Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu dao động của ô tô tải 5 tấn hiệu Thaco-Foton FC500 khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm xây dựng và khảo sát được mô hình dao động của ô tô tải Thaco Foton FC500 5 tấn khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp, từ đó đánh giá ảnh hưởng của điều kiện làm việc và một số thông số kết cấu đến dao động và tính chuyển động êm dịu của ô tô. Mời các bạn cùng tham khảo!

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Tổng quan về nghiên cứu dao động ôtô máy kéo 4

Do độ êm dịu chuyển động là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng của ôtô, cho nên các nhà khoa học, các nhà sản xuất ô tô trên thế giới cũng như trong nước đã đầu tư rất nhiều cho việc nghiên cứu vấn đề dao động của ôtô, hướng chung của các nghiên cứu đó là:

- Nghiên cứu các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động của ôtô

- Thiết lập mô hình dao động của ôtô, giải các bài toán về dao động của ôtô

- Tìm mối tương quan giữa các thống số trên ôtô của hệ thống treo với các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động

- Nghiên cứu nguồn gây dao động của ôtô

- Nghiên cứu, chế tạo những phần tử của hệ thống treo có những tính năng cho phép nâng cao độ êm dịu chuyển động của ô tô

1.2.1 Tình hình nghiên cứu dao động ôtô, máy kéo trên thế giới

Trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu về dao động của ôtô, máy kéo như :

⚠️The Pollinations legacy text API is being deprecated for **authenticated users**.Please migrate to our new service at https://enter.pollinations.ai for better performance and access to all the latest models.Note: Anonymous requests to text.pollinations.ai are NOT affected and will continue to work normally.

1.2.2.Tình hình nghiên cứu dao động ôtô, máy kéo ở Việt Nam

Tổng quan về hệ thống treo trên xe ôtô 10

Hệ thống treo: Là bộ phận bao gồm các phần tử đàn hồi, giảm chấn, liên kết và dẫn hướng

Hình 1.3: Hệ thống treo trên xe ôtô

1: Hệ thống treo phụ thuộc, 2,3 hệ thống treo độc lập 1.3.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại của hệ thống treo

Hệ thống treo dùng để :

- Nối đàn hồi giữa khung xe với cầu xe,

- Giảm các tải trọng động và dập tắt nhanh các dao động thẳng đứng của khung vỏ xe do ảnh hưởng của mặt đường không bằng phẳng

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

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

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

- 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 khung, vỏ xe 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

1.3.1.3 Phân loại hệ thống treo

Hình 1.4- Sơ đồ hệ thống treo a) Hệ thống treo phụ thuộc; b) Hệ thống treo độc lập

1- Thùng xe; 2- Bộ phận đàn hồi; 3- Bộ phận giảm chấn;

4- Dầm cầu; 5 - Các đòn liên kết của hệ treo

Hệ thống treo phụ thuộc

- Khoảng không gian phía dưới sàn xe phải lớn để đảm bảo cho dầm cầu có thể thay đổi vị trí, do vậy chiều cao trọng tâm lớn

- Trong quá trình chuyển động vết bánh xe được cố định do vậy không xảy ra hiện tượng mòn lốp nhanh như hệ thống treo độc lập

- Có khả năng tải lớn, tăng độ cứng vững cao cho xe và phù hợp với địa hình xấu, cho xe tải, xe việt dã…

- Công nghệ chế tạo đơn giản, dễ tháo lắp và sửa chữa, giá thành hạ

1.3.2 Các bộ phận chính của hệ thống treo

Trên xe Thaco Foton FC500 5 tấn Bộ phận đàn hồi có các phần tử đàn hồi là Nhíp lá ( leaf spring )

1.3.2.2 Bộ phận giảm chấn (Shock absorter)

Trên ôtô tải hiện nay chủ yếu sử dụng là giảm chấn ống thuỷ lực có tác dụng hai chiều ở cấu trúc hai lớp

Hình 1.6: Cơ cấu treo phụ thuộc dùng nhíp lá

Giảm chấn hai lớp vỏ

Hình 1.7: Sơ đồ cấu tạo của giảm chấn hai lớp vỏ

Tình hình nghiên cứu biên dạng đường ôtô 17

+ Tác giả Alexander O.Gibson [35],nghiên cứu xây dựng mô hình động lực dọc của xe tải nặng để đánh giá sự phá hủy đường

+ Tác giả K.Y và JK Hedick [43], nghiên cứu biện pháp làm giảm phá hủy đường bằng các hệ thống treo tích cực, bán tích cực

Nhìn chung các nghiên cứu tập trung vào những nội dung chính , bao gồm:

- Các chỉ tiêu đánh giá về lực động, ảnh hưởng của lực động tới ôtô, mặt đường

- Các mô hình dao động , bao gồm mô hình vật lý, toán học

- Nguồn kích thích dao động

Các phương pháp và phần mềm ứng dụng trong nghiên cứu dao động ôtô, máy kéo 19

Để nghiên cứu dao động của ôtô người ta sử dụng một số phương pháp nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm

1.5.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Xét hệ cơ học gồm n chất điểm có n tọa độ suy rộng với các liên kết ràng buộc là holonom phương trình Lagrange loại 2 i i i

T Hàm động năng của hệ Π Hàm thế năng của hệ

Hàm hao tán của hệ q Các tọa độ suy rộng (i= 1,2,3,4)

Q Các ngoại lực liên kết

1.5.3.Các phần mềm nghiên cứu dao động ôtô máy kéo

1.5.3.4 Phần mềm Matlab & Simulink Đối với việc giải và mô phòng phương trình vi phân thi 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

Mục tiêu nghiên cứu 24

Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 24

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài là xe ôtô 5 tấn hiệu Thaco Foton FC500 sản xuất lắp ráp tại Việt nam khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp

Hình 2.1: Xe ô tô tải Thaco Foton FC500 5 tấn

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Kết quả nghiên cứu lý thuyết 50

Xây dựng được mô hình dao động của ô tô hiệu Thaco Foton FC500 5 tấn trong mặt phẳng thẳng đứng dọc 50

Z z z a b e t bt m g bs t s nt z s bt bt nt bs ns ns c n g k g m t m

Hình 3.1: Mô hình dao động trong mặt phẳng thẳng đứng dọc của xe Thaco Foton FC500 trọng tải 5 tấn Trên mô hình :

O0X0Z0- hệ trục tọa độ cố định (hệ quán tính);

OXZ – hệ trục tọa độ gắn với khung xe (hệ động)

A, B, C, – Vị trí các gối đỡ trên khung xe tương ứng với cặp bánh trước, bánh sau và ghế ngồi người lái xe; a, b, e – Khoảng cách theo phương dọc từ trọng tâm O đến các điểm treo A,

Z, Zt , Zs , Zg– Chuyển vị thẳng đứng của trọng tâm xe , các cầu trước, cầu sau và ghế ngồi; α – Chuyển vị góc của thân xe trong mặt phẳng thẳng đứng dọc Oxz; ht, hs, – Độ cao mấp mô mặt đường tại vị trí tiếp xúc với các bánh xe; cbt, cbs, cg- Hệ số độ cứng của các cặp bánh xe 1, 2, và cơ cấu treo ghế ngồi; cnt, cns, - Hệ số độ cứng của các nhíp cầu trục trước và trục sau ; kbt, kbs, kg – Hệ số giảm chấn của các cặp bánh xe 1, 2 và cơ cấu treo ghế ngồi; knt , kns - Hệ số giảm chấn của nhíp trước, nhíp sau; mx, mt, ms, mn – khối lượng thu gọn của thân xe, các cặp bánh 1, 2, và ghế người lái;

Hệ phương trình vi phân dao động của ô tô trong mặt phẳng thẳng đứng dọc 51

M   Trong đó: M- ma trận khối lượng của hệ;

K- ma trận hệ số cản giảm chấn của các phần tử đàn hồi ;

C- ma trận hệ số độ cứng của các phần tử đàn hồi ;

Q * –ma trận lực suy rộng ; q – ma trận các tọa độ suy rộng

Các ma trận hệ số được xác định từ 5 phương trình sau của (2.11) như sau:

K kg ge g k k knt kbt nsb nt k k knt kbt nta nt k k ge k nsb k nta k ge k nsb k nta k ge k nsb k nta k kg kns knt ge k nsb k nta g k ns k nt k k

C g g g nt bt ns ns nt bt ns nt g ns nt g ns nt g ns nt g ns ns g ns nt g ns nt c e c c c c b c c c c a c c e c b c a c e c b c a c e c b c a c c c c e c b c a c c c c

Kết quả mô phỏng hệ phương trình vi phân dao động 52

3.1.3.1 Khi kích thích là dạng hàm điều hòa Đồ thị của dịch chuyển thẳng đứng của trọng tâm xe (hình 3.2)

Hình 3.2 Đồ thị dịch chuyển trọng tâm xe Vận tốc của dịch chuyển trọng tâm xe (hình 3.3)

Hình 3.3 Đồ thị Vận tốc của dịch chuyển trọng tâm xe

Gia tốc của dịch chuyển trọng tâm (hình 3.4)

Hình 3.4 Đồ thị gia tốc của dịch chuyển trọng tâm Dịch chuyển góc lắc dọc của xe (hình 3.5)

Hình 3.5 Đồ thị dịch chuyển góc lắc dọc

Vận tốc dịch chuyển của góc lắc dọc (hình 3.6)

Hình 3.6 Đồ thị vận tốc của dịch chuyển góc lắc dọc Gia tốc của dịch chuyển góc (hình 3.7)

Hình 3.7 Đồ thị gia tốc của dịch chuyển góc lắc dọc

Vận tốc của chuyển động tâm ghế (hình 3.8)

Hình 3.8 Đồ thị vận tốc của dịch chuyển tâm ghế Gia tốc của dịch chuyển cầu trước (hình 3.9)

Hình 3.9 Đồ thị gia tốc của dịch chuyển cầu trước

3.1.3.2 Khi kích thích là hàm mấp mô đơn

Ta có các kết quả sau:

Dịch chuyển thẳng đứng của trọng tâm xe (hình 3.10)

Hình 3.10 Dịch chuyển thẳng đứng của trọng tâm xe Vận tốc dịch chuyển của trọng tâm xe (hình 3.11)

Hình 3.11 Vận tốc của dịch chuyển trọng tâm xe Gia tốc của dịch chuyển trọng tâm xe (hình 3.12)

Dịch chuyển lắc dọc của thân xe (hình 3.13)

Hình 3.13 : Dịch chuyển góc lắc dọc

Vận tốc của dịch chuyển góc lắc dọc của xe (hình 3.14)

Hình 3.14 :Vận tốc dịch chuyển góc lắc dọc Gia tốc góc của dịch chuyển góc (hình 3.15)

Hình 3.15 : Gia tốc dịch chuyển góc lắc dọc

Dịch chuyển của ghế ngồi (hình 3.16)

Hình 3.16 : Dịch chuyển của ghế ngồi Vận tốc dịch chuyển của ghế ngồi (hình 3.17)

Hình 3.17 :Vận tốc dịch chuyển của ghế ngồi

Gia tốc của dịch chuyển của trọng tâm ghế ngồi (.hình 3.18)

Hình 3.18 :Gia tốc dịch chuyển của ghế ngồi

Định dạng
Số trang	83
Dung lượng	2,38 MB