Nghiên cứu đánh giá tính an toàn chuyển động của ô tô cải tạo

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các tài liệu, kết
quả trong luận văn này chưa từng có ai công bố trong bất kì công trình nào.
Tác giả
Phạm Thị Thuy

HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU
a

Khoảng cách từ trọng tâm tới cầu trước

b

Khoảng cách từ trọng tâm tới cầu sau

α

Góc quay vòng bánh xe dẫn hướng bên ngoài

β

Góc quay vòng bánh xe dẫn hướng bên trong

B

Chiều rộng cơ sở

L

Chiều dài cơ sở

G

Trọng lượng toàn bộ của xe

φ

Hệ số bám

g

Gia tốc trọng trường

m

Khối lượng

ω

Vận tốc góc

Z1

Phản lực từ đường lên các bánh xe cầu trước

Z2

Phản lực từ đường lên các bánh xe cầu sau

hg

Chiều cao trọng tâm ô tô

E

Mô đun đàn hồi của vật liệu (E = 2,1.105MN/m2)

J

Mô men quán tính độc cực của tiết diện trục

no

Vận tốc nguy hiểm

𝑣n

Vận tốc nguy hiểm

Plt

Lực ly tâm

Pdh

Lực đàn hồi

Pj

Lực quán tính xuất hiện khi phanh

Ppmax

Lực phanh lớn nhất

Mp1

Mô men phanh cầu trước

Mp2

Mô men phanh cầu sau

m1

Hệ số phân bố tải trọng cầu trước khi phanh

m2

Hệ số phân bố tải trọng cầu sau khi phanh

G1

Trọng lượng tĩnh trên cầu trước

HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp

G2

Trọng lượng tĩnh trên cầu sau

rbx

Bán kính bánh xe

R

Bán kính quay vòng ô tô

Jpmax

Gia tốc phanh cực đại

tpmin

Thời gian phanh nhỏ nhất

Spmin

Quãng đường phanh nhỏ nhất

δ

Hệ số tính đến ảnh hưởng khối lượng quay của ô tô khi phanh

HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng
Bảng 3.1

Bảng 3.2
Bảng 3.3

Bảng 3.4

Bảng 3.5

Bảng 3.6

Bảng 3.7

Bảng 3.8

Bảng 3.9

Bảng 3.10

Bảng 3.11

Bảng 3.12

Bảng 3.13
Bảng 3.14

Nội dung
Thông số tham khảo xe TRANSINCO - A CA6900D210 2- K46KL
Kết quả tính toán khi thay đổi chiều dài cơ sở của xe
TRANSINCO - A CA6900D210 - 2- K46KL
Thông số tham khảo xe KIA K2700 II
Kết quả tính toán khi thay đổi chiều dài cơ sở của xe KIA
K2700 II
Kết quả tính toán chiều cao trọng tâm và góc α của xe
TRANSINCO

Kết quả tính toán chiều cao trọng tâm và góc α’ của xe
TRANSINCO
Kết quả tính toán chiều cao trọng tâm và góc β của xe
TRANSINCO
Kết quả tính toán chiều cao trọng tâm và vận tốc giới hạn vn
của xe TRANSINCO
Kết quả tính toán chiều cao trọng tâm và góc α của xe KIA
KL2700 II
Kết quả tính toán chiều cao trọng tâm và góc α’ của xe KIA
KL2700 II
Kết quả tính toán chiều cao trọng tâm và góc β của xe KIA
KL2700 II
Kết quả tính toán chiều cao trọng tâm và vận tốc giới hạn vn
của xe KIA K2700 II
Kết quả tính toán quãng đường phanh khi khối lượng và
vận tốc của xe thay đổi của xe tải
Kết quả tính toán quãng đường phanh khi khối lượng và

HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B

Trang
39

40
41
42

44

45

46

47

49

49

50

52

54
56


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp

vận tốc của xe thay đổi của xe khách
Bảng 3.15

Bảng 3.16
Bảng 3.17
Bảng 3.18
Bảng 3.19

Bảng 3.20

Kết quả tính toán nhiệt sinh ra trong một lần phanh khi
trọng lượng xe thay đổi của xe tải
Kết quả tính toán nhiệt sinh ra trong một lần phanh khi
trọng lượng xe thay đổi của xe khách
Các thông số cơ bản của xe tham khảo
Kết quả tính toán nhiệt độ trống phanh khi trọng lượng xe
thay đổi của xe tải Hyundai
Các thông số cơ bản của xe tham khảo
Kết quả tính toán nhiệt độ trống phanh khi trọng lượng xe
thay đổi của xe khách TRANSINCO.

HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B

58

59
60
62
63
65


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình

Nội dung

Trang

Hình 2 - 1

Sơ đồ động học quay vòng

19

Hình 2 - 2

Sơ đồ các lực tác dụng lên ô tô khi phanh

23

Hình 2 - 3

Sự phụ thuộc của hệ số ma sát vào nhiệt độ

27

Hình 2 - 4

Sơ đồ các lực tác dụng theo phương dọc xe khi phanh trên
đường dốc

29

Hình 2 - 5

Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên ô tô khi đứng yên

32

Hình 2 - 6

Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi chuyển động lên dốc

33

Hình 2 - 7

Lực tác dụng lên ô tô khi chuyển động ở tốc độ cao

35

Hình 2 - 8

Hình 2 - 9

Hình 3 - 1

Hình 3 - 2

Hình 3 - 3

Hình 3 - 4

Hình 3 - 5

Hình 3 - 6

Hình 3 - 7

Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi chuyển động trên đường
nghiêng ngang
Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên ô tô khi chuyển động
quay vòng trên đường nghiêng ngang
Đồ thị về mối quan hệ giữa các góc quay vòng của hai bánh
xe và chiều dài cơ sở xe khách TRANSINCO
Đồ thị về mối quan hệ giữa các góc quay vòng của hai bánh
xe và chiều dài cơ sở xe tải KIA K2700 II
Biểu đồ biểu hiện sự liên hệ giữa hg với góc α của xe
TRANSICO
Biểu đồ biểu hiện sự liên hệ giữa hg với góc α' của xe
TRANSICO
Biểu đồ biểu hiện sự liên hệ giữa hg với góc β của xe
TRANSICO
Biểu đồ biểu hiện sự liên hệ giữa hg với vận tốc giới hạn vn
của xe TRANSICO
Biểu đồ biểu hiện sự liên hệ giữa hg với góc α của xe KIA
K2700 II

HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B

36

37

41

43

44

45

46

48

49


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Hình 3 - 8

Hình 3 - 9

Hình 3 - 10

Hình 3 - 11

Hình 3 - 12

Hình 3 - 13

Hình 3 - 14

Hình 3 - 15

Hình 3 - 16

Luận văn tốt nghiệp

Biểu đồ biểu hiện sự liên hệ giữa hg với góc α' của xe KIA
K2700 II
Biểu đồ biểu hiện sự liên hệ giữa hg với góc β của xe KIA
K2700 II
Biểu đồ biểu hiện sự liên hệ giữa hg với vận tốc giới hạn vn
của xe KIA K2700 II
Biểu đồ biểu diễn sự liên hệ giữa khối lượng xe với quãng
đường phanh của xe tải
Biểu đồ biểu diễn sự liên hệ giữa khối lượng xe với quãng
đường phanh của xe khách.
Biểu đồ biểu diễn sự liên hệ giữa trọng lượng xe với nhiệt
sinh ra trong một lần phanh của xe tải
Biểu đồ biểu diễn mối quan hệ giữa trọng lượng xe với
nhiệt sinh ra trong một lần phanh cuả xe khách
Đồ thị quan hệ nhiệt độ trống phanh với trọng lượng xe tải
Hyundai 15 tấn
Đồ thị quan hệ nhiệt độ trống phanh với trọng lượng xe
khách TRANSINCO

HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B

50

51

52

55

57

58

59

62

65


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................ 1
Chương 1: TỔNG QUAN ........................................................................................... 2
1.1. Tổng quan về tình hình sử dụng ô tô ở Việt Nam ............................................ 2
1.2. Hiện tượng cải tạo ô tô và các thông số bị thay đổi so với thiết kế. ................. 3
1.2.1. Hiện tượng cải tạo ô tô ở nước ta hiện nay ................................................ 3
a) Cải tạo theo đúng quy định của nhà nước[1]. ............................................... 3
b) Cải tạo không theo quy định của nhà nước[5], [10] ..................................... 5
1.2.2. Các thông số bị thay đổi khi tiến hành cải tạo ........................................... 6
1.3. Nội dung của Luận văn ..................................................................................... 7
1.3.1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................ 7
1.3.2. Mục đích nghiên cứu .................................................................................. 7
1.3.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .............................................................. 8
1.3.4. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 8
1.3.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................... 8
1.3.6. Cấu trúc luận văn ........................................................................................ 8
Chương 2: PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CẢI TẠO TỚI
AN TOÀN CHUYỂN ĐỘNG ..................................................................................... 9
2.1. Tăng chiều dài cơ sở ......................................................................................... 9
2.1.1. Động học hình thang lái.[7] ........................................................................ 9
2.1.2. Thay đổi chiều dài trục các đăng làm thay đổi số vòng quy nguy hiểm.[7]
............................................................................................................................ 10
2.2. Tăng trọng lượng xe ....................................................................................... 12
2.2.1. Tăng trọng lượng xe ảnh hưởng đến cầu. ................................................. 12
2.2.2. Tăng trọng lượng xe ảnh hưởng đến phanh.[6] ........................................ 12
2.2.3. Tăng trọng lượng ảnh hưởng đến quãng đường phanh.[12] ................... 13
HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp

2.2.4. Tăng trọng lượng ảnh hưởng đến nhiệt trong quá trình phanh. [13], [11]
............................................................................................................................ 15
a) Nhiệt sinh ra sau một lần phanh. [13] ......................................................... 15
b) Nhiệt sinh ra trong quá trình phanh liên tục ............................................... 17
b.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hệ số ma sát .............................................. 17
b.2 Nhiệt độ cơ cấu phanh trong quá trình phanh liên tục [13], [11] .......... 18
2.2.3. Tăng trọng lượng ảnh hưởng đến lốp. ...................................................... 21
2.3. Tăng chiều cao trọng tâm ............................................................................... 21
2.3.1. Tăng chiều cao trọng tâm ảnh hưởng đến tính ổn định của xe. ............... 21
a) Tính ổn định dọc tĩnh. ................................................................................. 21
b) Tính ổn định dọc động .[6] ......................................................................... 23
c) Tính ổn định ngang của xe ô tô. [6] ............................................................ 25
2.3.2. Tăng chiều cao trọng tâm ảnh hưởng đến tính ổn định khi quay vòng của
xe. ....................................................................................................................... 27
Chương 3: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CẢI TẠO TỚI AN
TOÀN CHUYỂN ĐỘNG ......................................................................................... 29
3.1. Thay đổi chiều dài cơ sở ảnh hưởng đến: ....................................................... 29
3.1.1. Động học hình thang lái ......................................................................... 29
3.2. Thay đổi chiều cao trọng tâm tác động đến tính ổn định tĩnh và ổn định khi
quay vòng của ô tô. ................................................................................................ 33
3.2.1. Xét trường hợp cụ thể với ô tô khách TRANSINCO 46 chỗ. .................. 33
a) Tính ổn định dọc: ........................................................................................ 34
b) Tính ổn định ngang ..................................................................................... 36

c) tính ổn định khi quay vòng ......................................................................... 37
3.2.2. Xét trường hợp cụ thể với xe ô tô tải KIA KL2700 II ............................. 38
a) Tính ổn định dọc: ........................................................................................ 39
b) Tính ổn định ngang ..................................................................................... 40
c) tính ổn định khi quay vòng ......................................................................... 41
3.3. Tăng trọng lượng toàn bộ xe........................................................................... 43
3.3.1. Tăng trọng lượng ảnh hưởng đến quãng đường phanh ............................ 43
HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp

a) Trường hợp 1: Xét xe tải KIA có M =3300kg. ....................................... 43
b) Trường hợp 2: Xét xe khách TRANSINCO có M =12500kg ................. 45
3.3.2. Tăng trọng lượng ảnh hưởng đến nhiệt trong quá trình phanh. ............... 47
a) ảnh hưởng đến nhiệt sinh ra sau một lần phanh [4], [13]. .......................... 47
a.1) ảnh hưởng đến nhiệt sinh ra sau một lần phanh của xe tải KIA 3,3 tấn. .48
a.2) ảnh hưởng đến nhiệt sinh ra sau một lần phanh của xe khách
TRANSINCO 12,5 tấn. ................................................................................... 49
b) Ảnh hưởng đến nhiệt sinh ra trong quá trình phanh liên tục ...................... 50
b.1) Xét trường hợp xe tải Hyundai ............................................................. 50
b.2) Xét trường hợp xe khách TRANSINCO .............................................. 53
KẾT LUẬN ............................................................................................................... 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 58

HVTH: Phạm Thị Thuy

Lớp : KTOTO 2014B


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp

LỜI NÓI ĐẦU
Trong đời sống xã hội ngày nay ngành giao thông vận tải đang rất phát triển,
đi cùng với nó là sự phát triển của các phương tiện giao thông để đáp ứng nhu cầu
đi lại cũng như vận chuyển hàng hóa. Phương tiện giao thông phổ biến nhất được sử
dụng hiện nay chính là ô tô. Cũng vì thế mà phương tiện ô tô ở Việt Nam ngày càng
tăng cao và đa dạng. Tuy nhiên ở thời điểm hiện tại có những dòng xe đang lưu
hành không còn phù hợp với điều kiện an toàn và gây ảnh hưởng tới môi trường. Để
khắc phục vấn đề đó thì xe ô tô cần được bảo dưỡng và cải tạo để đáp ứng được yêu
cầu vận tải.
Với đề tài "Nghiên cứu đánh giá tính an toàn chuyển động của ô tô cải tạo"
là một đề tài rất thực tế, phù hợp với nhu cầu cải tạo xe ô tô ở nước ta hiện nay.
Được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Trọng Hoan và
sự cố gắng của bản thân em đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình. Tuy nhiên
do kiến thức có hạn, điều kiện tiếp xúc thực tế ít nên khi làm luận văn không tránh
khỏi sai sót. Mong thầy cô và các bạn tận tình chỉ bảo. Em chân thành cảm ơn!
Hà Nội, Ngày.....tháng.....năm 2016
Học viên thực hiện
Phạm Thị Thuy

HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B

trang 1


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp

Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về tình hình sử dụng ô tô ở Việt Nam
Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam chỉ thực sự hình thành từ những năm 90,
khi Chính phủ cho phép các doanh nghiệp có vốn đầu từ nước ngoài được sản xuất,
lắp ráp ô tô tại Việt Nam. Trước năm 1990, Việt Nam chủ yếu nhập khẩu ôtô từ các
nước xã hội chủ nghĩa. Thời gian này không có doanh nghiệp nào đầu tư lắp ráp,
sản xuất ôtô. Các doanh nghiệp cơ khí lớn của Việt Nam chủ yếu làm công việc sửa
chữa và đại tu xe. Khi Việt Nam hội nhập WTO kéo theo kinh tế phát triển thì
ngành ô tô mới thực sự phát triển mạnh mẽ.
Theo thông tin từ Cục Đăng kiểm Việt Nam:[2], [3]
-

Số lượng ô tô cả nước đến ngày 31/12/2010 là 1.274.084 chiếc.

-

Số lượng ô tô cả nước đến ngày 31/12/2011 là 1.428.002 chiếc.

-

Số lượng ô tô cả nước đến ngày 31/03/2012 là 1.448.978chiếc, ước tính
đến cuối năm 2012 là gần 1,5 triệu chiếc.

-

Số lượng ô tô cả nước năm 2013 là 1.845.689 chiếc.

-

Số lượng ô tô cả nước năm 2014 là 2.252.368 chiếc.

-

Năm 2015 tổng số xe ô tô trên cả nước là 2.579.675 chiếc.

Theo thông tin từ Cục Đăng kiểm Việt Nam cho thấy tại thời điểm này Việt
Nam có khoảng 2,7 triệu xe ô tô các loại[3]. Hiện nay thị trường ô tô trong nước
tiêu thụ khoảng 120.000 đến 150.000 xe ô tô mới mỗi năm, mỗi tháng số lượt xe
được đăng kiểm vào khoảng 160.000 lượt[9].
Theo quyết định 356 đến năm 2020 định hướng phát triển phương tiện vận
tải trong đó có ô tô thì dự tính đến năm 2020 số lượng xe ô tô các loại có khoảng
3,2 đến 3,5 triệu chiếc, trong đó xe con chiếm 57%, xe khách 14%, xe tải 29%; kèm
theo đó là dần hạn chế tiến tới không lưu hành các phương tiện xe ô tô không phù
hợp với kết cấu hạ tầng giao thông[9]. Tuy nhiên từ thời điểm này đến năm 2020 sẽ
có nhiều dòng xe đang được lưu hành không còn được sử dụng ở thời điểm đó vì
không phù hợp với điều kiện an toàn và bảo đảm không ảnh hưởng đến môi trường.
Để đảm bảo điều kiện tính an toàn cũng như bảo vệ môi trường thì xe cần được
HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B

trang 2

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp

kiểm tra, bảo dưỡng định kỳ và tiến hành cải tạo để đáp ứng được yêu cầu của hệ
thống giao thông vận tải ngày càng phát triển để từng bước tiến tới hiện đại.
1.2. Hiện tượng cải tạo ô tô và các thông số bị thay đổi so với thiết kế.
1.2.1. Hiện tượng cải tạo ô tô ở nước ta hiện nay
Cải tạo ô tô là việc thay đổi kết cấu, hình dáng, bố trí, nguyên lý làm việc,
thông số,đặc tính kỹ thuật của một phần hoặc toàn bộ hệ thống, tổng thành của xe
cơ giới. Trường hợp thay thế hệ thống (hệ thống truyền lực; hệ thống chuyển động;
hệ thống treo; hệ thống phanh; hệ thống lái; hệ thống nhiên liệu; hệ thống điện, đèn
chiếu sáng và tín hiệu), tổng thành (động cơ; khung; buồng lái, thân xe hoặc thùng
xe, khoang chở khách; thiết bị chuyên dùng lắp trên xe) bằng hệ thống, tổng thành
khác cùng kiểu loại, của cùng nhà sản xuất (cùng mã phụ tùng) thì không phải là cải
tạo[1].
Hiện nay tại Việt Nam có hai hiện tượng cải tạo ô tô là cải tạo theo đúng quy
định của nhà nước và cải tạo không đúng theo quy định của nhà nước (do dân tự ý
cải tạo).
a) Cải tạo theo đúng quy định của nhà nước[1].
Theo thông tư số 85/2014/TT-BGTVT ban hành ngày 31/12/2014 quy định về
cải tạo phương tiện cơ giới đường bộ (gọi là xe cơ giới) thì việc cải tạo xe cơ giới
được cải tạo những bộ phận sau: thùng hàng, lắp đặt bộ phận chuyên dụng, hệ thống
truyền lực, hệ thống phanh, hệ thống lái, hệ thống chuyển động (Nhưng không
được thay đổi chiều dài cơ sở, hệ thống treo..vv ).
Giải thích “Cải tạo các hệ thống”:
-

Cải tạo hệ thống truyền lực: Là cải tạo, thay đổi toàn bộ hệ thống hoặc cải
tạo thay đổi Hộp số hay Cầu chủ động.

-

Cải tạo hệ thống chuyển động: Là cải tạo, thay đổi toàn bộ hệ thống hoặc
cải tạo thay đổi cầu bị động (cầu không chủ động, cầu dẫn hướng).

-

Cải tạo hệ thống treo:

+ Đối với hệ thống treo phụ thuộc (hệ thống treo nhíp): Là cải tạo, thay đổi toàn
bộ hệ thống hoặc thay đổi số lượng là nhíp, kích thước lá nhíp chính.
HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B

trang 3


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp

+ Đối với Hệ thống treo độc lập (hệ thống treo lò xo): Là cải tạo, thay đổi toàn
bộ hệ thống hoặc thay các lò xo trụ, lò xo đàn hồi, lò xo túi khí.
-

Cải tạo hệ thống phanh:

+ Hệ thống phanh hơi (phanh khí nén): Là cải tạo, thay đổi toàn bộ hệ thống
hoặc 2 trong các thành phần: Tổng van phanh, Bầu phanh, Cơ cấu phanh, Bộ
điều hòa lực phanh, Bộ chống hãm cứng bánh xe.
+ Hệ thống phanh dầu (phanh thủy lực): Là cải tạo, thay đổi toàn bộ hệ thống
hoặc 2 trong các thành phần, Xy lanh phanh chính, Xy lanh phanh bánh xe, Cơ
cấu phanh: Bộ trợ lực phanh, Bộ điều hòa lực phanh, Bộ chống hãm cứng bánh
xe.
+ Hệ thống phanh khí nén – thủy lực : Là cải tạo, thay đổi toàn bộ hệ thống hoặc
2 trong các thành phần: Tổng van phanh, Bầu phanh, Xy lanh tác động khi nén,
Xy lanh phanh chính thủy lực, Xy lanh phanh bánh xe, Cơ cấu phanh, Bộ điều
hòa lực phanh, Bộ chống hãm cứng bánh xe.
+ Hệ thống phanh đỗ: Là cải tạo, thay đổi toàn bộ hệ thống hoặc thay đổi
nguyên lý làm việc của hệ thống phanh đỗ.
-

Cải tạo Hệ thống lái: Là cải tạo, thay đổi toàn bộ hệ thống hoặc cải tạo,
thay đổi cơ cấu lái, hình thái lái, bộ trợ lực lái.

-

Cải tạo Hệ thống nhiên liệu: Là cải tạo, thay đổi loại nhiên liệu sử dụng.

-

Thay đổi cầu (cầu chủ động – cụm cầu chủ động hoặc cầu bị động): Chỉ
cho phép thay đổi một cầu hoặc cụm cầu.

-

Thay đổi buồng lái, thân xe hoặc thùng hàng, thùng tự đổ: Được hiểu là
không làm thay đổi tính năng sử dụng nguyên thủy của phương tiện (không
thay đổi loại ô tô).
Việc cải tạo một hệ thống, tổng thành nếu dẫn đến việc ảnh hưởng tới thông

số, đặc tính làm việc của các hệ thống, tổng thành có liên quan khác thì phải được
xem xét, tính toán cụ thể và phải được coi là cải tạo cả hệ thống, tổng thành có liên
quan.

HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B

trang 4


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp

Trong trường hợp xe cơ giới cải tạo để đảm bảo cho người khuyết tật tiếp
cận sử dụng mà có nội dung cải tạo không phù hợp với các quy định tại Điều này thì
vẫn được thực hiện cải tạo. Xe cơ giới đã cải tạo thành xe cơ giới cho người khuyết
tật tiếp cận sử dụng chỉ được cải tạo trở lại xe nguyên thủy.
Quy định này áp dụng trong việc cải tạo xe cơ giới đã có biển số đăng ký
hoặc đã qua sử dụng được phép nhập khẩu.
b) Cải tạo không theo quy định của nhà nước[5], [10]
Xe ô tô được các hãng sản xuất thiết kế tính toán thử nghiệm đảm bảo đáp
ứng các tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật và mục đích sử dụng cụ thể theo từng loại
xe. Việc tự ý thay đổi cấu tạo, hình dáng, bố trí, nguyên lý làm việc, đặc tính kỹ

thuật của xe không theo hướng dẫn của hãng sản xuất và cơ quan có thẩm quyền
làm cho thông số kỹ thuật của ô tô không còn phù hợp các tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ
thuật, không đảm bảo an toàn, chuyển động của xe, dễ gây tai nạn khi tham gia giao
thông.
Thông dụng nhất hiện nay là hiện tượng cải tạo thùng của xe chở hàng, gia
cố nhíp để chở quá tải gấp nhiều lần tải trọng mà nhà sản xuất cho phép. Ví dụ như
chủ xe, lái xe lợi dụng cải tạo để kéo dài thùng hàng, cơi cao thành thùng, độn thêm
nhíp để chở quá tải có thể lên đến 300%. Theo tin tức từ báo VOVgiaothong.vn,
Tổng cục đường bộ Việt Nam và Tổng cục Cảnh sát tiến hành kiểm tra xe quá tải tại
địa bàn Hà Nội Từ ngày 25/2 ÷ 9/3 kết quả xử lý được 77 trường hợp xe vi phạm
chở hàng quá tải[5]. Còn tại Bình Dương, thanh tra giao thông tỉnh Bình Dương tiến
hành kiểm tra tải trọng của đoàn xe tải 19 chếc thì chỉ có duy nhất một phương tiện
không vi phạm còn lại 18 xe đều vi phạm chở hàng quá tải trọng. Đặc biệt trong số
đó có những trường hợp vượt khung đến trên 300% như xe 54Y-5553 quá tải 320%;
xe 60N-0805 quá tải 315% [10]. Điều này ảnh hưởng nghiêm trọng đến bánh xe,
sức chịu đựng của thùng xe và sắt xi, khung xe biến dạng; khả năng lái nặng hơn do
bánh xe lún xuống mặt đường làm tăng ma sát; bộ phận chịu lực như nhíp sẽ giảm
sức bền; hệ thống phanh hoạt động kém hiệu quả do quán tính sẽ tăng làm xe bị
trượt một đoạn dài mới dừng hẳn được; khả năng cân bằng của xe khi vào đường
HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B

trang 5


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp

quanh cua cũng mất ổn định. Tất cả những điều trên sẽ làm mất an toàn chuyển
động của xe. Vì vậy xe quá quá tải khi tham gia giao thông rất nguy hiểm, rất dễ
xảy ra tai nạn giao thông.
Ngoài ra còn có những cải tạo không theo quy chuẩn có thể gây mất an toàn
cho xe và người điều khiển hoặc gây nguy hiểm cho người cùng tham gia giao
thông. Ví dụ khi lắp bóng đèn của đèn chiếu sáng phía trước không đúng quy định
có thể gây chói mắt cho người đi ngược chiều. Hay việc sử dụng lốp không đúng
kích cỡ, kiểu loại sẽ làm sai lệch chỉ số đồng hồ tốc độ không đảm bảo sự làm việc
chính xác của hệ thống phanh, thay đổi chiều cao trọng tâm xe làm thay đổi về động
học và động lực học của xe.
Còn với xe khách tự ý lắp thêm hoặc tháo bớt ghế, giường nằm trên xe trở
khách; khoang hành lý được gia cố thêm nhiều vách ngăn bên trong để trở hàng
cấm hàng lậu đều là những cải tạo không được nhà nước cho phép. Ngoài ra còn
một số hành vi cải tạo không theo quy định như:
-

Lắp kính chắn gió, kính cửa của xe không phải là loại kính an toàn.

-

Tự ý đục lại số khung, số máy.

-

Tự ý thay đổi màu sơn.

-

Vẽ, dán quảng cáo trên xe không đúng quy định.

-

Tự ý thay đổi tổng thành khung, tổng thành máy, hệ thống phanh, hệ thống
truyền động, hệ thống chuyển động.

-

Cải tạo các loại ô tô khác thành ô tô chở khách.

1.2.2. Các thông số bị thay đổi khi tiến hành cải tạo
Từ những năm trước, khi tình hình kinh tế nước ta còn khó khăn thì nhà
nước cho phép cải tạo một số loại xe cơ giới đã giải quyết được một phần bất cập
trong thực tiễn của hoạt động vận tải khi công nghiệp ô tô còn chưa phát triển. Ví
dụ như cải tạo hệ thống nhiên liệu từ sử dụng xăng, diesel sang sử dụng CNG, LPG
nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường do xe cơ giới; cải tạo lắp đặt khung mui che
mưa, nắng bảo vệ hàng hóa trên ô tô tải theo mẫu thiết kế để tạo thuận lợi cho người
dân; cải tạo thay thế động cơ do động cơ cũ hỏng, hoặc tiêu hao nhiều nhiên liệu.
HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B

trang 6


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp

Nhưng cùng với một số mặt tích cực ở trên thì cũng đã xuất hiện việc chủ xe, lái xe
lợi dụng cải tạo làm ảnh hưởng đến an toàn giao thông. Cụ thể là: Lợi dụng cải tạo

thay đổi kích thước thùng hàng như kéo dài, cơi cao thành thùng hàng nhằm mục
đích chở hàng vượt quá trọng tải thiết kế; thay đổi chiều dài cơ sở, độn nhíp,... Việc
thay đổi những thông số này sẽ làm hư hỏng nghiêm trọng cầu, đường bộ, gây mất
an toàn giao thông và ảnh hưởng đến an toàn chuyển động của xe.
Vậy những cải tạo theo quy định nhà nước lần không theo quy định của nhà
nước đều tác động vào xe làm thay đổi kết cấu, hình dáng, bố trí, nguyên lý làm
việc và đặc biệt là các thông số của xe. Vậy các thông số bị thay đổi như chiều dài
cơ sở, chiều cao trọng tâm và trọng lượng xe sẽ ảnh hưởng thế nào đến an toàn
chuyển động thì ta sẽ xét cụ thể ở chương 2 của luận văn.
1.3. Nội dung của Luận văn
1.3.1. Lý do chọn đề tài
Trong đời sống xã hội ngày nay ngành giao thông vận tải đang rất phát triển,
đi cùng với nó là sự phát triển của các phương tiện giao thông để đáp ứng nhu cầu
đi lại cũng như vận chuyển hàng hóa. Phương tiện giao thông phổ biến nhất được sử
dụng hiện nay chính là ô tô. Cũng vì thế mà phương tiện ô tô ở Việt Nam ngày càng
tăng cao và đa dạng. Tuy nhiên ở thời điểm hiện tại có những dòng xe đang lưu
hành không còn phù hợp với điều kiện an toàn và gây ảnh hưởng tới môi trường. Để
khắc phục vấn đề đó thì xe ô tô cần được bảo dưỡng và cải tạo để đáp ứng được yêu
cầu vận tải.
Với đề tài "Nghiên cứu đánh giá tính an toàn chuyển động của ô tô cải tạo"
là một đề tài rất thực tế, phù hợp với nhu cầu cải tạo xe ô tô ở nước ta hiện nay.
1.3.2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu đánh giá tính an toàn chuyển động của ô tô cải tạo nhằm mục đích:
-

Tìm ra các thông số ảnh hưởng đến ô tô khi tiến hành cải tạo.

-

Qua khảo sát thực tế đánh giá được mức độ ảnh hưởng của các thông số đó

đến tính an toàn chuyển động của xe ô tô cải tạo.

HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B

trang 7


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp

1.3.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
-

Đối tượng nghiên cứu là các loại xe ô tô bị cải tạo.

-

Phạm vi nghiên cứu của đề tài là các thông số ảnh hưởng đến an toàn chuyển
động của xe cải tạo và khảo sát sự ảnh hưởng của các thông số đó khi thực
hiện cải tạo xe.

1.3.4. Phương pháp nghiên cứu
-

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu các vấn đề về quy định cải
tạo, các công thức tính toán.

-

Phương pháp tính toán: sử dụng các công thức lý thuyết để tính toán nhằm
đánh giá tính an toàn chuyển động của xe ô tô cải tạo.

1.3.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần làm rõ các thông số làm ảnh
hưởng đến an toàn khi thực hiện cải tạo xe ô tô. Từ đó áp dụng vào quá trình cải tạo
ô tô để đảm bảo an toàn sinh mạng con người, tài sản và bảo vệ môi trường.
1.3.6. Cấu trúc luận văn
Chương I: Tổng quan.
Chương II: Phân tích ảnh hưởng của các thông số cải tạo tới an toàn chuyển động.
Chương III: Khảo sát ảnh hưởng của các thông số cải tạo tới an toàn chuyển động.

HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B

trang 8


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp

Chương 2: PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CẢI
TẠO TỚI AN TOÀN CHUYỂN ĐỘNG
2.1. Tăng chiều dài cơ sở
Chúng ta biết rằng tăng chiều dài cơ sở làm tăng khoảng cách giữa các truc
của xe ảnh hưởng đến: động học hình thang lái và làm tăng chiều dài trục các đăng

nằm khoảng giữa các trục.
2.1.1. Động học hình thang lái.
Ta biết rằng công thức ổn định động học của hình thang lái như sau [7]:

Trong đó:
α: Góc quay vòng của bánh xe dẫn hướng bên ngoài
β: Góc quay vòng của bánh xe dẫn hướng bên trong
B: Chiều rộng cơ sở
L: Chiều dài cơ sở
Trong công thức (2.1) ta thấy rằng, khi tăng chiều dài cơ sở L trong khí đó
chiều rộng cơ sở B không thay đổi dẫn đến giá trị B/L thay đổi làm thay đổi động
học hình thang lái.
Bên cạnh đó thay đổi chiều dài cơ sở còn ảnh hưởng đến động học quay
vòng của xe.

F G B




A

E
L



O

C

D
m

Hình 2 - 1: Sơ đồ động học quay vòng
HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B

trang 9


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp

Xác định góc quay lớn nhất của bánh xe dẫn hướng phía trong

Từ (2) qua các phép biến đổi ta có:

Qua công thức (2.2) và (2.3) ta thấy rằng thay đổi chiều dài cơ sở L làm thay
đổi góc quay lớn nhất

và góc quay vòng của bánh xe dẫn hướng .

2.1.2. Thay đổi chiều dài trục các đăng làm thay đổi số vòng quy nguy hiểm.
Đường kính và chiều dài trục các đăng được xác định dựa trên cơ sở mô men
cần truyền và số vòng quay nguy hiểm.
Theo tài liệu “Thiết kế và tính toán ô tô” [7], do trục các đăng được cân bằng
không tuyết đối, nên khi quay sẽ xuất hiện lực ly tâm Plt :

Trong đó:
m: Khối lượng của trục.
e: Khoảng lệch giữa trọng tâm của trục với trục quay tại tiết diện trung bình
của trục.
y: Khoảng võng thêm của trục khi quay.
ω: Vận tốc góc.
Lực ly tâm sẽ làm xuất hiện trong trục một lực đàn hồi Pdh cân bằng với nó.
Theo sức bền vật liệu:

E: mô đun đàn hồi của vật liệu (E = 2,1.105MN/m2);
L: chiều dài của trục (m);
J: mô men quán tính độc cực của tiết diện trục (m4);
C: hệ số phụ thuộc vào chế độ tải và loại gối tựa.

HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B

trang 10


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp

Cân bằng các lực Plt và Pdh ta có:

thì độ võng trục trở nên vô

Biểu thức trên cho thấy, nếu

cùng lớn, nghĩa là trục sẽ bị gãy. Vận tốc tốc góc ứng với điều kiện trên được gọi là
vận tốc nguy hiểm ω0 và số vòng quay tương ứng với nó gọi là số vòng quay nguy
hiểm n0:
√
Trong các truyền động các đăng thường gặp trên ô tô, trục các đăng được chế
tạo rỗng và bố trí tự do trên các gối tựa, nên số vòng quay nguy hiểm được tính như
sau:
√
Chiều dài trục các đăng L được tính bằng khoảng cách giữa hai tâm của khớp
chữ thập. Nếu trục các đăng chỉ có một khớp chữ thập thì chiều dài được lấy từ tâm
của khớp đến vị trí lắp ổ đỡ trung gian. Đối với truc có mối ghép then di trượt L
được tính bằng chiều dài ngắn nhất của trục cộng với dịch chuyển lớn nhất trong
mối ghép then. Với chiều dài trục các đăng được tính như trên thì khi chiều dài cơ
sở của xe thay đổi thì chiều dài trục cũng thay đổi theo.
Độ dài tối đa cho phép của trục các đăng được xác định theo điều kiện đảm
bảo số vòng quay cực đại của trục, ứng với tốc độ chuyển động cực đại của ô tô,
không vượt quá 70% số vòng quay nguy hiểm:

Xác định chiều dài tối đa cho phép Lmax bằng sử dụng công thức (2.4) và
(2.5):

HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B

trang 11


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp

√

√
2.2. Tăng trọng lượng xe

2.2.1. Tăng trọng lượng xe ảnh hưởng đến cầu.
Cầu là tên gọi của một bộ phận nối hai bánh xe sau hoặc trước của ô tô, trong
cầu chứa bộ vi sai. Bộ vi sai được nối với hai bánh xe bằng hai bán trục ngang. Khi
trọng lượng xe tăng lên làm tăng khối lượng toàn bộ của xe, điều này dẫn đến lực
phân bố lên cầu xe cũng tăng. Đến khi vượt ngưỡng tải trọng của cầu do nhà sản
xuất đưa ra gây ra phá hủy cầu, làm mất an toàn chuyển động của xe.
2.2.2. Tăng trọng lượng xe ảnh hưởng đến phanh.
Ta có công thức tính phản lực của đường tác dụng lên từng cầu xe:
Cầu trước:
(

)

(

)

(

)

(

)

Cầu sau:

Trong đó (hình 2-2):
L: Chiều dài cơ sở ô tô;
a: Khoảng cách từ trọng tâm tới cầu trước;
b: Khoảng cách từ trọng tâm tới cầu sau;
hg: Chiều cao trọng tâm ô tô;
Z1: Phản lực từ đường lên các bánh xe cầu trước;
Z2: Phản lực từ đường lên các bánh xe cầu sau.
Từ hai công thức (2.6) và (2.7) ta có thể thấy rằng khi trọng lượng của xe
tăng thì sự phân bố lại trọng lượng khi phanh cũng thay đổi làm ảnh hưởng xấu đến
quá trình phanh.
Khi trọng lượng xe tăng sẽ làm tăng phản lực từ bánh xe xuống mặt đường
dẫn đến lực cản lăn của xe tăng. Khi lực cản lăn tăng thì lực phanh của xe cũng phải
HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B

trang 12


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp

tăng theo. Nếu lực cản lăn mà lớn hơn lực phanh cho phép của hệ thống phanh trên
xe dẫn đến hiệu quả phanh kém hặc phanh mất tác dụng gây mất an toàn chuyển

động của xe.

Pj

hg

G

Z2

Z2
O2

O2
b

a
L

Hình 2 - 2: Sơ đồ các lực tác dụng lên ô tô khi phanh.
2.2.3. Tăng trọng lượng ảnh hưởng đến quãng đường phanh.[12]
Khi phanh, phương trình chuyển động của ô tô có thể được viết như sau:

M . j p . i  Pp   R

(2.8)

Trong đó:
M: Khối lượng ô tô;
Jp: Gia tốc phanh;

i: Hệ số kể đến quán tính của các khối lượng quay trong hệ thống truyền lực (khi
phanh nếu ngắt ly hợp thì hệ số này là không đáng kể). Đối với ô tô con, khi tính
toán có thể lấy gần đúng i = 1,05.
Công thức (2.8) có thể viết dưới dạng sau:

jp 

Pp   R
M . i

Nhân cả hai vế với dS ta được:

HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B

trang 13


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

j p dS 

Luận văn tốt nghiệp

Pp   R
M . i

dS

(2.9)

Gọi vận tốc là V ta có:

jp 

dV
dt

Khi đó biểu thức (2.9) có dạng :

Pp   R
dV
dS 
dS
dt
M . i
Hay:

VdV 

Pp   R
M . i

dS 



dS

M . i
VdV
Pp   R

Từ đó ta có công thức tính quãng đường phanh như sau:

S

V1

M . i
VdV

R

p

P

V2

Với V1 là vận tốc bắt đấu phanh và V2 là vận tốc kết thúc quá trình phanh.
V1

VdV
V2 Pp  Pf  Pi  P

S  M . i 

(2.10)

Trong đó:
Pf: Lực cản lăn;
Pi: Lực sinh ra do độ dốc của đường;
P : Lực cản không khí.
Vì lực cản không khí tỷ lệ với bình phương của vận tốc nên ta có thể viết:

P  CV 2

(2.11)

Thay (11) vào (10) và lấy tích phân ta được:
2
M . i Pp  Pf  Pi  CV1
S
ln
2C Pp  Pf  Pi  CV22

Nếu phanh dứng hẳn xe thì: V2 = 0, khi đó:
HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B

trang 14


Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí Động Lực

Luận văn tốt nghiệp


M . i 
CV12

S
ln 1 
2C 
Pp  Pf  Pi 
Quãng đường phanh nhỏ nhất khi lực phanh đạt được giá trị tối đa:

Pp  P  .Mg
Như vậy, quãng đường phanh nhỏ nhất được tính như sau:

S min


M . i 
CV12


ln 1 

2C  Mg  Pf  Pi 

Tuy nhiên, trong thực tế có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phanh làm
giảm hiệu quả của nó và quãng đường phanh sẽ bị tăng lên. Để đánh giá ảnh hưởng
của các yếu tố trên người ta đưa thêm hệ số  vào công thức trên:
S min 

M . i 

CV12
ln 1 
2C  .Mg  Pf  Pi






Ngoài ra, cần phải nhấn mạnh rằng, thời gian chậm tác dụng của hệ thống
dẫn động phanh cũng làm tăng quãng đường phanh ô tô. Vì vậy, quãng đường
phanh thực tế sẽ lớn hơn đáng kể so với kết quả tính được theo công thức trên.
Một cách gần đúng, có thể tính quãng đường tăng thêm như sau:

S a  t aV1
Trong đó ta là thời gian chậm tác dụng (thời gian phản ứng) của hệ thống dẫn
động. Đối với các tính toán sơ bộ ban đầu có thể lấy ta = 0,3 s.
Lưu ý rằng, các tính toán trên không kể đến thời gian phản ứng của người lái
(thường khoảng từ 0,5 đến 2s).
2.2.4. Tăng trọng lượng ảnh hưởng đến nhiệt trong quá trình phanh. [13], [11]
a) Nhiệt sinh ra sau một lần phanh. [13]
Trong quá trình phanh ôtô, toàn bộ động năng của khối lượng chuyển động
của ôtô được chuyển hoá thành nhiệt tại các cơ cấu phanh. Một phần của lượng
nhiệt này sẽ nung nóng các chi tiết trong cơ cấu phanh mà chủ yếu là trống phanh,
phần còn lại toả ra ngoài không khí.
HVTH: Phạm Thị Thuy
Lớp : KTOTO 2014B

trang 15