Nghiên cứu dao động của xe ô tô hyundai 3,5 tấn vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp

Tuy nhiên khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp do đường có độ dốc, độ mấp mô lớn dẫn đến độ êm dịu chuyển động của xe bị hạn chế, ngoài ra các bộ phận của hệ thống treo thường xuyên b

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Tình hình nghiên cứu, ứng dụng các loại ô tô, máy kéo trong vận chuyển gỗ

1.1.1 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng các loại ô tô, máy kéo trong vận chuyển gỗ trên thế giới

Khai thác gỗ được định nghĩa là toàn bộ các thao tác, các công đoạn để biến cây đứng thành sản phẩm gỗ tròn theo qui cách xác định rồi chuyển chúng từ rừng đến một điểm tiêu thụ nào đó Nó là cầu nối giữa nguồn tài nguyên rừng và các ngành công nghiệp sử dụng gỗ làm nguyên liệu như công nghệ chế biến gỗ, công nghiệp giấy, khai thác than, xây dựng… Việc khai thác đều phải tuân thủ theo những công nghệ nhất định Công nghệ khai thác gỗ có thể là công nghệ thủ công, công nghệ tiên tiến Mỗi loại công nghệ chỉ có thể thích hợp với các điều kiện nhất định Công nghệ thích hợp, hiệu quả là công nghệ phù hợp với các điều kiện kinh tế - xã hội phổ biến có tính địa phương và phù hợp với điều kiện môi trường Do vậy công nghệ khai thác gỗ phải giảm mức tối đa các chi phí sản xuất cũng như tác động xấu đến môi trường Một nghiên cứu mới đây cho thấy chi phí vận chuyển gỗ có thể lên tới trên 45% trong toàn bộ chi phí khai thác gỗ

Việc vận chuyển gỗ từ các bãi gỗ đến nơi tiêu thụ ở Brazil được thực hiện chủ yếu bằng các xe vận tải chuyên dùng theo nhiều kiểu khác nhau [40]: Xe tải không rơ moóc, xe tải và một sơ mi rơ moóc, xe tải kéo theo một hoặc hai rơ moóc Việc bốc dỡ trên các kho gỗ hầu như được cơ giới hóa bằng việc sử dụng các cầu trục thủy lực cố định chuyên dùng Việc bốc dỡ gỗ, củi ở những nơi có sản lượng khai thác nhỏ vẫn phổ biến bằng lao động thủ công Ở phần Lan và các nước Bắc Âu [40], từ những năm 80 trở về trước, Việc vận chuyển gỗ từ rừng đến nơi tiêu thụ chủ yếu bằng đường bộ nhờ sử

4 dụng các xe vận tải cỡ lớn có thể kéo một hoặc hai rơ moóc Ngoài ra việc vận chuyển gỗ cũng được thực hiện bằng đường thủy và đường sắt nhưng xu thế hiện nay ngày càng giảm Ở Malaisia [42] trước đây người ta kết hợp máy kéo xích và máy kéo bánh hơi lâm nghiệp để vận chuyển gỗ nhưng qua sử dụng cho thấy; do di chuyển nhiều trong rừng nên trong bề mặt đất rừng bị phá hoại nghiêm trọng ảnh hưỏng xấu đến quá trình tái sinh rừng và làm cho quá trình xói mòn đất tăng lên Hiện nay việc vận chuyển gỗ từ rừng về nhà máy chủ yếu bằng ôtô, khâu bốc dỡ gỗ về cơ bản đã được cơ giới hóa tối đa

1.1.2 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng các loại ô tô, máy kéo trong vận chuyển gỗ ở Việt Nam Ở nước ta, phần lớn gỗ được khai thác, sản xuất và tiêu thụ trong nội địa chiếm 98% gỗ tròn, 92% gỗ xẻ và 80% sản phẩm giấy Một phần gỗ và các lâm sản đặc sản như quế, dầu hồi, hạt điều, cánh kiến được được xuất khẩu sang các nước như: Nhật Bản, Hồng Kông, Singapore, Thái Lan

Vận chuyển đường dài: việc vận chuyển gỗ từ các bãi trung chuyển về nhà máy giấy được thực hiện bằng đường sông và đường bộ, phương tiện vận chuyển là các xe ôtô chuyên dụng (hình 1.1), tàu thuỷ, thuyền

Hình 1.1 Vận chuyển gỗ bằng ô tô lâm nghiệp chuyên dùng

Vận chuyển đường ngắn: việc vận chuyển gỗ từ địa điểm khai thác tới các bãi gỗ, các nhà máy, các xưởng chế biến gỗ…phương tiện vận chuyển trước đây là xe Reo 7, xe Volvo, Jil 157K, xe IFA, xe công nông Nhưng hiện nay các hộ kinh doanh rừng, các doanh nghiệp, nhà máy chế biến gỗ thường sử dụng các loại xe tải cở trung bình và lớn để vận chuyển gỗ, (hình 1.2)

Hình 1.2 Vận chuyển gỗ bằng ôtô tải cỡ trung bình

Hình thức vận chuyển bằng đường ôtô có ưu điểm cơ bản là có thể áp dụng được trên các dạng địa hình với các phương thức khai thác khác nhau

Tuy nhiên, loại hình vận chuyển gỗ bằng đường ôtô có một số hạn chế nhất định:

- Chi phí cho xây dựng hệ thống đường ôtô lâm nghiệp từ đường trục đến đường nhánh tương đối lớn

- Việc thiết kế và thi công đường ôtô không đúng sẽ ảnh hưởng xấu tới môi trường: rừng, đất rừng, động thực vật sống trong rừng, ảnh hưởng đến các dòng chảy trong khu vực, cộng đồng dân cư sống xung quanh

- Chi phí vận chuyển gỗ có thể lên tới trên 45% trong toàn bộ chi phí khai thác gỗ

- Xe vận chuyển có tải trọng lớn tạo ra áp lực lớn giữa bánh xe và mặt đường làm cho nền đường và áo đường bị biến dạng nhanh giảm khả năng vận chuyển của đường Vì vậy công tác chăm sóc và bảo quản đường phải được tiến hành thường xuyên

- Đối với các tuyến đường chất lượng thấp (đường trục phụ và nhánh) do không xây dựng áo đường, về mùa mưa mặt đường lầy lội, khó có thể thực hiện công tác vận chuyển

- Trong quá trình vận chuyển, khí thải và nhiên liệu thải ra từ các thiết bị bốc, dỡ, vận chuyển gây ô nhiễm không khí và nếu không quản lý tốt sẽ gây ra ô nhiễm nguồn nước, các dòng chảy

Yêu cầu kỹ thuật trong vận chuyển gỗ bằng đường ôtô

- Các xe vận chuyển gỗ chỉ được chở đúng tải trọng đã được quy định đối với từng loại xe vừa đảm bảo an toàn cho xe vừa tránh cho mặt đường khỏi bị phá hoại do áp lực tác động từ bánh xe xuống mặt đường

- Chỉ nên sử dụng các loại xe có sức bám và vượt lớn trong các trường hợp cần thiết như khi đường quá xấu, quá lầy lội để hạn chế sự phá hoại mặt đường do bánh xe gây ra

- Các xe vận chuyển gỗ nên sử dụng là các loại xe chuyên dùng với các trang thiết bị chuyên dùng của nó Các trang bị chuyên dùng phải đầy đủ và đảm bảo yêu cầu kỹ thuật như cọc ke phải thẳng đứng, cáp buộc và xích phải chắc chắn đảm bảo an toàn cho xe và người trong quá trình chuyển động trên đường lâm nghiệp cũng như đường công cộng

- Trong trường hợp đường quá trơn và lầy lội, xe chở gỗ cần có các trang thiết bị trợ giúp như tời chống trượt, xích chống trượt

- Gỗ xếp trên ôtô phải phân bố hợp lý về tải trọng, phải được giàng buộc cẩn thận tránh xô ngang và trượt về sau xe trong khi chuyển động

- Các loại xe vận chuyển bốc, dỡ gỗ phải được kiểm tra thường xuyên trước khi sử dụng; được bảo dưỡng, sửa chữa theo định kỳ

Tổng quan về nghiên cứu dao động ôtô, máy kéo

1.2.1 Tổng quan nghiên cứu về dao động ôtô, máy kéo trên thế giới

Trong công trình [48], Muller đã đưa ra mô hình không gian mô tả tất cả các loại dao động của máy kéo bánh hơi, tác giả đã bỏ qua các tác động của tải trọng kéo và các yếu tố ảnh hưởng khác Theo tác giả, một máy kéo có thể có 7 bậc tự do: Dao động thẳng đứng, dao động xoay quanh trục ngang, dao động dọc, dao động xoay quanh trục dọc và dao động liên kết xoay quanh trục cân bằng

Tác giả Volgel [49], đã nghiên cứu tính chất động lực học của liên hợp máy cày, khi lực kéo và tải trọng thẳng đứng dao động có kể đến tính đàn hồi, cả của hệ truyền lực và bánh xe Công trình cho phép đánh giá một cách khái quát tác động của các yếu tố ảnh hưởng tới dao động của máy khi cày đất, tuy nhiên chưa có thực nghiệm để chứng minh các giả thiết đưa ra

Trong công trình của Wendebon [50], bằng lý thuyết và thực nghiệm, tác giả đã xây dựng mô hình nghiên cứu tính chất động lực học của dao động thẳng đứng máy kéo, tác giả không quan tâm đến chuyển động quay và các

9 chuyển động khác Do vậy công trình này chưa đánh giá và thể hiện được đầy đủ các tính chất động lực học của máy cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến sự chuyển động của máy kéo nói riêng và liên hợp máy nói chung

Năm 1973 Barski I.B [1], nghiên cứu Động lực học máy kéo Tác giả đã nghiên cứu đầy đủ động lực học của máy kéo bánh hơi, máy kéo bánh xích và độ êm dịu chuyển động của máy kéo

Năm 1983 Đobrưnhin Iu.A [46], nghiên cứu động lực học thẳng đứng của máy kéo bánh hơi khi vận xuất gỗ

Năm 1987 Zucov A.B [45], đã nghiên cứu những vấn đề dao động của máy kéo lâm nghiệp Bên cạnh đó còn có một số công trình nghiên cứu về dao động thẳng đứng của máy kéo có kể đến các yếu tố ảnh hưởng của điều kiện làm việc: Tải trọng, vận tốc, độ mấp mô của mặt đường

Ngày nay trên thế giới các nghiên cứu về dao động của ôtô đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể Dao động ôtô được nghiên cứu trong tổng thể hệ thống “Đường-Xe-Người” Để nghiên cứu riêng biệt và tổng thể mối quan hệ vừa nêu, các hãng sản xuất ô tô và các cơ quan chuyên môn hàng đầu trên thế giới đã thiết lập các phòng thí nghiệm, xây dựng các bãi thử để nghiên cứu dao động của ôtô, trong đó có kể đến biến dạng thực tế của mặt đường và khả năng của con người chịu tác động của dao động

1.2.2 Tổng quan nghiên cứu về dao động ôtô, máy kéo ở Việt Nam

Trong sản suất lâm nghiệp, các hoạt động khai thác thường diễn ra trong rừng Đối tượng khai thác là gỗ, các phương tiện dùng để vận xuất gỗ chủ yếu là các loại máy kéo chuyên dùng hoặc các loại máy kéo nông nghiệp có lắp đặt các thiết bị chuyên dùng để vận xuất gỗ Ở nước ta thường sử dụng các loại máy kéo được nhập từ nước ngoài để khai thác gỗ vận chuyển gỗ là các loại xe tải cở trung bình, cở lớn các xe chuyên dùng Các công trình nghiên cứu chỉ tập trung vào xây dựng hệ thống định mức kinh tế kỹ thuật đối

10 với các loại máy, có ít các công trình nghiên cứu về các đặc tính động lực học của các loại ôtô tải cỡ trung bình được đóng mới tại Việt Nam Các nghiên cứu về độ ổn định, khả năng kéo bám khi tải trọng ngoài thay đổi, các đặc trưng động lực học… của các bộ phận làm việc của ôtô, máy kéo hoạt động trên các địa hình và các điều kiện làm việc khác nhau chưa được đề cập nhiều

Có thể kể ra một số công trình nghiên cứu về dao động ôtô, máy kéo ở nước ta như sau:

Năm 1990, tác giả Bùi Hải Triều đã đưa ra một số mô hình phản ánh khá đầy đủ về tính chất hoạt động và cấu trúc của máy kéo bánh hơi Mô hình mô tả tác động qua lại giữa các quá trình làm việc của động cơ với máy điều chỉnh, tính đến các tính chất đàn hồi và giảm chấn của các phần tử trong hệ thống, các tính chất bám và trượt của bộ ly hợp cũng như các bánh xe với mặt đường, tính chất biến đổi mô men quay, tốc độ quay và mô men quán tính của hệ thống truyền lực Công trình trên mới chỉ xem xét các tác động của các yếu tố tới hệ thống truyền lực, chưa quan tâm một cách đầy đủ các yếu tố ảnh hưởng tới sự chuyển động của liên hợp máy nói chung

Công trình nghiên cứu của GS.TS Nguyễn Hữu Cẩn và các cộng sự

[4], cho thấy: Tính êm dịu trong chuyển động của ôtô máy kéo được đánh giá qua các chỉ tiêu: Tần số dao động thích hợp, gia tốc dao động thích hợp, thời gian tác động của dao động Trong chuyển động, ôtô máy kéo dao động theo các phương: Thẳng đứng (OZ), phương ngang (OX), phương dọc máy (OY), các dao động theo phương thẳng đứng ảnh hưởng chính đến con người; theo phương ngang, phương dọc ảnh hưởng không đáng kể, có thể bỏ qua

Th.S Nguyễn Hồng Quang [29], đã nghiên cứu dao động của máy kéo Shibaura với thiết bị tời cáp khi vận xuất gỗ theo phương pháp kéo nửa lết

Th.S Lưu Văn Hưng [20], đã nghiên cứu dao động của rơ moóc một trục chở gỗ khi lắp thêm bộ phận đàn hồi có giảm chấn giữa khung và trục bánh xe

Các công trình nghiên cứu dao động của máy kéo ở nước ta chưa nhiều và xuất hiện trong những năm gần đây [2], [27] Các công trình này là nghiên cứu trong phạm vi hẹp nhằm xác định ảnh hưởng của rung xóc tới sức khỏe của người lái và bước đầu đặt ra một số biện pháp chống rung cho người lái như cải tiến ghế chống rung Tuy nhiên các tác giả mới xem xét dao động của máy kéo trong một số điều kiện cụ thể khi xem hệ là tuyến tính, một bậc tự do chịu tác động của mặt đường dạng hàm xác định

Năm 2010, Tô Quố c Huy thực hiện đề tài Nghiên cứ u giải pháp giảm só c cho người lái xe tải xích cao xu MST – 600 vào vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp [19]

Một số công trình nghiên cứu thiết kế giảm rung [25], [27] đã dựa trên cơ sở các số liệu về dao động con người, chọn sơ bộ các thông số chủ yếu: Khối lượng người - ghế, độ cứng lò xo, hệ số cản và tính toán theo điều kiện cho phép về biên độ dịch chuyển

Th.S Huỳnh Quốc Hội [22] đã nghiên cứu về quá trình lắc ngang, lắc dọc của ô tô ở vận tốc cao

Th.S Hoàng Gia Thắng [31] đã nghiên cứu dao động trong mặt phẳng thẳng đứng của toa xe khách bốn trục hai hệ lò xo khi qua mối nối ray

Tổng quan về hệ thống treo của ôt ô, máy kéo

1.3.1 Các bộ phận của hệ thống treo trên ôtô, máy kéo

Chúng ta đã biết cộng dụng của hệ thống treo là 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 và truyền lực giữa bánh xe và khung xe bao gồm lực thẳng đứng, lực dọc và lực bên Do đó cần có độ cứng thích hợp để xe chuyển động êm dịu và có khả năng dập tắt nhanh dao động đặc biệt là những dao động có

14 biên độ lớn Tính năng hệ thống treo của mỗi loại xe bao giờ cũng là kết quả dung hoà giữa hai lựa chọn Độ an toàn và độ êm dịu của ôtô, máy kéo

Cấu tạo chung của hệ thống treo thường dùng trên ôtô, máy kéo có các bô phận sau:

* Bộ phận đàn hồi: Trong hệ thống treo, bộ phận đàn hồi thường dùng lò xo xoắn, bó nhíp, túi khí nén, đệm cao su

Lò xo có các đặc điểm chính sau: Ưu điểm: Kết cấu rất gọn gàng nhất là khi được bố trí lồng vào giảm chấn Nếu cùng độ cứng và độ bền với nhíp thì lò xo trụ có khối lượng nhỏ hơn nhíp và tuổi thọ cao hơn nhíp, kết cấu gọn nên tiết kiệm không gian và cho phép hạ thấp trọng tâm xe nhằm nâng cao tốc độ

Nhược điểm: Khi làm việc ở giữa các vòng lò xo không có nội ma sát như nhíp nên thường phải bố trí thêm giảm chấn kèm theo để dập tắt nhanh dao động

Lò xo dùng cho các loại xe ôtô du lịch, xe tải nhỏ, xe khách có các loại lò xo như lò xo trụ, lò xo côn, (hình 1.3)

Hình 1.3: Lò xo trụ dùng trong hệ thống treo

Loại nhíp: Ưu điểm của kiểu treo này là không cần thanh ổn định, đơn giản rẻ tiền, dễ chăm sóc bảo dưỡng nhưng lại có nhược điểm là khối lượng lớn, thùng xe ở trên cao nên chiều cao trọng tâm xe sẽ lớn ảnh hưởng đến tốc độ và sự ổn định khi xe chuyển động, mặt khác vết bánh sẽ thay đổi khi một

15 bánh bị nâng lên làm phát sinh lực ngang và tính chất bám đường kém và dễ bị trượt ngang Loại bó nhíp (hình 1.4) và đệm cao su (hình 1.5) được dùng hầu hết trên các loại ôtô, máy kéo

Hình 1.4: Bó nhíp Hình 1.5: Đệm cao su

Phần tử đàn hồi sử dụng đệm khí dựa trên nguyên tắc không khí có tính đàn hồi khi bị nén Hệ thống treo loại khí (hình 1.6) được sử dụng tốt ở các ôtô

Hình 1.6: Bộ phận đàn hồi loại khí được dùng trên các xe ôtô hiện đại có trọng lượng phần lớn được thay đổi khá lớn như ở ôtô trở khách, ô tô vận tải và đoàn xe Loại này có thể tự động thay đổi độ cứng của hệ thống treo bằng cách thay đổi áp suất không khí bên trong phần tử đàn hồi Giảm độ cứng của hệ thống treo sẽ làm cho độ êm dịu chuyển động tốt hơn

* Bộ phận giảm chấn : Trên xe ôtô giảm chấn được sử dụng với các mục đích sau:

Giảm và dập tắt các va đập truyền lên khung khi bánh xe lăn trên nền đường không bằng phẳng nhằm bảo vệ được bộ phận đàn hồi và tăng tính tiện nghi cho người sử dụng Đảm bảo dao động của phần không treo (unsprung) ở mức độ nhỏ nhất, nhằm làm tốt sự tiếp xúc của bánh xe với mặt đường đảm bảo tính năng lái và tăng tốc cũng như chuyển động an toàn

Nâng cao các tính chất chuyển động của xe như khả năng tăng tốc, khả năng an toàn khi chuyển động Để dập tắt các dao động của xe khi chuyển động giảm chấn sẽ biến đổi cơ năng thành nhiệt năng nhờ ma sát giữa chất lỏng và các van tiết lưu

Trên ôtô hiện nay chủ yếu sử dụng là giảm chấn ống thuỷ lực có tác dụng hai chiều ở cấu trúc hai lớp, (hình 1.7)

Hình 1.7: Cấu tạo bộ phận giảm chấn thường dùng trên ôtô, máy kéo

Loại ống nhún giảm chấn thuỷ - khí (hình 1.8) được dùng trên một số xe ôtô hiện đại, có giá thành cao, vận hành phức tạp, lại thêm hệ thống nén khí cao áp rất đắt đỏ, nên hầu như không được phổ biến Đây là tổng hợp của lò xo đàn hồi có giảm chấn cùng với lò xo khí thủy lực, trong hệ thống này, Piston của phần đàn hồi cũng như trục của nó đồng thời là trục của bộ giảm chấn Phần lò xo khí nằm trong một khối cầu bao bọc bởi một màng cao su đặc biệt Phần tích trữ khí cùng với không gian mặt trên của Piston được nối với nhau bởi 1 đường ống thủy lực

Hình 1.8: Cấu tạo bộ phận giảm chấn thuỷ - khí dùng trên ôtô hiện đại

* Bộ phận ổn định và dẫn hướng

Hình 1.9: Thanh ổn định và các đòn dẫn hướng trong cơ cấu treo

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, một đầu chữ U được nối với phần không được treo, còn đâu kia được nối với thân vỏ xe, các đầu nối này dùng ổ đỡ bằng cao su,( hình 1.5)

Bộ phận dẫn hướng: có nhiệm vụ truyền các lực dọc, lực ngang và các mômen từ bánh xe lên khung hoặc thân xe, (hình 1.9)

* Một số kiểu bố trí hệ thống treo trong ôtô, máy kéo

Trong cấu tạo ôtô, xe máy có rất nhiều kiểu bố trí hệ thống treo Tuy nhiên ngày nay người ta thường sử dụng các cách bố trí như sau:

Hệ thống treo phụ thuộc (hình 1.10) các bánh xe được đặt trên một dầm cầu liền, bộ phận giảm chấn và đàn hồi đặt giữa thùng xe và dầm cầu liền đó Do đó sự dịch chuyển của một bánh xe theo phương thẳng đứng sẽ gây nên chuyển vị nào đó của bánh xe phía bên kia

Hình 1.10: Hệ thống treo phụ thuộc dùng lá nhíp

Hệ treo độc lập hai đòn dọc là hệ treo mà mỗi bên có một đòn dọc (hình 1.11) Các đòn dọc thường được bố trí song song sát hai bên bánh xe Một đầu của đòn dọc được gắn cố định với moayơ bánh xe, đầu còn lại liên kết bản lề

Tổng quan về độ êm dịu chuyển động của ôtô, máy kéo

1.4.1 Tần số dao động riêng

Tần số dao động riêng của một hệ dao động (bao gồm 01 khối lượng đặt trên 01 lò xo) được hiểu là số dao động của hệ trong một phút (dao động/phút), hoặc trong một giây (1/s tương ứng với 01Hz)

Trong đó: C - Độ cứng của hệ dao động;

M - Khối lượng được đặt trên hệ

Tần số dao động riêng chỉ phụ thuộc vào các thông số kết cấu của hệ thống dao động (khối lượng, độ cứng, lực cản) mà không phụ thuộc vào kích thích dao động

Gia tốc dao động riêng là một chỉ tiêu quan trọng, nó kể đến ảnh hưởng đồng thời của biên độ và tần số dao động Chúng ta biết rằng dao động tự do tắt dần chỉ tồn tại trong một chu kỳ, do vậy việc xác định gia tốc dao động sẽ có ý nghĩa lớn khi nghiên cứu dao động cưỡng bức với sự kích thích của mặt đường

1.4.3 Chỉ tiêu về độ êm dịu

Hệ số êm dịu K được đưa ra do tập thể các kỹ sư Đức (VDI), tác giả 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 chịu dao động sẽ không thay đổi Hệ số K phụ thuộc vào tần số dao động , gia tốc dao động (khi 

 5Hz) hoặc theo vận tốc dao động (khi   15 Hz) 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

Hệ số K xác định theo trị số của biên độ gia tốc  z  hoặc theo gia tốc bình phương trung bình  z  c theo công thức sau đây [4]:

Trong đó: nv - Tần số dao động (Hz)

 - Gia tốc bình phương trung bình (m/s 2 )

Ky - Hệ số hấp thụ Để xác định K cần xác định được  z  hoặc  z  c

Nếu con người chịu dao động ngang ở tư thế nằm thì hệ số Ky giảm đi một nửa Hệ số Kcàng nhỏ thì càng dễ chịu đựng dao động và độ êm dịu của ô tô máy kéo 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 [4].

Các phương pháp cơ học trong nghiên cứu dao động ôtô, máy kéo

Ta có thể hiểu phương pháp nghiên cứu dao động ôtô, máy kéo chính là phương pháp lập và xử lý mô hình toán mô tả dao động của các khối lượng trong cơ hệ

Thông thường người ta lập mô hình toán mô tả dịch chuyển của cơ hệ dưới dạng các phương trình vi phân Có nhiều phương pháp lập phương trình vi phân cho cơ hệ như: Phương pháp phần tử hữu hạn, phương pháp Dalambe, phương pháp áp dụng phương trình Lagranger loại II

1.5.1 Phương pháp phần tử hữu hạn

Phương pháp phần tử hữu hạn [32] (Finite Element Method - FEM) là một phương pháp gần đúng để giải một số lớp bài toán biên Theo phương pháp phần tử hữu hạn, trong cơ học, vật thể được chia thành những phần tử nhỏ có kích thước hữu hạn, liên kết với nhau tại một số hữu hạn các điểm trên biên (gọi là các điểm nút) Các đại lượng cần tìm ở nút sẽ là ẩn số của

26 bài toán (gọi là các ẩn số nút) Tải trọng trên các phần tử cũng được đưa về các nút Để giải một bài toán biên trong miền W, bằng phép tam giác phân, ta chia thành một số hữu hạn các miền con Wj (j = 1, , n) sao cho hai miền con bất kì không giao nhau và chỉ có thể chung nhau đỉnh hoặc các cạnh Mỗi miền con Wj được gọi là một phần tử hữu hạn

Người ta tìm nghiệm xấp xỉ của bài toán biên ban đầu trong một không gian hữu hạn chiều các hàm số thoả mãn điều kiện khả vi nhất định trên toàn miền W và hạn chế của chúng trên từng phần tử hữu hạn Wj là các đa thức

Có thể chọn cơ sở của không gian này gồm các hàm số ψ1(x), , ψn(x) có giá trị trong một số hữu hạn phần tử hữu hạn Wj ở gần nhau Nghiệm xấp xỉ của bài toán ban đầu được tìm dưới dạng c1ψ1(x) + + cnψn(x) trong đó các ck là các số cần tìm Thông thường người ta đưa việc tìm các ck về việc giải một phương trình đại số với ma trận thưa (chỉ có các phần tử trên đường chéo chính và trên một số đường song song sát với đường chéo chính là khác không) nên dễ giải Có thể lấy cạnh của các phần tử hữu hạn là đường thẳng hoặc đường cong để xấp xỉ các miền có dạng hình học phức tạp Phương pháp phần tử hữu hạn có thể dùng để giải gần đúng các bài toán biên tuyến tính, phi tuyến và các bất phương trình

1.5.2 Phương pháp sử dụng nguyên lý Dalambe:

Theo nguyên lý Dalambe, bài toán động lực học hệ dao động sẽ đưa về bài toán tĩnh học trên cơ sở đưa lực quán tính vào cơ hệ, khi đó phương trình chuyển động sẽ được thiết lập trên cơ sở lấy tổng đại số các ngoại lực, phản lực và lực quán tính tác dụng lên hệ khảo sát Khi đó, các phần tử của hệ dao động sẽ được tách độc lập và đặt ngoại lực cân bằng ở trạng thái tĩnh Từ đó xây dựng các phương trình cho từng phần tử để giải hệ các phương trình đơn giản

Phương pháp này khá thông dụng để giải các bài toán động lực học và trực quan hóa mối quan hệ ảnh hưởng lên từng phần tử riêng biệt trong hệ dao động Phương pháp này được dùng khi hệ dao động đơn giản

1.5.3 Phương pháp sử dụng phương trình Lagranger loại II

Phương trình Lagranger hạng II có dạng tổng quát như sau: i i i i i q Q q q

Trong đó: T - hàm động năng của hệ; П - hàm thế năng của hệ; Ф - hàm hao tán của hệ; q i - các toạ độ suy rộng (i = 1, 2,.…, n);

Q i - lực suy rộng tương ứng với toạ độ suy rộng thứ i

Sau khi tìm được các hàm động năng, thế năng, năng lượng hao tán và các lực suy rộng theo các toạ độ suy rộng, thay vào phương trình Lagranger hạng II ta sẽ nhận được một hệ phương trình vi phân Số lượng phương trình vi phân trong hệ tỷ lệ thuận với số lượng của các khối lượng qui đổi trong mô hình Bằng phương pháp giải tích, một hệ phương trình vi phân luôn luôn có thể biến đổi được về một phương trình vi phân bậc cao với số bậc phụ thuộc vào số phương trình vi phân trong hệ

Việc lựa chọn phương pháp này hay phương pháp khác phụ thuộc vào mô hình cơ học của cơ hệ Trong đó, đối với các cơ hệ hôlônôm, giữ và dừng (là cơ hệ có các điều kiện ràng buộc được mô tả bằng những phương trình liên kết và trong phương trình liên kết không chứa các yếu tố vận tốc và thời gian [12] người ta thường sử dụng phương pháp áp dụng phương trình Lagranger loại II)

Các phần mềm ứng dụng trong nghiên cứu dao động ôtô, máy kéo

Nội dung của việc xử lý mô hình toán là việc giải và mô phỏng các phương trình vi phân đã lập được Trong những trường hợp phương trình vi phân không quá phức tạp, người ta thường ưu tiên sử dụng phương pháp giải tích để giải các phương trình vi phân

Tuy nhiên, nếu lập mô hình cơ học của hệ dưới dạng càng nhiều các khối lượng qui đổi, sẽ đồng nghĩa với việc nhận được một phương trình vi phân có số bậc càng cao; dẫn đến, việc giải và mô phỏng phương trình vi phân sẽ trở lên khó khăn hơn rất nhiều Ngày này, với sự trợ giúp của máy tính điện tử đã khắc phục được vấn đề khó khăn nêu trên Các hệ chương trình trợ giúp đắc lực cho việc giải và mô phỏng phương trình vi phân có khá nhiều Có thể kể ra đây bốn chương trình tính toán đa năng được sử dụng phổ biến hơn cả là: Mathematica, Maple, Mathcad và Matlab & Simulink

Mathematica là một tổ hợp các tính toán bằng ký hiệu, tính toán bằng số, vẽ đồ thị và là ngôn ngữ lập trình tinh vi Mục đích chính của phần mềm này là đưa vào sử dụng cho các ngành khoa học vật lý, công nghệ và toán học, nhưng cùng với thời gian Mathematica trở thành phần mềm quan trọng trong nhiều lĩnh vực khoa học khác Trong công nghệ ngày nay người ta đã sử dụng Mathematica trong công tác thiết kế [51]

Với Maple người dùng có thể nhập biểu thức toán học theo các ký hiệu toán học truyền thống Có thể dễ dàng tạo ra những giao diện người dùng tùy chọn Maple hỗ trợ cho cả tính toán số và tính toán hình thức, cũng như hiển thị Nhiều phép tính số học được thực hiện dựa trên thư viện số học NAG; trong Maple, các chương trình con NAG đã được mở rộng để cho phép độ chính xác ngẫu nhiên lớn Maple cũng có một ngôn ngữ lập trình cấp cao đầy đủ

29 Ưu điểm của Maple là giải phương trình vi phân, phương trình đạo hàm riêng, vẽ đồ thị trong không gian 2 chiều, 3 chiều [13]

MATHCAD là một loại chương trình xử lý toán học được áp dụng rất rộng rãi trên thế giới hiện nay Nó hỗ trợ cho việc sử dụng máy tính làm công cụ thiết kế, xuất ra các văn bản mà người đọc hiểu được các bản tính cũng như các công thức tính một cách tường minh Ngoài ra cũng có thể lập trình trên MATHCAD như một ngôn nhữ lập trình bậc cao

MATHCAD có thể thay thế cho các bảng tính EXCEL trong việc diễn đạt các bảng tính thiết kế đối tượng cơ khí hay xây dựng Mặt khác, phần đồ họa thể hiện rõ ràng và đa dạng hơn Đặc biệt những tính toán phức tạp như giải phương trình vi phân, các phép toán ma trận, giải các bài toán số phức, các bài toán tối ưu hóa đều rõ ràng [12]

1.6.4 Phần mềm Matlab & Simulink Đối với việc giải và mô phỏng phương trình vi phân thì Matlab & Simulink là công cụ trợ giúp đắc lực và được sử dụng phổ biến hiện nay Matlab & Simulink là một chương trình lớn trong lĩnh vực toán số với thế mạnh là tính toán và mô phỏng hệ thống

Simulinhk là một phần chương trình mở rộng của Matlab, nhằm mục đích mô hình hóa, mô phỏng và khảo sát các hệ thống động học Mô hình đồ họa trên màn hình Simulinhk cho phép thể hiện hệ thống dưới dạng sơ đồ tín hiệu và các khối chức năng quen thuộc [30].

Phương pháp thực nghiệm để nghiên cứu dao động

Sau khi thu được những kết quả từ mô hình toán của nghiên cứu lý thuyết, để kiểm tra tính đúng đắn và độ tin cậy của mô hình người ta thường phải tiến hành thực nghiệm Trong thực nghiệm, người ta sẽ tiến hành các phép đo để xác định các thông số thực và qui luật biến đổi thực của chúng

Sau đó, tiến hành so sánh với những kết quả của tính toán lý thuyết, nếu sai lệch trong phạm vi cho phép và có thể lý giải được nguyên nhân dẫn đến sự sai lệch đó thì lý thuyết sẽ được chấp nhận

Ngày nay, thực nghiệm trong nghiên cứu dao động ôtô thường sử dụng phương pháp đo các đại lượng không điện bằng điện Phương pháp đo các đại lượng không điện là phương pháp biến đổi các đại lượng không điện thành đại lượng điện trung gian, tín hiệu điện này được đưa đến bộ phận khuếch đại, thông qua việc đo các đại lượng điện đó sẽ xác định ra các đại lượng cần đo Phương pháp này có ưu điểm:

Có thể thay đổi độ nhạy của dụng cụ một cách rất đơn giản trong phạm vi rất rộng của đại lượng đo (hay dải đo rộng) Điều này cho phép đo những đại lượng rất bé và khuếch đại lên hàng nghìn lần, có thể đo được những đại lượng mà phương pháp khác không thể đo được Vì chúng ta cần đo điện các đại lượng không điện, các thiết bị điện thường có quán tính rất nhỏ hay có dải tần số rộng và điều đó cho phép đo được các đại lượng biến đổi nhanh Có khả năng đo được từ xa, đo nhiều đại lượng cùng một lúc, truyền kết quả đo trên khoảng cách lớn và cho phép tính toán các kết quả đó, dùng chúng để điều khiển một quá trình nào đó Có khả năng liên hợp các thiết bị đo và điều khiển tự động các thiết bị cùng một kiểu với nhau

Sơ đồ nguyên lý của phương pháp đo các đại lượng không điện bằng điện với việc ứng dụng các thiết bị kỹ thuật số có sự trợ giúp của máy tính như sau:

Trong đó: - CB - cảm biến;

- A/D - bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự (Analog) sang tín hiệu số (Digital)

- PC - máy tính đã được cài đặt các phần mềm đo lường và xử lý số liệu, có chức năng ghi lại và hiển thị các kết quả đo

Cảm biến CB là tập hợp những chuyển đổi đo, được bố trí trực tiếp trên đối tượng cần đo Về bản chất, chuyển đổi đo là các phần tử biến đổi các đại lượng không điện thành đại lượng điện

Bộ khuếch đại K, thường được chế tạo thành bộ phận độc lập, có chức năng khuếch đại tín hiệu đo lên nhiều lần

Hiện nay, bộ khuếch đại K và bộ chuyển đổi A/D được tích hợp chung vào một thiết bị và được điều khiển bằng phần mềm riêng của chúng Có một số thiết bị và phần mềm thông dụng như: thiết bị DMC Plus và phần mềm điều khiển DMC Laplus; thiết bị Spider8 và phần mềm Spider8 Conltrol Ngoài ra người ta còn dùng phần mềm Catman để điều khiển cả hai loại thiết bị nêu trên…

Cảm biến CB được gắn vào vật cần đo, tín hiệu từ cảm biến CB được chuyển đến bộ khuếch đại K, tại đây tín hiệu được khuếch đại lên hàng nghìn lần Tín hiệu sau khuếch đại được bộ chuyển đổi A/D chuyển sang dạng số và được lưu vào máy tính bằng định dạng ASCII Thực nghiệm là một nội dung quan trọng của nghiên cứu dao động ô tô máy kéo Sự chuẩn xác giữa kết quả tính toán lý thuyết và kết quả thực nghiệm là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá độ tin cậy và chất lượng của công trình nghiên cứu

Tóm lại: Hiện nay trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng đã có nhiều công nghệ và thiết bị khá hiện đại trong khai thác, vận chuyển gỗ rừng trồng Trong việc vận chuyển gỗ rừng trồng các doanh nghiệp, nhà máy, hộ sản xuất kinh doanh, khai thác gỗ rừng trồng đã sử dụng rất nhiều các loại xe tải nhỏ và trung bình như Hyundai, Forlan,Vinaxuki, Dongfeng… trong đó có loại xe Hyundai 3,5 tấn Từ khi đưa loại xe này vào sử dụng đặc biệt là khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp thì chưa có nghiên cứu về

32 độ êm dịu chuyển động khi vận chuyển gỗ Vì vậy, cần phải nghiên cứu dao động của xe để đề xuất các giải pháp nâng cao khả năng chuyển động êm dịu, chọn chế độ sử dụng lợp lý Để đánh giá độ êm dịu chuyển động của ôtô, máy kéo thường sử dụng một số chỉ tiêu sau: Tần số dao động riêng, gia tốc dao động và thời gian tác động của dao động… Để lập phương trình vi phân dao động của xe có nhiều phương pháp (phương pháp lực, phương pháp phần tử hữu hạn, sử dụng nguyên lý Dalambe, ứng dụng phương trình Laganger loại II…); để giải và mô phỏng phương trình đó có các phần mềm hỗ trợ (Mathematica, Mathcad, Maple, Matlab-Simulink…) Việc lựa chọn phương pháp này hay phương pháp khác phụ thuộc vào mô hình cơ học của cơ hệ

Với những vấn đề nêu trên, chúng tôi tiến hành đề tài Nghiên cứu dao động của xe ôtô Hyundai tải trọng 3,5 tấn vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp

MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu dao động của xe ô tô HYUNDAI tải trọng 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp làm cơ sở cho việc hoàn thiện thêm hệ thống treo và chọn chế độ sử dụng hợp lý.

Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là xe ôtô Hyundai trọng tải 3,5 tấn được sản xuất, lắp ráp đóng mới tại Việt Nam, vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp

2.2.1 Xe ô tô Hyundai trọng tải 3,5 tấn Ôtô Hyundai 3,5 tấn (hình 2-1) là loại xe tự đổ hai cầu, cầu trước bị động, cầu sau chủ động, được sử dụng để vận chuyển hàng hóa trên thị trường đặc biệt là các hàng hóa như đá, cát, gỗ, xi măng……Xe có tính cơ động cao, vận chuyển trên nhiều loại đường

Xe ôtô Hyundai (Model HD72) 3,5 tấn có đặc tính kỹ thuật và thông số cơ bản như sau (Bảng 2.1)

Bảng 2-1: Thông số kỹ thuật cơ bản của xe ô tô Hyundai 3,5 tấn

TT Thông số kỹ thuật chính

1 Loại động cơ Model: D4AE

2 Momen xoắn cực đại Kgm/rpm) 30/2000

4 Áp suất không khí trong lốp xe 3,5- 4,0 KG/ cm 2

5 Tốc độ tối đa (Km/h): 85

6 Hệ thống truyền động Cầu sau chủ động

7 Kích thước chiều dài tổng thể (mm) 6483

8 Kích thước chiều rộng tổng thể (mm) 2180

9 Kích thước chiều cao tổng thể (mm) 2245

10 Kích thước chiều dài lòng thùng (mm) 3100

11 Kích thước chiều rộng lòng thùng (mm) 1900

12 Kích thước chiều cao lòng thùng (mm) 600

2.2.2 Biên dạng đường lâm nghiệp

Theo luận án tiến sỹ của tác giả Nguyễn Tiến Đạt đã nghiên cứu; Đường vận chuyển lâm nghiệp thường là đường đất tự nhiên hoặc đường dải đá, nền đường vận chuyển các loại máy kéo bánh hơi, các loại xe ôtô cỡ nhỏ và trung bình, là đường đất được san ủi gạt bỏ những chướng ngại vật và có độ dốc cho phép

Trong nghiên cứu, người ta chia mặt đường ra hai dạng chính sau:

- Dạng mặt đường xác định Bao hàm những chướng ngại vật đơn chiếc phân bố xa nhau và dạng mặt đường biến đổi tuần hoàn

- Dạng mặt đường biến đổi ngẫu nhiên Do kích động của mấp mô mặt đường lên các bánh xe nên giao động của xe phụ thuộc chủ yếu vào độ mấp mô mặt đường Vì vậy mấp mô mặt đường là yếu tố đầu vào khi nghiên cứu dao động của xe chữa cháy rừng đa năng Để nghiên cứu dao động của xe việc điều tra khảo sát dạng mặt đường mà xe làm việc là vấn đề hết sức cần thiết Để sử dụng dạng mấp mô mặt đường làm yếu tố đầu vào trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi thừa kế kết quả nghiên cứu trước với dạng đường có mặt đường là xác định

Theo yêu cầu thiết kế khi thiết kế và xây dựng đường lâm nghiệp, mặt đường, nền đường trục chính và phụ được san ủi phẳng Mặt đường chỉ còn lại gợn sóng dọc theo mặt đất, trắc diện dọc của mấp mô dạng mặt đường xác định bằng các hàm tuần hoàn

 Khi t 0 (2-1) Dạng gợn sóng biến đổi tuần hoàn:

2 1 S h h  Khi t 0 (2-2) Dạng gợn sóng biến đổi chuỗi hàm điều hòa:

+ S là chiều dài mặt đường, S0 là bước sóng mặt đường

+ h là hàm số mấp mô mặt đường, h0 là độ cao mấp mô

+ hci là hằng số tùy thuộc vào trắc diện mấp mô

Khảo sát một số mặt đường xác định ở các đă ̣c điểm nêu trên có dạng hàm điều hòa và có thể phân loại như sau: Đối với một số mặt đường lâm nghiệp có các đặc trưng [8]

+ Dạng có biên độ h0 = 10 cm, bước sóng S0 = 1,6 m

Các kết quả trên sẽ làm cơ sở cho việc nghiên cứu dao động của xe ôtô

Hyundai 3,5 tấn vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp

2.3 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu của đề tài là: Nghiên cứu dao động trong mặt phẳng thẳng đứng dọc của ô tô HuynDai tải trọng 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp với đặc trưng mấp mô mặt đường đã xác định

Từ kết quả nghiên cứu chỉ đề xuất một số giải pháp thay đổi kết cấu hê ̣ thố ng treo nhằm nâng cao độ êm dịu chuyển động của ôtô Hyundai 3,5 tấn vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp

Xây dựng mô hình dao động trong mặt phẳng thẳng đứng dọc của ô tô

Huyndai HD72 trọng tải 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp Để xây dựng đươ ̣c mô hình dao động trong mặt phẳng thẳng đứng dọc của ô tô chú ng tôi sẽ sử du ̣ng phương pháp cơ ho ̣c ứng du ̣ng, tham khảo mô ̣t số mô hình đã có [28] và thừa nhận một số giả thiết cho mô hình toán

Căn cứ vào kết cấu của hê ̣ thống treo xe ôtô Hyunđai 3,5 tấn, xác đi ̣nh các phần tử đàn hồ i, lựa chọn hê ̣ trục to ̣a đô ̣ Để xây dựng mô hình dao đô ̣ng tương đương cho xe ôtô Hyunđai 3,5 tấn

Xây dựng hệ phương trình vi phân dao động của ô tô Huyndai HD72 trọng tải 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp

Giải và mô phỏng dao động của ô tô Huyndai trọng tải 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp trong hai trường hợp không có và có giảm xóc ở cầu sau

Chọn chế độ sử dụng và đưa ra giải pháp hoàn thiện đối với hệ thống treo của xe ô tô tải Huyndai trọng tải 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp, bằng cách lắp thêm giảm xóc thủy lực cho cầu sau của ôtô

- Nghiên cứu thực nghiệm để minh họa một phần cho nghiên cứu lý thuyết về dao động trong mặt phẳng thẳng đứng dọc của ô tô khi vận chuyển gỗ rừng trồng trên đường lâm nghiệp và xác định một số thông số đầu vào cho việc giải mô hình lý thuyết cụ thể là:

- Đo gia tốc dao động thẳng đứng

- Đo một số thông số đầu vào cho mô hình lý thuyết

2.5.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Thiết lập hệ phương trình vi phân mô tả dao động trong mặt phẳng thẳng đứng dọc của ô tô bằng phương pháp ứng dụng phương trình Lagranger loại II Để thiết lâ ̣p đươ ̣c hệ phương trình vi phân dao động của ôtô Huyndai trọng tải 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp, đề tài sử du ̣ng phương pháp ứng dụng phương trình Lagranger loại II Sau khi xây dựng đươ ̣c mô hình dao đô ̣ng tương đương của xe ôtô Huyndai và các mố i quan hệ hình ho ̣c của mô hình, chúng tôi tiếp tu ̣c lựa cho ̣n các bâ ̣c tự do củ a hê ̣ Xác đi ̣nh các hàm đô ̣ng năng T, thế năng , hàm hao tán , lực suy rộng của hê ̣ Tính các đa ̣o hàm riêng của các hàm T,  và  theo các to ̣a đô ̣ suy rộng đã lựa cho ̣n; thay vào phương trình Lagranger loại II (phương trình

1.1); sẽ thu đươ ̣c mô ̣t hê ̣ phương trình vi phân bâ ̣c 2 có số phương trình bằng số bậc tự do của hê ̣

- Giải và mô phỏng hệ phương trình vi phân dao động của xe bằng phần mềm Matlab – Simulink Để giải hê ̣ phương trình vi phân dao đô ̣ng của cơ hệ, đề tài ứng du ̣ng phần mềm Matlab 7.0 và sử du ̣ng các khối chức năng trong phần mềm mở rô ̣ng Simulink để xây dựng sơ đồ khố i mô phỏng, giải hệ phương trình vi phân của hệ, kết quả thu được là các đồ thi ̣ mô tả các quá trình chuyển dịch (chuyển di ̣ch thẳng đứng, di ̣ch chuyển góc, gia tốc ) tương ứng với các tọa đô ̣ suy rô ̣ng của hê ̣

2.5.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Nội dung nghiên cứu

Xây dựng mô hình dao động trong mặt phẳng thẳng đứng dọc của ô tô

Huyndai HD72 trọng tải 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp Để xây dựng đươ ̣c mô hình dao động trong mặt phẳng thẳng đứng dọc của ô tô chú ng tôi sẽ sử du ̣ng phương pháp cơ ho ̣c ứng du ̣ng, tham khảo mô ̣t số mô hình đã có [28] và thừa nhận một số giả thiết cho mô hình toán

Căn cứ vào kết cấu của hê ̣ thống treo xe ôtô Hyunđai 3,5 tấn, xác đi ̣nh các phần tử đàn hồ i, lựa chọn hê ̣ trục to ̣a đô ̣ Để xây dựng mô hình dao đô ̣ng tương đương cho xe ôtô Hyunđai 3,5 tấn

Xây dựng hệ phương trình vi phân dao động của ô tô Huyndai HD72 trọng tải 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp

Giải và mô phỏng dao động của ô tô Huyndai trọng tải 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp trong hai trường hợp không có và có giảm xóc ở cầu sau

Chọn chế độ sử dụng và đưa ra giải pháp hoàn thiện đối với hệ thống treo của xe ô tô tải Huyndai trọng tải 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp, bằng cách lắp thêm giảm xóc thủy lực cho cầu sau của ôtô

- Nghiên cứu thực nghiệm để minh họa một phần cho nghiên cứu lý thuyết về dao động trong mặt phẳng thẳng đứng dọc của ô tô khi vận chuyển gỗ rừng trồng trên đường lâm nghiệp và xác định một số thông số đầu vào cho việc giải mô hình lý thuyết cụ thể là:

- Đo gia tốc dao động thẳng đứng

- Đo một số thông số đầu vào cho mô hình lý thuyết

Phương pháp nghiên cứu

2.5.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Thiết lập hệ phương trình vi phân mô tả dao động trong mặt phẳng thẳng đứng dọc của ô tô bằng phương pháp ứng dụng phương trình Lagranger loại II Để thiết lâ ̣p đươ ̣c hệ phương trình vi phân dao động của ôtô Huyndai trọng tải 3,5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp, đề tài sử du ̣ng phương pháp ứng dụng phương trình Lagranger loại II Sau khi xây dựng đươ ̣c mô hình dao đô ̣ng tương đương của xe ôtô Huyndai và các mố i quan hệ hình ho ̣c của mô hình, chúng tôi tiếp tu ̣c lựa cho ̣n các bâ ̣c tự do củ a hê ̣ Xác đi ̣nh các hàm đô ̣ng năng T, thế năng , hàm hao tán , lực suy rộng của hê ̣ Tính các đa ̣o hàm riêng của các hàm T,  và  theo các to ̣a đô ̣ suy rộng đã lựa cho ̣n; thay vào phương trình Lagranger loại II (phương trình

1.1); sẽ thu đươ ̣c mô ̣t hê ̣ phương trình vi phân bâ ̣c 2 có số phương trình bằng số bậc tự do của hê ̣

- Giải và mô phỏng hệ phương trình vi phân dao động của xe bằng phần mềm Matlab – Simulink Để giải hê ̣ phương trình vi phân dao đô ̣ng của cơ hệ, đề tài ứng du ̣ng phần mềm Matlab 7.0 và sử du ̣ng các khối chức năng trong phần mềm mở rô ̣ng Simulink để xây dựng sơ đồ khố i mô phỏng, giải hệ phương trình vi phân của hệ, kết quả thu được là các đồ thi ̣ mô tả các quá trình chuyển dịch (chuyển di ̣ch thẳng đứng, di ̣ch chuyển góc, gia tốc ) tương ứng với các tọa đô ̣ suy rô ̣ng của hê ̣

2.5.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

- Xác định gia tốc dao động thẳng đứng của ôtô với việc ứng dụng các cảm biến đo gia tốc tiêu chuẩn nối ghép với thiết bị đo Spider8 điều khiển bằng phần Catman 3.1 Xử lý số liệu bằng các phần mềm Catman 3.1 Để xác định gia tốc dao động thẳng đứng của ôtô bằng phương pháp thực nghiê ̣m phải sử dụng cảm biến đo gia tố c, khi liên hơ ̣p máy chuyển đô ̣ng, cảm biến đo gia tố c làm viê ̣c sẽ truyền dẫn tín hiê ̣u về thiết bi ̣ thu thâ ̣p, khuếch đại và đươ ̣c ghi lại nhờ phần mềm Catman được cài đă ̣t trong máy tính

- Đo một số thông số đầu vào cho mô hình lý thuyết bằng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm của ô tô máy kéo

NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA XE ÔTÔ HYUNDAI 3,5 TẤN VẬN CHUYỂN GỖ TRÊN ĐƯỜNG LÂM NGHIỆP

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

Định dạng
Số trang	94
Dung lượng	3,01 MB