Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trường học viện Kỹ thuật Quân Sự, xưởng thực hành bộ môn ựộng lực trường đại Học Nông Nghiệp Hà Nội ựã tạo ựiều kiện cho tôi trong quá tr
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
- -
NGUYỄN ðỨC TRỌNG
KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
ðẾN HIỆU QUẢ PHANH CỦA XE HYUNDAI 1,25 TẤN
KHI VẬN CHUYỂN TRÊN ðƯỜNG NÔNG THÔN
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành : Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá
nông, lâm nghiệp
Mã số : 60.52.14
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NÔNG VĂN VÌN
HÀ NỘI - 2010
Trang 2Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật i
LỜI CAM ðOAN
Tôi xin cam ñoan rằng ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các
số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và hoàn toàn chưa
hề ñược công bố trong bất kỳ công trình nào khác
Tôi cam ñoan rằng, các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc
Hà Nội, ngày 10 tháng 11 năm 2010
Tác giả luận văn
Nguyễn ðức Trọng
Trang 3Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật ii
LỜI CẢM ƠN
để hoàn thành luận văn này tôi ựã nhận ựược sự hướng dẫn rất nhiệt tình của thầy giáo PGS.TS Nông Văn Vìn cùng với những ý kiến ựóng góp quý báu của các thầy giáo, cô giáo Bộ môn động lực cũng như các thầy giáo,
cô giáo Khoa cơ ựiện, Viện đào tạo Sau ựại học của Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới những sự giúp ựỡ quý báu ựó
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trường học viện Kỹ thuật Quân Sự, xưởng thực hành bộ môn ựộng lực trường đại Học Nông Nghiệp Hà Nội ựã tạo ựiều kiện cho tôi trong quá trình thực nghiệm và thu thập số liệu cùng những thông tin cần thiết cho việc thực hiện luận văn Tôi xin bày tỏ sự biết ơn chân thành tới gia ựình, ựồng nghiệp và bạn
bè những người ựã luôn bên tôi giúp ựỡ tôi về vật chất cũng như tinh thần trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn
Hà Nội, ngày 10 tháng 11 năm 2010
Tác giả luận văn
Nguyễn đức Trọng
Trang 4
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật iii
Chương 3 XÂY DỰNG MÔ HÌNH ðỘNG LỰC HỌC QUÁ TRÌNH
Trang 5Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật iv
3.4.2 Ảnh hưởng của vận tốc ban ñầu và tốc ñộ ñạp phanh ñến hiệu
Trang 6Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật v
Trang 7Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật vi
CÁC KÝ HIỆU CHÍNH SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN
Ký
Trang 8Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật vii
DANH MỤC BẢNG
Trang 9Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật viii
DANH MỤC HÌNH
Trang 10Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật ix
Trang 11Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 1
MỞ ðẦU
1 Tính cấp thiết của ñề tài
Trong những năm gần ñây, ngành vận tải ô tô nước ta phát triển nhanh
cả về số lượng và chủng loại ðồng hành với nó là sự gia tăng các vụ tai nạn giao thông ñến mức báo ñộng cao
“Theo Uỷ Ban An Toàn Giao Thông Quốc Gia, tính ñến hết tháng 12 năm 2008 trên ñịa bàn cả nước ta xảy ra gần 13.000 vụ tai nạn giao thông làm chết trên 11.500 người và hơn 8.000 người bị thương ðứng ñầu vẫn là giao thông ñường bộ với 12.163 vụ, 11.318 người bị chết, 7.885 người bị thương Theo Cục CSGT ñường bộ Trong 6 tháng ñầu năm 2010, toàn quốc ñã ñăng
ký mới 95.655 ô tô, 1.444.899 mô tô, nâng tổng số phương tiện ñã ñăng ký lên 1.606.546 xe ô tô và 29.644.753 xe mô tô các loại”
Tai nạn giao thông không những gây thiệt hại lớn về người, mà còn gây thiệt hại lớn về tài sản của nhà nước và của công dân
“ Theo thống kê của các nước thì trong tai nạn giao thông ñường bộ 80)% do con người gây ra như lái xe say rượu, buồn ngủ, mệt mỏi v.v, (1,5 - 5)% do hư hỏng máy móc, trục trặc về kỹ thuật và (18 - 23)% do môi trường” Trong nguyên nhân hư hỏng do máy móc, trục trặc về kỹ thuật thì tỷ lệ tai nạn do các cụm của ô tô và liên hợp máy gây nên ñược thống kê như sau: Phanh chân 52,2 – 74,4%
Trang 12Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 2
nhất trong các tai nạn do kỹ thuật gây nên”
Hệ thống phanh ảnh hưởng quyết ñịnh ñến tính an toàn chuyển ñộng của
ô tô và vì thế việc nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ thống phanh cũng như nâng cao sự hiểu biết của những người lái xe về các tính năng kỹ thuật của và bản chất của các quá trình phanh ô tô luôn ñược nhiều người quan tâm
Việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo và sử dụng hợp lý hệ thống phanh không tách rời các nghiên cứu về tính chất ñộng lực học quá trình phanh ô tô Tính chất ñộng lực học khi phanh phụ thuộc vào ñặc tính kỹ thuật của xe, ñặc biệt là ñặc tính kỹ thuật của hệ thống phanh Nói cách khác là ñể có cơ sở ñánh giá hiệu quả phanh của một loại xe cụ thể và ñưa ra ñược các chế ñộ sử dụng, chăm sóc bảo dưỡng hợp lý cần thiết phải nghiên cứu khảo sát tính chất ñộng lực học quá trình phanh của loại xe ñó trong các ñiều kiện sử dụng khác nhau
Xe HYUNDAI do Hàn Quốc sản xuất ñược nhập vào Việt Nam từ rất sớm, các xe này ñã ñược phục vụ nhu cầu của xã hội trong các ngành công nghiệp, nông nghiệp và vận tải Loại xe này là loại xe tải nhỏ gọn và có tính
cơ ñộng cao có thể hoạt ñộng trên nhiều loại ñường xá có ñịa hình phức tạp như ñường nông thôn, ñường trung du miền núi Mặc dù trong những năm gần ñây do tốc ñộ gia tăng về chủng loại và số lượng ô tô ở nước ta khá nhanh Nhiều hệ thống kết cấu hiện ñại ñã trang bị cho ô tô nhằm thoả mãn càng nhiều nhu cầu của giao thông vận tải Song trên thực tế loại xe này vẫn còn ñược sử dụng khá nhiều ở nông thôn, vùng cao hoặc ở những nơi còn ñang khó khăn về kinh tế
Loại xe Xe HYUNDAI do Hàn Quốc chế tạo thuộc thế hệ kỹ thuật cũ, sử dụng hệ thống phanh ñơn giản Tuy vậy ít tìm thấy các ñặc tính ñộng lực học của loại xe này
Với những lý do trên và ñược sự nhất trí, quan tâm giúp ñỡ của PGS.TS Nông Văn Vìn, tôi chọn ñề tài luận văn Thạc sỹ:
Trang 13Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 3
“Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng ñến hiệu quả phanh của xe Hyundai 1,25 tấn khi vận chuyển trên ñường nông thôn ”
2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của ñề tài
2.1 Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng ñến hiệu quả phanh của xe Hyundai 1,25 tấn nhằm góp phần bổ xung những cơ sở khoa học ñể lựa chọn chế ñộ tải trọng và tốc ñộ chuyển ñộng hợp lý nâng cao tính an toàn chuyển ñộng khi vận chuyển hàng hoá trên ñường nông thôn
- Xây dựng ñược mô hình ñộng lực học khi phanh xe Hyundai 1.25 tấn
- Xây dựng chương trình ñể khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng ñến hiệu quả phanh của xe Hyundai 1,25 tấn ( tải trọng, vận tốc, hệ số bám )
- Xác ñịnh ñược mô men quán tính của xe không tải, hệ số ñàn hồi và hệ
số giảm chấn của hệ thống treo làm các tham số ñầu vào của mô hình lý thuyết
2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu của ñề tài
a) Nghiên cứu tổng quan:
- Tìm hiểu về tình hình sử dụng các loại xe tải ñể vận chuyển hàng hoá ở nông thôn Việt Nam hiện nay
- Tìm hiểu về tính chất mặt ñường giao thông ở nông thôn Việt Nam
- Tìm hiểu tính năng kỹ thuật của xe Hyundai 1,25 tấn
- Tổng quan về tình hình nghiên cứu tính năng phanh của ô tô
b) Nghiên cứu lý thuyết:
- Xây dựng mô hình nghiên cứu ñộng lực học khi phanh của xe tải Hyundai 1,25 tấn
- Xây dựng chương trình trên vi tính ñể giải các bài toán ñộng lực học khi phanh và khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng ñến hiệu quả phanh của xe
Trang 14Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 4
Hyundai 1,25 tấn
c) Nghiên cứu thực nghiệm:
- Nghiên cứu thực nghiệm xác ñịnh các thông số ñầu vào của mô hình lý thuyết
- Nghiên cứu thực nghiệm kiểm chứng mô hình lý thuyết
Trang 15Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 5
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Sự phát triển của ngành vận tải ô tô
Từ khi thực hiện chính sách ñổi mới, mở cửa nền kinh tế Việt Nam ñã có
sự tăng trưởng mạnh mẽ của các ngành kinh tế, ñời sống của nhân dân ñược nâng cao Trong xu thế phát triển chung ñó ngành công nghiệp ô tô Việt Nam cũng không ngừng phát triển trở thành một trong những ngành kinh tế mũi nhọn Trong thực tế ngành công nghiệp ô tô Việt Nam ñã có từ khá lâu nhưng thực sự mới phát triển trong vòng 15 năm trở lại ñây và phát triển trên cơ sở nội lực liên doanh liên kết
Hiện nay, nền công nghiệp ô tô Việt Nam cơ bản gồm có 3 thành phần: + Các công ty liên doanh ô tô: Bao gồm các liên doanh của các công ty ô
tô nổi tiếng thế giới như: Liên doanh Toyota Việt Nam, Ford Việt Nam, Vidamco, Nissan, Honda
+ Các doanh nghiệp sản xuất, lắp ráp ô tô phát triển trên cơ sở các công
ty cơ khí quốc doanh: Công ty ô tô Hoà Bình, công ty ô tô 1-5, công ty ô tô 2
3-+ Các doanh nghiệp tư nhân: Doanh nghiệp tư nhân Xuân Kiên, Công ty
ô tô Trường Hải, công ty TNHH ô tô Chiến Thắng
Trong ñó có gần 20 cơ sở lắp ráp ô tô, gần 20 cơ sở sản xuất thân xe, rơmooc và hơn 60 cơ sở sản xuất phụ tùng xe [21]
Theo các chuyên gia, tuy tốc ñộ tăng trưởng mạnh mẽ nhưng quy mô của ngành công nghiệp ô tô của nước ta còn ở mức ñộ khiêm tốn Trong bối cảnh thị trường ô tô thế giới rơi vào khủng hoảng, sản lượng sản xuất và tiêu thụ xe sụt giảm liên tiếp trong các năm 2008-2009 thì ngành công nghiệp ô tô Việt Nam ñược ñánh giá ñã vượt qua thời kỳ khủng hoảng và có sự phát triển khá
Trang 16Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 6
ổn ñịnh Trong hơn 2 năm qua và tính ñến tháng 4/2010, sản xuất lắp ráp và nhập khẩu ô tô liên tục có sự tăng trưởng từ 6-10% Theo thống kê năm 2009
so với năm 2002, có 1 triệu ô tô ñược ñưa vào lưu thông.[21], [22]
Theo cục ñăng kiểm Việt Nam số lượng ô tô ñang lưu hành tại Việt Nam tính ñến hết 31/01/2010 là 1.147.765 chiếc [24]
Với ñà tăng trưởng này, mục tiêu kỳ vọng tới năm 2030 sẽ có 3 triệu xe, trong ñó một nửa trong số này là xe con ñược sử dụng tại Việt Nam là hoàn toàn có thể
ðược dự báo lượng xe sử dụng sẽ ngày càng tăng nhưng tới thời ñiểm năm 2018, lượng xe ô tô nhập khẩu tăng mạnh và lượng xe ô tô lắp ráp tăng chậm, thậm chí giảm, sẽ có nhiều doanh nghiệp ngừng sản xuất, chuyển sang phân khối nhập khẩu ðây là những bất lợi sẽ tác ñộng xấu tới quy hoạch phát triển ngành công nghiệp ô tô giai ñoạn 2010 và tầm nhìn ñến năm 2020 ñược Chính phủ ban hành năm 2004 [18]
Trong giai ñoạn hiện nay, ngành công nghiệp ô tô Việt Nam có 54 doanh nghiệp ñang sản xuất, lắp ráp ô tô, trong ñó 12 doanh nghiệp vốn ñầu tư nước ngoài, còn lại là doanh nghiệp trong nước và khoảng trên 60 doanh nghiệp sản xuất phụ tùng ô tô (100% vốn ñầu tư nước ngoài)
Qua 6 năm triển khai quy hoạch, nhóm sản phẩm ô tô bus trên 24 chỗ, ô
tô tải dưới 5 tấn ñáp ứng mục tiêu quy hoạch Các nhà sản xuất ô tô trong nước ñã nâng cao tỷ lệ nội ñịa hoá dòng xe tải, xe bus ñạt 40%-50%
Với 54 doanh nghiệp và khoảng 400 chủng loại, mẫu xe ñược lắp ráp trong nước, trung bình 380 chiếc cho một mẫu xe Vì vậy, việc ñầu tư hoặc kêu gọi ñầu tư sản xuất phụ tùng, linh kiện ít ñược doanh nghiệp mặn mà và không hiệu quả Triển vọng xuất khẩu cũng kém lợi thế vì doanh nghiệp trong nước chưa sản xuất ñược các loại nguyên, vật liệu chủ yếu Mặt khác, công nghệ trong sản xuất ô tô ñóng vai trò quyết ñịnh thì hầu hết doanh nghiệp
Trang 17Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 7
trong nước không có chuyển giao công nghệ tiên tiến của thế giới Bên cạnh
ñó, sự phát triển của ngành ô tô chịu tác ñộng ảnh hưởng mạnh từ cơ chế chính sách, trong ñó có chính sách thuế nhiều biến ñộng khiến ngành sản xuất lắp ráp, ô tô gặp nhiều khó khăn
Theo tính toán của Bộ Công thương, dự báo ñến khoảng sau năm 2020, dòng xe ô tô du lịch sẽ chiếm trên 70% tổng thị trường tiêu thụ ô tô Nếu ngành công nghiệp ô tô không có sự ñón ñầu ñể thoả mãn nhu cầu của người tiêu dùng trong nước thì các dòng xe nhập khẩu ồ ạt chảy vào Việt Nam là tất yếu Bởi giai ñoạn này, thị trường ô tô Việt Nam phải mở cửa hoàn toàn cho
xe nhập khẩu vào năm 2018 theo cam kết tự do hoá thương mại ASEAN/AFTA Uớc thâm hụt thương mại tự do nhập khẩu ô tô nguyên chiếc
ở mức khoảng 12 tỷ USD/năm [21]
Vì vậy, theo Bộ Công thương, bên cạnh việc tiếp tục ưu tiên phát triển các dòng xe tải, xe bus, ngành công nghiệp tụ Việt Nam cần có thêm ñịnh hướng phát triển rõ ràng ñối với dòng xe du lịch ðể thay thế việc phát triển dàn trải như hiện nay, và ñể ñạt ñược quy mô sản xuất trong nước ñủ lớn phục vụ chương trình nội ñịa hoá Việc ñề xuất xây dựng chính sách phát triển tập trung có chọn lọc cụ thể ở một dòng xe nhất ñịnh ñể phát huy nguồn lực của doanh nghiệp và ngành công nghiệp vào việc phát triển là yêu cầu tất yếu.[21]
1.2 Tính năng kỹ thuật xe Hyundai 1,25 tấn
Xe tải Hyundai 1,25 tấn do Hàn Quốc sản xuất ñược nhập khẩu vào Việt Nam, hoặc sản xuất, lắp ráp trong nước ñược sử dụng rất phổ biến vào công việc vận chuyển hàng hoá rất phù hợp với ñịa hình, cung ñường và loại ñường
ở Việt Nam Xe tải Hyundai 1,25 tấn là loại xe có hệ thống truyền lực bằng cơ khí, ly hợp một ñĩa dạng ma sát khô, hộp số có 5 số tiến, một số lùi, có một cầu sau chủ ñộng
Trang 18Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 8
Mặt trước xe ñược thiết kế theo dạng khí ñộng học, hệ số cản gió thấp giúp giảm sức cản không khí và tiếng ồn
Nhíp trước dạng thụt và nhíp sau dạng lá ñàn hồi hình bán nguyệt, ống giảm chấn tác dụng kép sẽ giảm tối ña các rung ñộng, chịu tải tốt
Với bán kính quay vòng 4,7 m, xe tải Hyundai 1,25 cho khả năng ñiều khiển quay vòng ở những ñoạn ñường cong, cua tay áo dễ dàng và chính xác hơn ðặc biệt với mô men xoắn lớn cho phép vượt các ñoạn ñường gồ ghề, ñèo dốc tốt hơn các loại xe khác cùng tải trọng
Tay lái trợ lực ñược trang bị tiêu chuẩn giúp người lái luôn thoải mái trong mọi ñiều kiện ñịa hình
Chassis dày, dạng thép hộp ( 50 x 100 mm) thích hợp tải nặng
ðộng cơ D4BB mạnh mẽ, bền bỉ và kinh tế
Phanh trước ñược trang bị ñĩa tản nhiệt giúp lái xe an toàn khi phanh xe
1.3 Kết cấu mặt ñường giao thông nông thôn (GTNT)
1.3.1 Các loại mặt ñường GTNT truyền thống ở các ñịa phương
Các loại mặt ñường GTNT truyền thống thường tận dụng ñược các loại vật liệu ñịa phương và mang tính chất ñặc trưng của từng khu vực ñã ñược áp
dụng từ lâu và cho ñến nay vẫn tiếp tục ñược phổ biến có thể kể ñến là:
Trang 19Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 9
+ Mặt ựường ựá dăm Makadam
+ Mặt ựường láng nhựa, ựá dăm thấm nhập nhựa [20]
1.3.2 Mặt ựường GTNT sử dụng vật liệu tại chỗ gia cố bằng chất kết dắnh
vô cơ và hữu cơ
đây là dạng kết cấu mặt ựường ựược thử nghiệm và áp dụng từ những năm 1970-1980 dùng cho các ựường GTNT có lưu lượng và tải trọng xe không ngừng tăng trong khi nguồn nhựa ựường nhập khẩu bị hạn chế Các nguồn chất kết dắnh vô cơ như vôi, xi măng ựược nghiên cứu áp dụng rộng
rãi trên ựường quốc lộ cũng như ựường nông thôn đó là các loại mặt ựường:
- đá dăm kẹp vữa xi măng, kẹp vữa ba ta hoặc kẹp vữa vôi-Pudolan, vôi
1.3.3 Sử dụng rộng rãi mặt ựường bê tông xi măng ở nông thôn
Những năm gần ựây, cùng với xu hướng bê tông hóa kênh mương nội ựồng, mặt ựường bê tông xi măng cũng ựược áp dụng rất rộng rãi trong xây dựng mặt ựường nông thôn, từ các tuyến ựường trục huyện cho tới các ựường ngõ xóm, ựường GTNT ựã ựược bê tông hóa khá phổ biến Qua nghiên cứu áp dụng có thể rút ra một số mặt cắt ựiển hình của kết cấu mặt ựường bê tông xi măng tương ứng với tải trọng trục 6 tấn và 2,5 tấn theo cường ựộ ựất nền khác nhau [20]
Trang 20Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 10
1.3.4 Tận dụng phế thải công nghiệp trong xây dựng mặt ñường GTNT
Trong những năm gần ñây, trên bước ñường công nghiệp hóa nền kinh tế ñất nước, một số sản phẩm phế thải công nghiệp ñã ñược nghiên cứu, áp dụng trong xây dựng mặt ñường sử dụng tro-xỉ, một loại vật liệu ñược áp dụng kết hợp với kinh nghiệm xây dựng từ những xỉ lò nung vôi, gạch thủ công trước ñây
Tóm lại mặc dù ñã ñược ñầu tư nhiều nhưng các loại ñường vận chuyển
ở nông thôn chất lượng còn thấp (ña số là ñường cấp 4), mặt ñường gồ ghề, lòng ñường hẹp nên thường chỉ sử dụng các xe có công suất nhỏ, dễ cơ ñộng
1.4 Vấn ñề an toàn giao thông và quỹ ñạo chuyển ñộng
Trong giao thông ô tô, mặt ñường thường giới hạn, sự chuyển ñộng của
ô tô không thể và không cho phép là những mặt ñường vô tận Nếu ô tô mất
ổn ñịnh ñiều khiển sẽ dễ dàng dẫn tới mất an toàn giao thông Vì vậy ñảm bảo quỹ ñạo chuyển ñộng của ô tô theo ñường cong mặt ñường là một yếu tố nhằm ñảm bảo an toàn giao thông
Sự chuyển ñộng của ô tô trên ñường ñòi hỏi phải thực hiện theo quỹ ñạo phức tạp, người lái luôn luôn ñiều chỉnh góc quay vành lái Khi nâng cao tốc ñộ chuyển ñộng cần thiết phải ñảm bảo mối tương quan giữa quỹ ñạo chuyển ñộng và góc quay vành lái chặt chẽ hơn, trong nhiều trường hợp sự sai lầm nhỏ trong ñiều khiển sẽ dẫn tới mất quỹ ñạo chuyển ñộng và gây mất an toàn giao thông Chẳng hạn khi ñi trên ñường vòng ở tốc ñộ cao, gặp chướng ngại vật, phanh xe quá ngặt dẫn ñến bó lết các bánh xe làm mất khả năng ñiều khiển hoặc gia tốc hướng tâm tăng lên ñột biến dẫn tới trượt bên các bánh xe
và lật ñổ
Tương tự như các khảo sát, quá trình xảy ra tai nạn của ô tô có thể do nhiều nguyên nhân Trong mô hình “xe – môi trường – người lái” có thể chỉ
ra các nhóm nguyên nhân:
Trang 21Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 11
+ ðối với người lái:
- Trình ñộ kỹ thuật thấp, ít kinh nghiệm
- Trạng thái phản ứng chậm (tâm-sinh lý)
- Mệt mỏi tức thời
+ ðối với môi trường:
- ðường xấu, chất lượng bề mặt không ñồng ñều, không ñáp ứng với các tiêu chuẩn ñường bộ
- Mật ñộ chướng ngại vật trên ñường cao
- Gió bên và các ngoại lực phát sinh
- Tầm quan sát hạn chế
+ ðối với ô tô:
- Các thông số kết cấu không hợp lý
- Các hư hỏng sự cố bất thường của kết cấu
Các quốc gia tiên tiến ñã thống kê tỷ lệ này nằm trong phạm vi:
Ở các nước có nền công nghiệp ô tô hiện ñại, vấn ñề ñảm bảo tính ñiều khiển của ô tô ñược các tiêu chuẩn pháp lý ñề cập tỷ mỷ, do vậy ñã góp phần rất lớn trong việc giảm các tai nạn giao thông Sự tăng tốc ñộ trung bình của ô
Trang 22Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 12
tô kèm theo các yêu cầu về tính ñiều khiển ngày càng chặt chẽ Do vậy cơ sở
lý thuyết về tính diều khiển ô tô cũng ñược ñề cập ở mức ñộ sâu sắc hơn Việc ñưa các hệ thống ñiều khiển tự ñộng vào ô tô trước hết phải nắm chắc cơ sở lý luận về tính ñiều khiển Từ những năm thuộc thập kỷ 80 của thế kỷ 20, cơ sở lý luận này ñã ñược ñưa vào giáo trình ñại học ở các nước với mức ñộ khác nhau
Ở nước ta trong quá trình sử dụng ô tô cũng cần thiết phải hiểu biết các kết cấu liên quan nhằm bước ñầu khai thác tốt, sau ñó sử dụng ñúng ñể giảm bớt các tai nạn giao thông trên ñường
1.5 Quá trình phanh
1.5.1 Nhiệm vụ và yêu cầu hệ thống phanh trên ô tô
1.5 1.1 Nhiệm vụ quá trình phanh
Quá trình phanh ô tô là quá trình tạo ra lực cản chuyển ñộng, làm giảm vận tốc ñến giá trị mong muốn hoặc ñến khi ô tô dừng hẳn Hoặc giúp ô tô có thể ñứng yên trên dốc Nói chung trên ô tô máy kéo cũng như nhiều thiết bị máy móc khác khác người ta thường sử dụng lực ma sát sinh ra ở cơ cấu phanh Trên
ô tô lực ma sát sẽ tạo ra mômen cản chuyển ñộng quay các bánh xe
Xét theo góc ñộ biến ñổi năng lượng, quá trình phanh là quá trình biến ñổi ñộng năng chuyển ñộng của ô tô thành nhiệt năng sinh ra tại các bề mặt
ma sát như giữa má phanh với các ñĩa ma sát, với trống phanh hay tại bề mặt
ma tiếp xúc giữa lốp xe với mặt ñường, giữa các phần tử vật liệu chế tạo bánh
xe Chính vì vậy, ñể hệ thống phanh hoạt ñộng hiệu quả nó phải thoả mãn một loạt các yêu cầu riêng
1.5.1.2 Các yêu cầu ñối với hệ thống phanh
- Khả năng tính nhiệt của hệ thống phanh ðấy là khả năng hệ thống
phanh có thể biến ñổi ñộng năng chuyển ñộng của ô tô thành nhiệt năng và thải vào môi trường xung quanh Như vậy, ñể hệ thống phanh hiệu quả thì quá trình nhiệt phải ñảm bảo Tức là nhiệt ñộ bề mặt ma sát luôn trong ñiều kiện
Trang 23Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 13
tốt, muốn vậy thì quá trình tải nhiệt phải thuận lợi Các chi tiết ma sát phải có khả năng dẫn nhiệt cao, vật liệu chế tạo má phanh phải có cơ lý tính ổn ñịnh ở nhiệt ñộ cao
- Yêu cầu về thời gian chậm tác dụng: Trong thực quá trình phanh bao
giờ cũng có quá trình trễ một khoảng thời gian từ khi người lái bắt ñầu tác dụng vào cơ cấu ñiều khiển ñến khi bắt ñầu xuất hiện lực phanh Sự trễ thời gian tác ñộng xẩy ra với mọi hệ thống dẫn ñộng cơ học, thuỷ lực, khí nén, ñiện Tuy nhiên, với mỗi nguyên lý thì thời gian trễ là khác nhau Nguyên nhân trễ do khe hở giữa các mối ghép cơ khí, sự thiếu dầu trong ñường ống và nguyên nhân cơ bản sẽ làm giảm an toàn quá trình phanh
- Yêu cầu về lực bám trong quá trình phanh ðây là yêu cầu tận dụng
tối ña khả năng bám của ô tô với mặt ñường Lực phanh lớn nhất khi có trị số
xe sẽ bị trượt lê
- Yêu cầu về ổn ñịnh của ô tô khi phanh và khả năng ñiều khiển của ô
tô ðể ñảm bảo ñược yêu cầu này lực phanh phải ñều giữa hai bánh xe chủ
ñộng và các bánh xe không bó cứng Yêu cầu này rất quan trọng vì khi tham gia giao thông xe thường vận hành với vận tốc lớn, khi cần phanh gấp nếu xảy
ra mất ñiều khiển sẽ gây mất an toàn giao thông gây nguy hiểm tính mạng, các công trình ven ñường và phương tiện khác cùng tham gia giao thông
- Yêu cầu về nhả phanh Yêu cầu này ñòi hỏi quá trình phanh ô tô phải
kết thúc ngay khi người lái rời chân khỏi bàn ñạp phanh Nếu quá trình này không ñáp ứng tốt thì các chi tiết truyền ñộng cũng như hệ thống phanh phải chịu tải trọng rất lớn và có thể dẫn ñến các hư hỏng
Trang 24Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 14
1.5.2 Sự biến ñổi hệ số bám giữa bánh xe với mặt ñường trong quá trình phanh
1.5.2.1 Vai trò hệ số bám trong quá trình phanh ô tô [3], [13]
Như phần trên ñã trình bầy, trong quá trình phanh ô tô ñể có hiệu quả cao cần phải tạo ra một lực phanh lớn nhất giữa bánh xe với mặt ñường
Ta biết rằng, khi bánh xe lăn không trượt trên mặt ñường thì lực cản lớn nhất giữa bánh xe với mặt ñường chính bằng lực bám
Nói cách khác chúng ta phải có lực phanh cực ñại xác ñịnh theo hệ số
Công thức trên cho they vài trò hệ số bám ϕ trong quá trình phanh ô tô
Hệ số ψ càng lớn hiệu quả phanh càng cao
Bản chất vật lý của hiện tượng bám giữa bánh xe với mặt ñường rất phức tạp, luôn biến ñổi và phụ thuộc vào ñặc tính chuyển ñộng của xe Vì lốp
xe ñược làm bằng vật liệu cao su có tính ñàn hồi cao nên dưới tác dụng của tải trọng theo phương thẳng ñứng tại vùng tiếp xúc giữa bánh xe với mặt ñường các phần tử cao su bị biến dạng ðiều này dẫn ñến bán kính làm bánh xe nhỏ hơn so với bán kính thật khi bánh xe không chịu tải trọng Do ñó, vận tốc dài tại các ñiểm trên vòng tròn ngoài của bánh xe khác nhau, chúng tỷ lệ thuận với bán kính ñộng học tại khu vực tiếp xúc, tại vùng tiếp xúc vận tốc dải nhỏ hơn tại các vị trí khác Vận tốc dài của các ñiểm trên mặt ngoài của lốp sẽ giảm dần khi ñi vào vùng tiếp xúc tăng dần khi ra khỏi vùng tiếp xúc
Như vậy, trong vùng tiếp xúc giữa bánh xe với mặt ñường luôn có sự biến thiên vận tốc Sự biến dạng theo phương tiếp tuyến trên mặt ngoài của lốp gây ra hiện tượng ñàn hồi của bánh xe trong quá trình lăn Mức ñộ trượt
sẽ tăng lên khi tải trọng theo phương tiếp tuyến hay mô men phanh tăng và ñến giá trị nào ñó sẽ xẩy ra hiện tượng trượt lê Khi ñó bánh xe sẽ bị bó cứng Tính chất ma sát trong vùng tiếp xúc giữa bánh xe và mặt ñường rất
Trang 25Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 15
phức tạp, nó phụ thuộc vào trạng thái ñôi bề mặt tiếp xúc và trạng thái lăn của bánh xe Nếu trạng thái tiếp xúc giữa mặt ñường và bánh xe là khô thì ta có
ma sát khô, khi mặt ñường ướt ta có ma sát ướt và trong trường hợp này hệ
số ma sát giảm ñi ñáng kể Khi bánh xe bị bó cứng trên mặt ñường cơ chế tác ñộng qua lại giữa bánh xe và mặt ñường có sự thay ñổi về bản chất, lúc này
ma sát tiếp xúc hoàn toàn là ma sát trượt thuần tuý
Thực nghiệm cho thấy hệ số ma sát trược nhỏ hơn hệ số ma sát nghỉ khá nhiều và càng nhỏ hơn nhiều so với hệ số bám ðiều này xuất phát từ ñường cong biến dạng của vật liệu Qua ñó cho phép giải thích hiện tượng thực tế sau: Với cùng một loại ñường và khả năng tạo ra lực phanh như nhau tình trạng lốp
xe như nhau thì ở các xe trong quá trình phanh mà các bánh xe không bị trượt lê quãng phanh nhỏ hơn so với các xe trong quá trình phanh mà các bánh xe bị trượt lê hoàn toàn Quãng ñường phanh nhỏ còn ñược giải thích: Khi bánh xe lăn một phần ñộng năng tiêu hao cho biến dạng lốp và tiêu hao do sự chuyển ñộng của dòng khí nén bên trong lốp Khi bánh xe còn chuyển ñộng quay thì trong các gối ñỡ trong hệ thống truyền ñộng tồn tại mô men ma sát
1.5.2.2 Các nhân tố ảnh hưởng ñến khả năng bám giữa bánh xe với mặt ñường
Các công trình nghiên cứu [8], [13] ñã chỉ ra rằng, trị số cụ thể của hệ
số bám phụ thuộc vào rất nhiều nhân tố khác nhau và ñể thuận tiện nghiên cứu người ta chia các nhân tố ra làm hai nhóm chính
Nhóm 1: Các nhân tố mà mức ñộ ảnh hưởng tới hệ số bám ít thay ñổi
trong quá trình phanh Có thể xếp các nhân tố sau thuộc loại này: Loại ñường, trạng thái mặt ñường, kết cấu và tình trạng lốp, ảnh hưởng của các nhân tố này ñã ñược nghiên cứu kỹ bằng thực nghiệm Các kết quả nghiên cứu thường ñược công bố dưới dạng bảng hoặc ñồ thị
Nhóm 2: Là nhóm bao gồm các nhân tố mà mức ñộ ảnh hưởng của nó tới
hệ số bám biến ñổi trong quá trình phanh Các nhân tố này bao gồm: vận tốc
Trang 26Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 16
chuyển ñộng của xe, sự phân bố lại tải trọng tác dụng lên các bánh xe trong quá trình phanh, ñộ trượt của bánh xe trong quá trình phanh
Trong hai ñồ thị dưới ñây ta sẽ thấy ñược sự phụ thuộc của hệ số bám vào áp suất lốp và ñộ bám của mặt ñường
Hình 1.1 Sự phụ thuộc của hệ số
bám vào áp suất lốp
Hình 1.2 Sự phụ thuộc của hệ số bám vào ñộ nhám mặt ñường
Như ñã nêu ở trên hệ số bám ψ phụ thuộc chính vào loại ñường và tình trạng mặt ñường, sự phụ thuộc này thể hiện qua hệ số bám trung bình như sau:
Bảng 1.1 Hệ số bám trên các loại ñường [13]
ðường bê tông nhựa và ñường bê tông ñá dăm
- Mặt ñường khô
- Mặt ñường ướt
0.7 – 0.8 0.4 – 0.3
ðường ñá dăm - Mặt ñường khô
- Mặt ñường ướt
0.6 – 0.7 0.3 -0.5
ðường ñất - Mặt ñường khô
- Mặt ñường ướt
0.5 – 0.6 0.2 -0.4
0.2 0.4 0.6 0.8
Trang 27Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 17
1.5.2.3 Sự biến ñổi của hệ số bám dọc ϕx theo vận tốc chuyển ñộng
Hình 1.3 Sự phụ thuộc của hệ số bám vào vận tốc
trị vận tốc V, Tuy nhiên, ñể có thể thấy rõ hơn ta căn cứ vào các số liệu của giáo sư Potlich E.G và giáo sư Ilarionop B.A khi tiến hành thực nghiệm
δ, vận tốc V
Bảng 1.2 Phụ thuộc của hệ số bám ψψx vào tốc ñộ chuyển ñộng V
(trị số % so với giá trị hệ số bám ban ñầu)
Vận tốc chuyển ñộng của xe Loại ñường
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Bê tông xi măng 100 93 90 82 77 70 68 67 63 60
Bê tông nhựa 100 92 83 76 69 64 57 52 52 50 ðường gia công
Nhám bề mặt 100 94 92 91 89 88 88 - - - ðường bê tông
Trang 28Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 18
1.5.2.4 Sự phụ thuộc hệ số bám ψ theo ñộ trượt δ
Trong một số trường hợp nghiên cứu, ñể ñơn giản quá trình tính toán ta thường bỏ qua sự thay ñổi hệ số bám vào ñộ trượt δ Tuy nhiên, trong thực tế
ñộ trượt thay ñổi thì hệ số bám thay ñổi rất lớn Bản chất vật lý của hiện tượng rất phức tạp nó liên quan ñến quá trình biến dạng của vật liệu lốp xe, biến dạng nền ñường Người ta thường xác ñịnh mối quan hệ này bằng thực nghiệm
Hình 1.4 Quan hệ giữa ñộ trượt δ δδδ và hệ số bám ψψψ
ðể thuận lợi trong việc nghiên cứu tính chất ñộng lực học khi phanh cần biểu diễn quan hệ ψ = f (δ) bằng giải tích Quá trình trượt lê bánh xe trên mặt ñường khi phanh tương tự như quá trình ma sát giữa hai vật thể, vì vậy có
số bám và ñộ trượt mô tả như sau:
ψ = (a + b.δ).e – c.δ
+ d Trong ñó: a, b,c, d: các hằng số xác ñịnh từ thực nghiệm
Theo kết quả thí nghiệm với lốp xe Goodyear super Himiler 10 x20F, ta
100 δ (%)
Trang 29Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 19
có mối quan hệ giải tích như sau [5]:
1.5.3 Các chỉ tiêu ñánh giá chất lượng của quá trình phanh
ðể ñánh giá chất lượng của quá trình phanh ta phải xét ñến các yếu tố sau:
1- Gia tốc chậm dần khi phanh
2- Thời gian phanh
3- Quãng ñường phanh
4- Lực phanh và lực phanh riêng
5- Phần trăm sai lệch tải trọng lên các cầu
1.5.3.1 Gia tốc chậm dần khi phanh
Gia tốc chậm dần ñều khi phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng
ñể ñánh giá chất lượng phanh Khi phân tích các lực tác dụng lên ô tô, có thể viết phương trình cân bằng lực kéo khi phanh ô tô như sau:
Thực nghiệm chứng tỏ rằng các lực cản lại chuyển ñộng của ô tô có giá
phanh trên ñường nằm ngang có phương trình:
P j = P p
Trang 30Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 20
δ
ψ
Vì vậy khi phanh ñột ngột người lái cần cắt côn ly hợp ñể tách ñộng cơ ra
ñại khi phanh còn phụ thuộc vào hệ số bám ψ của lốp với mặt ñường (mà giá
1.5.3.2 Thời gian phanh
Thời gian phanh cũng là một trong những chỉ tiêu ñể ñánh giá chất lượng phanh
Thời gian phanh càng nhỏ thì chất lượng phanh càng tốt
ðể xác ñịnh thời gian phanh cần sử dụng công thức sau:
i
G dt
dv j
ψ
δ
=
Muốn xác ñịnh thời gian phanh nhỏ nhất chỉ cần tích phân dt trong giới
Trang 31Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 21
cuối quá trình phanh:
δ
v 2: Ứng với vận tốc khi kết thúc phanh
Từ biểu thức (2.18) ta thấy rằng thời gian phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào
vận tốc bắt ñầu phanh của ô tô, phụ thuộc vào hệ số δi và hệ số bám ψ giữa bánh xe với mặt ñường ðể thời gian phanh nhỏ cần giảm δi, vì vậy người lái
xe cần cắt côn ly hợp khi phanh
1.5.3.3 Quãng ñường phanh
Quãng ñường phanh là chỉ tiêu quan trọng, thực tế nhất ñể ñánh giá chất lượng phanh của ô tô So với các chỉ tiêu khác thì quãng ñường phanh là chỉ tiêu mà người lái xe có thể nhận thức ñược một cách trực quan, dễ dàng tạo ñiều kiện cho người lái xe xử trí tốt trong khi phanh ô tô trên ñường
Từ công thức (2.16) ta nhân 2 vế với dS ta ñược:
dS
G dS dt
Quãng ñường phanh nhỏ nhất ñược xác ñịnh bằng cách tích phân ds hai
1
min
v v
Trang 32Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 22
2
2 2
2 1
Từ biểu thức trên ta thấy quãng ñường phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào:
trước khi phanh thì quãng ñường phanh sẽ ngắn hơn Ta thấy ở biểu thức trên
S min phụ thuộc vào ψ, mà ψ phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên bánh xe Do
Ta có ñồ thị thể hiện sự thay ñổi của quãng ñường phanh nhỏ nhất theo
Hình 1.5 ðồ thị chỉ sự thay ñổi quãng ñường phanh nhỏ nhất
theo tốc ñộ bắt ñầu phanh v 1 và hệ số bám
Trang 33Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 23
Từ ñồ thị thấy rằng:
1.5.3.4 Lực phanh và lực phanh riêng
Lực phanh và lực phanh riêng cũng là chỉ tiêu ñể ñánh giá chất lượng phanh Chỉ tiêu này ñược dùng thuận lợi nhất là khi thử phanh ô tô trên bệ thử
Lực phanh sinh ra ở bánh xe ñược xác ñịnh theo biểu thức:
b
p p
r
M
Trong ñó:
P P : Lực phanh của ô tô
Lực phanh riêng P là lực phanh ñược tính trên một ñơn vị trọng lượng toàn bộ G của ô tô:
p
P P G
Trang 34Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 24
1.5.3.5 Phần trăm sai lệch tải trọng lên các cầu[16]
Hình 1.6 Sơ ñồ lực tác dụng lên ô tô 2 cầu khi phanh
1.5.5.1 Ở trạng thái tĩnh:
1.5.5.2 Ở trạng thái ñộng:
Pj = ψ*G: Lực quán tính;
L: Chiều dài cơ sở
Trang 35Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 25
1.5.5.3 Phần trăm sai lệch tải trọng lên các cầu giữa trạng thái tĩnh và trạng thái ñộng khi xe không tải và khi ñầy tải:
+) Cầu trước:
% 100
*
1
1 1 1
t
t d
Z
Z Z
*
10
10 10 10
t
t d
Z
Z Z
=
⇒⇒⇒ 10 *100%
10 10
*
1
1 1 1
t
t d
Z
Z Z
=
⇒⇒⇒ 1 *100%
1 1
*
2
2 2 2
t
t d
Z
Z Z
=
% 100
*
20
20 20 20
t
t d
Z
Z Z
=
⇒⇒⇒ 20 *100%
20 20
*
2
2 2 2
t
t d
Z
Z Z
=
⇒⇒⇒ 2 *100%
2 2
Nhận xét: Trong các chỉ tiêu ñánh giá chất lượng phanh thì chỉ tiêu
quãng ñường phanh là ñặc trưng nhất và có ý nghĩa quan trọng nhất Vì quãng ñường phanh cho phép người lái hình dung ñược vị trí xe sẽ dừng trước một chướng ngại vật mà họ phải xử trí ñể khỏi xảy ra tai nạn khi người lái xe phanh ở tốc ñộ ban ñầu nào ñấy
Trang 36
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 26
Chương 2 ðỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 ðối tượng nghiên cứu
ðối tượng nghiên cứu là xe tải Hyundai 1.25 tấn do Hàn Quốc sản xuất ñược nhập khẩu vào Việt Nam và ñược sử dụng rất phổ biến vào công việc vân chuyển hàng hoá rất phù hợp với ñịa hình, cung ñường và loại ñường ở Việt Nam Hình dạng bề ngoài xe Huyndai 1.25 tấn thể hiện trên hình 2.1 Là loại xe có hệ thông truyền lực bằng cơ khí, ly hợp một ñĩa dạng ma sát khô, hộp số có 5 số tiến, một số lùi, loại xe tải có một cầu sau chủ ñộng ñược lắp ñộng cơ Diezel D4BB với bơm cao áp VE và bộ ñiều tốc ly tâm mọi chế ñộ thể hiện trên hình 2.1 Các thông số kỷ thuật của xe thể hiện trên bảng 2.1
Hình 2.1 Xe Huyndai 1.25 tấn
Trang 37Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 27
Bảng 2.1 “ðặc ñiểm kỹ thuật của xe tải HYUNDAI 1.25 tấn
Theo catalor của xe ñang sử dụng”
Mã hiệu của xe Các thông số kỷ thuật ðơn vị HYUNDAI 1.25 tấn Kích thước
OHC 911x100mm 2607cc 80.5ps/4000rpm 16.5kg/2200rpm
Số sàn 5 số tiến, 1 số lùi
4.310; 2.331;1.529;1.000; 0.880; 4.124
3.909 Nhíp trước và nhíp sau và ống giảm chấn tác dụng hai chiều
Dạng ñĩa tản nhiệt Dạng tang trống mạch kép thuỷ lực,
có trợ lực chân không
Bộ ly hợp lò xo màng, ñĩa ly hợp ñơn khô, ñiều khiển bằng thuỷ lực 4.7
6.50 x 15 – 12 5.50 x 13 - 12
Trang 38Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 28
2.2 Phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Trong luận văn này sử dụng những cơ sở lý thuyết về ñộng lực học của quá trình phanh ôtô, lý thuyết ô tô máy kéo, kết cấu tính toán ôtô máy kéo, thiết kế tính toán ôtô máy kéo, tính toán dao ñộng máy, ñể xây dựng mô hình toán
- Áp dụng các phương pháp lý thuyết về cơ học, toán học ñể xây dựng
mô hình nghiên cứu ñộng lực học của xe khi phanh
- Sử dụng phương trình Lagrăng loại II ñể lập mô hình toán học
- Sử dụng phương pháp mô phỏng số và phần mềm Matlab ñể mô phỏng tính chất ñộng lực học của xe khi phanh
2.2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và xử lý số liệu
- Sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ñể xác ñịnh các tham
số ñầu vào của mô hình lý thuyết
- Sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ñể kiểm chứng mô hình lý thuyết
- Nội dung của từng phương pháp ñược trình bày chi tiết trong các phần của chương 3 và chương 4 có liên quan ñến từng phương án cụ thể
Trang 39Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 29
Chương 3 XÂY DỰNG MÔ HÌNH ðỘNG LỰC HỌC QUÁ TRÌNH PHANH
Ô TÔ TẢI HYUNDAI 1,25
Trong chương này trình bày cơ sở lý thuyết quá trình phanh có tính ñến
sự phân bố lại tải trọng trên các cầu xe do các nguyên nhân: do tải trọng ñộng,
do thay ñổi tải trọng chuyên chở và do tính chất ñàn hồi và giảm chấn của hệ thống treo
3.1 Thiết lập mô hình ñộng lực học khi phanh xe
3.1.1 Lựa chọn mô hình nghiên cứu
Như ñã phân tích ở phần tổng quan, các tính chất ñộng lực học khi phanh ô tô có thể ñược mô hình hóa bằng mô hình vật lý, mô hình toán học hoặc kết hợp cả hai mô hình Mỗi loại mô hình lại ñược phân lớp bài toán ở mức ñộ phức tạp, mức ñộ chính xác khác nhau, tùy theo mục ñích và ñiều kiện nghiên cứu
Mục ñích chính của ñề tài này là khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng ñến tính năng phanh, trong ñó có xem xét ñến ảnh hưởng của các tính chất của hệ thống treo xe
Với mục ñích trên và trong khuôn khổ của ñề tài luận văn, chúng tôi lựa chọn mô hình dao ñộng trong mặt phẳng thẳng ñứng của xe
Một số giả thiết:
ðể xây dựng mô hình ñộng lực học khi phanh, chúng tôi sử dụng một
số giả thiết sau
- ðặc tính của các phần tử của hệ thống treo và lốp là tuyến tính, không
bị uốn ngang;
- Phanh xe trên ñường bằng;
Trang 40Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 30
- Xe chuyển ñộng thẳng trong quá trình phanh;
- Bỏ qua lực cản không khí
Trên hình 3.1 là sơ ñồ các lực tác dụng lên xe khi phanh
Hình 3.1 Sơ ñồ lực tác dụng lên xe khi phanh
3.1.2 Thiết lập phương trình vi phân chuyển ñộng
Xe Hyundai 1,25 tấn do Hàn Quốc sản xuất là loại xe 2 cầu sử dụng hệ thống treo phụ thuộc với các phần tử ñàn hồi là nhíp (cầu sau) và lò xo (cầu trước); Các phần tử giảm chấn là các ống thủy lực, lắp ñối xứng hai bên
tải trọng trên các cầu và dẫn ñến sự dao ñộng xe trong mặt phẳng dọc, dao ñộng theo phương thẳng ñứng và xoay quanh trục y
Mô hình dao ñộng của xe Hyundai 1,25 trong mặt phẳng thẳng ñứng ñược thể hiện trên hình 3.2