Khái niệm tính êm dịu của ô tô Là khả năng xe chuyển động trên đường ở những tốc độ xác định mà không xảy ra va đập cứng, ảnh hưởng xấu tới sức khỏe của người, lái xe, hàng hóa chuyên ch
Trang 1BÀI GIẢNG LÝ THUYẾT Ô TÔ
GIẢNG VIÊN: VŨ THẾ TRUYỀN
CHƯƠNG 7 TÍNH ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA ÔTÔ
Trang 27.1 Các chỉ tiêu đánh giá tính êm dịu chuyển động
7.2 Hệ thống dao động của ô tô
7.3 Phương trình dao động của ô tô
NỘI DUNG
Trang 37.1.1 Khái niệm tính êm dịu của ô tô
Là khả năng xe chuyển động trên đường ở những tốc độ xác định mà không xảy ra va đập cứng, ảnh hưởng xấu tới sức khỏe của người, lái xe, hàng hóa chuyên chở trên xe và đến độ chính xác của các chi tiết trên ôtô
7.1.2 Các chỉ tiêu đánh giá tính êm dịu
7.1.2.1 Tần số dao động thích hợp
- Tần số dao động thích hợp là 60 - 85 dao động/phút đối với xe du lịch
- Tần số dao động thích hợp là 85 - 120 dao động/phút đối với xe
tải.
7.1 Các chỉ tiêu đánh giá tính êm dịu chuyển động
7.1.2.2 Gia tốc thích hợp
Gia tốc thẳng đứng của dao động và số lần va đập do độ mấp mô của bề mặt đường gây ra trên 1 km đường chạy
Trang 47.1.2.3 Gia tốc dao động và thời gian giao động
Các thí nghiệm kéo dài trong 8 giờ liền cho thấy nhạy cảm hơn đối với người
là dải tần số 4-8Hz Trong dải tần số này các giá trị cho phép của gia tốc như sau:
Dễ chịu : 0,1 m/s2; Gây mệt mỏi : 0,315 m/s2; Gây ảnh hưởng tới sức khoẻ : 0,63m/s2
7.1.1 Khái niệm tính êm dịu của ô tô
7.1 Các chỉ tiêu đánh giá tính êm dịu chuyển động
Trang 57.2.1 Dao động của ô tô trong các mặt phẳng tọa độ.
Hệ dao động của ôtô khi chuyển động là hệ dao động nhiều bậc tự do rất phức tạp
Hình 7-1:
Hệ dao động không gian của ôtô hai cầu
- Tất cả những dao động trên đều ảnh
hưởng tới con người, song mức độ ảnh
hưởng có khác nhau
- Qua nghiên cứu dao động thành phần
trong mặt phẳng OXY vàOZY là
không đáng kể và có thể bỏ qua
- Trong mặt phẳng OZX có hai dao
động: phương thẳng đứng theo trục
OZ và dao động góc xoay quanh trục
OY
7.2 Hệ thống dao động của ô tô
Trang 67.2.2 Khái niệm khối lượng treo và khối lương không được treo
Trong sơ đồ dao động, người ta chia khối lượng của ô tô làm hai thành phần: khối lượng được treo và khối lượng không được treo như hình vẽ sau:
Hình 7-2: Hình vẽ khối lượng được treo và không được treo
7.2 Hệ thống dao động của ô tô
Trang 7a Khối lượng được treo.
Hình 7-3: Mô hình hoá khối
lượng được treo
Trong hệ dao động tương đương,
khối lượng được treo xem như một vật
thể đồng nhất, cứng hoàn toàn, được biểu
diễn như một thanh AB có khối lượng M
tập trung vào trọng tâm T
Các điểm A, B ứng với vị trí cầu trước và
cầu sau của xe, có các khối lượng M 1 ,M 2
Toạ độ trọng tâm của các phần được treo
được thể hiện qua các kích thước a và b.
7.2.2 Khái niệm khối lượng treo và khối lương không được treo
7.2 Hệ thống dao động của ô tô
Trang 8b Khối lượng không treo được.
Hình7-4: Mô hình hoá khối lượng
không được treo.
- Khối lượng không treo m bao gồm
những cụm chi tiết: cầu xe, hệ thống
chuyển động và một phần các đăng
- Như ở phần khối lượng được treo, coi
phần không được treo là một vật thể
đồng nhất cứng hoàn toàn có khối lượng
m tập trung vào tâm bánh xe
- Sự biến dạng đàn hồi của lốp được đặc
trưng bởi hệ số cứng C1.
7.2.2 Khái niệm khối lượng treo và khối lương không được treo
7.2 Hệ thống dao động của ô tô
Trang 9c Hệ số khối lượng.
- Tỷ số giữa khối lượng được treo M và khối lượng không được treo m gọi là
hệ số khối lượng δ: δ =M/m
-Hệ số khối lượng có ảnh hưởng lớn tới tính êm dịu chuyển động
+ Giảm khối lượng được treo sẽ giảm được lực va đập truyền lên khung vỏ; còn tăng khối lượng được treo sẽ giảm được dao động khung vỏ
+ Trong thiết kế xe, có khuynh hướng tăng hệ số này, mà trước hết là giảm trọng lượng phần không được treo
- Thông thường δ bằng 6,5 ÷ 7,5 đối với xe du lịch khi đầy tải bằng 4 ÷ 5 đối với xe vận tải
7.2.2 Khái niệm khối lượng treo và khối lương không được treo
7.2 Hệ thống dao động của ô tô
Trang 107.2.3 Sơ đồ hóa hệ thống treo.
Hình 7-5 Sơ đồ dao động tương
đương của hệ thống treo
7.2 Hệ thống dao động của ô tô
Trong sơ đồ dao động tương đương của ôtô thì:
Bộ phần đàn hồi của hệ thống treo được biểu
diễn như là một lò xo có hệ số đàn hồi là K
Bộ phận giảm chấn với đại lượng đặc
trưng là hệ số cản C1
Điểm 1 là điểm nối hệ thống treo với
khung xe, còn điểm 2 là điểm đặt của
hệ thống treo lên cầu xe
Trang 11a Ô tô hai cầu
Hình 7-7: Sơ đồ dao động tương
đương của ô tô
M - Khối lượng được treo của toàn xe;
M1, M2 - khối lượng được treo phân ra
cầu trước và cầu sau;
m 1 , m 2 - khối lượng không được treo
phân ra cầu trước và cầu sau;
C1, C2 - hệ số cứng của thành phần đàn
hồi của hệ thống treo trước và sau;
C’1,C’2 -hệ số cứng của lốp trước và sau
7.2.3 Sơ đồ hóa hệ thống treo.
7.2 Hệ thống dao động của ô tô
Trang 12b Ô tô ba cầu
Hình 7-8: Hệ số dao động tương đương của treo sau cân bằng ô tô ba
cầu khi dao động thẳng đứng trong mặt phẳng dọc.
M2 , m 2 , m 3 - khối lượng được treo phân ra cầu sau; không được treo tại vị trí cầu giữa và sau;
C2 , C’12, C’13 - hệ số cứng của hệ thống treo sau; của lốp cầu giữa và cầu sau
K2 , K’12, K’13 - hệ số cản hệ thống treo sau; của lốp giữa và sau
7.2.3 Sơ đồ hóa hệ thống treo.
7.2 Hệ thống dao động của ô tô
Trang 13Để xác lập được qui luật dao động của ôtô ta xét sơ đồ dao động đơn giản của ôtô:
Hình 7-9: Sơ đồ dao động đơn giản của ôtô.
ϕ
.
1 z a tg z a
ϕ
.
2 z b tg z b
7.3 Phương trình dao động của ô tô
Dịch chuyển thẳng đứng Z 1 , Z 2
của vị trí A và B:
PT chuyển động thẳng đứng và
quay của khối lượng được treo M:
b z C a z C M
z C z
C z
M
2 2 1
1 2
2 2 1
−
=
= +
+
ϕ
ρ
= +
+ +
− +
= +
+ +
− +
= >
0
) (
.
0
) (
.
2 2 2
2 2 1
2 2
2 2
1 2 2
2 1 2
2 2
2 1
z a M
L C z
a
ab
z
z b M
L C z
b
ab
z
ρ ρ
ρ
ρ ρ
ρ
Trang 14
+
−
=
+
−
=
2 2
2 2
2 2
2 1
a ab
b ab
ρ
ρ µ
ρ
ρ µ
:bán kính quán tính
ε
ρ 2 = ab
+
=
+
=
) (
) (
2 2
2 2 2
2
2 2
2 1 2
1
a M
L C
b M
L C
ρ ω
ρ ω
7.3 Phương trình dao động của ô tô
= +
+ +
− +
= +
+ +
− +
0
) (
.
0
) (
.
2 2 2
2 2 1
2 2
2 2
1 2 2
2 1 2
2 2
2 1
z a M
L C z
a
ab z
z b M
L C z
b
ab z
ρ ρ
ρ
ρ ρ
ρ
= +
+
= +
+
= >
0
0
2
2 2 1
2 2
1
2 1 2
1 1
z z
z
z z
z
ω µ
ω
µ
t D
t C
z
t B
t A
z
2 1
2
2 1
1
sin sin
sin
sin
Ω +
Ω
=
Ω +
Ω
=
Hình 7-10:Sơ đồ dao động tự do tắt dần của ôtô.
Phương trình dao động trong
trường hợp có giảm chấn thủy lực:
0
1 1 1
1 1
1z + K z + C z =
Phương trình sẽ có
dạng:
0
z ω
Trang 157.4 Các nhân tố ảnh hưởng đến tính năng êm dịu
Hình 7-11: Sơ đồ về các nhân tố ảnh
hưởng đến tính năng êm dịu của ô tô
động của hành khách, hàng hóa và bố trí
hệ thống treo (cách bố trí hệ thống treo,
loại hệ thống treo , vật liệu chế tao v.v )
- Lái xe là tác nhân điều khiển
- Mặt đường được là tác nhân kích thích
gây ra dao động Điều kiện đường sá
thay đổi thì trạng thái dao động cũng
thay đổi theo