giữa mô hình lý thuyết và kết qu thí nghi m sau khi hi u chỉnh thông số: Hình 4.4. So sánh kết quả thí nghiệm với mô hình lý thuyết, n=1,3. - Kết qu so sánh giữa mô hình lý thuyết sau khi hi u chỉnh số li ầu vào v i kết qu thí nghi m, h gi ề sai số g ối có giá trị = 6,55%. 4.4.2. Sử dụng kết quả thí nghiệm để chuẩn hóa mô hình dao động trong không gian ô tô khách Kh h h d ng trong không gian h h h gi c các chỉ tiêu về d ng ô tô, tính chính xác của kết qu kh o sát phụ thu c vào các thông số ầu vào củ h h d ng. M t số thông số là các h số củ h g h ng l c học ch t khí, cầ ịnh khi l a chọ m b o tính chính xác của mô hình lý thuyết v i ô tô th c tế ờ g ặ í h ng l c học hí é ị h ê ở ờ g ặc tính của phần tử h i khí nén của mô hình d ng ô tô khách trong không gian có sử dụng h thố g e hí é ờ g ặc tính này phụ thu c vào m t số h số nh ịnh cầ hí h hó m b tin cậy. Sử dụng kết qu thí nghi chuẩn hóa cho thông số cho công th c 2 35 ề ặ í h ng l c học lò xo khí nén ủ h h d g ã d g ở h g 2 Các thông số b ầ d g mô phỏng mô hình lý thuyết: ls=1,5; ds= 0,01; n=1,4;=1,8; =3,5. iế h h hỏ g ó hi hỉ h h ố h h ý h ế ế q hí ghi ó i ố hỏ h h ê Hình 4.5. C h ố hi hi hỉ h h : ls=3; ds= 0,008; n=1,3;=1,8;  =3,0. 21
22.  Hình 4.5. Kết quả so sánh giữa mô hình lý thuyết và thí nghiệm. Kết luận: - Kết qu so sánh giữa mô hình lý thuyết và thí nghi h gi ề sai số g ối có giá trị = 9.46%. - ặc tí h ng l c học của lò xo khí nén phụ thu c vào nhiều thông số khai thác và kết c h : su t trong lò xo khí nén, th tích của lò xo khí nén và bình khí phụ, chiều dài và di í h ờng ống dẫn khí nối giữa bình khí phụ và lò xo khí nén. - Bình khí phụ có tác dụ g h ổi c g ng học của phần tử h i c ng của phần tử l n trong tần số í h ng t 3 ÷ 10 z ở áp dụng cho các ô tô cỡ l n làm vi c trọng iều ki n mặ ờng không tốt có nhiều m p mô. 4.5. Thí nghiệm xác định tần số dao động riêng của ô tô khách theo phƣơng thẳng đứng. 4.5.1. M c ch th nghiệm chính xác hóa mô hình tính toán lý thuyế m b tin cậy kết qu nghiên c X ịnh tần số d ng riêng và h số dập t d g he h g hẳ g ng của thân xe và trục xe. 4.5.2. Giới thiệu thi t bị thí nghiệm th c hi n thí nghi m trên bãi thử ê ờng, sử dụng các thiết bị ghi h hập dữ li u g m: 01 c m biế ận tốc V1 và 02 c m biế ị trí H7 của hãng của DATRON, máy tính chuyên dung kết h p v i b thu thập dữ li u 16 kênh DEWETRON-3020. Hình 4.20. Máy tính chuyên dùng - Hệ thu thập dữ liệu DEWETRON 3020 Ô tô thí nghiệm: Thí nghi c tiến hành trên ô tô khách UNIVERSE K43-2F14 gi ờng nằm hai tầng v i số gi ờng 43 thông số kỹ thuật trong Phụ lục 5. 4.5 3 Phương ph p thực hiện thí nghiệm Thí nghi ần số d ng riêng củ he h g hẳ g g c th c hi n t i ở s n xu t l h hi n trên Hình 4.25. 22
23. Hình 4.25. Thí nghiệm xác định tần số dao động riêng theo phương thẳng đứng. D g iê g ủ i ị í ầ ầ ọ g ủ ỗi ị í h hi 3 ầ ế q ối g g b h g ủ ầ hí ghi 4.5.4. Kết quả thí nghiệm Kết qu ần số d ng riêng của thân xe trong mỗi lần thí nghi m và giá trị trung bình th hi n trong B ng 4.1. Bảng 4.1. Tần số dao động riêng của ô tô theo phương thẳng đứng Kết quả đo Hạng mục thử Lầ 1 Lầ 2 Lầ 3 T g b h Lý thuyết Tầ ố d g iê g T ụ 1,93 1,93 1,93 1,93 h e h g i fkt T ọ g 1,82 1,82 1,89 1,84 1,75 (Hz) T ụ 1,79 1,79 1,82 1,80 T ụ 1,64 1,69 1,69 1,67 Tầ ố d g iê g T ọ g 1,69 1,66 1,64 1,65 1,51 h e ầy t i f (Hz) T ụ 1,69 1,64 1,69 1,67 H số dậ d ng khi ô tô không t i  0,318, hi ầy t i  0,285. zs zs Kết qu thí nghi m xác ịnh tần số d g iê g h e he h g hẳ g ng phù h p v i kết qu mô phỏ g g ờng h ầy t i ở phần lý thuyết ( fzs 1,553 ) khẳ g ị h h h c ng của h thống treo và của lốp chính xác. Kết qu c so sánh v i mô phỏng lý thuyết ờng h p ô tô có t i và ô tô không t i sai l ch nằm trong gi i h n cho phép (khi ô tô không tải sai lệch 5,1%, có tải sai lệch 9,3%). KẾT LUẬN CHƢƠNG IV Luận án ã h c hi c những n i dung thí nghi m sau: - ặ í h ng l c học của lò xo khí nén trên thiết bị gia t i g ịnh h h ởng của áp su t khí nén trong lò xo khí nén, th tích bình khí phụ ế ặ í h ng l c họ d ng ô tô. Sai số giữa mô hình lý thuyết và thí nghi m là = 9,46 %. - ặ í h h hí é ê hiết bị kéo- nén, xây d ng mối quan h giữa l c nén và biến d ng của lò xo khí nén. - ần số d ng riêng củ h h he h g hẳ g ng. Những kết qu thí nghi ở cho vi c chuẩn hóa mô hình lý thuyế c xây d ng ở phần lý thuyế ịnh m t số thông số ầu vào cho mô hình. Kết qu tính toán sai số g ối giữa giá trị h c t mô phỏng lý thuyết ng v i h h ã c chuẩn hóa và giá trị h c t thí nghi h h tin cậy của mô hình lý thuyết. Trên ở ó ó h sử dụng mô hình lý thuyế nghiên c ặ g ng l c họ b n của ôtô trong nhữ g iều ki n chuy ng khác nhau. 23
24. KẾT LUẬN CHUNG Nghiên c d ng ô tô khách có sử dụng h thống treo khí nén, c s n xu t l p ráp t i Vi N h ng nghiên c ó ý gh h học và th c ti n, kết qu nghiên c u góp phần hoàn thi n cho vi c thiết kế, s n xu t l p ráp và khai thác sử dụng. Luậ ã h h h c các mục tiêu nghiên c ặ ó ó g góp m i kết qu nghiên c u về d ng ô tô khách sử dụng h thố g e hí é T ê ở phân tích các quá trình nhi ng họ ng l c học của khí nén, luậ ã a chọn mô hình toán học nghiên c ặ í h ng l c học của lò xo khí nén, sử dụng phần mềm Matlab Simulink kh h h d ng, kết qu nghiên c ó tin cậy cao. Những kết quả chính của luận án: 1. L ậ ã d g h d g i h g ố ầ h h gi ờ g ằ h i ầ g ó ý hi UNIVERSE K43-2F14, s h hỉ iê d g h h i ờ g h ử dụ g h hố g e hí  é h hố g e hí ó g g h T g h g ậ ố h ờ g h i h hỉ iê ề í h ê dị hi d g h hố g e hí é i hi ê 12 55% i h hố g e d g hí i í h hí h d g g gi ê 20% i í h hí h ặ ờ g gẫ hiê Ở ố h hố g e hí é i hi g dụ g ặ ờ g 2. Áp su t trong lò xo khí nén, th tích bình khí phụ có h h ở g ế ặ í h ng l c học của lò xo khí nén. Khi h thống treo khí nén sử dụng thêm bình khí phụ gi m 11,5% góc nghiêng ngang thân xe v i í h hí h ầu vào d ng xung, gi m 27,2% v i kích thích ngẫu nhiên. 3. c g ng l c học lò xo khí nén h h ởng bởi tần số kích thích khi h thống treo có l p thêm bình khí phụ T g iề ầ ố h d i 5 z dị h h g ời i gó c ngang thân xe của ô tô khi có sử dụng bình khí phụ gi m rõ r t: Dịch chuy n l n nh t củ g ời lái gi 25 5 % c g ng l c họ hí é ă g n trong kho ng 2 ÷ 4 Hz. T i vùng c ng h ởng tần số th p giá trị biê gia tố d ng của h thố g e hí é c c i thi n rõ r t khi có sử dụng bình khí phụ. Ở vùng tần số cao các chỉ iê h gi ủa h thống không có s khác nhau. Các thông số h i h h biê d ng m p mô mặ ờng và kết c u h thống treo h í h h c, chiề d i ờng ống dẫn khí, th tích bình khí có h h ởng r h h ến ặ í h ng l c học của lò xo khí nén. Vì vậy trong quá trình thiết kế, cầ h ý ến các thông số lò xo khí nén. 4. c g h hí é ó ặc tính phi tuyến, phụ thu c vào áp su t trong lò xo khí nén. 5. Mô hình mô phỏng lý thuyết xây d g ó tin cậ ã h gi q i c so sánh v i kết qu thí nghi m có sai số giữa mô hình lý thuyết và thí nghi m là =10%. MỘT SỐ KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT 1. Vi c sử dụng thêm bình khí phụ cho h thống treo khí nén là cần thiế ă g hê í h ê dịu và an toàn chuy g h h h c s n xu t và l p ráp t i Vi t Nam. 2. Tính êm dịu và an toàn chuy ng của h thống treo khí nén dùng trên các ô tô khách, phụ thu c nhiều vào áp su t khí nén trong h thống, do vậy cần ki m tra kỹ áp su t trong h thống e hí é c khi vận hành. Cần ph i có bi h m b o an toàn về áp su t khí nén trong quá trình sử dụng và khai thác. 3. Qua kh o sát cho th y h thống treo khí nén mang l i tính êm dịu tốt khi sử dụng trên ô tô khách. Tuy nhiên, tính ổ ịnh của ô tô phụ thu c nhiều vào áp su t trong h thống, do vậy khi sử dụng ô tô cầ h ý ến t i trọng và lo i ịa hình khai thác. 4. Trong h thống treo khí nén cần có thêm thanh ổ ị h g g m b o cân bằng và ổ ịnh ngang thân xe khi ô tô chuy ờng vòng hoặc khi phanh g p. Do vậy khi bố trí các lò xo khí nén trên ô tô cầ m b o kho ng cách các giữa hai lò xo trên m t cầ he h g g g là l n nh t có th . 24