Tính toán giảm độ rung động trên xe khách thaco 29 chỗ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.79 MB, 96 trang )
..
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
CHUN NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỀ TÀI:
TÍNH TỐN GIẢM ĐỘ RUNG ĐỘNG TRÊN XE
KHÁCH THACO 29 CHỖ
Người hướng dẫn: PGS.TS. DƯƠNG VIỆT DŨNG
Sinh viên thực hiện: CHÂU CÔNG CẨN
LÊ HỮU NĂM
Số thẻ sinh viên: 103130010
103130053
Lớp:
13C4A
Đà Nẵng, 05/2018
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
CHUN NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỀ TÀI:
TÍNH TỐN GIẢM ĐỘ RUNG ĐỘNG TRÊN XE
KHÁCH THACO 29 CHỖ
Người hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
Số thẻ sinh viên:
Lớp:
PGS.TS. DƯƠNG VIỆT DŨNG
CHÂU CÔNG CẨN
LÊ HỮU NĂM
103130010
103130053
13C4A
Đà Nẵng, 05/2018
TĨM TẮT
Tên đề tài: Tính tốn giảm độ rung động trên xe khách Thaco 29 chỗ.
Sinh viên thực hiện:
TT
Họ tên sinh viên
Số thẻ SV
Lớp
1
Châu Công Cẩn
103130010
13C4A
2
Lê Hữu Năm
103130053
13C4A
Bên cạnh phần mở đầu và các mục theo quy định, nội dung đồ án tốt nghiệp được trình
bày thành năm chương và giữa các chương có sự liên kết chặt chẻ với nhau tạo thành một
bản thống nhất hoàn chỉnh. Dưới đây là tóm tắt nội dung của tồn bộ đồ án tốt nghiệp:
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ RUNG ĐỘNG:đưa ra các khái niệm, nguyên nhân,
nguồn gốc và ảnh hưởng của rung động đến người sử dụng. Từ đó, giúp cho chúng ta
hiểu được tầm quan trọng của việc giảm thiểu rung động để nâng cao chất lượng sản
phẩm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng.
Chương 2 KHẢO SÁT XE KHÁCH THACO 29 CHỖ: chương này tìm hiểu về cấu
hình, các thơng số kỹ thuật và u cầu kỹ thuật của đối tượng mà ta thực hiện đề tài đó là
dịng xe Bus 29 chỗ do Thaco sản xuất.
Chương 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TÍNH TỐN, PHÂN TÍCH CẢI THIỆN RUNG
ĐỘNG TRÊN XE KHÁCH THACO 29 CHỖ: chương này nêu ra cơ sở cho phần đo tính
tốn và phân tích ở những chương sau.
Chương 4 THỰC NGHIỆM ĐO ĐẠC VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐO RUNG ĐỘNG
TRÊN XE KHÁCH THACO 29 CHỖ: chương này giới thiệu về phần mềm LMS test.lab
cùng các thiết bị đo sử dụng trong quá trình đo. Phương pháp đo đạc, cách lắp đặt thiết bị
và cài đặt thông số đầu vào trên phần mềm. Tiếp theo là đo đạc trực tiếp rung động trên
sàn xe ở 2 trường hợp riêng biệt đó là:
Trường hợp động cơ không tăng tốc: đo ở hai chế độ có điều hịa và khơng điều hịa.
Trường hợp động cơ tăng tốc: chỉ đo ở chế độ có bật điều hòa.
Tất cả đều đo ở trên sàn xe trong cả ba vị trí đầu xe, giữa xe và cuối xe theo cả ba
phương X, Y và Z được quy định trong khi lắp đặt cảm biến. Cuối cùng, tính tốn theo
giá trị trung bình phương, tổng hợp các giá trị rung động đo được và đánh giá mức độ
rung động bằng cách so sánh với tiêu chuẩn của Thaco.
Chương 5 PHÂN TÍCH, CẢI TIẾN ĐỂ GIẢM RUNG ĐỘNG TRÊN XE KHÁCH
THACO 29 CHỖ: sau khi đã có kết quả giá trị rung động, ta tiến hành xây dựng đồ thị để
phân tích xác định nguồn gây ra rung động tại những vị trí có giá trị rung động vượt q
giới hạn cho phép. Sau đó, ta phân tích tìm ra nguyên nhân và đưa ra phương án cải tiến
để giảm rung động. Cuối cùng ta tiến hành đo đạc lại để đánh giá, kiểm tra hiệu quả sau
khi cải tiến.
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG
CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TT
Họ tên SV
Lớp
Số thẻ SV
Ngành
1
Châu Cơng Cẩn
13C4A
103130010
Kỹ thuật cơ khí
2
Lê Hữu Năm
13C4A
103130053
Kỹ thuật cơ khí
1. Tên đề tài đồ án:
Tính toán giảm độ rung động trên xe khách Thaco 29 chỗ
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Theo số liệu của nhà sản xuất do Thaco cung cấp.
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
a) Phần chung
TT
Họ tên SV
1
Lê Hưu Năm
2
Châu Công Cẩn
Nội dung
Chương 1 Tổng quan về rung động
Chương 2 Khảo sát xe khách Thaco 29 chỗ
Chương 3 Cơ sở lý thuyết về tính tốn để phân tích
cải thiện rung động trên xe khách thaco 29 chỗ
b) Phần riêng
TT
1
2
Họ tên SV
Nội dung
Lê Hữu Năm
Chương 4 Thực nghiệm đo đạc và xử lý số liệu đo:
trên cơ sở các lý thuyết rung động, tiến hành lắp đặt
thiết bị, cảm biến, cài đặt phần mềm để đo đạc thu
thập dữ liệu, sau khi có dữ liệu tiến hành xử lý,
đánh giá.
Châu Cơng Cẩn
Chương 5 Phân tích, cải tiến để giảm rung động
trên xe khách Thaco 29 chỗ: Từ dữ liệu thu được
trong quá trình đo đạc, xây dựng đồ thị để phân
tích, xác định nguồn gây ra rung động trên sàn xe.
Sau đó tìm ra phương án để giảm rung động. Cuối
cùng kiểm nghiệm lại hiệu quả của phương án cải
tiến.
5. Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ):
a) Phần chung
TT
Họ và tên
Nội dung
1
Lê Hữu Năm
- Bản vẽ thiết kế tổng thể xe khách Thaco 29 chỗ
(1A3)
2
Châu Công Cẩn
- Bản vẽ kết cấu khung xương mui (1A3)
- Bản vẽ kết cấu tổng thể khung xương (1A3)
b) Phần riêng
TT
Họ và tên
1
Lê Hữu Năm
2
Châu Công Cẩn
Nội dung
- Đồ thị giá trị rung động (18A3)
- Bản vẽ kết cấu căng quạt gió két nước(2A3)
- Bản vẽ bố trí thiết bị đo (1A3)
- Đồ thị phân tích rung động trên sàn xe (2A3)
6. Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS. DƯƠNG VIỆT DŨNG
CB. Hồ Viết Nhật
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
29/01/2018.
8. Ngày hồn thành đồ án:
27/05/2018
Trưởng Bộ mơn
PGS.TS. Dương Việt Dũng
Đà Nẵng, ngày
tháng
năm 201
Người hướng dẫn
PGS.TS. Dương Việt Dũng
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, nền khoa học kỹ thuật thế giới đã phát triển cực kỳ mạnh
mẽ với nhiều thành công rực rỡ trong tất cả các lĩnh vực của đời sống xã hội, đặc biệt
trong lĩnh vực ô tô, không chỉ đáp ứng nhu cầu đi lại, vận chuyển hàng hóa mà nó cịn là
tác phẩm của sự tiện nghi và sang trọng. Chúng ta đã tạo ra được những dòng xe cao cấp
và hiện đại, đi cùng với nó là sự tiện nghi và an toàn rất được chú trọng nghiên cứu và
phát triển nhằm tạo ra sự êm ái và an toàn khi điều khiển, cũng như sự thoải mái cho
hành khách ngồi trên xe.
Tháng 3/2018 Việt Nam tham gia hiệp định đối tác tồn diện và tiến bộ xun Thái
Bình Dương (CPTPP) về tự do thương mại, đây là cơ hội và thách thức lớn với nền kinh
tế nước ta đặc biệt là ngành ô tô- đang được định hướng là ngành công nghiệp mũi nhọn.
Các doanh nghiệp sản xuất ô tô trong nước đang nổ lực nâng cao chất lượng giảm chi phí
sản xuất qua đó giảm giá thành sản phẩm để có thể cạnh tranh với ơ tơ trong và ngồi
nước.
Nhận thấy sự êm dịu và tiện nghi đang là xu hướng mới trên thị trường ơ tơ, nhóm em
chọn đề tài: Tính tốn giảm độ rung động trên xe khách Thaco 29 chỗ.
Để thực hiện đề tài này em đã tìm hiểu về rung động, các cơ sở lý thuyết để tính tốn
rung động, khảo sát xe Bus Thaco 29 chỗ, hỗ trợ bạn cùng làm chung đề tài lắp đặt thiết
bị. Đặc biệt trong phần nhiệm vụ của mình, em xây dựng đồ thị phân tích, xác định
nguồn gây ra rung động, tìm ra phương pháp cải tiến để giảm rung động.
Được sự hướng dẫn của thầy PGS.TS Dương Việt Dũng, anh Nguyễn Minh Thiện
trưởng phòng R&D cùng các anh chị trong trung tâm R&D thuộc Công ty TNHH MTV
SX XE BUS THACO đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ cùng với sự nổ lực bản thân, chúng
em hoàn thành được đề tài tốt nghiệp của mình. Nhưng do kiến thức, kinh nghiệm còn
hạn chế nên đề tài của chúng em sẽ khơng tránh khỏi những sai sót, vì vậy rất mong được
sự thơng cảm và góp ý của thầy cơ để đề tài được hồn thiện hơn.
Nhóm sinh viên thực hiện
Châu Công Cẩn
Lê Hữu Năm
i
ii
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên chúng em xin chân thành cảm ơn thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG đã tận tình
giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “Tính tốn giảm độ rung động
trên xe khách Thaco 29 chỗ”.
Chúng em xin chân thành cảm ơn đến các anh chị trong trung tâm R&D của công ty
TNHH MTV sản xuất xe Bus Thaco đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn
chúng em trong suốt thời gian làm đồ án. Cảm ơn anh Nguyễn Minh Thiện- trưởng
phòng R&D, anh Hồ Viết Nhật- trưởng bộ phận CAE, anh Trần Thanh Thái- tổ trưởng tổ
thử nghiệm. Trong thời gian làm việc tại trung tâm chúng em không chỉ được bổ sung
những kiến thức chuyên ngành mà còn được tiếp xúc với môi trường làm việc thực tế,
đây là những điều rất cần thiết giúp chúng em trong quá trình học tập và công tác sau
này.
Đồng thời chúng em xin chân thành cảm ơn ông Nguyễn Quang Bảo, giám đốc công
ty TNHH MTV sản xuất xe Bus Thaco đã tạo mọi điều kiện về cơ sở vật chất giúp chúng
em hoàn thành đồ án này.
Đà Nẵng, ngày 27 tháng 05 năm 2018
iii
LỜI CAM ĐOAN
Chúng tôi: Châu Công Cẩn và Lê Hữu Năm xin cam đoan:
Đồ án tốt nghiệp mà chúng tôi đã làm là kết quả của sự nghiên cứu, tính toán dựa trên
cơ sở các số liệu thực tế và được thực hiện theo sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn.
Đồ án được thực hiện hoàn toàn mới, là thành quả của riêng chúng tôi, không sao chép
theo bất cứ đồ án nào.
Mọi sự tham khảo sử dụng trong đồ án đều được trích dẫn các nguồn tài liệu trong báo
cáo và danh mục tài liệu tham khảo.
Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế của nhà trường, chúng tơi xin hồn tồn
chịu trách nhiệm.
Đà Nẵng, ngày 27 tháng 05 năm 2018
iv
MỤC LỤC
TÓM TẮT..........................................................................................................................
LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ iii
LỜI CAM ĐOAN ...........................................................................................................iv
MỤC LỤC .......................................................................................................................v
DANH SÁCH CÁC BẢNG VẼ, HÌNH VẼ................................................................. vii
DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT .........................................................xi
Trang
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
TỔNG QUAN VỀ RUNG ĐỘNG ................................................................ 2
1.1. Nguyên nhân gây rung động.....................................................................................2
Khái niệm rung động .............................................................................................. 2
Các nguyên nhân gây rung động ............................................................................2
1.2. Các nguồn gây ra rung động trên xe .........................................................................5
1.3. Ảnh hưởng của rung động trên xe đến khách hàng ..................................................9
Cơ chế tác động của rung động lên cơ thể của con người ....................................10
Ảnh hưởng của rung động lên cơ thể của con người............................................11
Ảnh hưởng của tiếng ồn gây ra bởi rung động tác động lên hành khách. ............12
KHẢO SÁT XE KHÁCH THACO 29 CHỖ ..............................................14
2.1. Cấu hình xe .............................................................................................................14
2.2. Thiết kế tổng thể của xe.......................................................................................... 17
2.3. Các yêu cầu kỹ thuật của xe ...................................................................................19
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TÍNH TỐN, PHÂN TÍCH CẢI THIỆN RUNG
ĐỘNG TRÊN XE KHÁCH THACO 29 CHỖ ............................................................. 22
3.1. Các đại lượng vật lý................................................................................................ 22
3.2. Các dạng biểu đồ phân tích rung động ...................................................................23
3.3. Phương pháp xử lý số liệu ......................................................................................35
3.4. Kết luận...................................................................................................................38
THỰC NGHIỆM ĐO ĐẠC VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐO RUNG ĐỘNG
TRÊN XE KHÁCH 29 CHỔ .........................................................................................39
4.1. Giới thiệu về phần mềm LMS test.lab và các thiết bị đo .......................................39
Phần mềm LMS test.lab .......................................................................................39
4.2. Các thiết bị đo .........................................................................................................39
v
Các loại cảm biến .................................................................................................39
Bộ xử lý và khuếch đại tín hiệu SCADAS ........................................................... 43
Các thiết bị kết nối ................................................................................................ 44
4.3. Tính chất yêu cầu mức độ rung động .....................................................................44
4.4. Phương pháp đo đạc ............................................................................................... 44
Lắp đặt thiết bị ......................................................................................................44
Thiết lập các thông số đầu vào trên phần mềm LMS test.lab .............................. 47
4.5. Đo và xử lý số liệu đo............................................................................................. 53
4.6. Kết quả đo đạc ........................................................................................................56
4.7. Kết luận...................................................................................................................61
PHÂN TÍCH, CẢI TIẾN ĐỂ GIẢM RUNG ĐỘNG TRÊN XE KHÁCH
THACO 29 CHỖ ...........................................................................................................62
5.1. Phân tích xác định nguồn gây ra rung động ........................................................... 62
5.2. Phương án cải tiến để giảm rung động ...................................................................64
5.3. Đo đạc, kiểm tra rung động sau khi điều chỉnh thiết kế .........................................66
5.4. Kết luận...................................................................................................................77
KẾT LUẬN ...................................................................................................................78
vi
DANH SÁCH CÁC BẢNG VẼ, HÌNH VẼ
BẢNG 2.1 Các thơng số kỹ thuật của xe khảo sát
BẢNG 2.2 Các thông số thiết kế tổng thể của xe khảo sát
BẢNG 2.3 Yêu cầu tính năng động lực học
BẢNG 2.4 Yêu cầu kỹ thuật hệ thống phanh
BẢNG 2.5 Yêu cầu kỹ thuật hệ thống lái
BẢNG 2.6 Tiêu chuẩn một số loại đèn trên ô tô
BẢNG 3.1 Giá trị tần số và số vịng quay của hệ trục
BẢNG 4.1 Các thơng số kỹ thuật của cảm biến gia tốc ba phương SEAT PAD
BẢNG 4.2 Các thông số kỹ thuật của cảm biến gia tốc âm HEAD SET
BẢNG 4.3 Các thông số kỹ thuật của cảm biến tacho đo số vòng quay
BẢNG 4.4 Các thông số kỹ thuật của cảm biến gia tốc một phương
BẢNG 4.5 Các thông số kỹ thuật của cảm biến gia tốc ba phương
BẢNG 4.6 Thông số các dây nối thiết bị đo
BẢNG 4.7 Tiêu chuẩn Thaco về rung động trên sàn xe
BẢNG 4.8 Kết quả đo rung động khi xe đứng yên trước khi cải tiến
BẢNG 5.1 Kết quả đo rung động khi xe đứng yên sau khi cải tiến
HÌNH 1.1 Sự mất đơng tâm trục
HÌNH 1.2 Mất cân bằng động
HÌNH 1.3 Sự mài mịn của các bộ phận máy
HÌNH 1.4 Sự lỏng của máy
HÌNH 1.5 Sự cộng hưởng
HÌNH 1.6 Giải pháp giảm thiểu rung động từ động cơ
HÌNH 1.7 Cây chống căng đai puly quạt gió
HÌNH 1.8 Hệ thống điều hịa trên xe
HÌNH 1.9 Cấu tạo hộp số sàn
HÌNH 1.10 Cấu tạo cầu xe
HÌNH 1.11 Lốp xe khơng đồng nhất gây ra rung động
HÌNH 1.12 Cơ cấu phanh
HÌNH 1.13 Giàn nóng lạnh thiếu cao su giảm chấn hay thiết kế kết cấu không đủ
cứng vững
vii
HÌNH 1.14 Tác hại của rung động
HÌNH 1.15 Tần số dao động riêng của các bộ phận trên cơ thể người
HÌNH 1.16 Vị trí tác dụng lực tại các tư thế của người trên xe
HÌNH 1.17 Ảnh hưởng của rung động lên con người
HÌNH 2.1 Động cơ sử dụng
HÌNH 2.2 Cầu trước xe khảo sát
HÌNH 2.3 Cầu sau xe khảo sát
HÌNH 2.4 Khung xương xe khảo sát
HÌNH 2.5 Bản vẽ hình chiếu đứng
HÌNH 2.6 Bản vẽ hình chiếu bằng
HÌNH 2.7 Bản vẽ hình chiếu cạnh
HÌNH 3.1 Biên độ rung động
HÌNH 3.2 Tần số rung động
HÌNH 3.3 Biểu đồ dạng sóng
HÌNH 3.4 Biểu đồ dạng phổ
HÌNH 3.5 Sơ đồ chuyển đổi trong đo rung động máy
HÌNH 3.6 Chuyển đổi từ đồ thị miền thời gian sang miền tần số
HÌNH 3.7 Biểu đồ biên độ và pha ở mỗi dãi tần số
HÌNH 3.8 Độ phân giải tần số ảnh hưởng đến đồ thị phổ
HÌNH 3.9 Đường quang phổ và các đại lượng liên quan
HÌNH 3.10 Trục quay độc lập
HÌNH 3.11 Biểu diễn đường order của một trục quay
HÌNH 3.12 Hệ trục
HÌNH 3.13 Biểu diễn đường order của 2 trục quay
HÌNH 3.14 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong
HÌNH 3.15 Đồ thị thác nước
HÌNH 3.16 Đồ thị màu
HÌNH 3.17 Phương pháp đánh giá theo RMS
HÌNH 3.18 Đánh giá theo phương pháp MTVV
HÌNH 3.19 Đánh giá theo phương pháp VDV
HÌNH 4.1 Cảm biến Seat pad
HÌNH 4.2 Cảm biến âm
HÌNH 4.3 Cảm biến số vịng quay Tacho
HÌNH 4.4 Cảm biến gia tốc một phương
HÌNH 4.5 Cảm biến gia tốc ba phương
HÌNH 4.6 Thiết bị SCADAS
viii
HÌNH 4.7 Phần mềm xử lý, hiển thị kết quả đo
HÌNH 4.8 Quy ước phương đo khi lắp đặt cảm biến
HÌNH 4.9 Lắp đặt cảm biến gia tốc 3 phương lên sàn xe
HÌNH 4.10 Kết nối cảm biến đến thiết bị Scadas
HÌNH 4.11 Đầu nối cảm biến với thiết bị Scadas
HÌNH 4.12 Thư mục cần chọn trước khi khởi động phần mềm
HÌNH 4.13 Giao diện ban đầu của phần mềm
HÌNH 4.14 Các cơng cụ và mục hỗ trợ cài đặt
HÌNH 4.15 Cửa sổ channel setup
HÌNH 4.16 Các lựa chọn ở mục channel setup
HÌNH 4.17 Màn hình hiển thị thư mục database
HÌNH 4.18 Giao diện database
HÌNH 4.19 Giao diện mục tracking setup
HÌNH 4.20 Bảng nhập thơng số của mục tracking setup
HÌNH 4.21 Giao diện acquisition setup
HÌNH 4.22 Các lựa chọn trong acquisition setup
HÌNH 4.23 Giao diện online processing
HÌNH 4.24 Các lựa chọn ở phần vibration
HÌNH 4.25 Các lựa chọn ở phần overall level
HÌNH 4.26 Giao diện measure
HÌNH 4.27 Vùng thao tác các lựa chọn đo trong measure
HÌNH 4.28 Giao diện lúc đang đo đạc
HÌNH 4.29 Đồ thị biên độ vận tốc rung theo thời gian
HÌNH 4.30 Đồ thị giá trị rung động đầu xe ở chế độ không tăng tốc không điều hịa
HÌNH 4.31 Đồ thị giá trị rung động giữa xe ở chế độ khơng tăng tốc khơng điều hịa
HÌNH 4.32 Đồ thị giá trị rung động cuối xe ở chế độ khơng tăng tốc khơng điều hịa
HÌNH 4.33 Đồ thị giá trị rung động đầu xe ở chế độ khơng tăng tốc có điều hịa
HÌNH 4.34 Đồ thị giá trị rung động giữa xe ở chế độ không tăng tốc có điều hịa
HÌNH 4.35 Đồ thị giá trị rung động cuối xe ở chế độ khơng tăng tốc có điều hịa
HÌNH 4.36 Đồ thị giá trị rung động đầu xe Rpm ở chế độ tăng tốc có điều hịa
HÌNH 4.37 Đồ thị giá trị rung động giữa xe Rpm ở chế độ tăng tốc có điều hịa
HÌNH 4.38 Đồ thị giá trị rung động cuối xe Rpm ở chế độ tăng tốc có điều hịa
HÌNH 5.1 Đồ thị phân tích rung động cuối xe ở chế độ khơng tăng tốc có điều hịa
HÌNH 5.2 Đồ thị phân tích rung động cuối xe ở chế độ tăng tốc có điều hịa
HÌNH 5.3 Hiện trạng ban đầu trước khi cải tiến cây chống căng đai
HÌNH 5.4 Sau khi cải tiến cây chống căng đai
ix
HÌNH 5.5 Hiện trạng ban đầu ống đàn hồi
HÌNH 5.6 Sau khi cải tiến ống đàn hồi
HÌNH 5.7 Đồ thị giá trị rung động đầu xe ở chế độ không tăng tốc khơng điều hịa
sau khi cải tiến
HÌNH 5.8 Đồ thị giá trị rung động giữa xe ở chế độ khơng tăng tốc khơng điều hịa
sau khi cải tiến
HÌNH 5.9 Đồ thị giá trị rung động cuối xe ở chế độ khơng tăng tốc khơng điều hịa
sau khi cải tiến
HÌNH 5.10 Đồ thị giá trị rung động đầu xe ở chế độ khơng tăng tốc khơng điều hịa
HÌNH 5.11 Đồ thị giá trị rung động giữa xe ở chế độ khơng tăng tốc khơng điều hịa
HÌNH 5.12 Đồ thị giá trị rung động cuối xe ở chế độ không tăng tốc khơng điều hịa
HÌNH 5.13 Đồ thị biễu diễn giá trị rung động đầu xe ở chế độ tăng tốc có điều hịa
HÌNH 5.14 Đồ thị giá trị rung động giữa xe ở chế độ tăng tốc có điều hịa
HÌNH 5.15 Đồ thị giá trị rung động cuối xe ở chế độ tăng tốc có điều hịa
HÌNH 5.16 Đồ thị phân tích rung động cuối xe ở chế độ khơng tăng tốc có điều hịa
HÌNH 5.17 Đồ thị phân tích rung động cuối xe ở chế độ tăng tốc có điều hịa
HÌNH 5.18 Đồ thị giá trị rung động đầu xe ở chế độ khơng tăng tốc khơng điều hịa
HÌNH 5.19 Đồ thị giá trị rung động giữa xe ở chế độ động cơ khơng tăng tốc khơng
điều hịa
HÌNH 5.20 Đồ thị giá trị rung động cuối xe ở chế độ động cơ khơng tăng tốc khơng
điều hịa
HÌNH 5.21 Đồ thị giá trị rung động đầu xe ở chế độ động cơ khơng tăng tốc có điều
hịa
HÌNH 5.22 Đồ thị giá trị rung động giữa xe ở chế độ động cơ khơng tăng tốc có
điều hịa
HÌNH 5.23 Đồ thị giá trị rung động cuối xe ở chế độ động cơ khơng tăng tốc có
điều hịa
HÌNH 5.24 Đồ thị giá trị rung động đầu xe ở chế độ động cơ tăng tốc có điều hịa
HÌNH 5.25 Đồ thị giá trị rung động giữa xe ở chế độ động cơ tăng tốc có điều hịa
HÌNH 5.26 Đồ thị giá trị rung động cuối xe ở chế độ động cơ tăng tốc có điều hòa
x
DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
KÝ HIÊU:
Lo
F
[m]
[N]
Chiều dài cơ sở
Lực quán tính ly tâm
m
ih
t
[kg]
[- ]
[s]
Khối lượng hạt nặng
Tỷ số truyền
Thời gian tăng tốc
G
Fmax
[kg]
[N]
Khối lượng toàn bộ thiết kế của xe
Tần số lớn nhất
Fs
[Hz]
Tốc độ lấy mẫu
t
[-]
Độ phân giải theo theo thời gian
N
T
[-]
[s]
Kích thước khối
Tổng thời gian để thu được khối dữ liệu đo
f
[-]
Độ phân giải theo tần số
aw
[m/s2]
Gia tốc rung động
ai
amrs
[m/s ]
[m/s2]
Gia tốc rung động tại thời điểm đo thứ i
Gia tốc rung động hiệu dụng
aw (t)
[m/s2]
Gia tốc rung động tức thời theo trọng số tần số
t0
Vtb
[s]
[s]
[mm/s]
Thời gian lấy mẫu
Thời điểm tính rung động tức thời
Vận tốc trung bình bình phương
v1
v2
v3
[mm/s]
[mm/s]
[mm/s]
Vận tốc trung bình theo phương x
Vận tốc trung bình theo phương y
Vận tốc trung bình theo phương z
2
CHỮ VIẾT TẮT:
ABS (anti-lock brake system): Hệ thống chống bó cứng bánh xe khi phanh
RMS (Root mean square): Đánh giá theo giá trị hiệu dụng
FFT (Fast Fourier Transform): Công thức chuyển đổi từ miền thời gian sang
miền tần số được đặt tên theo nhà toán học người Pháp Joseph Fourier
SL (spectral line): dải phổ
Rev (renovation): Vòng quay của một trục
MTVV (maximum transient vibration value): Giá trị gia tốc rung động tức thời
lớn nhất
xi
VDV (vibration dose value): Gia tốc rung động trung bình bình phương tích lũy
theo thời gian
ICP (inductively coupled plasma): Nguồn tín hiệu cao tần Plasma
AC (alternating curent): Dịng điện xoay chiều
DC (direct curent): Dòng điện một chiều
xii
Tính tốn giảm độ rung động trên xe khách Thaco 29 chỗ
MỞ ĐẦU
I. Mục đích thực hiện đề tài
Nâng cao chất lượng sản phẩm, đem lại sự thoải mái và tiện nghi cho người sử
dụng.
II. Mục tiêu nghiên cứu
Tính tốn giảm độ rung động trên xe khách Thaco 29 chổ bằng cách sử dụng bộ
phần mềm LMS test.lab để đo đạc, phân tích, tìm ra nguồn rung động gây cộng hưởng
từ đó đưa ra phương án cải tiến, khắc phục.
III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Xe khách Thaco 29 chổ.
Phạm vi nghiên cứu: Chỉ nghiên cứu tác động của các nguồn rung đến sàn xe khi xe
đứng n động cơ, điều hịa hoạt động bình thường.
IV. Ý nghĩa của đề tài
Rung động ảnh hưởng đến độ êm dịu của ô tô và là một trong những tiêu chuẩn để
đánh giá về chất lượng của xe. Do đó việc tìm ra nguồn gây ra rung động và khắc phục
chúng góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của
khách hàng.
Nhóm sinh viên thực hiện
GVHD: PGS.TS. Dương Việt Dũng
1
Tính tốn giảm độ rung động trên xe khách Thaco 29 chỗ
TỔNG QUAN VỀ RUNG ĐỘNG
Rung động hay dao động là khái niệm rất quen thuộc với chúng ta trong cuộc sống
hằng ngày hay trong sản xuất. Trong chương này chúng ta sẽ tìm hiểu rõ hơn về rung
động: khái niệm, nguyên nhân, nguồn gốc và đặc biệt là ảnh hưởng của nó đến người
sử dụng.
1.1. Nguyên nhân gây rung động
Khái niệm rung động
Rung động là những dao động cơ học có giới hạn trong khơng gian tạo ra sự di
chuyển qua lại của máy hoặc các bộ phận của máy. Tùy thuộc vào nguyên nhân gây ra
mà các thành phần của máy có thể dao động một khoảng cách lớn hoặc nhỏ, nhanh
hoặc chậm và có thể cảm nhận được bằng mắt, âm thanh, nhiệt... Rung động máy
thường có thể cố ý được tạo ra nhờ thiết kế của máy và tùy vào mục đích sử dụng của
máy như sàn rung, băng tải, máy dầm đất, v.v Bên cạnh đó cịn có những rung động
khơng mong muốn, tác động tiêu cực đến quá trình sản xuất, con người.
Các nguyên nhân gây rung động
Có lực tác động lặp đi lặp lại
Khi một máy hay một bộ phận của máy chịu tác dụng của một lực lặp đi lặp lại
nhiều lần thì máy hay bộ phận đó sẽ mất cân bằng và dao động với một biên độ nhất
định quanh vị trí cân bằng. Trong cơ học đó là sự biến thiên liên tục giữa thế năng và
động năng. Sự mất cân bằng này thường gây ra do mật độ vật liệu phân bố khơng đều,
sự thay đổi kích cỡ bulong, sự xâm thực bên trong, mất cân bằng về trọng lượng...
a) Mất đồng tâm trục
Hình 1.1 Sự mất đồng tâm trục
Nhóm sinh viên thực hiện
GVHD: PGS.TS. Dương Việt Dũng
2
Tính tốn giảm độ rung động trên xe khách Thaco 29 chỗ
Các thành phần của máy không đồng tâm dẫn đến tạo các lực tác động lặp lại trên
máy khi quay. Không đồng trục xảy ra do sai lệch vị trí ban đầu (do thiết kế, lắp đặt),
bệ đặt khơng phẳng hoặc sự thay đổi vị trí của một chi tiết máy do hiện tượng dãn nở
nhiệt, tạo sự xoắn do xiết quá chặt. Nguyên nhân này gây nên rung động và tạo ra các
ứng suất có xu hướng gây hư hỏng cho những khớp nối trục và ổ đỡ.
b) Sự mất cân bằng động
Chi tiết quay bị mất cân bằng động sẽ gây ra sự rung, hoạt động không êm. Sự mất
cân bằng này thường gây ra do mật độ vật liệu phân bố không đều, sự xâm thực bên
trong của chất lỏng, mất cân bằng về trọng lượng, cân bằng sai, cánh mô tơ điện không
đồng đều, bị gẫy, bị biến dạng, ăn mòn hoặc các bề mặt bị đóng bẩn…Điều này làm
chi tiết quay xuất hiện một điểm nặng có khối lượng m dẫn đến khi quay tạo một lực F
tác động lặp lại trên máy.
Hình 1.2 Mất cân bằng động
Một chi tiết quay luôn luôn tạo ra một lực có xu hướng đẩy nó ra xa khỏi trục theo
bán kính lực này được gọi là lực ly tâm. Khi đó lực ly tâm F taọ ra bởi điểm nặng
không được bù đắp bởi một lực tương đương theo hướng ngược lại F*. Lực ly tâm F
này sẽ quay với khối lượng m và kéo văng chi tiết quay theo hướng ly tâm của nó dẫn
đến mất cân bằng chuyển động chi tiết quay.
c) Sự mài mòn
Là sự phá hoại dần dần bề mặt ma sát, thể hiện ở sự thay đổi kích thước dần dần
theo thời gian. Trong q trình mài mịn khơng xảy ra sự phá hoại kim loại gốc mà chỉ
xảy ra sự phá hoại trên lớp bề mặt chi tiết (gọi là lớp cấu trúc thứ cấp).
Sự mài mòn gây ra một lực lặp lại trên máy do sự tiếp xúc và cọ xát của các bề mặt
chi tiết. Sự mài mòn của vòng bi, các bánh răng, dây đai thường do sự lắp ráp không
đúng, bôi trơn kém, khuyết tật trong quá trình sản xuất và do q tải.
Nhóm sinh viên thực hiện
GVHD: PGS.TS. Dương Việt Dũng
3
Tính tốn giảm độ rung động trên xe khách Thaco 29 chỗ
Hình 1.3 Sự mài mịn của các bộ phận máy
Sự lỏng của máy
Khi các chi tiết lắp ghép không đúng, lỏng bulong, khe hở vòng bi quá lớn, các mối
ghép ren chịu tải trọng rung động hoặc va đập, sự tách rời của các chi tiết lắp ghép, sự
ăn mòn và nứt của các kết cấu kim loại… những điều này gây ra sự lỏng và gây ra
rung động máy móc. Sự lỏng này có thể gây ra trên cả máy chuyển động quay và
khơng quay.
Hình 1.4 Sự lỏng của máy
Sự cộng hưởng
Một máy khi hoạt động đều có khuynh hướng rung ở các vận tốc dao động xác
định, vận tốc dao động khi máy có khuynh hướng rung được gọi là vận tốc dao động
riêng. Máy sẽ rung động ngày một mạnh hơn do lực lặp lại kích thích máy rung ở một
vận tốc gần với vận tốc riêng. Rung động sẽ ngày càng mãnh liệt và quá mức cho
phép, gây hư hỏng máy. Một máy rung động theo cách thức trên được gọi là đã bị
cộng hưởng.
Hình 1.5 Sự cộng hưởng
Nhóm sinh viên thực hiện
GVHD: PGS.TS. Dương Việt Dũng
4
Tính tốn giảm độ rung động trên xe khách Thaco 29 chỗ
Sự cộng hưởng nên ln tránh khi nó gây ra phá hủy nhanh chóng và khóc liệt.
Các nguyên nhân khác
Lực khí động và áp lực thủy lực
Đây là vấn đề liên quan đến chân vịt, bộ phận đẩy của máy bơm, máy nén ly tâm...
Rung động có tần số tương ứng với tốc độ quay của bộ phận máy, từ đó gây ra hư
hỏng máy.
Sự biến dạng
Trong lắp ráp thiết bị, thơng thường người ta khơng kiểm tra tình trạng bị uốn hay
biến dạng gây ra bởi những sai sót do thiết kế hoặc chế tạo chi tiết, phụ tùng. Đơi khi
khuyết tật rất khó phát hiện được. Do đó trong giai đoạn thiết kế cần quan tâm đến cả
lực tĩnh và lực động. Ví dụ, một giá đỡ máy có đủ độ cứng vững sẽ hạn chế rung động
do momen xoắn của động cơ sinh ra.
Lựa chọn thiết bị không phù hợp.
Thiết bị quá cỡ so với yêu cầu khơng cần thiết, có thể gây ra rung động do các lực
quán tính và do hệ thống giảm chấn hoạt động khơng hiệu quả. Thiết bị có kích thước
nhỏ hơn yêu cầu cũng gây ra rung động do quá tải và do đó chọn thiết bị phải xem xét
kỹ, đặc biệt là công suất cần thiết.
1.2. Các nguồn gây ra rung động trên xe
Rung động thông thường do một bộ phận hoặc thành phần quay, hoặc đôi khi do sự
đốt cháy khơng khí, nhiên liệu hỗn hợp trong các xi lanh động cơ riêng lẻ.... Có rất
nhiều loại rung động trên một chiếc xe, nhìn chung ta có các nguồn chính sau:
Động cơ: rung động từ động cơ chủ yếu xảy ra ở kỳ sinh công. Sự nổ không đều
giữa các máy gây ra rung động, nguyên nhân có thể do lượng hỗn hợp nhiên liệu phun
vào các máy không đều, bugi đánh lửa không đúng thời điểm...vv. Động cơ rung động
còn do sự mất cân bằng của trục khuỷu, trục cam, hay khối lượng giữa các piston khác
nhau.
Đôi khi sự mất đồng tâm, trục, lực căng của dây đai kéo máy nén, quạt…, cũng là
nguyên nhân góp phần gây ra rung động.
Một số giải pháp để giảm thiểu rung động từ động cơ:
- Lựa chọn cao su chân máy phù hợp
- Tăng độ cứng vững cho pát chân máy và vị trí pát chân máy
- Thay đổi chương trình động cơ
- Tách các nguồn rung động từ động cơ ra chassis – body
- Điều chỉnh đồng tâm, trục, lực căng dây đai
Nhóm sinh viên thực hiện
GVHD: PGS.TS. Dương Việt Dũng
5
Tính tốn giảm độ rung động trên xe khách Thaco 29 chỗ
Hình 1.6 Giải pháp giảm thiểu rung động từ động cơ
1. Các đường ống; 2. Cao su chân máy; 3. Pát chân máy
Quạt gió két nước: Cùng với động cơ, rung động của quạt gió két nước ảnh hưởng
khơng nhỏ đến hành khách ngồi trên xe, có thể gây hư hỏng vật liệu, kết cấu két nước.
Sự rung của quạt gió két nước bắt nguồn từ sự mất cân bằng khi quay của quạt gió,
hay do kết cấu chống căng đai puly quạt gió lắp khơng hợp lý.
Từ những phân tích trên ta có các giải pháp sau:
- Thay đổi kết cấu chống căng đai két nước;
- Thay đổi kết cấu chống căng đai puly quạt gió;
- Thay đổi cao su chân két nước;
- Thay đổi kết cấu từ vẹt két nước;
Hình 1.7 Cây chống căng đai puly quạt gió
Hệ thống điều hịa: cũng như két nước, hệ thống điều hịa cũng góp phần gây ra
rung động cho xe khi vận hành. Nguyên nhân là do máy nén hoạt động, quạt cơng suất
lớn ở giàn nóng quay gây ra rung giật. Cũng có thể do thiếu ga trên đường ống dẫn đến
sự nén không đều của máy nén, ốc bắt chân máy nén bị lỏng…
Để giảm thiểu rung từ hệ thống điều hịa ta có các phương án sau:
- Thay đổi kết cấu đế lốc lạnh.
- Thay đổi cây chống căng đai lốc lạnh.
- Thay đổi cao su lốc lạnh.
Nhóm sinh viên thực hiện
GVHD: PGS.TS. Dương Việt Dũng
6
Tính tốn giảm độ rung động trên xe khách Thaco 29 chỗ
- Thay đổi kết cấu giàn nóng, giàn lạnh.
- Thay đổi vị trí giàn nóng lạnh.
- Thay đổi cao su giảm chấn của giàn nóng lạnh.
Hình 1.8 Hệ thống điều hịa trên xe
Hộp số: một kết cấu cơ khí nào cũng luôn tồn tại rung động, hộp số cũng vậy, mặc
dù được cải tiến liên tục theo sự phát triển của công nghệ thời đại nhưng hộp số vẫn
gây ra rung động đáng kể lên sàn xe. Chính sự ăn khớp giữa các cặp bánh răng trong
hộp số tạo ra rung động, hay sự lắp không đúng yêu cầu của các trục trong hộp số. Quá
trình sang số thường gây ra rung động do quá trình vào khớp của đồng tốc.
Vì sự hạn chế về mặt cơng nghệ nên ở Việt Nam các doanh nghiệp lắp ráp xe trong
nước thường chọn giải pháp giảm rung ở hộp số bằng cách thay đổi cao su chân hộp số
hoặc thay đổi hộp số.
Hình 1.9 Cấu tạo hộp số sàn
Cầu xe: cũng như hộp số, cấu tạo của cầu xe cũng là các cặp bánh răng ăn khớp. Vì
vậy rung động từ cầu xe vẫn được các nhà sàn xuất, lắp ráp quan tâm. Nguyên nhân
Nhóm sinh viên thực hiện
GVHD: PGS.TS. Dương Việt Dũng
7
Tính tốn giảm độ rung động trên xe khách Thaco 29 chỗ
gây rung trên cầu xe là do sự truyền chuyển động giữa các cặp bánh răng, lượng dầu
bôi trơn trong cầu khơng đủ, cũng có thể do cấu tạo vỏ cầu chưa thực sự tối ưu...
Phương án giảm thiểu rung động trong trường hợp này có thể thay đổi vỏ cầu, ruột
cầu. Kiểm sốt lượng dầm cầu.
Hình 1.10 Cấu tạo cầu xe
Mặt đường, lốp: Chất lượng mặt đường, lốp xe ảnh hưởng không nhỏ tới trạng thái
thoải mái của người ngồi trên xe. Nguyên nhân chính gây ra rung động là do chênh
lệch mặt đường, mất cân bằng lốp, hay lốp không đồng nhất.
Giải pháp trong các trường hợp này là bố trí giảm chấn, bầu hơi.
Hình 1.11 Lốp xe khơng đồng nhất gây ra rung động
Hệ thống phanh
Hình 1.12 Cơ cấu phanh
Nhóm sinh viên thực hiện
GVHD: PGS.TS. Dương Việt Dũng
8
