Bé Khoa häc vµ C«ng nghÖ
Ch−¬ng tr×nh KC.05 - Dù ¸n KC.05.DA.13
Trung t©m Ph¸t triÓn C«ng nghÖ ¤ t«
=====o0o=====
Tµi liÖu kü thuËt
X©y dùng mét sè phÇn mÒm chuyªn dông
sö dông trong thiÕt kÕ tÝnh to¸n « t«
Ch−¬ng I : TÝnh to¸n ®éng lùc häc « t«
Ch−¬ng II : TÝnh to¸n hÖ thèng phanh
Ch−¬ng III : TÝnh to¸n hÖ thèng treo
Ch−¬ng IV : TÝnh to¸n hÖ thèng l¸i
Ch−¬ng V : TÝnh to¸n hÖ thèng ly hîp
Ch−¬ng VI : TÝnh to¸n khung « t«
6091-7
07/9/2006
Hµ Néi – 2004
- 3 -
Lêi nãi ®Çu
Ngµnh «t« m¸y kÐo ®· ra ®êi tõ l©u vµ hiÖn ®ang gi÷ mét vÞ trÝ quan träng trong nÒn
kinh tÕ quèc d©n. Tr−íc ®©y, ë ViÖt Nam, ngµnh «t« m¸y kÐo chñ yÕu mang tÝnh chÊt sö
dông vµ söa ch÷a. Trong thËp kû cuèi cña thÕ kû XX, h¬n 10 liªn doanh ho¹t ®éng l¾p r¸p
«t« t¹i ViÖt Nam ®· ®−îc thµnh lËp vµ vÊn ®Ò t¨ng tû lÖ néi ®Þa ho¸ trong s¶n xuÊt lµ môc
tiªu quan träng cña ngµnh «t« ViÖt Nam trong giai ®o¹n tíi. §Ó nhanh chãng ®¹t ®−îc ®iÒu
nµy, mét mÆt chóng ta cÇn x©y dùng nh÷ng ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n thiÕt kÕ cña riªng m×nh,
mÆt kh¸c ph¶i nghiªn cøu s©u h¬n ®Ó hiÓu râ c¸c qu¸ tr×nh x¶y ra bªn trong c¸c hÖ thèng
còng nh− ®Ó can thiÖp s©u h¬n vµo c¸c qu¸ tr×nh ®ã nh»m thu ®−îc nh÷ng kÕt qu¶ tèi −u.
Bªn c¹nh viÖc thiÕt kÕ, c¶i tiÕn, chóng ta ®ang nhËp vÒ sö dông kh¸ nhiÒu xe cña n−íc
ngoµi. VÊn ®Ò quan träng ë ®©y lµ ph¶i ®¸nh gi¸ ®−îc tÝnh n¨ng ho¹t ®éng cña c¸c hÖ thèng
®Ó kiÓm ®Þnh chÊt l−îng c¸c lo¹i xe nµy. Ngoµi viÖc sö dông c¸c phÐp ®o b»ng thùc nghiÖm
nh− hiÖn cã, xu h−íng tÝnh to¸n vµ m« pháng trªn m¸y tÝnh ®em l¹i kÕt qu¶ nhanh chãng vµ
kh¸ chÝnh x¸c.
HiÖn nay c«ng viÖc thiÕt kÕ vµ kiÓm nghiÖm c¸c hÖ thèng trªn «t« ®ang rÊt ®−îc c¸c
nhµ khoa häc vµ c¸c nhµ chÕ t¹o quan t©m. Trong c«ng t¸c kiÓm ®Þnh ngoµi viÖc ®o trªn c¸c
b¨ng thö t¹i c¸c tr¹m ®¨ng kiÓm, ngµy nay xu thÕ cßn cã thÓ ®¸nh gi¸ b»ng c¸c sè liÖu tÝnh
to¸n. Tr−íc kia, c¸c qu¸ tr×nh tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm vµ thiÕt kÕ cßn h¹n chÕ v× c¸c c«ng
thøc cång kÒnh, phøc t¹p vµ thêi gian tÝnh to¸n dµi. Ngµy nay c¸c c«ng viÖc tÝnh to¸n ®·
®−îc sù trî gióp cña m¸y tÝnh ®· ph¸t triÓn h¬n rÊt nhiÒu, gi¶i quyÕt ®−îc vÊn ®Ò thêi gian
vµ søc lao ®éng.
Trªn «t« hiÖn ®¹i cã rÊt nhiÒu hÖ thèng, mçi hÖ thèng l¹i cã kÕt cÊu rÊt ®a d¹ng vµ phøc
t¹p nªn viÖc tÝnh to¸n còng gÆp nhiÒu khã kh¨n. Tõ tr−íc ®Õn nay ch−a cã mét ch−¬ng tr×nh
tÝnh to¸n tæng qu¸t nµo ®Ó øng dông cho nh÷ng ng−êi sö dông mét c¸ch nhanh chãng vµ cã
hÖ thèng mµ l¹i ®¶m b¶o tÝnh hiÖu qu¶, nghÜa lµ rót ng¾n ®−îc thêi gian vµ khèi l−îng tÝnh
to¸n.
Chóng t«i ®· tiÕn hµnh hÖ thèng ho¸ kÕt cÊu c¸c hÖ thèng hiÖn ®ang sö dông réng r·i
trªn «t« cïng víi phÇn tÝnh to¸n thiÕt kÕ, c¶i tiÕn vµ kiÓm nghiÖm cña chóng. Ch−¬ng tr×nh
tæng hîp c¸c c«ng thøc tÝnh to¸n hiÖn ®−îc sö dông l©u nay, hÖ thèng ho¸ vµ x©y dùng phÇn
tÝnh to¸n cã giao diÖn b»ng tiÕng ViÖt dÔ ®äc, dÔ hiÓu ®Ó cã thÓ sö dông mét c¸ch dÔ dµng
vµ tiÖn lîi. Ch−¬ng tr×nh cña chóng t«i còng x©y dùng víi h−íng më, nghÜa lµ tuy ch−a tÝnh
- 4 -
to¸n triÖt ®Ó mét sè côm phøc t¹p, mét sè kÕt cÊu míi, nh−ng chóng ta cã thÓ dÔ dµng vµ
nhanh chãng më réng ®Ó kÕt nèi víi ch−¬ng tr×nh cho hoµn thiÖn h¬n.
Ch−¬ng tr×nh ®· tæng hîp vµ x©y dùng c¸c phÇn ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n thiÕt kÕ, kiÓm
nghiÖm mét sè hÖ thèng trªn «t« cã giao diÖn b»ng tiÕng ViÖt øng dông trªn nÒn phÇn mÒm
Matlab:
- X©y dùng thuËt to¸n vµ ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n ®éng lùc häc «t«.
- X©y dùng thuËt to¸n vµ ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n hÖ thèng phanh (phanh dÇu, dÉn ®éng
c¬ khÝ, c¬ khÝ cã trî lùc lo¹i ch©n kh«ng kÕt hîp thuû lùc).
- X©y dùng thuËt to¸n vµ ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n hÖ thèng treo (treo phô thuéc víi bé
phËn ®µn håi lo¹i nhÝp vµ gi¶m chÊn thuû lùc).
- X©y dùng thuËt to¸n vµ ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n hÖ thèng l¸i (c¬ cÊu l¸i lo¹i trôc vÝt -
ªcu bi, dÉn ®éng l¸i c¬ khÝ cã trî lùc).
- X©y dùng thuËt to¸n vµ ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n hÖ thèng ly hîp (c¬ cÊu ly hîp lo¹i ma
s¸t kh« 1 ®Üa, 2 ®Üa, dÉn ®éng c¬ khÝ cã trî lùc).
- X©y dùng thuËt to¸n vµ ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n khung «t«.
C¸c phÇn mÒm x©y dùng ®−îc ®· ®−îc c«ng bè trªn mét sè héi nghÞ chuyªn ngµnh vµ
®−îc øng dông trong qu¸ tr×nh ®µo t¹o c¸c c«ng nghÖ míi cho c¸c kü s− vµ kü thuËt viªn t¹i
C«ng ty «t« Sµi Gßn (7/2004).
Nh÷ng phÇn mÒm chuyªn dông cã thÓ dïng lµm c¬ së ®Ó tÝnh to¸n thiÕt kÕ vµ nghiªn
cøu s©u nh÷ng qu¸ tr×nh phøc t¹p cña c¸c hÖ thèng trªn «t«, còng nh− lµm tµi liÖu cho c¸c
c¸n bé chuyªn ngµnh. Nh÷ng néi dung cÇn tiÕp tôc lµ më réng hoµn thiÖn c¸c qu¸ tr×nh thiÕt
kÕ c¸c côm, hÖ thèng phøc t¹p h¬n, tiÕn hµnh thö nghiÖm vµ chÕ t¹o c¸c côm trªn «t« còng
nh− thö nghiÖm tæng thÓ «t« ®Ó hiÖu chØnh cho hoµn thiÖn h¬n.- Héi nghÞ KH quèc tÕ vÒ
C«ng nghÖ «t« cho ViÖt Nam (ICAT' 2002) th¸ng 10/2002.
Trung t©m ph¸t triÓn C«ng nghÖ ¤ t«
Dù ¸n KC.05.DA.13
- 5 -
Môc lôc
Trang
Lêi nãi ®Çu......................................................................................................................3
Môc lôc............................................................................................................................5
Ch−¬ng I. TÝnh to¸n ®éng lùc häc «t« ............................................................9
I. §Æt vÊn ®Ò.....................................................................................................................9
1.1. Tæng qu¸t..................................................................................................................9
1.2. NhiÖm vô ..................................................................................................................9
II. C¸c b−íc tÝnh to¸n..................................................................................................9
2.1. X©y dùng ®−êng ®Æc tÝnh tèc ®é ngoµi cña ®éng c¬ ................................................9
2.2. X©y dùng c¸c chØ tiªu ®éng lùc häc cña «t«...........................................................10
2.2.1. X¸c ®Þnh chØ tiªu vÒ c«ng suÊt ........................................................................10
2.2.2. X¸c ®Þnh vÒ chØ tiªu lùc kÐo............................................................................11
2.2.3. X¸c ®Þnh chØ tiªu vÒ nh©n tè ®éng lùc häc......................................................11
2.2.4. X¸c ®Þnh kh¶ n¨ng t¨ng tèc cu¶ «t« ................................................................11
III. S¬ ®å thuËt to¸n...................................................................................................13
IV. X©y dùng ch−¬ng tr×nh cã giao diÖn tiÕng ViÖt.......................................16
V. KÕt luËn .....................................................................................................................21
Ch−¬ng II. TÝnh to¸n hÖ thèng phanh.............................................................22
I. §Æt vÊn ®Ò...................................................................................................................22
1.1. Tæng qu¸t................................................................................................................22
1.2. Ph©n lo¹i hÖ thèng phanh........................................................................................22
1.3. NhiÖm vô ................................................................................................................25
II. C¸c b−íc tÝnh to¸n................................................................................................26
2.1. Bµi to¸n thiÕt kÕ......................................................................................................26
2.1.1. TÝnh m« men phanh cÇn thiÕt sinh ra ë c¸c c¬ cÊu phanh...............................26
2.1.2. TÝnh to¸n c¬ cÊu phanh ...................................................................................27
2.1.3. TÝnh to¸n dÉn ®éng phanh...............................................................................29
2.1.4. TÝnh bÒn...........................................................................................................31
2.2. Bµi to¸n kiÓm nghiÖm.............................................................................................32
2.2.1. TÝnh lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu phanh.................................................................32
2.2.2. TÝnh m« men phanh t¸c dông lªn c¸c c¬ cÊu phanh .......................................34
2.2.3. TÝnh lùc phanh tæng céng t¸c dông lªn c¸c c¬ cÊu phanh...............................35
- 6 -
2.2.4. KiÓm tra c¸c ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña hÖ thèng ................................................35
2.2.5. TÝnh bÒn mét sè chi tiÕt quan träng cña hÖ thèng...........................................36
2.2.6. KiÓm tra c¸c chØ tiªu ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ phanh ...............................................37
III. S¬ ®å thuËt to¸n...................................................................................................39
3.1. S¬ ®å thuËt to¸n tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng phanh.................................................39
3.2. S¬ ®å thuËt to¸n tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm hÖ thèng phanh .......................................43
IV. X©y dùng ch−¬ng tr×nh cã giao diÖn tiÕng ViÖt.......................................47
V. KÕt luËn .....................................................................................................................59
Ch−¬ng III. TÝnh to¸n hÖ thèng treo ..............................................................60
I. §Æt vÊn ®Ò...................................................................................................................60
1.1. Tæng qu¸t................................................................................................................60
1.2. Ph©n lo¹i hÖ thèng treo ...........................................................................................60
1.3. NhiÖm vô ................................................................................................................62
II. C¸c b−íc tÝnh to¸n................................................................................................63
2.1. Bµi to¸n thiÕt kÕ......................................................................................................63
2.1.1. TÝnh c¸c th«ng sè dao ®éng cña b¸nh xe ........................................................63
2.1.2. TÝnh to¸n bé phËn ®µn håi...............................................................................65
2.1.3. TÝnh to¸n bé phËn gi¶m chÊn ..........................................................................69
2.2. Bµi to¸n kiÓm nghiÖm.............................................................................................72
2.2.1. TÝnh chÝnh x¸c ®é cøng vµ ®é vâng cña khèi nhÝp..........................................72
2.2.2. TÝnh bÒn nhÝp .................................................................................................73
2.2.3. KiÓm tra l¹i ®é ªm dÞu cña hÖ thèng treo........................................................73
2.2.4. TÝnh bÒn vµ tÝnh nhiÖt gi¶m chÊn ...................................................................73
III. S¬ ®å thuËt to¸n...................................................................................................74
3.1. S¬ ®å thuËt to¸n tÝnh to¸n thiÕt kÕ bé phËn ®µn håi hÖ thèng treo .........................74
3.2. S¬ ®å thuËt to¸n tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm bé phËn ®µn håi hÖ thèng treo ................77
3.3. S¬ ®å thuËt to¸n tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm bé phËn gi¶m chÊn hÖ thèng treo............80
IV. X©y dùng ch−¬ng tr×nh cã giao diÖn tiÕng ViÖt.......................................82
V. KÕt luËn .....................................................................................................................94
Ch−¬ng IV. TÝnh to¸n hÖ thèng l¸i ..................................................................95
I. §Æt vÊn ®Ò...................................................................................................................95
1.1. Tæng qu¸t................................................................................................................95
1.2. Ph©n lo¹i hÖ thèng l¸i .............................................................................................95
1.3. NhiÖm vô ................................................................................................................97
