1- Cần dao động; 2- Khớp vịng quay và chiết áp góc; 3 -Bi trong hình trụ kết nối với vai người lái; 4 - Chiết áp tuyến tính.
Với các thiết bị đo đạc được bố trí như trên, nhận được kết quả về số đo góc nghiêng rlớn nhất và khoảng dịch chuyển yr lớn nhất mà cảm giác của người lái vẫn thấy thỏa mái, dễ dàng vận hành xe chạy thẳng.
Số liệu thực nghiệm cho thấy:
0 r
Max( )40 và Max( y )r 20mm (4.22)
Sử dụng kết quả này cho các tính tốn khoảng lệch ngang tối đa của trọng tâm cụm thiết bị khi gá lắp. Điều này giúp cho quá trình vận hành xe được ổn định và người lái được thoải mái khi tác nghiệp.
Kết luận chương 4
Sau khi tiến hành nghiên cứu thực nghiệm, luận án đã thu được một số kết quả sau:
1. Bằng nghiên cứu thực nghiệm, luận án đã xác định được một số thông số động lực học của xe máy chữa cháy bao gồm: Tọa độ trọng tâm của xe máy chữa cháy; hệ số độ cứng và hệ số giảm chấn của giảm xóc trước, sau; của bánh lốp trước, sau; trọng tâm của khối treo xe cơ sở, người ngồi tư thế lái, cụm thiết bị chữa cháy, càng sau và cụm dưới phuộc trước; mơ men qn tính đối với trục ngang đi qua trọng tâm các khối, khối treo xe cơ sở, người ngồi tư thế lái, cụm thiết bị chữa cháy, càng sau và cụm dưới phuộc trước.
2. Đã tiến hành thực nghiệm xác định biến dạng của lốp bánh xe phía trước, kết quả thực nghiệm đã kiểm chứng mơ hình lý thuyết tính tốn động lực học chuyển động thẳng của xe, kết quả so sánh sai số giữa lý thuyết và thực nghiệm nằm trong giới hạn cho phép, từ kết quả thực nghiệm cho thấy mơ hình tính tốn lý thuyết là tin cậy được.
3. Khảo nghiệm mơ hình tính tốn động lực học được áp dụng cho các loại xe cơ sở khác nhau nhưng cùng cấu trúc các chi tiết cơ khí, từ kết quả thực nghiệm có thể áp dụng mơ hình tính tốn lý thuyết và thực nghiệm cho các xe cơ sở khác nhau.
4. Đã thực nghiệm xác định mối tương quan giữa các thông số về độ nghiêng, khoảng dịch chuyển ngang của người lái với sự thoải mái của người lái khi lái xe chạy thẳng. Các thông số này là cần thiết để tính tốn khoảng lệch ngang tối đa của trọng tâm cụm thiết bị, đảm bảo sự ổn định khi xe chạy và sự thoải mái của người lái.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận
Sau khi thu được kết quả nghiên cứu, luận án rút ra một số kết luận sau: 1. Từ cấu tạo và hoạt động của xe máy chữa cháy, luận án đã xây dựng được mơ hình động lực học chuyển động phẳng, đã thiết lập được hệ phương trình động lực học chuyển động thẳng của xe máy chữa cháy, kết quả này là cơ sở để tính tốn các thơng số hợp lý khi lắp gá cụm thiết bị chữa cháy trên xe, đảm bảo sự ổn định khi lái xe trên đường thẳng với vận tốc 70 km / h và khi đi qua mấp mô mặt đường.
2. Luận án đã xây dựng được mơ hình tính tốn động học của xe máy chữa cháy khi quay vòng chuyển hướng, thiết lập được cơng thức tính tốn các thơng số động học của xe: vận tốc, góc nghiêng… , làm cơ sở tính tốn vận tốc an tồn khi xe qua các góc cua. Từ phương trình động học khi xe quay vịng chuyển hướng, đưa ra được bảng các vận tốc an toàn ứng với hệ số ma sát trượt và bán kính vịng quay (bảng 3.2).
3. Đã xây dựng được mơ hình động học của xe máy chữa cháy khi qua các khúc cua nhỏ hẹp, đã khảo sát phương trình động học của xe di chuyển qua các khúc cua nhỏ hẹp, đưa ra được bảng kích thước chiều dài xe ứng với chiều rộng 1(m). Qua kết quả này cho thấy: Với chiều rộng xe 1m, chiều dài xe
L≤2,2m đều đi qua được các góc cua vng của ngõ ngách có chiều rộng
1.5(m). Bảng tính tốn 3.3 sẽ làm cơ sở cho việc lập phương án cứu hộ và chữa cháy ở các địa bàn khu phố cổ, khu vực ngõ ngách nhỏ hẹp.
4. Xây dựng mơ hình tính độ lệch ngang tối đa của trọng tâm cụm thiết bị; xác định các thông số cần thực nghiệm để biết vùng biến thiên giá trị của chúng. Với các trị số này, sẽ tính được độ lệch ngang tối đa của trọng tâm cụm thiết bị phù hợp với sự thoải mái của người lái khi tác nghiệp.
5. Đã khảo sát phương trình động lực học chuyển động thẳng của xe máy chữa cháy, kết quả khảo sát là cơ sở khoa học để tính tốn xác định giá trị hợp lý thơng số hình học và kết cấu của hệ thống công tác lắp trên xe máy chữa
cháy. Kết quả khảo sát động lực học chuyển động thẳng của xe, cho thấy khi sử dụng xe cơ sở là mô tô Kawasaki W175 SE và đặt độ cao tọa độ trọng tâm cụm thiết bị Zm= 75cm (cao ngang bằng trọng tâm khối treo có người lái) thì tọa độ trọng tâm của cụm thiết bị theo trục X là Xm 15cm sẽ hợp lý nhất, khi đó bánh trước xe ln bám đường với mọi vận tốc ≤ 70km/h và tải trọng cụm thiết bị đạt có thể tới 130kG.
6. Bằng nghiên cứu thực nghiệm, luận án đã xác định được một số thông số động lực học của xe máy chữa cháy phục vụ cho bài tốn khảo sát hệ phương trình động lực học của xe máy chữa cháy. Đã tiến hành thực nghiệm xác định biến dạng của lốp bánh xe phía trước khi khởi động và khi di chuyển qua mấp mô mặt đường, kết quả thực nghiệm đã kiểm chứng mơ hình lý thuyết tính tốn động lực học chuyển động thẳng của xe, kết quả so sánh sai số giữa lý thuyết và thực nghiệm nằm trong giới hạn cho phép, từ kết quả thực nghiệm cho thấy mô hình tính tốn lý thuyết là tin cậy được.
7. Kết quả nghiên cứu của luận án đã được ứng dụng vào thực tiễn để thiết kế chế tạo mẫu xe máy chữa cháy mới. Xe máy chữa cháy sau khi chế tạo theo thơng số tính tốn tối ưu đã khắc phục được một số tồn tại hạn chế đó là: xe ổn định khi quay vịng chuyển hướng, rẽ trái, rẽ phải, xe không bị tách bánh trước khi khởi hành, khi qua mấp mô bề mặt đường.
2. Kiến nghị
Do thời gian nghiên cứu có hạn, để đề tài hồn thiện hơn cần tiếp tục nghiên cứu một số vấn đề sau:
1. Trong quá trình xe chuyển động trên mặt đường xấu, có nhiều mấp mô, hệ thống lái bị rung lắc, do vậy cần tiếp tục nghiên cứu rung lắc của xe khi quá trình xe hoạt trên một số loại đường.
2. Các thông số đặc trưng của lốp xe, hành vi của người lái xe cũng ảnh hưởng đến ổn định của xe máy chữa cháy, do vậy cần tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng các đặc trưng của lốp, ảnh hưởng của hành vi người lái đến ổn định của xe.
DANH MỤC CÁC BÀI BÁO, CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
1. Lương Anh Tuấn (2020), Phương tiện xe máy chữa cháy cho các khu phố cổ
trên địa bàn thành phố Hà Nội. Tạp Chí Cơ khí Việt Nam ISSN 2615-9910, số 12 năm
2020, trang 108-112.
2. Lương Anh Tuấn (2021), Nghiên cứu động lực học của xe mô tô hai bánh
chuyên dụng chữa cháy và cứu nạn cứu hộ trong các khu phố cổ tại thành phố Hà Nội.
Tạp Chí Cơ khí Việt Nam ISSN 2615-9910, số 11 năm 2021, trang 78-85.
3. Lương Anh Tuấn (2021), Studying the dynamics of the use of two-wheeled
motorcycles in firefighting and rescue, Proceedings of Thirtieth International Scientific
– Technical Conference “SAFETY SYSTEMS -2021” November 25, 2021 Moscow, Paper. 224 – 231.
4. Lương Anh Tuấn (2022), Research of road grip of two-wheeled motorcycles
designed for firefighting and rescue in a straight line, Опубликовано на конференции Сборник трудов секции № 8, ХХXII Международной научно- практической конференции, «ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ. СПАСЕНИЕ. ПОМОЩЬ», 1 марта 2022 года, Бумага 4 – 16.
5. Lương Anh Tuấn (2022), Multipurpose motorcycles in densely populated
areas, Опубликовано ПОЖАРОТУШЕНИЕ проблемы, технологии, инновации Материалы VIII Международной научно-практической конференции, 17-18 марта 2022 года, Бумага 19-25.
6. Vũ Khắc Bảy , Dương Văn Tài , Hoàng Sơn , Lương Anh Tuấn , Hoàng Nhân (2022), Studying the road grip of firefighting and rescue motorcycles when
moving straight, Published in Growing Science (Engineering Solid Mechanics),
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Vũ Khắc Bảy (2005), Toán kỹ thuật, Bài giảng cao học máy và thiết bị cơ giới hố nơng lâm nghiệp.
2. Nguyễn Văn Bỉ (1997), Giải bài tốn tối ưu đa mục tiêu trong cơng nghiệp
rừng, Thông tin khoa học lâm nghiệp.
3. Lê Quang Bốn, (2021), Kết quả nghiên cứu thiết kế chế tạo xe máy chữa
cháy đa năng, đề tài cấp Bộ Trường Đại học Phòng cháy chữa cháy.
4. Nguyễn Hữu Cẩn (2007), Lý thuyết ô tô máy kéo, Nxb Khoa học và kỹ thuật. 5. Nguyễn Hữu Cẩn, Phạm Hữu Nam (2004), Thí nghiệm ơtơ, Nxb Khoa học
và kỹ thuật, Hà Nội.
6. Trần Chí Đức(1981), Thống kê tốn học, NXB Nơng nghiệp, Hà Nội. 7. Chu Tạo Đoan (2001), Cơ học lý thuyết, Nxb Giao thông Vận tải, Hà Nội. 8. ED Chudacop(1972) Cơ sở lý thuyết ô tô máy kéo. Nxb Moskva (bản dịch). 9. Đặng Thế Huy (1995), Phương pháp nghiên cứu khoa học cơ khí nơng
nghiệp, NXB Nông nghiệp, Hà Nội.
10. Đặng Thế Huy (1995), Một số vấn đề cơ học giải tích và cơ học máy, NXB Nơng nghiệp, Hà Nội.
11. Trần Thị Nhị Hường, Đặng Thế Huy (1987), Một số phương pháp tốn học
trong cơ học nơng nghiệp, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội.
12. Phạm Thượng Hàn (1994), Kỹ thuật đo lượng các đại lượng vật lý. Tập I Nxb Giáo dục.
13. Lê Công Huỳnh (1995), Phương pháp nghiên cứu khoa học phần nghiên
cứu thực nghiệm, NXB Nông nghiệp, Hà Nội.
14. Nguyễn Xã Hội (2013), Nghiên cứu dao động của xe chữa cháy đa năng, Luận án tiến sỹ kỹ thuật.
15. Nguyễn Xã Hội (2019), Cơ sở tính tốn cơng nghệ và thiết bị chữa cháy, nhà xuất bản nông nghiệp Hà Nội.
16. Nguyễn Văn Khang (200), Dao động kỹ thuật, Nxb. Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
17. Phạm Văn Lang, Bạch Quốc Khang (1998), Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực
nghiệm và ứng dụng trong kỹ thuật nông nghiệp. NXB Nông nghiệp, Hà
Nội.
18. Nguyễn Trọng Quế (1996), Giáo trình Phương pháp đo các đại lượng điện
và không điện, Trường Đại học Bách khoa, Hà Nội.
19. Nguyễn Phùng Quang (2004), Matlab & Simulink, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
20. Nguyễn Trọng Quế (1996), Giáo trình Phương pháp đo các đại lượng điện
và không điện, Trường Đại học Bách khoa, Hà Nội.
21. Phan Quốc Phơ, Nguyễn Đức Chiến (2009), Giáo trình cảm biến, Nxb Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
22. Đỗ Sanh, Nguyễn Văn Vượng (2000), Cơ học ứng dụng, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
23. Dương Văn Tài (2010), Nghiên cứu công nghệ và thiết kế chế tạo các thiết
bị chuyên dụng chữa cháy rừng, Đề tài trọng điểm cấp nhà nước mã số
KC07.13/06-10.
24. Dương Văn Tài (2020), Kết quả thiết kế chế tạo xe máy chữa cháy rừng, đề tài cấp cơ sở.
25. Bùi Thế Tân, Trần Vũ Thiệu (1980), Các phương pháp tối ưu hố, NXB Giao thơng vận tải Hà Nội.
26. Đào Quang Triệu (1994), Phương pháp quy hoạch thực nghiệm cực tiểu tối
ưu hố các q trình kỹ thuật hệ phức tạp, Bài giảng cao học và nghiên
27. Đinh Ngọc Tuấn (2012), Giáo trình cơ sở lý hố q trình phát triển và
dập tắt đám cháy, NXB Khoa học và kỹ thuật.
28. Đặng Tùng, Đào Quốc Hợp, Cao Đắc Phong (2004), Giáo trình Lý thuyết
quá trình cháy, NXB Khoa học và kỹ thuật.
29. Lê Văn Tiến (2011), Giáo trình lý thuyết xác suất và thống kê toán học,
NXB Khoa học kỹ thuật.
30. Nguyễn Hữu Tình, Lê Tấn Hùng, Phạm Thị Ngọc Yến, Nguyễn Thị Lan Hương (1999) Cơ sở Matlab và ứng dụng. Nxb khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
Tiếng Anh
31. Sharp, R.S., ‘Stability, control and steering responses of motorcycles’, Vehicle System Dynamics 35(4–5), 2001, 291–318.
32. Koenen, C., ‘The dynamic behaviour of a motorcycle when running straight
ahead and when cornering’, Doctoral Dissertation, Delft University, 1983.
33. Wisselman, D., Iffelsberger, D. and Brandlhuber, B., ‘Einsatz eines
Fahrdynamik- Simulationsmodells in der Motorradentwicklung bei BMW’, ATZ 95(2), 1993.
34. Breuer, T. and Pruckner, A., ‘Advanced dynamic motorbike analysis and driver simulation’, 13th European ADAMS Users’ Conference, Paris, 1998.
35. Sharp, R.S. and Limebeer, D.J.N., ‘A motorcycle model for stability and control analysis’, Multibody System Dynamics 6(2), 2001, 123–142. 36. Berritta, R., Biral, F. and Garbin, S., ‘Evaluation of motorcycle handling by
multibody modeling and simulation’, Proc. 6th Int. Conf. on High Tech.
Engines and Cars, Modena, 2000.
37. Cossalter, V. and Lot, R., ‘A motorcycle multi-body model for real time
simulations based on the natural coordinates approach’, Vehicle System Dynamics 37(6), 423–447, 2002.
38. Bio-Astronautus Data Book, NASA SP 3006, 1964.
D. Van Nostrand Company Inc., Princeton, NJ, 1959.
40. Pick, A. and Cole, D.J., ‘Neuromuscular dynamics and the vehicle steering
task’, in Proc. IAVSD Symposium on Dynamics of Vehicles on Roads
and on Tracks, Kanagawa, Japan, August 2003, in press.
41. Sharp, R.S. and Limebeer, D.J.N., ‘On steering wobble oscillations of
motorcycles’, Proc. I. Mech. E., Part C, Journal of Mechanical Engineering Science, in press.
42. Abdelkebir, A., ‘Measurements of inertia, stiffness and damping components of a Suzuki GSX- R1000’, Project work report, Imperial
College London, Mechanical Engineering Department, 2002.
43. Sharp, R.S. and Alstead, C.J., ‘The influence of structural flexibilities on
the straight running stability of motorcycles’, Vehicle System Dynamics
9(6), 1980, 327–357.
44. Spierings, P.T.J., ‘The effects of lateral front fork flexibility on the
vibrational modes of straight- running single track vehicles’, Vehicle
System Dynamics 10(1), 1981, 37–38.
45. Giles, C.G. and Sharp, R.S., ‘Static and dynamic stiffness and deflection
mode measurements on a motorcycle, with particular reference to steering behaviour’, Proc. I. Mech. E./MIRA Conference on Road
Vehicle Handling, London, Mechanical Engineering Publications, 1983, 185–192.
46. Nishimi, T., Aoki, A. and Katayama, T., ‘Analysis of straight running
stability of motorcycles’, 10th International Technical Conf. on
Experimental Safety Vehicles, July 1985, 33 pp.
47. Cossalter, V., Doria, A. and Lot, R., ‘Steady turning of two-wheeled
vehicles’, Vehicle System Dynamics 31(3), 1999, 157–181.
48. Cossalter, V., Lot, R. and Fabiano, M., ‘The influence of tire properties on
01-1572, 2002.
49. Cossalter, V., Motorcycle Dynamics, Race Dynamics, Greendale, WI, 2002. 50. De Vries, E.J.H. and Pacejka, H.B., ‘Motorcycle tyre measurements and
models’, in Palkovics,L. (ed.), Proceedings of the 15th IAVSD
Symposium on the Dynamics of Vehicles on Roads and on Tracks, 1997 (Suppl. Vehicle System Dynamics) 28, 1998.
51. De Vries, E.J.H. and Pacejka, H.B., ‘The effect of tyre modeling on the
stability analysis of a motorcycle’, Proceedings of AVEC’98, Nagoya,
SAE of Japan, 1998, 355–360.
52. Tezuka, Y., Ishii, H. and Kiyota, S., ‘Application of the magic formula tire
model to motorcycle maneuverability analysis’, JSAE Review 22, 2001,
305–310.
53. Pacejka, H.B., Tyre and Vehicle Dynamics, Butterworth Heinemann,
Oxford, 2002.
54. Sakai, H., Kanaya, O. and Iijima, H., ‘Effect of main factors on dynamic
properties of motorcycle tires’, SAE 790259, 1979.
55. Cossalter, V., Doria, A., Lot, R., Ruffo, N. and Salvador, M., ‘Dynamic
properties of motorcycle and scooter tires: Measurement and comparison’, Vehicle System Dynamics 39(5), 2003, 329– 352.
56. Van Oosten, J.J.M., Kuiper, E., Leister, G., Bode, D., Schindler, H., Tischleder, J. and Koăhne, S., A new tyre model for TIME measurement
data’, in press.
57. Fujioka, T. and Goda, K., ‘Discrete brush tire model for calculating tire
forces with large camber angle’, in Segel, L. (ed.), Proceedings of the 14th
IAVSD Symposium on the Dynamics of Vehicles on Roads and on Tracks, 1995 (Suppl. Vehicle System Dynamics) 25, 1996.
58. Ishii, H. and Tezuka, Y., ‘Considerations of turning performance for
(JSAE 9734601; SAE 972127).
59. Vittore Cossalter (2006) Motorcycle Dynamics, Padova Italia
60. Limebeer, D.J.N., Sharp, R.S. and Evangelou, S., ‘Motorcycle steering
oscillations due to road profiling’, Proc. ASME, Journal of Applied Mechanics 69(6), 2002, 724–739.
61. Cossalter, V. (2006). Motorcycle dynamics, 2nd edition. ISBN 978- 1430308614.
62. Sharp, R.S. (1976). The Dynamics of Single-Track Vehicles. Vehicle System Dynamics. 5 (1-2): 67-77.
63. Sharp, R.S. (1985). The Lateral Dynamics of Motorcycles and Bicycles. Vehicle System Dynamics. 14 (4-6): 265-283.