Tóm tắt luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu dao động của ô tô khách có sử dụng hệ thống treo khí nén

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
i
g h
g ghi
i N
g
g
h i h
i
h hi
g
i gi h g h g g g
g
ở
g Nhiề
i ờ g ó h
g
ờ g
ố
h
h h
ử dụ g Thê
hí h
h hỗ
ủ Nh
hiề
i
ã
g
ặ bi
i
h h ỡ
hụ ụ
ế
ờ gd i
hụ ụ d ị h
b ý hụ ụ ậ i
g
g
hố g e hí é hi
g
ử dụ g
g ối hổi biế ê
h h
b ý
d ó hữ g í h ă g
i h
i h hố g e
i hí T
hiê ở i N
g
ă gầ
ề ử dụ g
h h ờ g d i ó h hố g e hí é
i
ố
ề h
ị h ề í h
í h ổ ị h hi
h
g ê
ờ g
dố ầ h i e
é
ử dụ g ố h hố g
ê
ở
g
ầ ó
g
h ghiê
h
Nghiê
gi i h
i
g
h
g ủ h hố g e hí é
g h
b hậ h
g
g ê ầ ề ê dị
í h
h
g
ầ hiế
D ậ
i
ặ
ề “Nghiên cứu dao động của ô tô khách có sử dụng hệ thống treo khí nén”
h
g ghiê
ó ý gh h
i
ầ hiế ở i N hi
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiê
h gi d
g
h h ử dụ g h hố g e hí é h g q
hỉ iê ê
dị
h
g hụ ụ h
g
hiế ế hế
g h h i h
khách ử
dụ g h hố g e hí é
ở i N
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- ối
g ghiê
ủ ậ
h h ó ử dụ g h hố g e hí é
ở i N
- Ph
i ghiê
ủ ậ
ghiê
ý h ế
h
ghi
ềd
g
h h
ó ử dụ g h hố g e hí é
ở i N
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Ph
g h
ghiê
ủ ậ
ế h giữ ghiê
ý h ế
i h
ghi
- ề ghiê
ý h ế ã
họ
h h
hầ ử
h i hí é ó
h g ób h
hí hụ ê
ở ó
d g
h hd
g h g gi
h h ử dụ g h hố g e hí
é
h
h hd
g bằ g M b - Si
i
h gi
hh ở g ủ
ố h g ố
ế
ử dụ g ế
hỉ iê ề
ê dị h
g
- Sử dụ g ế q
ghiê
h
ghi
i
h g í h hí h
ủ
h h hi
hỉ h
h h ý h ế
g hời
ị h
h g ố ầ
h
h h
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
* Ý nghĩa khoa học
-L
họ
h h
họ
d g
h h ghiê
g
họ h hố g e
hí é
h hd
g
h h
g h g gi
ó
ế ế ố hi
ế ủ
hí
é
g h hố g e L
họ
hỉ iê
h
h gi
h h ở g ủ h hố g e hí
é ế d
g
-L ậ
ó g gó ghiê
i ề
ố h g ố ế
ử dụ g h hố g e hí é
hh ở g ế d
g
h h
ở i N
Th g q
i
d g
h hd
g
ghiê
ý h ế
ậ
gó hầ h
hi
h
g h
h gi h
hố g e hí é hằ
g
í h ê dị
h
g ủ
h h
ử dụ g
g
* Ý nghĩa thực tiễn
- Kết qu nghiên c u của luận án sẽ góp phần hoàn thi n cho vi c thiết kế, chế t o và s n xu t l p
ráp ô tô khách sử dụng h thống treo khí nén.
- Luận án trình bày m t số ề xu t về sử dụng h thống treo khí nén trên các ô tô khách, giúp các
nhà qu ý ó
ở b h h
q
ịnh về khai thác, sử dụng ô tô khách có h thống treo khí
nén m t cách hi u qu và an toàn.

1

- Luận án có th
c dùng làm tài li u tham kh o cho sinh viên, họ iê h ê g h C hí
ô tô.
6. Bố cục của luận án
L ậ
g
hữ g hầ
h
g
:
- Chương 1: Tổ g q
ề
ề ghiê
- Chương 2: Thiế ậ
h hd
g
h h ử dụ g h hố g e hí é
- Chương 3: Kh
ế ố hh ở g ế d
g ủ
h h ử dụ g h
hố g
treo khí nén
- Chương 4: Nghiê
h
ghi
- Kết luận và kiến nghị, Phần phụ lục
7. Đóng góp mới của luận án
Luậ
ã iến hành chuẩn hóa mô hình nghiên c
ng l c học h thống treo khí nén bằng
th c nghi m v i sai số cho phép   10% X
ịnh bằng th c nghi
ờ g ặ í h h
ng
l c họ
hí é T ê
ở
h h e hí é ã
ịnh tiến hành xây d ng mô hình
nghiên c d
ng ô tô khách có sử dụng h thống treo khí nén, trong mô hình có k ến yếu tố
phi tuyến của h thống treo.
Kh
h hd
g
h h
h gi
h h ởng của m t số thông số kết c
ặc
g ủa h thố g e hí é ến các chỉ tiêu êm dịu và an toàn chuy
ng của ô tô khách s n
xu t l p ráp t i Vi t Nam:
-X
ị h
c nh của th tích bình khí phụ ến tính êm dịu và an toàn chuy
ng ô tô. Khi
h thống treo khí nén sử dụng thêm bình khí phụ gi m 11,5% góc nghiêng ngang thân xe v i
í h hí h ầu vào d ng xung, gi m 27,2% v i kích thích d ng ngẫu nhiên.
- Ả h h ởng của áp su t khí nén trong h thố g ến tính êm dịu và an toàn chuy
ng ô tô.
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
L ậ
ã ghiê
h
í h g h
g ghi
h
g h
i
h hở i N
T hh h
h h ó ử dụ g h hố g e hí é
ề
i h g
q
ó
ị h ụ iê ghiê
; h
í h
h gi
ghiê
ó iê q
ế h hố g
treo khí nén.
H hố g e ó hầ ử
h i i hí é g i là hệ thống treo khí nén g
g
d g
hổ biế ê
i
h h ỡ
D ó í h
i
ề í h ê dị h
g
h hố g e hí é hi
ã dầ
h hế h hố g e ử dụ g hầ ử
h i
i
i h : hí
h ặ h h
Phầ ử
h i hí é ủ h hố g ó h ă g h
ổi
g hờ
ặ í h hị
é ủ h g hí
g bầ h
ó h
dụ g i
g iề hi h ặ b
g
h
ổi
g h h
i
hế
h
g
Q
hi
ề
g
h ghiê
g
g i
h h
ghiê
d
g
h h ó ử dụ g h hố g e hí é ở
g
hi
gd g iở
ố ghiê
ý
h ế
g bố q
b ib
ậ ă h
ỹ h
g ghiê
ý h ế ế h
i
hí ghi
i
h g h
h hd
g
h h ó ử dụ g h hố g e hí é ở
g
g h
g ở Kế q
ghiê
ó h ử dụ g
i i
h
h
h i hiế
ế hế
ử dụ g h hố g e hí é h
h hở
g
Nhiệm vụ nghiên cứu của luận án
Tê
ở h
í h h h h ghiê
g
ê hế gi i
g h
ụ í h ối
g h
i ghiê
ã
h ị h Nhi
ụ ặ
ối i ậ
:
-L
họ
h h
họ
hỏ g hầ ử
h i hí é h hố g e
ị h ặ í h
h
g
họ
hí é
- Nghiê
d g
h hd
g
h h ó ử dụ g h hố g e hí é
g
h g gi
g
h h ó
ế ế ố hi
ế ủ
hí é T ê
ở
h hd
g ã
d g ghiê
g dụ g hầ
ề M b - Si
i
hỏ g d
g ủa ô tô
h h
g h g gi
h h
h hé ghiê
g hời
ặ
g
g
họ
ủ
ềd
g
g iề i
h
g hẳ g
h gi
hh ở g ủ
ế ố hi
2

ế
g h hố g e ế d
g
h
g ủ
Tê
ở ó
ố h ế
h i
ử dụ g
h h ó h hố g e hí é
- Nghiê
hh ở g ủ
ố h g ố ế
h hố g e hí é ế d
h h
i i N
h gi
i ậ
ế q
ghiê
ý h ế bằ g i
h i ế q
q
ó h ẩ hó
i
h h ý h ế ã
d g
ị h
ố h g ố ầ
hình.
Giới hạn của đề tài.
-T g h
hổ ậ
hỉ ghiê
hh ở g ủ
h g ố ế
ặ
hí é
g h hố g e ế d
g
h h
- Ch
ghiê
hh ở g ậ i
hế
hi iế
g h hố g e hí
g
- C hí ghi
ậ
g
ị h ặ í h h
g
họ
hí é d
h h
g
ử dụ g ở i N
ị h
ố h g ố i
h g
h
ã
d g

ề
g
hí ghi
h
g ủ
é

ế d

g ê
h ý h ế

CHƢƠNG 2. THIẾT LẬP MÔ HÌNH DAO ĐỘNG Ô TÔ KHÁCH SỬ DỤNG HỆ THỐNG
TREO KHÍ NÉN
L ậ
hb
ở ý h ế ề h
hí L
họ
h h
họ
d g
h h
g
họ hầ ử
h i hí é Kh
hh ở g ủ
h g ố ế
ế ặ í h
g
họ ủ hầ ử
h i hí é X d g
h hd
g trong không gian ô tô khách
ó ử dụ g h hố g e hí é
h h ó
ế
hh ở g ủ
ế ố hi
ế L
họ
hỉ iê
h gi í h ê dị
h
g
h h
i i
Nam.
2.1. Mô hình động lực học của lò xo khí nén
S
h thống e hí é
c th hi
ê
h 2 1 C ở toán họ h
h h ng l c
học h thố g e hí é
ặ í h
h i của lò xo khí nén trong d i tần số làm vi c của ô tô t
(0-20 z [55] ặ í h
h i củ
hí é
g ối ph c t p, phụ thu
q
h ng
l c học và nhi
ng của ch hí C
i
g
họ ặ
g b g m: áp su t, th tích, nhi t
, khối
ng, mậ
ă g
ng củ
hí é 2
g h b h hí hụ 5 (bình khí phụ là
phần tử được nối với lò xo khí nén).
3

4
5
6
7

2
8

1

Hình 2.1. Sơ đồ hệ thống treo khí nén
1- Cầu xe ; 2- Lò xo khí nén(Ballon); 3-Khung xe (chassi); 4- Đường ống khí; 5- Bình
khí phụ ; 6- Van tải tr ng; 7- Máy nén khí; 8- Bình chứa khí nén
C ở toán học của mô hình h thống treo khí nén phụ thu
q
h ng l c học và
nhi
ng học ph c t p của khí nén bên trong h thố g [55]
nghiên c
ặ í h ng l c học
của lò xo khí nén, có th sử dụng mô hình vậ ý [29] [55]
c gi i thi u trên Hình 2.2. Trong ó:
Vb và pb- Th tích và áp su t tuy
ối của khí nén trong lò xo khí nén; Vr và pr- Th tích và áp su t
tuy
ối của khí nén trong bình khí phụ; As và ls- Tiết di n mặt c t ngang và chiề d i ờng ống
nối lò xo khí nén và bình khí phụ; z -Biến d ng củ
hí é he h
g hẳ g ng; chuy n
ng của khí nén giữa lò xo khí nén và bình khí phụ
ặ
g bằng khối
ng ms và biến
d ng zs; n- Chỉ số biến.
Gọi
b
ầ áp suất tuyệt đối
g h hố g e hí é
p0, khi lò
hí é bị é
3

h

gz ó
h
ổi h í h g
h
ổi
g g ∆pb ∆pr trong lò xo khí
é
b h hí hụ.
T mô hình vật lý Hình 2.2 xây d ng mô hình toán học cho lò xo khí nén GENSYS [29] ,[55]
c th hi
h ê hình 2.3
Fz

Fz
pa
Fzt

z
Ae

z

zs
ke

ls
pb ,Vb

kv
M

ws

As

pr ,Vr

cw

mk

Hình 2.2. Mô hình vật lý lò xo khí nén
Hình 2.3. Mô hình toán h c lò xo khí nén GENSYS
H h
g
h
ng l c học phi tuyến của lò xo khí nén(hệ phương trình có kể đến
chuyển động của khối lượng dòng khí trong hệ thống) hi é ến chiều của vận tốc dòng khí trong
ờng ố g
c viế h
:
 Fz   p0  pa  Ae  ke zs  kv  z  ws  ,

 2.29 


 Mw  kv  z  ws   cw ws sign  ws  .


2.2. Đ c tính đàn h i lò xo khí nén.
c t nh n hồi tĩnh
Khi d
ng, chiều cao bu g
h i biế ổi h ờng xuyên, dẫn t i h
ổi giá trị di n tích
làm vi c và th tích của bu g
h i. C hai giá trị này chịu h h ởng của kết c u bu g
h i
(hình d ng củ i
Khi h
ổi th tích dẫn t i h
ổi áp su t trong bu g
h i, theo mô
h h Ge
ã
d ng (2.29
c g h ủ
hí é
hi h h h i ờng h p phụ
thu c vào tần số làm vi c của h thống: Vùng làm vi c ở tần số cao và tần số th p. Khi tiến hành
é
h
hí é
c g hK
ị h h
[55]:
2
p0 Ae n
dA
Kt 
 pb e
Vb0  Vr 0
dz

 2.30 

Trong bi u th c (2.30
c g h ủa lò xo khí nén g
c g h
g ng áp su t p0 ban
ầ
c gd h
ổi th tích Vb là h
ổi áp su ∆pb trong lò xo khí nén. Th tích khí
é
g
hí é h
ổi do có dịch chuy n z là: Vb= Vb0 - Aez.
T i trọng Fz ặt lên bu g
h i ở chiều cao làm vi c (z) và di n tích
hời Ae:
Fz= Ae (pb- pa)
 V  n



Vbn0
p 0  p a  Ae
Fz =  b 0  p0  pa  Ae = 
(2.33)
n


(Vb 0  Ae z )
 Vb 





-3 3
-2 2
L a chọn thông số cho lò xo khí nén: Vb0=28.10 m ; Ae=4,8.10 m ; n=1,4 cho áp su
p0= 400; 500; 600 kPa. Kết qu h
c trên Hình 2.4.

4

h

ổi

Hình 2.4. Đặc tính tĩnh lò xo khí nén
c t nh ộng lực học lò xo khí nén.
ặ í h
g
họ ủ
hí é
g
g
họ Kd
bằ g q
dụ g ê
hí é
dị h h
zở
ầ ố í h hí h ầ
h
h
ủ
g
g
họ
ị h bằ g ỷ ố giữ gi ị
gb hb h h
g ủ
Fz gi ị
gb hb h h
g ủ dị h h
z he
g h :
Kd 

1T 2
 Fz  t  dt
T0
1T 2
 z  t  dt
T0

Ch í h hí h ầ
ng l c họ
hí é

;

z  t   zmax sin t   zmax sin  2 ft  .

ủa mô hình khi nén ở
ê Hình 2.5

ầ

ố h

h giữ
i ọ g

 2.35
h

h

ờ g ặ

í h

Hình 2.5. Đặc tính động lực h c lò xo khí nén

2.3. Mô hình dao động ô tô khách với hệ thống treo khí nén.
c giả thi t khi
ựng
h nh:
gi n trong quá trình nghiên c
h hd
ng
củ
h h
g h g gi
c xây d ng d
ê
gi hiế
:
Bỏ qua h h ởng của các ngu d
ng t ê
h
g
h thống truyền l c; Thân
xe c ng tuy ối có khối
ng ms và mô men quán tính khối
ng theo các trục Jx và Jy; Cụm cầu
b h e
g
e
h
t vật r n có khối
ng mu và mô men quán tính khối
ng Ju;
Ghế g ời lái
h hh
h
h hố g e g m phần tử
h i kd và gi m ch n cd.
Ng ời lái và ghế ng i
e
h
t ch
i m có khối
ng md chỉ d
g he h
g
thẳ g
g; C b h e ó
c ng ku
iế
i ặ
ờ g
g q rình chuy
ng, bỏ
qua h số c n của lốp; Khối
ng của thân xe và các cầu phân bố ối x g q
ặ hẳ g ối x ng
v i trụ dọ ủ
; Mặ
ờng không biến d ng, tiếp xúc bánh xe v i mặ
ờng là tiế
i m;
Khối
g
e
h g
c treo liên kết qua h thống treo bao g m lò xo khí nén theo mô
hình Gensys và gi m ch n có h số c
h g ổi;
H h
g
hd
ng mô hình 1/4 ô tô v i h thống treo khí nén:
5