Đánh giá chất lượng phanh của ô tô tải cỡ trung sản xuất tại việt nam khi vận chuyển gỗ

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu, kết luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Nếu nội dung nghiên cứu trùng lặp với cơng trình nghiên cứu cơng bố, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm tn thủ kết luận đánh giá luận văn Hội đồng khoa học Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2016 Ngƣời cam đoan Lƣơng Thế Hƣng ii LỜI CẢM ƠN Nhân dịp hồn thành luận văn cho phép tơi đƣợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới Thầy giáo hƣớng dẫn khoa học PGS.TS Lê Văn Thái, dành nhiều thời gian bảo tận tình giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Trân trọng cảm ơn lãnh đạo nhà trƣờng, phòng Đào tạo sau đại học, khoa Cơ điện Công trình Trƣờng Đại học Lâm nghiệp giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành nhiệm vụ học tập nghiên cứu Trân trọng cảm ơn lãnh đạo phòng Đào tạo Trƣờng Đại học Lâm nghiệp tạo điều kiện thuận lợi cho hồn thành khóa học luận văn tốt nghiệp Trân trọng cảm ơn Nhà khoa học, bạn đồng nghiệp đóng góp nhiều ý kiến quý báu suốt q trình làm hồn chỉnh luận văn Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2016 Tác giả luận văn Lƣơng Thế Hƣng iii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục bảng vi Danh mục hình vii ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình áp dụng giới hóa vận chuyển gỗ 1.1.1 Trên giới 1.1.2 Ở Việt Nam 1.2 Tình hình nghiên cứu động lực học phanh ô tô 1.2.1 Trên giới 1.2.2 Trong nƣớc 1.3 Kết luận chƣơng 11 Chƣơng MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 13 2.2 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 13 2.2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 13 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 19 2.3.1 Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết 19 2.3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm 21 Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT 22 3.1 Cơ sở lý thuyết đánh giá chất lƣợng phanh ô tô 22 iv 3.1.1 Các lực tác dụng lên ô tô phanh 22 3.1.2 Hiệu q trình phanh tơ tải vận chuyển gỗ 23 Chƣơng CHẤT LƢỢNG PHANH CỦA XE Ô TÔ VẬN TẢI CỠ TRUNG KHI VẬN CHUYỂN GỖ 37 4.1 Xây dựng mơ hình tính tốn động lực học q trình phanh xe ô tô vận tải cỡ trung vận chuyển gỗ 37 4.1.1 Các giả thuyết 37 4.1.2 Xây dựng mơ hình động lực học trình phanh xe tải cỡ trung vận chuyển gỗ 38 4.2.3 Xây dựng phƣơng trình vi phân chuyển động phanh tơ xoay quanh trọng tâm 41 4.3 Xác định chất lƣợng q trình phanh xe tơ Thaco Foton cỡ trung 43 4.3.1 Xác định hiệu phanh 43 4.3.2 Xác định góc lệch hƣớng chuyển động ô tô phanh 46 4.3.3 Giải phƣơng trình vi phân chuyển động theo phƣơng pháp Runge Kutta ngơn ngữ lập trình Matlab 47 4.4 Đánh giá chất lƣợng phanh xe ô tô vận tải cỡ trung chở gỗ 51 4.4.1 Cơ sở đánh giá 51 4.5.2 Đánh giá chất lƣợng phanh xe ôtô vận tải cỡ trung chở gỗ 54 4.5 Đề xuất giải pháp nâng cao hệ thống phanh xe ô tô tải cỡ trung 54 Chƣơng NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 57 5.1 Mục đích nghiên cứu thực nghiệm 57 5.2 Đối tƣợng nghiên cứu thực nghiệm 57 5.3 Các thông số cần đo dụng cụ đo 57 5.3.1 Các thông số đo 57 5.3.2 Dụng cụ đo 57 5.4 Tiến hành thí nghiệm 57 v 5.4.1 Xác định tọa độ trọng tâm ôtô chở gỗ 57 5.4.2 Xác định hệ số bám ôtô với mặt đƣờng 62 5.4.3 Xác định hệ số cản lăn ô tô với mặt đƣờng 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC vi DANH MỤC CÁC BẢNG TT Nội dung Trang 2.1 Các thông số kỹ thuật xe Thaco Foton - cỡ trung 15 4.1 Bảng tính tốn mơ men phanh theo hệ số bám 46 4.2 Bảng tính tốn góc lệch  phanh theo hệ số bám 47 4.3 Chỉ tiêu đánh giá hiệu phanh số nƣớc 51 4.4 Tiêu chuẩn Châu Âu hiệu phanh (ECE R13) 52 vii DANH MỤC CÁC HÌNH TT 1.1 Nội dung Tàu hỏa đƣợc sử dụng để vận chuyển gỗ Mỹ 1.2 Xe tải quân đội đƣợc sử dụng vận chuyển gỗ năm 1913 1.3 Xe tải vận chuyển gỗ có lắp thêm ngoạm để tiện dụng cho việc bốc xếp gỗ lên, xuống xe 1.4 Xe công nông tự chế vận chuyển gỗ đƣờng 2.1 Xe ô tô Thaco Foton - cỡ trung 15 2.2 Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh xe tải Thaco Foton 17 2.3 Cơ cấu phanh trƣớc 18 2.4 Cơ cấu phanh sau 19 3.1 Các lực tác dụng lên ô tô phanh 22 3.2 Đồ thị thay đổi quãng đƣờng phanh theo vận tốc bắt đầu phanh v1 theo hệ số bám 26 3.3 Giản đồ phanh 27 3.4 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô phanh mà tơ bị quay góc β 32 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô vận chuyển gỗ thực trình phanh đƣờng xuống dốc Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô phanh làm tơ bị quay góc 38 4.3 Đồ thị kết khảo sát trình phanh đƣờng nhựa khô 48 4.4 Đồ thị kết khảo sát q trình phanh đƣờng đất khơ, 49 4.5 Đồ thị kết khảo sát trình phanh đƣờng đất ƣớt 50 5.1 Sơ đồ cấu tạo lực kế 57 5.2 Xác định trọng tâm theo chiều dọc ô tô 58 5.3 Sơ đồ xác định tọa độ trọng tâm theo chiều thẳng đứng 59 5.4 Xác định tọa độ trọng tâm theo chiều ngang 61 5.5 Đƣờng thí nghiệm cọc đóng bên đƣờng 64 4.1 4.2 Trang 41 ĐẶT VẤN ĐỀ Mở đầu Hiện nƣớc ta có mật độ tơ đƣờng ngày lớn yêu cầu tốc độ chuyển động cho phép ngày cao Trong hạ tầng giao thơng ta cịn yếu khơng theo kịp bùng nổ phƣơng tiện giao thông đƣờng độ Điều đặt vấn đề cấp thiết hàng đầu việc quản lý, sử dụng xe an tồn giao thơng đƣờng Theo số liệu thống kê sơ Cục cảnh sát giao thông, năm 2015 nƣớc xảy 22.326 vụ tai nạn giao thông đƣờng làm chết gần 8.500 ngƣời hàng chục nghìn ngƣời bị thƣơng gây thiệt hại ngƣời lãng phí lớn tài sản Nhà nƣớc nhân dân Trong đó, ngun nhân gây tai nạn giao thơng đƣờng 60÷70% ngƣời gây ra; 10÷15% hƣ hỏng máy móc, trục trặc kỹ thuật 20÷30% đƣờng xá xấu Trong nguyên nhân hƣ hỏng máy móc, trục trặc kỹ thuật theo thống kê cho thấy tai nạn hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn (52÷75%) Bởi nhà thiết kế liên tục đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu phát triển để cải tiến, hoàn thiện hệ thống phanh Tất hƣớng tới mục tiêu tăng hiệu phanh tính ổn định hƣớng phanh, tăng độ tin cậy làm việc hệ thống, qua đảm an tồn chuyển động tăng hiệu khai thác phƣơng tiện Bên cạnh đó, hãng vận tải nƣớc nhƣ: Thaco Trƣờng Hải, Vinaxuki…đã lắp ráp, sản xuất thành công nhiều loại ô tô tải đa dạng phong phú, có giá thành cạnh tranh Với sách đổi Nhà nƣớc, rừng đƣợc giao hộ gia đình, trang trại vùng núi, điều kiện kinh tế hạn chế, mặt hàng ô tô đáp ứng đƣợc nhu cầu vận chuyển hàng hóa nơng sản vận chuyển gỗ tới nơi tiêu thụ ngƣời dân Các hoạt động vận chuyển gỗ đƣợc thực điều kiện địa hình, đƣờng xá khó khăn, phức tạp Mặc dù vậy, đề tài đánh giá chất lƣợng phanh ô tô đƣợc lắp ráp Việt Nam vận chuyển hàng hóa nói chung, vận chuyển gỗ nói riêng cịn chƣa có, khiến cho ngƣời sử dụng xe theo cách cảm tính bỏ qua an tồn cho tính mạng Trên sở đó, nghiên cứu đề tài “Đánh giá chất lượng phanh ô tô tải cỡ trung sản xuất Việt Nam vận chuyển gỗ” cần thiết có ý nghĩa thực tiễn cao cho giai đoạn 2.Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn 2.1 Về khoa học - Xây dựng đƣợc mơ hình động lực học q trình phanh tơ tải cỡ trung vận chuyển gỗ, từ thiết lập đƣợc hệ phƣơng trình vi phân chuyển động cho xe phanh Kết nghiên cứu sở khoa học để đánh giá chất lƣợng phanh xe ô tô tải sản xuất Việt Nam vận chuyển gỗ - Bằng nghiên cứu thực nghiệm, xác định đƣợc thông số đầu vào phục vụ toán lý thuyết nhƣ tiêu đánh giá chất lƣợng phanh phanh ô tô tải cỡ trung sản xuất Việt Nam vận chuyển gỗ Kết nghiên cứu thực nghiệm số liệu đầu vào giải toán lý thuyết nhƣ việc xây dựng mơ hình động lực học q trình phanh ô tô vận chuyển gỗ đồng thời kiểm chứng với kết với nghiên cứu lý thuyết 2.2 Về thực tiễn Kết nghiên cứu luận văn sở khoa học để đánh giá chất lƣợng phanh cho xe ô tô cỡ trung sản xuất Việt Nam vận chuyển gỗ Trên sở đƣa giải pháp nhằm nâng cao chất lƣợng phanh xe, giúp cho nhà sản xuất có sở để hồn thiện nhƣ khuyến cáo cho ngƣời sử dụng xe hợp lý vận chuyển gỗ Chƣơng TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình áp dụng giới hóa vận chuyển gỗ 1.1.1 Trên giới Trên giới, lúc đầu cách thuận tiện để vận chuyển gỗ sau khai thác khai thác gần sơng sau vận chuyển theo đƣờng thủy Sau nguồn cung cấp gỗ gần đƣờng thủy giảm ngƣời khai thác gỗ phải xa để khai thác, họ sử dụng xe bò ngựa để kéo với suất thấp Dần dần khoa học kỹ thuật phát triển, hệ thống đƣờng tàu đƣợc sử dụng rộng rãi, ngƣời ta bắt đầu sử dụng hệ thống tàu xe lửa để vận chuyển gỗ [8] Hình 1.1 Tàu hỏa sử dụng để vận chuyển gỗ Mỹ Năm 1913 Coving, Washington, Hoa Kỳ lần xe tải đƣợc Quân đội Hoa Kỳ đƣa vào sử dụng để vận chuyển gỗ Sau chiến tranh giới lần thứ hai, số lƣợng xe tải quân phong phú đƣợc chuyển giao cho 65 hai cọc nằm đƣờng thẳng cần phải ngắt hộp số để ô tô chạy theo quán tính dừng hẳn Dùng thƣớc dây đo quãng đƣờng xe chạy theo quán tính (S) kể từ vị trị cắm cọc vị trí tơ dừng hẳn Hình 5.5 Đường thí nghiệm cọc đóng bên đường Phƣơng trình cân động có dạng nhƣ sau:  G v g  f G.S (5.15) Trong đó: v- vận tốc tơ bắt đầu cho xe chạy theo quán tính, (m/s);  - hệ số tính đến khối lƣợng quay tô hộp số bị ngắt, chủ yếu bánh xe Hệ số  đƣợc xác định theo biểu thức (5.11) S- quãng đƣờng ôtô chạy theo qn tính; G- trọng lƣợng tơ; g- gia tốc trọng trƣờng Từ biểu thức (5.15) ta xác định hệ số cản lăn nhƣ sau: f   v2 g 2S (5.16) b) Kết thí nghiệm Kết thí nghiệm nhƣ sau: Cho xe chạy số truyền (20 km/h), theo catalogue xe ô tô Thaco HD72 3,5 số truyền có tỷ số truyền hộp số tƣơng ứng ih = 2.447 66 Từ ta tính đƣợc hệ số tính đến trọng khối quay ô tô theo biểu thức (5.11) ta có:   1,04  0,05ih2  1.04  0,05.2.447  1,33939 - Đường nhựa khô sạch: + Vận tốc ô tô số: V= 20 (km/h) = 5,55 (m/s); + Chiều dài quãng đƣờng chạy theo quán tính: S = 188,2 m - Đường đất khô: + Vận tốc ô tô số: V= 20 (km/h) = 5,55 (m/s); + Chiều dài quãng đƣờng chạy theo quán tính: S = 62,5 m - Đường đất ướt: + Vận tốc ô tô số: V= 20 (km/h) = 5,55 (m/s); + Chiều dài quãng đƣờng chạy theo quán tính: S = 42,2 m Thay số liệu vào công thức, tính hệ số cản lăn tƣơng ứng loại đƣờng nhƣ sau: TT Loại đƣờng Quãng đƣờng phanh S (m) Hệ số cản lăn f Đƣờng nhựa khô 188,2 0,013 Đƣờng đất khô 62,5 0,033 Đƣờng đất ƣớt 42,2 0,049 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1.Kết luận Sau thời gian nghiên cứu thực hiện, đƣợc giúp đỡ thầy cô giáo viên hƣớng dẫn, sở thực tế nghiên cứu, với cố gắng thân, tơi hồn thành nội dung đề tài đƣợc giao Đề tài đạt đƣợc số kết nghiên cứu nhƣ sau: - Luận văn đánh giá chất lƣợng phanh ô tô tải cỡ trung sản xuất Việt Nam vận chuyển gỗ rừng trồng - Đề xuất khuyến cáo chế độ sử dụng hợp lý cho ngƣời sử dụng, nhà sản xuất xe tải Thaco Foton cỡ trung vận chuyển gỗ rừng trồng - Đã xây dựng đƣợc mơ hình tốn học khảo sát động lực học q trình phanh ơtơ Thaco Foton loại trung vận chuyển gỗ rừng trồng, có khác tốc độ, tăng lực phanh, thời gian tác động… - Luận văn xây dựng đƣợc phƣơng pháp đánh giá hiệu phanh cho ô tô thông qua thời gian phanh quãng đƣờng phanh Kết đƣợc đánh giá biểu diễn đồ thị nhằm đánh giá cách thuận tiện, đảm bảo độ xác tin cậy - Chƣơng trình xử lý số liệu đƣợc viết ngơn ngữ Matlab, sử dụng máy tính cá nhân thuận lợi Từ việc thay đổi số liệu đầu vào đơn giản, áp dụng khảo sát động lực học trình phanh cho ô tô khác Do thời gian nghiên cứu trình độ có hạn, dừng lại mức độ đề tài thạc sĩ nên chƣa sâu vào kiểm nghiệm tính tốn phƣơng án đề xuất cho xe tải Thaco cỡ trung vận chuyển gỗ rừng trồng Đề nghị Sau hoàn thành đề tài “Đánh giá chất lượng phanh ô tô tải cỡ trung sản xuất Việt Nam vận chuyển gỗ” Với kết đạt 68 đƣợc, thấy vấn đề nghiên cứu động lực phanh ô tô vấn đề phức tạp cịn nhiều vấn đề cần tiếp tục quan tâm Vì chúng tơi đề nghị nghiên cứu mơ hình động lực q trình phanh tơ theo hƣớng sau: - Tiếp tục nghiên cứu mơ hình động lực học phanh ô tô theo phƣơng án nghiên cứu kiểm chứng kết tính tốn thực tế để kết đạt đƣợc luận văn có tính thuyết phục cao - Nghiên cứu động lực q trình phanh loại tơ khác có nhiều thơng số ảnh hƣởng mà tốn bỏ qua Bản thân tác giả có nhiều cố gắng, lại đƣợc hƣớng dẫn tận tình thầy PGS.TS Lê Văn Thái giúp đỡ đồng nghiệp luận văn đƣợc hồn thành Tuy nhiên trình độ thân cịn nhiều hạn chế, kinh nghiệm thực tế cịn q trình tính tốn, đánh giá thực vẽ tránh khỏi thiếu sót, kính mong đƣợc đóng góp thầy giáo đồng chí TÀI LIỆU THAM KHẢO Catolog Thaco Foton, Công ty ô tô Thaco Trƣờng Hải Nguyễn Văn Bản (2008), Thiết kế hoán cải hệ thống phanh ô tô tải Kia Rhino, luận văn thạc sĩ Nguyễn Thanh Bình (2009), Khảo sát ổn định hướng chuyển động tơ q trình phanh ô tô hai cầu, luận văn thạc sĩ Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên (1985), Thiết kế tính tốn tơ, máy kéo, NXB Đại học trung học chuyên nghiệp, Hà Nội Nguyễn Hữu Cẩn, Dƣ Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng (1998), L thuyết ô tô, máy k o, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội Cao Chí Cơng, Dƣơng Văn Tài, Bùi Hữu Ái, Chu Đình Quang (2006), Cẩm nang ngành Lâm nghiệp, Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn Nguyễn Tài Cƣờng (2007), Nghiên cứu động lực trình phanh liên hợp máy kéo shibaura - 3000A vận chuyển gỗ rừng trồng, đề tài, Hà Nội Vũ Duy Khiêm (2008), Nghiên cứu động lực q trình phanh xe tơ có trang bị hệ thống ABS, luận văn thạc sĩ Lê Văn Thái (2015), Động lực học kéo phanh, giảng Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp, Hà Nội 10 TCVN 224 (2001), Tiêu chuẩn kiểm tra chất lượng phanh, Bộ Giao Thông Vận Tải 11 Phạm Hữu Nam (1991), Nghiên cứu phương pháp đánh giá hiệu phanh ô tơ, đề tài 12 Nguyễn Hồng Việt (1998), Kết cấu tính tốn tơ, tài liệu lƣu hành nội khoa khí Giao Thơng, Đại học Đà N ng PHỤ LỤC PHỤ LỤC Chƣơng trình giải phƣơng trình vi phân vẽ đồ thị thơng số đặc trƣng cho hiệu phanh clear all clc close all syms alpha phi k tc1 f t m = 6695; % khoi luong g = 9.8; tt=linspace(0,10,300); alpha = deg2rad(10); %goc doc mat duong phi = 0.7; %he so bam k = 2; %cuong phanh f = 0.013; %he so can lan tc1 = 0.2; %thoi gian cham G = m*g; %tai v0 = 30/3.6; %van toc dau %% %===========================GIAI VOI phi=0.7================================ giatoc = -g*(phi*cos(alpha)*(1-exp(-k*(tttc1)))+cos(alpha)*f-sin(alpha)); [T,Y]= ode45(@ptvp,tt,[0 v0 alpha phi k f tc1]); % xu ly so lieu tam = find(Y(:,2)>=0); nv = tam(end); T = tt(1:nv); %thoi diem cuoi %chan thoi gian Y = Y(1:nv,:); V=Y(:,2); S=Y(:,1); giatoc = giatoc(1:nv); Pp = G*cos(alpha)*phi*(1-exp(-k*(T-tc1))); tim = find(Pp