Hoàn thiện thiết kế, công nghệ chế tạo và lắp ráp dòng xe mini buýt thông dụng 6 8 chỗ ngồi mang nhãn hiệu việt nam thí nghiệm 05 thí nghiệm về dao động của khung vỏ xe ô

BCN
VSAE
CATD
Bộ Công nghiệp
Hội Kỹ s ô tô Việt Nam
Trung tâm phát triển công nghệ ô tô
=====o0o=====

Báo cáo tóm tắt khoa học kỹ thuật Dự án

Hoàn thiện thiết kế, Công nghệ chế tạo và lắp ráp dòng xe mini
buýt thông dụng 6 ữ 8 chỗ ngồi mang nhn hiệu Việt Nam
Mã số: KC.05.DA.13

Phần thí nghiệm

Thí nghiệm: 05
Thí nghiệm về dao động của khung vỏ xe ô tô

6091-12
07/9/2006
Hà Nội, 06-2006
Bản quyền 2006 thuộc Trung tâm Phát triển Công nghệ Ô tô
Đơn vị sao chép toàn bộ hoặc từng phần tài liệu này phải gửi đến Giám đốc Trung
tâm Phát triển Công nghệ ô tô trừ trờng hợp sử dụng với mục đích nghiên cứu


Mục lục
1. Đặt vấn đề .........................................................................................................1
2. Thiết bị thí nghiệm đo dao đông ......................................................................1
2.1 Thiết bị đo dao động........................................................................................1

2.2 Tính năng của thiết bị .....................................................................................1
2.3 Thông số kỹ thuật của thiết bị ........................................................................2
2.4 Mô tả chức năng các bộ phận của thiết bị thí nghiệm.....................................3
2.5 Thủ tục khởi tạo...............................................................................................6
2.6 Thủ tục đo....................................................................................................... 7
2.7 Đặc trng kỹ thuật đo dao động ô tô .............................................................45
3. Thí nghiệm đo dao động .................................................................................45
3.1 Mục đích .......................................................................................................45
3.2 Các thông số cần xác định đợc sau thí nghiệm ..........................................46
4 Thị nghiệm lần 1: Thí nghiệm trên xe TOYOTA Corolla Altis .......................46
4.1 Chuẩn bị thí nghiệm .....................................................................................46
4.2 Chuẩn bị kỹ thuật xe thí nghiệm ..................................................................46
4.3 Điều kiện thí nghiệm .....................................................................................47
4.4 Nội dung thí nghiệm .....................................................................................47
4.5 Kết quả thí nghiệm .......................................................................................47
Phần phụ lục


1. Đặt vấn đề:
Dao động của ôtô có ảnh hởng xấu đến con ngời. Trong ôtô, dao động luôn
tồn tại cùng với quá trình động học của xe mà không bao giờ có thể triệt tiêu đợc.
Đánh giá phải tiến hành qua các phép đo thực nghiệm, thờng là đo dao động
của các hệ thống, các cụm, cũng nh toàn xe.
Đo dao động thờng nhằm đánh giá trạng thái làm việc theo đặc tính của các
hệ thống, các cụm, xác định nguồn gây ra va đập. Mức dao động quá giới hạn cho
phép tại các cụm, các hệ thống thể hiện sự bất thờng trong quá trình vận hành của
chúng, dựa trên cơ sở đó để chẩn đoán các h hỏng có thể xẩy ra.
2. Thiết bị thí nghiệm đo dao động
2.1. Thiết bị đo dao động:
Sử dụng thiết bị đo dao động kiểu SERVO, MODEL VM-5112, hãng sản xuất

IMV - Nhật.
VM-5112 là thiết bị đo dao động kiểu SERVO dùng để đo các dao động băng
tần thấp nh dao động địa chấn, dao động công trình, dao động của xe cộ và tàu
biển...
Sự xử lý dạng sóng của gia tốc, vận tốc và chuyển vị là cần thiết đối với việc
phân tích dữ liệu động nh chế độ dao động, phân tích phổ, tần số tự nhiên, hệ số
tắt dần và độ nghiêng...
2.2. Tính năng của thiết bị:
- Độ chính xác cao và bộ ổn định cao nhờ bộ thu thập gia tốc kiểu Servo.
- Đo lờng các đại lợng nh gia tốc, vận tốc, chuyển vị, độ nghiêng...
- Dải tần số của đo gia tốc là DC-100Hz cho phép đo đợc các dao động băng
tần thấp.
- Sử dụng đơn vị SI.
- Đồng hồ sẽ hiển thị giá trị tính toán là mức dao động từ các dạng sóng đợc
ghi lại ở băng tần thấp. Đồng hồ chỉ ra các giá trị đỉnh(giá trị trung bình x / 2 ) và
thiết bị không đo đợc các dao động có tần số nhỏ hơn 0.4Hz.
-1-


- Mức chuyển vị là mmP-P.
2.3. Thông số kỹ thuật của thiết bị
1. Dải đo lờng:
-

Gia tốc: 0.1 1000 cm/s2

-

Vận tốc: 0.02 100 cm/s2

-

Chuyển vị: 0.06 100 mmP-P

2. Dải tần số:
-

Gia tốc: DC 100 Hz 5%

-

Vận tốc: 1 50 Hz 5%

-

Chuyển vị: 1 20 Hz 5%

3. Đồng hồ chỉ thị:
-

Gia tốc và vận tốc: Giá trị đỉnh (giá trị trung bình x / 2 )

-

Chuyển vị: Giá trị đỉnh - đỉnh (giá trị trung bình x / 2 )

-

Dải đồng hồ: 0.4 Hz 100 Hz 2%

4. Bộ lọc tần số thấp:
-

Tần số cắt: 1, 10, 30, 50, 100 Hz, OFF

-

Đặc điểm: f0= xấp xỉ, -3 dB

-

Hệ số suy giảm: Trên f0 18 dB/octave

5. Độ nghiêng: 300 toàn bộ thang đo(0.523599 rad)
Độ = Sine 1

OutputVoltage(V )
10

6. Đầu ra:
-

Đầu ra hiển thị: 5V tàon bộ thang đo, tải trên 10 K

-

Đầu ra sau Panel: 5V toàn bộ thang đo, tải trên 10 K

7. Dải nhiệt độ: 0 500C
8. Độ ẩm: 0 85% RH

9. Nguồn: 100VAC, 1 pha, tần số 43- 63 Hz

-2-


-

Dải cho phép: 90 110 VAC.

-

Năng lợng tiêu thụ: Dới 25A(1-3 kênh).

2.4. Mô tả chức năng các bộ phận của thiết bị thí nghiệm:
Mặt trớc của Panel VA 5112

Hình 2.1. Mặt trớc của PANEL VA 5112
STT
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Mô tả
Đèn
Đồng hồ
Công tắc lựa chọn AC-DC
Công tắc lựa chọn gia tốc kế V-H
Công tắc lựa chọn VIB-ZERO
Bộ điều chỉnh ZERO
Công tắc lựa chọn gia tốc, vận tốc, chuyển vị
Công tắc lựa chọn dải đo
Công tắc lựa chọn bộ lọc tần số thấp
Đầu ra hiển thị
Nút điều chỉnh điện áp

-3-


3. Đèn: Đèn sáng chỉ thị có nguồn.
4. Đồng hồ: Chỉ thị mức dao động, điện áp định dạng, điện áp bù, độ nghiêng và
mức kiểm tra gia tốc kế.
5. Công tắc lựa chọn AC DC: Khi đặt ở DC thì tần số DC sẽ đợc đo lờng. Khi
đặt ở AC thì tần số từ 0.1 Hz và các thành phần DC sẽ bị cắt.
6. Công tắc lựa chọn gia tốc kế V H: Khi đặt ở H khi gia tốc kế đợc đặt theo
chiều ngang. Đặt ở V khi gia tốc kế đặt theo chiều đứng.
7. Công tắc lựa chọn VIB. ZERO: Mức dao động đợc chỉ thị đợc khi công tắc
đặt ở VIB và điện áp bù, điện áp định dạng và độ nghiêng đợc thực hiện.
8. Bộ điều chỉnh ZERO: Điều chỉnh 8 cho 4 hiển thị 0 với 7 đặt ở ZERO.
9. Công tắc lựa chọn: Dùng để lựa chọn đo gia tốc, vận tốc, chuyển vị.
10. Công tắc lựa chọn dải đo: Dùng để lựa chọn dải đo cho phép theo mức dao
động. Tính toán mức dao động với bảng quy đổi đơn vị.
11. Công tắc lựa chọn bộ lọc tần số thấp: Làm suy giảm tần số trên 2, 10, 30, 50,

100 Hz và OFF (f0= -3 dB) bởi 18dB/octave.
12. Đầu ra hiển thị: Dùng để nối với thiết bị đầu cuối để hiển thị dạng sóng với
thang đo đầy đủ là 5V . Nối với tải trên 10 K .
13. Nút điều chỉnh điện áp.
Mặt sau của Panel VM 5112
14. Đầu ra: Dùng để nối với thiết bị đầu cuối để hiển thị dạng sóng với thang đo
đầy đủ là 5V . Nối với tải trên 10 K .
15. Đầu nối cảm biến đầu vào: Dùng để nối với cáp của đầu đo.
16. Công tắc kiểm tra đầu đo: Khi ấn nút này, một tín hiệu tơng đơng với 4Hz,
1cm/s2 sẽ đợc tạo ra và đi tới đầu đo. Dới chế độ kiểm tra đặt (10) ở 1000 cm/s2
và (9) tại ACC.
17. Thiết bị đầu cuối GND COM: Khi thiết bị đầu cuối không đợc nối đất thì nối
ngắn mạch giữa GND và COM bằng thanh ngắn mạch. Bỏ thanh nối này khi đã
đợc nối đất.
18. Cáp nguồn.
19. Cầu chì bảo vệ quá dòng.
20. Công tắc ON/OFF.

-4-


H×nh 2.2. MÆt sau cña PANEL VA 5112

-5-


STT Mô tả
14

Đầu ra

15

Đầu nối cảm biến đầu vào

16

Công tắc kiểm tra đầu đo

17

Thiết bị đầu cuối GND-COM

18

Cáp nguồn

19

Cầu chì bảo vệ quá dòng

20

Công tắc ON/OFF

2.5. Thủ tục khởi tạo
* Cha bật nguồn
- Công tắc (5) AC-DC đợc đặt tại DC.
- Công tắc lựa chọn V H đợc đặt ở V khi đầu đo đợc đặt thẳng đứng và
công tắc đợc đặt ở H khi đầu đo đặt nằm ngang.

- Công tắc VIB.-ZERO đặt tại CAL.T.ZERO.
- Công tắc (9) đặt tại ACC.TILT
* Bật nguồn
- Điều chỉnh ZERO: Đặt công tắc lựa chọn dải đo (10) tại X1000 và điều
chỉnh nút ZERO (8) cho đến khi đồng hồ (4) hiển thị 0 (điểm giữa). Làm
tơng tự nh trên với các dải đo X300, X100, X1.
- Kiểm tra đầu đo 1: Đặt công tắc VIB.-ZERO (7) tại VIB, và công tắc (10)
tại X1000 và công tắc (11) tại 100Hz. Đồng hồ (4) hiển thị giá trị 1.0
khi bấm nút thử (16).
- Kiểm tra đầu đo 2: Đặt công tắc (6) Tại H và công tắc (7) Tại
CAL.T.ZERO. Đồng hồ đo (4) chỉ thị 0.99 khi đặt đầu đo thẳng đứng và
chỉ thị 0.01 khi đổi ngợc chiều đầu đo.

-6-


2.6 Thủ tục đo:
- Tuỳ theo phép đo mà ngời sử dụng đặt công tắc AC-DC.
- Tuỳ theo cách đặt đầu đo mà ngời sử dụng đặt công tắc V-H: Tại H khi
đầu đo đặt nằm ngang và tại V khi đầu đo đặt thẳng đứng.
*. Đo gia tốc:
Đặt (7) tại VIB, công tắc (9) tại ACC và lựa chọn bộ lọc (11) tại thang đo bất
kỳ. Lựa chọn dải đo (10) để đồng hồ (4) không vợt quá thang đo. Nối máy chỉ thị
dạng sóng với đầu ra (12) ở mặt trớc của thiết bị để xem dạng sóng.
*. Đo chuyển vị:
Đặt (7) tại VIB, công tắc (9) tại DISP và lựa chọn bộ lọc (11) tại thang đo bất
kỳ. Lựa chọn dải đo (10) để đồng hồ (4) không vợt quá thang đo. Nối máy chỉ thị
dạng sóng với đầu ra (12) ở mặt trớc của thiết bị để xem dạng sóng.

-7-

2.7. Đặc trng kỹ thuật đo dao động ôtô:
a. Đại lợng đo:
* Đại lợng mong muốn:
- Dịch chuyển của vỏ xe, vận tốc, gia tốc và tần số dao động của chúng.
* Đại lợng đo trực tiếp:
- Gia tốc dao động vỏ xe.
b. Điều kiện đo:
* Điều kiện thử nghiệm trên đờng Asphal trong dải tốc độ sử dụng của xe.
* Điều kiện thời tiết tốt, đảm bảo theo TCVN quy định.
c. Đơn vị đo:
Sử dụng đơn vị SI nh bảng sau:
Thông số

Đơn vị dạng đơn
Hệ số thay đổi
giản
/ 180
/ 10800

0

Độ
Gia tốc
Tần số(chu kỳ)
Nhiệt độ


m/s2

G
Ga1
S-1
C0

1
9.80665
1
1
+273.15

Đơn vị theo hệ SI
rad
m/s2
cm/s2
Hz
K

3. Thí nghiệm đo dao động:
3.1. Mục đích:
Tiến hành đo dao động 2 lần
Lần 1: Thí nghiệm trên xe TOYOTA Corolla Altis
Địa điểm: tại Đại Lải - Vĩnh Phúc
Lần 2: Thí nghiệm trên xe minibus 8 chỗ ngồi
Địa điểm: trên quốc lộ 1 tuyến đờng Hà Nội - Lạng Sơn
Để đo tần số, biên độ rung các tấm panel vỏ xe.
Xác định biên độ(dịch chuyển) dao động của vỏ xe.
-8-

3.2. Các thông số cần xác định đợc sau thí nghiệm:
Các thông số dao động:
+ Biên độ (dịch chuyển) dao động của vỏ xe trong quá trình hoạt động.
+ Phổ dao động.
3.3. Phơng pháp thí nghiệm:
Phơng pháp đo dao động:
+ Sử dụng phơng pháp đo gia tốc rung của các tấm panel cùng với các cảm biến
và thiết bị đo chuyên dụng có khả năng ghi, phân tích để xây dựng đặc tính biên
độ tần số.
+ Xử lý số liệu đo bằng các phần mềm chuyên dụng và toán học nhằm đạt đợc
các thông số theo yêu cầu.
4. Thí nghiệm lần 1: Thí nghiệm trên xe TOYOTA Corolla Altis
- Thời gian: 15/02/2006
- Địa điểm: Đại Lải - Vĩnh Phúc
4.1 Chuẩn bị xe thí nghiệm:
- Xe thí nghiệm: TOYOTA Corolla Altis.
4.2. Chuẩn bị kỹ thuật xe thí nghiệm:
Trớc khi thí nghiệm, xe đợc kiểm tra, điều chỉnh toàn bộ tình trạng kỹ thuật
theo tiêu chuẩn đăng kiểm Việt Nam. Các nội dung chuẩn bị xe thí nghiệm gồm:
- Rửa xe.
- Kiểm tra đồng bộ của xe.
- Kiểm tra làm việc của động cơ và HTTL.
- Bơm và kiểm tra áp suất lốp.
- Kiểm tra vận tốc và các chỉ số của đồng hồ tốc độ.
- Kiểm tra điều chỉnh hệ thống phanh.
- Kiểm tra điều chỉnh hệ thống lái.
- Kiểm tra nồng độ khí xả.
-9-

- Kiểm tra hệ thống đèn chiếu sáng, còi, đèn tín hiệu.
- Kiểm tra sự cố định chắc chắn các cánh cửa, gioăng kính.
4.3. Điều kiện thí nghiệm:
a. Đối với xe:
+ Xe thí nghiệm Corolla Altis; đã đợc kiểm tra chuẩn bị kỹ thuật nh trình
bày ở trên.
+ Tải trọng xe khi thí nghiệm: 4 ngời/4 ngời.
+ Xe đợc đóng kín các cửa kính; hệ thống điều hoà nhiệt độ đặt ở chế độ làm
việc trung bình.
b. Điều kiện nơi thử nghiệm:
+ Đo trên đoạn đờng này có chất lợng, cách xa khu dân c, mật độ xe thấp
phù hợp điều kiện thí nghiệm, ít ảnh hởng tới kết quả đo.
+ Đo trên đờng trong điều kiện thời tiết tốt, đảm bảo các yêu cầu về điều kiện
đo đợc qui định trong TCVN 5136-90: không ma, không có gió mạnh, đờng khô
ráo, nhiệt độ ngoài trời trung bình 270C.
4.4 Nội dung thí nghiệm:
Tiến hành thí nghiệm trên đờng đối với ôtô Corolla Altis tại dải tốc độ 40km/h,
50km/h, 60km/h.
4.5. Kết quả thí nghiệm:
Số liệu đo đợc khi thử nghiệm là gia tốc theo thời gian, đợc lu trữ trên máy
tính và đợc sử lý dữ liệu bằng phần mềm Vib3D.

- 10 -


A. V= 40km/h
- LÇn ®o 1:

- LÇn ®o 2:
- 11 -

- LÇn ®o 3:

- 12 -


- LÇn ®o 4:

- LÇn ®o 5:
- 13 -


- LÇn ®o 6:

- LÇn ®o 7:

- 14 -


- LÇn ®o 8:

- 15 -


- LÇn ®o 9:

- LÇn ®o 10:

- 16 -

- LÇn ®o 11:

B. V= 50km/h
- LÇn ®o 1:

- 17 -


- LÇn ®o 2:

- LÇn ®o 3:

- 18 -


- LÇn ®o 4:

- LÇn ®o 5:

- 19 -


- LÇn ®o 6:

- LÇn ®o 7:

- 20 -

C. V= 60km/h
- LÇn ®o 1:

- LÇn ®o 2:

- 21 -


LÇn ®o 3:

- LÇn ®o 4:

- 22 -


- LÇn ®o 5:

- LÇn ®o 6:

- 23 -