Giáo trình Dao động và tiếng ồn ô tô: Phần 2 - TS. Lâm Mai Long

Giáo trình Dao động và tiếng ồn ô tô gồm có 7 chương, với các nội dung chính như sau: Khái niệm chung; Các nguồn kích thích dao động; Đặc tính của các bộ phận trong hệ thống treo; Hệ dao động ô tô; Thí nghiệm về độ êm dịu chuyển động và phương pháp xác định các thông số cơ bản của hệ dao động ô tô; Dao động tần số cao và tiếng ồn;... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 2 dưới đây.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Dao động và tiếng ồn ô tô: Phần 2 - TS. Lâm Mai Long Chương 5 THÍ NGHIỆM VỀ ĐỘ ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA HỆ DAO ĐỘNG Ô TÔ 5.1 THÍ NGHIỆM VỀ ĐỘ ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ Độ êm dịu chuyển động của ô tô xác định tính tiện nghi (comfort) chung của nó tức là đảm bảo sự êm dịu cho hành khách và hàng hóa cũng như tốc độ yêu cầu khi chuyển động trên đường cứng với những lớp phủ mặt đường nhấp nhô khác nhau. Thông số cơ bản đánh giá độ êm dịu chuyển động của ô tô là giá trị gia tốc bình phương trung bình RMS (Root Mean Square) σ [m/s2] hay tỷ lệ so với gia tốc trọng trường g (9.81 m/s2) và được xác định bằng các phương pháp đặc trưng của ô tô. Giá trị của gia tốc bình phương trung bình được xác định theo công thức: 1 ???? σ????̈ t = [ ∫0 ????̈ t(t)dt ]½ ???? Trong đó: ????̈ t(t) là biên độ gia tốc thẳng đứng biến thiên theo thời gian [s]; T [s] là khoảng thời gian đo. Trong các thí nghiệm kéo dài trong vòng 8 giờ ở các tần số dao động được cho là nhạy cảm với con người (từ 4 tới 8 Hz) thì các giá trị RMS tác động lên con người sẽ tạo nên các cảm giác: - Dễ chịu: 0.1 m/s2 - Gây mệt mỏi: 0.315 m/s2 - Gây ảnh hưởng xấu tới sức khỏe: 0.63 m/s2 Cùng với gia tốc bình phương trung bình trong dịch chuyển thẳng đứng của thùng xe thì giá trị cực đại của gia tốc này ????????̈ cũng được xác định và là một thông số cần được hạn chế. Giá trị gia tốc cực đại được xác định trên đường và ở tốc độ gây ra sự cộng hưởng của KLĐT và KLKĐT của ô tô. Giá trị hạn chế của gia tốc này thường ở mức nhỏ hơn 0.5 m/s2. Điều kiện thí nghiệm cần được chuẩn bị như sau: Xe có chất lượng tốt, tải trọng đủ và bố trí hợp lý để tọa độ trọng tâm đúng như thiết kế, lốp xe được bơm đúng áp lực, các chi tiết của hệ thống treo phải được kiểm tra đúng quy định, thiết bị đo phải được gắn cứng vững trên xe. 74 Thí nghiệm được tiến hành trên các nhóm đường như sau: - Nhóm I: Đường bê tông nhựa trạng thái tốt (với độ nhấp nhô bình phương trung bình vào khoảng 0.7 - 1.2 cm). - Nhóm II là mặt đường trải đá ở trạng thái trung bình (chiều cao bình phương trung bình của độ không phẳng vào khoảng 2.5 - 3.5 cm) - Nhóm III là đường trải đá ở trạng thái xấu (chiều cao bình phương trung bình của nhấp nhô khoảng 2.5 - 3.5 cm). Ô tô du lịch được thí nghiệm chỉ trên loại đường nhóm I và II. Trên mỗi loại đường thí nghiệm được tiến hành ở ít nhất 3 tốc độ (theo quy định của tiêu chuẩn). Trong trường hợp xuất hiện cộng hưởng của KLĐT thì ta tính thêm chế độ tốc độ cộng hưởng này. Các cảm biến gia tốc thẳng đứng được đặt ở các vị trí sau: Ở xe du lịch cảm biến được đặt ở vị trí bên trái phía trước và bên phải phía sau của các ghế ngồi. Ở xe buýt cảm biến đặt ở các ghế ngồi bên trái trên cầu trước, cầu sau và vị trí ghế người lái. Ở những xe tải thì cảm biến đặt ở giữa ghế ngồi của người lái. Các số liệu thí nghiệm về gia tốc bình phương trung bình phải được gia công với sai số không lớn hơn 5%. Kết quả các giá trị bình phương trung bình được vẽ lên đồ thị trong sự phụ thuộc vào tốc độ chuyển động và tương ứng với từng loại đường. Các xung gia tốc cực đại cũng được ghi nhận và lập thành bảng thống kê. 5.2 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA HỆ DAO ĐỘNG Trong chương 3 và 4 chúng ta đã đề cập tới nhiều thông số cơ bản của hệ thống treo như tỷ số truyền cơ cấu hướng, tần số dao động riêng, hệ số không chu kỳ riêng, mô men quán tính thu gọn của ô tô. Đây là các thông số phụ thuộc vào cấu tạo của ô tô và có ảnh hưởng quan trọng tới dao động của xe. Những quan hệ lý thuyết của các thông số này đã được đề cập, nhưng việc xác định giá trị của chúng theo lý thuyết gặp nhiều khó khăn vì đối với một ô tô cụ thể khó có thể đo đạc các thông số riêng lẻ như độ cứng lò xo, hệ số cản giảm chấn, khối lượng và mô men quán tính thùng xe, khối lượng và mô men quán tính cầu xe v.v. Chính vì vậy các phương pháp tính toán dựa vào các thông số thực nghiệm dễ đo đạc sẽ được giới thiệu trong chương này. 75 5.2.1 Xác định tần số riêng Theo Hình 5.1, tần số dao động riêng của hệ một khối lượng có giảm chấn có thể xác định bằng cách đo biến dạng tĩnh của hệ Z như sau: Ta có Z. C = m.g do đó C = m.g / Z Tần số dao động riêng (tần số góc): ω = (C / m)1/2 = (g / Z)1/2 [5.1] Như vậy bằng cách xác định biến dạng tĩnh ta có thể xác định tần số góc riêng của hệ. Biến dạng tĩnh Z của hệ thống treo ô tô có thể dễ dàng đo đạc bằng thực nghiệm. Hình 5.1. Xác định tần số dao động riêng 5.2.2 Xác định hệ số không tuần hoàn ψ Hình 5.2. Xung dao động tự do có giảm chấn 76 Với hệ một khối lượng dao động tự do có lực cản, bằng thiết bị đo dao động (dịch chuyển thẳng đứng Z của KLĐT) ta có thể vẽ được đồ thị như Hình 5.2. Trên đồ thị ta có thể xác định các biên độ dịch chuyển z1, z2, …zn. Khi đó hệ số không tuần hoàn ψ có thể xác định bằng một trong các công thức sau: ????1 ????1 1/2 Ψ ≈ ln / (4???? 2 + ????????2 ) [5.2] ????2 ????2 Hoặc chính xác hơn ta dựa vào các biên độ Z1 và Zn: ????1 ????1 1/2 Ψ ≈ ln / (4 (???? − 1)2 ???? 2 + ????????2 ) [5.3] ???????? ???????? 5.2.3 Xác định tỷ số truyền cơ cấu hướng Trong tính toán hệ thống treo cần phân biệt các khái niệm độ cứng và hệ số cản giảm chấn của hệ thống treo và của các phần tử đàn hồi và giảm chấn. Sự khác biệt giữa chúng liên quan tới tỷ số truyền động học của cơ cấu hướng hệ thống treo. ...