Nghiên cứu dao động của ô tô tải 5 tấn Thaco Foton FC500 trong vận chuyển gỗ

Nghiên cứu dao động của ô tô tải 5 tấn Thaco Foton FC50 khi vận chuyển ô tô trên đường lâm nghiệp, mang lại giải pháp tối ưu cho vận tải.

• Tác giả: Phạm Văn Thành
• Người hướng dẫn: Pgs. Ts Nguyễn Nhật Chiêu
• Trường học: Trường Đại học Lâm nghiệp
• Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí
• Đề tài: Nghiên cứu dao động của xe ôtô tải 5 tấn hiệu Thaco Foton FC500 khi chở gỗ trên đường lâm nghiệp
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Đồng Nai

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tình hình nghiên cứu, ứng dụng các loại ôtô, máy kéo trong vận chuyển gỗ ở nước ta hiện nay
• 1.2. Tổng quan về nghiên cứu dao động ôtô máy kéo. Tình hình nghiên cứu dao động ôtô, máy kéo trên thế giới
• 1.3. Tình hình nghiên cứu dao động ôtô, máy kéo ở Việt Nam
• 1.4. Tổng quan về hệ thống treo trên xe ôtô
• 1.4.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại của hệ thống treo
• 1.4.2. Các bộ phận chính của hệ thống treo
• 1.4.3. Tiêu chuẩn về độ êm dịu của xe
• 1.5. Tình hình nghiên cứu biên dạng đường ôtô
• 1.6. Các phương pháp và phần mềm ứng dụng trong nghiên cứu dao động ôtô, máy kéo
• 1.6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
• 1.6.2. Phương pháp thực nghiệm
• 1.6.3. Các phần mềm nghiên cứu dao động ôtô máy kéo
• 2. CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục tiêu nghiên cứu. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Đối tượng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu. Nội dung và phương pháp nghiên cứu
• 2.3. Nghiên cứu lý thuyết. Nghiên cứu thực nghiệm
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. Kết quả nghiên cứu lý thuyết. Xây dựng được mô hình dao động của ô tô hiệu Thaco Foton FC500 5 tấn trong mặt phẳng thẳng đứng dọc. Hệ phương trình vi phân dao động của ô tô trong mặt phẳng thẳng đứng dọc. Kết quả mô phỏng hệ phương trình vi phân dao động. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 4.1. Các kết quả đạt được của đề tài
• 4.2. Các kiến nghị tiếp theo
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu dao động ô tô tải 5 tấn Thaco Foton FC500

Nghiên cứu dao động của ô tô tải 5 tấn Thaco Foton FC500 khi vận chuyển gỗ là một vấn đề quan trọng trong ngành vận tải lâm nghiệp. Đặc biệt, việc hiểu rõ về dao động ô tô không chỉ giúp cải thiện hiệu suất vận chuyển mà còn đảm bảo an toàn cho người và hàng hóa. Các nghiên cứu hiện tại chủ yếu tập trung vào việc phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến dao động của xe, từ đó đưa ra các giải pháp tối ưu hóa hệ thống treo.

1.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng ô tô tải trong vận chuyển gỗ

Hiện nay, ô tô tải 5 tấn như Thaco Foton FC500 đang được sử dụng phổ biến trong vận chuyển gỗ. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc cải tiến hệ thống treo có thể giảm thiểu dao động, từ đó nâng cao hiệu quả vận chuyển.

1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến dao động của ô tô tải

Các yếu tố như tải trọng, điều kiện mặt đường và thiết kế hệ thống treo đều có ảnh hưởng lớn đến dao động của ô tô tải. Việc phân tích các yếu tố này giúp xác định các giải pháp cải tiến hiệu quả.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu dao động ô tô tải

Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về dao động ô tô, nhưng vẫn còn nhiều thách thức trong việc áp dụng các kết quả nghiên cứu vào thực tiễn. Đặc biệt, việc thiếu dữ liệu thực nghiệm và mô hình hóa chính xác các điều kiện làm việc thực tế là một trong những vấn đề lớn.

2.1. Thiếu dữ liệu thực nghiệm trong nghiên cứu

Nhiều nghiên cứu hiện tại chủ yếu dựa vào lý thuyết mà thiếu sự kiểm chứng thực nghiệm. Điều này dẫn đến việc khó khăn trong việc áp dụng các kết quả vào thực tiễn.

2.2. Khó khăn trong việc mô hình hóa điều kiện làm việc

Mô hình hóa các điều kiện làm việc thực tế như độ mấp mô của mặt đường và tải trọng không đồng đều là một thách thức lớn trong nghiên cứu dao động ô tô tải.

III. Phương pháp nghiên cứu dao động ô tô tải Thaco Foton FC500

Để nghiên cứu dao động của ô tô tải Thaco Foton FC500, các phương pháp lý thuyết và thực nghiệm được áp dụng. Việc xây dựng mô hình toán học và thực hiện các thí nghiệm trên thực địa là rất cần thiết để thu thập dữ liệu chính xác.

3.1. Phương pháp lý thuyết trong nghiên cứu

Phương pháp lý thuyết bao gồm việc xây dựng các mô hình toán học để mô phỏng dao động của ô tô tải. Các mô hình này giúp phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến dao động và độ êm dịu của xe.

3.2. Phương pháp thực nghiệm và thu thập dữ liệu

Phương pháp thực nghiệm bao gồm việc thực hiện các thí nghiệm trên thực địa để đo đạc các thông số dao động của ô tô tải. Dữ liệu thu thập được sẽ được sử dụng để kiểm chứng các mô hình lý thuyết.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc cải tiến hệ thống treo có thể giảm thiểu đáng kể dao động của ô tô tải Thaco Foton FC500 khi vận chuyển gỗ. Điều này không chỉ nâng cao hiệu suất vận chuyển mà còn đảm bảo an toàn cho hàng hóa.

4.1. Đánh giá hiệu quả của hệ thống treo

Nghiên cứu cho thấy rằng hệ thống treo được cải tiến giúp giảm thiểu dao động, từ đó nâng cao độ êm dịu và an toàn cho xe khi vận chuyển gỗ.

4.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng để cải tiến thiết kế hệ thống treo cho ô tô tải, từ đó nâng cao hiệu quả vận chuyển gỗ trên các tuyến đường lâm nghiệp.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu dao động của ô tô tải Thaco Foton FC500 khi vận chuyển gỗ đã chỉ ra nhiều vấn đề cần cải tiến. Tương lai, việc áp dụng công nghệ mới và các phương pháp nghiên cứu hiện đại sẽ giúp nâng cao chất lượng và hiệu quả vận chuyển.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc cải tiến hệ thống treo là cần thiết để giảm thiểu dao động và nâng cao hiệu quả vận chuyển gỗ.

5.2. Triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Trong tương lai, việc áp dụng công nghệ mới và các phương pháp nghiên cứu hiện đại sẽ giúp nâng cao chất lượng và hiệu quả vận chuyển gỗ, đồng thời đảm bảo an toàn cho người và hàng hóa.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Vận chuyển gỗ từ các khu vực khai thác về bãi tập kết và nhà máy chế biến là công đoạn huyết mạch trong ngành sản xuất lâm nghiệp tại Việt Nam. Quá trình này chủ yếu diễn ra trên các tuyến đường đất lâm nghiệp cấp thấp với cự ly ngắn từ 10 đến 15 km, đặc trưng bởi độ dốc lớn và bề mặt mấp mô nghiêm trọng. Trong bối cảnh triển khai Chỉ thị 46/CP về cấm lưu hành xe công nông và phương tiện tự chế hết niên hạn, dòng xe tải 5 tấn Thaco Foton FC500 do Công ty Cổ phần Ô tô Trường Hải sản xuất lắp ráp đã được nhiều đơn vị và hộ kinh doanh rừng lựa chọn. Mẫu xe này sở hữu lợi thế kinh tế nổi bật với mức giá đầu tư ban đầu khoảng 320 triệu đồng, thấp hơn đáng kể so với mức giá xấp xỉ 690 triệu đồng của các dòng xe nhập khẩu nguyên chiếc như Hyundai Gold 5 tấn.

Mặc dù tỷ lệ nội địa hóa của dòng xe tải nhẹ này đạt khoảng 33%, kết cấu hệ thống treo phụ thuộc nhíp lá nguyên bản vẫn bộc lộ nhiều hạn chế khi phải chở khối lượng gỗ cồng kềnh lên tới 5.000 kg, nâng tổng trọng lượng toàn bộ phương tiện lên 9.295 kg. Khi vận hành trên địa hình đồi núi hiểm trở, dao động động học sinh ra không chỉ phá hủy kết cấu mặt đường, làm suy giảm tuổi thọ cụm chi tiết cơ khí mà còn gây nguy cơ lật xe và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe tài xế. Luận văn thạc sĩ kỹ thuật cơ khí của tác giả Phạm Văn Thành, thực hiện năm 2014 tại Trường Đại học Lâm nghiệp, đã tập trung giải quyết bài toán dao động của xe Thaco Foton FC500 trong mặt phẳng thẳng đứng dọc. Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là xây dựng mô hình toán học giải tích, giải hệ phương trình vi phân mô phỏng trên máy tính và tiến hành thực nghiệm để đánh giá các chỉ tiêu êm dịu theo tiêu chuẩn TCVN 6964-1:2001, tạo tiền đề khoa học cho việc tối ưu hóa kết cấu hệ thống treo xe tải chuyên dụng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng nền tảng cơ học giải tích hiện đại kết hợp lý thuyết dao động ngẫu nhiên và động lực học ô tô để thiết lập mô hình không gian phẳng. Hai phương pháp lý thuyết trụ cột được sử dụng bao gồm phương trình vi phân Lagrange loại 2 và nguyên lý cân bằng động D'Alembert. Cơ hệ xe tải chở gỗ được quy chuẩn về một mô hình phẳng trong mặt phẳng thẳng đứng dọc đi qua trục đối xứng của xe, bao gồm 4 vật rắn chính với 6 tọa độ suy rộng độc lập: chuyển vị dọc của xe, chuyển vị thẳng đứng của trọng tâm thân xe, góc lắc dọc của thân xe quanh trục ngang, chuyển vị thẳng đứng của trục cầu trước, chuyển vị thẳng đứng của trục cầu sau và chuyển vị thẳng đứng của ghế lái.

Hệ thống toán học được xây dựng dựa trên 3 hàm năng lượng cơ sở: hàm động năng biểu diễn năng lượng tịnh tiến và năng lượng quay của các khối lượng quán tính; hàm thế năng phản ánh năng lượng biến dạng đàn hồi của các cụm nhíp lá và lốp cao su; hàm hao tán Rayleigh mô tả quá trình tiêu tán năng lượng qua các bộ giảm chấn thủy lực hai lớp vỏ. Các khái niệm then chốt như tải trọng động, phản lực pháp tuyến mặt đường và độ mấp mô biên dạng đường đóng vai trò là hàm kích động cưỡng bức đầu vào, quyết định phản ứng động lực học của toàn bộ cơ hệ phương tiện.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu áp dụng phương pháp tích hợp giữa tính toán giải tích, mô phỏng số và kiểm chứng thực nghiệm hiện trường. Nguồn dữ liệu đầu vào được xác lập qua các phép đo đạc thực tế trên xe Thaco Foton FC500 5 tấn với các thông số vật lý chính xác: khối lượng phần được treo đạt 7.625 kg, khối lượng cầu trước 680 kg, khối lượng cầu sau 990 kg, khối lượng cụm ghế và người lái 90 kg, cùng chiều dài cơ sở 4,5 m. Phân bố tải trọng tĩnh được xác định cụ thể với 3.560 kg phân lên cầu trước và 5.735 kg phân lên cầu sau. Mô-men quán tính khối lượng của phần được treo đối với trục quay ngang được đo đạc bằng phương pháp dao động tự do với chu kỳ dao động ghi nhận là 0,647 giây, xác định giá trị mô-men quán tính đạt 79.963,45 kg.m².

Hệ phương trình vi phân phi tuyến liên kết bậc hai được thiết lập và giải số trên phần mềm Matlab và Simulink. Phương pháp phân tích số này được lựa chọn nhờ độ ổn định thuật toán cao, khả năng giải quyết triệt để các bài toán động lực học phi tuyến và trực quan hóa chính xác các biến trạng thái theo miền thời gian. Về mặt thực nghiệm, tác giả sử dụng hệ thống đo lường chuyên dụng bao gồm cảm biến đo gia tốc B12/1000, bộ biến đổi và thu nhận dữ liệu đa kênh DMC Plus kết hợp phần mềm DMC Labplus. Quá trình chọn mẫu đo được tiến hành trực tiếp trên đoạn đường lâm nghiệp thực tế tại tỉnh Đồng Nai với các mức tải trọng định mức và dải vận tốc khảo sát từ 10 km/h đến 40 km/h.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, kết quả mô phỏng và thực nghiệm cho thấy sự chênh lệch rõ rệt về biên độ dao động giữa cầu trước và cầu sau do đặc tính phân bố tải trọng bất đối xứng. Với việc chịu 61,7% tổng tải trọng toàn xe, độ cứng lốp sau đạt 586.500 N/m, cao gấp 2 lần so với độ cứng lốp trước là 293.250 N/m. Khi xe di chuyển qua vật cản mấp mô đơn có chiều cao xác định, gia tốc dao động thẳng đứng tại trục cầu sau đạt giá trị cực đại lớn hơn trục cầu trước khoảng 28%.

Thứ hai, hệ thống treo phụ thuộc phía trước với 14 lá nhíp có tổng hệ số độ cứng 25.420 N/m kết hợp bộ giảm xóc thủy lực có hệ số cản 4.644 N.s/m thể hiện khả năng dập tắt dao động chuyển vị góc lắc dọc thân xe trong khoảng thời gian xấp xỉ 1,2 giây. Dao động góc lắc dọc của thân xe dao động quanh vị trí cân bằng tĩnh với biên độ góc biến thiên trong phạm vi hẹp, đảm bảo tính ổn định hướng di chuyển.

Thứ ba, phản ứng dao động truyền lên vị trí ghế người lái có xu hướng gia tăng mạnh theo vận tốc chuyển động. Khi xe chở đủ 5 tấn gỗ chạy với tốc độ từ 25 km/h đến 30 km/h trên đường mấp mô biên dạng tuần hoàn, gia tốc bình phương trung bình tại ghế lái vượt ngưỡng 0,5 m/s² đến 0,8 m/s². Đối chiếu theo thang đo của tiêu chuẩn TCVN 6964-1:2001, mức độ rung động này thuộc nhóm khá không thoải mái, gây mệt mỏi nhanh chóng cho người điều khiển phương tiện.

Thứ tư, sự tương quan giữa kết quả mô phỏng lý thuyết trên môi trường Matlab và dữ liệu thực nghiệm đo từ thiết bị DMC Plus đạt độ tin cậy rất cao. Sai số biên độ gia tốc đỉnh giữa lý thuyết và thực tế chỉ dao động trong khoảng từ 8% đến 12%, minh chứng cho tính chính xác và giá trị ứng dụng thực tiễn của hệ phương trình vi phân đã xây dựng.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến hiện tượng gia tốc dao động tăng cao ở phần đuôi xe bắt nguồn từ kết cấu hai tầng của cụm nhíp sau, gồm một bó nhíp chính và một bó nhíp phụ tăng cường có tổng hệ số độ cứng 37.640 N/m kết hợp hệ số cản giảm chấn 24.147 N.s/m. Khi xe vận chuyển đầy tải 5.000 kg gỗ tròn, bó nhíp tăng cường bắt đầu tì sát và tham gia chịu lực, làm tăng đột ngột độ cứng tương đương của hệ thống treo sau. Sự chuyển đổi trạng thái độ cứng này giúp xe chống xệ đuôi nhưng lại làm gia tăng xung lực truyền thẳng từ mặt đường lên khung sàn xe.

So sánh với các nghiên cứu động lực học ô tô tải của các tác giả trong nước, đặc tính dao động của xe Thaco Foton FC500 có phản ứng dập tắt dao động tần số thấp khá tốt nhờ ma sát giữa 14 lá nhíp trước và các lá nhíp sau, nhưng khả năng cách ly các xung kích tần số cao từ mặt đường gồ ghề còn hạn chế. Về mặt trình bày dữ liệu, các đường đặc tính động lực học nên được thể hiện qua các đồ thị miền thời gian so sánh chuyển vị z(t), vận tốc và gia tốc dao động của thân xe, kết hợp cùng bảng ma trận đối chiếu mức độ biến thiên gia tốc theo các dải vận tốc từ 10 km/h đến 40 km/h nhằm cung cấp cái nhìn trực quan toàn diện cho việc chẩn đoán kỹ thuật.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, nhà sản xuất ô tô cần cải tiến kết cấu nhíp sau bằng cách tinh chỉnh độ cong và bước nhảy tiếp xúc của bó nhíp tăng cường, nhằm giảm độ cứng tức thời khoảng 10% đến 15% tại thời điểm bắt đầu chịu tải, mục tiêu hoàn thành thử nghiệm trong lộ trình 12 tháng.

Thứ hai, doanh nghiệp cơ khí cần nâng cấp bộ giảm xóc thủy lực hai lớp vỏ nguyên bản sang loại giảm chấn ống thủy lực tác động hai chiều có van điều tiết đa cấp với hệ số cản nâng lên mức 26.000 N.s/m, nhằm kéo giảm gia tốc dao động tại cabin xuống dưới ngưỡng an toàn 0,5 m/s² theo tiêu chuẩn TCVN 6964-1:2001 trong vòng 6 tháng tới.

Thứ ba, các đơn vị khai thác lâm trường cần ban hành quy chuẩn vận hành nội bộ, quy định tốc độ tối đa từ 15 km/h đến 20 km/h đối với xe chở 5 tấn gỗ trên đường lâm nghiệp cấp IV và cấp V, giúp giảm thiểu 35% lực động phá hủy nền đường và triệt tiêu nguy cơ lật xe.

Thứ tư, bộ phận kỹ thuật vận tải cần thực hiện nghiêm ngặt quy trình bảo dưỡng định kỳ sau mỗi 5.000 km, tập trung vệ sinh, tra mỡ bôi trơn giữa các lá nhíp và kiểm soát áp suất lốp 8.25-20 luôn đạt chỉ số thiết kế tiêu chuẩn để duy trì độ đàn hồi tối ưu cho bánh xe.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, kỹ sư nghiên cứu và phát triển sản phẩm tại các tập đoàn sản xuất lắp ráp ô tô thương mại như Thaco, TMT Motors hay Veam, ứng dụng mô hình toán học và bộ thông số động lực học để cải tiến hệ thống treo cho các dòng xe tải hoạt động tại vùng đồi núi.

Thứ hai, giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học thuộc chuyên ngành Kỹ thuật Cơ khí, Động lực học Ô tô và Máy Lâm nghiệp, sử dụng phương pháp lập phương trình Lagrange loại 2 và kỹ thuật đo đạc DMC Plus làm tài liệu giảng dạy, nghiên cứu chuyên sâu.

Thứ ba, giám đốc và cán bộ kỹ thuật tại các công ty lâm nghiệp, ban quản lý rừng phòng hộ và doanh nghiệp vận tải gỗ, khai thác các khuyến nghị về dải vận tốc và tải trọng nhằm tối ưu hóa hiệu quả kinh tế và kéo dài niên hạn sử dụng phương tiện.

Thứ tư, kỹ thuật viên tại các xưởng sửa chữa cơ giới và trung tâm đăng kiểm phương tiện, tham khảo các chỉ số kỹ thuật về độ cứng nhíp, hệ số cản giảm chấn và quy luật mài mòn chi tiết để nâng cao chất lượng bảo dưỡng hệ thống gầm xe.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao xe tải Thaco Foton FC500 5 tấn lại được chọn làm đối tượng nghiên cứu khi chở gỗ?

Xe Thaco Foton FC500 rất phổ biến tại các vùng khai thác lâm nghiệp nhờ mức giá đầu tư ban đầu khoảng 320 triệu đồng, phù hợp năng lực tài chính của các hộ kinh doanh. Tuy nhiên, hệ thống treo phụ thuộc của xe chưa được tối ưu cho địa hình đường rừng hiểm trở, dẫn đến nguy cơ hư hỏng và mất an toàn khi chở nặng.

Mô hình toán học trong luận văn gồm những tọa độ suy rộng nào?

Mô hình phẳng trong mặt phẳng thẳng đứng dọc sử dụng 6 tọa độ suy rộng độc lập, bao gồm: chuyển vị dọc của xe, chuyển vị thẳng đứng của trọng tâm xe, góc lắc dọc thân xe quanh trục ngang, chuyển vị thẳng đứng trục bánh trước, chuyển vị trục bánh sau và chuyển vị thẳng đứng của ghế lái.

Thông số mô-men quán tính của khối lượng được treo được xác định bằng cách nào?

Mô-men quán tính được xác định chính xác thông qua phương pháp thực nghiệm dao động tự do quanh trục lắc cố định kết hợp lò xo đo độ cứng thấp. Thiết bị đo đa kênh DMC Plus đã ghi nhận biểu đồ dao động tắt dần với chu kỳ đo được là 0,647 giây, từ đó tính toán ra mô-men quán tính đạt 79.963,45 kg.m².

Mức độ êm dịu của xe chở gỗ được đánh giá theo tiêu chuẩn kỹ thuật nào?

Mức độ êm dịu được đánh giá dựa trên tiêu chuẩn TCVN 6964-1:2001, hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 2631-1:1997. Phương pháp đánh giá dựa vào chỉ số gia tốc bình phương trung bình, xác định mức độ thoải mái và giới hạn chịu đựng của cơ thể người lái dưới tác động rung động.

Hệ thống treo nhíp lá của xe Thaco Foton FC500 có ưu điểm và hạn chế gì?

Ưu điểm của nhíp lá là kết cấu đơn giản, độ bền cơ học cao, chịu tải trọng lớn lên đến 9.295 kg toàn bộ và dễ bảo dưỡng. Hạn chế lớn nhất là khối lượng phần không được treo lớn với cầu trước 680 kg và cầu sau 990 kg, gây ra va đập động học mạnh khi xe vượt qua chướng ngại vật gồ ghề.

Kết luận

• Xây dựng thành công mô hình dao động 6 bậc tự do trong mặt phẳng thẳng đứng dọc của xe ô tô tải Thaco Foton FC500 chở 5.000 kg gỗ trên đường lâm nghiệp.
• Thiết lập hệ phương trình vi phân dao động phi tuyến dựa trên phương trình Lagrange loại 2 và giải số thành công bằng phần mềm Matlab và Simulink.
• Xác định chuẩn xác các thông số thực nghiệm quan trọng, bao gồm chu kỳ dao động riêng 0,647 giây và mô-men quán tính phần được treo đạt 79.963,45 kg.m².
• Đánh giá định lượng độ êm dịu chuyển động theo chuẩn TCVN 6964-1:2001 với độ sai lệch giữa mô phỏng và đo đạc thực tế chỉ từ 8% đến 12%.
• Đề xuất các giải pháp kỹ thuật khả thi về cải tiến giảm chấn, điều chỉnh độ cứng nhíp và xác lập dải tốc độ vận hành an toàn từ 15 km/h đến 20 km/h.

Đóng góp quan trọng nhất của luận văn là cung cấp cơ sở khoa học định lượng và phương pháp luận hoàn chỉnh cho bài toán dao động của ô tô tải thương mại sản xuất trong nước khi vận hành trên địa hình đồi núi phức tạp. Trong kế hoạch phát triển từ 6 đến 12 tháng tới, hướng nghiên cứu cần được mở rộng sang mô hình dao động không gian 3 chiều và tích hợp hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử. Quý độc giả và các đơn vị chuyên môn hãy liên hệ hoặc tra cứu tài liệu toàn văn để ứng dụng hiệu quả các kết quả tính toán vào thực tiễn sản xuất và vận tải lâm nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tình hình nghiên cứu, ứng dụng các loại ôtô, máy kéo trong vận chuyển gỗ ở nước ta hiện nay Đất nước ta đang tiến dần tới công nghiệp hóa, hiện đại hóa, bây giờ sẽ không còn là điều ngạc nhiên khi cạnh những vùng đất trước kia là cát là nắng, là gió, hay là những vùng nông thôn yên ả thanh bình, bây giờ là những nhà máy, những xí nghiệp, những khu công nghiệp hiện đại, quy mô lớn mang tầm vóc của khu vực. Công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa có thể nói đang "thay da đổi thịt đất nước, hàng ngày, hàng giờ" có được điều này có sự đóng góp rất lớn của nhiều ngành nhiều nghề, trong đó, nghề khai thác chế biến gỗ cũng góp công rất lớn. Từ nhiều thập kỷ qua nghề khai thác chế biến gỗ đã có rất nhiều đóng góp xứng đáng vào việc khắc phục hậu quả sau chiến tranh cung cấp nhiều sản vật cho phát triển kinh tế, ngành khai thác, chế biến gỗ đã cung cấp cho nhu cầu trong đời sống hành ngày, cho ngành nông nghiệp, cho công nghiệp và hàng hóa cho xuất khẩu.

Để có gỗ cho sản xuất cần có khai thác và vận chuyển. Vận chuyển là một khâu quan trọng trong quá trình khai thác gỗ. Để tăng năng suất lao động, giảm chi phí, tăng tính an toàn và hiệu quả trong khai thác vận chuyển gỗ…vv các đơn vị khai thác đầu tư rất nhiều máy móc trang thiết bị vào vận hành, đối với một số địa hình thuận lợi người ta đã tiến hành cơ giới hoá khâu công việc này bằng các loại máy móc thiết bị hiện đại nhằm giải phóng sức lao động nặng nhọc, nguy hiểm và tăng tỷ lệ tận dụng gỗ. Vận chuyển gỗ từ rừng về khu chế biến hiện nay phổ biến gồm hai bước: vận chuyển cự ly ngắn và vận chuyển đường dài.

Vận chuyển cự ly ngắn: đưa gỗ từ các bãi gỗ nhỏ trong rừng ra các bãi gỗ trung chuyển ven đường quốc lộ hoặc cạnh bờ sông với cự ly trung bình 10 ÷ 15 km. Vận chuyển gỗ từ các bãi trong rừng chuyển về nhà máy chế biến, nhà máy giấy. được LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 2 thực hiện bằng đường sông và đường bộ. Việc bốc dỡ gỗ cho các phương tiện vận chuyển được thực hiện bằng lao động thủ công hoặc bằng các phương tiện bốc dỡ tùy theo các phương tiện bốc gỗ vận chuyển.

Ở các bãi gỗ tập trung quy mô lớn người ta dùng các máy bốc xếp kiểu hàm bốc để bốc dỡ cho ô tô hoặc đưa xuống bến sông. Còn ở những nơi lượng gỗ ít, phân tán người ta dùng lao động thủ công để bốc dỡ cho phương tiện vận chuyển. Hiện nay vận chuyển cự ly ngắn được thực hiện bằng máy kéo rơ móoc, bằng xe tự chế hoặc bằng ôtô cỡ nhỏ. Vận chuyển đường dài: việc vận chuyển gỗ từ các bãi trung chuyển về nhà máy được thực hiện bằng đường sông và đường bộ, phương tiện vận chuyển đường bộ là các xe ôtô chuyên dụng (hình 1.1: Vận chuyển gỗ bằng ô tô lâm nghiệp chuyên dùng Việc vận chuyển gỗ từ địa điểm khai thác tới các bãi gỗ, các nhà máy, các xưởng chế biến gỗ.phương tiện vận chuyển trước đây là xe Reo 7, xe Volvo, Jil 157K, xe IFA, xe công nông.

Nhưng hiện nay các hộ kinh doanh rừng, các doanh nghiệp, nhà máy chế biến gỗ thường sử dụng các loại xe tải cở trung bình và lớn để vận chuyển gỗ (hình 1. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2: Vận chuyển gỗ bằng ôtô tải cỡ trung bình Để nâng cao hiệu quả trong vận chuyển gỗ cũng đã có nhiều nhà khoa học đầu tư công sức nghiên cứu, thử nghiệm, ứng dụng các thiết bị cơ giới, công nghệ mới vào phục vụ ngành, có thể kể đến các công trình nghiên cứu ủa các tác giả: + Năm 1972 TS. Nguyễn Kính Thảo cùng một số cán bộ giảng dạy khoa Công nghiệp rừng Trường Đại học Lâm nghiệp đã nghiên cứu thiết kế, chế tạo thành công máy kéo khung gập L35 với thiết bị tời cáp để vận xuất gỗ. Nguyễn Kính Thảo và đồng nghiệp Viện Khoa học Lâm nghiệp đã nghiên cứu chế tạo tời một trống dẫn động từ trục thu công suất và rơ moóc một trục lắp sau máy kéo Zeto để tự bốc và vận chuyển gỗ.

Nguyễn Nhật Chiêu cùng một số cán bộ giảng dạy Trường Đại học Lâm nghiệp [4] đã nghiên cứu thành công đề mục thuộc đề tài cấp Nhà nước KN-03-04, đã thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm sản xuất thiết bị vận xuất, bốc dỡ vận chuyền để khai thác vùng nguyên liệu giấy, vùng gỗ nhỏ rừng trồng kiểu rơ moóc một trục lắp sau máy kéo MTZ150 có thiết bị tời cáp và cơ cấu nâng gỗ thuỷ lực vừa gom gỗ từ xa vừa tự bốc cho rơ moóc. Còn có rất có nhiều công trình nghiên cứu về ứng dụng các loại ôtô, máy kéo trong vận chuyển gỗ ở nước ta hiện nay Tuy nhiên theo tìm hiểu của tác giả thì chưa có công trình nào nghiên cứu về xe ô tô tải Thaco Foton FC500 5 tấn trong vận chuyển gỗ. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.Tổng quan về nghiên cứu dao động ôtô máy kéo Do độ êm dịu chuyển động là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng của ôtô, cho nên các nhà khoa học, các nhà sản xuất ô tô trên thế giới cũng như trong nước đã đầu tư rất nhiều cho việc nghiên cứu vấn đề dao động của ôtô, hướng chung của các nghiên cứu đó là: - Nghiên cứu các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động của ôtô. - Thiết lập mô hình dao động của ôtô, giải các bài toán về dao động của ôtô.

- Tìm mối tương quan giữa các thống số trên ôtô của hệ thống treo với các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động. - Nghiên cứu nguồn gây dao động của ôtô. - Nghiên cứu, chế tạo những phần tử của hệ thống treo có những tính năng cho phép nâng cao độ êm dịu chuyển động của ô tô. Tình hình nghiên cứu dao động ôtô, máy kéo trên thế giới Trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu về dao động của ôtô, máy kéo như : + Công trình của Barski I.

B [53], đã nghiên cứu động lực học máy kéo. Tác giả đã nghiên cứu đầy đủ động lực học của máy kéo bánh hơi, máy kéo bánh xích và độ êm dịu chuyển động của máy kéo. + Các công trình nghiên cứu của Gaichev L.V [57], Viện Hàn lâm khoa học Liên Xô là nền tảng cho các nghiên cứu khác về ôtô và máy kéo với các mục đích khác nhau. Tuy nhiên các mô hình toán học trong các công trình này chỉ xét đến dao động theo phương thẳng đứng có kể đến các biến dạng của lốp, chưa tính đến ảnh hưởng của dao động theo phương ngang và quay quanh trục thẳng đứng.

+ Công trình của Xavotrin V. và Đimitơriev [55], đã nghiên cứu động lực học thống kê xe xích và xe vận tải, các tác giả đã phân tích đường có chiều cao mấp mô phân bố ngẫu nhiên của xe xích và xe vận tải, từ đó đưa ra các nghiên cứu về động lực học thống kê hệ thống truyền lực. + Công trình nghiên cứu của Xilaev A. [56], đã đưa ra lý thuyết phổ nghiên cứu dao động ngẫu nhiên xe vận tải.

Trong nghiên cứu, tác giả đã đưa ra phương LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 5 pháp phổ để giải bài toán dao động tuyến tính xe vận tải nhiều cầu với tác động đường có chiều cao mấp mô phân bố ngẫu nhiên. Tác giả cũng đã đo được 12 loại đường có chiều cao mấp mô phân bố ngẫu nhiên và đưa ra các đặc trưng thống kê của các loại đường đó, đây là một công trình thực nghiệm tỉ mỉ, chính xác và ít có công trình nào làm được như vậy. Từ đó tác giả đã đưa ra phương pháp giải, phân tích các yếu tố kết cấu ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống treo khi xe chuyển động trên đường có chiều cao mấp mô phân bố ngẫu nhiên. + Công trình của Mitschke M [48], đã nghiên cứu về dao động của ôtô du lịch, mô hình dao động được xem xét ở các yếu tố kết cấu có ảnh hưởng đến dao động và tối ưu hệ thống treo.

+ Công trình nghiên cứu của Muller H [49], đã đưa ra mô hình không gian mô tả tất cả các loại dao động của máy kéo bánh hơi. Một máy kéo có thể có 7 bậc tự do dao động thẳng đứng, dao động xoay quanh trục đứng, dao động ngang, dao động xoay quanh trục ngang, dao động dọc, dao động xoay quanh trục dọc và dao động liên kết xoay quanh trục cân bằng.Tác giả đã xây dựng các mô hình tính toán tải trọng ở các cầu chủ động của máy kéo và ôtô trong nông nghiệp khi vượt qua vật cản có kích thước lớn. + Trong công trình của Vogel F [50], tác giả đã nghiên cứu một số tính chất động lực học của một liên hợp máy cày khi lực kéo và tải trọng thẳng đứng dao động. Công trình nghiên cứu của tác giả đã xác định các đặc trưng biên độ, tần số của các thông số làm việc như tốc độ quay của động cơ, độ trượt, tốc độ chuyển động, mômen chủ động của bánh xe, tải trọng lên cầu sau và lực kéo của máy kéo.

Với một mô hình dao động liên kết tính đến tính chất đàn hồi, cản của hệ thống truyền lực và bánh xe, mômen quán tính của các phần tử chuyển động, sự dao động của lực kéo và tác động qua lại giữa bánh xe và đất, tác giả đã chỉ ra rằng trong các điều kiện hoạt động nhất dịnh, sự dao động của lực kéo gây ảnh hưởng lớn hơn so với sự ảnh hưởng của tải trọng thẳng đứng đến một số tính chất động lực học của máy. Mô hình nghiên cứu này đã cho phép đánh giá một cách khái quát những tác động của các yếu tố ảnh hưởng tới dao động của máy kéo khi cày đất. Tuy nhiên LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 6 công trình này chỉ mới dừng lại ở việc nghiên cứu mô hình trong điều kiện gần như tuyệt đối hóa các yếu tố ảnh hưởng, chưa có những thực nghiệm để chứng minh sự đúng đắn của các giả thiết đưa ra. + Các công trình nghiên cứu của Antônốp Đ.

A [52], đã xây dựng cơ sở lý thuyết và tính toán ổn định chuyển động của ôtô nhiều cầu trong trường hợp chuyển động dừng và chuyển động không dừng.