Nghiên cứu mức độ êm dịu của xe Bus DAEWOO BC212MA sử dụng trong Tp.hồ Chí Minh

Nội dung text: Nghiên cứu mức độ êm dịu của xe Bus DAEWOO BC212MA sử dụng trong Tp.hồ Chí Minh

1. NGHIÊN CỨU MỨC ĐỘ ÊM DỊU CỦA XE BUS DAEWOO BC212MA SỬ DỤNG TRONG TP.HỒ CHÍ MINH [1] PGS.TS Nguyễn Văn Phụng, [2] KS. Hồ Văn Hóa Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM [2]vanhoaspkt@gmail.com TÓM TẮT Luận văn này là kết quả nghiên cứu mức độ êm dịu của xe Bus “ DAEWOO BC212MA” sử dụng trong TP.HCM bằng cách vận dụng lý thuyết về dao động, xây dựng mô hình toán học, thiết lập phương trình vi phân mô tả sự chuyển động của ôtô. Các thông số được tính toán trên phần mềm Matlab với kết quả có độ chính xác cao. Kết quả tính toán sẽ được so sánh với các tiêu chuẩn về độ êm dịu để có những đánh giá mang tính khoa học về độ êm dịu của loại xe này. Để có được đặc tính về độ êm dịu cao, tải trọng va đập bé, tác giả đã sử dụng mô hình động lực học và hệ phương trình vi phân để khảo sát sự ảnh hưởng của các thông số kết cấu đến đặc trưng dao động của hệ, đồng thời tìm ra công thức tối ưu cho các thông số về độ cứng của bộ phận đàn hồi hệ thống treo, và hệ số giảm chấn của hệ thống treo. ABSTRACT This thesis is results on research vibration of “DAEWOO BC212MA” automobile, which is widely used in Ho Chi Minh city, by applying vibration theory, building mathematic model, establishing differential equation describing the automobile’s movement. All the data has been worked out on Matlab program which provides absolutely right results. The results, then, compared with the vibration standards, provide scientific conclusion on the automobile. To device high comfort – characteristic and minimum dynamic loading capacity, researcher used dynamical model and differential equation to survey the influence of structure parameters to typical virbration system, simultaneously to find optimal formula for sping stiffness of suspension. 1
2. 1. GIỚI THIỆU Để đáp ứng nhu cầu đi lại cũng như vận chuyển hàng hoá và hành khách công cộng, thay mới và bổ sung cho các tuyến xe Bus tại TP Hà Nội, Các thành phố lớn như TP Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hải Phòng Đây là xe Bus 3 cửa, Sàn thấp, treo phụ thuộc, nhíp lá, giảm chấn thủy lực kép. Công nghệ ôtô đã không ngừng thay đổi và phát triển, cải tiến sản phẩm để liên tục cho ra đời những loại xe kiểu dáng mới, tiện nghi hơn phù hợp với nhu cầu, điều kiện kinh tế của mỗi người, phù hợp với đặc điểm thành phố và đạt những tiêu chuẩn đã qui định. Chính vì thế mà xe Bus DAEWOO BC 212 MA được ra đời. Với những đặc điểm về các thông số kỹ thuật trên dòng xe Bus DAEWOO BC212MA khi hoạt động sẽ có nhiều tiện ích và an toàn cho hành khách. Dòng xe này còn có thêm tiện ích nữa cho khách hàng là sàn xe thấp và chỉ có 01 bậc lên xuống cho cửa trước và cửa giữa, loại cửa dạng 2 mảnh đóng mở trượt vào trong, chiều rộng hữu ích của cửa là 1.200mm (thông thường các loại xe buýt chiều rộng hữu ích của cửa lên xuống là 600 – 900mm). Với 3 cửa lên xuống sẽ giảm hẳn thời gian dừng và đỗ xe, nhất là khi tan tầm, hành khách sẽ không còn cảnh chen lấn khi lên xuống. Hình 1: Xe Bus DAEWOO BC 212 MA 2
3. 2. MÔ HÌNH DAO ĐỘNG CỦA XE : 3. HỆ PHƢƠNG TRÌNH VI PHÂN TỔNG QUÁT 3.1. Hệ phƣơng trình vi phân tổng quát trong mặt phẳng dọc  Hệ phương trình vi phân chuyển động của dao động ô tô trong mặt phẳng dọc, được viết như sau:     m2Z K2t K2s Z K2sb K2t a  K2t Z1t K2s Z1s C C Z C b C a C Z C Z 0 2t 2s 2s 2t 2t 1t 2s 1s .   2 2    J y K2sb K2t a Z K2sb K2t a K2t a Z1t K2sbZ1s C b C a Z C b2 C a2 C aZ C bZ 0 2s 2t 2s 2t 2t 1t 2s 1s .    m1t Z1t K2t Z K2t a  K2t Z1t C2t Z C2t a C1t C2t Z1t 1 C q 1 Cost 2 1t 0 . m Z K Z K b  K Z C Z C b C C Z 1s 1s 2s 2s 2s 1s 2s 2s 1s 2s 1s 1 2 .l C1sq0 1 Cos t 2 L 3
4. 3.2. Hệ phƣơng trình vi phân tổng quát trong mặt phẳng ngang  Hệ phương trình vi phân chuyển động của dao động ô tô trong mặt phẳng ngang đối với cầu sau, được viết như sau:     mZ2s 2 KZKZ 2 ph 2121 tr tr KZ ph ph 2 CZCZ 2 ph 2121 tr tr CZ ph ph 0 . 22 BBBB  JKKZKZCx 222 ph  2 tr 1 tr 2 ph 1 ph 2 ph  2 2 2 2 BB CZCZ 0 2tr22 1 tr 2 ph 1 ph .  BB  m1tr Z 1 tr K 2 tr Z K 2 tr K 2 tr Z 1 tr C 2 tr Z C 2 tr  CCZ1tr 2 tr 1 tr 2 2 1 C q 1 Cos  t 2 10tr .  BB  mZKZK1122ph ph ph ph KZCZC 2122 ph ph ph ph CCZ 121 ph ph ph 22 1 C10tr q 1 Cos  t 2 4
5. 4. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 4.1. Kết quả mô phỏng các thông số trên mặt phẳng dọc  Kết quả mô phỏng bằng các thông số trong mặt phẳng dọc - Kết quả hiển thị bằng đồ thị 0.16 0.16 Nhun Nhun 0.14 Xoay thung xe 0.14 Xoay thung xe Cau truoc Cau truoc 0.12 Cau sau 0.12 Cau sau 0.1 0.1 0.08 0.08 0.06 0.06 Chuyen vi Chuyen Chuyen vi Chuyen 0.04 0.04 0.02 0.02 0 0 -0.02 -0.02 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Thoi gian (s) Thoi gian (s) 1.8 1.8 Nhun Nhun 1.6 Xoay thung xe 1.6 Xoay thung xe Cau truoc Cau truoc 1.4 1.4 Cau sau Cau sau 1.2 1.2 1 1 0.8 0.8 Van Van toc Van Van toc 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 0.2 0 0 -0.2 -0.2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Thoi gian (s) Thoi gian (s) 5
6. Nhun Nhun 80 80 Xoay thung xe Xoay thung xe Cau truoc Cau truoc 60 60 Cau sau Cau sau 40 40 20 20 0 Gia Gia toc 0 Gia Gia toc -20 -20 -40 -40 -60 -60 -80 -80 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 Thoi gian (s) Thoi gian (s) 4.2. Kết quả mô phỏng các thông số trên mặt phẳng ngang  Kết quả mô phỏng bằng các thông số trong mặt phẳng ngang - kết quả hiển thị bằng đồ thị 0.3 0.2 Nhun Nhun lac ngang lac ngang 0.25 Banh xe trai Banh xe trai 0.15 Banh xe phai Banh xe phai 0.2 0.1 0.15 Chuyen vi Chuyen 0.1 vi Chuyen 0.05 0.05 0 0 -0.05 -0.05 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Thoi gian (s) Thoi gian (s) 6
7. 2 2 Nhun Nhun lac ngang lac ngang 1.5 Banh xe trai Banh xe trai 1.5 Banh xe phai Banh xe phai 1 1 0.5 Van Van toc Van Van toc 0.5 0 0 -0.5 -1 -0.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Thoi gian (s) Thoi gian (s) 100 Nhun Nhun lac ngang 60 lac ngang Banh xe trai Banh xe trai Banh xe phai Banh xe phai 40 50 20 0 Gia Gia toc Gia toc -20 0 -40 -60 -50 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 Thoi gian (s) Thoi gian (s) 7
8. 5. KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 5.1. Kết luận - Trong bài toán dao động ở luận văn này, quan tâm đến tính toán các giá trị tần số dao động và trọng số gia tốc. Với việc biết trước các thông số đầy đủ của xe và các tác động bên ngoài như biên độ, dạng mặt đường cũng như vận tốc thực đạt của xe. Bằng các giải hệ phương trình vi phân cấp 2 đã được xây dựng trên phần mềm Matlab của máy tính ta xác định được các thông số dao động và các đồ thị tương ứng. - Sau khi thay thế các số liệu như : Độ cứng, độ cản thực tế của hệ thống treo xe bus Daewoo BC212MA vào hệ phương trình vi phân cấp 2. Xét trên cả 2 mặt phẳng dọc và mặt phẳng ngang thì kết quả đạt được lần lượt là : về tần số dao động và trọng số gia tốc thì xe trên không đạt yêu cầu về độ êm dịu. Đồng thời, theo vùng chỉ dẫn sức khỏe của TCVN thì không đảm bảo sức khỏe cho người ngồi trên xe. Vì thế, tác giả đã đề xuất các thông số hệ thống treo tối ưu nhằm để nâng cao độ êm dịu, để đảm bảo sức khỏe cho người ngồi trên xe. Sau khi kiểm tra lại độ võng tĩnh theo giá trị C2 tối ưu và tính toán K2 tối ưu thỏa mãn theo gia tốc thẳng đứng và tải trọng động thì được các thông số tối ưu. Khi mà giá trị C2> K2 thì dao động được dập tắt từ từ tạo sự êm dịu cho người ngồi trên xe. Như vậy, từ giá trị C2 và K2 thực tế trên xe để tăng độ êm dịu của xe thì phải giảm C2 và tăng K2 đến giá trị tối ưu. 5.2. Hƣớng phát triển đề tài - Tìm hiểu sâu các phần mềm tính toán như : CARSIMED, ALASKA (Đức), TRUCKSIM, ADAM (Mỹ), để có thể mô tả tính chất động học của xe và sự ảnh hưởng của hệ thống treo, hệ thống lái, phanh lên chuyển động của bánh xe. - Hướng phát triển tiếp theo của đề tài để tăng độ chính xác có thể tiếp tục khảo sát và xây dựng bài toán cho mô hình 3D, tăng số bậc tự do, tách riêng phần dao động người, xe và ghế ngồi, dao động của các bộ phận ôtô, khảo sát dao động với nhiều dạng Profil của mặt đường. 8
9. Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Văn Phụng. Lý thuyết tính toán dao động ôtô. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh, 1997. [2] Nguyễn Hữu Cẩn – Phan Đình Kiên. Thiết kế và tính toán ôtô máy kéo, Tập 2. NXB. ĐHTHCN. Hà Nội, 1984. [3] Tài liệu xe Bus DAEWOO BC212MA Công ty TNHH xe Bus DAEWOO VN. [4] Nguyễn Tuấn Kiệt. Động lực học kết cấu cơ khí. NXB Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh, 2002. [5] Vũ Đức Lập. Dao động ôtô. Học viện Kỹ Thuật Quân Sự Hà Nội, 1994. [6] Nguyễn Hoài Sơn. Dao động trong kỹ thuật. Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh, 1997. [7] Nguyễn Hoài Sơn - Nguyễn Thanh Việt - Bùi Xuân Lâm. Ứng dụng Matlab trong kỹ thuật, tập 1. NXB Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh, 2002. [8] Tiêu chuẩn Việt Nam – TCVN 6964-1:2001 ; ISO 2631-1: 1997. [9] Emmanuel D.Blanchard.On the Control Aspects of Semiactive Suspension for Automobile Applications. Blacksburg Virginia, 2003. [10] Mark A. McEver.Optimal Vibration Suppression Using On-line Pole/Zero Identification. Pp 1-103. Master of Science Thesis. Virginia Polytechnic Institute and StateUniversity. Blacksburg, Virginia, December 1999. Tp. HCM, ngày tháng năm 2015 XÁC NHẬN GVHD 9
10. BÀI BÁO KHOA HỌC THỰC HIỆN CÔNG BỐ THEO QUY CHẾ ĐÀO TẠO THẠC SỸ Bài báo khoa học của học viên có xác nhận và đề xuất cho đăng của Giảng viên hướng dẫn Bản tiếng Việt ©, TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH và TÁC GIẢ Bản quyền tác phẩm đã được bảo hộ bởi Luật xuất bản và Luật Sở hữu trí tuệ Việt Nam. Nghiêm cấm mọi hình thức xuất bản, sao chụp, phát tán nội dung khi chưa có sự đồng ý của tác giả và Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh. ĐỂ CÓ BÀI BÁO KHOA HỌC TỐT, CẦN CHUNG TAY BẢO VỆ TÁC QUYỀN! Thực hiện theo MTCL & KHTHMTCL Năm học 2016-2017 của Thư viện Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh.