Nghiên cứu khảo sát hệ thống treo xe con

Ký hi ệu Đơn vị Gi ải nghĩa ma kg Khối lượng được treo m kg Khối lượng không được treo Z m Chuyển vị khối lượng được treo ξ m Chuyển vị khối lượng không được treo Z” m/s2 Gia tốc khối l

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

BÙI ĐỨC BÌNH

NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT HỆ THỐNG TREO XE CON

Chuyên ngành : Kỹ thuật cơ khí động lực

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS VÕ VĂN HƯỜNG

Hà Nội – 2018

L ỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Các số liệu, kết quả đưa ra trong luận văn là trung thực, khách quan

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ trong việc thực hiện luận văn đã được

cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc

Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình

M ỤC LỤC

M ỤC LỤC 1

DANH M ỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 3

DANH M ỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 4

DANH M ỤC CÁC BẢNG 7

L ỜI NÓI ĐẦU 8

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 9

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 9

1.2 Giới thiệu chung về hệ thống treo ô tô con 10

1.2.1 Công dụng, yêu cầu 10

1.2.2 Các bộ phận chính của hệ thống treo xe con 11

1.2.3 Xu hướng phát triển của các hệ thống treo (HTT) 12

1.3 Các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động 13

1.3.1.Chỉ tiêu về tần số 13

1.3.2.Chỉ tiêu về gia tốc dao động 13

1.3.3 Chỉ tiêu dựa trên số liệu cảm giác theo gia tốc và vận tốc dao động 14

1.3.4 Đánh giá cảm giác theo gia tốc dao động và thời gian tác động theo ISO 14 1.3.5 Tiêu chuẩn về dao động của Việt Nam 16

1.4 Các nghiên cứu về hệ thống treo 18

1.5 Mục tiêu, phương pháp nghiên cứu và nội dung của đề tài 19

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH DAO ĐỘNG HỆ THỐNG TREO Ô TÔ CON 20

2.1 Các dạng mô hình mô phỏng hệ thống treo 20

2.1.1 Các khái niệm và các thành phần trong mô hình 20

2.1.2 Các dạng mô hình dao động ô tô theo phương thẳng đứng 20

2.2 Xây dựng mô hình dao động 1/4 và hệ phương trình vi phân mô phỏng 23

2.3 Mô phỏng mấp mô mặt đường 25

2.3.1.Mô phỏng mấp mô mặt đường cơ bản 25

2.3.2 Mô phỏng mấp mô mặt đường theo dạng sin và theo ISO 8608 27

2.4 Xây dựng mô hình dao động bằng Matlab Simulink 32

2.4.1 Xây dựng mô hình mô phỏng mấp mô mặt đường 32

2.4.2 Xây dựng mô hình mô phỏng dao động 33

2.5 Xây dựng chương trình mô phỏng mấp mô mặt đường ngẫu nhiên theo ISO

8608 34

CHƯƠNG 3 KHẢO SÁT DAO ĐỘNG Ô TÔ BẰNG MÔ HÌNH 1/4 37

3.1 Các phương án khảo sát mô hình dao động 37

3.2 Khảo sát mô hình với mấp mô dạng sin đơn 38

3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của độ cứng C tới hệ thống treo 38

3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của hệ số cản K tới hệ thống treo 47

3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của chiều cao mấp mô tới hệ thống treo 54

3.3 Khảo sát mô hình với mấp mô mặt đường là kết quả của chương trình theo ISO 8608 62

CHƯƠNG 4 THÍ NGHIỆM DAO ĐỘNG TRÊN XE CON 69

4.1 Mục tiêu thí nghiệm 69

4.2 Đối tượng thí nghiệm 69

4.3 Sơ đồ thí nghiệm 70

4.4 Thiết bị thí nghiệm 70

4.4.1 Module MPU 6050 71

4.4.2 Master module 78

4.5 Phương án thí nghiệm 80

4.6 Kết quả đánh giá 81

4.6.1 Thí nghiệm với vận tốc 5 km/h 81

4.6.2 Thí nghiệm với vận tốc 10 km/h 84

4.6.3 Thí nghiệm với vận tốc 15 km/h 86

K ẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 89

Ký hi ệu Đơn vị Gi ải nghĩa

ma kg Khối lượng được treo

m kg Khối lượng không được treo

Z m Chuyển vị khối lượng được treo

ξ m Chuyển vị khối lượng không được treo Z” m/s2 Gia tốc khối lượng được treo

ξ" m/s2 Gia tốc khối lượng không được treo

h m Chiều cao mấp mô mặt đường

Fz N Tải trọng thẳng đứng theo phương z

DANH M ỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1: Chỉ tiêu cảm giác theo gia tốc 14

Hình 1.2: Giới hạn tác động của dao động thẳng đứng 15

Hình 1.3: Vùng chỉ dẫn sức khỏe của TCVN 6964 17

Hình 2.1: Mô hình 1/4 hệ thống treo ô tô 21

Hình 2.2: Mô hình 1/2 hệ thống treo ô tô 21

Hình 2.3: Mô hình 1/2 hệ thống treo ô tô 22

Hình 2.4: Mô hình không gian hệ thống treo ô tô 22

Hình 2.5: Mô hình 1/4 hệ thống treo ô tô 23

Hình 2.6: Các lực tác dụng vào khối lượng được treo 24

Hình 2.7: Các lực tác dụng lên khối lượng không được treo 24

Hình 2.8: Mấp mô mặt đường dạng hình cosin 27

Hình 2.9: Mật độ phổ của các loại đường theo tiêu chuẩn ISO 8608 29

Hình 2.10: Mô tả mấp mô mặt đường theo ISO 8608 32

Hình 2.11: Sơ đồ mô phỏng mấp mô mặt đường 33

Hình 2.12: Sơ đồ mô phỏng hệ phương trình vi phân dao động hệ thống treo ô tô 33

Hình 3.1: Khảo sát ảnh hưởng của độ cứng C tới gia tốc khối lượng được treo 39

Hình 3.2: Khảo sát ảnh hưởng của độ cứng C tới tải trọng Fz 40

Hình 3.3: Khảo sát ảnh hưởng của độ cứng C tới gia tốc khối lượng không được treo 41

Hình 3.4: Khảo sát ảnh hưởng của độ cứng C tới chuyển vị khối lượng được treo 41

Hình 3.5: Khảo sát ảnh hưởng của độ cứng C tới lực đàn hồi Fc 42

Hình 3.6: Khảo sát ảnh hưởng của độ cứng C tới lực giảm chấn Fk 42

Hình 3.7: Đường đặc tính ảnh hưởng của độ cứng C tới gia tốc Z”max 43

Hình 3.8: Đường đặc tính ảnh hưởng của độ cứng C tới tải trọng Fzmax 44

Hình 3.9: Đường đặc tính ảnh hưởng của độ cứng C tới gia tốc ξ”max 45

Hình 3.10: Đường đặc tính ảnh hưởng của độ cứng C tới chuyển vị Zmax 45

Hình 3.11: Đường đặc tính ảnh hưởng của độ cứng C tới lực đàn hồi Fcmax 46

Hình 3.12: Đường đặc tính ảnh hưởng của độ cứng C tới lực giảm chấn Fkmax 46

Hình 3.13: Khảo sát ảnh hưởng của hệ số cản K tới gia tốc khối lượng được treo 47

Hình 3.14: Khảo sát ảnh hưởng của hệ số cản K tới gia tốc khối lượng không được treo 48

Hình 3.15: Khảo sát ảnh hưởng của hệ số cản K tới chuyển vị khối lượng được treo

48

Hình 3.16: Khảo sát ảnh hưởng của hệ số cản K tới tải trọng Fz 49

Hình 3.17: Khảo sát ảnh hưởng của hệ số cản K tới lực giảm chấn Fk 50

Hình 3.18: Khảo sát ảnh hưởng của hệ số cản K tới lực đàn hồi Fc 50

Hình 3.19: Đường đặc tính ảnh hưởng của hệ số cản K tới gia tốc Z”max 51

Hình 3.20: Đường đặc tính ảnh hưởng của hệ số cản K tới gia tốc ξ”max 52

Hình 3.21: Đường đặc tính ảnh hưởng của hệ số cản K tới chuyển vị Zmax 52

Hình 3.22: Đường đặc tính ảnh hưởng của hệ số cản K tới Fcmax 53

Hình 3.23: Đường đặc tính ảnh hưởng của hệ số cản K tới Fkmax 53

Hình 3.24: Đường đặc tính ảnh hưởng của hệ số cản K tới Fzmax 54

Hình 3.25: Khảo sát ảnh hưởng của chiều cao mấp mô h tới gia tốc khối lượng được treo 55

Hình 3.26: Gia tốc khối lượng không được treo 56

Hình 3.27: Khảo sát ảnh hưởng của chiều cao h tới chuyển vị khối lượng được treo 56 Hình 3.28: Khảo sát ảnh hưởng của chiều cao mấp mô h tới tải trọng Fz 57

Hình 3.29: Khảo sát ảnh hưởng của chiều cao mấp mô h tới lực đàn hồi Fc 58

Hình 3.30: Khảo sát ảnh hưởng của chiều cao mấp mô h tới lực giảm chấn Fk 58

Hình 3.31: Đường đặc tính ảnh hưởng của chiều cao mấp mô h tới Z”max 59

Hình 3.32: Đường đặc tính ảnh hưởng của chiều cao mấp mô h tới ξ”max 60

Hình 3.33: Đường đặc tính ảnh hưởng của chiều cao mấp mô h tới Zmax 60

Hình 3.34: Đường đặc tính ảnh hưởng của chiều cao mấp mô h tới Fcmax 61

Hình 3.35: Đường đặc tính ảnh hưởng của chiều cao mấp mô h tới Fkmax 61

Hình 3.36: Đường đặc tính ảnh hưởng của chiều cao mấp mô h tới Fzmax 62

Hình 3.37: Đường ISO C-D 63

Hình 3.38: Đáp ứng về gia tốc của khối lượng được treo theo ISO C-D 64

Hình 3.39: Đáp ứng về gia tốc của khối lượng không được treo theo ISO C-D 64

Hình 3.40: Đáp ứng về chuyển vị của khối lượng được treo theo ISO C-D 65

Hình 3.41: Lực đàn hồi Fc theo ISO C-D 65

Hình 3.42: Lực giảm chấn Fk theo ISO C-D 66

Hình 3.43: Tải trọng Fz theo đường ISO C-D 66

Hình 3.44: Giá trị RMS(Z") ảnh hưởng bởi vận tốc theo đường ISO C-D 67

Hình 3.45: Giá trị RMS(Fz) ảnh hưởng bởi vận tốc theo đường ISO C-D 68

Hình 4.1: Xe Honda civic được dùng để thực nghiệm 69

Hình 4.2: Sơ đồ vị trí lắp đặt cảm biến 70

Hình 4.3: Sơ đồ cấu trúc Module MPU 6050 72

Hình 4.4: Hình dạng và sơ đồ chân của cảm biến MPU 6050 73

Hình 4.5: Mạch thu phát RF UART CC1101 433 Mhz HC-11 74

Hình 4.6: Mạch chuyển đổi tín hiệu Arduino Nano 75

Hình 4.7: Sơ đồ kết nối dây Module MPU 6050 77

Hình 4.8: Hình ảnh thực tế thiết bị Module MPU 6050 78

Hình 4.9: Sơ đồ cấu trúc Master Module 78

Hình 4.10: Sơ đồ kết nối dây Master module 79

Hình 4.11: Hình ảnh thực tế thiết bị master module 80

Hình 4.12: Cảm biến gia tốc gắn dưới cầu xe 81

Hình 4.13: Cảm biến gia tốc gắn trên thân xe 81

Hình 4.14: Kết quả thí nghiệm gia tốc thân xe Z" (với v=5km/h) 82

Hình 4.15: Kết quả mô phỏng gia tốc thân xe Z" (với v=5km/h) 82

Hình 4.16: Kết quả thí nghiệm gia tốc cầu xe ξ" (với v=5km/h) 83

Hình 4.17: Kết quả mô phỏng gia tốc cầu xe ξ" (với v=5km/h) 83

Hình 4.18: Kết quả thí nghiệm gia tốc thân xe Z" (với v=10km/h) 84

Hình 4.19: Kết quả thí nghiệm gia tốc thân xe Z" (với v=10km/h) 84

Hình 4.20: Kết quả thí nghiệm gia tốc cầu xe ξ" (với v=10km/h) 85

Hình 4.21: Kết quả mô phỏng gia tốc cầu xe ξ" (với v=10km/h) 85

Hình 4.22: Kết quả thí nghiệm gia tốc thân xe Z" (với v=15km/h) 86

Hình 4.23: Kết quả mô phỏng gia tốc thân xe Z" (với v=15km/h) 86

Hình 4.24: Kết quả thí nghiệm gia tốc cầu xe ξ" (với v=15km/h) 87

Hình 4.25: Kết quả mô phỏng gia tốc cầu xe ξ" (với v=15km/h) 87

Bảng 1.1 : Sự phản ứng của cơ thể đối với những mức rung động khác nhau

(TCVN 6964) 18

Bảng 2.1: Một số dạng mấp mô mặt đường cơ bản và phương trình mô tả 26

Bảng 2.2: Tiêu chuẩn ISO 8608 phân loại đường 29

Bảng 3.1: Thông số đặc trưng của mô hình dao động 38

Bảng 3.2: Giá trị Z’’max, Fzmax thay đổi theo độ cứng C 43

Bảng 3.3: Giá trị RMS thay đổi theo độ cứng C 43

Bảng 3.4: Giá trị Z’’max, Fzmax thay đổi hệ số cản K 51

Bảng 3.5: Giá trị RMS thay đổi theo hệ số cản K 51

Bảng 3.6: Giá trị Z’’max, Fzmax thay đổi theo chiều cao mấp mô h 59

Bảng 3.7: Các chỉ tiêu đánh giá dao động ô tô với kích thích mặt đường ngẫu nhiên theo ISO C-D 67

Trong những năm gần đây, nền công nghiệp ô tô của nước ta đã có sự phát triển mạnh mẽ, hòa nhập với sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp ôtô trên thế giới Sau khi “Hiệp định Thương mại hàng hóa ASEAN (ATIGA)” bắt đầu

có hiệu lực từ năm 2018, thuế suất nhập khẩu ô tô từ các nước trong khu vực về

Việt Nam giảm từ 30% xuống 0%, ảnh hưởng và cạnh tranh trực tiếp đến các doanh nghiệp lắp ráp ô tô trong nước Bên cạnh đó, sự mở cửa hợp tác mạnh mẽ với các

quốc gia có nền công nghiệp ô tô phát triển hàng đầu thế giới như Đức, Mỹ, Nhật

Bản,… cùng với việc các tập đoàn lớn trong nước cũng bắt đầu bắt tay vào ngành công nghiệp sản xuất ô tô, chưa bao giờ nền công nghiệp ô tô Việt Nam lại đứng trước những cơ hội to lớn như thế

Với nhu cầu đặt ra ngày càng khắt khe hơn của người sử dụng ô tô nói chung

và sử dụng xe ô tô con, ô tô du lịch nói riêng thì các hệ thống trên xe con ngày càng

phải hoàn thiện, vận hành an toàn và phục vụ tối đa các nhu cầu của người sử dụng Trong đó tiêu chí về êm dịu, ít tiếng ồn, vận hành trơn tru êm ái là một trong những tiêu chí hàng đầu đặt ra của người sử dụng khi quyết định lựa chọn một chiếc ô tô

Hệ thống treo là hệ thống ảnh hưởng trực tiếp đến những yếu tố đó

Vì vậy, việc tìm hiểu và nghiên cứu về hệ thống treo có ý nghĩa hết sức quan

trọng Với sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của PGS.TS Võ Văn Hường cùng với sự giúp đỡ không nhỏ từ các thầy trong bộ môn Ô tô và xe chuyên dụng, em đã hoàn thành luận văn “Nghiên cứu khảo sát hệ thống treo xe con’’ Trong quá trình thực

hiện đề tài mặc dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức và thời gian có hạn nên không tránh khỏi những sai sót, kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà N ội, ngày tháng năm 2018

H ọc viên thực hiện:

Bùi Đức Bình

L ỜI NÓI ĐẦU

1.1 Tính c ấp thiết của đề tài

Hiện nay, ngành công nghiệp sản xuất, lắp ráp ô tô trong nước đang đứng trước cơ hội phát triển mạnh khi mạng lưới giao thông không ngừng được nâng cấp

và mở rộng, nhu cầu đi lại của con người và vận chuyển hàng hóa ngày một gia tăng Sự lựa chọn của người sử dụng hướng vào các ô tô có chất lượng cao, trong đó đặc biệt chú ý đến tính năng an toàn cao và tiện nghi khi sử dụng của ô tô Đặc biệt,

thị trường trong nước về ô tô du lịch hay ô tô con nói riêng đang phát triển với tốc

độ cực kì nhanh chóng, và đang thay đổi từng ngày, khi các tập đoàn lớn cũng bắt tay vào lĩnh vực sản xuất ô tô Với sự đầu tư mạnh và sự hỗ trợ hết sức từ chính

phủ, nền công nghiệp ô tô của Việt Nam đang đứng trước những cơ hội rất lớn

Lĩnh vực dao động ô tô là lĩnh vực được rất nhiều nhà khoa học và các chuyên gia trên thế giới cũng như tại Việt Nam quan tâm nghiên cứu với mục đích

nhằm thiết kế và chế tạo ra ô tô có các tính năng ưu việt đáp nhu cầu ngày càng cao

của con người Hướng phát triển hiện nay được tập trung vào các ô tô thân thiện với môi trường và tiết kiệm nhiên liệu, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, nâng cao tiện nghi và an toàn chuyển động

Việc nghiên cứu dao động trên ô tô gắn liền với việc nghiên cứu hệ thống treo Hệ thống treo là hệ thống hết sức quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến tính êm

dịu, an toàn chuyển động, đặc biệt là khi ô tô di chuyển trên loại đường có chất lượng mặt đường xấu

Nghiên cứu giải pháp để để kiểm soát, nâng cao chất lượng của hệ thống treo cũng như các bộ phận chuyển động ô tô, đáp ứng yêu cầu về êm dịu và tính an toàn chuyển động là cần thiết Do vậy, việc đặt vấn đề “Nghiên cứu khảo sát hệ thống

treo xe con” là một hướng nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn và cần thiết ở Việt Nam

hiện nay

CHƯƠNG 1

1.2 Gi ới thiệu chung về hệ thống treo ô tô con

1.2.1 Công d ụng, yêu cầu

a, Công dụng

Khái niệm hệ thống treo ở đây được hiểu là hệ thống liên kết giữa bánh xe và khung xe hoặc vỏ xe Mối liên kết treo của xe là mối liên kết đàn hồi nó có chức năng chính sau đây:

- Tạo điều kiện cho bánh xe thực hiện chuyển động tương đối theo phương

thẳng đứng đối với khung xe hoặc vỏ xe theo yêu cầu dao động “êm dịu”, hạn chế

tới mức có thể chấp nhận được những chuyển động không muốn có khác của bánh

xe (như lắc ngang, lắc dọc)

- Truyền lực và mô men giữa bánh xe và khung xe bao gồm lực thẳng đứng (tải trọng, phản lực), lực dọc (lực kéo hoặc lực phanh, lực đẩy hoặc lực kéo với khung, vỏ), lực bên (lực li tâm, lực gió bên, phản lực bên ), mô men chủ động, mô men phanh

b, Yêu cầu

Trên hệ thống treo, sự liên kết giữa bánh xe và khung vỏ cần thiết phải mềm nhưng cũng phải đủ khả năng để truyền lực Quan hệ này được thể hiện ở các yêu

cầu chính sau đây :

- Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ thuật

của xe (xe chạy trên đường tốt hay xe chạy trên các loại đường khác nhau)

- Bánh xe có thể chuyển dịch trong một giới hạn nhất định

- Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thoả mãn mục đích chính của hệ

thống treo là làm mềm theo phương thẳng đứng nhưng không phá hỏng các quan hệ động học và động lực học của chuyển động bánh xe

- Không gây nên tải trọng tại các mối liên kết với khung hoặc vỏ

- Có độ bền cao

- Có độ tin cậy lớn, không gặp hư hỏng bất thường

Đối với xe con chúng ta cần phải quan tâm đến các yêu cầu sau :

- Giá thành thấp và độ phức tạp của hệ thống treo không quá lớn

- Có khả năng chống rung và chống ồn truyền từ bánh xe lên thùng, vỏ tốt

- Đảm bảo tính ổn định và tính điều khiển, chuyển động của ô tô ở tốc độ cao, ô tô điều khiển nhẹ nhàng

1.2.2 Các b ộ phận chính của hệ thống treo xe con

Hệ thống treo xe con gồm các bộ phận chính sau đây :

- B ộ phận đàn hồi: là bộ phận nối mềm giữa bánh xe và thùng xe, nhằm

biến đổi tần số dao động cho phù hợp với cơ thể con người Bộ phận đàn hồi có thể

bố trí khác nhau trên xe nhưng nó cho phép bánh xe có thể dịch chuyển theo phương thẳng đứng

Trên xe con bộ phận đàn hồi thường gặp là loại:

tải thì độ cứng cần phải có giá trị lớn Chính vì vậy mà cần phải có thêm các bộ

phận đàn hồi phụ như: nhíp phụ, vấu tỳ bằng cao su biến dạng, đặc biệt là các bộ

phận đàn hồi có khả năng thay đổi tự động độ cứng theo tải trọng kết hợp với các bộ

phận thay đổi chiều cao trọng tâm của xe

- B ộ phận dẫn hướng: cho phép các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng ở mỗi

vị trí của nó so với khung vỏ, bánh xe phải đảm nhận khả năng truyền lực đầy đủ

Bộ phận dẫn hướng phải thực hiện tốt chức năng này Trên mỗi hệ thống treo thì bộ

phận dẫn hướng có cấu tạo khác nhau Quan hệ của bánh xe với khung xe khi thay đổi vị trí theo phương thẳng đứng được gọi là quan hệ động học Khả năng truyền

lực ở mỗi vị trí được gọi là quan hệ động lực học của hệ treo Trong mối quan hệ động học các thông số chính được xem xét là : sự dịch chuyển (chuyển vị) của các bánh xe trong không gian ba chiều khi vị trí bánh xe thay đổi theo phương thẳng đứng Mối quan hệ động lực học được biểu thị qua khả năng truyền các lực và các

mô men khi bánh xe ở các vị trí khác nhau

- B ộ phận giảm chấn: đây là bộ phận hấp thụ năng lượng dao động cơ học

giữa bánh xe và thân xe Bộ phận giảm chấn có ảnh hưởng tới biên độ dao động Trên các xe hiện đại chỉ dùng loại giảm chấn ống thuỷ lực có tác dụng hai chiều trả

và nén Trong hành trình trả (bánh xe đi xa khung và vỏ) giảm chấn có nhiệm vụ

giảm bớt xung lực va đập truyền từ bánh xe lên khung xe

- Thanh ổn định: trên xe con thanh ổn định hầu như đều có Trong trường

hợp xe chạy trên nền đường không bằng phẳng hoặc quay vòng, dưới tác dụng của

lực li tâm phản lực thẳng đứng của 2 bánh xe trên một cầu thay đổi sẽ làm cho tăng

độ nghiêng thùng xe và làm giảm khả năng truyền lực dọc, lực bên của bánh xe với

mặt đường Thanh ổn định có tác dụng khi xuất hiện sự chênh lệch phản lực thẳng đứng đặt lên bánh xe nhằm san bớt tải trọng từ bên cầu chịu tải nhiều sang bên cầu

chịu tải ít hơn Cấu tạo chung của nó có dạng chữ U Các đầu chữ U nối với bánh xe còn thân nối với dầm đỡ nhờ các ổ đỡ cao su

- Các v ấu cao su tăng cứng và hạn chế hành trình: trên xe con các vấu cao

su thường được đặt kết hợp trong vỏ của giảm chấn Vấu cao su vừa tăng cứng vừa

hạn chế hành trình của bánh xe nhằm hạn chế hành trình làm việc của bánh xe

- Các cơ cấu điều chỉnh hoặc xác định góc bố trí bánh xe :

Hệ thống treo đảm nhận mối liên kết giữa bánh xe và thùng vỏ, do vậy trên hệ

thống treo có thêm các cơ cấu điều chỉnh hoặc xác định góc bố trí bánh xe Các cơ cấu này rất đa dạng nên ở mỗi loại xe lại có cách bố trí khác nhau, các loại khác nhau

1.2.3 Xu hướng phát triển của các hệ thống treo (HTT)

Hiện nay thế giới đang sử dụng nhiều loại HTT rất đa dạng và phong phú ,

với đủ kiểu mẫu và chủng loại Nhưng đối với ô tô con hiện đại ngày nay người ta thường hay sử dụng các loại hệ thống treo độc lập như:

- HTT hai đòn ngang

- HTT Mc.Pherson

- HTT đòn dọc

- HTT đòn dọc có thanh liên kết

Một số ít các ô tô khác có sử dụng HTT đòn chéo hoặc HTT nhiều khâu Kết

hợp với việc sử dụng HTT độc lập là sử dụng loại lốp có bề rộng lớn và có áp suất

thấp Điều này có lợi cho việc biến dạng lốp, và làm tăng độ êm dịu chuyển động

của ô tô Tăng khả năng bám đường của lốp và do đó nâng cao được tốc độ chuyển động của ô tô, tăng khả năng ổn định khi quay vòng Các HTT của ô tô con hiện nay thường dùng loại có cấu tạo đơn giản, giảm số chi tiết, giảm trọng lượng HTT, giá thành hạ, dễ tháo lắp sửa chữa và bảo dưỡng

1.3 Các ch ỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động

Hiện nay có nhiều chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động của ô tô Dựa trên tài của nước ngoài kết hợp với các tài liệu vủa Viện khoa học kỹ thuật bảo hệ lao động Việt Nam, ta có thể liệt kê một số chỉ tiêu (xem là quan trọng đầu tiên) như sau:

1.3.1 Ch ỉ tiêu về tần số

Tần số dao động của ô tô trong giới hạn sau: n = 60 - 90 lần/phút đối với xe con n = 100 - 120 lần/phút đối với xe vận tải Giá trị này được lấy theo tần số trung bình của người đi bộ, tương ứng với 1 - 1,5Hz

1.3.2 Ch ỉ tiêu về gia tốc dao động

Xác định dựa trên cơ sở trị số của bình phương trung bình của các gia tốc theo các phương X,Y,Z là: Zc, Xc,Yc Cụ thể:

s m X

s m Y

của ô tô, bởi vì nó dựa trên cơ sở số liệu thống kê Mặt khác, điều quan trọng hơn là

dao động ô tô truyền cho con người thực chất là tác động ngẫu nhiên với dải tần số

rộng và phức tạp cả theo hướng tác dụng

1.3.3 Ch ỉ tiêu dựa trên số liệu cảm giác theo gia tốc và vận tốc dao động

Chỉ tiêu này được dựa ra do tập thể các kỹ sư của Đức (VDI) Người ta đánh giá trên cơ sở cho rằng cảm giác con người khi chịu dao động phụ thuộc vào hệ số

độ êm dịu chuyển động K

Nếu K = const thì cảm giác khi dao động sẽ không thay đổi Hệ số K phụ thuộc vào tần số giao động, gia tốc giao động hoặc vận tốc dao động và phụ thuộc vào hướng dao động đối với trục thân con người (theo phương thẳng đứng và phương ngang) và phụ thuộc vào thời gian tác động của chúng lên cơ thể con người

Hình 1.1: Ch ỉ tiêu cảm giác theo gia tốc

Hệ số K càng nhỏ thì càng dễ chịu đựng dao động và độ êm dịu của ô tô càng cao Giá trị K = 0,1 tương ứng với ngưỡng kích thích Khi đi lâu trên xe, cho phép

K = 10 ÷25, còn khi đi ngắn hoặc trên xe tự hành K = 25 ÷63 Trên đây là đưa ra các số liệu ứng với tác động lên con người là hàm điều hoà Giá

trị K có thể xác định bằng tính toán hoặc xác định bằng thực nghiệm Trên hình 1.1 đưa ra sơ đồ xác định hệ số K bằng thực nghiệm

1.3.4 Đánh giá cảm giác theo gia tốc dao động và thời gian tác động theo ISO

Tổ chức quốc tế về tiêu chuẩn hoá ISO đưa ra năm 1969 cho phép đánh giá theo ba mức: thoải mái, mệt mỏi cho phép, mệt mỏi ở giới hạn cho phép Sự khác

ủa tiêu chuẩn ISO so với các tiêu chuẩn khác là ở chỗ có tính đến thời gian

tác động của dao động Để đánh giá cảm giác, người ta sử dụng dao động thẳng đứng điều hoà tác động lên người ngồi và người đứng trong vòng 8 giờ Nếu tần số

có tác động ở trong giới hạn nhạy cảm nhất với dao động của con người (4 - 8 Hz), thì bình phương gia tốc trung bình đối với các giới hạn là:

- Thoải mái: - 0,1 (m/s2

Hình 1.2: Gi ới hạn tác động của dao động thẳng đứng

Trục 1: Giới hạn nguy hại đến sức khỏe

Trục 2: Giới hạn giảm độ êm dịu chuyển động

Trục 3: Giới hạn giảm công suất

1.3.5 Tiêu chu ẩn về dao động của Việt Nam

Tiêu chuẩn TCVN 6964: xác định các phương pháp đánh giá rung động toàn thân liên quan đến sức khỏe và độ tiện nghi của con người, khả năng cảm nhận rung động, gây chóng mặt buồn nôn Cách đánh giá rung động theo chuẩn này bao gồm phép đo giá trị gia tốc trung bình bình phương (RMS)

Trọng số gia tốc RMS tính bằng m/s2 cho dao động tịnh tiến và bằng rad/s2

cho dao động quay Gia tốc RMS được tính theo công thức sau :

1 2 2

0

1( )

T : khoảng thời gian đo tính bằng giây

Giả thiết các phản hồi liên quan với năng lượng, hai giá trị rung động tiếp xúc hàng ngày khác nhau được coi là tương đương khi:

aw1 T11/2 = aw2 T21/2 (1.2)

Trong đó:

aw1 , aw2 : các giá trị gia tốc RMS theo tần số đối với lần tiếp xúc thứ nhất và

thứ hai

T1 , T2 : khoảng thời gian cho lần tiếp xúc thứ nhất và thứ hai

Khi tiếp xúc với rung động gồm hai hay nhiều khoảng tiếp xúc có cường độ và

thời gian khác nhau, độ lớn của rung động theo năng lượng tương đương ứng với

tổng thời gian tiếp xúc có thể đánh giá theo công thức:

1

2 2,

wi i

w e

i

a T a

a : là độ lớn của rung động tương đương

a : là độ lớn của rung động cho thời gian tiếp xúc Ti

Một số nghiên cứu chỉ ra rằng độ lớn của rung động tương đương khác có thể xác định theo công thức :

4 ,

wi i

w e

i

a T a

T : là khoảng thời gian tiếp xúc tính bằng giây

Đánh giá rung động dựa vào đồ thị sau: các đường gạch gạch chỉ các vùng cần chú ý với mục đích chỉ dẫn sức khỏe Đối với các tiếp xúc bên dưới vùng trên, ảnh hưởng đến sức khỏe không có minh chứng bằng tài liệu rõ ràng hoặc quan sát khách quan: trong vùng đó cần thận trọng với các tiềm ẩn về rủi ro sức khỏe và bên trên vùng đó, các rủi ro với sức khỏe có khả năng xảy ra Sự khuyến cáo này là cơ sở chính về sự tiếp xúc trong khoảng thời gian từ 4 h đến 8 h, được chỉ ra trong vùng

gạch chéo ở hình dưới Với thời gian tiếp xúc ngắn hơn cần có những nghiên cứu

thận trọng Các nghiên cứu khác nói lên sự độc lập của thời gian qua mối tương quan sau :

aw1 T11/4 = aw2 T21/4 (1.6)

Chỉ dẫn đối với sức khỏe trong vùng này là các đường chấm chấm trên hình dưới:

Hình 1.3: Vùng ch ỉ dẫn sức khỏe của TCVN 6964

B ảng 1.1 : Sự phản ứng của cơ thể đối với những mức rung động khác nhau

(TCVN 6964)

1.4 Các nghiên c ứu về hệ thống treo

Các nghiên cứu về dao động gần đây có tác giả Trương Mạnh Hùng (2017),

đề tài “Nghiên cứu dao động của ô tô khách có sử dụng hệ thống treo khí nén”,

Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, ĐH Giao thông vận tải, Hà Nội [10] Tác giả Phan Tuấn

Kiệt (2018), đề tài “Nghiên cứu xác định tải trọng động thẳng đứng của đoàn xe lên

m ặt đường”, Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật, ĐH Bách Khoa Hà Nội [11]

Tác giả Nguyễn Đăng Giang (2009), đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ

th ống treo đến mức độ êm dịu xe bus Samco B47 sử dụng trong TP.HCM”, Luận

văn thạc sĩ, Trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật, TP Hồ Chí Minh Tuy nhiên chưa

có đề tài nào nghiên cứu kết hợp lý thuyết và thực nghiệm hệ thống treo trên xe con

Một số hướng nghiên cứu chính về hệ thống treo bao gồm:

- Mô phỏng hệ thống treo sau đó đánh giá các yêu tố động lực học và thí nghiệm kiểm chứng nhằm đưa ra đánh giá hoặc tối ưu kết cấu của hệ thống treo

- Nghiên cứu động lực học các hệ thống treo mới, như hệ thống treo khí nén,

hệ thống treo tự điều chỉnh theo điều kiện làm việc của xe

- Nghiên cứu các trạng thái phi tuyến của hệ thống và đưa ra phương pháp

tối ưu cho hệ thống nhờ nắm bắt được các đặc tính này

Đề tài chọn hướng nghiên cứu theo hướng đầu tiên trong các hướng trên

Nhỏ hơn 0,315 m/s2 Không có cảm giác, không thoải mái

Từ 0,315 đến 0,63 m/s2 Có cảm giác chút ít về sự không thoải mái

Từ 0,5 đến 1 m/s2 Có cảm giác rõ rệt về sự 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 hơn 2 m/s2

Cực kỳ không thoải mái

1.5 M ục tiêu, phương pháp nghiên cứu và nội dung của đề tài

Mục tiêu: Luận văn nghiên cứu thiết lập mô hình dao động 1/4 của xe con để

khảo sát đánh giá dao động của ô tô thông qua một số chỉ tiêu đánh giá cơ bản, khi

xe chuyển động trên một số biên dạng mặt đường Từ các kết quả đó có thể làm cơ

sở để đề xuất các biện pháp gia tăng độ êm dịu của ô tô

Phương pháp nghiên cứu: Xây dựng mô hình dao động 1/4 gồm hai khối

lựơng bằng cách tách các điểm liên kết tại hệ thống treo Ngoài ra luận văn cũng đã xây dựng chương trình thí nghiệm để đo một số thông số dao động

Nội dung: Luận văn bao gồm 4 chương, trong đó:

Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Chương 2: Xây dựng mô hình dao động hệ thống treo xe con

Chương 3: Khảo sát mô hình dao động

Chương 4: Thí nghiệm dao động trên xe con

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH DAO ĐỘNG

HỆ THỐNG TREO Ô TÔ CON 2.1 Các d ạng mô hình mô phỏng hệ thống treo

2.1.1 Các khái ni ệm và các thành phần trong mô hình

Mô hình dao động của xe được hiểu như là một sơ đồ mô tả dao động của xe trong đó các bộ phận của xe được mô tả sao cho từ đó có thể lập được hệ phương trình vi phân mô tả dao động

M ột số khái niệm khi xây dựng mô hình:

- Ô tô được khảo sát như một hệ nhiều vật được gắn với nhau bằng các liên kết Nhiệm vụ của xây dựng mô hình là mô tả các vật và các liên kết đó

- Vật (vật thể) có các đặc trưng: khối lượng m, mô men quán tính khối lượng Jx, Jy,

Jz, có các toạ độ x, y, z (dịch chuyển) và β, φ, ψ (quay) Vật thể có thể được mô tả dưới các dạng: chất điểm, thanh, tấm, khối

- Số bậc tự do: là số toạ độ đủ để xác định vị trí cơ hệ tại mỗi thời điểm khảo sát

Các v ật trên ô tô:

- Khối lượng được treo ma: toàn bộ khối lượng của ô tô nằm trên hệ thống treo bao

gồm khung, vỏ, ca bin, thùng, hàng hoá, người,

Trong trường hợp cần khảo sát chi tiết hơn, có thể chia khối lượng được treo thành các vật nhỏ hơn: khung, vỏ, thùng, cabin,

- Khối lượng không được treo mi: khối lượng nằm dưới hệ thống treo: cầu xe, bánh xe

Các liên k ết:

- Hệ thống treo, bánh xe Ngoài ra nếu chia nhỏ khối lượng được treo như đã nói ở trên thì giữa các bộ phận này được nối với nhau bằng các liên kết ví dụ các đệm cao

su thì các đệm cao su này được coi là các liên kết

2.1.2 Các d ạng mô hình dao động ô tô theo phương thẳng đứng

Tùy theo kết cấu của hệ thống treo (độc lập, phụ thuộc hay cân bằng) và kết

cấu của khối lượng được treo (vỏ chịu lưc, khung xoắn chịu lực, khung vỏ chịu lực

hỗn hợp) ta có thể thiết lập được các mô hình dao động khác nhau Với ba dạng hệ

thống treo và ba dạng khung vỏ chịu lực ta có thể thiết lập 9 loại mô hình dao động

của ô tô Trên thực tế có thể sử dụng nhiều mô hình dao động ô tô, tùy thuộc vào

mục đích nghiên cứu

Ba loại mô hình cơ bản sau đây thường được sử dụng để nghiên cứu động

lực học ô tô:

− Mô hình động lực học 1/4 là mô hình cơ bản: Mô hình này thường dùng

để nghiên cứu hệ thống treo một cách tổng quát

Hình 2.1: Mô hình 1/4 h ệ thống treo ô tô

− Mô hình động lực học 1/2 dọc và ngang: dùng để nghiên cứu dao động

có liên kết, nghiên cứu các bài toán ổn định dọc và ngang, các bài toán động lực học phanh và tăng tốc ô tô

Hình 2.2: Mô hình 1/2 h ệ thống treo ô tô

Hình 2.3: Mô hình 1/2 h ệ thống treo ô tô

− Mô hình động lực học 4/4: chủ yếu dùng để nghiên cứu động lực học và

đánh giá tổng thể dao động ô tô

Hình 2.4: Mô hình không gian h ệ thống treo ô tô

2.2 Xây d ựng mô hình dao động 1/4 và hệ phương trình vi phân mô phỏng

Các giải thiết khi xây dựng mô hình dao động:

- Mô hình dao động 1/4 được xây dựng bằng phương pháp tách vật, gồm

khổi lượng được treo và không được treo Khối lượng được treo ma và khối lượng không được treo m được mô tả như một chất điểm thông qua các liên kết tại hệ

Mô hình dao động 1/4 được mô tả như hình dưới đây:

Hình 2.5: Mô hình 1/4 h ệ thống treo ô tô

Trong đó:

ma – Khối lượng được treo;

m – Khối lượng không được treo;

C, CL – Độ cứng của các liên kết khối lượng được treo và không được treo;

K, KL – Hệ số cản của các liên kết khối lượng được treo và không được treo;

Z, ξ – Chuyển vị theo phương thẳng đứng của khối lượng được treo và không được treo;

- Tách vật và đặt lực cho khối lượng được treo ma

Hình 2.6: Các l ực tác dụng vào khối lượng được treo

- Tách vật và đặt lực cho khối lượng không được treo:

Hình 2.7: Các l ực tác dụng lên khối lượng không được treo

2.3 Mô ph ỏng mấp mô mặt đường

2.3.1.Mô ph ỏng mấp mô mặt đường cơ bản

Các mấp mô biên dạng đường là kích động động học từ mặt đường, có thể

mô tả bằng nhiều cách:

Mô tả bằng các hàm xác định thường là các mấp mô dạng xung (Nhóm 1)

hoặc mấp mô có dạng hàm điều hoà (Nhóm 2)

Mấp mô biên dạng đường mô tả bằng hàm ngẫu nhiên của chiều cao nhấp nhô theo chiều dài đường (Nhóm 3)

Khi nghiên cứu dao động phát sinh do ô tô chuyển động qua các mấp mô thuộc nhóm 1 (mấp mô đơn lẻ hoặc gọi là mấp mô đơn vị), chúng ta giả thiết rằng ở

thời điểm chuyển tiếp khi ô tô bắt đầu chuyển động lên mấp mô thì trạng thái của hệ hoàn toàn được xác định bởi giá trị toa độ và đạo hàm bậc nhất của chúng Nói cách khác là điều kiện ban đầu ở thời điểm bắt đầu chuyển động lên mấp mô và kích thích từ mấp mô q(t) đã được biết trước Giả thiết này sẽ tạo điều kiện thuận lợi khi

xấp xỉ các kích động từ các loại mấp mô có dạng khác nhau cũng như mô tả chúng dưới dạng hàm ảnh Trên bảng 2.1 trình bày một số dạng mấp mô đơn vị thường

gặp

Bảng 2.1: Một số dạng mấp mô mặt đường cơ bản và phương trình mô tả

TT Dạng mấp mô mặt đường Phương trình mô tả

5

Dạng tam giác cân

6

Dạng xung đơn vị

2.3.2 Mô ph ỏng mấp mô mặt đường theo dạng sin và theo ISO 8608

Để mô tả hàm kích thích từ mặt đường, luận văn trình bày phương pháp xây

dựng hai dạng mấp mô: mấp mô dạng cosin và biên dạng đường ngẫu nhiên được xác định theo tiêu chuẩn ISO 8608

 Mấp mô dạng cosin

Mấp mô dạng cosin (hình 2.8) thường được sử dụng để mô tả va chạm đột ngột của bánh xe với vật cản trên đường do có kết cấu đơn giản dễ thực hiện Hơn nữa, chiều cao của mấp mô tăng dần nên bánh xe có thể lăn qua mấp mô một cách liên tục, tránh được hiện tượng nảy lên khỏi bề mặt tiếp xúc

Hình 2.8: M ấp mô mặt đường dạng hình cosin

Chiều cao của mấp mô được tính như sau:

1 cos 2 0 2

 Biên dạng đường ngẫu nhiên

Tiêu chuẩn ISO 8608

ISO 8608-1995 là tiêu chuẩn về mấp mô mặt đường được sử dụng phổ biến nhất hiện nay trong các tính toán động lực học ô tô Theo tiêu chuẩn 8608, mấp mô mặt đường được mô tả thông qua 3 thông số cơ bản là tần số không gian, biên dạng đường và hàm mật độ phổ PSD (Power Spectral Density) Tần số không gian n được tính bằng số chu kỳ trên một mét đường (chu kỳ/m) Biên dạng đường được hiểu là biến thiên chiều cao mấp mô theo trục dọc của đường PSD là hàm mật độ phổ của chiều cao mấp mô của mặt đường tính theo tần số n hoặc tần số góc Ω:

0 0

tô, chỉ số w thường được chọn bằng 2 Mối quan hệ giữa tần số n và tần số góc được thể hiện bằng biểu thức: n = Ω/2π

Tiêu chuẩn ISO 8608-1995 phân biệt các dạng đường (đường phố, cao tốc và địa hình không đường xá) theo mật độ phổ và chia chúng thành 8 loại với ký hiệu quy ước từ A đến H Trong đó A là loại đường chất lượng tốt nhất, các chữ cái tiếp theo mô tả các loại đường có chất lượng kém dần và H là loại đường xấu nhất Mỗi loại đường được đặc trưng bởi mật độ phổ Gd(n0) như trong bảng 2.2

Bảng 2.2: Tiêu chuẩn ISO 8608 phân loại đường

Thông số mô tả mấp mô theo tần số không gian, n Loại đường K G d (n 0 )[10-6 m3]

Min Trung bình Max

Ω

n ( chu kỳ/m)

Phương pháp xây dựng hàm mấp mô mặt đường theo ISO 8608

Từ tiêu chuẩn ISO 8608 người ta có thể xây dựng hàm ngẫu nhiên mô tả mặt đường [1,R] Hàm mật độ phổ được mô tả bằng công thức sau:

2 0

max

1

n B

Nếu mô tả mặt đường thông qua hàm điều hoà có dạng:

h x = A πn x+ϕ = A π ∆n x+ϕ

với Ailà biên độ, ni là tần số không gian và ϕ là pha ngẫu nhiên (biến thiên trong khoảng 0, 2π), thì giá trị quân phương của h(x) được viết:

2 2

2

i x

( ) 2 10 cos(2 i )

N

k

i i

Giả sử: L = 250 m, ta xét các loại đường sau:

− Đường loại rất tốt (loại A-B theo ISO): k = 3;

− Đường loại tốt (ISO B-C): k = 4;

− Đường loại trung bình (ISO C-D): k = 5;

− Đường loại xấu (ISO C-D): k = 6

Giới hạn dưới của tần số không gian là 1/L = 0,004 m-1 và giới hạn trên là 1/B=20m-1, với B là chiều dài vết tiếp xúc B = 0,05m

Kết quả tính toán được thể hiện trên hình 2.10 như sau:

Hình 2.10: Mô t ả mấp mô mặt đường theo ISO 8608

Kết quả cụ thể:

− Đường loại rất tốt (loại A-B theo ISO): hmax = ± 15mm;

− Đường loại tốt (ISO B-C): hmax = ± 25mm;

− Đường loại trung bình (ISO C-D): hmax = ± 50mm;

− Đường loại xấu (ISO C-D): hmax = ± 100mm

Lưu ý: coi ô tô chuyển động đều với vận tốc V thì biểu thức tính độ cao mấp

mô theo biến x có thể viết lại theo biến thời gian như sau:

3 00

( ) 2 10 cos(2 i )

N

k

i i

2.4 Xây d ựng mô hình dao động bằng Matlab Simulink

2.4.1 Xây d ựng mô hình mô phỏng mấp mô mặt đường

Mô hình mô phỏng mấp mô mặt đường dạng sin được thực hiện bằng ứng

dụng Simulink của phần mềm Matlab

Hình 2.11 : Sơ đồ mô phỏng mấp mô mặt đường

2.4.2 Xây d ựng mô hình mô phỏng dao động

Việc xây dựng mô hình mô phỏng dao động cũng được thực hiện bằng ứng

dụng Simulink Dưới đây là một số hình ảnh về việc thiết lập các khối tính toán

phục vụ cho việc giải hệ phương trình 2.3 ở trên

Hình 2.12: Sơ đồ mô phỏng hệ phương trình vi phân dao động hệ thống treo ô tô

Sau khi xây dựng được mô hình để giải hệ phương trình vi phân (2.3) ở trên,

việc tiếp theo ta cần xác định và truyền vào các thông số về khối lượng, độ cứng,

mô men quán tính của khối lượng được treo, cũng như các khối lượng không được treo

2.5 Xây d ựng chương trình mô phỏng mấp mô mặt đường ngẫu nhiên theo ISO 8608

Việc xây dựng chương trình mô phỏng thực hiện bằng ứng dụng Simulink Nội dung chương trình:

%function [ n_max,n_eff,Delta_n,N,Road ] = ISO8608k( B,L,nL,nU,k,Plot );

% Generate random road from PSD according to ISO 8608 k-method

% Frequency Dependent Shock Simulation

% Inputs

% B - Sampling intervel, m

% L - Length of profile, m

% nL - Lower boundary of spatial frequency, m^-1

% nU - Upper boundary of spatial frequency, m^-1

% k - ISO 8608 road profile classification

% Plot - Plot options: Plot = 0 for no plot;

% Plot = 1 for plot;

% Outputs

% n_max - Maximum theoretical sampling spatial frequency, m^-1

% n_eff - Maximum effective sampling spatial frequency, m^-1

% Delta_n - Discretized spatial frequency spacing, m^-1

% N - Maximun number possible sampling size

% Road - Road signal

% Generate Elevation (mm) vs Distance (m) plot

figure

plot( x,h*1000,'k' ); grid

xlabel('Distance (m)'); ylabel('Elevation (mm)'); title('ISO 8608 Road Profile Classification - k'); end

if Plot == 0

disp('Set Plot = 1 for road profile plot');

end

%end

CHƯƠNG 3 KHẢO SÁT DAO ĐỘNG Ô TÔ BẰNG MÔ HÌNH 1/4

3.1 Các phương án khảo sát mô hình dao động

Như đã trình bày ở chương 2, đối với các dạng mấp mô mặt đường cơ bản chúng ta có các dạng mấp mô dạng bước, dạng hình chữ nhật, dạng hình thang,…Tuy nhiên, khi khảo sát các thông số của xe ứng với các dạng mấp mô mặt đường chúng ta sẽ khảo sát trên hai loại mấp mô cơ bản đó chính là:

M ấp mô mặt đường ngẫu nhiên theo ISO 8608:

Căn cứ vào kết quả xây dựng hàm mô phỏng mấp mô mặt đường trong chương 2 của luận văn, ta có phương trình xác định biên dạng mấp mô mặt đường

kết hợp các loại đường như sau:

3 00

( ) 2 10 cos(2 i )

N

k

i i

Mục đích chủ yếu của chương trình là truyền vào các thông số đặc trưng về

khối lượng, độ cứng, hệ số cản của các khối lượng được treo, cũng như khối lượng không được treo

Các số liệu đầu vào của chương trình tham khảo từ xe Honda Civic 1.8 MT

2010 thể hiện trong bảng sau: