Nghiên Cứu Động Lực Học Ô Tô Bán Tải

1

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

NGUYỄN BÁ KHANG

NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE BÁN TẢI
HOẠT ĐỘNG TRÊN CÁC ĐỊA HÌNH TẠI VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Hà Nội – Năm 2018


2

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

NGUYỄN BÁ KHANG

NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE BÁN TẢI
HOẠT ĐỘNG TRÊN CÁC ĐỊA HÌNH TẠI VIỆT NAM
Chuyên ngành : Kỹ Thuật Cơ Khí Động Lực
Mã số : 60520116

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
1. TS BÙI VĂN HẢI
2. PGS.TS LÊ VĂN ANH

Hà Nội – Năm 2018


3

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan : Luận văn tốt nghiệp với đề tài “ Nghiên Cứu Động
Lực Học Của Xe Bán Tải Hoạt Động Trên Các Địa Hình Tại Việt Nam” là
cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số liệu, kết quả trong luận văn là
trung thực và chưa được cơng bố trong các cơng trình khác.
Nếu khơng đúng như đã nêu trên, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm
về đề tài của mình !
Hà Nội, ngày 10 tháng 09 năm 2018
Người cam đoan

Nguyễn Bá Khang


4

MỤC LỤC


5

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ


6

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU


7

PHẦN MỞ ĐẦU
1. GIỚI THIỆU
1. Lý do chọn đề tài
Ngày nay với sự phát triển của ngành sản xuất ô tô gắn liền với sự phát
triển của khoa học - kỹ thuật của tất cả các ngành khoa học - kỹ thuật có liên
quan. Đồng thời với việc hồn thiện các hệ thống, tăng tính tiện nghi và an
tồn là việc không ngừng nâng cao hiệu quả sử dụng của ô tô.
Để nâng cao được tốc độ chuyển động của ô tô trên đường, thì vấn đề
quan trọng được đặt ra là phải đảm bảo an toàn chuyển động cho ơ tơ. Trên
ơ tơ, những hệ thống có tính chất quyết định đến việc chuyển động an toàn
là những hệ thống đảm bảo được điều kiện ổn định và điều kiện dẫn hướng
của ô tô.
Để đảm bảo được điều kiện dẫn hướng cho ô tô người ta sử dụng hệ
thống lái trên ơ tơ. Đây là hệ thống có tầm quan trọng trong vấn đề đảm bảo
cho xe chuyển động trên đường. Bởi vậy, từ trước tới nay hệ thống này ln
được quan tâm thích đáng và khơng ngừng được hồn thiện.
Trong q trình chuyển động ơ tơ cần phải giữ ổn định được hướng của
nó theo yêu cầu của người lái, không bị lệch khỏi hướng đang chuyển động
do tác động của những lực ngẫu nhiên, chống được sự lật bên của xe và trượt
ngang của xe trên mặt đường. Đồng thời hệ thống lái cần phải đảm bảo cho ơ
tơ có khả năng thay đổi hướng chuyển động nhẹ nhàng và nhanh chóng. Do
đó vấn đề điều khiển tất cả các bánh xe đã được đặt ra theo quan điểm hồn
thiện chất lượng chuyển động của ơ tơ.
Q trình chuyển động của ơ tơ là q trình chuyển động phức hợp với

nhiều quá trình chuyển động khác nhau bao gồm tăng tốc, phanh, quay vòng


8

trong nhiều địa hình khác nhau.
Xe bán tải là xe được thiết kế ở nhiều địa hình, chính vì vậy hoạt động
của xe bán tải đa dạng về điều kiện chuyển động hơn đối với các xe con. Điều
kiện địa hình của Việt Nam lại vơ cùng phức tạp bao gồm nhiều loại đường.
Chính vì những vấn đề cấp thiết và ý nghĩa khoa học trên tôi đã chọn đề
tài “ Nghiên cứu động lực học của xe bán tải hoạt động trên các địa hình
Việt Nam”. Với mục tiêu đánh giá về chất lượng chuyển động, quỹ đạo
chuyển động của xe bán tải trong các điều kiện đường khác nhau.
2. Tính cấp thiết của đề tài
Theo thời gian những tiến bộ gần đây của ngành ô tô trong công nghệ
thiết kế để tối ưu hóa các hệ thống, các phương pháp tiếp cận mới mở ra cho
sự phát triển an tồn của xe hoạt động và cơng nghệ hỗ trợ cho người lái được
nhẹ nhàng hơn trong các địa hình phức tạp. Vì vậy việc chọn đề tài “Nghiên
Cứu Động Lực Học Của Xe Bán Tải Hoạt Động Trên Các Địa Hình Ở
Việt Nam ” là có ý nghĩa thiết thực. Để đưa ra các giải pháp kỹ thuật nhằm
nâng cao hơn nữa các hệ thống treo và tính năng an toàn của xe.
2. MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu của đề tài
- Dựa theo các mơ hình vật lý để nghiên cứu tính tốn thiết kế ơ tơ
được an tồn và tối ưu các hệ thống khi áp dụng các công nghệ hiện đại.
2.2. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu và so sánh các mô hình chuyển động của xe ơ tơ có độ
phức tạp khác nhau, ảnh hưởng lớn đến các giải pháp kỹ thuật khi sử dụng
trong các vấn đề về chuyển động tối ưu hóa theo thời gian.

9

- Nghiên cứu các mơ hình ơtơ chuyển động với sự kết hợp của sức cản
và động lực học cũng như chuyển động được coi như từ một mơ hình đơn đến
một mơ hình kép với sức gió khi xe chuyển động kết hợp với truyền tải. Các
thao tác quay vịng ở góc 900 được giải quyết bằng cách sử dụng các phần
mềm tối ưu hóa số liệu.
- Phân tích các kết quả thu được với các mơ hình khác nhau cho thấy
rằng các biến quan trọng dẫn đến các hệ thống đều an tồn, chẳng hạn như tốc
độ, góc lệch, góc trượt, đường hình học. Từ đó đưa ra các giải pháp tính tốn
thiết kế ơ tơ có được tính năng tối ưu nhất.
2.3. Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp luận:
- Dựa trên các lý thuyết về mơ hình động lực học.
- Sử dụng các phương pháp suy luận logic
- Tính tốn và phân tích động lực học đối tượng nghiên cứu
- Từ các kết quả phân tích dựa trên các mơ hình động lực học, từ đó
đưa ra các phương án tốt nhất khi thiết kế ô tô.
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp kế thừa: Thu thập các nghiên cứu đã có trong và ngoài
nước
- Phương pháp suy luận logic: Dựa vào các cơ sở lý thuyết, kết

hợp

với các mơ hình nghiên cứu đơn giản để tìm ra các giải pháp tối ưu nhất cho
phương án tính tốn và thiết kế.
-Nghiên cứu lý thuyết dựa trên các mơ hình vật lý, sau đó kết hợp với
phần mềm Matblap Simulink để tính tốn động lực học.

10

CHƯƠNG 1.
TỔNG QUAN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
1.1. Điều kiện địa hình Việt Nam
Việt Nam là một quốc gia nằm ở cực đông nam bán đảo Đông Dương.
Biên giới Việt Nam giáp với vịnh Thái Lan ở phía nam, vịnh Bắc Bộ và biển
Đơng ở phía đơng, Trung Quốc ở phía bắc, Lào và Campuchia phía tây. Hình
thể nước Việt Nam có hình chữ S, khoảng cách từ bắc tới nam (theo đường
chim bay) là 1.648 km và vị trí hẹp nhất theo chiều đông sang tây là 50 km.
Đường bờ biển dài 3.260 km khơng kể các đảo. Ngồi vùng nội thuỷ, Việt
Nam tuyên bố 12 hải lý lãnh hải, thêm 12 hải lý vùng tiếp giáp lãnh hải, 200
hải lý vùng đặc quyền kinh tế và cuối cùng là thềm lục địa. Diện tích vùng
biển thuộc chủ quyền, quyền chủ quyền và quyền tài phán của Việt Nam
chiếm diện tích khoảng 1.000.000 km² biển Đơng.[1].
Việt Nam là một quốc gia nhiệt đới với những vùng đất thấp, đồi núi,
nhiều cao nguyên với những cánh rừng rậm. Đất đai có thể dùng cho nông
nghiệp chiếm chưa tới 20%. Đất nước bị chia thành miền núi, vùng đồng bằng
sông Hồng ở phía bắc; và dãy Trường Sơn, Tây Nguyên, đồng bằng duyên hải
miền trung, và đồng bằng sông Cửu Long ở phía nam.
Địa hình Việt Nam mang một số đặc điểm: Đồi núi chiếm 3/4 diện tích
lãnh thổ chủ yếu đồi núi thấp chiếm 85% diện tích; Núi cao trên 2000m chỉ
chiếm 1%; Đồi núi tạo thành một cánh cung lớn hướng ra biển đơng.Địa hình
nước ta mang tính chất nhiệt đới gió mùa và chịu tác động mạnh mẽ của con
người làm cho địa hình nước ta ln bị biến đổi mạnh mẽ chịu tác động mạnh
mẽ của môi trường nhiệt đới gió mùa ẩm và do sự khai phá của con người.
Ngày nay, địa hình Việt Nam đã xuất hiện ngày càng nhiều các địa hình nhân
tạo (các cơng trình kiến trúc đơ thị, hầm mỏ, giao thơng, đê, đập, kênh rạch,.)

trên đất nước ta.


11

Mạng lưới giao thông đường bộ Việt Nam hiện khá rộng, phân bổ
tương đối hợp lý theo vùng với tổng chiều dài 223059 km, trong đó hệ thống
quốc lộ có 17020km, chiếm 7,63%, đường tỉnh có 23137km, chiếm 10,37%,
đường giao thơng nơng thơn có 174410 km, chiếm 78,19%. Mật độ đường
tính trên diện tích lãnh thổ là 0,86km/km2, trên dân số là 2,65km/1000 dân.
Tỷ lệ đường trải mặt của Việt Nam đạt 29.6% (khơng tính đường xã và đường
chun dụng), ở mức thấp so với các nước trong khu vực (trên thế giới con số
này lớn hơn 50%). Hiện nay, nhiều nước Châu á đã có đường bộ cao tốc như
Singapore, Malaysia, Hàn Quốc, Trung Quốc, trong số đó tỷ lệ chiều dài
đường cao tốc so với chiều dài toàn mạngđường bộ tương đối cao: Singapore
4.4%, Hàn Quốc
2.5%, trong khi Việt Nam vẫn ch-a có đường cao tốc. Mặt đường bê
tông xi măng và mặt đường bê tông nhựa chiếm 9,37% tổng số chiều dài
đường bộ, mặt đường đá dăm thấm nhập nhựa chiếm 6,4%; mặt đường trải đá,
cấp phối và đường đất chiếm trên 80%. Đường có bề rộng mặt đường 2 làn xe
cịn ít, ngay trên hệ thống quốc lộ cũng chỉ chiếm 26,2%, chỉ có 15,5% chiều
dài toàn mạng được rải mặt nhựa. Các cầu trên tuyến có tải trọng thấp, khổ
hẹp chiếm 20%, trong đó có 6,1% là cầu tạm. Theo đánh giá, mạng lưới
đường bộ như nói trên là chưa hồn chỉnh và chưa theo kịp sự phát triển kinh
tế - xã hội.
Những tồn tại chính là chưa có mạng lưới đường cao tốc, có tính đột
phá trong phát triển kinh tế, đường có tiêu chuẩn kỹ thuật cao như đường cấp
I, cấp II chiếm tỷ lệ thấp. Tính riêng quốc lộ có 4 làn xe trở lên chỉ chiếm 4%,
đường 2 làn xe chiếm 36%, còn lại là đường tiêu chuẩn thấp. Nhiều tuyến
đường chưa được đưa vào cấp, một số vùng có nhiều cầu yếu, cầu tạm. Hệ

thống cầu - đường không đồng bộ.


12

Trên trục Bắc - Nam, tuy đã có 2 tuyến nhưng giao thông vẫn chủ yếu
tập trung trên tuyến Quốc lộ 1 với mật độ lớn, tuyến đường Hồ Chí Minh
nhiều điểm đi lại khó khăn, dễ hư hỏng, ùn tắc sau các đợt mưa bão.
Khu vực miền bắc mạng lưới giao thơng đường bộ theo dạng hình dẻ
quạt, được xuất phát từ Hà Nội toả đi các tỉnh và vùng phụ cận, các quốc lộ
1A, 1B, quốc lộ 2, quốc lộ 5... có mật độ phương tiện tham gia giao thơng lớn,
các xe có tải trọng lớn thường xun quá tải. Khu vực miền nam mạng lưới
giao thông đường bộ phát triển xung quanh thành phố Hồ Chí Minh và các
vùng phụ cận ngoại thành cũng trong tình trạng tương tự.
Các nhà quản lý đã hoạch định một định hướng lớn cho phát triển giao
thông đường bộ như đến năm 2020 vào cấp tất cả quốc lộ, xây dựng 20 tuyến
cao tốc tổng chiều dài 2400 km, hoàn chỉnh các vành đai, đường hướng tâm,
trục đơ thị chính,...
Khối lượng vận chuyển hàng hoá và hành khách trên đường bộ có xu
hướng tăng. Tốc độ tăng trưởng bình qn về hàng hoá là 12.58%/năm; hành
khách là 9.34%/năm. Tốc độ tăng trưởng của xe cơ giới là 21.3%/năm. So với
các nước trong khu vực, cường độ vận tải hàng hoá trên đường bộ Việt Nam
đạt mức trung bình, vận tải hành khách đạt mức cao.
Mạng lưới đường bộ của Việt Nam có chất lượng được cải thiện đáng
kể trong thời gian gần đây, tuy nhiên tốc độ phát triển chưa theo khịp tốc độ
phát triển của các phương tiện tham gia giao thơng. Điều đó làm tăng tốc độ
chuyển động, mật độ của ô tô trên đường và TNGT.
1.2. Các tiêu chuẩn về đánh giá tính năng vận hành của ơ tô
Đối với hệ thống truyền động:
Đối với bất kỳ thiết kế phương tiện nào, các ràng buộc về hiệu quả phải

đáp ứng cần phải được xác định. Những vấn đề này khác nhau tùy thuộc vào


13

loại xe và kích cỡ. Từ quan điểm của hệ thống truyền động, các tính năng điển
hình bao gồm gia tốc ban đầu, tốc độ hành trình, tốc độ tối đa, độ dốc, phạm
vi lái xe,... Tốc độ tăng tốc là thời gian tối thiểu bắt buộc để đẩy xe từ 0 đến
tốc độ cụ thể như 40, 60 hoặc 80 dặm/giờ. Đôi khi tốc độ gia tốc từ tốc độ
thấp hơn tới tốc độ cao hơn được xác định cụ thể; ví dụ, từ 40 đến 60
dặm/giờ. Gia tốc tối đa bị hạn chế bởi lực kéo và điều kiện đường. Độ dốc tối
đa mà một chiếc xe có thể chuyển động được ở một tốc độ nhất định với lực
kéo tối đa từ hệ thống truyền động. Dự trữ hành trình tính bằng dặm hoặc km
mà chiếc xe có thể đi được với một bình đầy nhiên liệu hoặc sạc đầy pin trước
khi tiếp nhiên liệu hoặc nạp.
Bảng 1.1. Một số loại chu trình thử, [22].
Thời gian chạy
Chu trình thử

khơng tải (% của

Tỷ lệ thời gian ở
Thời gian dừng

tổng thời gian)

CONSTANT
NYGCT
NEWYORKBUS
NYCTRUCK

HWFET_HTN
HWFET
UDDS_HDV
BEIJINGBUS

4,0
68,3
67,3
52,1
0,7
0,7
33,0
59,1

khu vực tốc độ cụ
thể

0
5
11
20
1
1
14
23

≤16 km/h, 100%
≤5 km/h, 82%
≤6 km/h, 75%
≤12 km/h, 70%

≥70 km/h, 85%
≥70 km/h, 85%
≤20 km/h, 80%
≤20 km/h, 85%

Mục tiêu thực hiện của PNGV (đối tác cho thế hệ xe mới) của Hoa Kỳ
đối với xe cỡ trung như sau:
• 0-60 mph: ≤12 giây
• 40-60 mph: ≤5.3 giây
• 0-85 mph: ≤23.4 giây
• Tốc độ tối đa: 85 dặm/giờ


14

• Độ dốc tối đa mà ơ tơ đi được ở tốc độ 55 dặm/giờ: 6,5%.
Chu trình thử nghiệm ơ tô là tốc độ tiêu chuẩn so với thời gian để kiểm
tra hiệu suất của xe, khả năng tiết kiệm nhiên liệu và phát thải.
Công suất cần thiết để vận hành một chiếc xe có thể được tính tốn từ
các chu trình thử nghiệm và phụ thuộc vào khối lượng của xe.
Chu trình thử nghiệm để kiểm tra hiệu suất năng động và tiết kiệm
nhiên liệu của các loại xe khác nhau ở các khu vực là khác nhau tùy thuộc vào
các tiêu chuẩn và luật ở các quốc gia, khu vực. Hiện nay, các chu trình thử
nghiệm chủ yếu là của châu Âu, Bắc Mỹ và Nhật Bản.
Chu trình thử nghiệm ở các khu vực được thể hiện trong bảng 3.3.
Đối với hệ thống phanh:
Hiệu quả phanh ô tô được đánh giá qua nhiều thông số khác nhau cụ
thể:
- Gia tốc chậm dần khi phanh.
- Thời gian phanh.

- Quãng đường phanh.
- Lực phanh hoặc lực phanh riêng.
Ngoài ra, khi thử xe trên đường cịn phải đánh giá được tính ổn định
hướng của ô tô khi phanh.
Cả bốn chỉ tiêu trên đều có giá trị ngang nhau, nghĩa là khi đánh giá
chất lượng phanh chỉ cần dùng một trong bốn chỉ tiêu đó.
Bảng 1.2. Hiệu quả phanh chính khi thử không tải
Loại xe

Vận tốc ban
đầu khi

Quãng
đường

Gia tốc
phanh lớn

Hành
lang


15

phanh
(km/h)

phanh
(m)

nhất
(m/s2)

phanh
(m)

50

≤ 19

≥ 6,2

2,5

50

≤ 21

≥ 5,8

2,5

30

≤9

≥ 5,4

2,5

Xe con
Xe tải, xe khách có
khối lượng tồn bộ
thiết kế khơng q 3,5
tấn
Các loại xe cịn lại

Bảng 1. 3. Hiệu quả phanh chính khi thử đầy tải

Loại xe

Vận tốc ban
đầu khi
phanh
(km/h)

Quãng
đường
phanh (m)

Gia tốc
phanh lớn
nhất (m/s2)

Hành lang
phanh (m)

Xe con

50

≤20

≥ 5,9

2,5

50

≤22

≥ 5,4

2,5

30

≤ 10

≥ 5,0

3,0

Xe tải, xe khách có
khối lượng tồn bộ
thiết kế lớn nhất
khơng q 3,5 tấn
Các loại xe cịn lại
(1)

Chú thích: (1) Khơng áp dụng u cầu về hiệu quả phanh khi thử đầy tải đối
với xe đầu kéo
Bảng 1.4. Chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh của một số nước.
Chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh
Nước

Quãng
đường
phanh

Áo

Gia tốc chậm dần
Cực đại

Trung bình
+

Lực phanh


16

Chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh
Nước
Bỉ

Quãng

Gia tốc chậm dần

đường

Cực đại

+

+

Hungary

Lực phanh

Trung bình

+

Đan Mạch

+

Italia

+

Nga

+

Mỹ

+

Pháp

+

+
+

+

Đức

+

+

Thụy Sỹ

+

Thụy Điển
Nhật Bản

+

+
+

+


17

Bảng 1.5. Tiêu chuẩn Châu Âu về hiệu quả phanh (ECE-R13)
Ơ TƠ CHỞ NGƯỜI
ECE-R13

Ơ TƠ BT

Trọng lượng

Ơ TƠ CON

lớn nhất

M1

V1
km/h
Spmax
Hệ
thống
phanh
chính

Ơ TÔ CHỞ HÀNG

M>5T

M2

M3

80

60

V02
0,1.V0 +
150

V02
0,15.V0 +
130

(m)
50,7
QBDmax

M ≤ 5T

36,7

Ô TÔ TẢI
M ≤ 3.5

3.5T

T

≤ 12T

N1

N2

70

50

53,1

29,2

700

700

0,36

0,54

0,54

5,8

5

4,4

S P max

2.V02
0,1.V0 +
150

2.V02
0,1.V0 +
130

2.V02
0,15.V0 +
115

(m)

93,4

64,4

400

600

t1
(s)
J P max

N3
40

V02
0,15.V0 +
115

500

(N)

M>12T

19,9

2

(m/s )
Hệ
thống
phanh
dừng

QT

95,7

51,0

33,8

600

(N)

Bảng 1.6. Tiêu chuẩn về hiệu quả phanh của hệ thống phanh công tác
theo OCT 37.001.016-70


18

Lực tác
T
T

Loại ô tô

Vận tốc bắt đầu dụng trên
phanh,v1[Km/h]

bàn đạp,

Quãng
Dạng

đường

thử

phanh,

Pbd [N]
Ơ tơ con,ơ
1

tơ bt
nhỏ dưới 8

80

500

chỗ ngồi

Sp[m]

Gia
tốc
phanh,
Jp
[m/s2]

0

43,2

7

I

54,0

5,4

II

57,5

5

0

25,8

7

I

32,3

5,3

II

34,3

4,9

0

32,1

6

I

40,1

4,5

II

42,7

4,1

0

44,8

5,5

I

56,0

4,1

II

59,6

3,8

0

25

5,5

I

32,3

4

II

33,3

3,7

Ơ tơ bt
trên 8 chỗ
2

ngồi và

60

700

trọng
lượng 5T

3

Ơ tơ bt
trên 5T

60

700

Ơ tơ tải có
4

trọng
lượng đến

70

700

3,5T
Ơ tơ tải có
trọng
5

lượng từ

3,5 đến
12T

50

700


19

Lực tác
T
T

Loại ô tô

Vận tốc bắt đầu dụng trên
phanh,v1[Km/h]

bàn đạp,

Quãng
Dạng

đường

thử

phanh,

Pbd [N]
Ơ tơ tải có
6

trọng
lượng trên

40

700

12T

Sp[m]

Gia
tốc
phanh,
Jp
[m/s2]

0

17,2

5,5

I

21,5

4

II

22,9

3,6

0

26,5

5,5

I

33,1

4

II

35,2

3,7

0

18,4

5,5

I

23,0

3,9

II

24,5

3,6

Ơ tơ đồn
có trọng
7

lượng từ

50

700

3,5 đến
12T
Ơ tơ đồn
8

có trọng
lượng trên

40

12T

700

Tùy theo điều kiện đường sá, khả năng về nguồn cung cấp ơ tơ sử dụng,
trình độ kiểm tra và các trang thiết bị kiểm tra kỹ thuật mà mỗi nước đề ra các
chỉ tiêu về hiệu quả phanh khác nhau.
Các quốc gia khác nhau đều có tiêu chuẩn riêng phù hợp với mức độ
phát triển kinh tế, chính trị vì vậy các tiêu chuẩn sử dụng không giống nhau.
Tiêu chuẩn cơ bản trong kiểm tra hiệu quả phanh cho trong bảng 1.4 của ECE
R13 Châu Âu và của QCVN 09:2015/BGTVT trong các trường hợp lắp ráp
xuất xưởng ô tô.


20

Tiêu chuẩn kiểm tra hiệu quả phanh chính dùng trong kiểm định lưu
hành của Việt Nam do Bộ GTVT ban hành cho trong bang tiêu chuẩn ngành
QCVN 09:2015/BGTVT. Cũng trong tiêu chuẩn này cho phanh dừng, khi sử
dụng phanh dừng, xe được dừng trên dốc (độ dốc 20%), hay lực phanh trên
bánh xe kiểm tra trên bệ thử không nhỏ hơn 16% trọng lượng ô tô. Yêu cầu về
hiệu quả phanh của hệ thống phanh dự trữ trình bày ở bảng 1.5.
Bảng 1.7 Tiêu chuẩn về hiệu quả phanh hệ thống phanh dự trữ theo OCT
37.001.016-70

T
T

1

2

3

4

5

6

Loại ô tô

Vận tốc

Lực trên cơ

khi bắt

cấu điều

đầu

khiển [N]

Qng

đường
phanh

Gia
tốc
phanh,

phanh

Bằng

Bằng

V1[Km/h]

tay

chân

80

400

500

90,1

3,0

60

600

700

52,2

3,0

60

600

700

55,2

3,0

70

600

700

79,0

2,8

50

600

700

42,5

2,8

40

600

700

28,4

2,8

, Sp[m]

Jp
[m/s2]

Ơ tơ con, ơ tơ bt nhỏ
dưới 8 Ơ chỗ ngơi
Ơ tơ bt trên 8 chỗ
ngồi và trọng lượng 5T
tơ bt trọng lượng
tồn bộ trên 8T

Ơ tơ tải trọng lượng
tồn bộ đến 3,5T
Ơ tơ tải trọng lượng
tồn bộ từ 3,5 đến 12T
Ơ tơ tải trọng lượng
tồn bộ trên 12T


21

7

8

Ơ tơ đồn có trọng
lượng từ 3,5 đến 12T

50

600

700

44,0

2,8

40

600

700

29,6

2,8

Ơ tơ đồn có trọng
lượng trên 12T

Tiêu chuẩn hiệu quả phanh của hệ thống phanh dừng là trị số tổng lực
phanh do các cơ cấu phanh sinh ra. Khi thử phanh dừng, địi hỏi nó phải
phanh được ơ tơ hồn tồn (khi tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực) trên
dốc không nhỏ hơn 25%. Khi thử phải thử cả hai chiều dốc lên và dốc
xuống.Tiêu chuẩn đối với hệ thống phanh chậm dần là khi chuyển động trên
dốc dài 6 km, khơng có sử dụng hệ thống phanh thì nó phải giữ được vận tốc
chuyển động của ô tô là 30 ± 2 km/h.


22

1.3. Tính ổn định quỹ đạo chuyển động của ơ tô
1.3.1. Một số vấn đề về quỹ đạo chuyển động của ơ tơ

a

b

c

Hình 1.1. Các sơ đồ quỹ đạo chính
a – Quay vòng 900; b – Quay vòng 1800 ; c – Chuyển làn;
Điểm 1 – 6 giới hạn các đoạn chuyển động (mũi tên chỉ hướng chuyển
động); C (X0, Y0) – tâm quay vòng và toạ độ của chúng; C vào, Cra – tâm quay
khi vào và khi ra chuyển làn; θk – góc quay ở đoạn quay vịng ổn định; γ góc
nghiêng tiếp tuyến quỹ đạo chuyển động.
Quỹ đạo chuyển động của ô tô trong thực tế rất phức tạp. Khi khảo sát
chuyển động của ô tô trong mặt phẳng ngang thường giả thiết quỹ đạo chuyển
động của ô tô là quỹ đạo của điểm khảo sát. Thông thường các điểm này đối
với xe có một cầu trước dẫn hướng là điểm giữa cầu sau. Trong trường hợp
tổng quát điểm khảo sát thường chọn là trọng tâm xe. Quỹ đạo chuyển động
của ơ tơ có thể là tập hợp các quỹ đạo thẳng hoặc cong với các bán kính quay
vịng thay đổi hoặc cố định. Khi khảo sát, đánh giá động học quay vịng của ơ
tơ thường sử dụng các dạng quỹ đạo tiêu chuẩn.
Quỹ đạo chuyển động của ơ tơ là tập hợp các vị trí ơ tơ có được sau khi
người lái thực hiện các động tác điều khiển lên ô tô chuyển động thẳng, xoay


23

vòng hay vượt chướng ngại vật theo yêu cầu trên đường.
Quỹ đạo chuyển động thực tế của ô tô rất phức tạp. Khi khảo sát
chuyển động của ô tô thường giả thiết quỹ đạo chuyển động của ô tô là quỹ
đạo trọng tâm xe trong mặt phẳng đường nằm ngang. Quỹ đạo chuyển động
của ơ tơ có thể là tập hợp các quỹ đạo thẳng hoặc cong với các bán kính quay
vịng thay đổi hoặc cố định trong thực tế ô tô có thể chuyển động theo các
dạng quỹ đạo bất kỳ. Khi khảo sát, đánh giá động học và động lực học của ô
tô thường sử dụng các dạng quỹ đạo tiêu chuẩn.Trên hình 1.1 giới thiệu ba
dạng quỹ đạo chuyển động thường được sử dụng khi nghiên cứu chuyển động
của ơ tơ.

Quỹ đạo chuyển động thực tế có thể trùng hoặc lệch khỏi quỹ đạo
mong muốn của người lái do ảnh hưởng của các yếu tố vận hành, sử dụng và
kết cấu cũng như tình trạng kỹ thuật của hệ thống lái, hệ thống treo…
Vấn đề nghiên cứu quỹ đạo chuyển động cần thiết phải được đặt ra
trong hệ toạ độ không gian ba chiều, tức là phải xem xét với các điểu kiện
không gian đầy đủ. Đối vối các phương tiện tham gia giao thơng trên đường
có thể xem xét quỹ đạo của ôtô trong mặt phẳng của đường (toạ độ hai chiều)
nhưng phải kể đến ảnh hưởng của kết cấu đặc trưng trong không gian của ô
tô.
Khi nghiên cứu quỹ đạo chuyển động của ô tô, nếu gắn vào thân xe một
hệ tọa độ đi qua trọng tâm ơtơ, chúng ta có thể biểu thị sự dịch chuyển của ô
tô theo cả ba phương x, y, z. Đặc trưng cho sự dịch chuyển đó là biến dạng
của các phần tử đàn hồi, dịch chuyển giảm chấn, bánh xe, khâu khớp thanh
giằng, khung vỏ.... Với dịch chuyển đó có thể coi như trọng tâm ơtơ đặt trên
một hệ đàn hồi không gian.
Sự chuyển động của ôtô trên đường đòi hỏi phải thực hiện theo quỹ đạo


24

phức tạp, người lái ln ln điều chỉnh góc quay vành lái, tốc độ thay đổi
góc lái và vận tốc chuyển động của ô tô. Khi tăng 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 lệch nhỏ trong điêu
khiển sẽ dẫn tới mất quỹ đạo chuyển động và gây mất an tồn khi tham gia
giao thơng. Chẳng hạn khi đi trên đường vòng với tốc độ cao, gặp chướng
ngại vật, quãng đường phanh xe quá ngắn dẫn đến bó lết các bánh xe làm mất
khả năng điều khiển hoặc gia tốc hướng tâm tăng lên đột ngột dẫn tới sự trượt
bên các bánh xe và thậm chí gây lật xe.
Nghiên cứu quỹ đạo chuyển động của ô tô là nghiên cứu chuyển động

của ô tô trên đường theo điều kiện chuyển động cụ thể.
Việc nghiên cứu khả năng chuyển động của ô tô theo các quỹ đạo cho
trước, quỹ đạo mong muốn, quỹ đạo do người lái vẽ ra gắn liền đến khả năng
quay vòng, linh hoạt, khả năng điều khiển… cũng như an tồn chuyển động
của ơ tơ.
Quỹ đạo chuyển động mong muốn cần phải đảm bảo các chỉ tiêu an
toàn và hiệu quả khi tham gia giao thơng trên đường.
- Chỉ tiêu an tồn:
Khi tham gia giao thơng các ơ tơ có thể chuyển động ở khoảng cách rất
gần nhau. Để tránh khả năng đụng độ, quỹ đạo chuyển động của ô tô cần phải
tuân thủ đường dẫn đã xác định. Hơn nữa hướng của ô tô cần phải được dự
kiến sao cho khoảng lấn của ô tô sang làn đường bên cạnh là nhỏ nhất.
Sự chuyển động của ơ tơ trên đường địi hỏi phải thực hiện theo quỹ
đạo phức tạp, người lái luôn luôn điều chình góc quay vành tay lái. Khi nâng
cao tốc độ chuyển động cần thiết phải đảm bảo môi tương quan giữa chuyển
động và góc quay vành tay lái chặt chẽ hơn. Trong nhiều trường hợp sự sai


25

lầm nhỏ trong điều khiển sẽ dẫn tới mất quỹ đạo chuyển động và gây mất an
tồn giao thơng. Chẳng hạnh khi đi trên đường vòng ở tốc độ cao, gặp chướng
ngại vật, phanh xe quá ngặt 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.
Sự liên quan của chuyển động quay vịng ơ tơ tới tồn chuyển động
cũng tương tự như các nguyên nhân khác. Trách nhiệm của người quản lý
trong nghành ô tô là phải hạn chế đến mức thấp nhất các nguyên nhân gây
mất an toàn. Trong đó có các nguyên nhân thuộc về cấu trúc ô tô là những
nguyên nhân trước hết cần được giảm thiểu.

Ở nước có nền cơng nghiệp ơ tơ hiện đại, vấn đề đảm bảo tính điều
khiển của ơ tơ được các tiêu chuẩn pháp lý đề cập tỷ mỉ, do vậy đã góp phần
rất lớn trong việc giảm các tai nạn giao thơng. Sự tăng tốc trung bình của ơ tơ
kèm theo các u cầu về tính điều khiển ngày càng chặt chẽ.
Ở nước ta trong quá trính sử dụng ô tô cũng cần thiết phải hiểu biết các
kết cấu liên quan nhằm bước đầu khai thác tốt. Sau đó sử dụng để giảm bớt
các tai nạn rủi ro trên đường.
- Chỉ tiêu hiệu quả:
Với giả thiết đảm bảo chỉ tiêu an tồn người ta mong muốn ơ tơ có thể
chuyển động với vận tốc lớn mà vẫn đảm bảo tính hiệu quả.
Về mặt lý thuyết các nghiên cứu động học chuyển động của ơtơ có thể
tách ra thành ba hướng chính là: chuyển động thẳng, chuyển động cong và độ
êm dịu chuyển động. Vấn để an tồn khi ơ tô chuyển động cũng được đề cập
đầy đủ ở cả ba hướng đó, nhưng liên quan chặt chẽ tới quỹ đạo chuyển động
của ô tô trên mặt phẳng đường.