Nghiên cứu tính an toàn khi phanh của xe khách giường nằm hai tầng trên đường đèo núi

Nghiên cứu tính an toàn khi phanh của xe khách giường nằm hai tầng Thaco Trường Hải trên đường đèo núi, đảm bảo an toàn cho hành khách.

• Tác giả: Ngô Quang Vinh
• Người hướng dẫn: Ts. Lâm Mai Long
• Trường học: Đại Học Spkt Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Cơ Khí Động Lực
• Đề tài: Nghiên Cứu An Toàn Phanh Xe Khách Giường Nằm Hai Tầng Trên Đường Đèo
• Loại tài liệu: Luận Văn
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• MỤC LỤC
• LÝ LỊCH KHOA HỌC
• DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước và quốc tế
• 1.2.1. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.2.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
• 1.3. Mục tiêu của đề tài
• 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Hệ thống phanh
• 2.2. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh
• 2.2.1. Gia tốc phanh jp
• 2.2.2. Quãng đường phanh Sp
• 2.2.3. Thời gian phanh tp
• 2.2.4. Lực phanh riêng fp
• 2.2.5. Ổn định khi phanh
• 2.3. Phân bố tải trọng khi phanh
• 2.3.1. Sơ đồ hai khối lượng
• 2.3.2. Xác định phân bố tải trọng khi phanh ∆Fz
• 2.3.3. Ảnh hưởng của tọa độ trọng tâm
• 2.3.4. Ảnh hưởng của lực ly tâm trong trường hợp xe quay vòng khi phanh
• 2.3.5. Quy luật phân bố lực phanh theo tải trọng xe
• 2.3.6. Ảnh hưởng của phanh ABS đến chuyển động của xe
• 3. CHƯƠNG 3: BÀI TOÁN KHẢO SÁT HIỆU QUẢ VÀ ỔN ĐỊNH KHI PHANH CỦA XE KHÁCH GIƯỜNG NẰM HAI TẦNG THACO MOBIHOME TRÊN ĐƯỜNG DỐC
• 3.1. Giới thiệu chung về xe khách giường nằm hai tầng do công ty cổ phần ô tô Trường Hải (Thaco) sản xuất
• 3.2. Tổng thể xe khách giường nằm hai tầng Thaco
• 3.3. Đặc tính kỹ thuật cơ bản của ô tô khách giường nằm hai tầng Thaco
• 3.4. Bài toán hiệu quả phanh
• 3.5. Bài toán ổn định khi phanh xuống dốc và quay vòng
• 3.6. Phanh ABS và vấn đề an toàn, ổn định khi phanh
• 3.7. Xây dựng quy luật thay đổi của các thông số khi phanh có ABS
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 4.1. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu an toàn phanh xe khách giường nằm hai tầng

Nghiên cứu an toàn phanh xe khách giường nằm hai tầng trên đường đèo là một vấn đề cấp thiết trong bối cảnh giao thông hiện nay. Đặc biệt, với địa hình đồi núi phức tạp tại Tây Nguyên, việc đảm bảo an toàn khi phanh là rất quan trọng. Các vụ tai nạn giao thông gần đây đã chỉ ra rằng tính ổn định và hiệu quả của hệ thống phanh cần được xem xét kỹ lưỡng. Đề tài này sẽ phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến an toàn phanh, từ đó đưa ra các giải pháp cải thiện hiệu quả phanh cho xe khách giường nằm.

1.1. Tình hình tai nạn giao thông trên đường đèo

Tai nạn giao thông trên các tuyến đường đèo, đặc biệt là đèo Lò Xo, đã gia tăng đáng kể trong những năm gần đây. Địa hình hiểm trở, cùng với điều kiện thời tiết không thuận lợi, đã tạo ra nhiều thách thức cho các tài xế. Việc nghiên cứu an toàn phanh xe khách giường nằm là cần thiết để giảm thiểu rủi ro tai nạn.

1.2. Xu hướng phát triển của xe khách giường nằm

Xe khách giường nằm hai tầng đang trở thành lựa chọn phổ biến cho hành khách nhờ vào tính tiện nghi và thoải mái. Tuy nhiên, với sự gia tăng số lượng xe trên đường, việc đảm bảo an toàn phanh trở nên cấp bách hơn bao giờ hết. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc phân tích hiệu quả của hệ thống phanh trong điều kiện đường đèo.

II. Vấn đề an toàn phanh xe khách giường nằm trên đường đèo

An toàn phanh là một trong những yếu tố quan trọng nhất trong việc đảm bảo an toàn giao thông. Đặc biệt, với xe khách giường nằm hai tầng, việc phân bố tải trọng và hiệu quả của hệ thống phanh cần được nghiên cứu kỹ lưỡng. Các yếu tố như độ dốc của đường, tình trạng mặt đường và tải trọng xe đều ảnh hưởng đến khả năng phanh. Nghiên cứu này sẽ chỉ ra những thách thức mà xe khách giường nằm phải đối mặt khi phanh trên đường đèo.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả phanh

Hiệu quả phanh của xe khách giường nằm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tải trọng, độ dốc của đường và điều kiện mặt đường. Việc phân tích các yếu tố này sẽ giúp xác định được nguyên nhân gây mất ổn định khi phanh, từ đó đưa ra các giải pháp cải thiện.

2.2. Tình trạng hệ thống phanh hiện tại

Hệ thống phanh của xe khách giường nằm hiện nay thường gặp phải một số vấn đề như độ mòn phanh, hiệu suất không đồng đều giữa các bánh xe. Những vấn đề này cần được khắc phục để đảm bảo an toàn khi vận hành trên đường đèo.

III. Phương pháp nghiên cứu an toàn phanh xe khách giường nằm

Để đánh giá tính an toàn khi phanh của xe khách giường nằm hai tầng, nghiên cứu này sẽ áp dụng các phương pháp phân tích và mô phỏng. Việc sử dụng phần mềm MATLAB sẽ giúp mô phỏng các tình huống phanh khác nhau, từ đó đưa ra các kết luận chính xác về hiệu quả phanh. Phương pháp này sẽ giúp xác định được các yếu tố ảnh hưởng đến an toàn phanh và đề xuất các giải pháp cải thiện.

3.1. Phân tích lý thuyết về hệ thống phanh

Nghiên cứu sẽ bắt đầu bằng việc phân tích lý thuyết về hệ thống phanh, bao gồm các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh như gia tốc phanh, quãng đường phanh và thời gian phanh. Những thông số này sẽ được sử dụng để đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh trong các điều kiện khác nhau.

3.2. Mô phỏng bằng phần mềm MATLAB

Phần mềm MATLAB sẽ được sử dụng để mô phỏng các tình huống phanh của xe khách giường nằm. Qua đó, nghiên cứu sẽ đánh giá được sự phân bố tải trọng và ảnh hưởng của nó đến tính an toàn khi phanh. Kết quả mô phỏng sẽ cung cấp thông tin quý giá cho việc cải thiện hệ thống phanh.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu sẽ được áp dụng vào thực tiễn để cải thiện an toàn phanh cho xe khách giường nằm hai tầng. Các khuyến nghị sẽ được đưa ra cho các cơ quan chức năng và nhà sản xuất xe nhằm nâng cao tính an toàn trong thiết kế và vận hành. Nghiên cứu cũng sẽ cung cấp thông tin hữu ích cho các tài xế trong việc điều khiển xe an toàn trên đường đèo.

4.1. Khuyến nghị cho cơ quan chức năng

Cơ quan chức năng cần xem xét các quy định về an toàn phanh cho xe khách giường nằm, đặc biệt là trong điều kiện đường đèo. Việc áp dụng các tiêu chuẩn an toàn cao hơn sẽ giúp giảm thiểu tai nạn giao thông.

4.2. Đề xuất cải tiến hệ thống phanh

Nghiên cứu sẽ đề xuất các giải pháp cải tiến hệ thống phanh cho xe khách giường nằm, bao gồm việc nâng cấp công nghệ phanh và cải thiện quy trình bảo trì. Những cải tiến này sẽ giúp tăng cường hiệu quả phanh và đảm bảo an toàn cho hành khách.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu an toàn phanh

Nghiên cứu an toàn phanh xe khách giường nằm hai tầng trên đường đèo đã chỉ ra rằng việc đảm bảo an toàn khi phanh là rất quan trọng. Các kết quả nghiên cứu sẽ góp phần nâng cao nhận thức về an toàn giao thông và cải thiện thiết kế xe khách. Tương lai của nghiên cứu này sẽ tiếp tục mở rộng để bao quát nhiều loại xe khác và các điều kiện giao thông khác nhau.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng tính an toàn khi phanh của xe khách giường nằm phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Việc phân tích và mô phỏng đã giúp xác định được các vấn đề cần khắc phục để nâng cao an toàn.

5.2. Hướng phát triển trong tương lai

Nghiên cứu sẽ tiếp tục được mở rộng để bao quát nhiều loại xe khác nhau và các điều kiện giao thông khác nhau. Việc áp dụng công nghệ mới trong hệ thống phanh sẽ là một trong những hướng phát triển quan trọng trong tương lai.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Vận tải hành khách đường dài bằng xe khách giường nằm hai tầng đã trở thành phương thức di chuyển huyết mạch tại Việt Nam nhờ tính tiện nghi vượt trội. Tuy nhiên, theo các thống kê giao thông thực tế, hơn 70% các vụ tai nạn đặc biệt nghiêm trọng của dòng xe này tập trung tại khu vực địa hình đồi núi hiểm trở như Tây Nguyên, điển hình là cung đường đèo Lò Xo và đèo Phượng Hoàng. Đặc thù địa hình với độ dốc liên tục trên 10%, bán kính đường cong hẹp kết hợp điều kiện thời tiết sương mù, trơn trượt khiến việc kiểm soát chuyển động của xe gặp nhiều rủi ro. Vấn đề cốt lõi bắt nguồn từ kết cấu đặc thù của xe khách hai tầng: kích thước bao lớn (chiều cao 3.700 mm), trọng tâm khi đầy tải lên tới 1,694 m và trang bị hệ thống treo khí nén có độ biến dạng đàn hồi lớn. Khi phanh gấp trên đường dốc kết hợp vào cua, tải trọng bị phân bố lại đột ngột làm bánh xe cầu sau dễ bị hãm cứng, gây trượt lết và mất ổn định hướng nghiêm trọng.

Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu là xây dựng mô hình toán học khảo sát sự phân bố lại tải trọng pháp tuyến giữa các cầu xe theo sơ đồ hai khối lượng, đánh giá định lượng các chỉ tiêu an toàn phanh và xác định ngưỡng gia tốc chuyển động gây mất ổn định khi phanh xuống dốc kết hợp quay vòng. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào dòng xe khách giường nằm 40 chỗ THACO MOBIHOME (HYUNDAI HB120SL) vận hành trên địa hình đèo Lò Xo trong mốc thời gian hoàn thành năm 2019. Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn khi giải quyết bài toán mà các bệ thử tĩnh tại trung tâm đăng kiểm hay nhà máy sản xuất chưa thể thực nghiệm đầy đủ do điều kiện thử nghiệm thực tế nguy hiểm. Kết quả tính toán cung cấp cơ sở kỹ thuật chuẩn xác giúp tối ưu hóa thuật toán phanh chống bó cứng ABS, góp phần rút ngắn 20% đến 40% quãng đường phanh và bảo đảm an toàn sinh mạng cho hành khách.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết động lực học chuyển động ô tô và lý thuyết quá trình phanh. Khung lý thuyết tập trung phân tích 4 chỉ tiêu chất lượng phanh cơ bản gồm gia tốc phanh, quãng đường phanh, thời gian phanh và lực phanh riêng cực đại (đạt giá trị lý thuyết từ 70% đến 80% trọng lượng xe trên đường khô). Để mô tả chính xác sự dịch chuyển không gian của thân xe, tác giả áp dụng mô hình động lực học hai khối lượng (Two-mass system) gồm khối lượng được treo (thân vỏ, khung xe, hệ thống giường nằm) và khối lượng không được treo (cầu xe, cụm bánh xe).

Trong mô hình này, ba khái niệm khoa học then chốt được phát triển chuyên sâu:

1. Độ trượt tương đối của bánh xe: Mối quan hệ phi tuyến giữa hệ số bám dọc, hệ số bám ngang với độ trượt được xác định theo thực nghiệm, trong đó vùng làm việc tối ưu để đạt lực phanh cực đại và duy trì tính dẫn hướng nằm trong khoảng 15% đến 25%.
2. Sự phân bố lại tải trọng pháp tuyến: Biến thiên tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cầu trước và cầu sau dưới tác động đồng thời của lực quán tính, độ dốc mặt đường và độ cứng của các bầu hơi khí nén.
3. Mô men quay vòng và mô men lật: Sự mất ổn định xuất hiện khi có sự chênh lệch lực phanh giữa hai bên bánh xe hoặc khi lực ly tâm vượt quá khả năng chống lật của xe trên đường dốc nghiêng ngang.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp chọn mẫu điển hình với cỡ mẫu là dòng xe khách giường nằm hai tầng THACO MOBIHOME HYUNDAI HB120SL. Lý do lựa chọn là vì dòng xe này chiếm thị phần vận hành trên 80% trong phân khúc xe khách giường nằm liên tỉnh tại Việt Nam, mang tính đại diện cao nhất về mặt kết cấu kỹ thuật. Nguồn dữ liệu đầu vào được thu thập trực tiếp từ hồ sơ thiết kế chính hãng của Công ty Cổ phần Ô tô Trường Hải, bao gồm tổng trọng lượng 15.700 kg, chiều dài cơ sở 6.000 mm, động cơ D6CA công suất 410 mã lực và hệ thống treo khí nén với 2 bầu hơi ở cầu trước, 4 bầu hơi ở cầu sau.

Phương pháp phân tích chủ đạo là kết hợp giải tích toán học cân bằng lực, mô men theo phương pháp công ảo với phương pháp mô phỏng số trên phần mềm Matlab. Lý do lựa chọn mô phỏng số là phương pháp tối ưu và an toàn nhất để khảo sát các chế độ phanh khẩn cấp tới hạn trên đèo dốc hiểm trở mà không thể thực hiện thử nghiệm phá hủy trên thực địa. Toàn bộ quá trình lập trình thuật toán, thiết lập phương trình vi phân chuyển động và xử lý số liệu mô phỏng được thực hiện liên tục trong thời gian 12 tháng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, nghiên cứu đã định lượng hóa chính xác hiện tượng dồn tải trọng pháp tuyến khi phanh xuống dốc. Khi xe đầy tải (15.700 kg) thực hiện phanh với gia tốc 5,7 m/s² từ vận tốc 30 km/h trên đường dốc, phản lực pháp tuyến ở cầu sau bị suy giảm hơn 35% so với trạng thái tĩnh ban đầu (giảm từ 10.000 kg xuống dưới 6.500 kg), trong khi cầu trước chịu tải trọng dồn lên tới hơn 9.200 kg. Hiện tượng này làm giảm nghiêm trọng khả năng bám của lốp sau với mặt đường.

Thứ hai, nghiên cứu xác định được cơ chế gây mất ổn định hướng khi phanh kết hợp quay vòng. Ở các khúc cua có bán kính nhỏ hơn 25 m trên đường đèo, sự kết hợp giữa lực ly tâm và độ nghiêng thùng xe làm lực bám ngang ở bánh xe phía sau suy giảm nhanh chóng vượt mức 60%. Nếu không có sự can thiệp của cơ cấu điều hòa lực phanh, bánh xe sau sẽ bị hãm cứng trước, dẫn đến mô men quay vòng mất kiểm soát và xe lập tức bị trượt văng đuôi xe.

Thứ ba, mô phỏng hoạt động của hệ thống phanh chống bó cứng ABS cho thấy chu kỳ điều khiển áp suất ba giai đoạn (tăng áp, giữ áp, giảm áp) giữ cho độ trượt của bánh xe luôn dao động xung quanh ngưỡng lý tưởng 20%. Nhờ đó, quãng đường phanh thực tế của xe THACO MOBIHOME giảm được khoảng 20% trên mặt đường nhựa khô và giảm tới 40% trên mặt đường đèo ướt có hệ số bám thấp so với trường hợp bánh xe bị trượt lết hoàn toàn (độ trượt 100%).

Thảo luận kết quả

Các dữ liệu nghiên cứu có thể được tổng hợp trực quan qua biểu đồ biến thiên mô men phanh theo độ trượt tương đối và bảng so sánh phản lực tiếp tuyến giữa hai cầu ở các độ dốc khác nhau từ 0% đến 29,4%. Biểu đồ chu kỳ điều khiển ABS thể hiện rõ các đường cong dao động áp suất khép kín, minh chứng cho việc duy trì lực bám dọc và lực bám ngang ở mức cao nhất trong suốt quá trình hãm phanh.

Nguyên nhân sâu xa của hiện tượng mất ổn định là do chiều cao trọng tâm của xe khách hai tầng đạt tới 1,694 m (cao hơn đáng kể so với xe khách một tầng thông thường chỉ khoảng 1,2 m đến 1,4 m). Kết hợp với độ cứng đàn hồi của hệ thống treo khí nén, thùng xe bị nghiêng dọc và nghiêng ngang với biên độ lớn khi phanh gấp. So sánh với các nghiên cứu động lực học phanh trên xe con hoặc xe tải ba cầu, biên độ biến thiên tải trọng pháp tuyến của xe khách giường nằm hai tầng lớn hơn từ 15% đến 22%. Điều này giải thích vì sao dòng xe này rất nhạy cảm với các khúc cua dốc và đòi hỏi hệ thống phanh ABS phải có tần số điều khiển áp suất cực kỳ chuẩn xác để triệt tiêu hiện tượng văng trượt.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, nâng cấp và tinh chỉnh thuật toán điều khiển ECU của hệ thống phanh ABS: Đội ngũ kỹ sư R&D tại các nhà máy sản xuất ô tô cần tích hợp thêm thuật toán bù góc nghiêng thân xe và cảm biến gia tốc ngang, rút ngắn thời gian đáp ứng của van điện từ xuống dưới 0,05 giây, đặt mục tiêu hoàn thiện thử nghiệm trong vòng 6 đến 12 tháng.

Thứ hai, chuẩn hóa quy trình phân bổ tải trọng và kiểm soát trọng tâm xe: Các doanh nghiệp kinh doanh vận tải hành khách phải thực hiện sắp xếp hành lý nặng tập trung hoàn toàn tại các khoang chứa hàng phía dưới gầm xe nằm giữa chiều dài cơ sở 6.000 mm, tuyệt đối không chất tải lệch về đuôi xe, nhằm duy trì chiều cao trọng tâm toàn bộ xe dưới ngưỡng an toàn 1,65 m ngay trong từng chuyến xuất bến.

Thứ ba, bổ sung tiêu chuẩn kiểm định định kỳ hệ thống treo khí nén: Cục Đăng kiểm và các Trung tâm Đăng kiểm cơ giới cần ban hành quy chuẩn kiểm tra độ kín khít và tần số dao động riêng của bầu hơi (đảm bảo dải tần số chuẩn 81,95 đến 85,02 lần/phút), đồng thời yêu cầu hiệu quả lực phanh riêng toàn xe phải đạt tối thiểu từ 60% đến 65% trọng lượng toàn bộ trước khi cấp phép lưu hành trên các tuyến đèo núi.

Thứ tư, đào tạo chuyên sâu kỹ năng điều khiển xe đèo dốc cho đội ngũ lái xe: Hiệp hội Vận tải Ô tô phối hợp với các doanh nghiệp tổ chức khóa tập huấn định kỳ hàng quý, hướng dẫn tài xế triệt để sử dụng phanh phụ khí xả động cơ (exhaust brake) để hãm tốc độ xuống dưới 40 km/h trước khi vào cua dốc trên 10%, nghiêm cấm hành vi rà phanh chính liên tục gây cháy má phanh và mất áp suất khí nén.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm kỹ sư thiết kế và chuyên gia R&D ngành ô tô: Nắm bắt phương pháp tính toán động lực học sơ đồ hai khối lượng để tối ưu hóa kết cấu khung gầm, bố trí hệ thống treo khí nén và phân bổ tỷ số truyền dẫn động phanh phù hợp cho các dòng xe khách thương mại chất lượng cao.

Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Kỹ thuật Cơ khí Động lực: Sử dụng luận văn như một tài liệu tham khảo học thuật chuyên sâu về phương pháp mô phỏng số trên Matlab, bài toán cân bằng mô men và động lực học lốp xe trong điều kiện vận hành khắc nghiệt.

Cán bộ quản lý kỹ thuật tại các cơ quan quản lý nhà nước và đăng kiểm: Ứng dụng các kết quả nghiên cứu để xây dựng bộ tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật, bổ sung các kịch bản kiểm tra an toàn phanh xe khách giường nằm khi di chuyển qua các địa hình đồi núi phức tạp tại Việt Nam.

Ban lãnh đạo kỹ thuật và đội ngũ lái xe tại các công ty vận tải liên tỉnh: Hiểu rõ bản chất vật lý của sự mất ổn định xe khi phanh trên đèo núi, từ đó xây dựng cẩm nang vận hành an toàn, quy trình bảo dưỡng hệ thống phanh và kế hoạch quản trị rủi ro trên các cung đường hiểm trở.

Câu hỏi thường gặp

Xe khách giường nằm hai tầng có đặc điểm gì khiến nguy cơ lật và trượt bánh khi phanh cao hơn xe thông thường? Xe có chiều cao trọng tâm lớn đạt 1,694 m khi chở đủ 40 hành khách, kết hợp với hệ thống treo khí nén có độ đàn hồi cao. Khi phanh gấp trên dốc, quán tính làm dồn tải về phía trước khiến cầu sau giảm tải hơn 35%, làm giảm mạnh lực bám ngang và gây trượt bánh sau khi đánh lái vào cua.

Hệ thống phanh ABS giúp cải thiện an toàn như thế nào trong điều kiện đường đèo sương mù trơn ướt? Hệ thống ABS liên tục điều chỉnh áp suất khí nén để duy trì độ trượt của bánh xe trong vùng tối ưu từ 15% đến 25%. Cơ chế này giúp bánh xe không bị hãm cứng, giữ được lực bám ngang để điều khiển hướng lái và rút ngắn quãng đường phanh tới 40% trên mặt đường trơn trượt.

Tại sao nghiên cứu lại áp dụng mô hình động lực học hai khối lượng thay vì mô hình một khối lượng đơn giản? Mô hình hai khối lượng cho phép tách biệt khối lượng được treo (thân xe) và khối lượng không được treo (cầu xe), qua đó tính toán chính xác biến dạng của các bầu hơi khí nén và góc nghiêng thùng xe. Điều này giúp phản ánh trung thực hiện tượng thay đổi tải trọng pháp tuyến mà mô hình một khối lượng không thể mô tả được.

Người lái xe khách giường nằm cần thao tác phanh như thế nào khi đổ đèo Lò Xo để đảm bảo an toàn tối đa? Người lái cần kích hoạt phanh phụ bằng khí xả động cơ để duy trì vận tốc xe dưới 40 km/h, hạn chế đạp phanh chính kéo dài nhằm tránh hiện tượng quá nhiệt tang trống. Khi vào các khúc cua hẹp, tài xế phải chủ động giảm tốc độ trước khi đánh lái để triệt tiêu lực ly tâm gây mất ổn định ngang.

Kết quả mô phỏng trên phần mềm Matlab trong luận văn có thể ứng dụng cho các dòng xe khách khác không? Toàn bộ thuật toán toán học và chương trình tính toán xây dựng trên Matlab có tính tổng quát rất cao. Bằng cách thay đổi các thông số đầu vào như kích thước hình học, tải trọng và đặc tính đàn hồi của hệ thống treo, chương trình có thể áp dụng trực tiếp để khảo sát an toàn phanh cho mọi dòng xe khách nhiều tầng hiện đại.

Kết luận

• Xây dựng thành công mô hình toán học hai khối lượng mô tả chính xác sự phân bố lại tải trọng pháp tuyến của xe khách giường nằm hai tầng khi phanh trên đường dốc đồi núi.
• Xác định rõ hiện tượng suy giảm tải trọng cầu sau vượt quá 35% là nguyên nhân cốt lõi gây bó cứng bánh xe sớm và mất ổn định hướng chuyển động khi xuống dốc.
• Chứng minh hiệu quả tối ưu của hệ thống phanh chống bó cứng ABS giúp duy trì độ trượt bánh xe ở mức 20%, rút ngắn từ 20% đến 40% quãng đường phanh và bảo toàn khả năng dẫn hướng.
• Thiết lập chương trình mô phỏng hoàn chỉnh trên nền tảng phần mềm Matlab với độ chính xác cao dựa trên các thông số thực tế của xe THACO MOBIHOME.
• Đề xuất hệ thống giải pháp toàn diện bao gồm cải tiến thuật toán điều khiển phanh, kiểm soát quy chuẩn tải trọng và nâng cao kỹ năng lái xe đường đèo dốc.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là đã cung cấp cơ sở khoa học định lượng vững chắc để đánh giá an toàn phanh xe khách hai tầng tại các cung đường hiểm trở đặc thù của Việt Nam. Hướng nghiên cứu tiếp theo trong giai đoạn 12 đến 24 tháng tới là mở rộng mô hình tích hợp hệ thống cân bằng điện tử ESC và thử nghiệm thực nghiệm trên sa hình mô phỏng thời gian thực. Các cơ quan quản lý, doanh nghiệp vận tải và các nhà nghiên cứu hãy cùng khai thác những phát hiện giá trị từ công trình này để nâng cao chất lượng phương tiện và kiến tạo môi trường giao thông an toàn bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ sự cảm ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn khoa học TS. Lâm Mai Long, đã tận tình hướng dẫn và đóng góp nhiều ý kiến khoa học trong quá trình nghiên cứu và xây dựng luận văn này. Tôi xin cảm ơn tập thể quý thầy, cô giáo tại trường Đại học SPKT thành phố Hồ Chí Minh, nhất là quý thầy trong khoa Cơ khí động lực, đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành nhiệm vụ học tập và nghiên cứu. Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp và những người thân đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua.

Mặc dù đã cố gắng làm tốt nhất có thể nhưng do khó khăn về tài liệu, sự cập nhật thông tin, thời gian nghiên cứu và hạn chế của bản thân cho nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được các ý kiến đóng góp từ quý Thầy để luận văn được hoàn thiện hơn.Hồ Chí Minh, ngày. tháng 04 năm 2019 Tác giả luận văn Ngô Quang Vinh iii TÓM TẮT Xe khách giường nằm là một xu hướng phổ biến trong vận tải hành khách ngày nay bởi tính tiện lợi và tiện nghi mà nó mang lại khi vận chuyển hành khách đường dài. Tuy nhiên đã có những vụ tai nạn thương tâm của xe khách giường nằm trong thời gian gần đây, nhất là địa hình vùng Tây Nguyên chủ yếu là trung du đồi núi với nhiều cung đường xấu, có nhiều khúc cua ngoặt, lòng đường hẹp, độ dốc lớn. Vì vậy, tính an toàn khi phanh của xe khách giường nằm trên đường đèo núi cần phải được nghiên cứu, xem xét nghiêm túc để giảm thiểu những nguy cơ gây mất an toàn.

Trong đề tài này, em nghiên cứu về tính an toàn khi phanh của xe khách giường nằm hai tầng trên đường đèo núi khi mà những sự kiểm định của các Trung tâm đăng kiểm và việc thử xe tại các nhà máy sản xuất không làm được (do điều kiện thử không cho phép). Nội dung chính trong luận văn này được thực hiện bao gồm 3 phần chính: - Phân tích các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu quả phanh, tính ổn định khi phanh. - Nghiên cứu sự phân bố lại tải trọng pháp tuyến của 2 cầu xe trong quá trình phanh theo sơ đồ 2 khối lượng, từ đó tính toán, đánh giá trạng thái hãm cứng (nguy hiểm) của cầu sau sẽ xảy ra khi nào. Xác định gia tốc chuyển động bằng bao nhiêu thì sẽ gây ra hiện tượng mất ổn định.

- Mô phỏng bằng Matlab ảnh hưởng của phân bố tải trọng tới tính an toàn, ổn định khi phanh cho dòng xe giường nằm cụ thể và phổ biến nhất là THACO MOBIHOME. Toàn bộ những phân tích và chương trình tính toán ở đây có thể áp dụng cho các dòng xe tương tự khác. Tƣ̀ khóa: xe khách hai tầng; phanh; an toàn; ổn định; đường đèo núi, phân bố tải trọng ΔFz. iv ABSTRACT MobiHome (Passenger cars) is a new trend of the passenger transport by convenience and comfort that it brings the long-distance passenger transport.

However, there have been tragic accidents of passenger cars in recent times, especially the topography of the Central Highlands, mainly midland and mountainous areas with many bad roads, many bends and narrow roadways , steep slope. Therefore, the safety when braking of passenger car beds located on mountain passes needs to be studied and seriously considered to minimize the risks of unsafety. In this topic, I study the safety of braking of passenger cars which are located on two mountain floors when the inspection of registration centers and the testing of vehicles at production plants cannot be done (due to trial conditions not allowed). The main content of this thesis is made up of 3 main parts: - Analysis of factors affecting braking efficiency, stability when braking.

- Study the redistribution of the normal load of 2 bridges during braking according to the diagram of 2 volumes, from which to calculate and evaluate when the hard (dangerous) state of the rear bridge will occur. Determining how much motion acceleration will cause instability. - Simulated by Matlab effect of load distribution to safety, stability when braking for the specific and most popular car bed is THACO MOBIHOME. The whole program analysis and calculations here can be applied to other similar cars.

Key words: Passenger car on two layer; Brake; Stability; the mountain road; load distribution ΔFz; v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. i LÝ LỊCH KHOA HỌC. ii LỜI CẢM ƠN .v DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT. viii DANH MỤC BẢNG.

ix DANH MỤC HÌNH ẢNH .x CHƢƠNG 1:TỔNG QUAN. Tính cấp thiết của đề tài. Tình hình nghiên cứu trong nước và quốc tế. Tình hình nghiên cứu trong nước.

Tình hình nghiên cứu ngoài nước. Mục tiêu của đề tài. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu:.

Phạm vi nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài .5 CHƢƠNG 2:CƠ SỞ LÝ THUYẾT. Hệ thống phanh.

Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh. Gia tốc phanh jp. Quãng đường phanh Sp. Thời gian phanh tp.

Lực phanh riêng fp. Ổn định khi phanh. Phân bố tải trọng khi phanh. Sơ đồ hai khối lượng.

Xác định phân bố tải trọng khi phanh ∆Fz. Ảnh hưởng của tọa độ trọng tâm. Ảnh hưởng của lực ly tâm trong trường hợp xe quay vòng khi phanh. Quy luật phân bố lực phanh theo tải trọng xe.

Ảnh hưởng của phanh ABS đến chuyển động của xe .34 CHƢƠNG 3: BÀI TOÁN KHẢO SÁT HIỆU QUẢ VÀ ỔN ĐỊNH KHI PHANH CỦA XE KHÁCH GIƢỜNG NẰM HAI TẦNG THACO MOBIHOME TRÊN ĐƢỜNG DỐC. Giới thiê ̣u chung về xe khách giường nằ m hai tầng do công ty cổ phầ n ô tô Trường Hải (Thaco) sản xuất.Tổng thể xe khách giường nằm hai tầng Thaco. Đặc tính kỹ thuật cơ bản của ô tô khách giường nằm hai tầng Thaco. Bài toán hiệu quả phanh.

Bài toán ổn định khi phanh xuống dốc và quay vòng. Phanh ABS và vấn đề an toàn, ổn định khi phanh. Xây dựng quy luật thay đổi của các thông số khi phanh có ABS.50 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. Hướng phát triển.59 TÀI LIỆU THAM KHẢO .60 vii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký Đơn vị Tên gọi hiệu tính y Hệ số bám ngang của bánh xe và mặt đường 1 Góc lệch hướng của bánh xe trước 2 Góc lệch hướng của bánh xe sau  Góc đánh lái Y12 Lực ngang tác dụng lên bánh xe trước N Y34 Lực ngang tác dụng lên bánh xe sau N Flt Lực li tâm N a Khoảng cách từ cầu trước đến trọng tâm của xe m b Khoảng cách từ cầu sau đến trọng tâm của xe m hg Độ cao trọng tâm của xe m l Khoảng cách từ cầu trước tới cầu sau m v Vận tốc chuyển động của xe m/s m Khối lượng xe kg g Gia tốc trọng trường m / s2 L Chiều dài lớn nhất của ô tô m B0 Chiều rộng lớn nhất của ô tô m H0 Chiều cao lớn nhất của ô tô m r Bán kính thiết kế của bánh xe m R Bán kính quay vòng m  Góc quay bánh lái Độ 𝜉 Độ dốc của đường Độ γ Góc lệch giữa lực ly tâm và trục dọc của xe Độ Gv Trọng tâm xe viii DANH MỤC BẢNG Bảng 3.

Thông số cơ bản của xe .2: Trọng lượng và chiều cao trọng tâm của các chi tiết thành phần .3: Mô men phanh sinh ra ở cầu trước và cầu sau .4: Quan hệ giữa hệ số bám dọc φx và độ trượt δ.5: Quan hệ giữa mô men bám Mφvà độ trượt δ.6 : Quan hệ giữa mô men phanh trước Mp1 với độ trượt δ ở giai đoạn tăng áp suất .7: Quan hệ giữa mô men phanh trước Mp1 với độ trượt δ ở giai đoạn giảm áp suất .8: Quan hệ giữa mô men phanh trước Mp1 với độ trượt δ ở giai đoạn giữ áp suất .9: Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh trước Mp1 với độ trượt δ ở giai đoạn tăng áp suất tiếp theo .10: Quan hệ giữa mô men phanh sau Mp2 với độ trượt δ ở giai đoạn tăng áp suất.11: Quan hệ giữa mô men phanh sau Mp2 với độ trượt δ ở giai đoạn giảm áp suất.12: Quan hệ giữa mô men phanh sau Mp2 với độ trượt δ ở giai đoạn giữ áp suất. 56 ix DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Những vụ tai nạn nghiêm trọng trên đèo Lò Xo .1: Sơ đồ phân bố các lực tác dụng lên xe khi phanh.2: Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên bánh xe ô tô khi phanh .3: Sơ đồ các lực khi phanh .4: Quan hệ lực phanh và  khi S1= S2= 0.5: Quan hệ lực phanh và khi S1S20 .6: Sơ đồ phân bố các lực tác dụng lên xe khi chuyển động.7: Các lực tác dụng lên cầu xe .8: Tải trọng phân bố lên cầu xe .9: Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi chuyển động thẳng có gia tốc .10: Cân bằng cơ cấu treo khi phanh .11: Sơ đồ lực tác dụng lên xe khi phanh trên đường nghiêng ngang .12: Lực ly tâm trong trường hợp xe quay vòng khi phanh .13: Sơ đồ các lực khi phanh .14: Sự thay đổi hệ số bám dọc  x và hệ số bám ngang  y theo độ trượt tương đối  của bánh xe khi phanh .15: Sự thay đổi mô men phanh Mp khi có bộ chống hãm cứng bánh xe .16: Sự thay đổi tốc độ góc b của bánh xe, tốc độ của ô tô v và độ trượt λ theo thời gian t khi phanh có bộ chống hãm cứng bánh xe. Tổng thể xe khách giường nằm hai tầng Thaco .2: Sơ đồ các lực tác dụng lên cầu xe khi xuống dốc .3: Đồ thị thể hiện sự thay đổi tải trọng pháp tuyến ∆FZ khi phanh .4: Sơ đồ phản lực ngang tác dụng lên các bánh xe trước và sau .5: Đồ thị thể hiện phản lực ngang Y34 theo dx .6: Đồ thị quan hệ mô men phanh của xe THACO MOBIHOME .7: Các lực và mô men tác dụng lên bánh xe khi phanh .8: Sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy theo độ trượt tương đối δ của bánh xe.9: Chu kỳ thay đổi mô men phanh ở cầu trước khi có ABS .10: Chu kỳ thay đổi mô men phanh ở cầu sau khi có ABS. 57 xi CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1.

Tính cấp thiết của đề tài. - Thực trạng vận tải ở khu vực Tây Nguyên. Tình trạng tai nạn giao thông ở khu vực Tây Nguyên có nhiều diễn biến phức tạp. Địa hình Tây Nguyên là trung du đồi núi với nhiều cung đường xấu,có nhiều khúc cua ngoặt, lòng đường hẹp, độ dốc lớn.