Đánh giá ảnh hưởng của lực khí động đến ổn định chuyển động của xe buýt cỡ lớn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA LỰC KHÍ ĐỘNG ĐẾN ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE BUÝT CỠ LỚN ĐOÀN XN HỒNG Ngành Kỹ thuật tơ Giảng viên hướng dẫn: TS Trịnh Minh Hồng Viện: Cơ khí động lực Chữ ký GVHD HÀ NỘI, 04/2021 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Đoàn Xuân Hoàng Đề tài luận văn: Đánh giá ảnh hưởng lực khí động đến chuyển động xe buýt cỡ lớn Chuyên ngành: Kỹ thuật ô tô Mã số HV: CA190140 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 29 tháng 04 năm 2021 với nội dung sau: …………………………………………………………………………………………………… …………… ……………………………………………………………………………………… ………………………… ………………………………………………………………………… ……………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………… ……………………………………………… ………………………………………………………………… ………………………………… ……………………………………………………………………………… Ngày Giáo viên hướng dẫn tháng năm 2021 Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài: Đánh giá ảnh hưởng lực khí động đến ổn định chuyển động xe buýt cỡ lớn Tác giả luận văn: Đồn Xn Hồng Khóa: 2019A Người hướng dẫn: TS.Trịnh Minh Hồng Từ khóa (Keyword): Độ lệch quỹ đạo (Movement trajectory); Hệ số tải trọng (dynamic load coefficient); Phản lực thẳng đứng từ mặt đường lên bánh xe (vertical load from road surface to wheel); Xe buýt 45 chỗ (45-seat buýt) Nội dung tóm tắt: a) Lý chọn đề tài Khi ô tô chuyển động đường, tương tác vỏ xe mơi trường khơng khí xung quanh có ảnh hưởng xấu đến chất lượng làm việc tơ Lực cản khơng khí diện làm tăng tổng lực cản chuyển động ô tô, từ làm gia tăng mức tiêu hao nhiên liệu tơ Lực nâng (lực khí động theo phương thẳng đứng) giảm khả bám đường, đặc biệt xe chuyển động vận tốc cao Lực ngang trường hợp gió lớn gây ổn định quỹ đạo chuyển động ô tô Các mơ men khí động gây ảnh hưởng trực tiếp tới an tồn chuyển động tơ Để giảm tối đa ảnh hưởng xấu nêu trên, cần có nghiên cứu sâu mối quan hệ lực khí động động lực học tơ Với xe buýt cỡ lớn cần quan tâm đặc biệt đến ổn định lực ngang momen gây trường hợp gió ngang lớn Chính việc nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng lực khí động đến ổn định chuyển động xe buýt cỡ lớn vấn đề có ý nghĩa khoa học thực tiễn b) Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Mục đích nghiên cứu: - Xây dựng mơ hình động lực học xe buýt cỡ lớn có kể đến yếu tố tác động điều khiển người lái yếu tố môi trường gây lực khí động…; - Khảo sát ảnh hưởng lực khí động đến ổn định chuyển động xe Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu luận văn xe buýt cỡ lớn 45 chỗ THACO BUÝT HB120-SL Phạm vi nghiên cứu: Luận văn nghiên cứu ảnh hưởng lực khí động đến tính ổn định chuyển động xe Kết khảo sát làm sở cho toán điều khiển cảnh báo điều kiện sử dụng thực tế c) Tóm tắt đọng nội dung đóng góp tác giả Luận văn bao gồm nội dung nghiên cứu sau: - Tổng quan vấn đề nghiên cứu; - Xây dựng phương trình động lực học cho phép đánh giá ảnh hưởng lực khí động đến ổn định chuyển động xe buýt cỡ lớn; - Khảo sát đánh giá ảnh hưởng lực khí động đến ổn định chuyển động xe buýt cỡ lớn d) Phương pháp nghiên cứu Luận văn áp dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết mơ hình ứng dụng phần mềm Matlab Simulink tính tốn mơ khảo sát e) Kết luận Luận văn trình bày phân tích sở lý thuyết ảnh hưởng lực khí động đến ổn định xe buýt cỡ lớn Để đánh giá ảnh hưởng ấy, luận văn xây dựng mơ hình động lực học tổng qt tơ Các phương trình vi phân chuyển động ô tô giải công cụ Simulink phần mềm chuyên dụng Matlab Các kết khảo sát luận văn sử dụng làm sở cho toán điều khiển cảnh báo điều kiện sử dụng thực tế Một số hạn chế luận văn hướng nghiên cứu tiếp theo: Phạm vi nghiên cứu giới hạn ảnh hưởng lực khí động Cần có nghiên cứu hoàn chỉnh để đánh giá ổn định chuyển động xe buýt cỡ lớn có yếu tố tốc độ đánh lái, mấp mô mặt đường, trình phanh LỜI CAM ĐOAN Trong suốt thời gian thực luận văn, xin cam đoan: Những nội dung luận văn thực hướng dẫn trực tiếp TS Trịnh Minh Hồng – Bộ mơn Ơ tơ Xe chuyên dụng – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội; Mọi tài liệu tham khảo đưa vào luận văn trích dẫn rõ rang minh bạch; Trong luận văn này, chép khơng hợp lệ, vi phạm chương trình đào tạo, quy chế đào tạo, hay có dấu hiệu gian dối tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm HỌC VIÊN Ký ghi rõ họ tên Đoàn Xuân Hoàng MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan công nghiệp ô tô Việt Nam 1.1.1 Sự phát triển ngành công nghiệp ô tô 1.1.2 Chiến lược phát triển ô tô 1.2 Tính ổn định quỹ đạo chuyển động ô tô 1.2.1 Tính điều khiển ô tô 1.2.2 Vấn đề an toàn giao thông quỹ đạo chuyển động 1.3 Các tiêu chí đánh giá dao động 1.3.1 Chỉ tiêu độ êm dịu 1.3.2 Chỉ tiêu tải trọng động 1.3.3 Chỉ tiêu không gian bố trí hệ thống treo 1.4 Khí động học tơ 1.4.1 Khí động học thông số đặc trưng 10 1.4.2 Lực cản khơng khí 11 1.4.3 Lực nâng khí động 11 1.4.4 Lực khí động ngang 12 1.4.5 Các thông số đánh giá ổn định chuyển động liên quan đến gió ngang 12 1.4.6 Mức độ ảnh hưởng gió ngang đến ổn định chuyển động 14 1.5 Các dạng ổn định ngang 15 1.6 Mô hình nghiên cứu dao động ổn định chuyển động 18 1.6.1 Mơ hình 1/4 18 1.6.2 Mơ hình 1/2 theo phương dọc 19 1.6.3 Mơ hình quay vịng 1/2 20 1.6.4 Mơ hình khơng gian 21 1.7 Các nguồn kích thích tơ dao động ổn định 21 1.8 Mục tiêu, đối tượng, phương pháp phạm vi nghiên cứu 22 1.8.1 Mục tiêu nghiên cứu 22 1.8.2 Đối tượng nghiên cứu 23 1.8.3 Phương pháp nghiên cứu 23 1.8.4 Phạm vi nghiên cứu 23 1.8.5 Nội dung luận văn 23 1.8.6 Kết luận chương I 23 CHƯƠNG II: XÂY DỰNG PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA LỰC KHÍ ĐỘNG ĐẾN ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE BUÝT CỠ LỚN 24 2.1 Phương pháp xây dựng mơ hình 24 2.2 Phân tích cấu trúc tơ giả thiết 24 2.3 Thiết lập hệ phương trình vi phân mô tả động lực học xe buýt 27 2.3.1 Xét mặt phẳng song song với mặt đường 27 2.3.2 Xét mặt phẳng dọc xe 29 2.3.3 Xét mặt phẳng ngang xe 30 2.3.4 Nội lực hệ thống treo 32 2.3.5 Xác định lực bánh xe mơ hình lốp 34 CHƯƠNG III: KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA LỰC KHÍ ĐỘNG ĐẾN ỔN ĐỊNH CỦA XE BUÝT CỠ LỚN 42 3.1 Khái quát chung Matlab Simulink 42 3.1.1 Matlab 42 3.1.2 Simulink 42 3.1.3 Sơ đồ khối chức mô hệ phương trình động lực học 47 3.2 Khảo sát ảnh hưởng lực khí động đến ổn định chuyển động xe buýt cỡ lớn 51 3.2.1 Thông số kỹ thuật xe buýt 51 3.2.2 Ảnh hưởng gió dọc đến ổn định chuyển động xe buýt cỡ lớn 55 3.2.3 Ảnh hưởng gió ngang đến ổn định chuyển động xe buýt cỡ lớn 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Các lực momen khí động tác động xe khách 10 Hình 1.2 Đồ thị độ lệch quỹ đạo nghiên cứu TRISTAN FAVRE 13 Hình 1.3 Đồ thị góc lệch bánh xe dẫn hướng nghiên cứu Youhanna William 13 Hình 1.4 Đồ thị gia tốc ngang nghiên cứu Milan Batista 13 Hình 1.5 Biên độ dao động theo phương thẳng đứng bánh xe 14 Hình 1.6 Các dạng ổn định ngang 15 Hình 1.7 Mơ hình 1/4 19 Hình 1.8 Mơ hình 1/2 20 Hình 1.9 Mơ hình quay vịng 1/2 21 Hình 2.1 Mơ hình khơng gian tơ bt cỡ lớn 25 Hình 2.2 Mơ hình lực tác động lên xe mặt phẳng song song với mặt đường 28 Hình 2.3 Mơ hình lực tác động mặt phẳng dọc 29 Hình 2.4 Mơ hình lực tác động mặt phẳng ngang 31 Hình 2.5 Nội lực hệ thống treo 32 Hình 2.6 Đặc tính hệ thống treo 33 Hình 2.7 Mơ hình động lực học bánh xe đàn hồi 35 Hình 2.8 Mơ hình lốp 37 Hình 3.1: Góc lắc dọc thân xe ô tô chuyển động dải vận tốc khảo sát từ 30 100 km/h 56 Hình 3.2: Phản lực thẳng đứng tác dụng lên bánh xe ô tô chuyển động dải vận tốc khảo sát từ 30 - 100 km/h 56 Hình 3.3: Hệ số tải trọng động tác động lên cầu trước cầu sau ô tô chuyển động dải vận tốc khảo sát từ 30 - 100 km/h 57 Hình 3.4: Chuyển vị thẳng đứng thân xe cầu trước cầu sau ô tô chuyển động dải vận tốc khảo sát từ 30 - 100 km/h 58 Hình 3.5: Chuyển vị thẳng đứng cầu trước cầu sau ô tô chuyển động dải vận tốc khảo sát từ 30 - 100 km/h 58 Hình 3.6: Hệ số trượt dọc bánh xe ô tô chuyển động dải vận tốc khảo sát từ 30 - 100 km/h 59 Hình 3.7: Góc xoay quanh trục đứng ô tô chuyển động dải vận tốc khảo sát từ 30 - 100 km/h 60 Hình 3.8: Góc lắc ngang thân xe ô tô chuyển động dải vận tốc khảo sát từ 30 - 100 km/h 60 Hình 3.9 : Gia tốc thân xe theo phương thẳng đứng ô tô chuyển động dải vận tốc khảo sát từ 30 - 100 km/h 61 Hình 3.10 : Quỹ đạo chuyển động xe xe chạy với vận tốc 80 km/h quãng đường 2000m 63 Hình 3.11 : Quỹ đạo chuyển động xe xe chạy với vận tốc 100 km/h quãng đường 2000m 63 Hình 3.12 : Quỹ đạo chuyển động xe xe chạy với vận tốc 120 km/h quãng đường 2000m 64 Hình 3.13: Độ lệch quỹ đạo xe 65 Hình 3.14 : Góc xoay thân xe 65 Hình 3.15 : Góc lắc dọc thân xe 66 Hình 3.16: Góc lắc ngang thân xe 67 Hình 3.17 : Hệ số tải trọng động tác động lên bánh xe xe chạy với vận tốc 80km/h đoạn đường 2000m 68 Hình 3.18 : Hệ số tải trọng động tác động lên bánh xe xe chạy với vận tốc 100km/h đoạn đường 2000m 68 Hình 3.19 : Hệ số tải trọng động tác động lên bánh xe xe chạy với vận tốc 120km/h đoạn đường 2000m 69 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Một số khối chức thư viện nhóm Sources 44 Bảng Một số khối chức thư viện nhóm Sinks 44 Bảng 3 Một số khối chức thư viện nhóm Continuous 44 Bảng Một số khối chức thư viện nhóm Signal & System 45 Bảng Một số khối chức thư viện nhóm Math 45 Bảng Một số khối chức thư viện nhóm Funtion & Tables 45 Bảng Thông số kỹ thuật xe THACO BUÝT HB120-SL 52 Bảng Thông số sử dụng tính tốn mơ động lực học 52 Bảng Thơng số gió dọc tác dụng vào xe 55 Bảng 10 Xét trường hợp với vận tốc xe 80 km/h, vận tốc gió ngang thay đổi khoảng 20 -60 km/h 62 Bảng 11 Xét trường hợp có gió ngang: vận tốc xe 100 km/h, vận tốc gió ngang thay đổi khoảng 20 -60 km/h 62 Bảng 12 Xét trường hợp có gió ngang: vận tốc xe 120 km/h, vận tốc gió ngang thay đổi khoảng 20 -60 km/h 62 Kết hình 3.4 3.5 cho thấy: chuyển vị thẳng đứng thân xe cầu sau chuyển vị thẳng đứng cầu sau tăng mang dấu âm (-), ngược lại chuyển vị thẳng đứng cầu trước tăng mà mang dấu dương (+) điều có nghĩa so với hệ quy chiếu quy ước từ đầu, thân xe phía sau cầu sau có xu hướng nhấn xuống mặt đất thân xe cầu xe trước lại hướng lên trên, kết phù hợp với đồ thị góc lắc dọc thân xe (Hình 3.1) xe có tượng bốc đầu Tuy nhiên giá trị thay đổi nhỏ nên gây ảnh hưởng không đáng kể tới ổn định chuyển động xe Hình 3.6: Hệ số trượt dọc bánh xe ô tô chuyển động dải vận tốc khảo sát từ 30 - 100 km/h Rõ ràng có lực cản diện khơng khí làm suy giảm vận tốc dọc xe Trên đồ thị hình 3.6 cho thấy độ trượt dọc bánh xe tăng dần nhiên giá trị nhỏ không ảnh hưởng đến ổn định chuyển động xe 59 Hình 3.7: Góc xoay quanh trục đứng tơ chuyển động dải vận tốc khảo sát từ 30 100 km/h Hình 3.8: Góc lắc ngang thân xe tô chuyển động dải vận tốc khảo sát từ 30 100 km/h 60 Hình 3.9 : Gia tốc thân xe theo phương thẳng đứng ô tô chuyển động dải vận tốc khảo sát từ 30 - 100 km/h Trên hình 3.7, 3.8, 3.9: giá trị góc lắc ngang, góc xoay thân xe, gia tốc thân xe theo phương thẳng đứng có giá trị dù xe có tăng tốc độ, điều cho thấy gió dọc khơng ảnh hưởng đến thơng số ổn định chuyển động xe Kết luận trường hợp ảnh hưởng gió dọc: Các giá trị đồ thị cho thấy lực khí động theo phương dọc ảnh hưởng khơng nhiều đến an tồn động lực học, bám đường, phân bố tải trọng, thấy hình dáng khí động theo phương dọc tốt 61 3.2.3 Ảnh hưởng gió ngang đến ổn định chuyển động xe buýt cỡ lớn Bảng 10 Xét trường hợp với vận tốc xe 80 km/h, vận tốc gió ngang thay đổi khoảng 20 -60 km/h Vận tốc Fx -N Fy –N Fz -N Mx- Nm My- Nm Mz-Nm gió ngang (dọc) (ngang) (đứng) (dọc) (ngang) (đứng) 20 km/h 4084 -10142 4366 -16329 23672 48040 30 km/h 5490 -18953 9086 -30286 51386 96850 40 km/h 6982 -31962 15360 -50767 87744 171358 50 km/h 7794 -46230 22076 -72685 123019 241541 60 km/h 7873 -58802 27021 -91550 144758 291287 Bảng 11 Xét trường hợp có gió ngang: vận tốc xe 100 km/h, vận tốc gió ngang thay đổi khoảng 20 -60 km/h Vận tốc Fx -N Fy –N Fz -N Mx- Nm My- Nm Mz-Nm gió ngang (dọc) (ngang) (đứng) (dọc) (ngang) (đứng) 20 km/h 5513 -11897 4459 2402 416 -31103 30 km/h 7238 -20578 9629 3869 -2331 -47491 40 km/h 9048 -33145 15700 6865 -6952 -66324 50 km/h 10756 -49891 23660 10700 -17610 -92304 60 km/h 12029 -67851 32634 15239 -30253 -130751 Bảng 12 Xét trường hợp có gió ngang: vận tốc xe 120 km/h, vận tốc gió ngang thay đổi khoảng 20 -60 km/h Vận tốc Fx -N Fy –N Fz -N Mx- Nm My- Nm Mz-Nm gió ngang (dọc) (ngang) (đứng) (dọc) (ngang) (đứng) 20 km/h 7108 -13868 4406 2955 1497 -37325 30 km/h 9190 -22674 10019 4610 -566 -56630 40 km/h 11224 -34789 16677 7382 -5109 -77918 50 km/h 13757 -51189 25719 10829 -12059 -100453 60 km/h 15925 -71823 36420 15456 -24483 -129821 62 Hình 3.10 : Quỹ đạo chuyển động xe xe chạy với vận tốc 80 km/h quãng đường 2000m Hình 3.11 : Quỹ đạo chuyển động xe xe chạy với vận tốc 100 km/h quãng đường 2000m 63 Hình 3.12 : Quỹ đạo chuyển động xe xe chạy với vận tốc 120 km/h quãng đường 2000m Hình 3.10, 3.11, 3.12 thể kết khảo sát quỹ đạo chuyển động xe ô tô chuyển động đường thẳng phẳng tuyệt đối dải vận tốc khảo sát từ 80120 km/h vận tốc gió ngang từ 20-50 km/h đoạn đường dài 2000m Trên đồ thị, có đường thể giá trị đánh giá: đường màu xanh nước biển thể quỹ đạo chuyển động xe chịu ảnh hưởng gió ngang với vận tốc 20 km/h, đường màu xanh thể quỹ đạo chuyển động xe chịu ảnh hưởng gió ngang với vận tốc 30 km/h, đường màu đỏ thể quỹ đạo chuyển động chịu ảnh hưởng gió ngang với vận tốc 40 km/h đường màu tím thể quỹ đạo chuyển động chịu ảnh hưởng gió ngang với vận tốc 50 km/h Kết từ hình 3.10, 3.11, 3.12 cho thấy: độ lệch quỹ đạo chuyển động xe so với phương ban đầu tăng tốc độ gió ngang tăng tốc độ xe tăng Điều cho thấy có gió ngang tác dụng xe xẽ khơng cịn thẳng mà lệch với quỹ đạo chuyển động ban đầu người lái cần đánh lái để xe đường thẳng Đây kết cho thấy vận tốc gió ngang lớn tính ổn định chuyển động xe ổn định hay động lực học xe xấu làm an tồn chuyển động xe 64 Hình 3.13: Độ lệch quỹ đạo xe Từ quỹ đạo chuyển động đồ thị hình 3.10, 3.11, 3.12 học viên thực xây dựng đồ thị hình 3.13 biểu diễn độ lệch quỹ đạo xe chạy với vận tốc từ 80-120 km/h vận tốc gió ngang từ 20-50 km/h Đồ thị cho thấy xe chuyển động với tốc độ cao vận tốc gió ngang lớn độ lệch tăng lên đáng kể, ví dụ lúc xe chạy với vận tốc 120 km/h tác động vận tốc gió ngang 50 km/h sau quãng đường 2000m xe lệch so với phương ban đầu gần 1m Từ thấy mơi trường có khí động học không ổn định (bão, lốc ) xe chạy với tốc độ cao ổn định nguy hiểm Hình 3.14 : Góc xoay thân xe 65 Hình 3.14 thể kết khảo sát góc xoay thân xe quanh trục thẳng đứng ô tô chuyển động đường thẳng phẳng tuyệt đối vận tốc khảo sát từ 80 -120 km/h ảnh hưởng vận tốc gió ngang từ 20 – 50 km/h Trên đồ thị, có đường thể giá trị đánh giá: đường màu xanh nước biển thể góc xoay thân xe chịu ảnh hưởng gió ngang với vận tốc 20 km/h, đường màu xanh thể góc xoay thân xe chịu ảnh hưởng gió ngang với vận tốc 30 km/h, đường màu đỏ thể góc xoay thân xe chịu ảnh hưởng gió ngang với vận tốc 40 km/h đường màu tím thể góc xoay thân xe chịu ảnh hưởng gió ngang với vận tốc 50 km/h Kết từ hình 3.14 cho thấy: xe chạy với vận tốc cao tác động gió ngang lớn góc xoay thân xe tăng Hình 3.15 : Góc lắc dọc thân xe Hình 3.15 thể kết khảo sát góc lắc dọc thân xe ô tô chuyển động đường thẳng phẳng tuyệt đối vận tốc khảo sát từ 80 - 120 km/h ảnh hưởn vận tốc gió ngang từ 20 – 50 km/h Trên đồ thị, có đường thể giá trị đánh giá: đường màu xanh nước biển thể góc lắc dọc thân xe chịu ảnh hưởng gió ngang với vận tốc 20 km/h, đường màu xanh thể góc lắc dọc thân xe chịu ảnh hưởng gió ngang với vận tốc 30 km/h, đường màu đỏ thể góc lắc dọc thân xe chịu ảnh hưởng gió ngang với vận tốc 40 km/h đường màu tím thể góc lắc dọc thân xe chịu ảnh hưởng gió ngang với vận tốc 50 km/h Kết từ hình 3.15 cho thấy: giá trị góc lắc dọc thân mang dấu 66 âm (-) cho thấy phần đầu (phía trước) xe có xu hướng bị nhấc lên, từ dự đoán đánh giá phân bố tải trọng lên bánh xe, xe chạy với vận tốc cao tác động gió ngang lớn góc lắc dọc tăng, nhiên giá trị nhỏ nên xét đến tính ổn định xe khơng ảnh hưởng nhiều Hình 3.16: Góc lắc ngang thân xe Hình 3.16 thể kết khảo sát góc lắc ngang thân xe ô tô chuyển động đường thẳng phẳng tuyệt đối vận tốc khảo sát từ 80-120 km/h ảnh hưởng vận tốc gió ngang từ 20–50 km/h Trên đồ thị, có đường thể giá trị đánh giá: đường màu xanh nước biển thể góc lắc ngang thân xe chịu ảnh hưởng gió ngang với vận tốc 20 km/h, đường màu xanh thể góc lắc ngang thân xe chịu ảnh hưởng gió ngang với vận tốc 30 km/h, đường màu đỏ thể góc lắc ngang thân xe chịu ảnh hưởng gió ngang với vận tốc 40 km/h đường màu tím thể góc lắc ngang thân xe chịu ảnh hưởng gió ngang với vận tốc 50 km/h Kết từ hình 3.14 cho thấy: xe chạy với vận tốc cao tác động gió ngang lớn góc lắc ngang thân xe tăng 67 Hình 3.17 : Hệ số tải trọng động tác động lên bánh xe xe chạy với vận tốc 80km/h đoạn đường 2000m Hình 3.18 : Hệ số tải trọng động tác động lên bánh xe xe chạy với vận tốc 100km/h đoạn đường 2000m 68 Hình 3.19 : Hệ số tải trọng động tác động lên bánh xe xe chạy với vận tốc 120km/h đoạn đường 2000m Hình 3.17, 3.18, 3.19 thể kết khảo sát hệ số tải trọng động tác động lên bánh xe ô tô chuyển động đường thẳng phẳng tuyệt đối dải vận tốc khảo sát từ 80-120 km/h vận tốc gió ngang từ 20-50 km/h đoạn đường dài 2000m Trên đồ thị, có đường thể giá trị đánh giá: đường màu xanh nước biển (k d11 ) biểu diễn hệ số tải trọng động tác động lên bánh xe trước phía bên trái (theo mơ hình khơng gian xét), đường màu xanh (k d12 ) biểu diễn hệ số tải trọng động tác động lên bánh xe trước phía bên phải, đường màu đỏ (k d21 ) biểu diễn hệ số tải trọng động tác động lên bánh xe sau phía bên trái đường màu tím (k d22 ) biểu diễn hệ số tải trọng động tác động lên bánh xe sau phía bên phải Kết từ hình 3.17, 3.18, 3.19 cho thấy: Khi có gió ngang tác động vào xe, hệ số tải trọng động tác động lên bánh xe thay đổi rõ có gió dọc, cụ thể thân xe bên phải có xu hướng nâng lên có gió tác động trực tiếp làm phân bố tải trọng thay đổi dồn phía bên trái dẫn đến bám đường chất lượng truyền lực bánh xe bên phải giảm Tuy nhiên trường hợp ảnh hưởng (vận tốc xe 120 km/h, vận tốc gió ngang 50 km/h) giá trị k d = 0,6264 lớn mức giá trị cảnh báo (k dmin = 0,5) nên đảm bảo tiêu an tồn động lực học, xe làm việc tùy vào điều kiện đường, mức độ phức tạp lực khí động người lái xe phải cẩn trọng điều chỉnh để an toàn 69 Kết luận trường hợp ảnh hưởng gió ngang: Khi có thêm tác động gió ngang lên xe ảnh hưởng tăng lên đáng kể, xe có lệch quỹ đạo so với ban đầu nên người lái cần đánh lái để giữ quỹ đạo chuyển động Bên cạnh giá trị khảo sát có thay đổi nhiên nằm ngưỡng an toàn phần cho thấy hình dáng, kết cấu xe tốt ổn định phạm vi khảo sát 70 KẾT LUẬN Khi ô tô chuyển động đường, tương tác vỏ xe mơi trường khơng khí xung quanh có ảnh hưởng xấu đến chất lượng làm việc tơ Lực cản khơng khí diện làm tăng tổng lực cản chuyển động ô tô, từ làm gia tăng mức tiêu hao nhiên liệu ô tô, đặc biệt vận tốc cao lực cản tỉ lệ với bình phương vận tốc chuyển động tơ Lực nâng giảm khả bám đường, đặc biệt xe chuyển động vận tốc cao Lực ngang trường hợp gió lớn gây ổn định chuyển động ô tô Các mô men gây ảnh hưởng trực tiếp tới an tồn chuyển động tơ Để giảm tối đa ảnh hưởng xấu nêu trên, cần có nghiên cứu sâu khí động học Với xe khách cỡ lớn cần quan tâm đặc biệt đến ổn định lực ngang momen gây trường hợp gió ngang lớn Luận văn trình bày phân tích sở lý thuyết ảnh hưởng lực khí động đến ổn định xe buýt cỡ lớn Để đánh giá ảnh hưởng ấy, luận văn xây dựng mơ hình động lực học tổng qt tơ Các phương trình vi phân chuyển động ô tô giải công cụ Simulink phần mềm chuyên dụng Matlab Các kết khảo sát luận văn sử dụng làm sở cho toán điều khiển cảnh báo điều kiện sử dụng thực tế Một số hạn chế luận văn hướng nghiên cứu tiếp theo: Phạm vi nghiên cứu giới hạn ảnh hưởng lực khí động Cần có nghiên cứu hồn chỉnh để đánh giá ổn định chuyển động xe buýt cỡ lớn có yếu tố tốc độ đánh lái, mấp mơ mặt đường, q trình phanh 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cổng thông tin doanh nghiệp- Bộ kế hoạch đầu tư, Chiến lược phát triển công nghiệp ô tơ đến 2025 tầm nhìn 2035, Quyết định thủ tướng phủ Số: 1168/QĐ- TTg (16/7/2014) [2] Cổng thơng tin doanh nghiệp- Bộ kế hoạch đầu tư, kế hoạch phát triển ngành công nghiệp ô tô phụ tùng ô tô, (Truy cập: 20h:15- 19/2/2017) [3] Phạm Quang Huy(2014),Giáo trình thực hành thiết kế khí với SOLIDWORKS, NXB Thanh Niên [4] Pgs.Ts Nguyễn Việt Hùng, Pgs.Ts Nguyễn Trọng Giảng (2003) ANSYS & Mô số công nghiệp phần tử hữu hạn, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [5] ISO 2631-1:1997 [6] Mitschke M, Wallentowitz H (2004), Dynamik der Kraftfahrzeuge, Berlin, Springer [7] Võ Văn Hường (2005), Nghiên cứu hồn thiện mơ hình khảo sát dao động ô tô tải nhiều cầu, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Đại học Bách khoa Hà Nội [8] Hucho, W H (1998) Aerodynamics of Road Vehicle 4th edn SAE Int Warrendale [9] Milan Batista, Marko Perkovič, (2014) A simple static analysis of moving road vehicle under crosswind, J Wind Eng Ind Aerodyn 128 (2014) 105–113 [10] Youhanna William, Walid Oraby, Sameh Metwally (2014) Analysis of Vehicle Lateral Dynamics due to Variable Wind Gusts, 2014 SAE International [11] M Eng Xiaoyu Zhang (2015), Crosswind stability of vehicles under nonstationary wind excitation, Doktor der Ingenieurwissenschaften, Karlsruher Institutfür Technologie [12] Bogsjö, Klas, (2007), “Road profile statistics relevant for vehicle fatigueCentre for Mathematical Sciences”, Lund University [13] Department of Management and Engineering division of Mechanics (October 8, 2015), “Chassis calculations for Frame design FU14-116”, Linkoping University [14] Mohammad Zehsaz- Morteza Homayoun Sadeghi-Mir Mohammad EttefaghReza Hassannejad, (April 2014) “Fatigue strength of a chassis of a semi-heavy 72 truck under dynamic loads due to real road roughness”, Transactions of FAMENA, volume 38(issue 4):89-105 [15] Võ Văn Hường, Nguyễn Tiến Dũng, Dương Ngọc Khánh, Đàm Hồng Phúc, (2014), Động lực học tơ, NXB Giáo dục Việt Nam [16] Lê Quang Minh, Nguyễn Văn Vượng (1992 ), Sức bền vật liệu, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [17].J.Pawlowski (Author), G.H.Tidbury (Editor)(1970),Vehicle Body Engineering, Century Publishing [18] Monika S Agrawal (June-2015) “Finite Element Analysis of Truck Chassis Frame”, International Research Journal of Engineering and Technology,’ (IRJET) (Volume: 02 Issue: 03 [19] Saeed oaveni, “Finite element analysis theory and Application with Ansys” (Fourth Edition) [20] Juey-Fu Cheng, and Hsuan-Chih Huang Effects of Roadway Geometric Features on Low-Speed Turning Maneuvers of Large Vehicles [21] Jihan Ryu Integrating Inertial Sensors with GPS for Vehicle Dynamics Control [22] Vũ Thành Trung, Nguyễn Đính Tuấn, Nguyễn Hồng Vũ Xác định hệ số mơ hình lốp Pacejka xe Huyndai Starex thực nghiệm [23] J.A Cabrera, A Ortiz, E Carabias and A Simon An Alternative Method to Determine the Magic Tyre Model Parameters Using Genetic Algorithms 73 ... Tổng quan; Chương 2: Xây dựng phương trình động lực học đánh giá ảnh hưởng lực khí động đến ổn định chuyển động xe buýt cỡ lớn Chương 3: Khảo sát đánh giá ảnh hưởng lực khí động đến ổn định chuyển. .. Tổng quan vấn đề nghiên cứu; - Xây dựng phương trình động lực học cho phép đánh giá ảnh hưởng lực khí động đến ổn định chuyển động xe buýt cỡ lớn; - Khảo sát đánh giá ảnh hưởng lực khí động đến. .. định chuyển động xe buýt cỡ lớn 1.8.6 Kết luận chương I 23 CHƯƠNG II: XÂY DỰNG PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA LỰC KHÍ ĐỘNG ĐẾN ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE BUÝT CỠ LỚN 2.1 Phương