Đặt vấn đề Đất nước chúng ta đang trong giai đoạn hội nhập mạnh mẽ, diện mạo đất nước từng ngày thay đổi, đặc biệt với sự phát triển liên tục của nền kinh tế. Các khu công nghiệp, các nhà máy sản xuất hàng hóa liên tục được mở ra ở khắp cả nước. Cùng với đó là nhu cầu vận chuyển hàng hoá và hành khách giữa các vùng miền trong nước và quốc tế ngày một gia tăng. Vận tải ô tô có khả năng đáp ứng tốt hơn nhiều mặt so với các phương tiện vận tải khác do tính đơn giản và cơ động.
Ô tô có thể đi đến những vùng mà các phương tiện khác không thể đến được, bên cạnh đó giá thành vận chuyển ô tô tương đối thấp. Ở nước ta, do địa hình phức tạp, sự mở rộng và đô thị hóa tăng nhanh; trong khi việc đầu tư và đáp ứng của các phương tiện khác còn hạn chế thì vận tải ô tô càng có nhiều ưu thế hơn. Trong hoàn cảnh kinh tế hiện nay, việc đi lại của nhân dân ta vẫn chủ yếu dựa vào vận tải hành khách đường bộ do giá rẻ và tiện lợi. Bên cạnh phương tiện giao thông đóng vai trò quan trọng trong vận tải ô tô thì người điều khiển phương tiện đóng một vai trò quyết định đến chất lượng phục vụ và mức độ an toàn khi phương tiện tham gia giao thông.
Người điều khiển phương tiện giao thông phải làm việc tập trung trong khoảng thời gian dài với tần suất làm việc rất cao, do đó dễ ảnh hưởng đến sức khỏe, độ nhạy bén của người lái. Đồng thời, những tác động khác như điều kiện môi trường, đường sá giao thông, áp lực giao thông… cũng tác động đến người điều khiển phương tiện giao thông, ảnh hưởng đến công việc và mức độ an toàn khi tham gia giao thông. Ngày 23/5/2014, Uỷ Ban Nhân Dân Thành Phố Hồ Chí Minh ban hành Quyết định số 2545/QĐ-UBND về việc phê duyệt “Đề án đầu tư xe buýt giai đoạn 2014 - 2017”. Từ đầu năm 2014 đến hết năm 2017, TP.
HCM sẽ đầu tư, thay mới tổng số 1.680 xe buýt; cụ thể, được phân bổ như sau: 2 Bảng 1.1: Số lượng, cơ cấu xe buýt được TP. HCM đầu tư giai đoạn 2014 - 2017 Loại xe Loại xe Loại xe Tổng cộng Thời điểm đầu tư 80 chỗ 55 chỗ 40 chỗ Diesel CNG Diesel CNG Diesel CNG Năm 2014 26 120 45 - 150 - 341 Năm 2015 30 180 100 - 160 - 470 Năm 2016 100 0 155 - 200 - 455 Năm 2017 104 0 124 - 186 - 414 Tổng cộng 260 300 424 - 696 - 1.680 Số lượng xe buýt, tuyến xe buýt được TP. HCM quy hoạch phát triển không ngừng theo từng năm nhằm giải quyết vấn đề giao thông của thành phố. Tuy nhiên, bên cạnh sự phát triển nhanh về số lượng xe buýt của thành phố thì số lượng tai nạn giao thông do xe buýt gây ra ngày càng nhiều.
Nguyên nhân do người lái xe buýt phải làm việc liên tục và căng thẳng trên những tuyến đường đông đúc của TP. Dao động là một trong những nguyên nhân chính gây ra bệnh nghề nghiệp cho người điều khiển phương tiện giao thông. Vì vậy, vấn đề cải thiện điều kiện làm việc của người lái xe buýt nhằm nâng cao tính an toàn trong vận hành và chất lượng phục vụ của xe buýt được đặt ra. Một trong những biện pháp đó là cải thiện tính êm dịu ghế lái của người điều khiển xe buýt.
Góp phần đề ra phương hướng và biện pháp nhằm nâng cao chất lượng ô tô thiết kế và lắp ráp trong nước, đồng thời tăng sức cạnh tranh đối với các chủng loại ô tô nhập khẩu tại thị trường trong nước. Vì lý do các phương tiện giao thông vận tải ở nước ta có phạm vi quá rộng nên trong luận văn này, tác giả chọn phương tiện giao thông công cộng là xe buýt để nghiên cứu và đề ra phương án tăng tính tiện nghi và độ thoải mái cho người lái nhằm giảm các bệnh nghề nghiệp và tăng độ hiệu quả, tính an toàn khi tham gia giao thông. Phạm vi đề tài có thể mở rộng cho các loại xe khác và cho các ghế hành khách trên xe buýt, xe khách ở các đề tài sau. Các vấn đề được nêu trên là lý do mà tác giả chọn đề tài: “Nghiên cứu giải pháp thiết kế tối ưu dao động ghế ngồi người lái xe buýt”.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu tại Việt Nam Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đang trong thời kỳ hội nhập đây là cơ hội cũng như là một thách thức lớn cho các nhà sản xuất ô tô và cũng như với các nhà cung cấp các sản phẩm cho ngành sản xuất ô tô trong nước.
Quyết định số 177/2004/QĐ-TTg về việc phê duyệt quy hoạch phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn đến năm 2020. Ô tô khách tại các thành phố hiện nay có nhu cầu rất lớn đặc biệt là tại các thành phố lớn. Đến nay cả nước hiện có trên mười doanh nghiệp sản xuất và lắp ráp ô tô lớn. Ngày nay thực hiện chương trình nội địa hóa của ngành công nghiệp ô tô thì việc chế tạo các phụ kiện trong nước như: săm, lốp, ắc quy, ghế ngồi, dây điện, khung vỏ, dầm, cầu… là cần thiết và cũng đã có một số công ty đã bắt tay vào sản xuất như: Xí nghiệp Tư doanh Xuân Kiên (Vinaxuki), Toyota Việt Nam và Công ty Trường Hải (Thaco) nhằm làm tăng tỷ lệ nội địa hoá sản phẩm lên 40% năm 2009, hướng đến mục tiêu phấn đấu xuất khẩu ô tô và phụ tùng đạt 5 ÷ 10% [1] giá trị tổng sản lượng của ngành vào năm 2010 và nâng dần giá trị kim ngạch xuất khẩu trong giai đoạn tiếp theo.
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 Bùi Quốc Vĩnh [1], trong luận văn này tác giả khảo sát độ êm dịu của xe Hyundai County sản xuất tại Việt Nam. Đồng thời, đề ra những giải pháp hợp lý để nâng cao độ êm dịu trên các dòng xe khách nói chung được sản xuất bởi các doanh nghiệp trong nước. Luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu ảnh hưởng của dao động lên hành khách trong xe khách giường nằm (Thaco-Mobihome)” của tác giả Nguyễn Xuân Ngọc [2], trong luận văn này tác giả phân tích ảnh hưởng của dao động lên hành khách trong xe khách giường nằm. Mô hình tính toán toàn xe trong không gian 3 chiều (3D) được sử dụng để tính toán các thông số dao động và ứng dụng các nghiên cứu về độ êm dịu của con người ở các vị trí góc nghiêng khác nhau của lưng để so sánh và đánh giá.
Quá trình phân tích và tính toán được thực hiện trong trường hợp xe đầy tải. Kết quả tính toán cho thấy mối quan hệ giữa các thông số của hệ thống treo với độ 4 mấp mô của mặt đường ảnh hưởng đến hành khách trên xe. Từ đó, xác định được các thông số tới hạn cho phép đảm bảo độ êm dịu chuyển động cho xe cũng như cho hành khách, làm cơ sở tham khảo để tiến hành đề xuất phương án thiết kế nhằm nâng cao độ êm dịu chuyển động của xe và đề xuất lắp các biển báo vận tốc nguy hiểm, độ mấp mô của mặt đường cho các tài xế biết khi di chuyển qua các tuyến đường này. Luận văn thạc sĩ: “Thiết kế, tối ưu hóa dao động bằng phương pháp mô phỏng ghế ngồi người lái cho xe buýt” của tác giả Kiều Trung Tín [3], trong luận văn này tác giả đã xây dụng mô hình tính toán mô phỏng tối ưu dao dộng ghế ngồi người lái và thực hiện tính toán mô phỏng xác định thông số thiết kế tối ưu về dao động.
Luận văn thạc sĩ: ‘’Phân tích dữ liệu dao động ghế người lái xe buýt bằng phương pháp thực nghiệm” của tác giả Kao Hoàng Việt Hưng [4], trong luận văn này tác giả đã thu thập dữ liệu các dao động tại ghế người lái và phân tích, xử lý dữ liệu bằng phần mềm Matlab, từ đó so sánh và đánh giá kết quả với các tiêu chuẩn dao động ảnh hưởng đến sức khỏe con người, từ đó rút ra kết luận về mức độ nguy hại đến sức khỏe, những căn bệnh thường mắc phải của người lái xe buýt trong khoảng thời gian dài. Đề xuất phương án giảm thiểu các dao động ảnh hưởng đến sức khỏe của người lái, tăng tính êm dịu cho ghế người lái, giúp người lái cảm thấy thoải mái ít mệt mỏi khi phải lái xe trong thời gian dài. Ngoài những luận văn thạc sĩ, tạp chí Khoa học và Công nghệ cũng có những bài báo viết về việc đánh giá, cải thiện độ êm dịu của ghế người lái như bài “Một phương pháp thí nghiệm đánh giá độ êm dịu của xe lu rung” của tác giả Lê Văn Quỳnh và Nguyễn Khắc Tuân [5]. Bài báo này trình bày một phương pháp thí nghiệm xác định dao động của ghế ngồi người lái xe lu rung bánh đơn trong một số điều kiện hoạt động.
Kết quả đo được phân tích, đánh giá theo tiêu chuẩn ISO 2631- 1 (1997-E). Kết quả đánh giá cho thấy độ êm dịu của xe chưa thỏa mãn được tiêu chuẩn ISO, đồng thời nó cũng không đảm bảo được thời gian yêu cầu làm việc 4 giờ của người điều khiển khi xe hoạt động. Ngoài ra kết quả này có thể căn cứ về mặt thực nghiệm cho thiết kế tối ưu hệ thống đệm cách dao động cabin xe lu rung.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới Ngoài ra, các rung động từ động cơ thông qua các cao su giảm chấn tác dụng lên khung thân xe truyền qua ghế tác dụng lên người lái, các tác động này làm cho người lái mệt mỏi gây mất tập trung, và nguyên nhân gây ra các triệu chứng bệnh nghề nghiệp về sau. Nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới có liên quan đến vấn đề này đã được công bố, các nghiên cứu tiêu biểu có liên quan đến đề tài như: L.Sankaranarayanasamy [6] đã nghiên cứu tối ưu hoá sự thoải mái cho người lái dưới tác động của hệ thống treo ở khoang người lái của xe đầu kéo semi- rơmoc “Optimization of Human Comfort Reaction for Suspended Cabin Tractor Semitrailer Drivers”.
