Nghiên cứu an toàn chuyển động ô tô ở việt nam

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu riêng dƣới hƣớng dẫn PGS.TS Lƣu Văn Tuấn Đề tài đƣợc thực Bộ môn Ô tô Xe chuyên dụng - Viện Cơ khí Động lực - Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Các nội dung trình bày đề tài hoàn toàn trung thực xác Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả Bùi Ngọc Luận LỜI CẢM ƠN Với tƣ cách tác giả luận văn này, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Lƣu Văn Tuấn, Thầy hƣớng dẫn tận tình chu hoàn thành luận văn Đồng thời xin chân thành cảm ơn Thầy môn Ô tô Xe chuyên dụng Bạn bè giúp đỡ, tạo điều kiện tốt thời gian học làm luận văn Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Gia đình, Cơ quan Bạn bè ngƣời động viên chia sẻ với nhiều suốt thời gian học làm luận văn Tác giả Bùi Ngọc Luận MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ, BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ THỰC TRẠNG GIAO THÔNG VÀ TÌNH HÌNH TAI NẠN Ở VIỆT NAM 10 1.1 Đặt vấn đề 10 1.2 An toàn giao thông đƣờng 11 1.3 Số lƣợng phƣơng tiện hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn an toàn kỹ thuật phƣơng tiện Việt Nam 11 1.4 Hệ thống đƣờng giao thông Việt Nam 13 1.5 Thực trạng giao thông đƣờng tình hình tai nạn giao thông Việt Nam 15 1.6 Mục tiêu, đối tƣợng, phƣơng pháp nghiên cứu ý nghĩa luận văn 17 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN AN TOÀN CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ 19 2.1 Khái quát an toàn chuyển động ô tô 19 2.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến an toàn chuyển động ô tô 24 2.2.1 Các yếu tố ảnh hƣởng liên quan đến phƣơng tiện 26 2.2.1.1 Yếu tố ảnh hƣởng liên quan tới hệ thống phanh 26 2.2.1.2 Yếu tố ảnh hƣởng thay đổi lực kéo hai bánh xe chủ động 36 2.2.1.3 Yếu tố ảnh hƣởng động học quay vòng xe 39 2.2.2 Các yếu tố ảnh hƣởng liên quan đến ngƣời lái 46 2.2.2.1 Yếu tố ảnh hƣởng đến khả quan sát ngƣời lái 46 2.2.2.2 Yếu tố ảnh hƣởng kỹ điều khiển ngƣời lái 47 2.2.2.3 Yếu tố ảnh hƣởng liên quan đến sức khỏe ngƣời lái 48 2.2.2.4 Yếu tố tuổi ngƣời lái ảnh hƣởng tới khả quan sát 49 2.2.2.5 Yếu tố ảnh hƣởng vận tốc tới khả quan sát ngƣời lái 49 2.2.2.6 Yếu tố ảnh hƣởng khoảng cách xe tham gia giao thông 50 2.2.3 Các yếu tố ảnh hƣởng liên quan đến đƣờng ô tô thời tiết 50 2.2.3.1 Yếu tố vật liệu đƣờng trạng thái mặt đƣờng ảnh hƣởng đến hệ số bám 50 2.2.3.2 Yếu tố ảnh hƣởng liên quan đến đƣờng ô tô 51 2.2.3.3 Yếu tố ảnh hƣởng liên quan đến thời tiết 52 CHƢƠNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO AN TOÀN CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ 54 3.1 Các giải pháp kỹ thuật đảm bảo an toàn chủ động 54 3.1.1 Nhóm giải pháp liên quan đến ô tô 54 3.1.1.1 Giải pháp nâng cao hiệu phanh: 54 3.1.1.2 Giải pháp trang bị hệ thống điều khiển lực kéo TCS 60 3.1.2 Nhóm giải pháp liên quan đến điều kiện khả điều khiển lái xe 65 3.1.2.1 Thiết kế bố trí ghế ngồi hợp lý cho lái xe 65 3.1.2.2 Bố trí thiết bị kiểm tra cấu điều khiển 67 3.1.2.3 Trang bị gƣơng chiếu hậu 71 3.1.2.4 Trang bị hệ thống điều hòa không khí 71 3.1.2.5 Giảm độ ồn 72 3.1.3 Nhóm giải pháp liên quan đến đƣờng xá 73 3.2 Các giải pháp kỹ thuật đảm bảo an toàn bị động 75 3.2.1 Bảo vệ ngƣời lái ngƣời ngồi xe 77 3.2.2 Giải pháp bố trí nội thất 78 3.2.3 Trang bị dây đai an toàn túi khí bảo vệ 80 3.2.4 Trang bị kính an toàn 81 3.2.5 Giải pháp an toàn thụ động bên 82 KẾT LUẬN 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ, BẢNG BIỂU Hình 1.1 Số liệu thống kê tai nạn giao thông hàng năm Việt Nam ……… …….…16 Hình 2.1 Mối quan hệ Ngƣời lái - Đƣờng - Xe ….…………………….……………….…………19 Hình 2.2 Các yếu tố liên quan đến an toàn chủ động ô tô …………… ………… ….21 Hình 2.3 An toàn bị động ô tô ………………………………………………… ………….…… 22 Hình 2.4 An toàn chuyển động ô tô ……………………………………………………….….…23 Hình 2.5 Các yếu tố ảnh hƣởng đến an toàn chuyển động ô tô……………….…… 25 Hình 2.6 Bánh xe chịu mô men phanh …………………………………………….………… ………27 Hình 2.7 Sơ đồ xác định phản lực thẳng đứng tác dụng từ mặt đƣờng ……… …….…31 Hình 2.8 Sơ đồ phân bố tải trọng ô tô phanh …………………… ……………… … 32 Hình 2.9 Quan hệ lực phanh cực đủa bánh xe trƣớc sau … …………….…34 Hình 2.10 Mối quan hệ hệ số bám độ trƣợt ……………………………… ……….…35 Hình 2.11 Cơ cấu vi sai …………………………………………………………….………….….…………36 Hình 2.12 Quay vòng xe lốp có biến dạng ngang ……………………………………….…40 Hình 2.13 Mô hình quay vòng dãy ……………………………………………… ….……….……40 Hình 2.14 Quan hệ vận tốc xe góc quay bánh dẫn hƣớng ……………………….43 Hình 2.15 Quỹ đạo quay vòng xe trạng thái quay vòng …………………….………45 Hình 2.16 Quỹ đạo chuyển động xe có lực ngang tác dụng …… ;……………45 Hình 2.17 Các yếu tố ảnh hƣởng tới khả quan sát ngƣời lái …….……………47 Hình 2.18 Các yếu tố ảnh hƣởng tới khả tránh va chạm xe ………….……….48 Hình 2.19 Mức độ tỉnh táo ngày …………………………………………………… ……… 48 Hình 2.20 Ảnh hƣởng tuổi tới tầm nhìn ngƣời lái ……….……………….…………49 Hình 2.21 Quan hệ vận tốc ô tô góc nhìn thấy mắt ngƣời lái ……………49 Hình 2.22 Các yếu tố ảnh hƣởng đến hệ số bám tải trọng vận tốc…………… 51 Hình 3.1 Bộ điều hoà thông số …………………………………….………………………………55 Hình 3.2 Nguyên tắc làm việc hệ thống phanh có ABS ………………….……………57 Hình 3.3 Hoạt động van điều khiển …………………………….…… …………………………59 Hình 3.4 Các trƣờng hợp quay vòng thiếu quay vòng thừa …………… …… …….…61 Hình 3.5 Trƣờng hợp xe thẳng qua ngã ba …………………………………………… …….….62 Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển lực kéo TCS……………………….…63 Hình 3.7 Sơ đồ cấu tạo hệ thống điều khiển lực kéo TCS ………………….… … …64 Hình 3.8 Sơ đồ bố trí ghế ngồi cho ngƣời xe ………………………….……………….… 66 Hình 3.9 Vị trí ngƣời lái góc tựa lƣng hình mẫu phẳng ……… …………….67 Hình 3.10 Sơ đồ phân loại việc bố trí hệ điều khiển ………………….…….………68 Hình 3.11 Sơ đồ bố trí bảng điều khiển thiết bị kiểm tra …………………….…….69 Hình 3.12 Các mặt chiếu độ với tới phần tử điều khiển ……………………… … 70 Hình 3.13 Xác suất va chạm theo hƣớng ……………………………………….……… … 76 Hình 3.14 Thử nghiệm theo tiêu chuẩn ECE ………………………………… … … ……78 Hình 3.15 Xác suất gây thƣơng tích va chạm ………………………… ……… …………79 Hình 3.16 Các kết cấu bố trí nội thất xe …………………………….………… …………….80 Hình 3.17 Giải pháp dây đai an toàn túi khí bảo vệ ……………………………………… 81 Hình 3.18 Kính an toàn ô tô ……………………………………………………… …… ….……82 Bảng 2.1 Quy định giá trị gia tốc chậm dần cực đại cho loại xe …………… ….….28 Bảng 2.2 Quãng đƣờng phanh (m) tính theo công thức (2.9)…………………… ….… …30 Bảng 2.3 Hệ số bám số loại đƣờng ……………………………… ………………… ….51 Bảng 3.1 Kết thí nghiệm quãng đƣờng phanh ……………………………… ……… ….60 Bảng 3.2 Thông số kích thƣớc chiều rộng xe…………………… …………….……74 Bảng 3.3 Độ dốc ngang yếu tố mặt cắt ngang ………………………… ……… …74 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Ý nghĩa (Tên gọi) Đơn vị a Khoảng cách từ tâm cầu trƣớc đến trọng tâm xe m b Khoảng cách từ tâm cầu sau đến trọng tâm xe m B Chiều rộng sở xe m L Chiều dài sở xe m G Trọng lƣợng xe N m Khối lƣợng kg h Chiều cao trọng tâm xe m g Gia tốc trọng trƣờng Fz Phản lực từ mặt đƣờng tác dụng lên bánh xe Mk Mô men kéo Nm Mp Mô men phanh Nm m/s2 N S Quãng đƣờng phanh m Fp Lực phanh N Fq Lực quán tính N φ Hệ số bám Fms Lực ma sát N λ Độ trƣợt % φx Hệ số bám dọc φy Hệ số bám ngang R Bán kính quay vòng v Vận tốc tịnh tiến xe Pφ Lực bám N Pk Lực kéo N Mms ω ABS m m/s Mô men ma sát Nm Vận tốc góc rad/s Hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Anti-lock Brake System) TSC Hệ thống điều khiển lực kéo (Traction Control System) ECE Tiêu chuẩn châu Âu (Economic Commission for Europe) LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, ô tô trở thành loại phƣơng giao thông phổ biến đời sống xã hội, góp phần tạo sở vững cho tiến văn minh nhân loại Tuy nhiên, bên cạnh lợi ích vô lớn đó, ô tô mang lại hệ lụy không nhỏ cho xã hội loài ngƣời Mỗi năm giới có triệu ngƣời bị tai nạn giao thông mức độ nghiêm trọng Theo đánh giá nhiều nƣớc, tai nạn giao thông đƣờng gây tổn thất kinh tế chiếm khoảng từ 1% đến 2% GDP hàng năm Có thể nói, dù đâu lúc nào, có ngƣời tham gia giao thông tồn mối nguy hiểm tai nạn giao thông gây ra, tai nạn giao thông thực trở thành vấn đề nóng xã hội Việt Nam nƣớc có tỷ lệ tử vong tai nạn giao thông tổng số phƣơng tiện đứng hàng đầu Thế giới Đặc biệt, năm gần đây, số lƣợng phƣơng tiện lƣu lƣợng tham gia giao thông tăng lên nhanh chóng nên số vụ tai nạn giao thông đƣờng tăng đột biến dấu hiệu giảm xuống Nhƣ vậy, nói việc nghiên cứu an toàn giao thông giải pháp kiềm chế tai nạn giao thông nói chung có tính cấp thiết đƣợc xã hội quan tâm Có nhiều yếu tố liên quan tới an toàn giao thông đƣờng Để nghiên cứu vấn đề này, ngƣời ta thƣờng xem xét điều kiện an toàn đặc trƣng cụ thể, sở đánh giá đƣa giải pháp hạn chế nhằm giảm thiểu khả xảy tai nạn Khi vận hành ô tô đƣờng, yếu tố gây an toàn xuất đột ngột từ nhiều phía Tai nạn xảy phƣơng tiện ngƣời lái yếu tố đƣờng, môi trƣờng yếu tố khách quan khác đƣa đến Do việc nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu an toàn chuyển động ô tô Việt Nam” cần thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn quan trọng CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ THỰC TRẠNG GIAO THÔNG VÀ TÌNH HÌNH TAI NẠN Ở VIỆT NAM 1.1 Đặt vấn đề Ô tô phƣơng tiện giao thông phổ biến toàn giới Ô tô đời từ nửa cuối kỷ 18, sau động nƣớc đời Những “thế hệ” ô tô có số lƣợng không lớn vận tốc ô tô không cao Hơn 200 năm trôi qua, ngày ô tô tràn ngập khắp giới đặc biệt vận tốc ô tô tăng lên vƣợt bậc Ngày đƣờng bình thƣờng, ô tô chạy đến 100 km/h, đƣờng cao tốc vận tốc cho phép lên đến 150 km/h nữa, xe đua chạy đƣờng đặc biệt vận tốc lên 200 km/h Ô tô với khối lƣợng m chạy với vận tốc v có động năng: mv L Nếu ô tô va chạm với đối tƣợng tùy theo tính chất va chạm, phần lƣợng truyền cho đối tƣợng Nếu đối tƣợng vật thể gây hƣ hại cho vật thể Nếu đối tƣợng ngƣời đối tƣợng bị thƣơng chết Đối với ô tô va chạm, vùng va chạm bị hƣ hỏng, vận tốc ô tô đột ngột giảm xuống, (đến vận tốc dừng lại), ô tô chịu gia tốc lớn Hậu ô tô bị hƣ hỏng, ngƣời hàng hóa ô tô bị va đập gây hƣ hỏng hàng hóa, gây thƣơng tích chết ngƣời Khi va chạm, ô tô bị đổ, bị văng khỏi đƣờng, lao xuống ruộng, sông, vực, gây nên hậu khôn lƣờng Do “an toàn" luôn đồng hành với vận hành ô tô Ô tô phƣơng tiện giao thông đƣờng bộ, tham gia giao thông với ô tô có phƣơng tiện khác Ngoài đƣờng có loại hình giao thông khác nhƣ đƣờng sắt, đƣờng thủy, đƣờng không Vì có khái niệm chung an toàn giao thông 10 Việc xác định không gian làm việc cho ngƣời lái đƣợc xác định thực nghiệm nhờ thiết bị đặc biệt: ngƣời lái đƣợc ngồi ghế đƣợc cố định dây đai an toàn, trƣớc mặt ngƣời điều khiển đƣợc đặt hàng loạt nằm ngang ( từ sàn xe đến tận nóc), mô phận điều khiển độ với đƣợc thay đổi dịch chuyển kết đạt đƣợc vùng làm việc chiều độ với H Hình 3.12 Các mặt chiếu độ với tới phần tử điều khiển Không gian làm việc đƣợc thể hình chiếu hình chiếu đứng ( hình 3.12) làm sở cho việc bố trí phận điều khiển tay Nếu lấy điểm H ( giao điểm trục thân ngƣời đùi ) làm chuẩn thì: - Trên hình chiếu khoảng 200 mm kể từ điểm H bên phải ngƣời lái không nên bố trí thiết bị điều khiển vƣớng vô lăng Tầm với tối đa theo phƣơng 400 mm kể từ điểm tựa H Vì vậy, vùng thuận tiện bố trí thiết bị điều khiển 200 ÷ 400 mm bên phải ngƣời lái Cũng hình chiếu bằng, tầm với thuận tiện theo phƣơng dọc xe từ 700 mm đến (700 + 300) mm 70 - Trên hình chiếu đứng, tầm với thuận tiện theo phƣơng thẳng đứng kể từ điểm tựa H từ 300 † 700 mm theo phƣơng dọc xe từ 400 đến (400 + 200)mm 3.1.2.3 Trang bị gƣơng chiếu hậu Đối với phƣơng tiện giao thông đƣờng bộ, gƣơng chiếu hậu thiết bị quan trọng liên quan tới an toàn chuyển động ô tô Gƣơng chiếu hậu dùng cho ôtô đƣợc quy định TCVN 6769-2001 Về bản, gƣơng chiếu hậu lắp phƣơng tiện giao thông đƣờng phải đáp ứng đƣợc yêu cầu sau đây: - Tất gƣơng chiếu hậu phải điều chỉnh đƣợc cách dễ dàng quanh cán gƣơng nhƣng không rung lắc, lỏng lẻo xe chuyển động - Phải đảm bảo bền bị chèn ép va chạm Khi bị vỡ mảnh kính văng phải hạn chế tối đa việc gây sát thƣơng cho ngƣời điều khiển phƣơng tiện nhƣ ngƣời khác - Bề mặt phản xạ gƣơng phải có hình dạng phẳng cầu lồi tuỳ theo loại gƣơng Diện tích nhƣ dạng bề mặt gƣơng phải giúp cho ngƣời lái xe dễ dàng quan sát qua gƣơng phía trƣớc bánh xe, xung quanh xe, phía sau xe nhƣ phía sau xe Trong trình sử dụng cần lƣu ý số vấn đề sau: - Phải lắp đặt đủ số lƣợng gƣơng theo thiết kế nhà sản xuất - Khi sửa chữa, thay phụ tùng phải sử dụng loại gƣơng theo quy định nhà sản xuất - Cần lắp đặt, điều chỉnh theo tài liệu kỹ thuật - Giữ gìn không để nƣớc, chất bẩn làm bẩn, mờ gƣơng đặc biệt loại gƣơng có cấu điều khiển điện 3.1.2.4 Trang bị hệ thống điều hòa không khí Trong trình điều khiển xe, trạng thái tâm sinh lý ngƣời lái đóng vai trò quan trọng an toàn giao thông Hệ thống điều hòa khí hậu xe đƣợc trang bị nhằm nâng cao an toàn tích cực cho ô tô qua việc đảm bảo 71 môi trƣờng làm việc tốt cho ngƣời lái Ngoài ra, hệ thống điều hòa góp phần nâng cao tiện nghi cho phƣơng tiện vân chuyển đƣờng giúp cho hành khách bớt mệt nhọc xe Thực chất việc điều hòa khí hậu xe điều chỉnh thông số sau phải đảm bảo yêu cầu sau: - Nhiệt độ không khí xe: nhiệt độ lý tƣởng là: tv = 18 ÷ 22o - Độ ẩm không khí: độ ẩm tƣơng đối dao động từ φ = 40 † 60o - Cung cấp đủ ô xy cho ngƣời lái hành khách xe trƣờng hợp xe đứng yên sƣởi ấm làm mát phải đóng kín tất cửa nhƣ kính xe - Đảm bảo độ không khí xe thể qua số CO2 = ÷ 0,17%; CO = † 0,01% lƣợng bụi không 0,001g/m3, hệ thống điều hòa phải có khả thải nhiệt nhƣ mùi gây khó chịu trình xe chạy Các kết cấu đáp ứng điều kiện vi môi trƣờng bao gồm: - Độ kín khung vỏ, cửa, - Sử dụng cách nhiệt cho phận có nhiệt độ cao: động cơ, két tản nhiệt… - Quạt thông gió, - Điều hòa nhiệt hai chế độ: nóng lạnh Ảnh hƣởng lớn đến chất lƣợng độ không khí nhiệt độ độ ẩm, đặc biệt ô tô chở ngƣời Để trì điều kiện tiêu chuẩn cần thiết phải có quạt thông gió điều hòa nhiệt độ 3.1.2.5 Giảm độ ồn Độ ồn đƣợc tập hợp tiếng ồn cụm đơn lẻ Ảnh hƣởng độ ồn kết cấu ô tô phụ thuộc vào kết cấu tổng thành Độ ồn gây nên ảnh hƣởng của: tác động gây nên từ mặt đƣờng, độ ồn bên môi trƣờng nguồn rung động từ động cơ, quạt gió, hệ thống truyền lực, bánh xe, khí xả thoát môi trƣờng bên ngoài, rung động vỏ xe …Đánh giá 72 độ ồn chung cho toàn xe đƣợc xem xét theo hai tiêu: độ ồn bên độ ồn bên Độ ồn môi trƣờng giao thông đƣợc đánh giá độ ồn bên Các tác động độ ồn ảnh hƣởng tới khả làm việc ngƣời lái, giảm tiện nghi cho hành khách ô tô đƣợc đánh giá qua tiêu độ ồn bên thuộc lĩnh vực an toàn chủ động Độ ồn chia: - Nguồn gây ồn phụ thuộc vào số vòng quay động cơ: khí xả thoát môi trƣờng, va chạm học động cơ, tiếng nổ động đốt trong, quạt gió - Nguồn gây ồn phụ thuộc vào tốc độ ô tô : va chạm không khí với khung vỏ xe, tiếng hệ thống truyền lực, va đập bánh xe đƣờng truyền vào xe,… - Nguồn gây ồn phụ thuộc vào liên kết kết cấu ô tô: liên kết khung vỏ, hệ treo, hệ thống lái, không cân bằng… Để hạn chế độ ồn phải: - Hạn chế tiếng ồn nguồn kể , - Giảm âm cho khoang buồng lái hay khoang hành khách cách âm, - Giảm rung động kết cấu, - Thay đổi độ cứng phận đàn hồi, - Tránh gây nên tác động có ảnh hƣởng cộng hƣởng âm thanh… Trên sở phân tích đầy đủ yêu cầu mẫu ô tô thiết kế, nhà thiết kế lựa chọn giải pháp kết cấu thỏa mãn yêu cầu tiêu chuẩn an toàn chủ động 3.1.3 Nhóm giải pháp liên quan đến đƣờng xá - Thiết kế đƣờng chất lƣợng bề mặt; độ dốc; bán kính đoạn đƣờng cong; khoảng lƣu không (từ mép đƣờng đến chƣớng ngại vật nhƣ gốc cây, công trình dân sinh, công cộng, …); tầm nhìn (không có vật gây hạn chế tầm nhìn); phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật an toàn cho phƣơng tiện tham gia giao thông nhƣ: 73 - Tốc độ thiết kế, tốc độ khác với tốc độ cho phép lƣu hành đƣờng quan quản lý đƣờng Tốc độ lƣu hành cho phép, phụ thuộc tình trạng thực tế đƣờng (khí hậu, thời tiết, tình trạng đƣờng, điều kiện giao thông, ) - Chiều rộng xe: thông thƣờng, chiều rộng xe cho cấp đƣợc quy định nhƣ (bảng 3.2) Bảng 3.2 Thông số kích thƣớc chiều rộng xe số xe tối thiểu ứng với vận tốc thiết kế Cấp thiết kế đƣờng I II III IV V VI Tốc độ thiết kế (km/h) 120 100 80 60 40 30 Chiều rộng xe (m) 3,75 3,75 3,50 3,50 2,75 3,50 2 Số xe tối thiểu dành cho xe giới (làn) - Độ dốc ngang phận mặt cắt ngang đoạn đƣờng thẳng đƣợc quy định nhƣ (bảng 3.3) Bảng 3.3 Độ dốc ngang yếu tố mặt cắt ngang Yếu tố mặt cắt ngang Độ dốc ngang, % Bê tông xi măng bê tông nhựa 1,5 - 2,0 Các loại mặt đƣờng khác, mặt đƣờng lát đá tốt, phẳng 2,0 - 3,0 Mặt đƣờng lát đá chất lƣợng trung bình 3,0 - 3,5 Mặt đƣờng đá dăm, cấp phối, mặt đƣờng cấp thấp 3,0 - 3,5 - Tầm nhìn thiết phải bảo đảm chiều dài tầm nhìn đƣờng để nâng cao độ an toàn chạy xe độ tin cậy tâm lý để chạy xe với tốc độ thiết kế Các tầm nhìn đƣợc tính từ mắt ngƣời lái xe có chiều cao 1,00 m bên phần xe chạy, xe ngƣợc chiều có chiều cao 1,20 m, chƣớng ngại vật mặt đƣờng có chiều cao 0,10 m Khi thiết kế phải kiểm tra tầm nhìn Các chỗ không đảm bảo tầm nhìn phải dỡ bỏ chƣớng ngại vật (chặt cây, đào mái taluy ) Trƣờng hợp thật khó khăn, dùng gƣơng cầu, biển báo, biển hạn chế tốc độ biển cấm vƣợt xe 74 - Bán kính cong trƣờng hợp khó khăn vận dụng bán kính đƣờng cong nằm tối thiểu Khuyến khích dùng bán kính tối thiểu thông thƣờng trở lên, tận dụng địa hình để đảm bảo chất lƣợng chạy xe tốt Xe chạy đƣờng cong yêu cầu phải mở rộng phần xe chạy Khi bán kính đƣờng cong nằm ≤ 250 m, phần xe chạy mở rộng theo quy định - Tuỳ theo cấp thiết kế đƣờng, độ dốc dọc tối đa đƣợc quy định độ dốc dọc lớn cấp thiết kế đƣờng, độ dốc dọc lớn không vƣợt 11 % - Bố trí lắp đặt biển báo: Hệ thống đèn tín hiệu cảnh báo dẫn phải đƣợc thiết kế thi công đồng bộ, số lƣợng biển báo đủ để lái xe biết rõ đặc điểm, tình trạng đƣờng; nội dung biển báo nơi đặt phải gây ý cho lái xe, dễ quan sát; dễ đọc… - Trên đƣờng đèo, đồi, núi khúc cua ngoặt phải bố trí gƣơng cầu lồi để ngƣời lái dễ quan sát xử lý tình huống… - Trên đƣờng cao tốc phải bố trí trạm nghỉ, đƣờng tránh nạn;… cần thiết - Mặt đƣờng phải sử dụng vật liệu nhƣ nhựa bê tông có hệ số bám cao, ma sát tốt mặt đƣờng với lốp, mặt đƣờng có khe xốp để thoát nƣớc tốt,… để phƣơng tiện không bị trƣợt mặt đƣờng trời mƣa bị trƣợt lên mặt đƣờng phanh - Hệ thống chiếu sáng đƣờng ô tô phải đảm bảo đủ ánh sáng cho lái xe dễ quan sát xe vận hành đêm tối Trong điều kiện có hệ thống chiếu sáng đƣờng ô tô phù hợp tiêu chuẩn, khả quan sát ngƣời lái tăng lên nhiều, vận hành ô tô đƣờng an toàn 3.2 Các giải pháp kỹ thuật đảm bảo an toàn bị động An toàn bị động bao gồm đặc tính chất lƣợng kết cấu ô tô, để xảy tai nạn, đảm bảo tổn thất Các nghiên cứu tai nạn giao thông cho thấy: khả va chạm ô tô theo vùng mép biên thƣờng xảy với xác xuất va chạm khác 75 3% 4% 1% 14% 61% 10% 5% 2% Hình 3.13 Xác suất va chạm theo hƣớng Đồ thị phân bố xác suất va chạm chuyên gia nghiên cứu tai nạn giao thông cho (hình 3.13) Xác suất va chạm xảy lớn vùng phía trƣớc, sau phía bên chỗ ngồi ngƣời lái Các va chạm vùng theo tốc độ khác phân bố khác Khi tốc độ thấp xác suất va chạm lớn vùng sau vùng bên, thƣờng xảy nguyên nhân khách quan Khi tốc độ cao va chạm thƣờng xảy phía trƣớc gia tăng theo tốc độ ô tô chuyển động Các tai nạn giao thông gây tổn hại đến ngƣời tham gia giao thông Theo nhà nghiên cứu chia theo mức: - Mức – Không gây tổn thƣơng cho ngƣời, - Mức – Tổn thƣơng nhỏ, - Mức – Tổn thƣơng vừa, - Mức – Tổn thƣơng nặng, - Mức – Tổn thƣơng nặng, - Mức – Tổn thƣơng nghiêm trọng xác suất sống sót nhỏ, - Mức – Tổn thƣơng nghiêm trọng khả sống 76 Các mức đánh giá đƣợc dùng việc đánh giá an toàn bị động với ngƣời Các tiêu chuẩn bảo vệ ngƣời ô tô xảy tai nạn làm giảm thiểu tổn thất ngƣời cách: - Hạn chế tối đa va chạm cứng với phận thể để gây nên gãy vỡ xƣơng ( hạn chế mức 3,4,5,6), - Đảm bảo khoảng không gian cho phép để ngƣời xe có khả trì sống (mức trở lên), - Giảm thiểu khả gây thƣơng tích cho lái xe ngƣời xe cấu điều khiển, bề mặt vỏ xe bề mặt xung quanh ngƣời ( trang trí nội thất), - Đảm bảo khả tháo dỡ nhanh cụm để giảm thời gian cứu hộ ngƣời xe, - Hạn chế tối đa xảy cháy nổ 3.2.1 Bảo vệ ngƣời lái ngƣời ngồi xe Bảo vệ ngƣời lái trƣớc chấn thƣơng mục đích an toàn bị động bên bao gồm vấn đề sau: - Các phận đàn hồi bên khung vỏ ( bố trí phận có khả biến dạng trục lái, làm mềm bề mặt để giảm áp lực va đập), - Loại trừ vật liệu gẫy vỡ tạo dạng sắc, cứng, - Chống văng mảnh vỡ va đập kính, - Làm mềm vật gây nên sát thƣơng với ngƣời bị va chạm, - Giữ chặt ngƣời ngồi không bị văng khỏi vị trí ( dây đai, gối đỡ đầu, tựa ghế), - Khóa cửa an toàn chặt chẽ không gây tự mở cửa (khung giá lề cửa,…) - Sử dụng vật liệu mềm giảm va đập… Các thử nghiệm đánh giá chất lƣợng bảo vệ va chạm ô tô theo tiêu chuẩn châu Âu ECE trình bày (hình 3.14) Thử nghiệm yêu cầu chế độ đủ tải với trạng thái: 77 - Va chạm theo hƣớng diện với góc 30o tốc độ (56 km/h hay 48,3 km/h) (hình 3.14.a) - Va chạm theo hƣớng diện tốc độ (56 km/h hay 48,3 km/h ) (hình3.14.b) - Va chạm theo hƣớng bên tốc độ 36,2 km/h (hình 3.14.c) - Va chạm phần đầu xe tốc độ 56 km/h với chƣớng ngại vật biến dạng (hình 3.14.d) a) b) c) Chƣớng ngại biến dạng d) Hình 3.14 Thử nghiệm theo tiêu chuẩn ECE a),b),c),d) – Các test thử nghiệm 3.2.2 Giải pháp bố trí nội thất Các chi tiết bên va chạm gây thƣơng tích cho ngƣời lái Thống kê cho ô tô tổn thất va chạm xảy phía trƣớc đƣợc trình 78 bày (hình 3.15) Phần quan trọng cần quan tâm ép vành lái vào ngƣời lái, va đập gây thƣơng tích phần chân an toàn dây đai giữ ngƣời Trong thiết kế cần tính đến việc trang bị bố trí nội thất cho ô tô 10,8% Kính trƣớc 8,1% Cột chống trƣớc 27% Vành lái 1,4% Tấm nhựa 1,4% Tấm nhựa 29,7% Vùng chân Cửa bên 10,8% 24,3% Dây đai an toàn Hình 3.15 Xác suất gây thƣơng tích va chạm Một số giải pháp kết cấu bố trí nội thất (hình 3.16) - Hoàn thiện kết cấu dây đai an toàn kết hợp sử dụng túi khí bảo vệ, - Sử dụng trục lái có khớp nối mềm (a), - Vành lái có khả tự dịch chuyển va chạm (b), - Chống tỳ ép vành lái vào ngƣời lái (c), - Trục lái đàn hồi, - Giá đỡ trục lái biến dạng 79 a) Trục lái có khớp nối mềm c) b) Hình 3.16 Các kết cấu bố trí nội thất xe 3.2.3 Trang bị dây đai an toàn túi khí bảo vệ Các yêu cầu dây đai an toàn túi khí bảo vệ: - Có hiệu hoạt động nhanh kể từ xuất gia tốc chậm dần đủ lớn theo hƣớng chống xô mạnh ngƣời lái hành khách phía trƣớc Hiện đạt hiệu tác động nhanh khoảng 50 ÷ 20 ms ( miligiây) - Sau tác động bảo vệ, túi khí phải nhanh chóng xả khí để chống ngạt - Tải trọng tác dụng lên ngƣời lái hành khách phù hợp với giới hạn sinh học ngƣời, - Hệ thống không tự hoạt động phạm vi sử dụng thông thƣờng thƣờng xuyên hiệu chỉnh độ căng dây giữ , 80 Kết cấu điển hình cho giải pháp dây đai an toàn, túi khí bảo vệ trình bày (hình 3.17) Túi khí che ngực Túi khí che chân Hình 3.17 Giải pháp dây đai an toàn túi khí bảo vệ 1- Dây đai an toàn; 2- Túi khí cho hành khách 3- Túi khí cho lái xe; 4- Thiết bị điều khiển 3.2.4 Trang bị kính an toàn Để đảm bảo khả quan sát ngƣời điều khiển phƣơng tiện nhƣ hạn chế thƣơng tích cho ngƣời ngồi xe xảy tai nạn kính sử dụng ôtô phải loại kính an toàn đáp ứng đƣợc yêu cầu sau đây: - Tất loại kính, bao gồm kính để sản xuất kính chắn gió phải giảm đến mức tối đa nguy gây thƣơng tích cho ngƣời kính bị vỡ Kính phải có đủ độ bền điều kiện nhiệt độ khí quyển, tác dụng hoá học, cháy mài mòn - Kính an toàn phải đủ suốt, không gây hình ảnh méo mó nhìn qua kính chắn gió, không gây lẫn lộn màu đƣợc sử dụng bảng hiệu giao thông đèn tín hiệu Trong truờng hợp kính chắn gió bị vỡ mảnh vỡ phải bám lại đủ thời gian cho ngƣời lái xe quan sát đƣờng rõ ràng để phanh dừng xe an toàn 81 Hình 3.18 Kính an toàn ô tô 3.2.5 Giải pháp an toàn thụ động bên An toàn thụ động bên giảm hậu tai nạn ngƣời tham gia giao thông, đặc biệt ngƣời đƣờng Các giải pháp để đảm bảo an toàn thụ động bên là: - Tạo nên chắn giảm va phía trƣớc sau xe, - Kết cấu hợp lý phần đầu xe, tránh va chạm vào chỗ cứng ngƣời đƣờng…, - Loại trừ tất đƣờng cong nhọn khung vỏ ( bán kính công nghệ khung vỏ ô tô không cho phép nhỏ 2,5 mm), - Loại trừ kết cấu bắt bên văng xảy tai nạn 82 KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu làm việc tích cực, hoàn thành luận văn Luận văn thực đƣợc nội dung sau: - Giới thiệu chung phát triển nhanh chóng phƣơng tiện giao thông đƣờng mạng đƣờng giao thông đƣờng nhƣ thực trạng giao thông đƣờng Việt Nam năm gần Thống kê tình hình vụ tai nạn giao thông năm gần đây, sở phân tích nguyên nhân xảy tai nạn đƣa hƣớng nghiên cứu để giảm thiểu tai nạn - Khái quát an toàn chuyển động ô tô có an toàn chủ động, an toàn bị động mối quan hệ “ Ngƣời lái - Đƣờng - Xe” Từ đƣa yếu tố ảnh hƣởng tới an toàn chuyển động ô tô có nhóm: Nhóm yếu tố ảnh hƣởng kết cấu phƣơng tiện, nhóm yếu tố ảnh hƣởng ngƣời lái, nhóm yếu tố ảnh hƣởng đƣờng ô tô Phân tích sở lý thuyết yếu tố ảnh hƣởng dẫn đến an toàn chuyển động để có giải pháp nâng cao an toàn chuyển động ô tô - Đề xuất trình bày nhóm giải pháp nâng cao an toàn chuyển động ô tô có nhóm giải pháp: + Nhóm giải pháp kỹ thuật đảm bảo an toàn chủ động + Nhóm giải pháp kỹ thuật đảm bảo an toàn bị động Do thời gian nhƣ khả có hạn luận văn có kiến thức rộng nên tập chung nghiên cứu số yếu tố ảnh hƣởng giải pháp nâng cao an toàn chuyển động có tầm ảnh hƣởng rõ rệt đến an toàn chuyển động ô tô yếu tố giải pháp khác mang tính chất khái quát giới thiệu Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc với giúp đỡ thầy giáo, cô giáo Bộ môn Ô tô Xe chuyên dụng - Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, đặc biệt hƣớng dẫn tận tình PGS.TS Lƣu Văn Tuấn suốt trình thực luận văn 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Võ Văn Hƣờng, Nguyễn Tiến Dũng, Dƣơng Ngọc Khánh, Đàm Hoàng Phúc (2014), Động lực học ô tô, Nhà xuất Giáo dục Việt Nam [2] Lƣu Văn Tuấn, Tập giảng môn Lý thuyết ô tô [3] Lƣu Văn Tuấn, Tập giảng môn Động lực học ô tô [4] Nguyễn Khắc Trai (2006), Cơ sở thiết kế ô tô, Nhà xuất Giao thông vận tải [5] Dƣơng Ngọc Khánh, Tập giảng Công nghệ khung vỏ [6] Nguyễn Thái Hùng (2014), Luận án tiến sỹ “ An toàn chuyển động ô tô đêm sử dụng đèn chiếu sáng phía trước‟‟ [7] Tài liệu Đường ô tô - Yêu cầu thiết kế (2005), TCVN 4054:2005 [8] Nguyễn Khắc Trai (1997), Tính điều khiển quỹ đạo chuyển động ô tô, Nhà xuất Giao thông vận tải [9] Bùi Xuân Cậy, Nguyễn Văn Hùng, Nguyễn Hữu Dũng (2012), An toàn giao thông đường bộ, Nhà Xuất Giao thông vận tải [10] UN-ECE R112 Uniform Provisions concerning the approval of motor vehicle headlamps emtting an asymmetrical passing beam or a driving beam or both and equipped with filament lamps [11] Cытник В Н (1971), Решение некаторых вопросов организации и безопасности движения с учетом особенностей зрительного восприятия водителя Автореф Дис На соиск Ученой степ Канд Техн Наук [12] Jason Clark (2004), Nighttime Driving Evaluation of the Effects of Disability and Discomfort Glare from Various Headlamps under Low and Hight Light Adaptation Levels - Blacksburg, Virginia 84 ... toàn chuyển động ô tô - Đƣa giải pháp nâng cao an toàn chuyển động ô tô 17 b Đối tƣợng: - Loại phƣơng tiện: Ô tô ô tô tải phù hợp với tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam; - Điều kiện: Ô tô. .. xe Hình 2.3 An toàn bị động ô tô Trên quan điểm nghiên cứu an toàn chủ động, ngƣời ta quan tâm tới trình vận hành ô tô, giải pháp giúp ngƣời lái điều khiển ô tô an toàn xác Mức độ an toàn đƣợc... 2.3 An toàn bị động ô tô ………………………………………………… ………….…… 22 Hình 2.4 An toàn chuyển động ô tô ……………………………………………………….….…23 Hình 2.5 Các yếu tố ảnh hƣởng đến an toàn chuyển động ô tô …………….…… 25 Hình