Tổng quan luận án

Sự phát triển của hạ tầng giao thông đường bộ kéo theo nhu cầu đi lại cự ly trung bình và dài ngày càng tăng, thúc đẩy sự gia tăng số lượng xe khách giường nằm tại Việt Nam. Phần lớn các phương tiện này được sản xuất và lắp ráp trong nước dựa trên sát-xi nhập khẩu từ Hàn Quốc hoặc Trung Quốc. Các doanh nghiệp trong nước tự thiết kế, chế tạo khung vỏ, giường nằm và hoàn thiện nội thất. Đặc thù của xe khách giường nằm hai tầng là chiều cao trọng tâm lớn hơn đáng kể so với xe một tầng thông thường, làm giảm độ ổn định chuyển động và thay đổi đặc tính dao động. Mặt khác, các nghiên cứu chuyên sâu về động lực học dao động của hệ thống xe khách giường nằm, đặc biệt là ảnh hưởng của các đặc tính đệm giường đến độ êm dịu của hành khách trong điều kiện vận hành tại Việt Nam, hầu như chưa được giải quyết trong các công trình khoa học trong nước và còn hạn chế trên thế giới.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định gồm ba nội dung chính:

  1. Thiết lập mô hình lý thuyết khảo sát dao động không gian của xe khách giường nằm hai tầng kết hợp với mô hình dao động của hành khách ở tư thế nằm.
  2. Khảo sát, đánh giá định lượng các giá trị gia tốc dao động tác động lên hành khách dưới ảnh hưởng của các yếu tố kích thích từ biên dạng mặt đường và các dải vận tốc vận hành khác nhau.
  3. Ứng dụng thuật toán tối ưu để xác định các thông số độ cứng và giảm chấn của đệm giường nằm, đề xuất cơ sở khoa học giúp các đơn vị sản xuất, lắp ráp kiểm tra, lựa chọn loại đệm phù hợp với điều kiện khai thác tại Việt Nam.

Đối tượng nghiên cứu là chủng loại xe khách giường nằm hai tầng sản xuất và lắp ráp tại Việt Nam, cụ thể là dòng xe hai trục do Công ty TNHH một thành viên sản xuất và lắp ráp ô tô khách Trường Hải cung cấp trên thị trường.

Phạm vi nghiên cứu được giới hạn như sau:

  • Về không gian dao động: Mô hình dao động xe được thiết lập trong không gian 3 chiều với 7 bậc tự do (nhún, lắc ngang, lắc dọc của khối lượng được treo và hai cầu). Đối với mô hình hành khách, do chiều rộng của giường nằm nhỏ hơn nhiều so với chiều dài, luận án tập trung khảo sát dao động trong mặt phẳng dọc (phương dọc $OX$ và phương thẳng đứng $OZ$), bỏ qua dao động theo phương ngang $OY$.
  • Về điều kiện vận hành: Xe được khảo sát ở trạng thái đầy tải, chuyển động thẳng đều với vận tốc không đổi. Nguồn kích thích dao động duy nhất được xem xét là mấp mô biên dạng mặt đường; loại bỏ các nguồn dao động từ động cơ và hệ thống truyền lực.
  • Về chỉ tiêu đánh giá: Tập trung vào chỉ tiêu độ êm dịu chuyển động theo tiêu chuẩn quốc tế ISO 2631-1 (giá trị gia tốc hiệu dụng RMS) và tiêu chuẩn Việt Nam QCVN 09:2015/BGTVT (tần số dao động riêng), chưa đi sâu vào các chỉ tiêu an toàn chuyển động như lật xe hay trượt ngang.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án tổng hợp và phân tích có hệ thống các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến mô hình hóa dao động ô tô, độ êm dịu chuyển động và tương tác cơ thể người:

Nhóm nghiên cứu Tác giả và công trình Hướng tiếp cận và nội dung chính
Quốc tế Wael Abbas, Ashraf Emam, Saeed Badran, Mohamed Shebl, Ossama Abouelatta (2013) Sử dụng mô hình dao động 1/2 kết hợp người lái được chia thành 5 phần khối lượng (đầu, thân trên, thân dưới, khung chậu trở xuống, ghế) theo phương thẳng đứng qua mấp mô dạng bậc; tối ưu hệ thống treo bằng thuật toán di truyền.
Galad Ali Hassaan, Nasser Abdul-Azim Mohammed (2014) Thiết lập mô hình không gian khảo sát dao động tác động lên con người khi xe chạy qua biên dạng sóng hình sine ở vận tốc 25 km/h và 50 km/h.
Dragan Sekulic, Vlastimir Dedovic, Srdjan Rusvov, Slavisa Salimic, Aleksanda Obradovic (2013) Xây dựng mô hình không gian khảo sát xe khách ghế ngồi đô thị; hệ thống treo khí nén và lốp tuyến tính; đánh giá độ êm dịu ghế ngồi theo ISO 2631-1.
C. Rauterberg (1989) Đánh giá thực nghiệm ảnh hưởng của các tư thế nằm khác nhau trên máy bay tới sự thoải mái của hành khách trên mẫu 12 người (4 nữ, 8 nam, độ tuổi 22-25, chiều cao trung bình 1,82 m).
Ornwipa Thamsuwan, Ryan P. Ching, Linda Boyle, Peter W. Johnson (2013) Thực nghiệm đo rung động toàn thân (WBV) theo ISO 2631-1 (1997) trên xe khách sàn cao và sàn thấp qua 4 loại đường, chỉ ra xe sàn cao có mức rung động lớn hơn.
Gao Zepeng, Nan Jinrui, Liu Lian, Xu Xiaolin (2018) Kết hợp phần mềm AMESIM và Simulink để mô phỏng hệ thống treo khí nén tuyến tính trên mô hình 1/4 và mô hình không gian; ứng dụng logic mờ điều khiển chiều cao thân xe.
Ile Mircheski, Tatjana Kandikjan, Sofija Sidorenko (2014) Mô hình hóa 3D phần tử hữu hạn trên ABAQUS phân tích phân bố áp suất người lái lên đệm ghế và kiểm chứng bằng hệ thống đo XSENSOR – X3 PRO.
Sung Yuk Kim, Jong Rok An, Key Sun Kim (2018) Đo đạc thực nghiệm lực và chuyển vị tại đệm ghế, nội suy phân bố độ cứng để tối ưu hóa đệm ngồi.
Trong nước Nguyễn Văn Trà (2004) Nghiên cứu hệ thống treo bị động và bán tích cực trên xe Toyota Hiace 95 bằng mô hình 1/4 trong không gian trạng thái; khảo sát mặt đường thực nghiệm tại 3 địa điểm, không xét người trên xe.
Đặng Việt Hà (2016) Sử dụng mô hình dao động 1/2 cho xe khách 29 chỗ Country HD 29E3 qua kích thích hình sine; người lái được mô hình hóa thành 1 khối lượng tập trung theo phương thẳng đứng.
Trần Thanh An (2018) Khảo sát mô hình không gian xe khách 29 chỗ Country HD 29E3 qua mấp mô hình thang cân ($h = 0,1\text{ m}$; $v = 13\text{ km/h}$); áp dụng phương pháp hàm chặn tối ưu hóa hệ thống treo; người lái chỉ xét theo 1 phương thẳng đứng.
Trương Mạnh Hùng (2019) Mô phỏng lò xo khí nén Gensys để khảo sát ảnh hưởng của áp suất và thể tích bình khí phụ đến độ êm dịu và tải trọng động.

Khoảng trống nghiên cứu được luận án nhận diện: Các nghiên cứu ô tô khách trong nước chủ yếu áp dụng mô hình phẳng 1/4 hoặc 1/2, hoặc mô hình không gian nhưng mô hình con người chỉ quy về 1 khối lượng tập trung dao động theo phương thẳng đứng ở tư thế ngồi. Chưa có công trình nào xây dựng mô hình dao động chuyên biệt cho hành khách ở tư thế nằm trên xe khách giường nằm hai tầng, chưa tính toán tương tác đồng thời giữa người nằm và đệm theo cả phương dọc và phương đứng, cũng như chưa tối ưu hóa thông số kết cấu đệm giường nằm theo điều kiện kích thích mặt đường tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên nền tảng lý thuyết động lực học hệ nhiều vật và các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành:

  • Phương pháp năng lượng và phương trình vi phân Lagrange loại II được dùng để thiết lập hệ phương trình vi phân chuyển động: $$\frac{d}{dt}\left(\frac{\partial T}{\partial \dot{q}_i}\right) - \frac{\partial T}{\partial q_i} + \frac{\partial \Pi}{\partial q_i} + \frac{\partial \Phi}{\partial \dot{q}_i} = Q_i$$ Trong đó: $T$ là động năng; $\Pi$ là thế năng; $\Phi$ là hàm tiêu tán năng lượng (Rayleigh); $q_i$ là các tọa độ suy rộng; $Q_i$ là lực suy rộng không thế.
  • Tiêu chuẩn đánh giá:
    • QCVN 09:2015/BGTVT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với xe ô tô. Quy định tần số dao động riêng của phần được treo ở trạng thái đầy tải không vượt quá $2,5\text{ Hz}$ và các yêu cầu kích thước hình học giường nằm.
    • ISO 2631-1: Tiêu chuẩn quốc tế về đánh giá mức độ phơi nhiễm dao động toàn thân đối với con người, sử dụng giá trị gia tốc hiệu dụng bình phương trung bình (RMS) có xét đến trọng số tần số và hướng tác động (đặc thù cho tư thế nằm).
    • ISO 8608: Tiêu chuẩn phân loại và mô tả toán học mấp mô biên dạng mặt đường ngẫu nhiên thông qua hàm mật độ phổ công suất (PSD) $G_d(n)$ hoặc $G_d(\Omega)$.
    • Khuyến nghị nhân trắc học SAE: Kích thước thiết kế bao quát dải kích thước từ 5% phụ nữ đến 95% nam giới.

Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa mô phỏng số và thực nghiệm:

  • Phương pháp mô phỏng số: Xây dựng hệ phương trình vi phân mô tả dao động không gian của ô tô và dao động của người nằm; lập trình giải và mô phỏng trên phần mềm MATLAB. Thuật toán di truyền (Genetic Algorithm - GA) được ứng dụng để tối ưu hóa hàm mục tiêu gia tốc RMS thông qua việc tìm kiếm cặp thông số độ cứng và giảm chấn của đệm giường.
  • Phương pháp thực nghiệm: Tiến hành đo đạc trên xe khách giường nằm HYUNDAIHB120ESL di chuyển trên các cung đường thực tế.
  • Dữ liệu và công cụ thu thập: Hệ thống thu thập dữ liệu chuyên dụng 16 kênh DEWETRON-3020; các cảm biến đo dịch chuyển vị trí H7 lắp đặt tại hệ thống treo; các cảm biến đo gia tốc gắn tại sàn xe và các vị trí tiếp xúc của giường nằm.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Tổng quan về nghiên cứu độ êm dịu chuyển động của xe khách giường nằm

Chương I phân tích đặc điểm cấu tạo của chủng loại xe khách hai tầng tại Việt Nam: kết cấu khung xương thép định hình liên kết cố định với sàn, sườn và nóc xe; bố trí thành 3 dãy, mỗi dãy gồm 2 tầng. Nhằm khắc phục tình trạng trọng tâm cao gây mất ổn định, xe được bố trí thanh ổn định ngang ở cả cầu trước và cầu sau; hệ thống treo sử dụng bầu khí nén.

Chương này trích dẫn chi tiết các kích thước quy chuẩn theo QCVN 09:2015/BGTVT:

Thông số kích thước giường nằm Ký hiệu quy chuẩn Giá trị giới hạn quy định
Chiều dài khoảng cách giường nằm $D$ $\ge 1650\text{ mm}$
Chiều rộng đệm nằm $R_1$ $\ge 480\text{ mm}$
Chiều rộng lối đi chung $R_2$ $\ge 400\text{ mm}$
Chiều cao khoang nằm tầng dưới $C_1$ $\ge 750\text{ mm}$
Chiều cao khoang nằm tầng trên $C_2$ $\ge 780\text{ mm}$
Chiều dày của đệm nằm - $\ge 75\text{ mm}$

Về mặt nhân trắc học, chương này thống kê các góc tư thế khuyến nghị khi thiết kế giường/ghế:

Vùng cơ thể Ký hiệu góc Giá trị khuyến nghị (độ)
Lưng A 20 - 30
Thân B 95 - 120
Đầu gối C 95 - 135
Cổ chân D 90 - 110
Tay trên E 10 - 45
Khuỷu tay F 80 - 120

Chương I phân loại các dạng kích thích mặt đường thành kích thích xác định (hình sine, xung bậc) và kích thích ngẫu nhiên (dừng, không dừng); tổng quan các nghiên cứu liên quan và xác định cấu trúc mục tiêu của đề tài.

Chương II: Cơ sở thiết lập mô hình nghiên cứu dao động xe khách giường nằm

Chương II thiết lập cơ sở toán học với 9 giả thiết chuẩn hóa (bỏ qua rung động động cơ, thân xe đối xứng qua $OX$, khối lượng treo coi là thanh cứng, các chuyển động quanh vị trí cân bằng tĩnh là nhỏ, bánh xe không rời đường, độ cứng và giảm chấn của lốp và treo là tuyến tính tại mỗi trạng thái tải, khảo sát ở chế độ đầy tải).

Mô hình không gian xe gồm 7 bậc tự do ứng với 7 tọa độ suy rộng:

  • $Z$: chuyển vị thẳng đứng của khối lượng được treo tại trọng tâm $O_1$.
  • $\phi$: góc lắc ngang của khối lượng được treo quanh trục $OX$.
  • $\theta$: góc lắc dọc của khối lượng được treo quanh trục $OY$.
  • $x_1$: chuyển vị thẳng đứng của khối lượng không được treo cầu trước.
  • $\phi_1$: góc lắc ngang của cầu trước quanh trục $OX$.
  • $x_2$: chuyển vị thẳng đứng của khối lượng không được treo cầu sau.
  • $\phi_2$: góc lắc ngang của cầu sau quanh trục $OX$.

Các thông số cơ bản của mô hình không gian:

Ký hiệu Ý nghĩa thông số Đơn vị
$M$ Khối lượng được treo $\text{kg}$
$M_1, M_2$ Khối lượng không được treo của cầu trước, cầu sau $\text{kg}$
$J_x, J_y$ Mô men quán tính của khối lượng treo theo trục $OX, OY$ $\text{kg}\cdot\text{m}^2$
$J_{1x}, J_{2x}$ Mô men quán tính khối lượng không treo cầu trước, sau theo $OX$ $\text{kg}\cdot\text{m}^2$
$C_{11}, C_{12}, C_{21}, C_{22}$ Hệ số độ cứng hệ thống treo trước (trái/phải), treo sau (trái/phải) $\text{N/m}$
$K_{11}, K_{12}, K_{21}, K_{22}$ Hệ số giảm chấn hệ thống treo trước, sau $\text{N}\cdot\text{s/m}$
$C_{L1}, C_{R1}, C_{L2}, C_{R2}$ Hệ số độ cứng của lốp xe cầu trước, cầu sau $\text{N/m}$
$K_{L1}, K_{R1}, K_{L2}, K_{R2}$ Hệ số giảm chấn của lốp xe cầu trước, cầu sau $\text{N}\cdot\text{s/m}$
$C_{Rf}, C_{RR}$ Hệ số độ cứng thanh ổn định cầu trước, cầu sau $\text{N}\cdot\text{s/rad}$
$a, b, L$ Khoảng cách trọng tâm đến cầu trước, cầu sau; chiều dài cơ sở $\text{m}$
$f_1, f_2; e_1, e_2$ Vết bánh xe trước, sau; khoảng cách tâm treo trước, sau $\text{m}$

Mô hình dao động của người nằm gồm 4 bậc tự do ($X, Z, \theta_1, \theta_2$):

  • Cơ thể người được chia thành 2 phần: phần thân trên ($m_{10}, J_1$, khối tâm $T_1$ cách gốc $r_1$) và phần thân dưới ($m_{20}, J_2$, khối tâm $T_4$ cách gốc $r_2$), nối nhau bằng khớp quay tại gốc tọa độ cục bộ $T_0$ (vùng hông).
  • Điểm tiếp xúc giữa người và đệm gồm 4 vị trí: hông ($T_0$), tựa lưng ($T_2$, cách $T_0$ khoảng $r_{c1}$), đùi ($T_3$, cách $T_0$ khoảng $r_{c2}$), chân ($T_5$, cách $T_0$ khoảng $r_{c3}$).
  • Đệm được mô hình hóa bởi các phần tử đàn hồi và giảm chấn theo phương thẳng đứng ($c_{1v}\dots c_{4v}; k_{1v}\dots k_{4v}$) và phương dọc ($c_{1f}\dots c_{4f}; k_{1f}\dots k_{4f}$).
  • Tín hiệu kích thích tác động vào người nằm ($q_{0ij}, q_{1ij}, q_{2ij}, q_{3ij}$) được tính từ chuyển vị tại các điểm gắn kết trên sàn xe của mô hình không gian.

Chương này cũng thiết lập mô tả toán học biên dạng mặt đường ngẫu nhiên theo tiêu chuẩn ISO 8608 dựa trên phổ công suất và xây dựng sơ đồ thuật toán di truyền GA để tối ưu hóa độ cứng và giảm chấn của đệm.

Chương III: Khảo sát dao động xe khách giường nằm được sản xuất và lắp ráp tại Việt Nam

Chương III trình bày sơ đồ tính toán trong phần mềm MATLAB, nhập các thông số kỹ thuật thực tế của xe và tiến hành 6 chế độ khảo sát mô phỏng:

Chế độ khảo sát Điều kiện kích thích mặt đường Vị trí giường và vận tốc khảo sát Nội dung và thông số thu thập
Chế độ 1 Biên dạng hình sine ($q_0 = \dots$) Giường số 1, số 13 và số 10 Giá trị gia tốc hiệu dụng RMS tại các điểm tiếp xúc
Chế độ 2 Biên dạng hình sine Giường số 1, 10, 13 ở các tầng Đánh giá sự khác biệt rung động giữa tầng 1 và tầng 2
Chế độ 3 Biên dạng ngẫu nhiên ISO 8608 Giường số 1; vận tốc $V = 60, 80, 100\text{ km/h}$ Giá trị gia tốc $a_x, a_z$ tại hông, thân trên, đùi, chân và gia tốc tổng hợp
Chế độ 4 Biên dạng ngẫu nhiên ISO 8608 Giường số 1 Khảo sát ảnh hưởng khi thay đổi góc nghiêng tựa lưng
Chế độ 5 Biên dạng gồ giảm tốc / giao cắt đường sắt hình sine đơn vị Giường số 1; $V = 60\text{ km/h}$ Đánh giá biên độ đỉnh gia tốc đột ngột qua gồ
Chế độ 6 Biên dạng hình sine Các vị trí giường khác nhau; $V = 25, 40, 60, 80\text{ km/h}$ Đánh giá gia tốc theo dải vận tốc vận hành

Phần cuối chương áp dụng thuật toán di truyền GA để tìm các giá trị tối ưu của hệ số độ cứng ($c_{gi}$) và hệ số giảm chấn ($k_{gi}$) của đệm. Kết quả mô phỏng cho thấy sau quá trình lai tạo và chọn lọc, các giá trị gia tốc dao động theo phương $OX$ và $OZ$ tại các vị trí tiếp xúc của người nằm đều giảm rõ rệt so với bộ thông số đệm ban đầu.

Chương IV: Nghiên cứu thực nghiệm

Chương IV trình bày quá trình thực nghiệm hiện trường nhằm kiểm chứng mô hình lý thuyết:

  • Đối tượng thực nghiệm: Xe khách giường nằm hai tầng HYUNDAIHB120ESL do Trường Hải sản xuất.
  • Bố trí thiết bị: Bộ thu thập dữ liệu DEWETRON-3020 gồm 16 kênh kết nối máy tính chuyên dụng; các cảm biến vị trí H7 đo hành trình biến dạng của hệ thống treo; các cảm biến gia tốc đo rung động sàn và các điểm trên giường nằm (tập trung vào các giường số 1, 10, 13).
  • Kết quả kiểm chứng: Xử lý và so sánh tín hiệu gia tốc đo đạc thực tế $a_{z1}$ tại giường nằm thứ 13 với kết quả gia tốc tính toán lý thuyết $a_{z1}$ từ mô hình mô phỏng. Sự tương đồng về quy luật và biên độ dao động xác nhận độ tin cậy của mô hình không gian và mô hình giường nằm đã thiết lập.

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án nêu các kết quả và đóng góp mới về mặt học thuật và thực tiễn:

  1. Xây dựng hoàn chỉnh mô hình động lực học không gian 7 bậc tự do cho xe khách giường nằm hai tầng kết hợp với mô hình dao động người nằm 4 bậc tự do. Mô hình người nằm gồm 2 phần khối lượng (thân trên và thân dưới liên kết khớp xoay), mô tả đồng thời dao động theo phương dọc $OX$, phương thẳng đứng $OZ$ và các góc lắc xoay, khắc phục hạn chế của các mô hình người ngồi 1 bậc tự do trước đây.
  2. Mô tả định lượng tác động của các điều kiện vận hành (vận tốc từ 25 km/h đến 100 km/h) và các dạng mặt đường khác nhau (mặt đường sóng hình sine, mấp mô gồ giảm tốc hình sine đơn vị, mặt đường ngẫu nhiên theo tiêu chuẩn ISO 8608) đến mức độ êm dịu tại từng vị trí giường nằm (tầng 1 so với tầng 2; đầu xe, giữa xe và cuối xe tương ứng giường số 1, 10, 13).
  3. Ứng dụng thành công thuật toán di truyền (GA) để tối ưu hóa bộ thông số độ cứng và giảm chấn của đệm giường nằm ($c_{gi}, k_{gi}$).
  4. Cung cấp quy trình và bộ số liệu đo đạc thực nghiệm trên dòng xe HYUNDAIHB120ESL sử dụng hệ thống DEWETRON-3020, làm cơ sở khoa học để các nhà sản xuất, lắp ráp ô tô trong nước kiểm tra, căn chỉnh và lựa chọn thông số kỹ thuật đệm giường phù hợp với điều kiện khai thác thực tế tại Việt Nam.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của luận án:

  • Mô hình người nằm chỉ khảo sát trong mặt phẳng dọc ($OX$ và $OZ$), chưa xét đến thành phần dao động theo phương ngang ($OY$) do giả thiết chiều rộng giường nhỏ hơn nhiều so với chiều dài.
  • Luận án mới chỉ tập trung đánh giá tiêu chí độ êm dịu chuyển động dựa trên gia tốc RMS, chưa tích hợp đồng thời các chỉ tiêu an toàn động lực học như nguy cơ lật xe, tải trọng động tác động lên bánh xe khi quay vòng hoặc phanh.
  • Các khảo sát chỉ thực hiện ở trạng thái xe đầy tải chạy thẳng đều, loại trừ ảnh hưởng của rung động từ hệ thống truyền lực và động cơ.

Hướng nghiên cứu tiếp:

  • Phát triển mô hình người nằm trong không gian 3 chiều đầy đủ có xét đến chuyển động và lực kích động theo phương ngang $OY$.
  • Kết hợp bài toán tối ưu hóa đa mục tiêu: đồng thời đảm bảo độ êm dịu chuyển động của giường nằm và độ ổn định chống lật của thân xe khách hai tầng.
  • Mở rộng khảo sát ở các trạng thái tải trọng khác nhau (không tải, bán tải) và các chế độ chuyển động phức tạp (phanh, quay vòng, chuyển làn).

Giá trị tham khảo

Luận án có giá trị tham khảo chuyên môn đối với các nhóm đối tượng:

  • Giảng viên, nghiên cứu sinh, học viên cao học ngành Kỹ thuật Cơ khí Động lực và Kỹ thuật Ô tô: Cung cấp phương pháp luận chi tiết về việc ứng dụng phương trình Lagrange loại II để mô hình hóa cơ hệ nhiều vật phức tạp (hệ tương hỗ giữa xe, đệm và người), kỹ thuật mô phỏng mặt đường ngẫu nhiên theo ISO 8608 và tích hợp thuật toán GA trong MATLAB.
  • Kỹ sư thiết kế, R&D tại các nhà máy sản xuất, lắp ráp ô tô khách (như Thaco Bus, Samco): Tham khảo trực tiếp phương pháp kiểm tra, các dải thông số độ cứng, giảm chấn đệm tối ưu để cải tiến, nội địa hóa cụm giường nằm trên các khung gầm nhập khẩu.
  • Cơ quan quản lý kỹ thuật và đăng kiểm: Cung cấp số liệu định lượng về gia tốc dao động thực tế theo các tư thế nằm và vị trí tầng xe, hỗ trợ quá trình soát xét, hoàn thiện các quy chuẩn kỹ thuật chuyên ngành đối với phương tiện vận tải hành khách giường nằm.

Câu hỏi thường gặp

1. Đối tượng xe thực nghiệm cụ thể trong luận án là dòng xe nào và do đơn vị nào sản xuất?
Đối tượng nghiên cứu và thực nghiệm của luận án là xe khách giường nằm hai tầng HYUNDAIHB120ESL, do Công ty TNHH một thành viên sản xuất và lắp ráp ô tô khách Trường Hải (Thaco) sản xuất và lắp ráp tại Việt Nam.

2. Tại sao mô hình dao động của người nằm trong luận án chỉ xét phương $OX$ và $OZ$ mà bỏ qua phương $OY$?
Do đặc thù hình học của giường nằm trên xe khách có kích thước theo chiều rộng nhỏ hơn rất nhiều so với kích thước theo chiều dài, kết hợp với các dải viền đệm hai bên giữ cố định vị trí hành khách, nên dao động của người nằm chủ yếu diễn ra theo phương dọc $OX$ và phương thẳng đứng $OZ$. Vì vậy, mô hình người nằm được đơn giản hóa trong mặt phẳng dọc để tập trung đánh giá hai hướng dao động chính này.

3. Tiêu chuẩn QCVN 09:2015/BGTVT quy định các kích thước tối thiểu nào đối với kết cấu giường nằm?
Quy chuẩn quy định: khoảng cách giữa các giường $D \ge 1650\text{ mm}$; chiều rộng đệm nằm $R_1 \ge 480\text{ mm}$; chiều rộng lối đi chung $R_2 \ge 400\text{ mm}$; chiều cao khoang nằm tầng một $C_1 \ge 750\text{ mm}$; chiều cao khoang nằm tầng hai $C_2 \ge 780\text{ mm}$; và chiều dày của đệm nằm không nhỏ hơn $75\text{ mm}$.

4. Luận án sử dụng những thiết bị đo đạc chính nào trong chương nghiên cứu thực nghiệm?
Các thiết bị thực nghiệm gồm máy tính chuyên dụng kết hợp bộ thu thập dữ liệu 16 kênh DEWETRON-3020, các cảm biến đo dịch chuyển vị trí H7 (đo hành trình của hệ thống treo) và các cảm biến gia tốc chuyên dụng lắp tại sàn xe và các vị trí tiếp xúc của giường nằm.

5. Luận án khảo sát độ êm dịu tại những vị trí giường nằm cụ thể nào trên xe?
Luận án tập trung khảo sát và đo đạc tại các vị trí đại diện gồm: giường số 1 (phía đầu xe), giường số 10 (khu vực giữa xe) và giường số 13 (khu vực đuôi xe), bố trí ở cả tầng 1 và tầng 2 để so sánh mức độ dao động theo vị trí không gian trên xe.

Kết luận

Luận án của nghiên cứu sinh Nguyễn Mạnh Trường đã giải quyết vấn đề đánh giá và nâng cao độ êm dịu chuyển động cho xe khách giường nằm hai tầng sản xuất, lắp ráp tại Việt Nam. Tác giả đã thiết lập hệ mô hình động lực học không gian 7 bậc tự do của xe kết hợp mô hình người nằm 4 bậc tự do, đồng thời mô tả toán học các kích thích mặt đường theo tiêu chuẩn ISO 8608 và thực hiện 6 chế độ khảo sát số trên MATLAB. Kết quả mô phỏng kết hợp thuật toán tối ưu di truyền (GA) đã xác định được bộ thông số độ cứng và giảm chấn tối ưu cho đệm giường nằm, giúp làm giảm gia tốc dao động tác động lên cơ thể hành khách. Độ tin cậy của mô hình lý thuyết đã được kiểm chứng thông qua đo đạc thực nghiệm trên dòng xe HYUNDAIHB120ESL với hệ thống đo DEWETRON-3020.