Dao động của động cơ D6BR, diezel 4 kỳ, 6 xilanh một dãy trên xe AERO TOWN chương 4

Chơng 4
Thí nghiệm đo dao động của động cơ
trên các gối treo đàn hồi.
4.1. Xây dựng nội dung, mô hình thử nghiệm trên xe thực:
4.1.1. Mục đích, yêu cầu:
a. Mục đích:
Thí nghiệm để kiểm chứng kết quả nghiên cứu lý thuyết là công việc
không thể thiếu cho mỗi một công trình nghiên cứu. Khi nghiên cứu lý thuyết th-
ờng các nhà nghiên cứu đã giả thiết loại bỏ một số yếu tố ít ảnh hởng tới kết quả
tính toán, song vẫn phải đảm bảo kết quả sát với thực tế nhất. Trong khi đó thí
nghiệm lại đo đạc trong điều kiện hoạt động thực tế sẽ cho kết quả có ý nghĩa thực
tiễn cao. Kết quả của thí nghiệm sẽ minh chứng tính đúng đắn của mô hình lý
thuyết, các giả thiết sử dụng khi tính toán lý thuyết.
Mục tiêu chính của chơng này là nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thiết bị
đo đo các thông số cơ bản về dao động của động cơ trên các gối treo nhằm đánh
giá chất lợng độ êm dịu giữa động cơ với khung xe, động cơ với hành khách và lái
xe, động cơ với mặt đờng, trên bài toán kiểm nghiệm khi thiết kế, khi cải tiến.
Trong khuân khổ nội dung thí nghiệm .
Để đảm bảo cho độ chính xác trong khi làm thí nghiệm ta cần thực hiện
đo làm nhiều lần, mỗi lần nh vậy thì ứng với một số vòng quay khác nhau của
động cơ. Từ ta tìm đợc vị trí dao động lớn nhất của động cơ có thể gây ảnh hởng
đến hệ thống truyền lực, một số tổng thành khác. ( ở đây ta thực hiện đo làm 12
lần ). Sau đó ta lấy kết quả trung bình của 12 lân đo để tiến hành vẽ lần lợt đợc các
đồ thị về gia tốc và chuyển dịch.
81

b. Yêu cầu:
Việc thực hiện thí nghiệm đợc tiến hành trong điều kiện sau.
- Thời tiết thuận lợi (không bị ma, nắng )
- Địa điểm thí nghiệm(Trờng cao đẳng giao thông vận tải)
- Thực hiện thí nghiệm đợc sự giám sát của các thầy trongbộ

môn ôtô, thầy giáo hớng dẫn và các thầy giáo bên trờng cao
đẳng giao thông.
- Xe đợc dùng làm thí nghiệm là loại xe( huyndai- Aero town),
tình trạng kỹ thuật của xe rất tốt.
- Đối với lái xe lựa chọn ngời có trình độ và kinh nghiệm tốt .
4.1.2. Thiết bị, cảm biến và phần mềm dùng trong thí nghiệm.
Lựa chọn thiết bị, cảm biến đúng và phù hợp với điều kiện thực tế quyết
định rất lớn đến khả năng thành công của thí nghiệm. Các thiết bị, cảm biến và
phần mềm mà luận án chọn là: thiết bị DEWETRON 3000, cảm biến gia tốc (H7),
cảm biến đo chuyển dịch (H7), các phần mềm xử lý dữ liệu Dasylab 5.0 và Matlab
- Simulink 6.0.
a. Thiết bị DEWETRON 3000.
Thiết bị DEWETRON 3000 là một máy tính công nghiệp kết hợp với bộ
xử lý tín hiệu các kênh đo (16 kênh đo trong đó có 8 kênh qua bộ chuyển đổi và 8
kênh đo nối thẳng) DAQ do Cộng hoà áo sản xuất phục vụ để nhận và xử lý dữ
liệu thông qua phần mềm DasyLab 5.0. Thiết bị đợc thiết kế, chế tạo theo các yêu
cầu phục vụ đo cơ động trên các phơng tiện giao thông, do đó chịu đợc chế độ rung
động lớn, khả năng chịu áp lực cao. Đây là một thiết bị hiện đại đã đáp ứng đợc
các tiêu chuẩn ngặt nghèo của thế giới (ISO 9000). Thiết bị có khả năng kết nối
82
với bất kỳ cảm biến nào có tín hiệu điện áp ra dạng tơng tự 10V. Để nhận và xử
lý dữ liệu đo đạc thông qua việc xây dựng các tệp tin nhận và xử lý tín hiệu trong môi
trờng phần mềm DasyLab 5.0.
b. Cảm biến H7:
Cảm biến H7 do hãng DATRON (Đức) sản xuất phục vụ để đo khoảng
cách từ vị trí gắn cảm biến tới điểm mà cảm biến chiếu đến trên nguyên tắc tơng
quan quang học, đo không tiếp xúc. Tín hiệu ra tỷ lệ thuận với giá trị đo. Cảm biến
đợc thiết kế gọn, nhẹ. Dễ dàng tháo, lắp với sử dụng các jack hút. Có chế độ bảo vệ
ngợc cực nguồn nuôi. Cảm biến đợc kết nối với thiết bị đo thông qua Card DAQ.
c. Phần mềm Dasylab 5.0:

Phần mềm Dasylab 5.0 là một phần mềm nhận và xử lý dữ liệu rất mạnh.
Phần mềm đợc xây dựng trên cơ sở nhận tín hiệu từ các Card DAQ chuẩn (

10V)
và cho phép tốc độ lấy mẫu từ 0.01ữ50000 Hz. Giao diện của phần mềm thuận
tiện, dễ sử dụng.
Đây là một trong những phần mềm cho phép thiết kế các bài thí nghiệm
dạng mở và rất linh hoạt. Ưu điểm nổi bật của phần mềm là cho phép xử lý dữ
liệu trực tuyến theo thời gian thực của quá trình. Có nghĩa là trong quá trình đo đạc
chỉ cần lu lại kết quả đo theo đúng chức năng của các cảm biến mà thôi. Các thông
số (đại lợng vật lý) cần thiết cho vấn đề nghiên cứu có thể đợc xử lý sau khi thí
nghiệm mà vẫn không làm thay đổi bản chất của quá trình.
d. Phần mềm Matlab - Simulink 6.0:
Phần mềm Matlab là một công cụ tính toán rất mạnh, nó đợc sử dụng
trong hầu hết các ngành khoa học kỹ thuật. Các phiên bản của Matlab không
ngừng phát triển từ những phiên bản Matlab 3.5; phiên bản 4.5; phiên bản 5.3;
phiên bản 6.0 và phiên bản mới nhất là Matlab 6.5. Tuy nhiên phiên bản 6.5 hiện
83
nay đang lu hành ở Việt Nam là phiên bản dùng cho sinh viên. Đặc biệt hơn cả ở
Matlab là các công cụ mạnh cho mô phỏng hệ thống ở hai ngành chính là: Cơ khí
và điều khiển tự động.
Đối với chuyên ngành cơ khí và liên ngành cơ - điện tử thờng sử dụng
các công cụ Simulink, Stateflow để mô phỏng các hệ thống khó có thể thực hiện đ-
ợc thí nghiệm trên hiện trờng thực tế. Song Stateflow gồm các công cụ mạnh để
mô phỏng động cơ và hệ thống truyền lực. Trong khi đó Simulink lại mạnh về mô
phỏng các hệ thống treo và hệ thống lái.
4.2. Thí nghiệm đo một vài thông số cơ bản đặctr ng cho dao động của động cơ
trên các gối treo đàn hồi:
Mục tiêu chính thí nghiệm đo dao động của động cơ trên các gối treo
đàn hồi là xác định bằng thực nghiệm mật độ phổ gia tốc khối lợng phần treo khi

động cơ làm việc ở mọi vận tốc khác nhau, đáp ứng của gia tốc khối lợng phần treo
theo thời gian để đánh giá chất êm dịu khi động cơ làm việc không ổn định.
Thí nghiệm đợc đo cho xe ( huyndai- Aero town), thí nghiệm ta cần thực
hiện đo làm nhiều lần, mỗi lần nh vậy thì ứng với một số vòng quay khác nhau của
động cơ (Từ số vòng quay nhỏ nhât là 500vòng/phút cho đến số vòng quay lớn
nhất 3500vòng /phút và mỗi lần ta thay đổi đó số vòng quay cách nhau 250
vòng/phút, ở đây ta đo làm 12 lần ). Sau đó ta lấy kết quả trung bình của 12 lân đo
để xác định đợc các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của gia tốc, sự chuyển dịch giữa
động cơ so với đất, giữa động cơ so với khung. Từ đó ta sẽ tiến hành vẽ lần lợt đợc
các đồ thị về gia tốc và chuyển dịch.
4.2.1. Xây dựng ch ơng trình đo, xử lý kết quả đo dao động bằng phần mềm
DasyLab 5.0:
84
Trớc khi tiến hành thí nghiệm cần thiết phải xây dựng chơng trình đo
bằng phần mềm Dasylab 5.0 để nhận và xử lý dữ liệu đo đạc.
Chơng trình đo dao động bao gồm 4 mô đun chính là:
+ Mô đun Cảm biến để nhận các tín hiệu từ các cảm biến gia tốc H7 (gắn
trên khối lợng phần không treo - kênh 0) và cảm biến chuyển dịch H7
(gắn trên khối lợng phần treo kênh 1 ).
+ Mô đun Filter để lọc các tín hiệu trong dải thấp tần cho cả hai kênh.
+ Mô đun Formula để chuyển đổi các tín hiệu điện của hai kênh đo về giá trị
đại lợng vật lý thực. Đối với cảm biến H7, theo tài liệu hiệu chuẩn của
hãng đa ra công thức chuyển đổi là: IN(1)*55.56+244.44 [mm].
+ Mô đun WriteFile để ghi lại kết quả vào tệp tin lu trữ dữ liệu.
Chơng trình xử lý kết quả đo để gia công các dữ liệu đo đợc thành các kết quả
cần thiết nh trên hình 4.8.
Chơng trình này gồm các mô đun sau:
85
Hình 4.1. Chương trình đo dao động