Khảo sát quỹ đạo chuyển động của xe bus khi có tác động của lực gió ngang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Khảo sát quỹ đạo chuyển động của xe bus khi
có tác động của lực gió ngang
VŨ VĂN QUÝ


Ngành Kỹ thuật cơ khí động lực

ẫ
Viện:

 ng lc

HÀ NỘI, 01/2020



MỤC LỤC
MỤC LỤC .............................................................................................................. i
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................. iii
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ....................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG ....................................................................................vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ..............................................................................viii
LỜI NĨI ĐẦU ....................................................................................................... 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN .................................................................................. 3
1.1. Tng quan v công nghip ô tô Vit Nam ............................................................3
1.1.1. S phát trin ngành công nghip ô tô .............................................................3
1.1.2. Chic phát trin ô tô ...............................................................................6

1.2. Tính nh và qu o chuyng ca ơ tơ ....................................................8
u khin ca ơ tơ .................................................................................8
1.2.2. V an tồn giao thông và qu  o chuyng ......................................8
ng .............................................................................8
1.3.1. Ch tiêu v  êm du ......................................................................................9
1.3.2. Ch tiêu v ti trng .............................................................................10
1.3.3. Ch tiêu v khơng gian b trí h thng treo ..................................................12
ng hc ô tô ................................................................................................12
ng hc và các thông s .......................................................13
1.4.2. Lc cn khơng khí ........................................................................................14
1.4.3. Lc nâng kng ........................................................................................14
1.4.4. Lng ngang ......................................................................................15
1.4.5. Các thông s  nh ca chuyn gió ngang
................................................................................................................................16
1.4.6. M ng cn nh chuyng .......................17
1.5. Các dng mt nh ngang ...............................................................................18
1.6. Mơ hình nghiên cng và nh chuyng .....................................21
1.6.1. Mơ hình ¼ .....................................................................................................22
c .......................................................................22
1.6.3. Mơ hình quay vịng 1/2 .................................................................................23
1.6.4. Mơ hình khơng gian ......................................................................................24


1.7. Các ngung và mt nh ...........................................24
i


1.8. Mm vi nghiên cu ................................25
1.8.1. Mc tiêu nghiên cu .....................................................................................25
ng nghiên cu ...................................................................................26

u ..............................................................................26
1.8.4. Phm vi nghiên cu ......................................................................................26
1.8.5. Ni dung c ..................................................................................26
1.8.6. Kt lu .........................................................................................26
CHƯƠNG II: XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC ĐỂ ĐÁNH GIÁ ẢNH
HƯỞNG CỦA LỰC GIÓ ĐẾN ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE BUS. ..... 27
ng mơ hình. ........................................................................27
2.2. Phân tích cu trúc ơ tô và các gi thit ................................................................27
2.3. Thit lp h  ng lc hc ca xe bus .....................29
2.3.2. Xét trong mt phng dc xe ..........................................................................31
2.3.3. Xét trong mt phng ngang xe ......................................................................33
nh các lc bánh xe bng mơ hình lp .................................................33
2.4. H ng quát ..................................................................38
CHƯƠNG III: KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA LỰC KHÍ
ĐỘNG ĐẾN ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE BUS ................................... 39
3.1. Khái quát chung v Matlab và Simulink .............................................................39
3.1.1. Matlab ..............................................................................................................39
3.1.2. Simulink ........................................................................................................39
m ca Simulink ..............................................................................40
3.1.2.2. Cu trúc ca m Simulink ..............................................................40
3.1.2.3. Trình t thc hin q trình mơ phng ..................................................42
 mt s khi chng h ng lc hc ......44
3.2. Kho sát ng ca ln nh chuyng ca xe bus ..............47
3.2.1. Thông s k thut ca xe bus .......................................................................47
3.2.2. ng ca gió dn nh chuyng ca xe bus .....................49
KẾT LUẬN .......................................................................................................... 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 62


ii

LỜI CAM ĐOAN

u ca tơi. Nhng nc
trình bày trong luc hin vi s ng dn khoa hc ca thy
giáo TS. Trnh Minh Hồng, cùng các thy giáo trong B mơn Ô tô và Xe chuyên
dng -  i hc Bách Khoa Hà Ni. Toàn b ni dung trong lu  
toàn phù hp vi nt ca Hii
hc Bách Khoa Hà Ni. Các s liu, kt qu trong lutrung thc.
Hà Ni, ngày 15 
Tác gi




iii


DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Danh mục các ký hiệu
Ký hiệu

Thông số

g

Gia tc trng

f

H s c

rt



Đơn vị
m/s2
m

CL11, CL12

 cng kính lc

N/m

CL21, CL22

 cng kính lp sau

N/m

M

Khng thân xe

kg

Mc1

Khng toàn b phân cho cc

kg

Mc2

Khng toàn b phân cho cu sau

kg

LW

Chiu dài toàn b ca xe

m

BW

Chiu rng toàn b ca xe

m

HW

Chiu cao toàn b ca xe

m

L

Chi

m

l1

Khong cách t trn cc

m

l2

Khong cách t trn cc

m

b1

Mt na khong cách vc

m

b2

Mt na khong cách vt bánh xe sau

m

hg

Chiu cao trng tâm

m

r1

c

m

r2

ng bánh xe sau

m

Jx
Jy

Mơ men qn tính khng ca thân xe
quanh trc dc x
Mơ men qn tính khng ca thân xe
quanh trc ngang y
Mơ men qn tính khng ca thân xe

kgm2
kgm2
2

Jz

quanh trc th ng z
v

kgm


JAy11, JAy12
JAy21, JAy22

Mơ men qn tính khng ca các bánh
c quanh trc ngang y
Mơ men qn tính khng ca các bánh
xe sau quanh trc ngang y

xmax

H s bám dc ci

ymax

H s bám ngang ci

kgm2
kgm2


vi

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bng 3.1. Mt s khi chn nhóm Sources .................................. 40
ca Matlab Simulink ......................................................................................................40
Bng 3.2. Mt s khi chn nhóm Sinks ......................................41
Bng 3.3. Mt s khi chn nhóm Continuous ............................41
Bng 3.4. Mt s khi chn nhóm Signal & System ....................41
Bng 3.5. Mt s khi chn nhóm Math.......................................42
Bng 3.6. Mt s khi chn nhóm Funtion & Tables ...................42
Bng 3.7. Thông s k thut xe THACO BUS HB120-SL...........................................48
Bng 3.8. Thông s s dng trong tính tốn mơ phng lc hc ..........................48
Bng 3.8. Thơng s gió dc tác dng vào xe ................................................................49


vii


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Các lng trên xe khách......................................13
 th  lch qu o trong nghiên cu ca TRISTAN FAVRE ................16
 th góc lch bánh xe dng trong nghiên cu ca Youhanna William
.......................................................................................................................................16
 th gia tc ngang trong nghiên cu Milan Batista ....................................17
 ng ti các bánh xe ..........................17
Hình 1.6. Mơ hình 1/4 ...................................................................................................22
Hình 1.7. Mơ hình 1/2 ...................................................................................................23
Hình 1.8. Mơ hình quay vịng 1/2..................................................................................24
Hình 2.1. Mơ hình khơng gian ơ tơ bus .........................................................................28
Hình 2.2. Mơ hình lc tng lên xe trong mt phng song song vi mng .....30

Hình 2.3. Mơ hình các lng trong mt phng dc ............................................32
Hình 2.4. Mơ hình các lng trong mt phng ngang ........................................33
Hình 3.1: Góc lc dc ca thân xe khi ơ tô chuyng trong di vn tc kho sát t
30 - 100 km/h .................................................................................................................50
Hình 3.2: Phn lc thng tác dng lên các bánh xe khi ô tô chuyng trong
di vn tc kho sát t 30 - 100 km/h ...........................................................................51
Hình 3.3: H s ti trng tác ng lên cc và cu sau khi ô tô chuyng
trong di vn tc kho sát t 30 - 100 km/h ..................................................................51
Hình 3.4: Chuyn v c (z1) và chuyn b phía sau (z2) khi ơ tơ chuyng
trong di vn tc kho sát t 30 - 100 km/h ..................................................................52
Hình 3.5: H s t dc ti các bánh xe khi ô tô chuyng trong di vn tc kho
sát t 30 - 100 km/h .......................................................................................................53
Hình 3.6 : Qu o chuyng ca xe khi xe chy vi vn tc 80 km/h trong quãng
ng 2000m .................................................................................................................53


viii


Hình 3.7 : Qu o chuyng ca xe khi xe chy vi vn tc 100 km/h trong quãng
ng 2000m .................................................................................................................54
Hình 3.8 : Qu o chuyng ca xe khi xe chy vi vn tc 120 km/h trong quãng
ng 2000m .................................................................................................................54
 lch qu o ca xe .................................................................................55
Hình 3.10 : Góc xoay thân xe ........................................................................................56
Hình 3.11 : Góc lc dc ca thân xe ..............................................................................56
Hình 3.12: Góc lc ngang ca thân xe ...........................................................................57
Hình 3.13 : H s ti trng lên các bánh xe khi xe chy vi vn tc
ng 2000m ...................................................................................58
Hình 3.14 : H s ti trng lên các bánh xe khi xe chy vi vn tc

ng 2000m .................................................................................58
Hình 3.15 : H s ti trng lên các bánh xe khi xe chy vi vn tc
ng 2000m .................................................................................59


ix


LỜI NĨI ĐẦU


,  
 nhanh chóng  
nhu       các  xe thông  nâng cao    tranh 
 thành nhà cung  linh   tùng trong    công  ô tô 

Bt kp theo s phát trin chung ca nn kinh t, hic
các doanh nghip ráp dn s ng
c nâng cp và m rng nên m u này dn
v v an toàn chuyng cc quan tâm.
S chuyng ci phi thc hin theo qu o phc
t     u chnh góc quay vành lái. Khi nâng cao t  chuyn
ng cn thit phm bo ma qu o chuyng và góc quay
vành lái cht ch ng hp s sai lm nh u khin s dn
ti mt qu o chuyng và gây mt an tồn giao thơng.
ng lc hng lc hc ca ơ tơ khi có lc ngang
tác dng. Lc ngang xut hing nghiêng, khi có
gió ngang hoc va chm vn khác. Khi có lc ngang, phn lc thng
ng t mng tác dng lên hai bánh xe cùng mt tri làm ng
n kh n lc kéo, lc phanh, thm chí có th gây nguy hit hoc

lt dng tai nn nguy him khơng ch cho bn thân
ơ tơ mà cịn cho c các thành phn tham gia giao thông khác.
T tình trng trên, sinh viên thc hi tài “Kho sát qu  o chuyn
ng cng ca lc gió ngang”. ng nghiên cu v ng
lc hc ngang ca ô tô bus, t  lu góp phn xây dng mt s  lý thuyt cho
vi   ng ca l n nh chuyng ca xe
bus.
Do kh i gian có hn,  c các thiu sót, em
kính mong nhc s góp ý, ch bo ca các th bn  c hoàn thin



1


Cui cùng em xin chân thành cy, thy Trịnh Minh Hồng cùng các
thy giáo trong B mơn Ơ tơ và Xe chuyên d ng, Ving lc, i
hc Bách khoa Hà Nng d em trong quá trình thc hin
lu.
Hà Ni, ngày15 tháng 12 
Sinh viên thực hiện

Vũ Văn Quý


2


CHƯƠNG I: 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 các chuyên gia kinh t, giai n ph cp ô tô  c ta s din ra vào
khong t 2020 - 2025. Hin nay các doanh nghip sn xut lp ráp ôtô  châu Âu và
châu M  dch chuyn các nhà máy sn xut và lp ráp sang châu Á làm thay i
bc tranh công nghip ô tô tồn cu.  vy, nu Vit Nam khơng sn xut c
trong c thì s phi nhp khu ơtơ   ng c nhu cu ca i tiêu dùng .
Phát trin công nghip ô tô cn c xem là gii pháp dài hn góp phn thc hin mc
tiêu cơng nghip hóa, hin i hóa t c,  Vit Nam tham gia sâu vào chui giá
tr tồn cu, có tác ng lan ta kéo theo s phát trin ca các ngành công nghip có
liên quan, góp phn gim thâm ht cán cân  mi.
Th ng chính ph  ban hành Quyt nh s -TTg vào ngày
28/10/2015, ni dung ca quyt nh này là phê duyt k hoch hành ng phát trin
ngành công nghip ôtô và ph tùng ôtô nhm thc hin Chin c Cơng nghip hóa
ca Vit Nam trong khn kh hp tác Vit Nam - Nht Bn ng n  2020,
tm nhìn 2030 [1].
19 nhà sn xut ơtơ là thành viên ca VAMA (gm 13 doanh nghip liên doanh
và 6 doanh nghip trong c)  chi phi rt ln nghành công nghip ôtô ca Vit
Nam hin nay, h cùng chia nhau th ng trên 200.000 xe vi nhiu chng
loi xe khác nhau. Mt s  hiu ô tô ln trên th gii  có mt ti Vit Nam
 Toyota, GM, Ford, Honda, Mercedes-Benz... Theo Tng cc Thng kê [1] tính
n ht  2012, có 358 doanh nghi n kinh doanh, sn xut ô tô,
gii quyt g   ng vic làm. Tuy nhiên, ngành cơng nghip ơtơ  Vit
c s có nhin kinh t nói chung và ngành cơng nghip
nói riêng gi khác.
 Vit Nam hin nay, hàng rào thu nhp khu  bo h ngành công nghip
ôtô vi mc thu 15  50%.  2014, c sn ng và dung ng th ng u t
trên 120.000 xe, trong  xe 5 ch chim 42,1% sn ng xe sn xut trong c, xe
ti chim 25,1% và các dòng xe còn li mi dòng chim trên i 10%. Kim ngch
xut khu giai n 2009 -2013  ng bình quân t 28,9%. Mt hàng xut khu

ch yu là linh kin, ph tùng ô tô, chim trên 90% và th ng xut khu ch yu là
3


Nht Bn và Hoa K. Các ngành công nghip h tr cho cơng nghip ơ tơ vn cịn
kém phát trin. T l mua ph tùng trong c t c  mc khác nhau tùy theo
chng loi xe và nhà sn xut (10-30% i vi xe du lch, >30% i vi xe ti, > 40%
i vi xe buýt). Công nghip ô tô Vit Nam hin nay ng c mt s vn  
bn sau:
- Th ng trong c vn còn nh;
- Giá xe  Vit Nam cao  so vi giá xe ca các c trong khu vc;
- L trình ct gim thu CEPT hoàn tt  2018  mc thu sut v 0% i
vi mi loi xe nhp khu t ASEAN to nên áp lc cnh tranh rt ln t các c
trong khu vc.
- Công nghip h tr cho công nghip ô tô vn  phát trin, ngun nhân lc
trong cơng nghip ơ tơ nói riêng và cơng nghip ph tr nói chung   ng c
yêu cu ca doanh nghip sn xut, lp ráp ơ tơ.
- Chính sách phát trin cịn thiu ng b và ng mang tính ngn hn, gây
khó  cho các doanh nghip sn xut, lp ráp trong vic lp k hoch sn xut dài
hn.
Vi nh ng phát trin công nghip ô tô và ph tùng ô tô Vit Nam tr
thành ngành công nghip quan trng ca nn kinh t,  ng c phn ln nhu cu
trong c và tham gia sâu vào mng i sn xut ô tô th gii, k hoch hành
ng phát trin ngành công nghip ô tô và ph tùng ô tô xác nh t  2015 thc
hin [2]:
- Điều chỉnh các loại thuế, phí và lệ phí liên quan đến ơ tô
T  2015, u chnh li giá tr thu tiêu th c bit i vi xe sn xut
trong c và xe nhp khu cho hp lý. Các chính sách thu, phí và l phí lien quan
n ơtơ s c duy trì n nh lâu dài vi l trình thu, phí ni a n nh trong vòng

10 
- Hỗ trợ sản xuất trong nước và nâng cao giá trị tạo ra trong nước
B sung công nghip ô tô và ph tùng vào danh mc các  vc   u
  gin hóa th tc xut nhp khu và vn chuyn linh kin, ph tùng t các nhà
cung cp ch xut  phc v th ng ni a. Gim thu nhp khu i vi các ph
tùng, linh kin ô tô  sn xut c  trong c và nh k rà soát, u chnh