Xây dựng mô hình xác định hành lang an toàn chuyển động khi quay vòng của xe bus lắp ráp tại Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
----------

BÙI PHÚ BAN

XÂY DỰNG MƠ HÌNH XÁC ĐỊNH HÀNH LANG
AN TỒN CHUYỂN ĐỘNG KHI QUAY VỊNG
CỦA XE BUS LẮP RÁP TẠI VIỆT NAM
Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí Động lực

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRỊNH MINH HOÀNG

Hà Nội - 2018


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên tác giả luận văn : Bùi Phú Ban
Đề tài luận văn: Xây dựng mơ hình xác định hành lang an tồn chuyển
động khi quay vịng của xe bus lắp ráp tại Việt Nam
Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí động lực
Mã số SV: CA170212
Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn
xác nhận tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng
ngày 27/10/2018 với các nội dung sau:

- Lỗi in ấn, chế bản.
Ngày 11 tháng 7 năm 2018
Giáo viên hướng dẫn

Tác giả luận văn

TS. Trịnh Minh Hoàng

Bùi Phú Ban

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

PGS.TS. Nguyễn Trọng Hoan


MỤC LỤC
MỤC LỤC .......................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................ iv
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ CÁI VIẾT TẮT ........................................ v
DANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................. vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ....................................................................... viii
LỜI NĨI ĐẦU .................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................. 4
1.1. Tổng quan về công nghiệp ô tô Việt Nam ................................................. 4
1.1.1. Sự phát triển ngành công nghiệp ô tô. .................................................. 4
1.1.2. Chiến lược phát triển công nghiệp ô tô đến 2025, tầm nhìn 2035 ........ 7
1.2. Tính điều khiển, vấn đề an tồn giao thơng và quỹ đạo chuyển động ....... 8
1.2.1. Tính điều khiển của ơ tơ ........................................................................ 8
1.2.2. Vấn đề an tồn giao thơng và quỹ đạo chuyển động ............................ 9
1.3. Các dạng mất ổn định ngang ô tô ............................................................ 9

1.4. Mơ hình nghiên cứu dao động ................................................................. 12
1.4.1. Mơ hình 1/4 ......................................................................................... 13
1.4.2. Mơ hình 1/2 theo phương dọc ............................................................. 14
1.4.3. Mơ hình quay vịng 1/2 ....................................................................... 14
1.4.4. Mơ hình khơng gian ............................................................................ 15
1.5. Các nguồn kích thích ơ tô dao động ......................................................... 15
1.6. Mục tiêu, đối tượng, phương pháp và phạm vi nghiên cứu ..................... 17
1.6.1. Mục tiêu nghiên cứu............................................................................ 17
1.6.2. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................... 17
1.6.3. Phương pháp nghiên cứu..................................................................... 17
1.6.4. Phạm vi nghiên cứu............................................................................. 17
1.6.5. Nội dung luận văn ............................................................................... 17

i


1.7. Kết luận chương I ..................................................................................... 18
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC XÁC ĐỊNH QUĨ
ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE BUS GIƯỜNG NẰM .............................. 19
2.1. Phương pháp xây dựng mơ hình .............................................................. 19
2.2. Phân tích cấu trúc ơ tô và các giả thiết..................................................... 20
2.3. Thiết lập hệ phương trình vi phân mơ tả động lực học của xe bus .......... 23
2.3.1. Xét trong mặt phẳng song song với mặt đường .................................. 23
2.3.2. Xét trong mặt phẳng dọc xe ................................................................ 25
2.3.3. Xét trong mặt phẳng ngang xe ............................................................ 26
2.3.4. Nội lực hệ thống treo........................................................................... 28
2.3.5. Xác định các lực bánh xe bằng mơ hình lốp ....................................... 30
2.4. Hệ phương trình vi phân tổng quát. ......................................................... 34
CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐẾN
HÀNH LANG AN TỒN CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE BUS KHI QUAY

VỊNG ............................................................................................................. 36
3.1. Thông số kỹ thuật của xe bus ................................................................... 36
3.2. Điều kiện khảo sát, chỉ tiêu đánh giá và phương án khảo sát .................. 39
3.2.1. Mô tả điều kiện khảo sát ..................................................................... 39
3.2.2. Chỉ tiêu đánh giá ................................................................................. 40
3.2.3. Các phương án khảo sát ...................................................................... 40
3.3. Khảo sát ảnh hưởng của các thông số sử dụng đến khả năng vi phạm làn
đường của xe bus khi quay vòng đều trong một cung đường có bán kính
khơng đổi ......................................................................................................... 41
3.3.1. Ảnh hưởng của góc quay bánh xe dẫn hướng đến khả năng vi phàm
làn đường của xe bus khi quay vòng ............................................................. 41
3.3.2. Ảnh hưởng của vận tốc xe đến khả năng vi phạm làn đường khi quay
vòng ............................................................................................................... 45

ii


3.4. Khảo sát ảnh hưởng của các thông số sử dụng đến khả năng vi phạm làn
đường của xe khi quay vịng đều trong các cung đường có bán kính không đổi
......................................................................................................................... 50
3.5. Kết luận chương 3 .................................................................................... 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 57

iii


LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là: Bùi Phú Ban
Học viên cao học lớp 2017 A KTOTO - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội.
Hiện đang cơng tác tại: Lữ đồn 279 - Binh chủng Công Binh .

Tôi xin cam đoan luận văn với đề tài : “ Xây dựng mơ hình xác định hành
lang an tồn chuyển động khi quay vịng của xe bus lắp ráp tại Việt Nam ” do thầy
giáo TS. Trịnh Minh Hồng hướng dẫn là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Tất
cả các tài liệu tham khảo đều có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng.
Tơi xin cam đoan tất cả những nội dung trong luận văn đúng như nội dung
trong đề cương và yêu cầu của thầy giáo hướng dẫn. Nếu có vấn đề gì trong nội
dung của luận văn, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm với lời cam đoan của mình.
Hà Nội, ngày 28 tháng 9 năm 2018
Học viên

Bùi Phú Ban

iv


DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ CÁI VIẾT TẮT
Ý nghĩa

Ký hiệu

Đơn vị

g

Gia tốc trọng trường

f

Hệ số cản lăn

-

rt

Bán kính tĩnh bánh xe

m

m/s2

C11, C12

Độ cứng hệ thống treo trước

N/m

C21, C22

Độ cứng hệ thống treo sau

N/m

K11, K12

Hệ số cản giảm chấn trước

N.s/m

K21, K22

Hệ số cản giảm chấn sau

N.s/m

CL11, CL12

Độ cứng hướng kính lốp trước

N/m

CL21, CL22

Độ cứng hướng kính lốp sau

N/m

mA1

Khối lượng khơng được treo trước

kg

mA2

Khối lượng khơng được treo sau

kg

Khối lượng tồn bộ xe đầy tải

kg

Mc1

Khối lượng toàn bộ phân cho cầu trước

kg

Mc2

Khối lượng toàn bộ phân cho cầu sau

kg

LW

Chiều dài toàn bộ của xe

m

BW

Chiều rộng toàn bộ của xe

m

HW

Chiều cao toàn bộ của xe

m

L

Chiều dài cơ sở

m

b1

Một nửa khoảng cách vết bánh xe trước

m

b2

Một nửa khoảng cách vết bánh xe sau

m

w1

Một nửa khoảng cách nhíp trước

m

w2

Một nửa khoảng cách nhíp sau

m

hg

Chiều cao trọng tâm

m

r1

Bán kính động bánh xe trước

m

r2

Bán kính động bánh xe sau

m

M

v


Jx

Jy

Jz

JAx1

JAx2

JAy11, JAy12

JAy21, JAy22

x

Mơ men qn tính khối lượng của thân xe
quanh trục dọc x
Mơ men qn tính khối lượng của thân xe
quanh trục ngang y
Mơ men qn tính khối lượng của thân xe
quanh trục thẳng đứng z
Mơ men qn tính khối lượng của cầu trước
quanh trục dọc x
Mô men quán tính khối lượng của cầu sau
quanh trục dọc x
Mơ men quán tính khối lượng của các bánh
xe trước quanh trục ngang y
Mơ men qn tính khối lượng của các bánh
xe sau quanh trục ngang y
Hệ số bám dọc cực đại

vi

kgm2

kgm2
kgm2
kgm2
kgm2
kgm2
kgm2


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1. Thông số kỹ thuật xe THACO BUS HB120-SL ............................ 37
Bảng 3.2. Thông số sử dụng trong tính tốn mơ phỏng động lực học............ 37
Bảng 3.3. Trạng thái quay vòng của xe khi quay vòng với vận tốc v = 40 km/h
trong cung đường có bán kính R =40m, bề rộng làn đường 3.75m, góc quay
bánh xe dẫn hướng δ thay đổi ......................................................................... 44
Bảng 3.4. Trạng thái quay vịng của xe khi quay vịng với góc quay bánh xe
dẫn hướng δ = 9.20 trong cung đường có bán kính R =40m, bề rộng làn đường
3.75m, vận tốc v thay đổi ................................................................................ 47
Bảng 3.5. Kết quả khảo sát ổn định quỹ đạo (vi phạm làn đường) của xe khi
quay vịng đều trên cung đường có bán kính R = 40m, bề rộng làn đường
3.75m ............................................................................................................... 49
Bảng 3.6. Kết quả khảo sát ổn định quỹ đạo (vi phạm làn đường) của xe khi
quay vòng đều trên cung đường có bán kính R = 35m, bề rộng làn đường
3.75m ............................................................................................................... 52
Bảng 3.7. Kết quả khảo sát ổn định quỹ đạo (vi phạm làn đường) của xe khi
quay vòng đều trên cung đường có bán kính R = 45m, bề rộng làn đường
3.75m ............................................................................................................... 53
Bảng 3.8. Kết quả khảo sát ổn định quỹ đạo (vi phạm làn đường) của xe khi
quay vịng đều trên cung đường có bán kính R = 50m, bề rộng làn đường
3.75m ............................................................................................................... 54

vii


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Mơ hình 1/4 ..................................................................................... 13
Hình 1.2. Mơ hình 1/2 ..................................................................................... 14
Hình 1.3. Mơ hình quay vịng 1/2 ................................................................... 15
Hình 2.1. Mơ hình khơng gian ô tô bus giường nằm ...................................... 21
Hình 2.2. Mô hình lực tác động lên xe trong mặt phẳng song song với mặt
đường............................................................................................................... 24
Hình 2.3. Mơ hình các lực tác động trong mặt phẳng dọc .............................. 25
Hình 2.4. Mơ hình các lực tác động trong mặt phẳng ngang .......................... 27
Hình 2.5. Nội lực hệ thống treo....................................................................... 28
Hình 2.6. Đặc tính hệ thống treo ..................................................................... 29
Hình 2.7. Mơ hình động lực học bánh xe đàn hồi........................................... 31
Hình 2.8. Mơ hình lốp ..................................................................................... 32
Hình 3.1. Hành lang chuyển động của xe với v = 40 km/h, δ = 9.10, bán kính
cung đường R = 40m, bề rộng đường bR = 3.75m .......................................... 41
Hình 3.2. Hành lang chuyển động của xe với v = 40 km/h, δ = 8.70 .............. 42
Hình 3.3. Hành lang chuyển động của xe với v = 40 km/h, δ = 9.50 .............. 43
Hình 3.4. Hành lang chuyển động của xe với δ = 9.20, v = 50 km/h .............. 45
Hình 3.5. Hành lang chuyển động của xe với δ = 9.20, v = 36 km/h .............. 46
Hình 3.6. Hành lang chuyển động của xe với δ = 9.20, v = 54 km/h .............. 47

viii


LỜI NĨI ĐẦU
Trong q trình cơng nghiệp hố, hiện đại hố các ngành cơng nghiệp ở Việt
Nam, việc phát triển sản xuất lắp ráp ô tô trong nước hiện là một trong những lĩnh vực đã

và đang được chú trọng đến. Thời gian qua, Chính phủ đã tạo những định hướng chính
sách, định hướng quan trọng cho việc phát triển ngành cơng nghiệp ơ tơ với mục
tiêu nhanh chóng đáp ứng nhu cầu thị trường nội địa về các loại xe thông dụng,
nâng cao năng lực cạnh tranh để trở thành nhà cung cấp linh kiện, phụ tùng trong
chuỗi sản xuất cơng nghiệp ơ tơ thế giới.
Trong q trình phát triển chung, hiện nay ở nước ta số ô tô do các doanh nghiệp
tư nhân sản xuất lắp ráp đang gia tăng cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế. Do
đường xá ngày càng được nâng cấp và mở rộng nên mật độ ô tô ngày càng cao điều này
dẫn đến vấn đề về an toàn chuyển động của ô tô ngày càng được quan tâm.
Sự chuyển động của ô tô trên đường đòi hỏi phải thực hiện theo quỹ đạo phức
tạp, người lái ln ln điều chỉnh góc quay vành lái. Khi nâng cao tốc độ chuyển
động cần thiết phải đảm bảo mối tương quan giữa quỹ đạo chuyển động và góc
quay vành lái chặt chẽ hơn. Trong nhiều trường hợp sự sai lầm nhỏ trong điều khiển
sẽ dẫn tới mất quỹ đạo chuyển động và gây mất an tồn giao thơng.
Động lực học phương ngang nghiên cứu động lực học của ơ tơ khi có lực
ngang tác dụng. Lực ngang xuất hiện khi xe quay vòng, khi xe đi trên đường
nghiêng, khi có gió ngang hoặc va chạm với các phương tiện khác. Khi có lực
ngang, phản lực thẳng đứng từ mặt đường tác dụng lên hai bánh xe cùng một trục
thay đổi làm ảnh hưởng đến khả năng truyền lực kéo, lực phanh, thậm chí có thể
gây nguy hiểm như trượt hoặc lật xe theo phương ngang. Đây là một dạng tai nạn
nguy hiểm không chỉ cho bản thân ơ tơ mà cịn cho cả các thành phần tham gia giao
thông khác.
Xuất phát từ thực trạng trên, tác giả đã chọn đề tài “Xây dựng mô hình xác định
hành lang an tồn chuyển động khi quay vòng của xe Bus lắp ráp tại Việt Nam”.
Đây là hướng nghiên cứu về động lực học ngang của ô tô bus giường nằm, cụ thể là xác

1


định hành lang an tồn chuyển động thơng qua việc đánh giá khả năng vi phạm làn

đường của xe khi quay vịng ổn định. Luận văn góp phần xây dựng một số cơ sở lý
thuyết cho việc đánh giá độ an tồn chuyển động trong thời điểm hệ thống giao
thơng chưa hồn chỉnh do cịn nhiều đoạn giao cắt và mật độ giao thông lớn.
Mục tiêu luận văn:
Xây dựng mô hình khơng gian mơ tả trạng thái động lực học ngang của ô tô
bus giường nằm cho phép đánh giá khả năng vi phạm làn đường của xe khi quay
vòng ảnh hưởng đến hành lang an toàn chuyển động của xe; khảo sát sự ảnh hưởng
của một số thông số đến khả năng vi phạm làn đường của xe khi quay vòng ổn định.
Đối tượng nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu của luận văn là xe bus giường nằm 45 chỗ THACO
BUS HB120-SL. Đây là dòng xe bus giường nằm liên tỉnh được Công ty ô tô
Trường Hải sản xuất, lắp ráp trong nước.
Phương pháp nghiên cứu:
Luận văn áp dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết bằng mơ hình và ứng
dụng phần mềm Matlab Simulink trong tính tốn mơ phỏng và khảo sát.
Phạm vi nghiên cứu:
Luận văn nghiên cứu ảnh hưởng của vận tốc xe và góc quay bánh xe dẫn
hướng đến quỹ đạo chuyển động khi quay vòng ổn định. Các kết quả cho phép đánh
giá mức độ vi phạm làn đường của xe khi quay vòng. Kết quả khảo sát làm cơ sở
cho các bài toán điều khiển và cảnh báo trong điều kiện sử dụng thực tế.
Nội dung và bố cục của luận văn:
Nội dung nghiên cứu của luận văn gồm các phần chính như sau:
Chương 1: Tổng quan;
Chương 2: Xây dựng mơ hình động lực học xác định quĩ đạo chuyển động
của xe bus giường nằm;
Chương 3: Khảo sát ảnh hưởng của một số thông số đến hành lang an toàn
chuyển động của xe bus khi quay vòng;
Kết luận.

2

Một số kết quả mới của luận văn:
- Xây dựng được mơ hình động lực học khơng gian của ơ tô bus giường nằm;
- Khảo sát được ảnh hưởng của các thơng số sử dụng như góc quay bánh xe
dẫn hướng, vận tốc khi quay vòng đến sự mất ổn định quỹ đạo và vi phạm làn
đường của xe khi quay vòng ổn định.
Đây là những kết quả làm cơ sở cho các bài toán cảnh báo và điều khiển
động lực học ngang sau này.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn:
- Luận văn đã xây dựng được mơ hình động lực học khơng gian ơ tơ từ kết
cấu xe bus giường nằm sản xuất, lắp ráp tại Việt Nam. Mơ hình có thể sử dụng với
các loại xe khác có kết cấu tương tự và trong các điều kiện khảo sát tích hợp.
- Kết quả khảo sát đưa ra miền giá trị của các chỉ tiêu đánh giá mất ổn định
quĩ đạo vi phạm làm đường phụ thuộc vào các điều kiện sử dụng. Các kết quả này
cho phép đánh giá được vùng điều khiển mất an tồn và cơ sở dữ liệu cho các bài
tốn cảnh báo và điều khiển động lực học.
Do khả năng và thời gian có hạn, bản luận văn khơng tránh được các thiếu
sót, tác giả kính mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy để bản luận văn
được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Trịnh Minh Hoàng
cùng các thầy giáo trong Bộ mơn Ơ tơ và Xe chun dụng, Viện Cơ khí động lực,
Viện Sau đại học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tận tình hướng dẫn, giúp
đỡ tác giả trong quá trình thực hiện luận văn.
Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2018
Học viên
Bùi Phú Ban

3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về công nghiệp ô tô Việt Nam
1.1.1. Sự phát triển ngành công nghiệp ô tô.
Theo dự báo của các chuyên gia kinh tế, giai đoạn phổ cập ô tô ở nước ta sẽ
diễn ra vào khoảng từ 2020 - 2025. Hiện nay xu thế chung là có sự dịch chuyển
mạnh mẽ cơ sở sản xuất, lắp ráp ô tô từ châu Âu, châu Mỹ sang châu Á làm thay
đổi bức tranh công nghiệp ô tơ tồn cầu. Như vậy, nếu khơng sản xuất trong nước,
Việt Nam sẽ phải nhập khẩu ô tô để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng. Phát
triển công nghiệp ô tô cần được xem là giải pháp dài hạn góp phần thực hiện mục
tiêu cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, đưa Việt Nam tham gia sâu vào chuỗi
giá trị tồn cầu, có tác động lan tỏa kéo theo sự phát triển của các ngành cơng
nghiệp có liên quan, góp phần giảm thâm hụt cán cân thương mại.
Ngày 28 tháng 10 năm 2015, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định
số 1829/QĐ-TTg phê duyệt kế hoạch hành động phát triển ngành công nghiệp ô tô
và phụ tùng ô tô nhằm thực hiện Chiến lược Công nghiệp hóa của Việt Nam trong
khuôn khổ hợp tác Việt Nam - Nhật Bản hướng đến năm 2020, tầm nhìn 2030 [1].
Cơng nghiệp ô tô Việt Nam hiện nay chủ yếu chịu sự chi phối của 19 nhà
sản xuất là thành viên của VAMA (gồm 13 doanh nghiệp liên doanh và 6 doanh
nghiệp trong nước). Các nhà sản xuất này cùng chia nhau thị trường trên 200.000
xe/năm, với nhiều chủng loại xe khác nhau. Một số thương hiệu ô tô lớn trên thế
giới đã có mặt tại Việt Nam như Toyota, GM, Ford, Honda, Mercedes-Benz... Theo
Tổng cục Thống kê [1] tính đến hết năm 2012, có 358 doanh nghiệp có liên quan
đến kinh doanh, sản xuất ô tô, giải quyết gần 80.000 lao động việc làm. Tuy nhiên,
so với các ngành công nghiệp khác, công nghiệp ô tô Việt Nam hiện nay chưa thực
sự có nhiều đóng góp cho nền kinh tế nói chung và cơng nghiệp nói riêng.
Ở Việt Nam hiện nay, cơng nghiệp ơ tơ vẫn cịn được bảo hộ với hàng rào
thuế nhập khẩu 15 - 50%. Năm 2014, cả sản lượng và dung lượng thị trường đều đạt
trên 120.000 xe, trong đó xe 5 chỗ chiếm 42,1% sản lượng xe sản xuất trong nước,

4


xe tải chiếm 25,1% và các dòng xe còn lại mỗi dịng chiếm trên dưới 10%. Tăng
trưởng bình qn kim ngạch xuất khẩu giai đoạn 2009 - 2013 đạt 28,9%/năm. Mặt
hàng xuất khẩu chủ yếu là linh kiện, phụ tùng ô tô, chiếm trên 90% và thị trường
xuất khẩu chủ yếu là Nhật Bản và Hoa Kỳ. Công nghiệp hỗ trợ cho cơng nghiệp ơ
tơ vẫn cịn kém phát triển. Tỉ lệ mua phụ tùng trong nước đạt được ở mức khác
nhau tùy theo chủng loại xe và nhà sản xuất (10-30% đối với xe du lịch, >30% đối
với xe tải, > 40% đối với xe buýt). Công nghiệp ô tô Việt Nam hiện nay đứng trước
một số vấn đề cơ bản sau:
- Thị trường trong nước vẫn còn nhỏ;
- Giá xe ở Việt Nam cao hơn so với giá xe của các nước trong khu vực;
- Áp lực cạnh tranh từ các nước trong khu vực ngày càng lớn khi lộ trình cắt
giảm thuế CEPT hồn tất vào năm 2018 với mức thuế suất về 0% đối với mọi loại
xe nhập khẩu từ ASEAN.
- Công nghiệp hỗ trợ cho công nghiệp ô tô vẫn chưa phát triển, nguồn nhân
lực trong cơng nghiệp ơ tơ nói riêng và cơng nghiệp phụ trợ nói chung chưa đáp
ứng được yêu cầu của doanh nghiệp sản xuất, lắp ráp ơ tơ.
- Chính sách phát triển cơng nghiệp ơ tơ cịn thiếu đồng bộ và thường mang
tính ngắn hạn, gây khó khăn cho các doanh nghiệp sản xuất, lắp ráp trong việc lập
kế hoạch sản xuất dài hạn.
Với định hướng phát triển công nghiệp ô tô và phụ tùng ô tô Việt Nam trở
thành ngành công nghiệp quan trọng của nền kinh tế, đáp ứng được phần lớn nhu
cầu trong nước và tham gia sâu vào mạng lưới sản xuất ô tô thế giới, kế hoạch hành
động phát triển ngành công nghiệp ô tô và phụ tùng ô tô xác định từ năm 2015 thực
hiện [2]:
- Điều chỉnh các loại thuế, phí và lệ phí liên quan đến ơ tơ
Chính sách thuế, phí và lệ phí liên quan đến ơ tơ sẽ được duy trì ổn định lâu
dài với lộ trình thuế, phí nội địa ổn định trong vòng 10 năm. Từ năm 2015, điều

chỉnh lại giá trị tính thuế tiêu thụ đặc biệt đối với xe sản xuất trong nước và xe nhập
khẩu cho hợp lý.

5


- Hỗ trợ sản xuất trong nước và nâng cao giá trị tạo ra trong nước
Bổ sung công nghiệp ô tô và phụ tùng vào danh mục các lĩnh vực ưu đãi đầu
tư. Đơn giản hóa thủ tục xuất nhập khẩu và vận chuyển linh kiện, phụ tùng từ các
nhà cung cấp chế xuất để phục vụ thị trường nội địa. Giảm thuế nhập khẩu đối với
các phụ tùng, linh kiện ô tô chưa sản xuất được ở trong nước và định kỳ rà soát,
điều chỉnh danh mục phụ tùng, linh kiện ô tô được giảm thuế nhập khẩu. Nghiên
cứu, thực thi giải pháp, chính sách phù hợp nhằm giải quyết vấn đề chi phí sản xuất
cao của ngành cơng nghiệp ô tô trong nước.
- Phát triển công nghiệp hỗ trợ
Xây dựng danh mục sản phẩm công nghiệp hỗ trợ ưu tiên phát triển theo
hướng tập trung, có chọn lọc hơn. Bổ sung công nghiệp ô tô và phụ tùng ô tô vào
danh mục các sản phẩm cơ khí trọng điểm khuyến khích phát triển. Bổ sung một số
linh kiện, phụ tùng ô tô vào danh mục các sản phẩm cơng nghệ cao.
Bố trí nguồn vốn nhất định từ Quỹ phát triển doanh nghiệp vừa và nhỏ để
cho các doanh nghiệp vay đầu tư trang thiết bị sản xuất trong lĩnh vực công nghiệp
hỗ trợ phục vụ công nghiệp ô tô với lãi suất, thời hạn vay ưu đãi và nới lỏng điều
kiện thế chấp. Xây dựng và cập nhật thường xuyên cơ sở dữ liệu về công nghiệp hỗ
trợ và cơ khí. Nghiên cứu, đề xuất phát triển các cụm liên kết (cluster) công nghiệp
ô tô nhằm tận dụng sự tập trung cơng nghiệp hiện có của các doanh nghiệp hoạt
động trong công nghiệp ô tô và định hướng rõ ràng cho những dự án, nhà đầu tư
mới.
- Phát triển nguồn nhân lực
Nắm bắt thực trạng nguồn nhân lực công nghiệp, tăng cường kết nối giữa
doanh nghiệp và nhà trường. Thực thi việc cấp giấy chứng nhận tay nghề trong

ngành công nghiệp ô tô (đặc biệt trong sản xuất phụ tùng, linh kiện). Xây dựng
chương trình phát triển nguồn nhân lực công nghiệp ô tô với sự hợp tác, hỗ trợ của
doanh nghiệp và tổ chức nước ngoài.
- An tồn, mơi trường và cơ sở hạ tầng

6


Tổ chức diễn đàn trao đổi giữa các bên liên quan (chính phủ, doanh nghiệp,
chuyên gia, tổ chức phi lợi nhuận...) để thảo luận về các vấn đề liên quan đến an
tồn, mơi trường và cơ sở hạ tầng trong công nghiệp ô tô. Thực hiện các nghiên cứu
về các vấn đề an tồn, mơi trường và cơ sở hạ tầng trong công nghiệp ô tô.
1.1.2. Chiến lược phát triển cơng nghiệp ơ tơ đến 2025, tầm nhìn 2035
Ngày 16 tháng 7 năm 2014, Thủ tướng Chính phủ đã ký Quyết định số
1168/QĐ-TTg phê duyệt Chiến lược phát triển ngành cơng nghiệp ơ tơ Việt Nam
đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2035 [2].
Mục tiêu tổng quát của chiến lược: Xây dựng ngành công nghiệp ô tô Việt
Nam trở thành ngành công nghiệp quan trọng, đáp ứng nhu cầu thị trường nội địa
về các loại xe có lợi thế cạnh tranh, tham gia xuất khẩu, tạo động lực thúc đẩy sự
phát triển của các ngành công nghiệp khác và nâng cao năng lực cạnh tranh để trở
thành nhà cung cấp linh kiện, phụ tùng trong chuỗi sản xuất công nghiệp ơ tơ thế
giới.
Các nhóm sản phẩm ưu tiên gồm:
- Dịng xe tải nhỏ đa dụng phục vụ cho sản xuất nông nghiệp, nông thôn và
các loại xe khách tầm trung và tầm ngắn chạy liên tỉnh, huyện, nội đô... với giá
thành hợp lý, an tồn và tiện dụng.
- Dịng xe cá nhân kích thước nhỏ, tiêu thụ ít năng lượng phù hợp với hạ
tầng giao thông và thu nhập của người dân.
- Các chi tiết, linh kiện, quan trọng như bộ truyền động, hộp số, động cơ,
thân vỏ xe... cho một vài chủng loại xe; tăng cường hợp tác với các hãng ô tô lớn để

lựa chọn chủng loại phụ tùng, linh kiện mà Việt Nam có thể sản xuất để đảm nhận
vai trị mắt xích trong chuỗi sản xuất - cung ứng tồn cầu, trên cơ sở đó đầu tư công
nghệ tiên tiến, sản xuất phục vụ xuất khẩu.
Năm 2020, tổng sản lượng xe đạt ~ 227.500 chiếc. Năm 2025, con số này là
~ 466.400 chiếc và tới năm 2035, tổng sản lượng xe đạt ~ 1.531.400 chiếc. Tỷ lệ xe
sản xuất lắp ráp trong nước lần lượt là ~ 67%, ~ 70% và ~ 78%. Tổng lượng xe xuất

7


khẩu trong các mốc năm 2020, 2025 và 2035 là ~ 20.000 chiếc, ~ 37.000 chiếc và ~
90.000 chiếc.
Chiến lược định hướng hình thành một số trung tâm/cụm liên kết công
nghiệp ô tô tập trung trên cơ sở tổ chức, sắp xếp lại sản xuất. Đẩy mạnh hợp tác liên kết giữa các doanh nghiệp sản xuất, lắp ráp ô tô, các doanh nghiệp công nghiệp
hỗ trợ, các cơ sở nghiên cứu - triển khai và các cơ sở đào tạo thuộc mọi thành phần
kinh tế để nâng cao hiệu quả đầu tư và tăng cường khả năng chuyên môn hóa.
Một số giải pháp, chính sách thực hiện Chiến lược:
- Lựa chọn một số bộ phận quan trọng trong chuỗi giá trị cấu thành ô tô đưa
vào Danh mục sản phẩm cơ khí trọng điểm.
- Nghiên cứu thiết lập các điều kiện kinh doanh cần thiết đối với ô tô nhập
khẩu.
- Nghiên cứu, rà sốt, cải cách các chính sách thuế, phí (thuế nhập khẩu xe
nguyên chiếc và linh, phụ kiện; thuế tiêu thụ đặc biệt...) bảo đảm khả thi và ổn định
lâu dài.
- Bảo đảm nhất quán, ổn định hệ thống chính sách trong thời gian tối thiểu
10 năm, phù hợp với xu thế hội nhập để tạo sự tin tưởng đối với người tiêu dùng và
nhà sản xuất, làm tiền đề cho các hoạt động đầu tư.
1.2. Tính điều khiển, vấn đề an tồn giao thơng và quỹ đạo chuyển động
1.2.1. Tính điều khiển của ơ tơ
Tính điều khiển của ô tô [4] được hiểu là các phản ứng của ơ tơ (chuyển vị)

đối với góc quay vành lái khi ô tô chuyển động trong một điều kiện nhất định (vận
tốc v = const). Như thế tính điều khiển được coi là điều khiển khách quan và thay
thế tác động người lái bằng các hàm góc quay vành lái.
Liên quan tới tính điều khiển là khái niệm về ổn định của hệ thống. Một hệ
thống được gọi là ổn định nếu quá trình quá độ tắt dần theo thời gian. Hệ thống
khơng ổn định nếu q trình q độ tăng dần theo thời gian. Hệ thống ở biên ổn
định nếu q trình q độ khơng đổi hoặc dao động không tắt dần. Ổn định hướng

8


chuyển động của ơ tơ là một đặc tính của ô tô giữ được hướng chuyển động theo
góc quay vành lái khi chịu tác động của các lực và mô men ngoại cảnh.
1.2.2. Vấn đề an tồn giao thơng và quỹ đạo chuyển động
Trong giao thông ô tô, mặt đường thường giới hạn sự chuyển động của ô tô
[4]. Nếu ô tô mất ổn định điều khiển thường rất dễ ẫn tới mất an tồn giao thơng. Vì
vậy việc đảm bảo quỹ đạo chuyển động của ô tô theo đường cong mặt đường là một
yếu tố nhằm đảm bảo an tồn giao thơng.
Sự chuyển động của ơ tơ trên đường đòi hỏi phải thực hiện theo quỹ đạo
phức tạp, người lái ln ln điều chỉnh góc quay vành lái. Khi nâng cao tốc độ
chuyển động cần thiết phải đảm bảo mối tương quan giữa quỹ đạo chuyển động và
góc quay vành lái chặt chẽ hơn. Trong nhiều trường hợp sự sai lầm nhỏ trong điều
khiển sẽ dẫn tới mất quỹ đạo chuyển động và gây mất an tồn giao thơng. Chẳng
hạn khi đi trên đường vòng ở tốc độ cao gặp chướng ngại vật, phanh xe quá gấp dẫn
đến bó lết các bánh xe làm mất khả năng điều khiển hoặc gia tốc hướng tâm tăng
lên đột biến dẫn tới trượt bên các bánh xe và lật đổ.
1.3. Các dạng mất ổn định ngang ơ tơ
An tồn chuyển động trong giao thông vận tải bằng ô tô là chỉ tiêu hàng đầu
trong việc đánh giá chất lượng thiết kế và sử dụng. Để nâng cao tính an tồn chuyển
động nhất thiết phải đề cập đến động lực học chuyển động ngang của ô tô.

Động lực học phương ngang nghiên cứu động lực học của ơ tơ khi có lực
ngang tác dụng. Lực ngang xuất hiện khi xe quay vòng, khi xe đi trên đường
nghiêng, khi có gió ngang hoặc va chạm với các phương tiện khác.
Khi có lực ngang, phản lực thẳng đứng từ mặt đường tác dụng lên hai bánh
xe cùng một trục thay đổi làm ảnh hưởng đến khả năng truyền lực kéo, lực phanh,
thậm chí có thể gây nguy hiểm như trượt hoặc lật xe theo phương ngang. Đây là
một dạng tai nạn nguy hiểm không chỉ cho bản thân ơ tơ mà cịn cho cả các thành
phần tham gia giao thơng khác. Vì vậy, nghiên cứu động lực học ngang ô tô là cần
thiết trong thời điểm hệ thống giao thơng chưa hồn chỉnh do cịn nhiều đoạn giao

9


cắt và mật độ giao thông lớn. Kết quả nghiên cứu hướng đến làm đầu vào cho các
hệ thống điều khiển ổn định ngang hoặc làm tín hiệu cảnh báo cho người lái. Để
làm được việc đó, cần phải xác định được các trạng thái mất ổn định ngang bằng
các tiêu chí đánh giá.
Khi chuyển động, ơ tơ chịu các tác động từ người lái, tác động của đường và
ngoại cảnh, bao gồm:
- Tác động của người lái: Gia tốc, phanh, quay vòng;
- Tác động của đường: Liên kết lốp đường được thể hiện qua hệ số bám và
biên dạng đường;
- Tác động ngoại cảnh: Ơ tơ chịu tác động lực gió phương ngang.
Với các tác động như vậy, ơ tơ thường bị mất ổn định ngang. Có hai dạng
mất ổn định ngang là: Mất ổn định hướng và mất ổn định lật ngang. Nguyên nhân
gây ra mất ổn định hướng thường là các bánh xe bị trượt ngang do phanh gấp hoặc
do gia tốc lớn khi đi trên đường có hệ số bám thấp. Khi bị mất ổn định hướng,
người lái khó có thể điều khiển hướng chuyển động của xe theo mong muốn.
Mất ổn định lật ngang xảy ra do xe va chạm với lề đường, các phương tiện,
chướng ngại vật khác hoặc do thay đổi đột ngột một bên mặt đường (ổ trâu, ổ gà).

Sự va chạm với các đối tượng này cùng với các chuyển động của xe sẽ sinh ra mô
men gây lật ngang lớn làm xe mất ổn định lật ngang rất nhanh. Sự va chạm xảy ra
do nhiều nguyên nhân, trong đó chủ yếu là các phương tiện vi phạm làn đường di
chuyển. Sự vi phạm làn đường lại do sự mất ổn định hướng gây ra. Nếu đường có
hệ số bám thấp, dù gia tốc ngang không lớn, xe sẽ trượt ngang và vấp phải lề
đường, xe có thể bị lật. Khi phanh, nhất là trên đường vịng, các bánh xe có thể bị
bó cứng và lực ngang có thể giảm mạnh, xe có thể bị trượt, chạm lề đường và gây
lật. Nếu đường có hệ số bám cao, khi xe quay vịng ở vận tốc lớn, khi đó gia tốc
ngang sẽ lớn và có khả năng bám ngang tốt nên xe khơng bị trượt ngang mà chỉ có
thể bị lật do quán tính. Trạng thái mất ổn định lật ngang này là do chuyển hướng khi
xe chuyển động với gia tốc ngang lớn, chiều cao trọng tâm lớn trên đường có hệ số
bám cao.

10


Đối với vấn đề mất ổn định lật, một số nghiên cứu của Fancher và Mathew
chỉ ra SRT của ô tô là 0.38g; El-Gindy là 0.4g. sai số +/- 5% ở Canada. Cũng có
những nghiên cứu cố gắng đưa ra quan hệ giữa thông số kết cấu của xe và các thống
kê về lật từ các tai nạn. Nalecz [8] đưa ra hàm RPER là một hàm dựa trên cân bằng
năng lượng. RPER là hiệu của năng lượng cần thiết gây lật lại vị trí bị chặn và năng
lượng do mô men sinh ra là do lực trọng trường. Winkle [9] nghiên cứu xác định
RAR và chỉ ra trị số đó nhỏ hơn 0.2 khi vận tốc chạy 88 km/h. Macadam [10] xác
định quan hệ giữa ổn định hướng và ổn định lật của xe tải nặng.
Đối với vấn đề ổn định quỹ đạo, một số mơ hình động học ổn định hướng
của xe đã nghiên cứu trong thời gian qua của các tác giả như: Schmid [5] đã nghiên
cứu lý thuyết về ổn định lái, đặc trưng bởi một mơ hình tuyến tính, mơ tả chuyển
động của ơ tơ với hai tọa độ suy rộng. Phương trình chuyển động đưa ra hướng tới
tổ hợp ảnh hưởng của phanh và tăng tốc, cũng như điều kiện mất ổn định rút ra từ
các phương trình đặc trưng. Leucht [6] trình bày mơ hình xe với đặc tính lốp phi

tuyến. Lực ngang của lốp được xác định phi tuyến bậc hai với góc lệch bánh xe và
phản lực lốp. Laurien [7] khảo sát cả lý thuyết và thực nghiệm về ổn định hướng
của xe vào những năm 1950.
Cơng trình nghiên cứu với đề tài “Trajectory Planning for a Four-WheelSteering Vehicle” của Danwei Wang Feng Qi [11] thuộc trường Đại học Nanyang
Singapor (26/5/2001). Tuy nhiên trong cơng trình này tác giả chỉ đưa ra được một
mơ hình đơn giản, chưa xây dựng được mơ hình lốp, chưa tính đến được ảnh hưởng
của hệ số bám cũng như độ trượt của xe. “Dynamic Trajectory Planning with
Dynamic Constraints State –Time Space Approach” của nhóm tác giả trường Đại
học Yokohama Nhật Bản năm 1993 [13]. Với cơng trình này, mơ hình tính tốn đã
được mở rộng hơn với mơ hình ½ và đặc biệt hơn nữa là mô tả quỹ đạo chuyển
động của xe trong không gian với không gian trạng thái gần đúng. Juey-Fu và
Hsuan-Chih [14] có nghiên cứu ảnh hưởng của các thơng số hình học của đường
đến quá trình ổn định quỹ đạo khi quay vòng ở tốc độ thấp. Nghiên cứu xác định
hành lang di chuyển của xe bằng các phương pháp tính tốn hình học với giả thiết

11


xe đi với tốc độ thấp, coi như bánh xe khơng bị trượt. Jihan Ryu [16] có nghiên cứu
động lực học ơ tơ có tích hợp GPS để xác định vị trí của xe trên đường từ đó để có
các hướng điều khiển hướng cho phù hợp nhằm tăng tính năng an tồn chuyển động
cho ơ tơ.
Qua một số mơ hình nghiên cứu về ổn định hướng, ổn định lật ngang và vấn
đề ổn định quỹ đạo chuyển động ở trên thấy rằng, mỗi một nghiên cứu lại lựa chọn
các chỉ tiêu, dấu hiệu riêng để đánh giá. Với ngưỡng chuyển động an tồn trong khả
năng khơng vi phạm làn đường có thể đề xuất phương pháp cảnh báo cho người lái
có biện pháp ứng phó phù hợp hoặc làm thông số đầu vào cho các hệ thống điều
khiển ổn định động lực học của xe làm giảm khả năng bị mất ổn định ngang và tăng
tính năng an tồn khi chuyển động là cần thiết.
Để nghiên cứu động lực học ngang của ơ tơ nói chung và ơ tơ bus giường

nằm nói riêng, cần thiết phải xây dựng mơ hình mơ tả các trạng thái động lực học
của xe trong điều kiện sử dụng thực tế. Mơ hình cần thiết phải mô tả được cấu trúc
của ô tô và cho phép khảo sát được ảnh hưởng của các thông số kết cấu và sử dụng
đến ổn định hướng chuyển động của ơ tơ.
1.4. Mơ hình nghiên cứu dao động
Một mơ hình đầy đủ thường có các khối lượng: thân xe (khối lượng được
treo); các bánh xe (các khối lượng không được treo). Liên kết giữa khối lượng
không được treo và khối lượng được treo là hệ thống treo. Hệ thống treo đặc trưng
bởi độ cứng của bộ phận đàn hồi và độ cản giảm chấn. Khối lượng không được treo
là phần tử liên kết đường với thân xe. Xét về mặt dao động theo phương thẳng
đứng, thân xe có ba hệ toạ độ suy rộng có ý nghĩa là chuyển động theo phương
thẳng đứng, chuyển động lắc dọc, chuyển động lắc ngang.
Khi khảo sát dao động ô tô trong khơng gian thường sử dụng các mơ hình
dao động tương đương của ơtơ thay cho mơ hình vật lý thực. Việc thiết lập và lựa
chọn các mơ hình dao động tương đương của ô tô phụ thuộc vào mục tiêu nghiên
cứu, đối tượng nghiên cứu, khả năng tính tốn và phương tiện tính tốn. Trong phần

12


tổng quan, tác giả chỉ đưa ra một số loại mơ hình đặc trưng với mục đích có một
cách nhìn tổng quan về lập mơ hình.

1.4.1. Mơ hình 1/4
Mơ hình 1/4 bao gồm khối lượng được treo m thay thế cho khối lượng thân xe
và khối lượng không được treo mA thay thế cho khối lượng bánh xe, cầu xe và thành
phần liên kết. Phần treo và không được treo liên kết với nhau thông qua các phần tử
đàn hồi của treo và giảm chấn, có độ cứng là C và hệ số giảm chấn là K (Hình 1.1).

x

v
m
Z

K

C

K

C

JA,mA


M
CL



M

CL
Fx

Fx
h

h

Hình 1.1. Mơ hình 1/4
Q trình nghiên cứu trong mơ hình 1/4 chỉ xét dao động của một trong bốn
bánh xe, dao động của hệ là nhỏ, tuyến tính, bánh xe ln tiếp xúc với đường và lăn
khơng trượt.
Mơ hình 1/4 thường được dùng để chọn tối ưu các thông số như độ cứng lốp,
khối lượng không được treo mA, độ cứng C và hệ số giảm chấn K.

13


1.4.2. Mơ hình 1/2 theo phương dọc
Mơ hình dao động này được sử dụng cho việc khảo sát dao động liên kết của
ôtô hoặc dao động của các cầu trong mặt phẳng dọc xe. Trên hình 1.2 là mơ hình
động lực học biểu thị dao động liên kết ô tô 2 cầu ở dạng mơ hình phẳng. Mơ hình
này nghiên cứu dao động trong mặt phẳng dọc vng góc với mặt đường và đi qua
trọng tâm của xe. Hai hệ thống treo bên trái và bên phải xe được quy về thành một.
Tương tự, hai bánh xe bên trái và phải cũng được quy về thành một. Nhấp nhô mặt
đường được thể hiện bằng các hàm h1 và h2.
a

b
x
m2

m1

z2

z
C2

C1

K2

mA2

2

z1



mA1

2

CL2

K1

rd2

1

CL1

h2

1

rd1

h1

Hình 1.2. Mơ hình 1/2
Mơ hình này hiệu quả với bài tốn bố trí chung, và là mơ hình đơn giản khi
nghiên cứu về đường và phân bố tải trọng khi phanh.

1.4.3. Mơ hình quay vịng 1/2
Khi quay vịng, có lực ngang tác dụng, các bánh xe bị biến dạng và lệch
hướng chuyển động. Giá trị góc lệch phụ thuộc vào giá trị lực ngang và độ cứng của
lốp. Khi đó các đường vng góc với hướng chuyển động của các bánh xe khơng
thể gặp nhau tại tâm quay vịng và việc khảo sát sự quay vịng của xe rất khó khăn.

14


Để việc khảo sát có tính khả thi, coi các bánh trước có góc lệch trung bình là 1, các
bánh sau có góc lệch trung bình là 2. Khi đó mơ hình quay vịng được đơn giản hóa
thành mơ hình một dãy. Hình 1.3.

L
b

a
Flt

v2

A

2



C

B
 - 1

v1

Fy1
Fy2

1



O

Hình 1.3. Mơ hình quay vịng 1/2

1.4.4. Mơ hình khơng gian
Mơ hình khơng gian là mơ hình tổng thể của xe bao gồm một khối lượng
được treo được mô tả như một tấm phẳng cứng tuyệt đối. Đối với hệ thống treo độc
lập, các khối lượng không được treo được mô tả như các chất điểm. Đối với hệ
thống treo phụ thuộc, khối lượng không được treo trước và sau được mô tả như một
thanh phẳng. Mơ hình khơng gian cũng có thể dùng để nghiên cứu xe nhiều cầu có

kết cấu vỏ chịu lực như xe tăng, xe bọc thép.
1.5. Các nguồn kích thích ô tô dao động
Khi chuyển động trên đường có rất nhiều nguồn kích thích ơ tơ dao động. Có
thể kể ra một số nguồn kích thích như:
15