Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số kết cấu hệ thống treo đến dao động xe đua FSAE

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:93

Thêm vào BST

Báo xấu

35
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là xây dựng được mô hình cho phép mô phỏng hoạt động, nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số kết cấu hệ thống treo nhằm nâng cao tính êm dịu chuyển động của xe đua sinh viên FSAE. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số kết cấu hệ thống treo đến dao động xe đua FSAE

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ------------------------------ NGUYỄN KIỀU HƯNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO ĐẾN DAO ĐỘNG CỦA XE ĐUA FSAE Chuyên ngành : Kỹ thuật Cơ khí động lực Mã số : 8520116 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÁI NGUYÊN - 2018
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ----------------------------- NGUYỄN KIỀU HƯNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO ĐẾN DAO ĐỘNG CỦA XE ĐUA FSAE Chuyên ngành : Kỹ thuật Cơ khí động lực Mã số : 8520116 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA CHUYÊN MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PGS.TS. LÊ VĂN QUỲNH TS. NGUYỄN KHẮC TUÂN THÁI NGUYÊN - 2018
i LỜI CAM ĐOAN Họ và tên: Nguyễn Kiều Hưng Học viên: Lớp Cao học K18 - Trường Đại học Kỹ thuật Công Nghiệp - Đại học Thái Nguyên Nơi công tác: Tên đề tài luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số kết cấu hệ thống treo đến dao động xe đua FSAE Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí động lực Mã số: 8520116 Đây là công trình nghiên cứu của tôi với sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Nguyễn Khắc Tuân. Trong quá trình làm luận văn tôi có sử dụng tài liệu tham khảo là một số đề tài nghiên cứu, một số tiêu chuẩn ISO, tiêu chuẩn Việt Nam và kế thừa một số kết quả nghiên cứu của các đề tài đã được ứng dụng để làm cơ sở cho luận văn. Tôi cam đoan các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực, chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Thái Nguyên, ngày tháng năm 2018 Tác giả Nguyễn Kiều Hưng
ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập, nghiên cứu làm đề tài luận văn thạc sỹ, tôi đã nhận được sự truyền đạt, trao đổi phương pháp tư duy, lý luận của quý thầy cô trong Nhà trường, Khoa Kỹ thuật Ô tô & Máy động lực Trường Đại học Kỹ thuật Công Nghiệp - Đại học Thái Nguyên và các đồng nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn đến Ban Giám hiệu nhà trường, Tổ đào tạo sau đại học - Phòng Đào tạo, quý thầy cô giáo tham gia giảng dạy đã tận tình hướng dẫn tạo điều kiện để tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin bày tỏ biết ơn sâu sắc đến thầy giáo TS. Nguyễn Khắc Tuân và tập thể cán bộ giáo viên Khoa Kỹ thuật Ô tô & Máy động lực đã hướng dẫn cho tôi hoàn thành luận văn. Trong quá trình thực hiện, mặc dù đã có nhiều cố gắng song do kiến thức và kinh nghiệm chuyên môn còn hạn chế nên luận văn còn nhiều thiếu sót, rất mong được sự đóng góp của quý thầy cô và các bạn đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Tác giả Nguyễn Kiều Hưng
iii MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC BẢNG BIỂU TRONG LUẬN VĂN vi DANH MỤC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN vii DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN xii PHẦN MỞ ĐẦU 1 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1 2. MỤC ĐÍCH, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2 4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA NGHIÊN CỨU 2 5. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 4 1.1. Giới thiệu về xe F-SAE (Formula Student) 4 1.2. Giới thiệu về hệ thống treo xe đua sinh viên 5 1.2.1. Phân tích đặc điểm cấu tạo của hệ thống treo xe đua sinh 5 viên 1.2.2. Một số sơ đồ hệ thống treo thực tế 7 1.3. Tổng quan các nghiên cứu dao động xe đua sinh viên FSAE 10 1.3.1. Trong nước 10 1.3.2. Trên thế giới 11 1.4. Các tiêu chuẩn đánh giá sự êm dịu chuyển động của ô tô 13 1.4.1. Tần số dao động 14 1.4.2. Gia tốc và vận tốc dao động 14 1.4.3. Công suất dao động 15 1.4.4. Gia tốc bình phương trung bình theo thời gian tác động 16 1.4.5. Chỉ tiêu đánh giá tải trọng động bánh xe 17
iv 1.4.6. Chỉ tiêu về mức độ thân thiện với môi trường 17 1.4.7. Chỉ tiêu về độ bền chi tiết 18 1.4.8. Chỉ tiêu về không gian bố trí hệ thống treo 18 1.4.9. Chỉ tiêu về độ bám của bánh xe với mặt đường 19 1.4.10. Cường độ dao động 19 1.5. Kết luận chương 1 19 CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU DAO 21 ĐỘNG XE ĐUA SINH VIÊN 2.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG Ô TÔ 21 2.1.1. Phương pháp thực nghiệm 21 2.1.2. Phương pháp mô phỏng nghiên cứu dao động ô tô 25 2.2. SO SÁNH CÁC PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG NGHIÊN 32 CỨU DAO ĐỘNG XE ĐUA SINH VIÊN 2.2.1. Mô hình dao động ¼ xe 33 2.2.2. Mô phỏng dao động của hệ thống khi sử dụng phần mềm 34 Matlab/Simulink 2.2.3. Mô phỏng bằng phần mềm Adams 35 2.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 41 CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG 42 SỐ KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO ĐẾN DAO ĐỘNG XE ĐUA SINH VIÊN 3.1. THIẾT KẾ MÔ HÌNH XE ĐUA FSAE BẰNG PHẦN MỀM 42 ADAMS 3.2. THIẾT LẬP CÁC THÔNG SỐ, CHẠY MÔ HÌNH VÀ 43 XUẤT KẾT QUẢ MÔ PHỎNG TRONG ADAMS 3.3. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ KẾT 46 CẤU HỆ THỐNG TREO ĐẾN DAO ĐỘNG XE ĐUA FSAE 3.3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ chuyển động đến dao 46
v động của xe 3.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số kết cấu hệ thống 51 treo đến dao động của xe đua sinh viên FSAE 3.4. Kết luận chương 3 62 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 67 PHỤ LỤC 68
vi DANH MỤC BẢNG BIỂU TRONG LUẬN VĂN TÊN BẢNG BIỂU TRANG Bảng 1.1. Một số hệ thống treo trên xe FSAE 12 Bảng 1.2. Mối liên hệ giữa tần số dao động với gia tốc và vận 15 tốc dao động Bảng 1.3. Đánh giá chủ quan độ êm dịu ô tô theo tiêu chuẩn 16 ISO 2631-1 Bảng 3.1. Thông số xe đua sinh viên FSAE do trường Đại học 46 Kỹ Thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên chế tạo Bảng 3.2. Gia tốc theo phương thẳng đứng khi Ct = Cc và thay 54 đổi K Bảng 3.3. Gia tốc theo phương thẳng đứng khi Kt = Kc và thay 55 đổi C Bảng 3.4. Gia tốc theo phương thẳng đứng khi V = 90 km/h; 58 thay đổi K và C
vii DANH MỤC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN TÊN HÌNH VẼ TRANG Hình 1.1. Phần tử dẫn hướng của hệ thống treo 6 Hình 1.2. Cấu tạo một bên của hệ thống treo của xe đua FSAE 7 Hình 1.3. Cấu tạo của đòn ngang dạng chữ A 7 Hình 1.4. Hai giảm chấn trước dọc theo xe, hai giảm chấn sau 8 ngang theo xe Hình 1.5. Hai giảm chấn trước song song khung hai bên xe, hai 8 giảm chấn sau dọc theo xe Hình 1.6. Một giảm chấn trước ngang xe, một giảm chấn sau dọc 8 xe Hình 1.7. Hai giảm chấn trước dọc theo xe, hai giảm chấn sau đặt 9 thằng đứng Hình 1.8. Hai giảm chấn trước hợp thành hình chữ V, hai giảm 9 chấn sau dọc theo xe Hình 1.9. Giảm giảm chấn trước và hai giảm chấn sau đặt thẳng 9 đứng Hình 1.10. Xe FSAE trường Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái 10 Nguyên chế tạo Hình 1.11. Sơ đồ liên hệ của hệ thống Người - Xe - Đường 13 Hình 2.1. Bệ thử dao động ô tô loại băng chuyển động 22 Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý bệ thử dao động ô tô kiểu thủy lực 23 điện từ Hình 2.3. Các đường cong dao động của ô tô được ghi trên bệ 23 thử Hình 2.4. Thí nghiệm xác định độ lắc ngang của ô tô 24
viii Hình 2.5. Sơ đồ các phương pháp mô phỏng 26 Hình 2.6. Phương pháp mô phỏng thông qua thiết lập hệ phương 27 trình vi phân Hình 2.7. Mô phỏng dao động ô tô trên phần mềm Universal 29 Machenie Hình 2.8. Mô phỏng hệ thống treo bằng phần mềm Adams 30 Hình 2.9. Hai giảm chấn thẳng đứng, với hai đòn chữ A 31 Hình 2.10. Hai giảm chấn đặt ngang, với hai đòn chữ A 31 Hình 2.11. Hai giảm chấn đặt thẳng trên hai đòn chữ A 31 Hình 2.12. Mô hình dao động ¼ xe 33 Hình 2.13. Lực tác dụng lên khối lượng được treo và không được 34 treo Hình 2.14. Cấu trúc Simulink nghiên cứu dao động mô hình ¼ xe 35 Hình 2.15. Mô hình ¼ hệ thống treo theo Adams 37 Hình 2.16. Màn hình mô phỏng và in kết quả trong Adams 38 Hình 2.17. Gia tốc theo phương thẳng đứng của khối lượng được 39 treo Hình 2.18. Gia tốc theo phương Z của khối lượng không được 40 treo Hình 3.1. Mô hình hệ thống treo trước 42 Hình 3.2. Mô hình hệ thống treo sau 43 Hình 3.3. Mô hình toàn xe 43 Hình 3.4. Đồ thị khi thay đổi thông số của hệ số cản 44
ix Hình 3.5. Đồ thị thay đổi thông số của lò xo 44 Hình 3.6. Gia tốc dài của khung theo phương X 45 Hình 3.7. Gia tốc dài của khung theo phương Y 45 Hình 3.8. Gia tốc dài của khung theo phương Z 45 Hình 3.9. Gia tốc bình phương trung bình của khung theo 47 phương Z khi K = 200000 N/m Hình 3.10. Gia tốc bình phương trung bình của khung theo 47 phương Z khi K = 150000 N/m Hình 3.11. Gia tốc bình phương trung bình của khung theo 48 phương Z khi K = 100000 N/m Hình 3.12. Gia tốc bình phương trung bình của khung theo 48 phương Z khi K = 50000 N/m Hình 3.13. Gia tốc bình phương trung bình của khung theo 49 phương Z khi K = 25000 N/m Hình 3.14. Gia tốc bình phương trung bình của khung theo 49 phương Z khi C = 10000 N.s/m Hình 3.15. Gia tốc bình phương trung bình của khung theo 50 phương Z khi C = 75000 N.s/m Hình 3.16. Gia tốc bình phương trung bình của khung theo 50 phương Z khi C = 5000 N.s/m Hình 3.17. Gia tốc bình phương trung bình của khung theo 51 phương Z khi C = 2500 N.s/m Hình 3.18. Gia tốc theo phương Z khi Ct = Cc; Kt = 0,25Kc 52 Hình 3.19. Gia tốc theo phương Z khi Ct = Cc; Kt = 0,5Kc 52
x Hình 3.20. Gia tốc theo phương Z khi Ct = Cc; Kt = 1,5Kc 53 Hình 3.21. Gia tốc theo phương Z khi Ct = Cc; Kt = 2Kc 53 Hình 3.22. Gia tốc khung xe theo phương Z khi thay đổi K và giữ 54 nguyên C Hình 3.23. Gia tốc theo phương Z khi Kt = Kc; Ct = 02,5Cc 55 Hình 3.24. Gia tốc theo phương Z khi Kt = Kc; Ct = 0,5Cc 55 Hình 3.25. Gia tốc theo phương Z khi Kt = Kc; Ct = 1,5Cc 55 Hình 3.26. Gia tốc theo phương Z khi Kt = Kc; Ct = 2Cc 56 Hình 3.27. Gia tốc khung xe theo phương Z khi thay đổi C và giữ 57 nguyên K Hình 3.28. Gia tốc bình phương trung bình khung xe theo 58 phương Z khi thay đổi cả C và K với v = 90km/h Hình 3.29. Gia tốc bình phương trung bình khung xe theo 59 phương Z khi thay đổi cả C và K với v = 10km/h Hình 3.30. Gia tốc bình phương trung bình khung xe theo 59 phương Z khi thay đổi cả C và K với v = 60km/h Hình 3.31. Gia tốc bình phương trung bình khung xe theo 60 phương Z khi thay đổi cả C và K với v = 70km/h Hình 3.32. Gia tốc bình phương trung bình khung xe theo 60 phương Z khi thay đổi cả C và K với v = 80km/h Hình 3.33. Vùng gia tốc khung xe theo phương Z khi thay đổi C 61 Hình 3.34. Vùng gia tốc khung xe theo phương Z khi thay đổi K 62
xi DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN Ký Đơn TT Thông số hiệu vị 1 Khối lượng được treo M kg 2 Khối lượng không được treo m kg 3 Độ cứng của phần tử đàn hồi hệ thống treo K1 N/m 4 Độ cứng của phần tử đàn hồi lốp K2 N/m 5 Hệ số cản của giảm chấn hệ thống treo C1 N.s/m 6 Hệ số cản của giảm chấn lốp C2 N.s/m 7 Lực tác dụng từ bộ phận đàn hồi hệ thống treo KK1 N 8 Lực tác dụng từ bộ phận đàn hồi lốp KK2 N Lực tác dụng từ bộ phận giảm chấn hệ thống 9 KC1 N treo 10 Lực tác dụng từ bộ phận giảm chấn lốp KC2 N Chuyển vị hệ thống treo theo phương thẳng 11  cm đứng 12 Chuyển vị thân xe theo phương thẳng đứng Z cm Lực tác dụng từ mặt đường theo phương thẳng 13 q N đứng
1 PHẦN MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Xe đua sinh viên (Formula Student) hay còn gọi là Formula SAE là cuộc thi được tổ chức bởi hiệp hội kỹ sư ô tô SAE (Society of Automotive Engineers) dành cho sinh viên các trường Đại học và Cao đẳng chuyên ngành kỹ thuật trên toàn thế giới, được bắt đầu vào năm 1981. Tuy nhiên, ở Việt Nam đây vẫn được coi là sân chơi hoàn toàn mới mẻ. Mặc dù vậy, cũng đã có một số trường nghiên cứu và chế tạo thành công như Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp – Đại học Thái Nguyên cho ra đời chiếc xe đua sinh viên thế hệ thứ nhất. Năm 2014, nhóm sinh viên Đại học Bách Khoa Hà Nội cũng cho ra đời chiếc xe đua sinh viên và đã mang sang Nhật thi đấu. Đó là niềm tự hào của không chỉ sinh viên mà còn của tất cả những ai theo ngành cơ khí động lực ở Việt Nam. Vì lý do đó, tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số kết cấu hệ thống treo đến dao động của xe đua FSAE” làm luận văn thạc sĩ dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Nguyễn Khắc Tuân. Trong luận văn này, tác giả sử dụng mô hình xe đua sinh viên của trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên và một số công trình nghiên cứu trước đó để làm tư liệu. Luận văn tập trung nghiên cứu ảnh hưởng các thông số kết cấu đến độ êm dịu chuyển động của xe đua sinh viên, từ đó chọn ra những thông số tối ưu cho hệ thống. Luận văn dựa trên tiêu chuẩn về gia tốc bình phương trung bình theo thời gian tác động (theo tiêu chuẩn ISO 2631-1 (1997-E)). Kết quả của luận văn đã đưa ra được bộ thông số thiết kế tối ưu cho hệ thống treo xe FSAE nhằm nâng cao độ êm dịu chuyển động của xe. 2. MỤC ĐÍCH, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Mục đích nghiên cứu:
2 Xây dựng được mô hình cho phép mô phỏng hoạt động, nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số kết cấu hệ thống treo nhằm nâng cao tính êm dịu chuyển động của xe đua sinh viên FSAE. Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu trong luận văn là hệ thống treo xe đua sinh viên do nhóm tác giả Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp – Đại học Thái Nguyên thiết kế và chế tạo. 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nghiên cứu thông qua phương pháp mô hình hóa hệ thống và mô phỏng số bằng phần mềm chuyên dụng. 4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA NGHIÊN CỨU Ý nghĩa khoa học của nghiên cứu: - Việc nghiên cứu thông qua mô hình hóa và mô phỏng hệ thống treo cho phép nghiên cứu một cách chi tiết ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau đến động học và động lực học của ô tô mà không cần đến mô hình thực; - Phương pháp nghiên cứu trong luận văn cho phép áp dụng nghiên cứu cho các hệ thống treo trên các loại ô tô khác nhau; - Sử dụng phương pháp nghiên cứu có thể giúp lựa chọn được các thông số kết cấu hợp lý, làm cơ sở định hướng khoa học cho giai đoạn thiết kế ban đầu. Ý nghĩa thực tiễn của nghiên cứu: Luận văn cho phép nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số kết cấu hệ thống treo đến độ êm dịu chuyển động của xe, từ đó xác định được vùng thông số kết cấu tối ưu của các chi tiết trong hệ thống treo trên ô tô. Đây có thể là một tài liệu tham khảo cho việc tính toán, thiết kế chế tạo hệ thống treo trên các ô tô khác nhau. Nếu được áp dụng trong thực tế nó sẽ góp phần giảm chi phí, tiết kiệm thời gian và giảm giá thành sản phẩm do giảm được thời
3 gian nghiên cứu thực nghiệm. Do vậy, đề tài có ý nghĩa thực tiễn lớn nhất là trong sự phát triển của xe đua sinh viên FSAE. 5. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN Luận văn nghiên cứu các nội dung sau: Chương I. TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ HỆ THỐNG TREO XE ĐUA SINH VIÊN + Giới thiệu về xe F-SAE (Formula Student); + Giới thiệu về hệ thống treo xe đua sinh viên; + Tổng quan về các nghiên cứu; + Các tiêu chuẩn đánh giá; + Kết luận chương1. Chương II. PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG TRONG NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG XE ĐUA SINH VIÊN + Vấn đề mô phỏng trong kỹ thuật; + Các phương pháp mô phỏng; + Mô phỏng dao động của xe đua sinh viên bằng phương pháp xây dựng hệ phương trình; + Mô phỏng dao động của xe đua sinh viên bằng phương pháp mô tả vật và liên kết; + Phân tích lựa chọn phương phương pháp mô phỏng dao động xe đua FSAE. Chương III. NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG XE ĐUA SINH VIÊN VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA PHẦN MỀM ADAM + Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số kết cấu đến dao động xe đua FSAE bằng phần mềm Adam; + Nghiên cứu tối ưu một số thông số chính của xe đua FSAE.
4 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU Mục đích chương này là nghiên cứu tổng quan về xe đua và hệ thống treo xe đua sinh viên FSAE; phân tích các nghiên cứu có liên quan đến dao động xe đua sinh viên FSAE; tìm hiểu các tiêu chuẩn đánh giá độ êm dịu chuyển động của ô tô nói chung từ đó đề xuất nội dung nghiên cứu của đề tài. 1.1. Giới thiệu về xe F-SAE (Formula Student) Xe đua sinh viên (Formula Student) là chiếc xe có thể đạt tốc độ lên đến 100 km/h, có nghĩa bằng khoảng 1/3 tốc độ tối đa của một chiếc xe F1 ngoài trường đua. Mỗi bộ phận, hệ thống trên xe được quy định rõ ràng trong bộ luật do ban tổ chức đưa ra 21 . Trong đó, một số tiêu chuẩn kỹ thuật quan trọng để một chiếc xe đua sinh viên được phép tham gia vào cuộc thi như sau: + Hình dạng xe: - Xe phải có bốn bánh và khoang lái hở (giống xe đua công thức 1); - Chiều dài cơ sở của xe phải không nhỏ hơn 1525 mm; - Vết bánh trước hoặc bánh sau không nhỏ hơn 75% của vết bánh lớn nhất. + Về động cơ: Động cơ trên xe đua sinh viên được quy định phải là loại động cơ 4 kỳ, dung tích xy lanh không vượt quá 600cm3, công suất động cơ được giới hạn không quá 100 mã lực (tương đương khoảng 74 Kw). + Hệ thống treo: - Mỗi chiếc xe đua sinh viên được tùy chọn sử dụng hệ thống treo. Nhưng để đảm bảo tối ưu về độ êm dịu và ổn định hướng chuyển động, các đội đua thường sử dụng hệ thống treo độc lập Mac Pherson hoặc hệ thống treo xương đòn kép (Double – Wishbone Suspension);
5 - Xe phải được trang bị hệ thống treo đầy đủ với giảm chấn trước và sau, bánh xe dịch chuyển một khoảng ít nhất là 50,8 mm với 25,4 mm khi nén và 25,4 mm khi trả; - Kích thước lốp không nhỏ hơn 203,2 mm; - Xe sử dụng lốp khô, nếu lốp ướt thì talong lốp (hoa lốp) phải lớn hơn 2,4 mm. + Hệ thống lái: - Phải tác dụng lên ít nhất hai bánh xe; - Cho phép hành trình tự do là 7 độ; - Phải là hệ thống lái cơ khí với bánh trước dẫn động. + Hệ thống phanh: - Xe phải được trang bị hệ thống phanh tác động lên bốn bánh xe thông qua một sự tác động điều khiển; - Hệ thống phanh phải có hai đường dầu độc lập; - Đèn phanh tối thiểu là 15 W. + Hệ thống truyền lực: - Có thể dùng xích, đai hay một vài loại khác. + Hệ thống khí xả: - Phải được trang bị giảm âm. + Về độ an toàn: Các quy tắc hay bộ luật do ban tổ chức đưa ra đều nhằm mục đích an toàn cho các tay đua. Trên một chiếc xe đua kiểu này bắt buộc phải có bộ phận để giảm va đập đặt ở mũi xe (impact attenuator), hệ thống phanh thủy lực, đai an toàn,… 1.2. Giới thiệu về hệ thống treo xe đua sinh viên 1.2.1. Phân tích đặc điểm cấu tạo của hệ thống treo xe đua sinh viên Để đảm bảo tối ưu về độ êm dịu và ổn định hướng chuyển động, các xe đua sinh viên thường sử dụng hệ thống treo độc lập Mac Pherson hoặc hệ
6 thống treo xương đòn kép (Double – Wishbone Suspension). Mỗi hệ thống treo phía trước và phía sau đều được bố trí hai càng chữ A. Hệ thống treo loại này còn được gọi là hệ thống treo độc lập trên hai đòn ngang. Hình 1.1. Phần tử dẫn hướng của hệ thống treo 1- Bánh xe; 2- Đòn trên; 3- Khớp trụ trên; 4- Khớp cầu trên; 5- Khớp cầu dưới; 6- Khớp trụ dưới Hình 1.1 mô tả hệ treo độc lập trên hai đòn ngang, bao gồm một đòn ngang trên, một đòn ngang dưới có các đầu trong liên kết với khung, vỏ xe bằng khớp trụ, các đầu ngoài liên kết bằng khớp cầu với đòn đứng. Đòn đứng nối cứng với trục bánh xe. Đòn đứng có chức năng như trụ đứng trong hệ thống treo phụ thuộc. Bánh xe có thể quay quanh đường nối tâm của hai khớp cầu. Hai bên bánh xe đều dùng hệ treo này và được đặt đối xứng qua mặt phẳng dọc giữa xe. Khớp cầu: Ràng buộc chuyển vị tương đối tại một điểm. Như vậy khớp cầu hạn chế 3 bậc tự do tịnh tiến, còn lại 3 bậc tự do quay. Khớp trụ: Ràng buộc 5 bậc tự do, chỉ cho phép phần tử tịnh tiến dọc.
7 Hình 1.2. Cấu tạo một bên của hệ thống treo của xe đua FSAE [24] Các đòn chữ A được cấu tạo tương đơn đối đơn giản, gồm hai ống thép hợp kim hàn lại với nhau tạo ra một góc khoảng 450, đầu trong liên kết với khung hay vỏ xe bằng khớp trụ còn các đầu ngoài liên kết bằng khớp cầu với đòn đứng. Hình 1.3. Cấu tạo của đòn ngang dạng chữ A [25] 1.2.2. Một số sơ đồ hệ thống treo thực tế Có rất nhiều cách bố trí hệ thống treo trên xe đua sinh viên tùy thuộc vào cách đặt bộ phận giảm chấn. Sau đây tác giả sẽ giới thiệu một số hệ thống treo được ưa chuộng cho một chiếc xe FSAE [6,11,24,25].