Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số kết cấu đến dao động ô tô minibus đóng tại việt nam

bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o
Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi
***************************

NGUYỄN ANH NGỌC

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG
SỐ KẾT CẤU ĐẾN DAO ĐỘNG Ô TÔ MINIBUS
ĐÓNG TẠI VIỆT NAM

Chuyên ngành: Ô tô
Mã số :

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LƯU VĂN TUẤN

Hà nội 2008


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Anh Ngọc

lời nói Đầu
ễ tụ l phng tin vn ti cú vai trũ ht sc quan trng trong nn kinh t
quc dõn, vỡ nú cú nhng u im c hn cỏc loi phng tin vn ti khỏc nh:
thụng dng, n gin, d s dng v cú tớnh c ng cao... c ng dng rng rói
trong tt c cỏc lnh vc dõn s cng nh quc phũng. Cựng vi s phỏt trin mnh
m ca khoa hc cụng ngh, nn cụng nghip ụ tụ trờn th gii phỏt trin ngy cng
cao, ó cho ra i nhiu loi ụ tụ hin i phc v cho nhu cu v mc ớch s dng

ca con ngi. Vic thit k cỏc h thng, cỏc cm chi tit trờn ụtụ, cng nh ỏnh
giỏ cht lng lm vic ca chỳng ngy cng c quan tõm nghiờn cu nhm nõng
cao cht lng ca ụtụ.
Dao ng ca ụ tụ l mt vn hin ang rt cn c quan tõm nghiờn cu
nõng cao cht lng khai thỏc ụ tụ. Hin nay cỏc phng phỏp mụ phng s ang
c s dng rng rói nghiờn cu cỏc c h, c bit quỏ trỡnh mụ phng ó th
hin c tớnh u vit cao v nú cú th miờu t c c cỏc h phi tuyn khi ỏp
dng vo mụ phng h dao ng ca ụ tụ.
Trong thi gian va qua ó cú rt nhiu tỏc gi cp ti vn nghiờn cu
dao ng ca ụ tụ. Tuy nhiờn do tớnh cht phc tp ca vn nờn phn ln cỏc tỏc
gi u phi s dng cỏc gi thit n gin hoỏ mụ hỡnh nh: Ch nghiờn cu mụ
hỡnh phng, h dao ng thc t c chuyn thnh h tuyn tớnh hoc phi tuyn
yu dn ti cỏc kt qu nghiờn cu cũn rt nhiu hn ch. Bờn cnh ú, cỏc xe
úng ti Vit nam c bit l xe ch khỏch cha c nghiờn cu sõu v dao ng.
Xut phỏt t nhng yờu cu trờn, tụi la chn ti: Nghiờn cu nh
hng ca cỏc thụng s kt cu n dao ng ca ụ tụ minibus úng ti Vit
nam. ti ó tp trung vo nghiờn cu mụ phng h dao ng ca ụ tụ cú xột
n cỏc yu t phi tuyn t ú lm c s cho vic chn cỏc thụng s kt cu hp lý
m bo ờm du chuyn ng cho xe. õy l nhng cụng vic hu ớch v vụ
cựng quan trng cho vic nghiờn cu dao ng ca ụ tụ nhng quỏ trỡnh th
nghim ban u nhm tit kim thi gian, khi lng tớnh toỏn v gim chi phớ cho
cỏc thớ nghim o c trờn cỏc sn phm th nghim trong thc t.
Trong quỏ trỡnh thc hin lun vn , tụi ó c PGS_TS.Lu Vn Tun
cựng tp th cỏn b ging dy ca b mụn ễtụ Trng i Hc Bỏch Khoa H Ni
v cỏc bn ng nghip tn tỡnh giỳp v ch bo. Tụi xin c by t lũng bit
n sõu sc i vi PGS_TS.Lu Vn Tun v cỏc thy giỏo ca b mụn ễtụ v Xe
chuyờn dng Trng i Hc Bỏch Khoa H Ni ó to mi iu kin thun li
tụi hon thnh ti ny.

Lớp cơ khí động lực 06-08

-3-


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Anh Ngọc

Mc dự ti ó t c mt s kt qu nht nh, tuy nhiờn do kh nng
v kinh nghim cũn hn ch nờn lun vn ó khụng trỏnh khi nhng sai sút. Rt
mong c s úng gúp ý kin chõn thnh ca cỏc Thy giỏo, cỏc nh khoa hc,
ng nghip v bn bố ti c hon thin hn.
Xin chõn thnh cm n!
H ni ngy 10 thỏng 11 nm 2008
Hc viờn

Nguyn Anh Ngc

Lớp cơ khí động lực 06-08

-4-


LuËn v¨n tèt nghiÖp

NguyÔn Anh Ngäc

CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA XE

Ký hiệu

Giá trị

Đơn vị

Ý nghĩa của ký hiệu

a

1,29

m

Khoảng cách từ trọng tâm xe tới cầu trước

b

1,06

m

Khoảng cách từ trọng tâm xe tới cầu sau

B1

1,280

m

Chiều rộng cơ sở của cầu trước

B2

1,290

m

Chiều rộng cơ sở của cầu sau

B2g

1,120

m

Khoảng cách giữa các giảm chấn treo sau

C1T

21781

N/m

Độ cứng của hệ thống treo trước trái

C1P

21781

N/m

Độ cứng của hệ thống treo trước phải

C2T

36446

N/m

Độ cứng của hệ thống treo sau trái

C2P

36446

N/m

Độ cứng của hệ thống treo sau phải

Cod

69962

Nm/rad

Độ cứng chống xoắn của thanh ổn định

CL1T

142000

N/m

Độ cứng của lốp trước trái

CL1P

142000

N/m

Độ cứng của lốp trước phải

CL2T

260000

N/m

Độ cứng của lốp sau trái

CL2P

260000

N/m

Độ cứng của lốp sau phải

ft

0,14

m

Độ võng tĩnh của hệ thống treo khi đầy tải

Fqt1T,
Fqt1P

N

Lực quán tính của khối lượng không được treo
trước trái, phải

Fqt2

N

Lực quán tính của khối lượng không được treo sau

Ftl1T, Ftl1P

N

Trọng lực của khối lượng không được treo trước
trái, phải

Ftl2

N

Trọng lực của khối lượng không được treo sau

Fqt3

N

Lực quán tính của khối lượng được treo

Ftl3

N

Trọng lực của khối lượng được treo

FC1T, FC1P

N

Lực đàn hồi của hệ thống treo trước trái, phải

Líp c¬ khÝ ®éng lùc 06-08

-5-


LuËn v¨n tèt nghiÖp

NguyÔn Anh Ngäc

Lực cản giảm chấn của hệ thống treo trước trái,
phải

FK1T, FK1P

N

FCL1T,
FCL1P

N

FKL1T,
FKL1P

N

FC2T, FC2P

N

Lực đàn hồi của hệ thống treo sau trái, phải

FK2T, FK2P

N

Lực cản giảm chấn của hệ thống treo sau trái, phải

FCL2T,

FCL2P

N

FKL2T,
FKL2P

N

F1T, F1P

N

Lực truyền từ thân xe xuống cầu trước trái, phải

FL1T, FL1P

N

Lực truyền từ lốp lên cầu trước trái, phải

F2T, F2P

N

Lực truyền từ thân xe xuống hệ thống treo sau trái,
phải

FL2T, FL2P

N

Lực truyền từ lốp lên hệ thống treo sau trái, phải

Lực đàn hồi của bánh xe trước trái, phải
Lực cản giảm chấn của bánh xe trước trái, phải

Lực đàn hồi của bánh xe sau trái, phải
Lực cản giảm chấn của bánh xe sau trái, phải

g

9,81

m/s2

Gia tốc trọng trường

Jx

578

Nms2

Mô men quán tính khối lượng được treo theo trục
quay x

Jy

1915

Nms2

Mô men quán tính khối lượng được treo theo trục
quay y

J2x

35,4

Nms2

Mô men quán tính khối lượng không được treo sau
theo trục quay x

K1T, K1P

Ns/m

Hệ số cản của giảm chấn trước trái, phải

K2T, K2P

Ns/m

Hệ số cản của giảm chấn sau trái, phải

K1nm

173

Ns/m

Hệ số cản của giảm chấn trước khi nén mạnh

K1nn

432,5

Ns/m

Hệ số cản của giảm chấn trước khi nén nhẹ

K1tm

519

Ns/m

Hệ số cản của giảm chấn trước khi trả mạnh

K1tn

1297,5

Ns/m

Hệ số cản của giảm chấn trước khi trả nhẹ

Líp c¬ khÝ ®éng lùc 06-08

-6-


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Anh Ngọc

K2nm

210

Ns/m

H s cn ca gim chn sau khi nộn mnh

K2nn

525

Ns/m

H s cn ca gim chn sau khi nộn nh

K2tm

630

Ns/m

H s cn ca gim chn sau khi tr mnh

K2tn

1575

Ns/m

H s cn ca gim chn sau khi tr nh

Ko

11135

N/m

H s tỏc dng ca thanh n nh

KL1T

1211

Ns/m

H s cn ca lp trc trỏi

KL1P

1211

Ns/m

H s cn ca lp trc phi

KL2T

1524

Ns/m

H s cn ca lp sau trỏi

KL2P

1524

Ns/m

H s cn ca lp sau phi

L

2,35

m

Chiu di c s ca xe

Mxe

1555

kg

Khi lng ton b xe khi y ti

M

1400

kg

Khi lng c treo khi y ti

m1T

35

kg

Khi lng khụng c treo ca cu trc trỏi

m1P

35

kg

Khi lng khụng c treo ca cu trc phi

m2

85

kg

Khi lng khụng c treo ca cu sau

M qt

Nm

Mụ men quỏn tớnh ca khi lng c treo theo
trc quay y

M qt

Nm

Mụ men quỏn tớnh ca khi lng c treo theo
trc quay x

M1, M2

Nm

Mụ men tỏc dng lờn thõn xe c truyn t h
thng treo trc, sau

M1T, M1P

Nm

Mụ men tỏc truyn t h thng treo trc trỏi, phi

M2T, M2P

Nm

Mụ men tỏc truyn t h thng treo sau trỏi, phi

MT, MP

Nm

Mụ men tỏc dng lờn thõn xe c truyn t h
thng treo phớa trỏi, phi

q1T, q1P

m

Kớch ng ca mt ng tỏc ng lờn lp trc
trỏi, phi

q2T, q2P

m

Kớch ng ca mt ng tỏc ng lờn lp sau trỏi,

phi

Lớp cơ khí động lực 06-08

-7-


LuËn v¨n tèt nghiÖp
t
v

60

NguyÔn Anh Ngäc
s

Thời gian dao động

km/h

Vận tốc của xe

OXYZ

Hệ trục toạ độ gắn liền với trọng tâm thân xe
m

Toạ độ suy rộng của trọng tâm thân xe theo
phương thẳng đứng

•

m/s

Vận tốc dao động của trọng tâm thân xe

Z

••

m/s2

Gia tốc dao động của trọng tâm thân xe

Z1T, Z1P

m

Toạ độ điểm treo trước trái, phải với khung xe

Z2T, Z2P

m

Toạ độ điểm treo sau trái, phải với khung xe

ϕ

rad

Góc lắc ngang thân xe

ϕ&

rad/s

Vận tốc lắc ngang thân xe

&
ϕ&

rad/s2

Gia tốc lắc ngang thân xe

θ

rad

Góc lắc dọc thân xe

θ&

rad/s

Vận tốc lắc dọc thân xe

&
θ&

rad/s2

Gia tốc lắc dọc thân xe

θ2

rad

Góc lắc dọc của cầu sau

θ&2

rad/s

Vận tốc lắc dọc của cầu sau

&
θ&
2

rad/s2

Gia tốc lắc dọc của cầu sau

ξ1T , ξ1P

m

Toạ độ suy rộng của trọng tâm cầu trước trái, phải

&
ξ&
1T , ξ1P

m/s

Vận tốc dao động của trọng tâm cầu trước trái,
phải

ξ2

m

Toạ độ suy rộng của trọng tâm cầu sau

ξ&2

m/s

Vận tốc dao động của trọng tâm cầu sau

&
ξ&
2

m/s2

Gia tốc dao động của trọng tâm cầu sau

Z

Z

Líp c¬ khÝ ®éng lùc 06-08

-8-


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Anh Ngọc

CHNG 1
TNG QUAN
1.1. S phỏt trin ngnh cụng nghip ụ tụ Vit nam
1.1.1. Tỡnh hỡnh phỏt trin, quan im phỏt trin trong tng lai
T khi thc hin chớnh sỏch i mi, m ca nn kinh t Vit nam ó cú s
tng trng mnh m ca cỏc ngnh kinh t, i sng ca nhõn dõn c nõng cao.
Trong xu th phỏt trin chung ú ngnh cụng nghip ụtụ Vit nam cng khụng
ngng phỏt trin tr thnh mt trong nhng ngnh kinh t mi nhn. Trong thc t
ngnh cụng nghip ụtụ Vit nam ó cú t khỏ lõu nhng thc s mi phỏt trin
trong vũng 20 nm tr li õy v phỏt trin trờn c s ni lc liờn doanh liờn kt.
Hin nay, nn cụng nghip ụtụ Vit nam c bn gm cú 3 thnh phn:
+ Cỏc cụng ty liờn doanh ụtụ: Bao gm cỏc liờn doanh ca cỏc cụng ty ụtụ
ni ting th gii nh: Liờn doanh Toyota Vit nam, Ford Vit nam, Vidamco,
Nissan...tớnh n nm 2000 cú 11 cụng ty liờn doanh. u nm 2005 ra i liờn
doanh th 12 ca hóng Honda xut hin vi dũng xe CIVIC ó c a chung trờn
th gii.
+ Cỏc doanh nghip sn xut, lp rỏp ụtụ phỏt trin trờn c s cỏc cụng ty c
khớ quc doanh: Cụng ty ụtụ Ho Bỡnh, cụng ty ụtụ 1-5, cụng ty ụtụ 3-2

+ Cỏc doanh nghip t nhõn: Doanh nghip t nhõn Xuõn Kiờn, Cụng ty ụtụ
Trng Hi, cụng ty TNHH ụtụ Chin Thng, MờKụng ụ tụ
Trong ú cú gn 20 c s lp rỏp ụtụ, gn 20 c s sn xut thõn xe, rmooc v hn
60 c s sn xut ph tựng xe
Trong nhng nm gn õy nn cụng nghip ụtụ Vit nam cú nhng chuyn
bin tớch cc ú l vic tham gia ngy cng nhiu ca cỏc cụng ty t doanh, h cng
rt mnh dn trong vic u t khụng ch trong lnh vc lp rỏp m cũn u t trong
vic mua dõy chuyn cụng ngh ca cỏc nc khỏc nh Nht Bn, Trung Quc,
Hn Quc, nh cụng ty Xuõn Kiờn, cụng ty ụtụ Chin Thng. ng thi cú s tng
trng mnh m cỏc nh mỏy sn xut ph tựng ụtụ cung cp cho cỏc nh mỏy lp
rỏp ụtụ trong nc v tin ti xut khu ra th trng trong khu vc
Mc dự ó cú s phỏt trin nhng cho n nay thc t s phỏt trin ca nn
cụng nghip ụtụ Vit nam vn l trong lnh vc lp rỏp thun tuý. Trong khi ú thỡ
cht lng ụtụ li ch mc trung bỡnh, t l ni a hoỏ cha t, cụng ngh vn
cũn rt hn ch. Ngoi ra, do nn kinh t ca t nc ang trờn phỏt trin, c s
h tng giao thụng ngy cng c ci thin ỏng k, i sng ca nhõn dõn cng
ngy cng c nõng cao thỡ nhu cu s dng ụtụ ca th trng trong nc ngy
cng tng. S lng xe ụtụ a vo s dng trong nhng nm qua ngy cng tng
mnh tuy nhiờn vn cha ỏp ng nhu cu ca th trng trong nc.

Lớp cơ khí động lực 06-08

-9-


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Anh Ngọc

Sau nhiu nm Chớnh Ph ó nh hỡnh c Vit nam cú 4 tng cụng ty

u mi v sn xut ụtụ ú l: VINAMOTOR, VEAM, VINACOAL v
SAIGONMOTOR bao quỏt tt c nhng loi xe cn thit. nh hng cho nn
cụng nghip ụtụ Vit nam phỏt trin trong nhng nm ti Chớnh Ph v c bit l
B Cụng Thng v mt s ngnh cú liờn quan ó a ra nhng chớnh sỏch, gii
phỏp phn u n nm 2020 cụng nghip ụ tụ Vit nam s tr thnh mt ngnh
cụng nghip quan trng ca t nc cú kh nng ỏp ng mc cao nht nhu cu
ca th trng trong nc, tham gia vo th trng khu vc v th gii.
1.1.2. Chớnh sỏnh ni a hoỏ v phỏt trin cụng nghip ụ tụ trong nc
a. Quan im c bn v phỏt trin ngnh cụng nghip ụtụ:
- Cụng nghip ụtụ l ngnh cụng nghip quan trng, cn c u tiờn phỏt
trin phc v cú hiu qu trong quỏ trỡnh cụng nghip húa, hin i húa v cng
c an ninh quc phũng ca t nc.
- Phỏt trin ngnh cụng nghip ụtụ Vit nam nhm ỏp ng nhu cu trong
nc ng thi to ng lc cho cỏc ngnh cụng nghip h tr khỏc phỏt trin, tng
bc nõng cao kh nng xut khu ph tựng ụtụ sang cỏc nc trong khu vc v th
gii.
- Phỏt trin ngnh cụng nghip ụtụ trờn c s y mnh quỏ trỡnh liờn doanh,
liờn kt trong nc v phõn cụng hp tỏc quc t. T chc sn xut theo hng
chuyờn mụn húa cao trờn c s hỡnh thnh cỏc khu cụng nghip ph tr lm v tinh
cho cỏc doanh nghip ln sn xut v lp rỏp ụtụ.
- Phỏt trin ngnh cụng nghip ụtụ vi phng chõm i tt ún u trờn c
s tip thu cụng ngh tiờn tin ca th gii kt hp vi vic y mnh hot ng
nghiờn cu phỏt trin trong nc v tn dng cú hiu qu c s vt cht, trang thit
b sn cú nhm nhanh chúng ỏp ng nhu cu trong nc.
- Phỏt trin ngnh cụng nghip ụtụ phi phự hp vi chớnh sỏch tiờu dựng ca
t nc v phi ng b vi vic phỏt trin h thng h tng giao thụng, cỏc yờu
cu v bo v v ci thin mụi trng.
y nhanh quỏ trỡnh phỏt trin nn cụng nghip ụtụ Vit nam, ng thi to
ng lc cho cỏc ngnh cụng nghip h tr khỏc phỏt trin thỡ B Cụng Nghip ó
cú nhng nh hng phỏt trin c th trong giai on t nay n nm 2010 nh:

- Tp trung sn xut cỏc loi ụtụ thụng dng v ụtụ chuyờn dựng hin i
ang cú nhu cu ln trong nc.
- u tiờn u t vo lnh vc sn xut ph tựng ụtụ, khuyn khớch phỏt trin
nhng ngnh cụng nghip h tr nhm phc v hiu qu nhu cu trong nc v
xut khu ph tựng ụtụ ra nc ngoi.

Lớp cơ khí động lực 06-08

- 10 -


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Anh Ngọc

- Cỏc d ỏn sn xut ng c ụtụ thuc chng trỡnh c khớ trng im s
c giao cho cỏc doanh nghip nh nc m bo tp trung ngun lc, trỏnh
phõn tỏn, to thun li cho kh nng cung cp cho th trng.
- Kt hp phng thc sn xut lp rỏp ban u vi vic tng bc nõng cao
kh nng ch to trong cụng nghip ụtụ Vit nam. Khuyn khớch tng t l ni a
húa trong cụng nghip ph tựng ụtụ.
- Trc mt khụng phỏt trin thờm cỏc doanh nghip sn xut ụtụ cao cp.
Cỏc doanh nghip trong nc sn xut v lp rỏp ụtụ khi xõy dng cỏc d ỏn u t
mi u phi thc hin y cỏc nguyờn tc la chn cỏc d ỏn u t ó c
xỏc lp trong Quy hoch phỏt trin cụng nghip ụtụ 2005, tm nhỡn 2010.
- Coi trng u t vo khõu t vn thit k v chuyn giao cụng ngh trong
cụng nghip ụtụ nhm nõng cao nng lc cho ngnh, y mnh cụng tỏc xỳc tin
thng mi h tr v khuyn khớch cỏc doanh nghip xut khu ph tựng ụtụ.
b. Mc tiờu phỏt trin:
Phỏt trin ngnh cụng nghip ụtụ Vit nam trờn c s tip thu v ng dng

cụng ngh tiờn tin ca th gii kt hp khai thỏc v tng bc nõng cao cụng ngh
v thit b hin cú, ỏp ng phn ln nhu cu th trng v ph tựng v ụtụ trong
nc, hng ti xut khu ph tựng v ụtụ.
- V cỏc loi xe thụng dng (xe ti nh, xe khỏch, xe con): t t l ni
a hoỏ 60% v ỏp ng trờn 80% nhu cu trong nc v s lng vo nm 2010
(riờng phn ng c phn u t t l ni a hoỏ 50% v hp s t 90%).
- V cỏc loi xe chuyờn dựng: t t l 60% t l ni a hoỏ v ỏp ng
khong 60% nhu cu trong nc v s lng.
- Cỏc loi xe du lch do liờn doanh hoc doanh nghip trong nc sn xut
t t l ni a hoỏ l 40-45% vo nm 2010.
- Cỏc loi xe xe ti, xe khỏch cao cp t t l ni a hoỏ 35-40% v ỏp
ng 80% nhu cu th trng trong nc vo nm 2010.
- ng thi phn u xut khu ph tựng ụtụ t 5-10% giỏ tr tng sn
lng ca ngnh vo nm 2010 v nõng dn giỏ tr kim ngch xut khu cho n
giai on tip theo.
Ngoi nhng yờu cu t ra cho ngnh cụng nghip sn xut ụtụ Vit nam thỡ Chớnh
Ph cú nhng gii phỏp v chớnh sỏch h tr sau:
+ Cỏc chớnh sỏch v thu i vi ụtụ, linh kin ph tựng ụtụ.
+ Cỏc chớnh sỏch v gii phỏp v th trng.
+ Bo v th trng.

Lớp cơ khí động lực 06-08

- 11 -


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Anh Ngọc

+ To lp th trng.
+ Cỏc chnh sỏch v gii phỏp v u t.
+ Chớnh sỏch v gii phỏp v khoa hc v cụng ngh.
+ Chớnh sỏch v gii phỏp v ngun nhõn lc.
+ Cỏc chớnh sỏch v gii phỏp v huy ng vn.
+ Cỏc chớnh sỏch v gii phỏp v qun lý ngnh.
+ T chc thc hin.
c. c im th trng ụtụ Vit nam:
Th trng ụtụ Vit nam cú th chia lm 2 loi c bn nh sau:
- Vi th trng xe du lch: õy l th trng cú yờu cu rt cao ũi hi xe
phi cú cht lng cao kiu dỏng p, tin nghi hin i vỡ xe phc v cho du lch
v mc ớch trang trớ vui chi. Th trng ny dnh cho gii thng lu v cỏc c
quan doanh nghip chuyờn ch phc v cho cụng vic i li ca lónh o nờn nhu
cu ngy cng phỏt trin mnh khi nn kinh t phỏt trin. Nhng trong iu kin
hin nay thỡ khi cụng ngh ca cỏc nh mỏy ụtụ Vit nam cha th ỏp ng c
yờu cu thỡ th phn ny ch yu dnh cho cỏc cụng ty liờn doanh vi nc ngoi cú
cụng ngh tiờn tin v xe nhp khu.
- Vi th trng xe thng mi: Xe phc v cho mc ớch kinh doanh vn ti
nh: xe bus, xe vn ti hng hoỏ, xe chuyờn dựng. õy c ỏnh giỏ l th trng
nhiu tim nng v rng ln, ng thi cú th coi l va sc vi cỏc nh mỏy ụtụ
Vit nam trong giai on hin nay. Trong xu th dch v vn ti hnh khỏch cụng
cng v dch v vn ti hng hoỏ ngy cng cao, c bit l loi hỡnh xe bus v xe
vn ti c nh phự hp cho cỏc vựng ụ th v nụng thụn vn ti cung ng ngn,
s lng ớt. Hng nm cú hng nghỡn xe ht niờn hn s dng theo ngh nh
23/2004/Q-TTg ca Th tng chớnh ph v l trỡnh xe quỏ ỏt. T 1/1/2005 s
loi b 16.600 xe ti v hn 6.600 xe khỏch, con s ny tip tc tng nờn trong
nhng nm ti, c bit l ch trng loi b hon ton xe cụng nụng, bụng sen trờn
ton quc vo nm 2007 ca Chớnh ph ũi hi mt lng khụng nh xe ti nh, xe
khỏch thay th. õy l mt th trng y sc hp dn cụng nghip ụtụ Vit
nam u t phỏt trin chim lnh th trng c bit l doanh nghip nh nc v

doanh nghip t nhõn.
Theo d bỏo ca B cụng nghip n nm 2010, nhu cu ụtụ ca Vit nam s
vo khong 100000 xe/nm. thc hin mc tiờu ny, B cụng nghip ang son
tho k hoch phỏt trin ngnh ụtụ Vit nam. Theo ú, B s kin ngh vi Chớnh
ph cho vay u ói i vi cỏc doanh nghip u t sn xut ụtụ giỏ r, gim thu
nhp khu i vi cỏc linh kin m trong nc cha sn xut c.
Túm li th trng ụtụ Vit nam l th trng m, y tim nng cú tỏc ng
tớch cc thỳc y ngnh sn xut ụtụ Vit nam u t phỏt trin, c bit l u t

Lớp cơ khí động lực 06-08

- 12 -


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Anh Ngọc

phỏt trin cỏc nh mỏy sn xut, lp rỏp xe Minibus v xe ti nh ỏp ng nhu cu
th trng trong nc v tin ti xut khu sang khu vc v th gii.
1.2. Tng quan v nghiờn cu dao ng ụ tụ
1.2.1. Cỏc nghiờn cu v dao ng ca ụ tụ trong nc
Ngnh cụng nghip ụ tụ Vit nam ang trong quỏ trỡnh hỡnh thnh v phỏt
trin dn tr thnh ngnh cụng nghip mi nhn hng u ca t nc. Nhng
nm va qua ễ tụ Vit nam khụng ngng vn lờn t c nhng thnh tu mi
cú th hi nhp vi khu vc v th gii. Ch trng hin nay ca chớnh ph a
ra l tng t l ni a húa trong cỏc sn phm ó v ang ch to dn tin ti ch
to c cỏc sn phm mang thng hiu Vit nam, õy l xu th m cỏc nh
nghiờn cu v sn xut ụ tụ Vit nam cn quan tõm. Theo bn quy hoch v phỏt
trin ngnh cụng nghip ụtụ Vit nam n nm 2010, tm nhỡn 2020 thỡ Vit nam

phi phn u n nm 2020 t t l ni a hoỏ trờn 50% i vi hu ht cỏc
chng loi, sn phm ụ tụ v phn u xut khu ụ tụ, ph tựng t mc 5-10% giỏ
tr tng sn lng ca ngnh. Tuy nhiờn t c mc tiờu ú thỡ trc mt cú
quỏ nhiu vic lm (hin ti t l ni a hoỏ cha t c 20%), mt trong
nhng vic ú l nghiờn cu sõu hn v h thng dao ng ca ụ tụ, ờm du cng
nh cht lng ng hc v ng lc hc ca xe nhm thu c thuc tớnh ti u.
T nhng thc t ú, ó cú cỏc ti thuc chuyờn ngnh ụ tụ cp n
vn dao ng ca ụ tụ nh: Lun vn tin s ca tỏc gi Lu Vn Tun [4] ó
ra mc tiờu nõng cao ờm du cho xe khỏch Ba ỡnh úng trờn c s IFA. Trong
lun vn ny tỏc gi ó chỳ ý mụ t thuc tớnh n hi gia khung v v l kt cu
c trng ca xe ca: xe ca cú kt cu khung - v chu lc.
Lun vn tin s ca tỏc gi Vừ Vn Hng [5] Nghiờn cu hon thin
mụ hỡnh kho sỏt dao ng ụtụ ti nhiu cu. Tỏc gi ó nghiờn cu sõu v lp
mụ hỡnh dao ng khụng gian cho xe ti cú yu t dao ng ngang, khung xon
chu lc, thanh n nh, h thng treo cú c tớnh phi tuyn, hm kớch ng riờng r
v tng hp. Mụ hỡnh cú th nghiờn cu cỏc dao ng vựng cn biờn nh tỏch
bỏnh xe, quỏ trỡnh va chm vu hn ch hnh trỡnh, trt v lt.
Lun vn ca tỏc gi Nguyn Phỳc Hiu [6] Nghiờn cu nh hng ca
dao ng lờn khung xng ụtụ khi chuyn ng trờn ng. Tỏc gi chỳ trng
nghiờn cu nh hng ca ng v xỏc nh cỏc hm ngoi lc cho bi toỏn tớnh
khung - xng.
Tỏc gi Trnh Minh Hong [7] trong lun vn cao hc ó trỡnh by mt mụ
hỡnh dao ng xe ti hai cu (khụng gian) v mụ phng bng MatLab Simulink 5.3.
Phn mụ hỡnh v tớnh toỏn khỏ hon chnh, ó trỡnh by mt phn dao ng di
kớch ng ngu nhiờn ca mt ng.
Tỏc gi Nguyn Vn Lc [8] Nghiờn cu nh hng ca cỏc c tớnh phi
tuyn ca h thng treo n dao ng ca ụ tụ trong lun vn ca mỡnh tỏc gi ó
a vo rt nhiu cỏc c tớnh phi tuyn ca h thng treo, cỏc gi thit xõy dng
mụ hỡnh dao ng ca tỏc gi tng i sỏt vi thc t.

Lớp cơ khí động lực 06-08

- 13 -


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Anh Ngọc

Lun vn Thc s ca tỏc gi ng Vit H [10] Nghiờn cu nh hng
ca cỏc thụng s kt cu n iu kin lm vic ca ụ tụ v ờm du chuyn
ng cng ó chỳ ý n s nh hng ca cỏc thụng s kt cu n dao ng ca
xe khỏch úng trờn nn xe ti.
Nhỡn chung cỏc ti ó tp trung vo vic kho sỏt dao ng xe theo quan
im ờm du v an ton chuyn ng, thc hin bi toỏn tớnh toỏn kim nghim.
Cỏc kt qu thu c lm c s la chn la v ci tin h thng treo cho phự
hp vi iu kin Vit nam.
1.2.2. Nghiờn cu v dao ng ca ụ tụ trờn th gii
Vic nghiờn cu dao ng ụtụ bt u rt sm, ngay c khi ụtụ cũn rt n
gin. Mt s tỏc gi kinh in cú th k n l Trudakụp, Rotenbeg, Iachenko,
Mitschke, Schiehlen... Ln u tiờn vo nm 1970 Mitschke ó tp trung vo tỏc
phm ni ting "Dynamik der Kraftfahrzeuge" tp hp tt c cỏc cụng trỡnh nghiờn
cu trc ú, bao gm 200 trớch dn. Ni dung chớnh l dao ng xe con, mụ hỡnh
l mụ hỡnh 1/4 v c xem xột cỏc yu t kt cu cú nh hng n dao ng v
ti u h treo. Sau ú, tỏc gi cp ch tiờu ỏnh giỏ dao ng ụtụ, cỏch tip cn
mang tớnh c in. Nhng nm sau ny, n nm 1980 Schiehlen trỡnh by phng
phỏp h nhiu vt. Ngoi ra, mỏy tớnh cng phỏt trin v cỏc thuc tớnh ca cm nh
h treo, bỏnh xe cng c nghiờn cu sõu hn tuy nhiờn cỏc nghiờn cu ú vn tp
trung ch yu vo xe con.
Ngy nay trờn th gii cỏc nghiờn cu v dao ng ca ụ tụ ó t c

nhiu thnh tu ỏng k. Dao ng ụ tụ c nghiờn cu trong tng th h thng
ng - Xe - Ngi. nghiờn cu riờng bit v tng th mi quan h va nờu,
cỏc hóng sn xut ụ tụ v cỏc c quan chuyờn mụn hng u trờn th gii ó thit
lp cỏc phũng thớ nghim, xõy dng cỏc bói th nghiờn cu dao ng ca ụ tụ,
trong ú cú k n biờn dng thc t ca mt ng v kh nng ca con ngi chu
tỏc ng ca dao ng.
Hng chung ca nghiờn cu h thng tng th ng - Xe - Ngi c chia
thnh 3 hng:
- Nghiờn cu v biờn dng mt ng (ngun gõy ra dao ng).
- Nghiờn cu h dao ng ụ tụ (h thng treo...).
- Nghiờn cu cm giỏc ca con ngi v s an ton hng hoỏ chuyờn ch.
a. Nghiờn cu biờn dng mt ng:
Thng c tin hnh bng thc nghim kt hp vi x lý bng lý thuyt,
cỏc tỏc gi ó a ra c tớnh thng kờ ca biờn dng mt ng ng thi a ra
cỏc gii phỏp v cụng thc tớnh toỏn phõn tớch dao ng ca xe bng phng phỏp
xỏc nh v phõn tớch ph cho cỏc loi ng khỏc nhau.

Lớp cơ khí động lực 06-08

- 14 -


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Anh Ngọc

b. Nghiờn cu dao ng ca ụ tụ:
L cn thit vi mc ớch hon thin kt cu h thng treo, nhm mc ớch
ci thin ờm du chuyn ng, cht lng kộo, tớnh kinh t, tớnh dn hng v
n nh chuyn ng, bn v tin cy ca ụ tụ c bit i vi xe hin i l

mt vic khụng th thiu c. Vỡ vy nghiờn cu dao ng ca ụ tụ l xỏc lp mi
quan h dao ng ca ụ tụ vi ch tiờu cht lng khai thỏc trờn.
Nghiờn cu dao ng ca ụ tụ c tin hnh bng nhiu phng phỏp khỏc
nhau c trỡnh by c th trong cỏc cụng trỡnh khoa hc ca tỏc gi ni ting ca
Nga: H.H.Iachenko theo nhng mc ớch v khớa cnh khỏc nhau. Nhng u chung
mt bi toỏn c bn l khi nghiờn cu dao ng ca ụ tụ l lm rừ nh hng ca s
thay i cỏc thụng s ca h phng trỡnh vi phõn mụ t chuyn ng ca c h dao
ng. Trờn c s nh vy kt hp vi s liu th nghim v cỏc s liu s dng tin
hnh chuyn bi toỏn phõn tớch sang bi toỏn ti u cỏc thụng s ca h ụ tụ dao
ng ang kho sỏt.
Túm li, khi nghiờn cu dao ng ca ụ tụ cỏc tỏc gi ó tp trung xỏc nh
cỏc thụng s hp lý ca h thng, to c s cho vic thit k hon thin cỏc phn t
ca h thng treo bao gm cỏc b phn chớnh l:
- B phn dn hng.
- B phn n hi.
- B phn gin chn.
T vic khụng ngng ci tin cỏc phn t v b phn ca h thng treo, hin
nay trờn cỏc xe hin i ó cú nhng h thng treo c ti u hoỏ c v mt thụng
s v kt cu, t treo th ng n treo tớch cc, treo cú iu khin n h thng
treo bỏn tớch cc.
c. Nghiờn cu cm giỏc con ngi:
Trong ụ tụ l vic khú khn hn vic xỏc nh an ton cho hng hoỏ chuyờn
ch. Trong mt s sỏch tham kho, nhiu tỏc gi ó cp n vn khi i ụ tụ
con ngi s cm thy mt mi nht l thn kinh. Vỡ vy cn thit nghiờn cu s
mt mi v th xỏc, cỏc ch tiờu ỏnh giỏ cho tng nhúm ngi theo tng tui
khỏc nhau. Ngoi ra cũn phi nghiờn cu s phn ng ca cỏc c quan, b phn trờn
c th con ngi liờn quan n vic iu khin xe, t ú to c s cho cụng vic
tuyn chn lỏi xe ụ tụ.
Hin nay ngi ta tp trung vo hai hng nghiờn cu con ngi: Lỏi xe
iu khin ụ tụ trờn ng v hnh khỏch chu dao ng. C hai hng ny ngy

cng c quan tõm nghiờn cu v hon thin hn.

Lớp cơ khí động lực 06-08

- 15 -


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Anh Ngọc

1.3. Nhim v v phng hng nghiờn cu ca lun ỏn
Vn nghiờn cu dao ng ụ tụ l vụ cựng quan trng v ht sc phc tp,
cp n nhiu lnh vc. Trong khuõn kh ca mt lun ỏn thc s khoa hc
chỳng tụi tp trung nghiờn cu cỏc vn c bn sau õy.
1.3.1. Nghiờn cu cỏc ch tiờu ỏnh ờm du chuyn ng
Trờn c s cỏc ch tiờu ỏnh giỏ ờm du chuyn ng ca cỏc tỏc gi nc
ngoi v kt qu ca cỏc cụng trỡnh nghiờn cu trong nc v nh hng ca dao
ng n sc kho ca con ngi Vit nam, ra cỏc ch tiờu hp lý ỏnh giỏ
ờm du chuyn ng ca xe minibus úng ti Vit nam. Cỏc ch tiờu ny phi tho
món cỏc yờu cu sau:
- Phự hp vi sc kho v th trng ca ngi Vit nam.
- Phi thun tin trong vic tớnh toỏn thit k cng nh kim nghim ỏnh
giỏ.
- Phi phự hp vi iu kin ca nc ta nhng khụng c lc hu quỏ so
vi th gii.
1.3.2. Xõy dng mụ hỡnh v thit lp h phng trỡnh vi phõn mụ t dao ng
c s ng ý ca giỏo viờn hng dn chỳng tụi ch xõy dng mụ hỡnh
dao ng cho xe minibus 8 ch ngi MEFA5-LAVI-304N sn xut, lp rỏp ti Vit
nam. Khung v xe l mt khi lin trờn ú cú bt cỏc cm c treo, h thng treo

trc l h thng treo c lp kiu treo McPherson v h thng treo sau l ph
thuc. Mụ hỡnh dao ng chỳng tụi chn l mụ hỡnh khụng gian bao gm cỏc khi
lng liờn kt vi nhau bng cỏc phn lc liờn kt.
Trờn c s mụ hỡnh dao ng tng ng chỳng tụi ỏp dng nguyờn lý
DAlambe tin hnh lp h phng trỡnh vi phõn biu din dao ng. H bao
gm 7 phng trỡnh vi phõn mụ t dao ng.
1.3.3. Mụ phng dao ng
S dng phn mm Matlab-Simulink 7.0 mụ phng biu din dao ng
ca xe vi kớch ng t mt ng c o t thc t on ng H ni - Lng
sn. Trong quỏ trỡnh mụ phng, ti ó a vo cỏc yu t phi tuyn a mụ
hỡnh sỏt gn vi thc tin. Phn mm Matlab-Simulink l mt phn mm rt mnh
trong vic tớnh toỏn s hc v mụ phng, do ú kt qu tr ra l ht sc tin cy v
nhanh chúng. Bờn cnh ú, phn mm cũn cho phộp d dng can thip vo bờn
trong cú th thay i cỏc thụng s sau ú xem xột nh hng ca nú n cỏc kt
qu.
Khi cú kt qu l cỏc thụng s dao ng, chỳng tụi tin hnh thay i cỏc
thụng s u vo xỏc nh nh hng ca cỏc thụng s kt cu v iu kin lm
vic n ờm du chuyn ng.

Lớp cơ khí động lực 06-08

- 16 -


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Anh Ngọc

CHNG 2
CC CH TIấU NH GI ấM DU CHUYN NG

2.1. nh hng ca dao ng ti c th con ngi v xe c
Khi ụ tụ chuyn ng trờn ng dao ng xut hin trong ton b h thng
ca xe di tỏc ng kớch thớch ca cỏc mp mụ biờn dng ng. Dao ng ca ụ
tụ nh hng n bn thõn ngi lỏi v hnh khỏch, hng hoỏ chuyờn ch trờn xe,
bn, tui th ca cỏc kt cu ụ tụ. Do ú, khi thit k hay la chn cỏc kt cu
ca h thng treo cn quan tõm c bit n cỏc ch tiờu ỏnh giỏ ờm du chuyn
ng cho xe khi chy trờn ng.
2.1.1. Nhng nh hng ca dao ng lờn c th con ngi
Khi ngi trờn ụ tụ, c th ngi tip xỳc vi ngun rung ng s thc hin cỏc
dao ng riờng tt dn v dao ng cng bc. Nhng dao ng ny cú tỏc dng
sinh hc phc tp gõy bin i v tõm, sinh lý trong c th, nu kộo di s gõy nờn
cỏc tn thng thm chớ bnh tt cho c th. Tu thuc vo mt s yu t nh: Thi
gian tip xỳc vi ngun rung, v trớ tỏc ng, tớnh cht ca ngun rung (cú qui lut
hay ngu nhiờn, giỏn on hay liờn tc,...), giỏ tr cỏc i lng c trng cho rung
ng (tn s, biờn , vn tc...) m nh hng ca rung ng i vi c th con
ngi l rt khỏc nhau. Núi chung, nh hng ca rung ng i vi c th con
ngi c chia lm hai loi chớnh: nh hng ca rung ton thõn v nh hng
ca rung cc b.
a. nh hng ca rung ton thõn:
nh hng ca rung ton thõn cú ngha l rung ng tỏc ng lờn c th ngi
lm cho ton b c th b rung ng (i vi ngi ngi hoc ng trờn xe). Cỏc kt
qu t cỏc nghiờn cu ca cỏc nh y hc v sinh lao ng cho thy rng khi ton
thõn dao ng vi tn s 1 Hz thỡ cỏc c quan ni tng gn nh khụng xờ dch tng
i vi nhau, c c th cựng dao ng nh mt khi thng nht. Cũn nu tn s dao
ng nm trong khong t 2 20 Hz thỡ hin tng cng hng cụng sut xut hin,
gõy tỏc ng mnh lờn c th ngi ngay c khi tn s khụng cao. C th vi cỏc
dao ng theo phng thng ng nh sau:
- Vi tn s t 3-5 Hz gõy ra cỏc phn ng cỏc c quan tin ỡnh, gõy ra cỏc
ri lon cú liờn quan n s lu thụng mỏu, gõy chúng mt, tng huyt ỏp, ...
- Vi tn s t 5-11 Hz gõy ra ri lon ng tai trong lm gim thớnh giỏc,

nh hng n d dy, gan, c quan tiờu hoỏ...
- Dao ng vi tn s cao hn cũn lm gim th lc, gõy chúng mt, bun
nụn...
Tuy nhiờn gii hn ca cỏc tỏc ng ny i vi tng ngi l khỏc nhau v thay
i trong mt khong rng.

Lớp cơ khí động lực 06-08

- 17 -


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Anh Ngọc

Mc dự dao ng ca ụ tụ rt phc tp nhng cú th chia thnh dao ng v
rung ng. Dao ng cú th cm nhn c v trc tip gõy ra khú chu cho con
ngi trong mt khong thi gian ngn. Cũn rung ng cú th gõy tỏc hi n sc
kho trong thi gian di. Nhỡn chung cỏc dao ng v rung ng tỏc dng lờn h
thng sinh lý ca con ngi khụng ng nht.
Mt khỏc, ngi ngi trờn ụ tụ khi dao ng s chu nhng tỏc ng truyn
thng lờn xng sng hu nh khụng qua cỏc chi di. Trong t th ng thỡ tỏc
ng ca cỏc dao ng s b yu i bi cỏc khp xng chi di. Chỳng ta bit rng
xng sng bao gm 24 t sng, chỳng c ni vi nhau bng cỏc a m lm
xng tr lờn n hi v cú h s tt chn ln. Cỏc dao ng m con ngi chu
trong t th ngi bt buc s lm thng tn ct sng m ch yu l cỏc a m,
c bit l a m t sng cui. Cỏc a m s b lch hoc b mng i lm
chốn ộp cỏc bú dõy thn kinh v gõy au dõy thn kinh hụng to (dõy thn kinh to).
Ngoi ra tỏc ng ca dao ng s lm cỏc gai t sng di ra v hu qu cng
gõy chốn ộp cỏc bú dõy thn kinh. Nhng chuyờn gia v bo h lao ng cng cho

rng liờn h xng c ca c th con ngi cú tớnh n hi v tt dn khụng tuyn
tớnh. Hn th na c tớnh ny thay i trong quỏ trỡnh dao ng cú ngha l c th
l mt h dao ng khụng ngng. Con ngi cú c tớnh t iu chnh trong mt
phm vi nht nh, cú ngha l cú kh nng lm thay i cỏc thụng s ca mỡnh
lm cỏc tỏc ng ca dao ng gim i theo thi gian. iu ny cú th t c
bng cỏch thay i cỏc t th ngi, co dui cỏc c, khp...
b. nh hng ca rung cc b:
nh hng ca rung cc b l nhng tỏc ng ca rung ng gõy ra v ch lm
cho tng b phn ca c th b rung ng. Núi chung nh hng ny khụng tỏc
ng nhiu n hnh khỏch ngi trờn xe m ch co nh hng ti ngi lỏi xe do
dao ng ca vụ lng tỏc ng trc tip n tay. Mt khỏc dao ng ca gh ngi v
ca vụ lng l cú khỏc nhau nờn lỏi xe l i tng nghiờn cu trong trng hp
chu nh hng ca rung cc b. Nhiu cụng trỡnh nghiờn cu ó nghiờn cu ti cỏc
vn l thit k gh lỏi v bao tay cho nhng cụng nhõn lỏi mỏy kộo, xe chuyờn
dựng lm gim thiu tỏc ng ca rung cc b.
2.1.2. nh hng ca dao ng n bn v an ton chuyn ng
Dao ng khụng ch nh hng n sc kho con ngi m cũn nh hng
n cỏc yu t nh: Cht lng hng hoỏ chuyờn ch, bn ca cỏc chi tit trờn
xe, an ton khi chuyn ng (phanh, lỏi),...
i vi cht lng hng hoỏ chuyờn ch, nh hng ca dao ng l rt rừ rt.
Tuy nhiờn do s chng loi hng hoỏ c chuyờn ch bng ụ tụ l rt ln, do vy
khụng th thit k mt xe cú ờm du tho món m bo cht lng cho tt c cỏc
loi hng hoỏ. Do vy khi chuyờn ch thỡ ngi vn chuyn phi cn c vo tớnh
cht dao ng ca xe, c tớnh ca hng hoỏ m cú s gia c hng hoỏ cng nh
chn tc chuyn ng ca xe thớch hp sao cho cht lng hng hoỏ c m
bo trong quỏ trỡnh vn chuyn.

Lớp cơ khí động lực 06-08

- 18 -

Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Anh Ngọc

i vi bn cỏc chi tit ca ụ tụ, nh hng rừ rt nht l i vi khung v.
Khi dao ng, gia tc dao ng s to ra cỏc lc quỏn tớnh tỏc dng lờn cỏc chi tit.
Ngoi ra i vi v ụ tụ khi rung ng vi tn s cao nhiu phn ca v ụ tụ s b
cng hng, hin tng ny lm h hng v nh nt, thm chớ cú th xộ rỏch v...
Khi ụ tụ chuyn ng, ờm du ch yu ph thuc vo cỏc thụng s kt cu
ca h thng treo nh cng ca lũ xo, h s cn ca gim chn...bờn cnh ú bn
thõn h thng treo khi lm vic cng phi tuõn theo nhng iu kin nht nh. Do
vy rt cú th khi la chn cỏc thụng s ca h thng treo tho món ti a ờm du
thỡ li khụng m bo s lm vic ca h thng treo. Vớ d nh cho xe chuyn
ng ờm du thỡ cn phi chn cng ca h thng treo nh, dn n khi lm vic
vừng ng ca h thng treo quỏ ln gõy va p lờn khung xe. S va p ny
khụng ch lm nh hng n bn ca h thng treo m cũn lm gim ờm du
chuyn ng.
Trong quỏ trỡnh chuyn ng, do dao ng cú th xy ra trng hp bỏnh xe b
nhc khi mt ng (tỏch bỏnh). Khi ú an ton chuyn ng ca xe lỳc ny
gim xung (do bỏm gim gõy nh hng ti h thng phanh v h thng lỏi),
thm chớ cú th gõy ra tai nn giao thụng. i vi bỏnh xe ch ng khi b nhc khi
mt ng lm nh hng rt ln n h thng truyn lc, gõy mũn lp, tiờu hao
nhiờn liu tng lờn...
2.2. Cỏc ch tiờu ỏnh giỏ ờm du chuyn ng ca ụ tụ
La chn cỏc ch tiờu ỏnh giỏ ờm du chuyn ng úng vai trũ ht sc
quan trng trong vic nghiờn cu dao ng ca ụ tụ. Do ú, khi thit k ụ tụ, la
chn hay tớnh toỏn cỏc thụng s liờn quan n dao ng u phi xut phỏt t ch
tiờu ỏnh giỏ ờm du chuyn ng ca ụ tụ. Tuy nhiờn vic la chn cỏc ch tiờu

ỏnh giỏ ờm du chuyn ng li khụng phi d dng. V mt nguyờn tc, trc
ht phi da vo nhng c tớnh nhõn chng hc, cỏc c im tõm sinh lý ca con
ngi Vit nam (th hin bng cỏc thụng s thng kờ, o c v thc nghim). Tip
ú, nú phi ph thuc vo s phỏt trin ca nn kinh t, khoa hc k thut bi vỡ
chỳng liờn quan n cỏc dng c o, trỡnh thớ nghim, trỡnh sn xut... cỏc
nc trờn th gii cng vy, cỏc nc cú trỡnh phỏt trin khỏc nhau thỡ la chn
cỏc ch tiờu ỏnh giỏ khụng hon ton ging nhau.
Cỏc tớnh cht dao ng ca ụ tụ trong nc cng nh trờn th gii thng
c ỏnh giỏ theo 2 quan im:
- ỏnh giỏ theo quan im v ờm du chuyn ng m thụng s gia tc
dao ng cú tớnh cht quyt nh vỡ nú tỏc dng lờn ngi lỏi v hnh khỏch.
- Theo quan im v an ton chuyn ng v ti trng tỏc dng xung nn
thỡ giỏ tr ti trng ng gia bỏnh xe v nn ng l thụng s mang tớnh cht
quyt nh.
Vỡ vy khi núi n dao ng ca ụ tụ theo quan im ờm du chuyn ng thỡ
ờm du chuyn ng ca ụ tụ cú th hiu l tp hp cỏc tớnh cht m bo hn

Lớp cơ khí động lực 06-08

- 19 -


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Anh Ngọc

ch cỏc tỏc ng ca dao ng cú nh hng xu ti con ngi, hng hoỏ v cỏc kt
cu ca ụ tụ.
Theo quan im v an ton chuyn ng thỡ dao ng ca ụ tụ gõy ra s thay
i giỏ tr phn lc phỏp tuyn gia b mt tip xỳc ca bỏnh xe vi mt ng.

Nu giỏ tr phn lc phỏp tuyn gim so vi trng hp ti trng tnh thỡ s lm
gim kh nng tip nhn cỏc lc dc, ngang (lc kộo, lc phanh, lc bỏm ngang),
dn n hin tng tỏch bỏnh khi ng gõy mt an ton khi xe chuyn ng,
phanh v quay vũng... cũn khi giỏ tr phn lc ny tng thỡ s lm tng ti trng
ng tỏc dng xung nn ng v cỏc kt cu ca xe.
Quỏ trỡnh nghiờn cu dao ng ca ụ tụ l quỏ trỡnh xỏc nh cỏc thụng s ca
h thng treo, to c s cho vic thit k cỏc phn t ca chỳng: phn t n hi,
phn t gim chn v b phn dn hng. Cú nh vy mi to ra mt h dao ng
cú cht lng tt, cỏc kt qu nghiờn cu s gúp phn nõng cao trỡnh cụng ngh
thit k, ci tin ụ tụ, gúp phn nõng cao hiu qu s dng v nng sut vn chuyn
ca ụ tụ trong nn kinh t quc dõn.
ỏnh giỏ ờm du chuyn ng ca ụ tụ, cỏc nc cú nn cụng nghip ụ
tụ phỏt trin hng u trờn th gii ó a a ra cỏc ch tiờu ỏnh giỏ ờm du
khỏc nhau. Da vo cỏc cụng trỡnh nghiờn cu ca nc ngoi v cỏc ti liu ca
vin khoa hc k thut bo h lao ng Vit nam, a ra mt s ch tiờu c trng
cho ờm du chuyn ng ca ụ tụ nh sau:
2.2.1. Ch tiờu v tn s dao ng
Con ngi khi tham gia vo giao thụng cng l mt h dao ng, i li l hot
ng thng xuyờn ca con ngi ó tr thnh mt thúi quen. Khi con ngi i li
tng ng vi h thc hin dao ng, tu thuc vo hỡnh dỏng, trng lng riờng,
thúi quen tng ngi m s ln bc trong mt phỳt thng trong khong 60-90
bc, tng ng vi tn s dao ng khong 1-1,5Hz. Vy nờn t thúi quen ú con
ngi chu dao ng hp lý trong khong tn s va nờu trờn. Khi ỏnh giỏ ờm
du chuyn ng ca ụ tụ vi cỏc iu kin mt ng cng nh kt cu c th thỡ
tn s dao ng ca ụ tụ phi nm trong gii hn 1-1,5 Hz, thng ly chun
ỏnh giỏ dao ng ca ụ tụ nh sau:
- i vi xe con (du lch): n = 60 - 90

(dao ng/phỳt)

- i vi xe vn ti:

(dao ng/phỳt)

n = 85 - 120

2.2.2. Ch tiờu v s dch chuyn tng i ca sn xe
Khi xe chuyn ng trờn ng thỡ sn xe luụn cú s dch chuyn theo
phng thng ng, biờn dch chuyn s ph thuc vo rt nhiu yu t nh
cng ca h thng treo, mc ti, biờn dng mp mụ ca ng... Do ú khi ỏnh giỏ
v ch tiờu ny ngi ta a ra giỏ tr cho phộp ca lch quõn phng sn xe
[DZ] trong iu kin ng xỏ Vit nam i vi loi xe minibus:
[DZ] 2.10-2

Lớp cơ khí động lực 06-08

(m)

- 20 -


LuËn v¨n tèt nghiÖp

NguyÔn Anh Ngäc

Khi giá trị này tăng, sẽ làm tăng khả năng va chạm của sàn xe và làm giảm
độ êm dịu của chuyển động gây ảnh hưởng lớn đến hành khách và hàng hóa trên xe
cũng như độ bền của các chi tiết trên xe.
Độ lệch quân phương của dịch chuyển sàn xe nói riêng và của các thông số
khác như gia tốc dịch chuyển, góc lắc thân xe, dịch chuyển của khối lượng không

được treo... được xác định như sau:
- Phương sai của thông số đo theo “Xác suất thống kê và quy hoạch thực
nghiệm” [3] được xác định như sau:
n

n

S 2 = ∑ ( xi − x ) f i = ∑ ( xi − x )
2

i =1

i =1

2

ni
n

Trong đó:
S2_ Là phương sai
n_ Là tổng số các kết quả lấy ra của thông số đo
ni_ Là mẫu đo thứ i
fi_ Tần suất của thông số có giá trị xi
xi_ Giá trị của thông số thứ i

x _ Trung bình thông số
k

k

i =1

i =1

x = ∑ xi fi = ∑ xi
Nếu các tần suất đều bằng

x=

ni
n

1
thì ta có:
n

1 n
∑ xi
n i =1

Khi đó phương sai được tính bằng:

S2 =

1 n
2
( xi − x )
∑
n i =1

Cuối cùng ta rút ra độ sai lệch quân phương của thông số cần đo:

S = S2

Líp c¬ khÝ ®éng lùc 06-08

- 21 -


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Anh Ngọc

2.2.3. Ch tiờu v gia tc dao ng
Ch tiờu ny c xỏc nh da trờn c s tr s bỡnh phng trung bỡnh ca
&, Y&
&, Z&
&.
gia tc theo cỏc phng X, Y, Z l: X&
Cỏc giỏ tr ny c tớnh tng t nh trong phn 2.2.2 ó gii thiu, giỏ tr
cho phộp ca chỳng nm trong khong:
&< 1,0
X&

( m / s2 )

&< 0,7
Y&

( m / s2 )

&< 2,5
Z&

( m / s2 )

Cỏc s liu trờn cú th xem l gn ỳng ỏnh giỏ ờm du chuyn ng
ca ụ tụ, bi vỡ nú da trờn c s s liu thng kờ. Mt khỏc, iu quan trng hn l
dao ng ụ tụ truyn cho con ngi thc cht l tỏc ng ngu nhiờn vi di tn s
rng v phc tp c theo hng tỏc dng. Ngoi ra theo mt s ti liu tham kho
cỏc tỏc gi cũn a ra mt s ch tiờu khỏc ỏnh giỏ ờm du chuyn ng ca ụ
tụ.
Ngoi ra ngi ta cũn a ra s ln va p do mp mụ ca mt ng gõy
ra trong 1 km ng chy ỏnh giỏ ờm du chuyn ng ca xe khi i trờn
ng thc t. Khi s ln va p ny quỏ ln s mt ờm du chuyn ng ng thi
nh hng ti tui th v bn ca cỏc chi tit trong h thng treo.
2.2.4. Ch tiờu v an ton chuyn ng v ti trng tỏc dng xung nn ng
Theo quan im v an ton chuyn ng (xột theo khớa cnh v tớnh iu
khin) v ti trng tỏc dng xung nn ng thỡ tr s lc tỏc dng thng ng
gia bỏnh xe vi ng cng l thụng s quan trng ỏnh giỏ. Lc ng Fd (t )
xỏc nh phc tp hn vỡ nú ph thuc vo tớnh cht dao ng ca ụ tụ, vn tc
chuyn ng v mp mụ biờn dng ng.
Theo quan im v ti trng tỏc dng xung nn ng thỡ s da vo tr s
ln nht ca ti trng bỏnh xe, ngha l tng ng vi giỏ tr dng ca Fd (t )
ỏnh giỏ, nu Fd (t ) cng ln thỡ s nh hng do lc tỏc ng ti lp xe v cỏc b
phn chi tit ca xe v nn ng cng b tỏc ng xu nhiu hn. Mt khỏc
gim s nh hng ca Fd (t ) thỡ trong trng hp gim ti trng bỏnh xe so vi giỏ
tr ti trng tnh, ngha l lm gim kh nng tip nhn lc tip tuyn (nht l khi
phanh) v lc ngang (quan trng khi quay vũng). Trong trng hp c bit bỏnh xe

b ny khi mt ng khi ú lc tỏc dng t ng lờn bỏnh xe s bng 0 v ụ tụ
s mt tớnh iu khin. ỏnh giỏ tớnh cht dao ng ca ụ tụ theo quan im v
an ton chuyn ng cn xỏc nh t s gia lc ng Fd (t ) v ti trng tnh ca
bỏnh xe l R t K :
K=

Lớp cơ khí động lực 06-08

Fd
Rt K

- 22 -


LuËn v¨n tèt nghiÖp

NguyÔn Anh Ngäc

Khảo sát dao động của ô tô người ta quan tâm đến sự bám của lốp với mặt
đường, nhằm đảm bảo dao động của ô tô thoả mãn các chỉ tiêu về độ êm dịu nhưng
bánh xe vẫn phải bám đường, nếu không đạt 2 chỉ tiêu đó sẽ dẫn đến làm mất tính
ổn định khi điều khiển xe, làm tăng tiêu hao nhiên liệu...
Giá trị gần đúng của lực tác dụng xuống nền đường có thể xác định như sau:
Fd ≈ C L (ξ − q )

Trong đó: CL _ Độ cứng của lốp.
ξ _ Chuyển dịch của bánh xe theo phương thẳng đứng.

q _ Chiều cao mấp mô biên dạng đường.
Có thể xác định giá trị ξ td max - là giá trị cực đại của chuyển dịch tương đối của

bánh xe với đường theo biểu thức:
ξ td max = Max(ξ − q)

Giá trị ξ td max cũng có thể làm cơ sở đánh giá khả năng bám của lốp với đường.

Líp c¬ khÝ ®éng lùc 06-08

- 23 -


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Anh Ngọc

CHNG 3
XY DNG Mễ HèNH V THIT LP H PHNG TRèNH
VI PHN Mễ T DAO NG
3.1. Xõy dng mụ hỡnh dao ng ụ tụ
Trong cỏc lnh vc v k thut, bt kỡ õu cng cú cỏc phng trỡnh dao ng
c hc. Cỏc kt cu hoc nhng trang thit b khỏc nhau nh: ụ tụ, ng c t trong,
xe tng, tu thu... u chu cỏc dao ng c hc. Mc dự kt cu rt a dng v phc
tp, cỏc dao ng trong chỳng cng khỏc nhau nhng u cú th mụ t nh cụng c
toỏn hc, bng cỏc phng trỡnh vi phõn thng nu khi lng ca chỳng c xem
l tp trung hoc bng cỏc phng trỡnh vi phõn vi cỏc o hm riờng nu khi
lng ca chỳng c xem l phõn b. Thit lp mụ hỡnh toỏn h dao ng c hc c
gng chn mụ hỡnh ng hc sao cho gn vi mụ hỡnh thc t nhng phi thun tin
cho tớnh toỏn.
3.1.1. Mụ hỡnh dao ng
ễtụ thuc h c hc nhiu vt, dao ng vi di tn s thp. Vic lp v chn
mụ hỡnh dao ng phi theo 3 tiờu chớ sau:

- Mc tiờu nghiờn cu.
- Cu trỳc riờng ca i tng nghiờn cu.
- Kh nng tớnh toỏn v phng tin tớnh toỏn.
Ngy nay, vi s phỏt trin ca khoa hc k thut kh nng tớnh toỏn hu nh
khụng b hn ch (cú nhiu phn mm rt mnh h tr tớnh toỏn) nờn ch yu khi
chn v lp mụ hỡnh thng cn c vo mc tiờu v c im kt cu ca i tng.
Vỡ mc tiờu nghiờn cu cú th bao hm cỏc vn sau:
- Nghiờn cu ti u h treo, k c h treo tớch cc. i vi mc tiờu ny ch
nghiờn cu mụ hỡnh 1/4 l .
- Nghiờn cu v dao ng liờn kt, thng dựng mụ hỡnh phng, mụ hỡnh phng
cng cũn dựng nghiờn cu nh hng ca ng.
- Nghiờn cu s trt v lt di tỏc ng ca ngoi lc nh ng mp mụ,
giú bờn nờn thũng s dng mụ hỡnh 1/2 .
Sau õy l mt s mụ hỡnh c bn c trỡnh by trong nhiu ti liu ca cỏc tỏc
gi ni ting.

Lớp cơ khí động lực 06-08

- 24 -


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Anh Ngọc

a. Mụ hỡnh 1/4
Mụ hỡnh 1/4 bao gm hai khi lng c treo M (thay th cho khi lng thõn
xe) v khụng c treo m (thay th cho khi lng bỏnh xe, cu xe v cỏc thnh phn
liờn kt). Phn treo v khụng c treo liờn kt vi nhau thụng qua cỏc phn t n
hi ca treo v gim chn, cú cng l C, h s cn gim chn K, hỡnh v (3.1).

M

K

C


m
KL

CL

q 1T
Hỡnh 3.1 - Mụ hỡnh ẳ
cú th chuyn mụ hỡnh vt lý thnh mụ hỡnh ng lc hc h dao ng ụ tụ,
cn phi cú mt s gi thit nhm n gin cho vic tớnh toỏn nhng vn m bo
tớnh ỳng n ca kt qu. Quỏ trỡnh nghiờn cu trong mụ hỡnh 1/4 ch xột dao ng
ca mt trong bn bỏnh xe, dao ng ca h l nh, tuyn tớnh, xung quanh v trớ cõn
bng tnh, bỏnh xe ln khụng trt v luụn tip xỳc vi ng...
Mụ hỡnh 1/4 cú th dựng chn ti u cỏc thụng s nh cng lp, khi
lng khụng c treo m, cng C v h s cn gim chn K theo cỏc hm mc
tiờu va nờu trờn.
Trong quỏ trỡnh nghiờn cu cỏc h s C v K cú th c mụ t phi tuyn:

C = f ( z ) ; K = f ( & z&)
n

n

(3.1)

Vic ny cú ý ngha trong bi toỏn iu khin h treo.

Lớp cơ khí động lực 06-08

- 25 -


Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Anh Ngọc

b. Mụ hỡnh dao ng liờn kt
Mụ hỡnh ng lc hc ny biu th dao ng liờn kt ụ tụ 2 cu dng mụ hỡnh
phng, cú ngha l ụ tụ c gi thit i xng qua trc dc ca xe v xem mp
mụ ca biờn dng ng di bỏnh xe trỏi v phi l nh nhau. Khi lng treo
c qui dn v trng tõm phn treo biu th qua giỏ tr khi lng M (i din cho
khi lng c treo l thõn xe) v m1, m2 (i din cho khi lng khụng c treo
l cu xe) vi 4 bc t do l Z, , 1 , 2 .




1
K1

1

2

M, J Y

K2

C1

m1

C2

2

m2

K L1

K L2

CL1
b

a

q1

L

CL2

q2

Hỡnh 3.2 - Mụ hỡnh phng dao ng ụ tụ 2 cu
Mụ hỡnh ny hiu qu vi bi toỏn b trớ chung, v l mụ hỡnh n gin khi
nghiờn cu v ng v phõn b ti khi phanh.
c. Mụ hỡnh 1/2

FY

M, J X

KT

C, KP
m, J 2X

qP

qT
Hỡnh 3.3 - Mụ hỡnh ẵ

Lớp cơ khí động lực 06-08

- 26 -