Thiết kế hệ thống treo độc lập Mc.Pherson và mô phỏng dao động xe minibus 8 chỗ ngồi sản xuất và lắp ráp tại Việt Nam (Thuyết minh + Bản vẽ)

Ô tô là phương tiện vận tải có vai trò hết sức quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, vì nó có những ưu điểm đặc biệt hơn hẳn các loại phương tiện vận tải khác: thông dụng, đơn giản, dễ sử dụng và có tính cơ động cao...được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực dân sự cũng như quốc phòng. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, nền công nghiệp ô tô trên thế giới phát triển ngày càng cao, đã cho ra đời nhiều loại xe ô tô hiện đại phục vụ cho nhu cầu và mục đích sử dụng của con người. Việc thiết kế các hệ thống, các cụm chi tiết trên ôtô, cũng như đánh giá chất lượng làm việc của chúng ngày càng được quan tâm nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng của ôtô.

Hệ thống treo trên ôtô có vai trò hết sức quan trọng, nó góp phần nâng cao độ êm dịu và an toàn chuyển động của ôtô. Có rất nhiều hệ thống treo với cấu tạo, chức năng và công dụng khác nhau, mỗi loại lại có các ưu, nhược điểm riêng. Vì vậy việc thiết kế một hệ thống treo phù hợp với các thông số kết cấu của xe sẽ nâng cao tính tiện nghi và độ êm dịu cho xe. Bên cạnh quá trình thiết kế, để đánh giá hệ thống treo thì việc đánh giá chất lượng dao động của hệ thống treo cũng góp phần không nhỏ trong quá trình kiểm định thiết kế cũng như đánh giá sự phù hợp giữa thông số cơ bản, thông số kết cấu và điều kiện chuyển động thực tế của ôtô trên đường.

Hiện nay phương pháp mô phỏng số đang được sử dụng rộng rãi để nghiên cứu các cơ hệ đặc biệt là hệ dao động của ô tô. Cùng với sự phát triển của máy tính, quá trình mô phỏng đã thể hiện được tính ưu việt của nó, đặc biệt là có thể mô tả được cả các hệ phi tuyến cũng như các quá trình vật lý phức tạp.

Trong thời gian vừa qua có nhiều tác giả trong và ngoài nước đã đề cập đến vấn đề nghiên cứu dao động của ô tô, tuy nhiên do tính phức tạp của vấn đề này, phần lớn tác giả đã phải sử dụng giả thiết đơn giản hoá để chuyển hệ dao động thực tế về hệ dao động tuyến tính hoặc phi tuyến yếu.

Trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng đã có rất nhiều phần mềm tính toán với khả năng ứng dụng cao. Thực tế đã cho thấy Matlab -Simulink là một trong những phần mềm có khả năng ứng dụng rất cao trong việc giải các bài toán kỹ thuật bằng các tính năng chuyên biệt như: lập trình, xử lý số và đồ hoạ để mô phỏng, phân tích một hệ thống động...

Xuất phát từ những yêu cầu trên, chúng em đã lựa chọn đề tài: “Thiết kế hệ thống treo độc lập và mô phỏng dao động xe minibus 8 chỗ ngồi sản xuất và lắp ráp tại Việt Nam”. Đề tài đã tập trung vào thiết kế hệ thống treo Mc.Pherson cho xe minibus 8 chỗ ngồi và sử dụng phần mềm Matlab -Simulink 6.5 để nghiên cứu mô phỏng hệ dao động của xe có xét đến một số yếu tố phi tuyến. Đề tài cũng lập quy trình thí nghiệm dao động của xe trong điều kiện thiết bị hiện có ở Việt Nam. Mặc dù kết quả mới chỉ là bước đầu, tuy nhiên cho phép đề xuất những phương pháp nghiên cứu chất lượng dao động của hệ một cách đúng đắn.

NỘI DUNG:

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ..........................................................................3

1.1. Tổng quan về sự phát triển công nghiệp ô tô Việt Nam........................3

1.1.1. Tình hình phát triển 10 năm qua, quan điểm phát triển trong tương lai...................................................................................................3

1.1.2. Chính sánh nội địa hoá và phát triển công nghiệp ô tô trong nước.........................................................................................................5

1.2. Tổng quan về hệ thống treo.....................................................................9

1.2.1. Công dụng và yêu cầu của hệ thống treo.......................................9

1.2.2. Các bộ phận chính của hệ thống treo..........................................10

1.2.2.1. Bộ phận đàn hồi.............................................................10

1.2.2.2. Bộ phận dẫn hướng.........................................................12

1.2.2.3. Bộ phận giảm chấn.........................................................13

1.2.2.4. Thanh ổn định ...............................................................16

1.2.2.5. Các vấu cao su tăng cứng và hạn chế hành trình............17

1.2.3. Phân loại hệ thống treo................................................................17

1.2.3.1. Hệ thống treo phụ thuộc.................................................18

1.2.3.2. Hệ thống treo độc lập.....................................................19

1.3. Tổng quan về các nghiên cứu dao động trong và ngoài nước.............26

1.3.1. Các chỉ tiêu đánh giá độ dao động..............................................26

1.3.1.1. Các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu và an toàn chuyển động.......................................................................................................27

1.3.2. Các nghiên cứu về dao động của ô tô trong nước và trên thế giới.........................................................................................................30

1.3.3. Nghiên cứu về dao động của ô tô trên thế giới............................32

1.3.4. Mô hình dao động.......................................................................34

1.3.5. Hàm kích động............................................................................38

1.3.6. Thí nghiệm dao động...................................................................39

1.4. Giới thiệu dự án KC.05.DA.13...............................................................40

1.4.1. Mục đích và nội dung của dự án.................................................40

1.4.2. Yêu cầu của dự án trong thiết kế tính toán hệ thống treo và dao động ô tô................................................................................................40

1.5. Nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu của đề tài................................41

1.5.1. Nhiệm vụ của đề tài.....................................................................41

1.5.2. Phương pháp nghiên cứu.............................................................42

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TREO ĐỘC LẬP CHO XE MINIBUS 8 CHỖ NGỒI.............................................................44

2.1. Các thông số cơ bản của hệ thống treo.................................................44

2.1.1. Các thông số kĩ thuật của xe minibus 8 chỗ ngồi........................44

2.1.2. Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo.........................45

2.2. Tính toán thiết kế hệ thống treo Mc.Pherson......................................48

2.2.1. Các thông số hình học của hệ thống treo....................................48

2.2.2. Động học hệ thống treo Mc.Pherson...........................................48

2.2.2.1. Xây dựng họa đồ động học hệ thống treo Mc.Pherson............................................................................................48

2.2.2.2. Xây dựng hoạ đồ kiểm tra động học của hệ thống treo Mc.pherson............................................................................................51

2.2.3. Động lực học hệ thống treo Macpherson....................................52

2.2.3.1. Trường hợp xe chỉ chịu tải trọng động theo phương thẳng đứng.......................................................................................................52

2.2.3.2. Trường hợp có lực kéo hay lực phanh cực đại................54

2.2.3.3. Trường hợp chịu lực ngang cực đại................................56

2.2.3.4. Bảng kết quả tính toán động lực học..............................58

2.3. Tính chọn và kiểm tra bền một số bộ phận chính...............................58

2.3.1. Đòn ngang...................................................................................58

2.3.1.1. Trường hợp có lực Z và Y..............................................59

2.3.1.2. Trường hợp có lực Z và X..............................................60

2.3.2. Rôtuyn.........................................................................................62

2.3.3. Lò xo trụ......................................................................................64

2.3.4. Thanh ổn định..............................................................................67

2.3.5. Giảm chấn...................................................................................70

2.3.5.1. Chọn loại giảm chấn......................................................70

2.3.5.2. Tính Chọn các kích thước cơ bản của giảm chấn.............................................................................................71

2.3.5.3. Tính hệ số cản của giảm chấn........................................72

2.3.5.3. Tính kích thước các van giảm chấn................................74

2.3.5.4. Xác định kích thước một số chi tiết của giảm chấn.......80

2.3.5.5. Xác định công suất tỏa nhiệt của giảm chấn..................84

2.3.5.6. Tính bền thanh đẩy giảm chấn.......................................85

2.4. Nghiên cứu một số đặc tính phi tuyến hình học của hệ thống treo..................................................................................................................88

2.4.1. Các đặc tính phi tuyến của hệ thống treo....................................88

2.4.2. Đặc tính phi tuyến hình học của hệ thống treo............................88

2.4.2.1. Xây dựng mối quan hệ hình học....................................89

2.4.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính phi tuyến hình học của hệ thống treo Mc.Pherson...............................................................92

CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG DAO ĐỘNG CỦA XE MINIBUS 8 CHỖ NGỒI..............................................................................................................99

3.1. Mô hình tổng không gian của ô tô.......................................................100

3.1.1. Các giả thiết khi xây dựng mô hình...........................................100

3.1.2. Thiết lập hệ phương trình vi phân dao động không gian..........104

3.1.2.1. Khối lượng không được treo trước...............................107

3.1.2.2. Khối lượng không được treo sau..................................109

3.1.2.3. Khối lượng được treo...................................................112

3.1.3. Các yếu tố phi tuyến có thể có trong mô hình dao động...........116

3.1.3.1. Các đặc tính phi tuyến..................................................116

3.1.3.2. Phi tuyến do đặc tính động học của phần tử đàn hồi....116

3.1.3.3. Phi tuyến do đăc tính động học của cơ cấu dẫn hướng116

3.1.3.4. Đặc tính phi tuyến của giảm chấn thuỷ lực..................117

3.1.3.5. Mô phỏng ma sát khô...................................................118

3.1.3.6. Quá trình tách bánh......................................................118

3.2. ứng dụng Matlab Simulink mô phỏng dao động...............................120

3.2.1. Sơ đồ tổng thể............................................................................120

3.2.2. Sơ đồ các khối chức năng..........................................................122

3.3. Kết quả mô phỏng................................................................................133

3.3.1. Các thông số kĩ thuật của xe minibus 8 chỗ ngồi......................133

3.3.2.Kết quả mô phỏng mô hình........................................................134

3.3.2.1. Xe đầy tải dưới tác dụng của đường có dạng xung.....134

3.3.2.2. Xe đầy tải dưới tác dụng đường hình sin.....................139

3.3.3. Nghiên sự tách bánh của xe.......................................................150

3.3.3.1. Sự tách bánh do độ cứng của lốp..................................150

3.3.3.2. Sự tách bánh xe khi thay đổi biên độ mặt đường.........152

CHƯƠNG 4: THÍ NGHIỆM DAO ĐỘNG...............................................153

4.1. Mục đích thí nghiệm.............................................................................153

4.2. Đối tượng thí nghiệm............................................................................153

4.3. Phương pháp đo dao động lắc dọc trên đường...................................154

4.4. Thiết bị và sơ đồ đo...............................................................................155

4.5. Phương pháp đo dao động lắc ngang trên đường..............................157

4.6. Quá trình đo..........................................................................................158

4.7. Một số hình ảnh thí nghiệm.................................................................160

4.8. Kết quả thí nghiệm...............................................................................162

4.8.1. Lắc dọc trên đường đất và đường bêtông anpha........................162

4.8.2. Kết quả thí nghiệm lắc ngang....................................................165

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN...........................................................................169

Tài liệu tham khảo............................................................................173

Phụ lục................................................................................................174

LINK DOWNLOAD

NỘI DUNG: