Xem mẫu
0
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƢƠNG MẠNH HÙNG
NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA Ô TÔ KHÁCH CÓ SỬ
DỤNG HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT
H Nội - 2017
i
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƢƠNG MẠNH HÙNG
NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA Ô TÔ KHÁCH CÓ SỬ DỤNG
HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN
Chuyên ngành: KỸ THUẬT Ô TÔ – MÁY KÉO
Mã số : 62.52.01.16.03
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS-TS. Đ o Mạnh Hùng
2.TS.Nguyễn Tuấn Anh
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT
H Nội - 2017
ii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và
chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Các số liệu,
kết quả đưa ra trong luận án là trung thực.
TÁC GIẢ LUẬN ÁN
i
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU ........................................................................................ iv
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................ vi
DANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................................. vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ....................................................................................... vii
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................... 1
Chƣơng I. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .............................................. 5
1.1. Xu hƣớng phát triển ô tô khách ở Việt Nam. .................................................... 5
1.1.1. Đặc điểm và sự phát triển mạng lưới giao thông ở Việt Nam ......................... 5
1.1.2. Hiện trạng phát triển ô tô khách ở Việt Nam. ................................................. 6
1.1.3. Tình hình sản xuất lắp ráp ô tô khách ở Việt Nam .......................................... 8
1.2. Hệ thống treo h n n. ....................................................................................... 10
1.2.1. Đặc điểm hệ thống treo khí nén ..................................................................... 10
1.2.2. Hệ thống treo khí nén trên ô tô khách ........................................................... 11
1.2.3. Các mô hình nghiên cứu động lực học hệ thống treo khí nén ....................... 12
1.3. Khái quát về các công trình nghiên cứu liên quan đến nội dung đề tài ........ 15
1.3.1. Các công trình nghiên cứu trên thế giới có liên quan đến tài ....................... 18
1.3.2. Các công trình nghiên cứu dao động ô tô trong nước. ................................. 20
1.4. Vấn đề còn tồn tại v hƣớng nghiên cứu. ........................................................ 23
1.5. Nhiệm vụ nghiên cứu của luận án .................................................................... 24
KẾT LUẬN CHƢƠNG I .......................................................................................... 24
Chƣơng II. THIẾT LẬP MÔ HÌNH DAO ĐỘNG Ô TÔ KHÁCH SỬ DỤNG HỆ
THỐNG TREO KHÍ NÉN ............................................................................................ 26
2.1. Mô hình động lực học của lò xo h n n .......................................................... 26
2.1.1. Cơ sở lý thuyết nhiệt động học ...................................................................... 26
2.1.2. Các thông số đặc trưng của l
o h n n ..................................................... 28
2.1.3. Mô hình toán học của lò xo khí nén ............................................................... 29
2.2. Đ c t nh đ n hồi lò xo h n n. ......................................................................... 33
2.2.1. Đặc t nh đ n hồi t nh. .................................................................................... 33
2.2.2. Đặc t nh động lực học lò xo khí nén. ............................................................. 35
2.3. Mô hình dao động ô tô h ch với hệ thống treo khí nén. ............................... 38
2.3.1 C c giả thiết hi
dựng ô h nh ............................................................... 38
2.3.2. Mô h nh dao động 1/4 ô tô với hệ thống treo khí nén.................................... 39
ii
2.3.3. Mô h nh dao động ô tô trong không gian với hệ thống treo khí nén ............. 42
2.4. C c ch tiêu đ nh gi dao động ô tô .................................................................. 54
2.4.1. Chỉ tiêu đ nh gi độ êm dịu chuyển động ..................................................... 54
2.4.2. Chỉ tiêu đ nh gi an to n chu ển động ......................................................... 55
KẾT LUẬN CHƢƠNG II......................................................................................... 60
Chƣơng III. KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN DAO ĐỘNG CỦA Ô
TÔ KHÁCH SỬ DỤNG HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN ....................................... 61
3.1. Mô phỏng mô hình nghiên cứu dao động ô tô trong Matlab Simulink ......... 61
3.2. Ô tô khách UNIVERSE. .................................................................................... 66
3.3. Khảo s t dao động riêng của ô tô..................................................................... 68
3.3.1. Tần số dao động riêng của ô tô theo phương thẳng đứng............................. 68
3.3.2. Tần số dao động riêng lắc ngang .................................................................. 69
3.4. Khảo s t dao động của ô tô trong miền thời gian. .......................................... 69
3.4.1. Ảnh hưởng của mấp mô mặt đường. .............................................................. 69
3.4.2. Ảnh hưởng của p suất trong l
o h n n ................................................... 74
3.4.3. Ảnh hưởng của thể tích bình khí phụ ............................................................. 77
3.5. Khảo s t dao động của ô tô trong miền tần số ................................................ 81
3.5.1. Ảnh hưởng của áp suất trong l
o h n n đến êm dịu chuyển động. .......... 82
3.5.2. Ảnh hưởng của thể tích bình khí phụ đến êm dịu chuyển động ..................... 85
3.5.3. Ảnh hưởng của thể tích bình khí phụ đến tính ổn định chuyển động ............ 86
KẾT LUẬN CHƢƠNG III ....................................................................................... 88
Chƣơng IV: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM .......................................................... 89
4.1. Mục đ ch của nghiên cứu thực nghiệm ............................................................ 89
4.2. Thí nghiệm x c định độ cứng tĩnh lò xo h n n ............................................. 89
4.2.1. Điều kiện khi thực hiện thí nghiệm ................................................................ 89
4.2.2. Trang thiết bị phục vụ thí nghiệm .................................................................. 90
4.2.3. Phương ph p thực hiện thí nghiệm................................................................ 91
4.2.4. Kết quả thí nghiệm ......................................................................................... 92
4.3. Thí nghiệm x c định độ cứng động lực học lò xo khí nén ............................. 94
4.3.1. Trang thiết bị phục vụ thí nghiệm .................................................................. 94
4.3.2. Phương ph p thực hiện thí nghiệm................................................................ 94
4.3.3. Kết quả thí nghiệm ......................................................................................... 97
4.4. Sử dụng kết quả thí nghiệm để chuẩn hóa mô hình lý thuyết ..................... 100
4.4.1. Sử dụng kết quả lý thuyết để chuẩn hóa đường đặc t nh t nh l
o h n n 101
4.4.2. Sử dụng kết quả thí nghiệ để chuẩn hóa ô h nh dao động trong không
gian ô tô khách ....................................................................................................... 102
nguon tai.lieu . vn
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƢƠNG MẠNH HÙNG
NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA Ô TÔ KHÁCH CÓ SỬ
DỤNG HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT
H Nội - 2017
i
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƢƠNG MẠNH HÙNG
NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA Ô TÔ KHÁCH CÓ SỬ DỤNG
HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN
Chuyên ngành: KỸ THUẬT Ô TÔ – MÁY KÉO
Mã số : 62.52.01.16.03
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS-TS. Đ o Mạnh Hùng
2.TS.Nguyễn Tuấn Anh
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT
H Nội - 2017
ii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và
chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Các số liệu,
kết quả đưa ra trong luận án là trung thực.
TÁC GIẢ LUẬN ÁN
i
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU ........................................................................................ iv
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................ vi
DANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................................. vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ....................................................................................... vii
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................... 1
Chƣơng I. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .............................................. 5
1.1. Xu hƣớng phát triển ô tô khách ở Việt Nam. .................................................... 5
1.1.1. Đặc điểm và sự phát triển mạng lưới giao thông ở Việt Nam ......................... 5
1.1.2. Hiện trạng phát triển ô tô khách ở Việt Nam. ................................................. 6
1.1.3. Tình hình sản xuất lắp ráp ô tô khách ở Việt Nam .......................................... 8
1.2. Hệ thống treo h n n. ....................................................................................... 10
1.2.1. Đặc điểm hệ thống treo khí nén ..................................................................... 10
1.2.2. Hệ thống treo khí nén trên ô tô khách ........................................................... 11
1.2.3. Các mô hình nghiên cứu động lực học hệ thống treo khí nén ....................... 12
1.3. Khái quát về các công trình nghiên cứu liên quan đến nội dung đề tài ........ 15
1.3.1. Các công trình nghiên cứu trên thế giới có liên quan đến tài ....................... 18
1.3.2. Các công trình nghiên cứu dao động ô tô trong nước. ................................. 20
1.4. Vấn đề còn tồn tại v hƣớng nghiên cứu. ........................................................ 23
1.5. Nhiệm vụ nghiên cứu của luận án .................................................................... 24
KẾT LUẬN CHƢƠNG I .......................................................................................... 24
Chƣơng II. THIẾT LẬP MÔ HÌNH DAO ĐỘNG Ô TÔ KHÁCH SỬ DỤNG HỆ
THỐNG TREO KHÍ NÉN ............................................................................................ 26
2.1. Mô hình động lực học của lò xo h n n .......................................................... 26
2.1.1. Cơ sở lý thuyết nhiệt động học ...................................................................... 26
2.1.2. Các thông số đặc trưng của l
o h n n ..................................................... 28
2.1.3. Mô hình toán học của lò xo khí nén ............................................................... 29
2.2. Đ c t nh đ n hồi lò xo h n n. ......................................................................... 33
2.2.1. Đặc t nh đ n hồi t nh. .................................................................................... 33
2.2.2. Đặc t nh động lực học lò xo khí nén. ............................................................. 35
2.3. Mô hình dao động ô tô h ch với hệ thống treo khí nén. ............................... 38
2.3.1 C c giả thiết hi
dựng ô h nh ............................................................... 38
2.3.2. Mô h nh dao động 1/4 ô tô với hệ thống treo khí nén.................................... 39
ii
2.3.3. Mô h nh dao động ô tô trong không gian với hệ thống treo khí nén ............. 42
2.4. C c ch tiêu đ nh gi dao động ô tô .................................................................. 54
2.4.1. Chỉ tiêu đ nh gi độ êm dịu chuyển động ..................................................... 54
2.4.2. Chỉ tiêu đ nh gi an to n chu ển động ......................................................... 55
KẾT LUẬN CHƢƠNG II......................................................................................... 60
Chƣơng III. KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN DAO ĐỘNG CỦA Ô
TÔ KHÁCH SỬ DỤNG HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN ....................................... 61
3.1. Mô phỏng mô hình nghiên cứu dao động ô tô trong Matlab Simulink ......... 61
3.2. Ô tô khách UNIVERSE. .................................................................................... 66
3.3. Khảo s t dao động riêng của ô tô..................................................................... 68
3.3.1. Tần số dao động riêng của ô tô theo phương thẳng đứng............................. 68
3.3.2. Tần số dao động riêng lắc ngang .................................................................. 69
3.4. Khảo s t dao động của ô tô trong miền thời gian. .......................................... 69
3.4.1. Ảnh hưởng của mấp mô mặt đường. .............................................................. 69
3.4.2. Ảnh hưởng của p suất trong l
o h n n ................................................... 74
3.4.3. Ảnh hưởng của thể tích bình khí phụ ............................................................. 77
3.5. Khảo s t dao động của ô tô trong miền tần số ................................................ 81
3.5.1. Ảnh hưởng của áp suất trong l
o h n n đến êm dịu chuyển động. .......... 82
3.5.2. Ảnh hưởng của thể tích bình khí phụ đến êm dịu chuyển động ..................... 85
3.5.3. Ảnh hưởng của thể tích bình khí phụ đến tính ổn định chuyển động ............ 86
KẾT LUẬN CHƢƠNG III ....................................................................................... 88
Chƣơng IV: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM .......................................................... 89
4.1. Mục đ ch của nghiên cứu thực nghiệm ............................................................ 89
4.2. Thí nghiệm x c định độ cứng tĩnh lò xo h n n ............................................. 89
4.2.1. Điều kiện khi thực hiện thí nghiệm ................................................................ 89
4.2.2. Trang thiết bị phục vụ thí nghiệm .................................................................. 90
4.2.3. Phương ph p thực hiện thí nghiệm................................................................ 91
4.2.4. Kết quả thí nghiệm ......................................................................................... 92
4.3. Thí nghiệm x c định độ cứng động lực học lò xo khí nén ............................. 94
4.3.1. Trang thiết bị phục vụ thí nghiệm .................................................................. 94
4.3.2. Phương ph p thực hiện thí nghiệm................................................................ 94
4.3.3. Kết quả thí nghiệm ......................................................................................... 97
4.4. Sử dụng kết quả thí nghiệm để chuẩn hóa mô hình lý thuyết ..................... 100
4.4.1. Sử dụng kết quả lý thuyết để chuẩn hóa đường đặc t nh t nh l
o h n n 101
4.4.2. Sử dụng kết quả thí nghiệ để chuẩn hóa ô h nh dao động trong không
gian ô tô khách ....................................................................................................... 102