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 - Phần thí nghiệm về dao động của khung vỏ xe ô tô

BCN VSAE CATD Bé C«ng nghiÖp Héi Kü s− « t« ViÖt Nam Trung t©m ph¸t triÓn c«ng nghÖ « t« =====o0o===== B¸o c¸o tãm t¾t khoa häc kü thuËt Dù ¸n Hoµn thiÖn thiÕt kÕ, C«ng nghÖ chÕ t¹o vµ l¾p r¸p dßng xe mini buýt th«ng dông 6 ÷ 8 chç ngåi mang nh∙n hiÖu ViÖt Nam M· sè: KC.05.DA.13 PhÇn thÝ nghiÖm ThÝ nghiÖm: 05 ThÝ nghiÖm vÒ dao ®éng cña khung vá xe « t« 6091-12 07/9/2006 Hµ Néi, 06-2006 B¶n quyÒn 2006 thuéc Trung t©m Ph¸t triÓn C«ng nghÖ ¤ t« §¬n vÞ sao chÐp toµn bé hoÆc tõng phÇn tµi liÖu nµy ph¶i göi ®Õn Gi¸m ®èc Trung t©m Ph¸t triÓn C«ng nghÖ « t« trõ tr−êng hîp sö dông víi môc ®Ých nghiªn cøu Môc lôc 1. §Æt vÊn ®Ò .........................................................................................................1 2. ThiÕt bÞ thÝ nghiÖm ®o dao ®«ng ......................................................................1 2.1 ThiÕt bÞ ®o dao ®éng........................................................................................1 2.2 TÝnh n¨ng cña thiÕt bÞ .....................................................................................1 2.3 Th«ng sè kü thuËt cña thiÕt bÞ ........................................................................2 2.4 M« t¶ chøc n¨ng c¸c bé phËn cña thiÕt bÞ thÝ nghiÖm.....................................3 2.5 Thñ tôc khëi t¹o...............................................................................................6 2.6 Thñ tôc ®o....................................................................................................... 7 2.7 §Æc tr−ng kü thuËt ®o dao ®éng « t« .............................................................45 3. ThÝ nghiÖm ®o dao ®éng .................................................................................45 3.1 Môc ®Ých .......................................................................................................45 3.2 C¸c th«ng sè cÇn x¸c ®Þnh ®−îc sau thÝ nghiÖm ..........................................46 4 ThÞ nghiÖm lÇn 1: ThÝ nghiÖm trªn xe TOYOTA Corolla Altis .......................46 4.1 ChuÈn bÞ thÝ nghiÖm .....................................................................................46 4.2 ChuÈn bÞ kü thuËt xe thÝ nghiÖm ..................................................................46 4.3 §iÒu kiÖn thÝ nghiÖm.....................................................................................47 4.4 Néi dung thÝ nghiÖm .....................................................................................47 4.5 KÕt qu¶ thÝ nghiÖm .......................................................................................47 PhÇn phô lôc - 1 - 1. §Æt vÊn ®Ò: Dao ®éng cña «t« cã ¶nh h−ëng xÊu ®Õn con ng−êi. Trong «t«, dao ®éng lu«n tån t¹i cïng víi qu¸ tr×nh ®éng häc cña xe mµ kh«ng bao giê cã thÓ triÖt tiªu ®−îc. §¸nh gi¸ ph¶i tiÕn hµnh qua c¸c phÐp ®o thùc nghiÖm, th−êng lµ ®o dao ®éng cña c¸c hÖ thèng, c¸c côm, còng nh− toµn xe. §o dao ®éng th−êng nh»m ®¸nh gi¸ tr¹ng th¸i lµm viÖc theo ®Æc tÝnh cña c¸c hÖ thèng, c¸c côm, x¸c ®Þnh nguån g©y ra va ®Ëp. Møc dao ®éng qu¸ giíi h¹n cho phÐp t¹i c¸c côm, c¸c hÖ thèng thÓ hiÖn sù bÊt th−êng trong qu¸ tr×nh vËn hµnh cña chóng, dùa trªn c¬ së ®ã ®Ó chÈn ®o¸n c¸c h− háng cã thÓ xÈy ra. 2. ThiÕt bÞ thÝ nghiÖm ®o dao ®éng 2.1. ThiÕt bÞ ®o dao ®éng: Sö dông thiÕt bÞ ®o dao ®éng kiÓu SERVO, MODEL VM-5112, h·ng s¶n xuÊt IMV - NhËt. VM-5112 lµ thiÕt bÞ ®o dao ®éng kiÓu SERVO dïng ®Ó ®o c¸c dao ®éng b¨ng tÇn thÊp nh− dao ®éng ®Þa chÊn, dao ®éng c«ng tr×nh, dao ®éng cña xe cé vµ tµu biÓn... Sù xö lý d¹ng sãng cña gia tèc, vËn tèc vµ chuyÓn vÞ lµ cÇn thiÕt ®èi víi viÖc ph©n tÝch d÷ liÖu ®éng nh− chÕ ®é dao ®éng, ph©n tÝch phæ, tÇn sè tù nhiªn, hÖ sè t¾t dÇn vµ ®é nghiªng... 2.2. TÝnh n¨ng cña thiÕt bÞ: - §é chÝnh x¸c cao vµ bé æn ®Þnh cao nhê bé thu thËp gia tèc kiÓu Servo. - §o l−êng c¸c ®¹i l−îng nh− gia tèc, vËn tèc, chuyÓn vÞ, ®é nghiªng... - D¶i tÇn sè cña ®o gia tèc lµ DC-100Hz cho phÐp ®o ®−îc c¸c dao ®éng b¨ng tÇn thÊp. - Sö dông ®¬n vÞ SI. - §ång hå sÏ hiÓn thÞ gi¸ trÞ tÝnh to¸n lµ møc dao ®éng tõ c¸c d¹ng sãng ®−îc ghi l¹i ë b¨ng tÇn thÊp. §ång hå chØ ra c¸c gi¸ trÞ ®Ønh(gi¸ trÞ trung b×nh x 2/π ) vµ thiÕt bÞ kh«ng ®o ®−îc c¸c dao ®éng cã tÇn sè nhá h¬n 0.4Hz. - 2 - - Møc chuyÓn vÞ lµ mmP-P. 2.3. Th«ng sè kü thuËt cña thiÕt bÞ 1. D¶i ®o l−êng: - Gia tèc: 0.1 – 1000 cm/s2 - VËn tèc: 0.02 – 100 cm/s2 - ChuyÓn vÞ: 0.06 – 100 mmP-P 2. D¶i tÇn sè: - Gia tèc: DC – 100 Hz± 5% - VËn tèc: 1 – 50 Hz± 5% - ChuyÓn vÞ: 1 – 20 Hz± 5% 3. §ång hå chØ thÞ: - Gia tèc vµ vËn tèc: Gi¸ trÞ ®Ønh (gi¸ trÞ trung b×nh x 2/π ) - ChuyÓn vÞ: Gi¸ trÞ ®Ønh - ®Ønh (gi¸ trÞ trung b×nh x 2/π ) - D¶i ®ång hå: 0.4 Hz – 100 Hz ± 2% 4. Bé läc tÇn sè thÊp: - TÇn sè c¾t: 1, 10, 30, 50, 100 Hz, OFF - §Æc ®iÓm: f0= xÊp xØ, -3 dB - HÖ sè suy gi¶m: Trªn f0 –18 dB/octave 5. §é nghiªng: 300 toµn bé thang ®o(0.523599 rad) §é = 10 )(1 VageOutputVoltSine− 6. §Çu ra: - §Çu ra hiÓn thÞ: ± 5V tµon bé thang ®o, t¶i trªn 10 ΩK - §Çu ra sau Panel: ± 5V toµn bé thang ®o, t¶i trªn 10 ΩK 7. D¶i nhiÖt ®é: 0 – 500C 8. §é Èm: 0 – 85% RH 9. Nguån: 100VAC, 1 pha, tÇn sè 43- 63 Hz - 3 - - D¶i cho phÐp: 90 – 110 VAC. - N¨ng l−îng tiªu thô: D−íi 25A(1-3 kªnh). 2.4. M« t¶ chøc n¨ng c¸c bé phËn cña thiÕt bÞ thÝ nghiÖm: MÆt tr−íc cña Panel VA 5112 H×nh 2.1. MÆt tr−íc cña PANEL VA 5112 STT M« t¶ 3 §Ìn 4 §ång hå 5 C«ng t¾c lùa chän AC-DC 6 C«ng t¾c lùa chän gia tèc kÕ V-H 7 C«ng t¾c lùa chän VIB-ZERO 8 Bé ®iÒu chØnh ZERO 9 C«ng t¾c lùa chän gia tèc, vËn tèc, chuyÓn vÞ 10 C«ng t¾c lùa chän d¶i ®o 11 C«ng t¾c lùa chän bé läc tÇn sè thÊp 12 §Çu ra hiÓn thÞ 13 Nót ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p - 4 - 3. §Ìn: §Ìn s¸ng chØ thÞ cã nguån. 4. §ång hå: ChØ thÞ møc dao ®éng, ®iÖn ¸p ®Þnh d¹ng, ®iÖn ¸p bï, ®é nghiªng vµ møc kiÓm tra gia tèc kÕ. 5. C«ng t¾c lùa chän AC – DC: Khi ®Æt ë DC th× tÇn sè DC sÏ ®−îc ®o l−êng. Khi ®Æt ë AC th× tÇn sè tõ 0.1 Hz vµ c¸c thµnh phÇn DC sÏ bÞ c¾t. 6. C«ng t¾c lùa chän gia tèc kÕ V – H: Khi ®Æt ë H khi gia tèc kÕ ®−îc ®Æt theo chiÒu ngang. §Æt ë V khi gia tèc kÕ ®Æt theo chiÒu ®øng. 7. C«ng t¾c lùa chän VIB. – ZERO: Møc dao ®éng ®−îc chØ thÞ ®−îc khi c«ng t¾c ®Æt ë VIB vµ ®iÖn ¸p bï, ®iÖn ¸p ®Þnh d¹ng vµ ®é nghiªng ®−îc thùc hiÖn. 8. Bé ®iÒu chØnh ZERO: §iÒu chØnh 8 cho 4 hiÓn thÞ “0” víi 7 ®Æt ë ZERO. 9. C«ng t¾c lùa chän: Dïng ®Ó lùa chän ®o gia tèc, vËn tèc, chuyÓn vÞ. 10. C«ng t¾c lùa chän d¶i ®o: Dïng ®Ó lùa chän d¶i ®o cho phÐp theo møc dao ®éng. TÝnh to¸n møc dao ®éng víi b¶ng quy ®æi ®¬n vÞ. 11. C«ng t¾c lùa chän bé läc tÇn sè thÊp: Lµm suy gi¶m tÇn sè trªn 2, 10, 30, 50, 100 Hz vµ OFF (f0= -3 dB) bëi –18dB/octave. 12. §Çu ra hiÓn thÞ: Dïng ®Ó nèi víi thiÕt bÞ ®Çu cuèi ®Ó hiÓn thÞ d¹ng sãng víi thang ®o ®Çy ®ñ lµ V5± . Nèi víi t¶i trªn ΩK10 . 13. Nót ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p. MÆt sau cña Panel VM 5112 14. §Çu ra: Dïng ®Ó nèi víi thiÕt bÞ ®Çu cuèi ®Ó hiÓn thÞ d¹ng sãng víi thang ®o ®Çy ®ñ lµ V5± . Nèi víi t¶i trªn ΩK10 . 15. §Çu nèi c¶m biÕn ®Çu vµo: Dïng ®Ó nèi víi c¸p cña ®Çu ®o. 16. C«ng t¾c kiÓm tra ®Çu ®o: Khi Ên nót nµy, mét tÝn hiÖu t−¬ng ®−¬ng víi 4Hz, 1cm/s2 sÏ ®−îc t¹o ra vµ ®i tíi ®Çu ®o. D−íi chÕ ®é kiÓm tra ®Æt (10) ë 1000 cm/s2 vµ (9) t¹i ACC. 17. ThiÕt bÞ ®Çu cuèi GND – COM: Khi thiÕt bÞ ®Çu cuèi kh«ng ®−îc nèi ®Êt th× nèi ng¾n m¹ch gi÷a GND vµ COM b»ng thanh ng¾n m¹ch. Bá thanh nèi nµy khi ®· ®−îc nèi ®Êt. 18. C¸p nguån. 19. CÇu ch× b¶o vÖ qu¸ dßng. 20. C«ng t¾c ON/OFF. - 5 - H ×nh 2.2. M Æt sau cña PA N E L V A 5112 - 6 - STT M« t¶ 14 §Çu ra 15 §Çu nèi c¶m biÕn ®Çu vµo 16 C«ng t¾c kiÓm tra ®Çu ®o 17 ThiÕt bÞ ®Çu cuèi GND-COM 18 C¸p nguån 19 CÇu ch× b¶o vÖ qu¸ dßng 20 C«ng t¾c ON/OFF 2.5. Thñ tôc khëi t¹o * Ch−a bËt nguån - C«ng t¾c (5) AC-DC ®−îc ®Æt t¹i DC. - C«ng t¾c lùa chän V – H ®−îc ®Æt ë “V” khi ®Çu ®o ®−îc ®Æt th¼ng ®øng vµ c«ng t¾c ®−îc ®Æt ë “H” khi ®Çu ®o ®Æt n»m ngang. - C«ng t¾c VIB.-ZERO ®Æt t¹i “CAL.T.ZERO”. - C«ng t¾c (9) ®Æt t¹i “ACC.TILT” * BËt nguån - §iÒu chØnh ZERO: §Æt c«ng t¾c lùa chän d¶i ®o (10) t¹i “X1000” vµ ®iÒu chØnh nót ZERO (8) cho ®Õn khi ®ång hå (4) hiÓn thÞ “0” (®iÓm gi÷a). Lµm t−¬ng tù nh− trªn víi c¸c d¶i ®o X300, X100, X1. - KiÓm tra ®Çu ®o 1: §Æt c«ng t¾c VIB.-ZERO (7) t¹i “VIB”, vµ c«ng t¾c (10) t¹i “X1000” vµ c«ng t¾c (11) t¹i “100Hz”. §ång hå (4) hiÓn thÞ gi¸ trÞ “1.0” khi bÊm nót thö (16). - KiÓm tra ®Çu ®o 2: §Æt c«ng t¾c (6) T¹i H vµ c«ng t¾c (7) T¹i “CAL.T.ZERO”. §ång hå ®o (4) chØ thÞ “0.99” khi ®Æt ®Çu ®o th¼ng ®øng vµ chØ thÞ “0.01” khi ®æi ng−îc chiÒu ®Çu ®o. - 7 - 2.6 Thñ tôc ®o: - Tuú theo phÐp ®o mµ ng−êi sö dông ®Æt c«ng t¾c AC-DC. - Tuú theo c¸ch ®Æt ®Çu ®o mµ ng−êi sö dông ®Æt c«ng t¾c V-H: T¹i “H” khi ®Çu ®o ®Æt n»m ngang vµ t¹i “V” khi ®Çu ®o ®Æt th¼ng ®øng. *. §o gia tèc: §Æt (7) t¹i “VIB”, c«ng t¾c (9) t¹i “ACC” vµ lùa chän bé läc (11) t¹i thang ®o bÊt kú. Lùa chän d¶i ®o (10) ®Ó ®ång hå (4) kh«ng v−ît qu¸ thang ®o. Nèi m¸y chØ thÞ d¹ng sãng víi ®Çu ra (12) ë mÆt tr−íc cña thiÕt bÞ ®Ó xem d¹ng sãng. *. §o chuyÓn vÞ: §Æt (7) t¹i “VIB”, c«ng t¾c (9) t¹i “DISP” vµ lùa chän bé läc (11) t¹i thang ®o bÊt kú. Lùa chän d¶i ®o (10) ®Ó ®ång hå (4) kh«ng v−ît qu¸ thang ®o. Nèi m¸y chØ thÞ d¹ng sãng víi ®Çu ra (12) ë mÆt tr−íc cña thiÕt bÞ ®Ó xem d¹ng sãng. - 8 - 2.7. §Æc tr−ng kü thuËt ®o dao ®éng «t«: a. §¹i l−îng ®o: * §¹i l−îng mong muèn: - DÞch chuyÓn cña vá xe, vËn tèc, gia tèc vµ tÇn sè dao ®éng cña chóng. * §¹i l−îng ®o trùc tiÕp: - Gia tèc dao ®éng vá xe. b. §iÒu kiÖn ®o: * §iÒu kiÖn thö nghiÖm trªn ®−êng Asphal trong d¶i tèc ®é sö dông cña xe. * §iÒu kiÖn thêi tiÕt tèt, ®¶m b¶o theo TCVN quy ®Þnh. c. §¬n vÞ ®o: Sö dông ®¬n vÞ SI nh− b¶ng sau: Th«ng sè §¬n vÞ d¹ng ®¬n gi¶n HÖ sè thay ®æi §¬n vÞ theo hÖ SI §é 0 ‘ 180/π 10800/π rad Gia tèc m/s 2 G 1 9.80665 m/s 2 Ga1 1 cm/s2 TÇn sè(chu kú) S-1 1 Hz NhiÖt ®é C0 +273.15 K 3. ThÝ nghiÖm ®o dao ®éng: 3.1. Môc ®Ých: TiÕn hµnh ®o dao ®éng 2 lÇn LÇn 1: ThÝ nghiÖm trªn xe TOYOTA Corolla Altis §Þa ®iÓm: t¹i §¹i L¶i - VÜnh Phóc LÇn 2: ThÝ nghiÖm trªn xe minibus 8 chç ngåi §Þa ®iÓm: trªn quèc lé 1 tuyÕn ®−êng Hµ Néi - L¹ng S¬n §Ó ®o tÇn sè, biªn ®é rung c¸c tÊm panel vá xe. X¸c ®Þnh biªn ®é(dÞch chuyÓn) dao ®éng cña vá xe. - 9 - 3.2. C¸c th«ng sè cÇn x¸c ®Þnh ®−îc sau thÝ nghiÖm: C¸c th«ng sè dao ®éng: + Biªn ®é (dÞch chuyÓn) dao ®éng cña vá xe trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng. + Phæ dao ®éng. 3.3. Ph−¬ng ph¸p thÝ nghiÖm: Ph−¬ng ph¸p ®o dao ®éng: + Sö dông ph−¬ng ph¸p ®o gia tèc rung cña c¸c tÊm panel cïng víi c¸c c¶m biÕn vµ thiÕt bÞ ®o chuyªn dông cã kh¶ n¨ng ghi, ph©n tÝch ®Ó x©y dùng ®Æc tÝnh biªn ®é tÇn sè. + Xö lý sè liÖu ®o b»ng c¸c phÇn mÒm chuyªn dông vµ to¸n häc nh»m ®¹t ®−îc c¸c th«ng sè theo yªu cÇu. 4. ThÝ nghiÖm lÇn 1: ThÝ nghiÖm trªn xe TOYOTA Corolla Altis - Thêi gian: 15/02/2006 - §Þa ®iÓm: §¹i L¶i - VÜnh Phóc 4.1 ChuÈn bÞ xe thÝ nghiÖm: - Xe thÝ nghiÖm: TOYOTA Corolla Altis. 4.2. ChuÈn bÞ kü thuËt xe thÝ nghiÖm: Tr−íc khi thÝ nghiÖm, xe ®−îc kiÓm tra, ®iÒu chØnh toµn bé t×nh tr¹ng kü thuËt theo tiªu chuÈn ®¨ng kiÓm ViÖt Nam. C¸c néi dung chuÈn bÞ xe thÝ nghiÖm gåm: - Röa xe. - KiÓm tra ®ång bé cña xe. - KiÓm tra lµm viÖc cña ®éng c¬ vµ HTTL. - B¬m vµ kiÓm tra ¸p suÊt lèp. - KiÓm tra vËn tèc vµ c¸c chØ sè cña ®ång hå tèc ®é. - KiÓm tra ®iÒu chØnh hÖ thèng phanh. - KiÓm tra ®iÒu chØnh hÖ thèng l¸i. - KiÓm tra nång ®é khÝ x¶. - 10 - - KiÓm tra hÖ thèng ®Ìn chiÕu s¸ng, cßi, ®Ìn tÝn hiÖu. - KiÓm tra sù cè ®Þnh ch¾c ch¾n c¸c c¸nh cöa, gio¨ng kÝnh. 4.3. §iÒu kiÖn thÝ nghiÖm: a. §èi víi xe: + Xe thÝ nghiÖm Corolla Altis; ®· ®−îc kiÓm tra chuÈn bÞ kü thuËt nh− tr×nh bµy ë trªn. + T¶i träng xe khi thÝ nghiÖm: 4 ng−êi/4 ng−êi. + Xe ®−îc ®ãng kÝn c¸c cöa kÝnh; hÖ thèng ®iÒu hoµ nhiÖt ®é ®Æt ë chÕ ®é lµm viÖc trung b×nh. b. §iÒu kiÖn n¬i thö nghiÖm: + §o trªn ®o¹n ®−êng nµy cã chÊt l−îng, c¸ch xa khu d©n c−, mËt ®é xe thÊp phï hîp ®iÒu kiÖn thÝ nghiÖm, Ýt ¶nh h−ëng tíi kÕt qu¶ ®o. + §o trªn ®−êng trong ®iÒu kiÖn thêi tiÕt tèt, ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu vÒ ®iÒu kiÖn ®o ®−îc qui ®Þnh trong TCVN 5136-90: kh«ng m−a, kh«ng cã giã m¹nh, ®−êng kh« r¸o, nhiÖt ®é ngoµi trêi trung b×nh 270C. 4.4 Néi dung thÝ nghiÖm: TiÕn hµnh thÝ nghiÖm trªn ®−êng ®èi víi «t« Corolla Altis t¹i d¶i tèc ®é 40km/h, 50km/h, 60km/h. 4.5. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm: Sè liÖu ®o ®−îc khi thö nghiÖm lµ gia tèc theo thêi gian, ®−îc l−u tr÷ trªn m¸y tÝnh vµ ®−îc sö lý d÷ liÖu b»ng phÇn mÒm Vib3D. - 11 - A. V= 40km/h - LÇn ®o 1: - LÇn ®o 2: - 12 - - LÇn ®o 3: - 13 - - LÇn ®o 4: - LÇn ®o 5: - 14 - - LÇn ®o 6: - LÇn ®o 7: - 15 - - LÇn ®o 8: - 16 - - LÇn ®o 9: - LÇn ®o 10: - 17 - - LÇn ®o 11: B. V= 50km/h - LÇn ®o 1: - 18 - - LÇn ®o 2: - LÇn ®o 3: - 19 - - LÇn ®o 4: - LÇn ®o 5: - 20 - - LÇn ®o 6: - LÇn ®o 7: - 21 - C. V= 60km/h - LÇn ®o 1: - LÇn ®o 2: - 22 - LÇn ®o 3: - LÇn ®o 4: - 23 - - LÇn ®o 5: - LÇn ®o 6: - 24 - - LÇn ®o 7: - LÇn ®o 8: - 25 - 3.11. TÝnh to¸n, xö lý kÕt qu¶ ®o: KÕt qu¶ ®o lµ c¸c tÝn hiÖu gia tèc theo thêi gian. §Ó nhËn ®−îc c¸c kÕt qu¶ nh− vËn tèc, dÞch chuyÓn cÇn tiÕn hµnh tÝnh to¸n. C¸ch ®¬n gi¶n nhÊt lµ thùc hiÖn phÐp tÝch ph©n. Xö lý kÕt qu¶ tÝnh to¸n b»ng phÐp ph©n tÝch phæ, tøc lµ víi c¸c ®iÓm d÷ liÖu theo thêi gian, dïng phÐp biÕn ®æi Fourier ®Ó nhËn ®−îc c¸c d÷ liÖu trong vïng tÇn sè. phÇn phô lôc