Nghiên cứu mức độ êm dịu của xe bus DAEWOO BC 212 MA sử dụng trong TP hồ chí minh

Trong nền công nghiệp sản xuất ôtô, để nâng cao tính cạnh tranh của thương hiệu, nhiều tập đoàn đặc biệt chú trọng đến nghiên cứu dao động nhằm tạo ra các loại xe nhằm đáp ứng được tính

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HỒ VĂN HÓA

NGHIÊN CỨU MỨC ĐỘ ÊM DỊU CỦA XE BUS

DAEWOO BC212MA SỬ DỤNG TRONG TP HỒ CHÍ MINH

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 60520116

Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2015

S K C0 0 4 6 2 9

Hướng dẫn khoa học:

PGS.TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2015

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HỒ VĂN HÓA

NGHIÊN CỨU MỨC ĐỘ ÊM DỊU CỦA XE BUS DAEWOO

BC212MA SỬ DỤNG TRONG TP.HỒ CHÍ MINH

NGÀNH : KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 60520116

i

LÝ LỊCH KHOA HỌC

I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC:

Họ & tên: HỒ VĂN HÓA Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 29/06/1987 Nơi sinh: Tp.HCM

Quê quán: Bình Mỹ, Củ Chi, Tp.HCM Dân tộc: Kinh

Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 1917/20 Phạm Thế Hiển, Phường 6, Quận 8, Tp.HCM Điện thoại cơ quan: không có Điện thoại di dộng: 0906660312 Fax: không có E-mail: vanhoaspkt@gmail.com

II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:

1 Cao đẳng :

Hệ đào tạo: chính quy Thời gian đào tạo từ 9 / 2005 đến 9 / 2008

Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học Công Nghiệp Tp.HCM

Người hướng dẫn: GVC.Th.s Nguyễn Ngọc Bích

III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC:

Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm

5/2011-5/2012 Trường Cao đẳng kỹ thuật Lý Tự Trọng

Tp.HCM Giảng viên thỉnh giảng 6/2012 đến nay Trường Cao đẳng kỹ thuật Lý Tự Trọng

Tp.HCM Giảng viên cơ hữu

ii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 201…

(Ký tên và ghi rõ họ tên)

Hồ Văn Hóa

iii

LỜI CẢM ƠN

Trong khoảng thời gian học tập và nghiên cứu cao học tại trường Đại học Sư Phạm

Kỹ Thuật TP HCM, tôi đã tích lũy được vốn kiến thức quý báo từ quý thầy cô để làm nền tảng cho việc nghiên cứu và tiếp cận tài liệu mới trong nhiều lĩnh vực nhất là lĩnh vực chuyên môn

Để hoàn thành chuyên đề nghiên cứu này đúng thời hạn người nghiên cứu xin chân

thành cảm ơn các quý thầy cô tham gia giảng dạy bậc cao học ngành Kỹ thuật cơ khí động

lực của trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM đã tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều

kiện thuận lợi cho người nghiên cứu hoàn thành chuyên đề sớm nhất

Người nghiên cứu xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Văn Phụng đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ, quan tâm sâu sắc và đưa ra những nhận xét, ý

kiến đóng góp, phương hướng khắc phục những sai sót trong quá trình thực hiện chuyên

đề Tuy nhiên trong quá trình thực hiện một phần vì thời gian có hạn, một phần do trình độ còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô và bạn bè để đề tài này được hoàn thiện tốt hơn

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm

Học viên thực hiện

Hồ Văn Hóa

iv

TÓM TẮT

Trong suốt quá trình Việt Nam hội nhập nền kinh tế thế giới, mức sống người dân được nâng cao và hệ quả là nhu cầu về sự tiện nghi, tính tiện lợi ngày càng được chú trọng hơn Những loại sản phẩm có đặc tính trên cũng lần lượt ra đời để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng

Trong nền công nghiệp sản xuất ôtô, để nâng cao tính cạnh tranh của thương hiệu, nhiều tập đoàn đặc biệt chú trọng đến nghiên cứu dao động nhằm tạo ra các loại xe nhằm đáp ứng được tính êm dịu, độ an toàn cao trong chuyển động với những điều kiện về cơ sở

hạ tầng khác nhau ở mỗi quốc gia

Tính êm dịu và độ an toàn xe được chi phối bởi hệ thống treo, đồng thời hệ thống treo cũng có ảnh hưởng đến tính năng động lực học của xe Tính êm dịu của xe chịu sự ảnh hưởng bởi gia tốc thẳng đứng và các chuyển động lắc dọc, lắc ngang của xe gây ra Chuyển động hướng tới của xe chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố, ở đây ta chỉ xét những yếu tố bị chi phối bởi hệ thống treo, yếu tố này là khả năng bám của bánh xe với mặt đường và hệ thống động lực học

Luận văn này là kết quả nghiên cứu mức độ êm dịu của xe Bus “ DAEWOO BC212MA” sử dụng trong TP.HCM bằng cách vận dụng lý thuyết về dao động, xây dựng

mô hình toán học, thiết lập phương trình vi phân mô tả sự chuyển động của ôtô Các thông

số được tính toán trên phần mềm Matlab với kết quả có độ chính xác cao Kết quả tính toán

sẽ được so sánh với các tiêu chuẩn về độ êm dịu để có những đánh giá mang tính khoa học

về độ êm dịu của loại xe này

Để có được đặc tính về độ êm dịu cao, tải trọng va đập bé, tác giả đã sử dụng mô hình động lực học và hệ phương trình vi phân để khảo sát sự ảnh hưởng của các thông số kết cấu đến đặc trưng dao động của hệ, đồng thời tìm ra công thức tối ưu cho các thông số

về độ cứng của bộ phận đàn hồi hệ thống treo, và hệ số giảm chấn của hệ thống treo

v

ABSTRACT

During the integration of Vietnam into worldwide economics, Vietnamese standards of living are increased and thus needs for comforts and convenience are too Products with its special use value are produced to meet high demand of the consumer

In automotive industry, to increase the trade mark’s advantages, many corporations already have had special method to research automotive vibration for manufacturing different kinds of products to make them comfortable, safe with the different conditions of infrastructure in each special country

Comfort, safety of vehicle is governed by its suspension system, simultaneously suspension has also affected to dynamical abilities of vehicle Comfortable vehicle is mostly influenced by vertical acceleration and movements of vehicle caused by pitch and roll motions A tractive force of automotive is influenced

by many factors but suspension, which is ability of tire against the road and dynamical coefficient

This thesis is results on research vibration of “DAEWOO BC212MA” automobile, which is widely used in Ho Chi Minh city, by applying vibration theory, building mathematic model, establishing differential equation describing the automobile’s movement All the data has been worked out on Matlab program which provides absolutely right results The results, then, compared with the vibration standards, provide scientific conclusion on the automobile

To device high comfort – characteristic and minimum dynamic loading capacity, researcher used dynamical model and differential equation to survey the influence of structure parameters to typical virbration system, simultaneously to find optimal formula for sping stiffness of suspension

vi

MỤC LỤC

Quyết định giao đề tài

Xác nhận của cán bộ hướng dẫn

Lý lịch khoa học i

Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Tóm tắt iv Mục lục vi Danh sách các hình x CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU……… 1

1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:……… 1

1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI :……… 1

1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:……… 1

1.4 ĐIỂM MỚI VÀ GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN VĂN :……… 2

1.5 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI :……… 2

1.6 BỐ CỤC LUẬN VĂN :……… 2

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ XE BUS DAEWOO BC 212 MA………… 3

2.1 GIỚI THIỆU:……… 3

2.2 CÁC THÔNG SỐ CỦA XE BUS DAEWOO BC 212 MA……… 4

2.3 GIỚI THIỆU LOẠI HỆ THỐNG TREO SỬ DỤNG TRÊN XE BUS DAEWOO BC 212 MA:……… 8

2.3.1 Hệ thống treo trước :……… 8

2.3.2 Hệ thống treo sau :……… 8

vii

CHƯƠNG 3: CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ ĐỘ ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG XE

……… 8

3.1 ẢNH HƯỞNG CỦA DAO ĐỘNG ĐẾN CON NGƯỜI :……… 8

3.2 CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ ÊM DỊU :……… 9

3.2.1 Chỉ tiêu về tần số dao động :……… 10

3.2.2 Chỉ tiêu về gia tốc và vận tốc dao động :……… 10

3.2.3 Chỉ tiêu về công suất dao động :……… 12

3.2.4 Chỉ tiêu về gia tốc và thời gian dao động :……… 13

3.2.5 Chỉ tiêu hạn chế sự va đập của hệ thống treo :……… 13

3.2.6 Chỉ tiêu về độ bám của bánh xe và mặt đường :……… 14

3.2.7 Tiêu chuẩn quốc tế về dao động ôtô :……… 14

3.2.8 Tiêu chuẩn về dao động của Việt Nam :……… 15

CHƯƠNG 4: CÁC THÔNG SỐ KẾT CẤU VÀ MÔ HÌNH DAO ĐỘNG CỦA ÔTÔ……… 19

4.1 KẾT CẤU HỆ DAO ĐỘNG ÔTÔ :……… 19

4.2 KHÁI NIỆM VỀ CÁC THÔNG SỐ TƯƠNG ĐƯƠNG :……… 20

4.2.1 Khối lượng được treo m2 :……… 20

4.2.2 Khối lượng không được treo m1 :……… 20

4.2.3 Các bộ phận của hệ thống treo :……… 21

4.3 MÔ HÌNH DAO ĐỘNG CỦA XE :……… 24

viii

4.3.1 Mô hình không gian :……… 24

4.3.2 Mô hình phẳng:……… 25

4.3.3 Mô hình dao động tương đương :……… 26

4.3.4.Các thông số của mô hình tính toán :……… 29

CHƯƠNG 5 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT DAO ĐỘNG……… 36

5.1 DAO ĐỘNG ÔTÔ TRONG MẶT PHẲNG DỌC :……… 36

5.1.1 Hàm kích động từ mặt đường :……… 36

5.1.2 Phương trình vi phân tổng quát của hệ dao động trong mặt phẳng dọc:……… 37

5.1.3 Dao động tự do q(t) = 0: 39

5.1.4 Dao động cưỡng bức q(t) ≠ 0 39

5.2 DAO ĐỘNG ÔTÔ TRONG MẶT PHẲNG NGANG :……… 47

5.2.1 Phương trình vi phân tổng quát của hệ dao động trong mặt phẳng ngang :……… 47

5.2.2 Dao động tự do q(t) = 0: 49

5.2.3 Dao động cưỡng bức q(t) ≠ 0: 49

5.2.4 Phương trình vi phân của hệ dao động trong mặt phẳng ngang ……… 50

CHƯƠNG 6 :GIẢI HỆ PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG……… 57

6.1 GIẢI HỆ PHƯƠNG TRÌNH BẰNG MATLAB HOẶC LABVIEW :…… 57

6.1.1 Hệ dao động ôtô trong mặt phẳng dọc : 58

6.1.2 Hệ dao động ôtô trong mặt phẳng ngang : 66

6.2 ĐÁNH GIÁ ĐỘ ÊM DỊU CỦA XE :……… 75

ix

6.2.1 Tốc độ giới hạn khi xe qua độ cao mấp mô : vgh 77

6.2.2 Kết luận : 79

6.3 ĐỀ XUẤT TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TREO TỐI ƯU :……… 80

6.3.1 Độ cứng nhíp ( C2 ) :……… 80

6.3.2 Hệ số cản giảm chấn ( K2) :……… 82

CHƯƠNG 7: ĐÁNH GIÁ KẾT LUẬN – HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI… 85 7.1 ĐÁNH GIÁ KẾT LUẬN :……… 85

7.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI :……… 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 92

PHỤ LỤC……… 93

x

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 3.1: Đồ thị đặc trưng mức êm dịu chuyển động của ôtô 11

Hình 3.2 : Các giới hạn của gia tốc thẳng đứng trong các khoảng thời gian

tác dụng cho phép theo và hệ trục tọa độ quy định trong ISO 2631 15

Hình 3.3 : Vùng chỉ dẫn sức khỏe của TCVN 6964 18

Hình 4.1 : Quan hệ tần số dao động riêng phần được treo với độ võng tĩnh hiệu dụng 22

Hình 4.2 : Mô hình không gian hệ dao động ôtô Sáu bậc tự do của mô hình 3D dao động ôtô bao gồm : 24

Hình 4.3: Mô hình hệ dao động ôtô trong mặt phẳng dọc 27

Hình 4.4 : Sơ đồ tính toán mô hình dao động ô tô trong mặt phẳng dọc 27

Hình 4.5 : Mô hình hệ dao động ôtô 4 bậc tự do trong mặt phẳng đứng ngang 28

Hình 4.6: Sơ đồ tính toán mô hình dao động ôtô trong mặt phẳng ngang 29

Hình 6.1 : Đồ thị chuyển vị của các thông số thực tế trong mặt phẳng dọc 58

Hình 6.2 : Đồ thị chuyển vị của các thông số tối ưu trong mặt phẳng dọc 59

Hình 6.3: Đồ thị vận tốc của các thông số thực tế trong mặt phẳng dọc 62

Hình 6.4: Đồ thị vận tốc của các thông số tối ưu trong mặt phẳng dọc 62

Hình 6.5: Đồ thị gia tốc của các thông số thực tế trong mặt phẳng dọc 64

Hình 6.6: Đồ thị gia tốc của các thông số tối ưu trong mặt phẳng dọc 65

Hình 6.7 : Đồ thị chuyển vị của các thông số thực tế trong mặt phẳng ngang 67

Hình 6.8 : Đồ thị chuyển vị của các thông số tối ưu trong mặt phẳng ngang 68

Hình 6.9 : Đồ thị vận tốc của các thông số thực tế trong mặt phẳng ngang 70

Hình 6.10 : Đồ thị vận tốc của các thông số tối ưu trong mặt phẳng ngang 71

Hình 6.11 : Đồ thị gia tốc của các thông số thực tế trong mặt phẳng ngang 73

xi

Hình 6.12: Đồ thị gia tốc của các thông số tối ưu trong mặt phẳng ngang 74

Hình 7.1: Cấu tạo và đặc điểm đóng mở lỗ tiết lưu trên giảm chấn 88 Hình 7.2 : Cấu tạo và sơ đồ nguyên lý bộ chấp hành 89

Hình 7.3 : Hoạt động bộ chấp hành 90

ùn tắc giao thông Chính vì lẽ đó mà mạng lưới ôtô bus ra đời phục vụ nhu cầu đi lại cũng như vận chuyển hàng hóa của con người Nhưng với hệ thống giao thông dày đặc, địa hình phức tạp như hiện nay, thì vấn đề đặt ra là làm thế nào để nâng cao độ êm dịu

và thoải mái cho người ngồi trên xe khi xe chuyển động Để giải quyết vấn đề trên được sự hướng dẫn của Thầy PGS TS Nguyễn Văn Phụng là người nghiên cứu chọn

đề tài: “ Nghiên cứu mức độ êm dịu của xe bus DAEWOO BC 212 MA sử dụng trong

TP Hồ Chí Minh”

1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI :

Mục đích của luận văn là vận dụng lý thuyết dao dộng ôtô để khảo sát tính toán đối với xe bus DAEWOO BC 212 MAtừ đó đánh giá độ êm dịu của xe này Đồng thời phân tích ảnh hưởng của hệ thống treo đến độ êm dịu để đề xuất tính toán đưa ra hệ thống treo tối ưu nhằm nâng cao độ êm dịu của xe

1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

Từ những thông số ban đầu của xe bus DAEWOO BC 212 MA và các số liệu

do nhà chế tạo cung cấp kết hợp với đo đạc và tính toán, ta tiến hành xây dựng mô hình, thiết lập các hệ phương trình vi phân mô tả chuyển động của hệ Sau đó giải hệ phương trình dao động bằng máy tính tìm ra được các thông số đáp ứng hệ dao động ôtô Từ đó, so sánh với các chỉ tiêu về dao động để đánh giá độ êm dịu của xe và đưa ra

2

biện pháp cải tiến thay đổi các thông số của hệ thống treo nhằm nâng cao độ êm dịu của xe

1.4 ĐIỂM MỚI VÀ GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN VĂN :

Trước đây cũng có một số đề tài tốt nghiệp chỉ tính toán dao động trên mặt phẳng dọc (XOZ), còn luận văn này ngoài việc tính toán trên mặt phẳng dọc mà còn tính toán trên mặt phẳng ngang (YOZ) nhằm hạn chế lắc ngang Đứng về thực tiễn luận văn này hoàn toàn có thể phục vụ giảng dạy và là tài liệu tham khảo nghiên cứu về dao động ôtô

1.5 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI :

Trong quá trình chuyển động, ôtô thực chất là một cơ hệ phức tạp với nhiều liên kết đàn hồi giữa các bộ phận có khối lượng khác nhau Việc nghiên cứu tính toán dao động của hệ thống treo trên mô hình toàn bộ xe là quá phức tạp Đề tài này chỉ sử dụng mô hình phẳng để tính toán dao động

1.6 BỐ CỤC LUẬN VĂN :

Luận văn được chia thành 7 chương :

Chương 1 : Mở đầu

Chương 2 : Tổng quan về xe bus DAEWOO BC 212 MA

Chương 3 : Các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động của xe

Chương 4 : Các thông số kết cấu và mô hình dao động của ôtô

Chương 5 : Cơ sở lý thuyết dao động

Chương 6 : Giải hệ phương trình dao động

Chương 7 : Đánh giá kết luận và hướng phát triển đề tài

Hình 2.1: Xe Bus DAEWOO BC 212 MA

4

2.2 CÁC THÔNG SỐ CỦA XE BUS DAEWOO BC 212 MA

STT BẢNG THÔNG SỐ KỸ THUẬT

1 Thông tin chung

Loại phương tiện Ô tô Bus TP.HCM Nhãn hiệu, Số loại của phương tiện DAEWOO BC212MA Công thức bánh xe 4 x 2R

Cơ sở sản xuất Công ty TNHH xe Bus

DAEWOO Việt nam

2 Thông số về kích thước và trọng lượng

kích thước mm ( dài x rộng x cao) 11940 x 2500 x 3190

euro II – Tu bô tăng áp

hàng, làm mát bằng

nước

5

Đường kính x hành trình (mm x mm) 123 x 155

Công suất lớn nhất / Tốc độ quay 213kw / 2100 v/ph

Mô men xoắn lớn nhất / Tốc độ quay 115 N.m / 1260 v/ph

6

Phanh chính Hệ thống phanh khí nén

hai dòng tuần hoàn

Hỗ trợ 4 van an toàn Phanh dừng Kiểu lò xo lốc kê tác

động lên bánh sau Điều khiển kiểu cần gạt Phanh bỗ trợ Phanh khí xả động cơ

10 Hệ thống côn - Tự động điều chỉnh hành trình

côn

khiển bằng thuỷ lực hỗ trợ bằng khí nén Tự điều chỉnh hành trình côn

11 Ghế ngồi

da, dây đai an toàn 3 điểm với chuông cảnh báo

Ghế hành khách Ghế cố định, bọc giả da

12 Trang bị bên trong

Hệ thống điều hòa Đặt trên nóc, dẫn điện

trực tiếp 30000 kcal/h Máy sấy nóng không khí Có