MỞ ĐẦU 1. Hòa cùng sự phát triển của đất nước trong quá trình hội nhập vào nền kinh tế thế giới về công nghiệp hóa và hiện đại hóa, kinh tế phát triển đời sống nhân dân đã được nâng cao nhu cầu sử dụng ô tô để đi lại và vận chuyển hàng hóa ngày càng tăng đây chính là lý do làm cho thị trường ô tô nói chung tăng trưởng mạnh trong những năm gần đây, nhu cầu đi lại của người dân phải kèm theo yêu cầu về chất lượng phục vụ. Bên cạnh đó do ưu điểm chính của vận tải hành khách đường dài bằng xe ô tô là tiện lợi, cơ động, giá thành rẻ và phù hợp với nhiều địa hình khác nhau của Việt Nam nên việc lựa chọn phương tiện đi lại bằng xe ô tô khách ngày càng chiếm ưu thế cao hơn so với các phương tiện vận tải khác. Tuy nhiên do yêu cầu về chất lượng dịch vụ của người dân ngày càng khắt khe hơn nên đã có nhiều loại xe khách chất lượng cao của các hảng sản xuất được ra đời để đáp ứng những yêu cầu đó.
Trong các loại xe khách đó, phải nói đến loại xe khách giường nằm 2 tầng, không chỉ đi được nhiều loại đường một cách linh hoạt mà còn phải an toàn và tạo cảm giác êm dịu thoải mái cho hành khách ở trên xe. Hiện nay các loại xe khách nói chung, xe khách giường nằm 2 tầng nói riêng đang lưu hành trong nước ta có nguồn gốc nhập khẩu từ nước ngoài hoặc do các liên doanh sản xuất ô tô trong nước lắp ráp để đáp ứng các tuyến xe khách đường dài như THACO với dòng xe giường nằm 2 tầng như: THACO-MOBIHOME HB 120SL 380PS, THACO HYUNDAI MOBIHOME 120SSL, HYUNDAI UNIVERSE-2F …do sản phẩm HYUNDAI UNIVERSE-2F được lắp ráp tại Việt Nam nên THACO vẫn sử dụng khung gầm Aero Express và cải tiến một số chi tiết tạo ra một dòng sản phẩm đặc trưng cho Thaco nên vẫn còn một số vấn đề cần giải quyết như: về mặt khí động học, độ êm dịu, tính ổn định của xe với các loại trạng thái hoạt động ứng với các loại địa hình khác nhau, phân bố tải trọng phù hợp trên các cầu….do vậy, việc nghiên cứu tính êm dịu của xe khách giường nằm hai tầng loại HYUNDAI UNIVERSE-2F là một vấn đề rất cần thiết, góp phần đề ra phương Trang 1 Luan van hướng và biện pháp cải tiến nhằm nâng cao chất lượng ô tô lắp ráp và sản xuất trong nước cho các dòng xe tương tự chạy ở khu vực phía nam. Chính vì vậy học viên chọn đề tài“NGHIÊN CỨU ĐỘ ÊM DỊU CỦA LOẠI XE KHÁNH HAI TẦNG GIƯỜNG NẰM HYUNDAI UNIVERSE-2F CHẠY Ở CÁC TỈNH PHÍA NAM” với sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Văn Phụng. Mục tiêu của đề tài: - Hiểu được mô hình toán học 3D để tính toán các thông số dao động của xe khách giường nằm HYUNDAI UNIVERSE-2F.
- Giải được bài toán tính toán các thông số dao động của xe từ mô hình toán học. - Phân tích kết quả tính toán từ đó đánh giá được các thông số dao động của xe cũng như mức độ ảnh hưởng của dao động trong quá trình xe chuyển động. - Xác định được độ mấp mô nguy hiểm của mặt đường, vận tốc nguy hiểm của xe.Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 1. Đối tượng: Loại xe khách 2 tầng giường nằm HYUNDAI UNIVERSE-2F do Trường Hải lắp ráp và phân phối.
Phạm vi nghiên cứu: Chỉ khảo sát tính êm dịu chuyển động của ô tô theo sự mấp mô của mặt đường và kết cấu của xe. Phƣơng pháp và phạm vi nghiên cứu: Luận văn chỉ sử dụng các phương pháp lý thuyết. Các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu của xe được xác định bằng máy tính. Những số liệu để tính toán và đo đạc và tính từ thực tế như: Nghiên cứu lý thuyết tính toán dao động của xe, độ mấp mô của mặt đường, vận tốc gây ra dao động của cộng hưởng.
Từ những thông số ban đầu của loại xe HYUNDAI UNIVERSE - 2F và các số liệu do nhà chế tạo cung cấp kết hợp với đo đạc và tính toán bằng lý thuyết để biết được kết quả có phù hợp không, sau đó dùng một phần mềm để mô phỏng cho kết quả đó. Trang 2 Luan van 1. Ý nghĩa khoa học : Đánh giá được độ êm dịu của xe khách giường nằm hai tầng HYUNDAI UNIVERSE-2F nêu ra các nhân tố ảnh hưởng tới tính êm dịu của xe. Góp phần hoàn thiện công tác thiết kế và sản xuất ô tô khách nói chung ở nước ta.
Làm tài liệu tham khảo cho việc giảng dạy để phục vụ các sinh viên chuyên ngành ô tô. Trang 3 Luan van CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN 2. Các hƣớng nghiên cứu dao động trên ô tô. Nghiên cứu dao động trên ô tô khi chuyển động là giải quyết mối quan hệ Đường – Xe – Người.
Có ba hướng nghiên cứu chính: Nghiên cứu bề mặt đường: nhằm xác định kích thích dao động ô tô. Nghiên cứu dao động ô tô: mục đích cải thiện độ êm dịu của chuyển động, lực kéo, tính kinh tế, tính dẫn hướng, độ ổn định chuyển động, độ bền và độ tin cậy. Nghiên cứu cảm giác và sức chịu đựng của con người.1 Hƣớng nghiên cứu bề mặt đƣờng. Thực hiện bằng cả lý thuyết và thực nghiệm nhằm mục đích xác định quy luật kích thích dao động ô tô.
Bằng các phương pháp đo ghi biên dạng khác nhau, tiến hành xử lý các kết quả nhận được. Dao động của ô tô khi chuyển động là dao động cưỡng bức với nguồn kích thích là mấp mô của mặt đường. Mấp mô của mặt đường không có quy luật (mấp mô mặt đường ngẫu nhiên), để mô tả toán học biên dạng đường dùng các đặc trưng thống kê gồm: kỳ vọng toán học, phương sai và mật độ phổ năng lượng (Power Spectral Density – PSD) của chiều cao mấp mô mặt đường. Trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu về việc mô tả toán học độ mấp mô bề mặt đường.2 Hƣớng nghiên cứu dao động ô tô.
Nghiên cứu mối quan hệ giữa dao động của ô tô với các chỉ tiêu chất lượng khai thác. Nghiên cứu lý thuyết dao động của ô tô thường được tiến hành như sau: Thay thế ô tô bằng hệ dao động tương đương. Thiết lập phương trình dao động của hệ trên cơ sở sử dụng các phương pháp cơ học giải tích hoặc sử dụng phương trình Lagrange. Trang 4 Luan van Các phương trình này được giải bằng phương pháp tích phân số trên máy tính.
Phân tích các thông số đầu vào của hệ trên cơ sở các giả thuyết về tính chất phi tuyến hoặc tuyến tính của các phần tử, hàm kích thích là hàm điều hòa hoặc ngẫu nhiên…. Một trong những bài toán cơ bản khi nghiên cứu dao động ô tô là làm rõ ảnh hưởng các thông số của hệ đến dao động. Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thí nghiệm, có thể đưa bài toán phân tích thành bài toán tối ưu các thông số của hệ thống.3 Hƣớng nghiên cứu cảm giác và sức chịu đựng của con ngƣời. Nghiên cứu mối quan hệ giữa dao động của ô tô với sức khỏe con người.
Hướng nghiên cứu này rất khó thực hiện. Khi đi ô tô, con người sẽ thấy mệ mỏi về thể xác, căng thẳng về thần kinh. Nghiên cứu sức chịu đựng của con người là đưa ra các chỉ tiêu đánh giá về sức chịu đựng của con người theo từng nhóm người, từng lứa tuồi. Ngoài ra phải nghiên cứu sự phản ứng của các bộ phận, cơ quan trên cơ thể con người liên quan đến việc điều khiển xe.
Hiện nay tập trung vào hai hướng nghiên cứu con người là điều khiển ô tô (lái xe) và chịu đựng dao động (hành khách). Việc nghiên cứu hai hướng trên cần được hoàn thiện vì dao động ô tô làm con người mệt mỏi dẫn đến phản ứng mất linh hoạt và điều khiển mất chính xác, gây tai nạn giao thông.2 Một số đề tài nghiên cứu trong nƣớc. Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đang trong quá trình hình thành và phát triển dần trở thành công nghiệp mũi nhọn hàng đầu của đất nước. Từ những thực thế đó, cũng đã có một số đề tài thuộc chuyên ngành ô tô đề cập đến vấn đề dao động của ô tô như: Luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu đánh giá độ êm dịu của ô tô khách 29 chỗ ngồi sản xuất tại Việt Nam” của tác giả Bủi Quốc Vĩnh, trong luận văn này tác giả khảo sát độ êm dịu của xe Hyundai Country sản xuất tại Việt Nam, Trang 5 Luan van tác giả tính toán dao động 1/2 xe theo phương dọc và phương ngang ứng với mấp mô biên dạng đường quốc lộ 1A.
Luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu tính toán và đánh giá dao động của một số hệ thống treo trên xe du lịch đời mới” của tác giả Trương Thái Minh, trong luận văn này tác giả khảo sát và tính toán dao động đối với xe du lịch cụ thể là Toyota Vios Limo, Toyota Corolla Altis 2004, tác giả vận dụng lý thuyết kết hợp với phần mềm Matlab – Simulink và Carsimed để tính toán dao động ô tô trong mặt phẳng XOZ. Luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu ảnh hưởng của dao động lên hành khách trong xe khách giường nằm” của tác giả Nguyễn Xuân Ngọc, trong luận văn này tác giả khảo sát và tính toán dao động đối với xe khách giường nằm Thaco – Mobihome HB120, tác giả tính toán tần số dao động thích hợp ảnh hưởng tới hành khách bằng phần mềm Matlab.3 Một số đề tài nghiên cứu trên thế giới. Trên thế giới đã có nhiều bài báo, công trình nghiên cứu tính toán thực nghiệm về dao động như: Bài báo nghiên cứu: “Random Vibration of a Road Vehicle” của tác giả Özgür BAYRAKDAR, trong nghiên cứu này đặc tính dao động tự do được tính toán bằng phần mềm Mathematica, dao động của xe được tính toán trên mô hình toán học 1/4, mặt phẳng dọc, sau khi tính toán được tần số dao động tự nhiên so sánh với các thông số có sẵn trong lý thuyết cơ sở, kết quả được trình bày dưới hình thức đồ thị và hàm số. Bài báo khoa học: “公路卧铺客车卧姿人体振动研究” (A Study of the Human Body Vibration on the Highway Sleeper Bus) của tác giả Cao Lợi, Bàng Thắng Minh, Viên Cương, bài báo dựa trên phân tích các vị trí con người tiếp xúc với rung động toàn bộ cơ thể ở vị trí nằm nghiêng trên xe khách giường nằm, một mô hình 7 bậc tự do được thiết lập.