NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG Ô TÔ

Ô tô là một hệ dao động phức tạp nằm trong mối liên hệ chặt chẽ với đường có biên dạng phức tạp. Dao động ô tô không những ảnh hưởng tới con người (lái xe và hành khách), hàng hóa chuyên chở, độ bền của cụm tổng thành, độ an toàn chuyển động của ô tô mà còn ảnh hưởng đến tuổi thọ của đường. Đặc biệt trong quá trình chuyển động, khi ô tô dao động làm phát sinh tải trọng động rất lớn tác động lên hệ thống khung vỏ của ô tô, các chi tiết, cơ cấu tổng thành… ảnh hưởng đến...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG Ô TÔ CHƯƠNG I: TỔNG QUAN. 1.1. CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG Ô TÔ. Ô tô là một hệ dao động phức tạp nằm trong mối liên hệ chặt chẽ với đường có biên dạng phức tạp. Dao động ô tô không những ảnh hưởng tới con người (lái xe và hành khách), hàng hóa chuyên chở, độ bền của cụm tổng thành, độ an toàn chuyển động của ô tô mà còn ảnh hưởng đến tuổi thọ của đường. Đặc biệt trong quá trình chuyển động, khi ô tô dao động làm phát sinh tải trọng động rất lớn tác động lên hệ thống khung vỏ của ô tô, các chi tiết, cơ cấu tổng thành… ảnh hưởng đến độ bền và tuổi thọ của chúng. Việc nghiên cứu dao động của ô tô được chia làm 3 hướng: - Nghiên cứu biên dạng bề mặt đường. - Nghiên cứu dao động của ô tô. - Nghiên cứu cảm giác của con người, sự an toàn của hàng hóa chuyên chở. 1.1.1. Nghiên cứu biên dạng bề mặt đường. Nghiên cứu biên dạng bề mặt đường được tiến hành bằng thực nghiệm và lý thuyết nhằm xác định quy luật kích thích dao động của ô tô. Bằng các phương pháp đo ghi biên dạng mặt đường khác nhau, tiến hành xử lý các kết quả nhận được bằng thống kê. Các đặc tính thống kê của biên dạng bề mặt đường phản ánh sự thay đổi của chúng trong điều kiện sử dụng dưới tác dụng của ô tô, thời gian, điều kiện khí hậu và môi trường … Bằng các đặc tính thống kê biên dạng đường, người ta xây dựng mô hình về biên dạng đường để làm cơ sở cho tính toán sau này. 1.1.2. Nghiên cứu dao động ô tô. Nghiên cứu dao động ô tô với mục đích cải thiện độ êm dịu chuyển động, chất lượng kéo, tính kinh tế, tính dẫn hướng, độ ổn định chuyển động, độ bền và độ tin cậy… Vì vậy nghiên cứu dao động ô tô phải xác lập mối quan hệ giữa dao động với các chỉ tiêu khai thác trên. Nghiên cứu lý thuyết dao động ô tô thường được tiến hành như sau: -1- - Thay thế ô tô bằng hệ dao động tương đương, tùy theo quan điểm và mục đích nghiên cứu. - Thiết lập mô hình toán học (Hệ phương trình chuyển động) trên cơ sở sử dụng các phương pháp của cơ học giải tích hoặc nghuyên lý Dalambe. - Giải hệ phương trình nhờ máy tính điện tử hoặc máy tính số. Phân tích các thông số đầu vào của hệ trên cơ sở các giả thuyết về dao động tuyến tính hoặc phi tuyến tính, kích thích dao động làm hàm điều hòa hay ngẫu nhiên. Một trong những bài toán cơ bản khi nghiên cứu dao động ô tô là làm rõ ảnh hưởng của sự thay đổi các thông số của hệ dao động . Việc nghiên cứu thực nghiệm dao động ô tô có ý nghĩa rất quan trọng bởi vì khi tiến hành thử nghiệm người ta giải quyết các vấn đề như: Bằng cách nào để kích thích cho ô tô dao động, gia công xử lý các số liệu thực nghiệm. Dao động của ô tô nằm trong một dải tần số rộng có thể phân ra dao động của khối lượng treo ở tần số thấp, dao động của khối lượng không được treo ở tần số cao, dao động của thân vỏ xe ở dung động và phát ồn… 1.1.3. Nghiên cứu cảm giác của con người. Nghiên cứu cảm giác của con người trên ô tô là công việc khó khăn, vì phải xác định mức mệt mỏi về thần kính và thể xác cũng như sự phản ứng của các cơ quan, bộ phận của người lái và hành khách. Để có thể tạo ra một hệ dao động có chất lượng tốt cần thiết phải nghiên cứu dao động ô tô trong mối liên hệ tổng thể “Đường – Ô tô – Con người” (Hình 1.1). Các kết quả nghiên cứu dao động ô tô sẽ góp phần nâng cao chất lượng thiết kế chế tạo ô tô góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng và năng suất vận chuyển của ô tô trong nền kinh tế quốc dân. -2- Hình 1.1. Sơ đồ cấu trúc hệ thống “Đường – ô tô – con người” trong nghiên cứu dao động của ô tô -3- 1.2. CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ DAO ĐỘNG VÀ ĐỘ ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ. Các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước đã đưa ra một số chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động của ô tô như sau: 1.2.1. Tần số dao động. Trong sinh hoạt hàng ngày do phải di chuyển từ chỗ này đến chỗ khác nên con người quen với nhịp điệu bước đi, trung bình một phút con người có thể thực hiện được 60  90 bước đi. Khi quan niệm con người thực hiện bước đi là thực hiện một dao động thì con người đã quen với tần số dao động 60  90 lần/phút. Tần số dao động của ô tô nằm trong giới hạn sau: - Đối với xe con: nk  60  90 lần/phút 1  1,5Hz  - Đối với xe tải : nk  90  120 lần/phút 1, 6  2Hz  Ở Việt Nam chỉ số này đang được đề nghị nhỏ hơn 2,5Hz đối với các ô tô sản xuất lắp ráp trong nước. 1.2.2. Gia tốc dao động. Gia tốc dao động là thông số quan trọng để đánh giá độ êm dịu chuyển động, nó kể đến ảnh hưởng đồng thời của biên độ và tần số dao động. Vì dao động tự do tắt dần chỉ tồn tại trong một số 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. Giá trị gia tốc giới hạn theo các phương OX (phương dọc xe), OY (phương ngang xe), OZ (phương thẳng đứng) được xác định bằng thực nghiệm như sau:    X  1, 0m / s 2 ; Y  0, 7m / s 2 ; Z  2,5m / s 2 Các số liệu trên có thể coi là gần đúng để đánh giá độ êm dịu chuyển động của ô tô, vì đó là số liệu thống kê, hơn nữa dao động ô tô truyền cho con người mang tính chất ngẫu nhiên ở dải tần số rộng. 1.2.3. Hệ số êm dịu chuyển động (K). -4- Hệ số êm dịu chuyển động K phụ thuộc vào tần số dao động, gia tốc dao động, vận tốc dao động, phương dao động và thời gian tác dụng của nó đến con người. Nếu K là hằng số thì cảm giác khi dao động sẽ không thay đổi. Hệ số K được xác định theo công thức:  12,5.Z  18.RMS  Z  K    K y .RMS ...