Nghiên cứu động học, động lực học và ổn định chuyển động ô tô maz 500a trong điều kiện giao thông việt nam

MỤC LỤC


QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI

Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ

NHẬN XÉT CỦA GIAO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT NỘI DUNG

CHƯƠNG MỞ ĐẦU

TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

I. TÌNH HÌNH TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI.
06
II. ĐỐI TƯNG NGHIÊN CỨU.
07
III. Ý NGHĨA THỰC TIỄN VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
07
IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
08


CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU ÔTÔ MAZ - 500A

VÀ ĐẶC ĐIỂM GIAO THÔNG VIỆT NAM

A – ÔTÔ MAZ – 500A

I. THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA XE MAZ - 500A.
09
1. Kích thước
09
2. Động cơ
10
3. Thông số cơ sở của xe
10
4. Hệ thống truyền lực
10
5. Hệ thống treo
11
6. Lốp xe
11
II. ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ.
11
III. ĐẶC TÍNH KÉO.
13
B – GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ Ở VIỆT NAM
16
I. SỰ PHÂN BỐ GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ Ở NƯỚC TA
16
II. ĐẶC ĐIỂM ĐƯỜNG ÔTÔ Ở VIỆT NAM
17

1. Phân lọai hệ thống đường ôtô
17
2. Độ dốc của mặt đường
19
3. Bán kính quay vòng và độ nghiêng mặt đường.
20


CHƯƠNG II

ĐỘNG LỰC HỌC CHUYỂN ĐỘNG ÔTÔ MAZ-500A

I. XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC CƠ BẢN CỦA XE MAZ -500A
22
1. Tốc độ cực đại
23
2. Quãng đường tăng tốc.
23
3. Phân bố tải trọng và khả năng bám.
24
4. Khả năng leo dốc tối đa.
24
II. MÔ HÌNH QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE
25
1. Quan hệ động học mô hình phẳng
25
2. Mô hình phẳng của ôtô -Phương trình quay vòng
28
3. Mô hình hệ thống lái lái
29

4. Mô hình phẳng tuyến tính
31
III. TÍNH ĐIỀU KHIỂN CỦA ÔTÔ
35
1. Tính điều khiển tónh của ôtô
35
2. Hàm truyền của vận tốc quay thân xe
Hiện tượng quay vòng thừa, quay vòng thiếu
36
3. Góc quay vành tay lái
40
4. Hàm truyền góc lệc trọng tâm ôtô
42
5. Hàm truyền gia tốc bên và mô-men quán tính vành tay lái
43
6. Góc lệch của cầu xe và góc quay trụ đứng
45
IV. ĐÁNH GIÁ ĐỐI VỚI XE MAZ – 5OOA
47


CHƯƠNG III

ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ÔTÔ

CHUYỂN ĐỘNG TRONG DÒNG XE

I. MÔ HÌNH TÍNH TÓAN SỰ THAY ĐỔI KHỎANG CÁCH CỦA HAI XE
CHUYỂN ĐỘNG KHÁC VẬN TỐC SAU THỜI GIAN t
48

II. MÔ HÌNH TÍNH TÓAN LỰC KÉO LỚN NHẤT CỦA ÔTÔ KHI
CHUYỂN ĐỘNG TRONG DÒNG XE.
51
III. MÔ HÌNH TÍNH TOÁN SỰ THAY ĐỔI VẬN TỐC GIỮA ÔTÔ KHI XE
CHUYỂN ĐỘNG TĂNG TỐC TRONG DÒNG XE.
52
IV. MÔ HÌNH TÍNH TÓAN QUÃNG ĐƯỜNG TĂNG TỐC VƯT ÔTÔ
KHÁC.
55
V. MÔ HÌNH TÍNH QUÃNG ĐƯỜNG TĂNG TỐC CỦA ÔTÔ VỚI GIA
TỐC CỦA XE TĂNG TỐC.
57
VI.TÍNH CÁC ĐOẠN CỦA QUÃNG ĐƯỜNG TĂNG TỐC CỦA ÔTÔ
TRONG QUÁ TRÌNH VƯT ÔTÔ KHÁC TRONG DÒNG XE.
59
VII. MÔ HÌNH TÍNH QUÁ TRÌNH VƯT MỘT PHẦN TỬ VỚI VẬN TỐC
LÀ HẰNG SÔÁ.
62
VIII. MÔ HÌNH ÔTÔ VƯT HAI CHƯỚNG NGẠI VẬT MỘT CÙNG
CHIỀU MỘT NGƯC CHIỀU.
67
IX. CHUYỂN ĐỘNG TRONG DÒNG XE VỚI ĐIỂU KIỆN GIAO THÔNG
CỦA VIỆT NAM CỦA XE MAZ – 500A.


68


CHƯƠNG IV

DAO ĐỘNG HỆ THỐNG TREO XE MAZ-500A

I. CÁC ẢNH HƯỞNG CỦA MẶT ĐƯỜNG ĐẾN TÍNH CHẤT CHUYỂN
ĐỘNG ÊM DỊU CỦA ÔTÔ
71
II. XÁC ĐỊNH CÁC PHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN PROFILE MẶT
ĐƯỜNG
72
III. XÁC LẬP THÔNG SỐ TÍNH TOÁN
81
IV. XÂY DỰNG PHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN
83
1. Tính toán các thông số của hệ phương trình dao động
83
2. Xác lập hệ phương trình cho cầu trước
86
3. Xác lập hệ phương trình cho cầu sau
87
V. XÁC ĐỊNH GÍƠI HẠN AN TÒAN CỦA BIÊN ĐỘ MẤP MÔ MẶT
ĐƯỜNG ĐỐI VỚI XE MAZ -500A
93
VI. NHẬN XÉT
95


CHƯƠNG V

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

I. KẾT LUẬN

96
II. KIẾN NGHỊ
97


PHỤ LỤC

CHƯƠNG TRÌNH MATLAB GIẢI PHƯƠBF TRÌNH VI PHÂN GIAO ĐỘNG
XE MAZ-500A
99


TÀI LIỆU THAM KHẢO
101









ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: PGS.TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 6 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH

CHƯƠNG MỞ ĐẦU
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

I - TÌNH HÌNH TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI.
Hiện nay, nước ta đang trong quá trình phát triển công nghiệp hóa, hiện
đại hóa và hội nhập quốc tế. Vì thế quá trình hợp tác thương mại và hợp tác
kỹ thuật với các nước trên thế giới đang phát triển mạnh. Các nguồn vốn đầu
tư và phương tiện máy móc thiết bò từ nước ngòai đang được đưa vào nước ta
nhiều nhất từ trứơc tới nay. Đây là một điều đáng quý. Tuy nhiên, chúng ta
đang nhập thiết bò máy móc hoặc các phương tiện giao thông vận tải một cách
tùy tiện chưa có sự chọn lọc.
Đối với nghành công nghiệp ôtô, đây là một nghành công nghiệp non
trẻ ở nước ta. Chúng ta chưa tự sản xuất được ôtô để sử dụng cho thò trường
trong nước có chăng đó cũng chỉ là những ôtô được sản xuất từ nước ngòai lắp
ráp bằng dây truyền công nghệ của nước ngòai trên đất nước Việt Nam. Phần
lớn các xe ôtô đang sử dụng ở nước ta là xe nhập từ nước ngòai. Nhưng tất cả
các lọai xe được nhập vào nước ta đều không được trải qua bất cứ một sự
đánh giá nào về các tính năng kỹ thuật thích nghi với điều kiện nước ta.
Chúng ta nhập bất cứ lọai xe nào từ xe mới đến xe đã qua sử dụng, từ các
nước Anh, Pháp, Mỹ, Nhật, đến Hàn Quốc, Trung quốc,…không cần biết nó có
phù hợp với điều kiện nước ta hay không và quá trình sử dụng sử dụng chính
là quá trình chọn lọc tự nhiên.
Đối với các nước phát triển, khi quyết đònh nhập một sản phẩm nào đó
vào đất nước họ, không chỉ riêng xe ôtô, đều phải trải qua một quá trình kiểm
tra đánh giá trên cả cơ sở lý thuyết và thực nghiệm xem sản phẩm đó có phù
hợp với con người nước họ hay không?, có gây ảnh hưởng tới môi trường hay
không? … Sở dó họ làm được như thế là do điều kiện kinh tế của họ phát triển,
trình độ khoa học công nghệ của họ cũng đã phát triển vượt bậc. Họ có đầy
đủ cơ sở dữ liệu để tính tóan đánh giá chất lượng sản phẩm hội nhập và họ
cũng có đầy đủ các phương tiện kỹ thuật để thí nghiệp kiểm tra đánh giá sản
phẩm đó.
ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: PGS.TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 7 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH

Đối với đất nước chúng ta, tuy đất nước còn nghèo, chúng ta chưa có
các phòng thí nghiệm lớn đủ khả năng kiểm tra đánh giá tất cả các sản phẩm.
Chúng ta chưa có các đường chạy thử nghiệm ôtô để kiểm tra đánh giá và đưa
ra quyết đònh trước khi nhập hàng lọat. Nhưng với khả năng và điều kiện hiện
có chúng ta hòan tòan có thể xây dựng một cơ sở lý thuyết hòan chỉnh để
kiểm nghiệm bất cứ lọai ôtô nào trước khi chúng được nhập vào Việt Nam.
Công việc này chính là của những người làm công tác nghiên cứu khai thác và
sử dụng ôtô máy kéo. Và từ những kết qủa nghiên cứu này chúng ta có một
điều kiện tác động thêm vào, nhằm thúc để quá trình nghiên cứu và sản xuất
ôtô trong nước.

II - ĐỐI TƯNG NGHIÊN CỨU
Khởi nguồn từ những yếu cầu bức bách như đã nêu trên, đề tài này đã
đặt ra đối tượng và mục đích nghiên cứu là phải xây dựng một cơ sở lý thuyết
động học và động lực học để đánh giá khả năng thích nghi của ôtô với điều
kiện giao thông Việt Nam. Kiểm nghiệm lại cơ sở lý thuyết với lọai xe ôtô
MAZ – 500A, đây là một lọai ôtô trước đây đã được sử phổ biến ở Việt Nam
và bây giờ đang được chuẩn bò lắp ráp tại Việt Nam. Vì thế đề tài được đặt
tên “ NGHIÊN CỨU ĐỘÂNG HỌC , ĐỘNG LỰC HỌC VÀ ỔN ĐỊNH ÔTÔ
TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM”

III - Ý NGHĨA THỰC TIỄN VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Sản phẩm của đề tài là một cơ sở lý thuyết cho việc nghiên cứu đánh
giá tính năng động học, động lực học của ôtô trong điều kiện giao thông Việt
Nam, Và sản phẩm này không chỉ áp dụng để đánh giá riêng cho xe MAZ –
500A mà cho bất cứ lọai ôtô nào khác.
Nhưng do thời gian thực hiện đề tài eo hẹp và điều kiện nghiên cứu
cũng có nhiều hạn chế nên phạm vi nghiên cứu của đề tài chỉ dừng lại ở mức

độ nghiên cứu lý thuyết với các nội dung cũng được giới hạn như sau:
- Nghiên cứu động học và động lực học quay vòng của xe.

ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: PGS.TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 8 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH

- Nghiên cứu động lực học cuả xe khi lưu thông trong dòng xe
- Đánh giá tính năng ổn đònh giao động của xe

IV - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
Đề tài này được nghiên cứu bằng phương pháp:
- Thu thập dữ liệu liên quan tới quá trình tính tóan của đề tài
- Nghiên cứu tài liệu để xây dựng các mô hình tính tóan lý thuyết
cho việc giải quyết các vấn đề của đề tài.
- Sử dụng mô hình lý thuyết đã được xây dựng vào việc xử lý các dữ
liệu đã được thu thập với sự trợ giúp của các phần mềm tính tóan
Matlab, Excel để giải quyết vấn đề đặt ra của đề tài
ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ
GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 9 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU ÔTÔ MAZ - 500A
VÀ ĐẶC ĐIỂM GIAO THÔNG VIỆT NAM

A – ÔTÔ MAZ – 500A


I - THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA XE MAZ - 500A.
Loại ôtô tải
Nước sản xuất Cộng hòa Belarut

Nhãn hiệu MAZ - 500A















1 - Kích thước
Kích thước bao: 7140 x 2500 x 2640 (mm)
Chiều dài cơ sở: 3950(mm)
Chiều rộng cơ sở bánh trước: 1970(mm)
Chiều rộng cơ sở bánh sau: 1865(mm)
Số chỗ ngồi : 02

ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ
GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 10 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
2 - Động cơ
Kích thước và hành trình xylanh: 130 x140 (mm)
Thể tích công tác: 11.2(dm
3
)

Tỷ số nén: 16.5
Thứ tự làm việc 1-4-2-5-3-6
Công suất cực đại(Hp)/số vòng quay (v/p): 180/2100
Moment cực đại (Nm)/ số vòng quay(v/p): 68/1500

3 - Thông số cơ sở của xe
Tải trọng: 8000(kg)
Tự trọng : 6600(kg)
Trọng lượng phân bố cầu sau: 10000(kg)
Trọng lượng phân bố lên cầu trước: 4600(kg)
Khỏang sáng gầm xe : 270(mm)
Kích thước thùng xe: 4860x2500x670(mm)
Bán kính quay vòng: 9.5(m)
Vận tốc cực đại: 85(km/h)
Lượng tiêu hao nhiên liệu (l/ 100 km) : 22
Quãng đường phanh ở tốc độ 40km/h :18 (m)

4 - Hệ thống truyền lực
Tỷ số truyền các tay số
Tay số 01: 5.26
Tay số 02: 2.90
Tay số 03: 1.52
Tay số 04: 1.00
Tay số 05: 0.66
Tay số lùi: 5.48
Tỷ số truyền lực chính: 7.24
Công thức : 4x2
Ly hợp ma sát khô hai đóa

ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 11 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
5 - Hệ thống treo
Hệ thống treo phụ thuộc
Treo cầu trước : nhíp dọc nửa elip, giảm xóc thủy lực ống lồng
Treo cầu sau: nhíp dọc nửa elip có nhíp phụ.
Hệ thống phanh (dùng hệ thống phanh khí nén)

6 - Lốp xe
Kích thước bánh xe: (B-d): 11-20
p suất hơi bánh trước (KG/cm
2
): 6.0
p suất hơi bánh sau (KG/cm
2
): 5.5

II - ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ.

Công thức tính công suất động cơ.
Dựa vào phương trình Laydecman.























32
max
N
e
N
e
N
e
e
n
n
c
n
n
b
n
n
aNNe

Trong đó :
N
e
: Công suất hữu ích của động cơ (Kw).
n
e
: Số vòng quay của động cơ (v/p).
n
N
: Số vòng quay đònh mức của động cơ (v/p)
a, b,c: Các hệ số thực nghiệm tùy thuộc vào loại động cơ .
Đối với loại động cơ dùng cho xe MAZ – 500A là động cơ Diesel a=0.5,
b=1.5, c= 1.
Moment xoắn của động cơ theo công thức sau:


e
e
e
n
N
M
.047.1
10
4


Trong đó:
N

e
: Công suất của động cơ (kw)
n
e:
Số vòng quay đònh mức của động cơ (v/p)
M
e
: Moment xoắn của động cơ (Nm)
ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ
GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 12 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
Xây dựng đồ thò công suất của động cơ.

cong suat
0
20
40
60
80
100
120
140
160
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000

2100
2200
2300
2400
2500
2600
cong suat

Hình 1.1: Đồ thò công suất của động cơ.

Xây dựng đồ thò momnet xoắn của động cơ

moment
0
100
200
300
400
500
600
700
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2100

2200
2300
2400
2500
2600
moment

Hình 1.2 : Đồ thò moment xoắn của động cơ.

ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ
GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 13 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
III - ĐẶC TÍNH KÉO.
Để xác đònh được lực kéo tiếp tuyến tại bánh xe chủ động, chúng ta cần
tính được moment xoắn tại bánh xe chủ động.
Xác đònh moment xoắn ở bánh xe chủ động dược tính theo công thức.
tcophetteK
iiiiMiMM



Từ đây chúng ta có lực kéo tiếp tuyến đïc tính bằng công thức sau
b
tcophe
b
tte
b
k
k
r
iiiiM

r
iM
r
M
F




Trong đó:
M
k
: moment xoắn ở bánh xe chủ động (Nm)
Me: moment xoắn của động cơ (Nm)
i
h
: tỷ số truyền tại các tay số
i
p
: tỷ số truyền hộp số phụ ( đối với loại xe này i
p
= 1)
i
o
: tỷ số truyền của truyền lực chính
i
c
: tỷ số truyền của truyền lực cuối cùng (i
c
= 1)


t
: Hiệu suất của hệ thống truyền lực
r
b
= r
o
x  = 0.92 (11 + 20/2) x 24.5 = 456 = 0.456 (m)
Theo giáo trình lý thuyết ôtô ta chọn  = 0.92, 
t
= 0.85
Xây dựng đồ thò lực kéo.
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600
Me1
Me2
Me3
Me4
Me5

Hình 1.3: Đồ thò moment xoắn tại bánh xe chủ động

ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ
GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 14 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
Do thi luc keo
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Van toc (m/s)
Luc keo (N)
F1
F2
F3
F4
F5

Hình 1.4: Đồ thò lực kéo tiếp tuyến tại các bánh xe

Tính tóan cân bằng lực kéo của ôtô.
Để ôtô có thểá chuyển động được trên đường thì lực kéo tiếp tuyến trên
cầu chủ động của ôtô phải thắng được các lực cản chuyển động
Lực Cản lăn:
GfZfF
f



Trong đó: Z: phản lực mặt đường (Z=G)
G: Tải trọng tòan bộ của xe.
f: hệ số cản lăn
)
1500
1(
2
v
ff
o


Lực cản không khí :
2
KFvF
w


Trong đó: K: hệ số cản không khí
F: Diện tích chính diện
V: vận tốc ôtô
ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ
GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 15 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
Lực quán tính: F
qt
= mδa
Trong đó: m: Khối lượng tónh của xe.
δ: Hệ số khối lượng quay của xe

a: gia tốc của xe
Lực cản dốc:
Lực ản kéo móc:
Để cân bằng lực kéo chúng ta chỉ cần chú ý đến lực cản không khí và
lực cản lăn, các lực cản khác ta chỉ xét đến trong điều kiện cụ thể.

Xây dựng đồ thò cân bằng lực kéo.

Do thi can bang luc keo
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Van toc (m/s)
Luc keo (N)
F1
F2
F3
F4
F5
Fw
Ff
Fw+Ff

Hình 1.5: Đồ thò cân bằng lực kéo


ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ
GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 16 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
B – GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ Ở VIỆT NAM

I. – SỰ PHÂN BỐ GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ Ở NƯỚC TA
Ngày nay khi đất nước đang trên đà đổi mới, mở rộng cửa thu hút sự
đầu tư nước ngòai thì việc xây dựng cơ sở hạ tầng nhằm đáp ứng kòp thời đáp
ứng kòp thời cho sự phát triển kinh tế là một điều tất yếu. Hệ thông giao thông
ở nước ta đang được đầu tư xây dựng từ nhiều nguồn vốn khác nhau và ngày
càng tiến tới gần các tiêu chuẩn quốc tế hơn. Tuy nhiên do điều kiện đòa lý,
đòa hình phức tạp và do sự phát triển không đồng đều giữa các vùng kinh tế
trong nước đã làm cho hệ thống giao thông của nước ta cũng bò phân hóa theo.
Sự phân hóa đó thể hiện ở các vùng như sau:

Hình 1.6: Bản đồ phân bố vùng giao thông Việt Nam
(2)


(3)
)
(3)
(2)
(2)
(1)
(1)
ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ
GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 17 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
 Vùng (1): Đây là vùng đô thò lớn hoặc là khu vực kinh tế trọng điểm.
Hệ thống giao thông tại đây rất phát triển, chất lượng đường đạt các
cấp cao theo quy đònh của quốc gia.
 Vùng (2): Đây là khu vực đồng bằng, hệ thống đường xá tương đối phát
triển, chất lượng đường ôtô cao.
 Vùng (3): Đây là khu vực miền núi, đòa hình hiểm trở, khó khăn cho
việc xây dựng đường xá vì thế chất lượng đường ở đây rất thấp.

II – ĐẶC ĐIỂM ĐƯỜNG ÔTÔ VIỆT NAM
1. Phân lọai đường ôtô ở Việt Nam
Theo số liệu thống kê mới nhất thì hiện nay trên tòan quốc có 108.288

km đường giao thông mà ôtô có thể tham gia giao thông. Số liệu và cấp đường
được thể hiện như bảng dưới đây:
CẤP
ĐƯỜNG
QUỐC
LỘ
TỈNH
LỘ
HUYỆN
LỘ
XÃ
LỘ
CHUYÊN
DỤNG
CỘNG
CAO TỐC
110
0
0
0
0
110
I
225
0
0
0
0
225
II

1897
420
0
0
0
2317
III
2596
3435
1246
0
0
7277
IV
4589
5767
3069
0
0
13425
V
5234
4014
20309
15784
0
48341
V
L
0

0
0
0
2467
2467
V
NA
0
0
0
18865
0
18865
V
NB
0
0
0
15261
0
15261
CỘNG
14651
16636
24624
49910
2467
108288

Bảng 1.1: Số lượng đường ôtô ở Việt Nam.

Có nhiều tiêu chí cho sự phân lọai đường ôtô nhưng theo phạm vi sử dụng
và cấu tạo áo nền đường đường được phân thành các lọai sau:
 Lọai mặt cao cấp A 1: Bê – tông nhựa chặt, dùng cho đường cấp I – III,
Đường cao tốc.
 Lọai mặt cao cấp A 2: Bê – tông nhựa rải nguội. Đường cấp II –IV.
ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ
GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 18 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
 Đường cấp thấp B1, B2: Đường cấp phối , đường đá dăm . dùng cho
đường cấp V.
Một số hình minh hoạ lọai đường ở Việt Nam.
- Đường bê tông nhựa:









- Đường cấp phối:

Theo sự phân lọai này ta có thể xác đònh được các thông số quan trọng
cho việc tính tóan động lực học của xe đó là các thông số: hệ số cản lăn, hệ
số bám mặt đường.
Ngòai ra đối với đường cao tốc được phân lọai theo tốc độ quy dònh như
sau: 60, 80, 100, 120 km/h.
Trên tòan bộ mạng lưới đường bộ sự thống kê loại đường theo cấu tạo
áo bề mặt đường được thể hiện như bảng 1.2 dưới đây:

Thông số kỹ thuật của
đường:
Hệ số cản lăn:0.01…0.02
Hệ số bám: 0.5…0.7

Thông số kỹ thuật của đường:
Hệ số cản lăn:
- Đá dăm: 0.02…0.05
- Đường đất: 0.04 … 0.015
- Đường đất khoa rời rạc:
0.15…0.3
Hệ số bám: 0.3…0.7

ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ
GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 19 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
Lọai mặt đường
Quốc lộ
Tỉnh lộ
Tổng số
km
%

km
%
km
%
Bê-tông nhựa
3.510
28
384
2
3.894
13
Bê-tông xi măng
61
1
14
0
75
1
Đá dam cấp thấp
4155
33
2960
19
7115
25
Đá dăm
1756
14
2273
14

4029
14
Cấp phối
1779
14
6198
39
7977
28
Đất
1210
10
4225
26
5426
19
Tổng số:
12462
100
16054
100
28516
100
Bảng 1.2: Thống kê lọai đường theo cấu tạo áo bề mặt
2 . Độ dốc của mặt đường
Đây là chỉ số ảnh hưởng rất lớn đến quan hệ giữa tốc độ chạy đều và
tốc độ cân bằng của xe khi vận hành. Độ dốc càng lớn tốc độ tối đa của xe
càng thấp, suất tiêu hao nhiên liệu càng tăng, giá thành vận chuyển lớn. Tại
Việt Nam độ dốc mặt đường lớn nhất chỉ tập trung ở vùng (3) vì đây là vùng
nhiều đồi núi. Tuy nhiên độ dốc tối đa của đường giao thông ở Việt Nam

thừơng chỉ là 10%, một số độ dốc lờn hơn chỉ có ở những khu vực điều kiện
gia thông cực kì đặc biệt và cho phép dùng để giảm chi phí xây dựng đường
(các khu vực hầm mỏ khai thác đá, khai thác than…)
Theo TCVN 4054 – 1985 các chỉ tiêu cho phép về độ dốc, về mặt bằng
và mặt cắt dọc được thể hiện trong bảng (Bảng 1.3)
Tốc độ
tính tóan
(km/h)
Độ dốc
lớn nhất
(%)
Chiều dài tầm nhìn nhỏ nhất (m)
Bán kính quay
vòng nhỏ nhất
Tầm nhìn một
chiều
Tầm nhìn hai
chiều
120
4
175
350
600
100
5
140
280
400
80
6

100
200
250
60
7
75
150
130
40
8
50
80
60
25
9
20
40
25
10
10
10
20
15
Bảng 1.3: Chỉ têu cho phép của độ dốc mặt đường
ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ
GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 20 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
3. Bán kính quay vòng và độ nghiêng ngang của mặt đường.
Bán kính quay vòng của mặt đường và độ nghiêng ngang của mặt
đường cũng là hai yếu tố gây ảnh hưởng đến ổn đònh của ôtô khi chuyển
động. Sự tương quan giữa hai yếu tố này tác động tới sự nghiêng ngang và lật

xe khi quy vòng. Theo quy đònh của đường ôtô ở Việt Nam thì độ nghiêng
trên đường cong quay ra ngòai chỉ hạn chế đến 4% để đảm bảo an tòan giao
thông.
Theo tiêu chuẩn của đường ôtô Việt Nam thì sự tương quan giữa tốc độ
xe chạy theo bán kính cong của mặt đường và độ nghiêng của mặt đường
được quy đònh như Bảng 1.4 :

Tốc độ tính tóan (km/h)
Độ nghiêng mặt
đường (%)
> 80 km/h
40 – 60 km/h
< 25 km/h
Bán kính quay vòng (m)
3000 -1000
700 – 400
200 – 60
3
700
300
50
4
650
200
40
5
600
< 150
< 30
6

Bảng 1.4 :Tương quan bán kính cong và độ nghiêng mặt đường với tốc độ xe
4. Các đònh về an tòan giao thông
Luật giao thông đường bộ Việt Nam có một số quy đònh liên quan tới
quá trình động học và động lực học của xe khi lưu thông trên đường như:
- Khỏang cách an tòan tối thiểu của các xe khi lưu thông nối đuôi
nhau là 20m
- Các xe ôtô chạy thành từng đòan có tổ chức thì chiều dài tối đa của
mỗi đòan là 250m
- Khỏang cách của các đòan xe với nhau khi lưu thông trên đường là
100m
- Tốc độ tối đa của xe ôtô tải từ 3,5 tấn trở lên khi lưu thông trên
đường giao thông ở ngoài vùng dân cư là 50 km/h
ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ
GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 21 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
- Tốc độ tối đa của xe ôtô tải từ 3,5 tấn trở lên khi lưu thông trên
đường giao thông ở trong vùng dân cư là 35km/h
Các quy đònh trên của luật giao thông là cơ sở cho một số các thông số
dùng để tính tóan động lực học ôtô lưu thông trong dòng xe được trình bày ở
chương III của đề tài này.
Tuy nhiên, do ý thức chấp hành luật tham gia giao thông của đại bộ
phân tầng lớp nhân dân Việt Nam còn chưa cao. Quá trình lưu thông trên
đường của người Việt Nam là hết sức phức tạp. Đây là một trở ngại lớn cho
công việc thu thập số liệu để thực hiện các tính tóan động lực học xe ôtô khi
lưu thông trong dòng xe trên đường.
ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ
GVHD: PGS – TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 22 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
CHƯƠNG II
ĐỘNG LỰC HỌC CHUYỂN ĐỘNG ÔTÔ

I. XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC CƠ BẢN CỦA XE MAZ -
500A
Để xác đònh các khả năng hoạt động của ôtô MAZ –500A khi di
chuyển trên đường, chúng ta cần xây dựng đồ thò nhân tố động lực học của
loại ôtô này.
Giá trò nhân tố động lực học D được tính theo công thức sau
G
Wv
r
iM
G
PP
D
b
ttewk
1
2













DO THI NHAN TO DONG LUC HOC
0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
0,20
0,22
0,24
0,26
0,28
0,30
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00
VAN TOC
D
D1
D2
D3
D4
D5
Hình 2.1: Đồ thò nhân tố động lực học
Mặt khác để xác đònh được tốc độ di chuyển của ôtô tải khi chuyển
động trên đường với tốc độ tối ưu khi chuyển động vận chuyển chúng ta cần
xác đònh giá trò của phần trăm tải trọng chất tải của chúng bằng công thức
G

G
D
D
tg
x
x



ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ
GVHD: PGS – TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 23 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
trong đó: D: nhân tố động lực học
D
x
: nhân tố động lực học mới ứng với tải trọng mới
G
x
: tải trọng mới
G: tải trọng của ôtô

Hình 2.2: Đồ thò tia theo nhân tố động lực học khi tải trọng thay đổi.
1. Tốc độ cực đại
Căn cứ vào đồ thò tia nhân tố động lực học chúng ta có thể thấy tốc cực
đại khi ôtô chuyển động như sau:
- Không tải : 27 (m/s) tại tay số 05 (đồ thò này cũng đã tính toán khớp
với đồ thò tính toán sức kéo)
- 100% tải : 3 (m/s)
-
2. Quãng đường tăng tốc.
Quãng đường tăng tốc của ôtô MAZ – 500A được tính theo công thức
sau:
2
2
2
1
2
2
2
1
2
1
2
1
2
1
vvvvdtS
v
v





ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ
GVHD: PGS – TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 24 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
Như vậy khi ôtô MAZ – 500A chuyển động ở tải trọng không tải để đạt
được tốc độ tối đa (0…27 m/s) cần mất quãng đường 364,5 (m)

3. Phân bố tải trọng và khả năng bám.
Đối với các loại ôtô thì phân bố tải trọng thường được tính theo công
thức kinh nghiệm
+ ôtô du lòch công thức tính như sau
M
t
= 0.5 M
M
s
= 0.5 M
+ ôtô tải công thức tính như sau:
M
t
= 0.33 M
M
s
= 0.67 M
Trong đó : M
t
khối lượng phân bố cầu trước (kg)
M

s
khối lượng phân bố cầu sau (kg)
M khối lượng toàn bộ của ôtô (kg)
Nhưng theo tài liệu thiết kế của nhà sản xuất thì phân bố tải trọng của
ôtô MAZ – 500A thì :
Trọng lượng phân bố cầu sau M
s
(kg): 10.000
Trọng lượng phân bố lên cầu trước M
t
(kg): 4.600

4. Khả năng leo dốc tối đa.
I
max
= D
max
– f
Trong đó: f : Hệ số cản lăn
D
max
: giá trò lớn nhất của nhân tố động lực học
Căn cứ vào đồ thò nhân tố động lực học ta có D
max
= 0.27.
Với lọai đường bê-tông nhưa có hệ số cản lăn f = 0.02 thì khả năng leo
dốc của xe MAZ – 500A là 25% ở tay số một.
Với lọai đường đất rời rạc có hệ số cản lăn f = 0.15 thì khả năng leo
dốc của xe MAZ – 500A là 12% ở tay số một.
Ta nhận thấy xe MAZ -500A leo dốc rất khỏe

ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ
GVHD: PGS – TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 25 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
II. MÔ HÌNH QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE
Để mô tả chuyển động của ôtô trên đường thẳng chúng ta có thể
nghiên dùng 03 phương pháp.
- Dùng phương pháp thực nghiệm
- Dùng mô tả tóan học
- Dùng mô hình đồng dạng
Trong khuôn khổ giới hạn của đề tài này dùng phương pháp mô tả tóan
học để tìm phương trình chuyển động của xe là phù hợp nhất.
1. Quan hệ động học mô hình phẳng
Mô hình đưa ra ở dạng phẳng, trọng tâm của ôtô coi như đặt trên mặt
đường. Bỏ qua ảnh hưởng lật nghiêng thân xe dưới ảnh hưởng của lực ly tâm
và hệ thống treo. nh hưởng này sẽ được khảo sát, dưới tác dụng của sự thay
đổi các phản lực thẳng đứng. tô chuyển động trên 04 bánh xe.
Vyo
V
a=V(
a
' +
e
')
P'
P
a
e
Y Yo
T
V'

V
Xo
e
a
X
Xo
Vcos(a +e)
V(a' +e')sin(a +e)
Vsin(a +e)
V(a' +e')cos(a +e)
Qũy đạo chuyển động
của trọng tâm ôtô
Ri
R
XoZo
Yo
+
Hình 2.3: Quan hệ động học trong mô hình phẳng
Theo hình vẽ 2.3, chỉ ra quỹ đạo chuyển động ôtô là đường cong và
được xác đònh bởi các vò trí liên tiếp của trọng tâm ôtô T. Vận tốc tức thời của
ôtô là v đặt tại trọng tâm. Hệ tọa độ cố đònh (hệ tọa độ mặt đường) ký hiệu là
ooo
zyx
O
… hệ tọa độ di động (hệ tọa độ gắn với trọng tâm ôtô) ký hiệu là T
xyz
.
Như vậy vận tốc v tiếp tuyến với quỹ đạo chuyển động và nghiêng đi so với
ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ
GVHD: PGS – TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 26 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH

trục dọc ôtô là

(góc này được gọi tên là góc lệch hướng chuyển động của
ôtô). Góc quay tương đối giữa hai hệ tọa độ là

và cũng chính là góc quay
của trục dọc ôtô khi chuyển động.
Chiếu vận tốc v lên hai trục OX
o
và OY
o

 
 




sin.
cos.
vv
vv
o
o
y
x
(2.1)
Vò trí của ôtô tại một điểm bất kỳ
 
 

dtvdtvy
dtvdtvx
oo
yo
oo
xo
oo
oo
.sin
.cos






(2.2)
Các thông số khác cần xác đònh
- Gia tốc hướng tâm a
h
. gia tốc này có mặt là do ôtô chuyển động trên
một quỹ đạo cong có gia tốc chuyển động tònh tiến không trùng với
vận tốc v
i
h
R
v
a
2


(2.3)
Trong đó: R là bán kính cong tức thời của quỹ đạo.
Từ đây chúng ta xác đònh a
h
có thể xây dựng bằng phương pháp thông qua
R.Thông số R xác đònh chính xác, trong thực nghiệm.
Từ hình (2.3) và công thức (2.1) và công thức (2.2) ta đạo hàm theo thời gian
của
o
x
v
và
o
y
v
ta có:

     
     




cossin.
sin.cos.
vvv
vvv
o
o
y

x
(2.4)
ở đây
 

v
là gia tốc hướng tâm a
h
:

 

 .va
h
(2.5)
Gia tốc tiếp tuyến, gia tốc hướng tâm được xác đònh như công thức (2.5).
Khỏang cách TP’ là 2 bán kính cong của quỹ đạo R.
Khoảng cách TP là bán kính quay của trọng tâm ôtô.
ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ
GVHD: PGS – TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 27 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
Qũy đạo chuyển động
V
T
Yo
Xo
Vyo
VXo
X
Y
Yo

Zo Xo

Hình 2.4: Xác đònh trọng tâm ôtô ở một thời điểm nhất đònh
+
Yo
Zo Xo
R
Ri
Xo
X
a
e
V'
T
YoY
e
a
P
P'
V(
a
' +
e
')
V

Hình 2.5: Sơ đồ xác đònh gia tốc trọng tâm ôtô

Nếu trong trường hợp
const ; 


constv
thì R
i
= R lúc đó
t
;


hth
aa

và
tht
v
R
v
a

.
2

(2-6)
đây sử dụng “t” để chỉ trạng thái quay vòng ổn đònh (gọi là quay vòng đều).