Nghiên cứu mô phỏng an toàn chuyển động ô tô tại HCMUTE

LÝ LỊCH KHOA HỌC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

ABSTRACT

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu

1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước

1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước

1.3. Mục đích của đề tài

1.4. Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn đề tài

1.4.1. Nhiệm vụ của đề tài

1.4.2. Giới hạn đề tài

1.5. Phương pháp nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Sự lăn của bánh ô tô và các loại bán kính bánh ô tô

2.1.1. Khái niệm về sự trượt của bánh ô tô và bán kính lăn rl

2.1.2. Bán kính tính toán r

2.2. Các quan hệ động học bánh ô tô khi phanh

2.2.1. Khái niệm về tốc độ trượt và độ trượt

2.2.2. Đặc tính trượt

2.2.3. Tính chất ổn định của ô tô chuyển động thẳng

2.2.4. Ổn định chuyển động trong mặt cắt dọc

2.2.5. Tính chất ổn định động trong mặt cắt ngang

2.2.5.1. Khi ô tô chuyển động thẳng trên mặt đường nghiêng ngang

2.2.5.2. Khi ô tô chuyển động thẳng trên mặt đường nghiêng ngang

2.2.6. Tính chất ổn định của ô tô khi quay vòng

2.2.6.1. Tính ổn định của ô tô khi chuyển động quay vòng trên đường nằm ngang

2.2.6.2. Xét ổn định theo điều kiện trượt bên

2.2.6.3. Xét ổn định theo điều kiện lật đổ

2.2.6.4. Ảnh hưởng của điều kiện mặt đường đến góc quay vòng giới hạn

2.2.6.5. Ảnh hưởng tính đàn hồi của lốp ô tô đến sự quay vòng

2.2.6.5.1. Sự quay vòng của ô tô có lốp cứng

2.2.6.5.2. Sự quay vòng của ô tô có lốp đàn hồi

2.2.7. Tính chất ổn định ô tô khi phanh

2.2.7.1. Các bánh ô tô ở cầu sau bị hãm cứng khi phanh

2.2.7.2. Các bánh ô tô cầu trước bị hãm cứng khi phanh

2.2.7.3. Ổn định của ô tô khi phanh nếu các lực phanh phân bố không đều

2.2.8. An toàn giao thông khi vượt ô tô khác theo tiêu chuẩn cục đường bộ

2.2.8.1. Điều kiện vượt

2.2.8.2. Một số cần lưu ý khi vượt ô tô an toàn (theo BATGTQG)

2.2.8.3. Đánh giá yếu tố khách quan điều kiện vượt

3. CHƯƠNG 3: TÍNH THỰC TẾ CHO CHUYỂN ĐỘNG VƯỢT Ô TÔ BÁN TẢI FORD-RANGER

3.1. Các thông số kỹ thuật của ô tô FORD - RANGER

3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chuyển động ô tô

3.2.1. Thông số cản lăn

3.2.2. Nhân tố cản không khí

3.2.3. Bán kính làm việc trung bình của bánh ô tô

3.3. Xây dựng phương trình cân bằng lực kéo của động cơ

3.3.1. Xây dựng đường đặc tính ngoài động cơ

3.3.2. Tính toán xây dựng lực kéo tiếp tuyến ở bánh ô tô chủ động

3.4. Tính toán tính ổn định của ô tô FORD RANGER

3.4.1. Xác định các thông số của ô tô

3.4.2. Tính toán ổn định dọc

3.4.3. Tính toán ổn định ngang của ô tô

3.5. Tính toán chuyển động vượt theo chỉ tiêu khi quay vòng của ô tô FORD RANGER

3.5.1. Xác định bán kính quay vòng Rv theo tốc độ trượt khi vượt V2 < Vmax

3.5.2. Ảnh hưởng của lực li tâm trong trường hợp ô tô quay vòng khi phanh

3.6. Tính toán chuyển động vượt theo chỉ tiêu khi phanh của ô tô FORD RANGER

3.6.1. Xác định lực và momen phanh

3.6.2. Quy luật thay đổi của các thông số khi phanh có ABS

3.6.2.1. Đối với cầu trước

3.6.2.2. Đối với cầu sau

3.6.3. Thời gian giảm tốc khi phanh không bị hãm cứng

3.6.4. Quá trình phanh ô tô

4. CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG AN TOÀN CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ KHI VƯỢT

4.1. Quãng đường vượt

4.2. An toàn khi vượt khi chuyển động ngược chiều (trường hợp ít xảy ra trên thực tế)

4.3. An toàn khi vượt khi chuyển động cùng chiều

4.4. Ổn định khi chuyển động

4.5. Xây dựng mô phỏng

4.5.1. Mô hình phẳng tổng quát

4.6. Kết quả mô phỏng khi chuyển động vượt của ô tô

4.6.1. Mô hình vượt tốc độ 80 (km/h) < Vmax=140 (km/h)

4.6.2. Mô hình vượt tốc độ 120 (km/h) = Vtcvn < Vmax=140 (km/h)

4.6.3. Mô hình vượt tốc độ 140 (km/h) = Vmax (140 km/h)

4.6.4. Đánh giá quá trình vượt an toàn theo S, V

4.6.5. Đánh giá quá trình vượt an toàn điều khiển chuyển động

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN

5.1. Nhận xét về đề tài

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu mô phỏng ô tô

Nghiên cứu mô phỏng ô tô là một lĩnh vực quan trọng trong ngành kỹ thuật ô tô, đặc biệt là trong việc đảm bảo an toàn giao thông. Tại HCMUTE, đề tài này tập trung vào việc mô phỏng chuyển động ô tô trong các tình huống vượt xe, nhằm đánh giá và cải thiện tính an toàn cho người lái. Việc nghiên cứu này không chỉ giúp nâng cao hiểu biết về động lực học của xe mà còn cung cấp các giải pháp thực tiễn cho việc giảm thiểu tai nạn giao thông. Theo một nghiên cứu gần đây, việc vượt xe an toàn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tốc độ, điều kiện đường, và khả năng xử lý của tài xế. Do đó, việc mô phỏng các tình huống này là cần thiết để đưa ra các khuyến nghị an toàn.

1.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

Nghiên cứu về an toàn giao thông và mô phỏng ô tô đã được thực hiện rộng rãi trên thế giới. Các nghiên cứu từ các trường đại học và tổ chức nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng công nghệ mô phỏng có thể giúp cải thiện đáng kể khả năng an toàn khi lái xe. Ví dụ, một nghiên cứu tại Đại học Alcala, Tây Ban Nha, đã phát triển hệ thống tự động vượt xe sử dụng công nghệ nhận diện hình ảnh. Tại Việt Nam, các nghiên cứu cũng đã được thực hiện để phân tích động lực học của xe và cải thiện hệ thống phanh, như đề tài của học viên Nguyễn Hưng về hệ thống phanh ABS. Những nghiên cứu này không chỉ cung cấp kiến thức lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn trong việc nâng cao an toàn vận tải.

II. Cơ sở lý thuyết về mô phỏng ô tô

Cơ sở lý thuyết của mô phỏng ô tô bao gồm các khái niệm về động lực học và động học của xe. Đặc biệt, việc hiểu rõ về sự lăn của bánh ô tô và các yếu tố ảnh hưởng đến tính ổn định của xe khi quay vòng và phanh là rất quan trọng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, khi xe di chuyển ở tốc độ cao, các yếu tố như lực cản không khí và lực ma sát giữa bánh xe và mặt đường có ảnh hưởng lớn đến khả năng kiểm soát xe. Việc mô phỏng các tình huống này bằng phần mềm như LapVIEW và CarSim giúp các kỹ sư có thể dự đoán và tối ưu hóa quỹ đạo chuyển động của xe, từ đó đưa ra các giải pháp an toàn hơn cho người lái.

2.1 Động lực học và động học của ô tô

Động lực học của ô tô liên quan đến các lực tác động lên xe trong quá trình di chuyển, bao gồm lực kéo, lực cản và lực ly tâm. Các yếu tố này ảnh hưởng đến khả năng quay vòng và phanh của xe. Đặc biệt, trong quá trình vượt xe, việc tính toán chính xác các thông số này là rất quan trọng để đảm bảo an toàn. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, khi xe vượt ở tốc độ cao, khả năng kiểm soát xe giảm đi đáng kể, đặc biệt là trong các điều kiện thời tiết xấu. Do đó, việc mô phỏng và phân tích các tình huống này là cần thiết để phát triển các hệ thống hỗ trợ lái xe an toàn hơn.

III. Phương pháp nghiên cứu và mô phỏng

Phương pháp nghiên cứu trong đề tài này bao gồm việc sử dụng các phần mềm mô phỏng như LapVIEW và CarSim để phân tích và mô phỏng quá trình vượt xe. Các thông số kỹ thuật của xe, như tốc độ, lực phanh và quỹ đạo chuyển động, sẽ được tính toán và mô phỏng để đánh giá tính an toàn. Việc sử dụng cảm biến để thu thập dữ liệu thực tế cũng là một phần quan trọng trong nghiên cứu này. Các kết quả từ mô phỏng sẽ được so sánh với các giá trị thực tế để hiệu chỉnh và tối ưu hóa các thông số, từ đó đưa ra các khuyến nghị an toàn cho người lái.

3.1 Mô phỏng quá trình vượt xe

Mô phỏng quá trình vượt xe được thực hiện bằng cách sử dụng phần mềm CarSim để tạo ra các kịch bản khác nhau. Các thông số như tốc độ, quỹ đạo và lực tác động sẽ được điều chỉnh để mô phỏng các tình huống thực tế. Kết quả từ mô phỏng sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách mà xe hoạt động trong các điều kiện khác nhau, từ đó giúp các kỹ sư phát triển các giải pháp an toàn hơn. Việc mô phỏng không chỉ giúp đánh giá tính ổn định của xe mà còn cung cấp thông tin quan trọng cho việc thiết kế các hệ thống hỗ trợ lái xe thông minh.

IV. Kết luận và khuyến nghị

Nghiên cứu mô phỏng an toàn chuyển động ô tô tại HCMUTE đã chỉ ra rằng việc sử dụng công nghệ mô phỏng có thể cải thiện đáng kể khả năng an toàn khi lái xe. Các kết quả từ mô phỏng cho thấy rằng, việc hiểu rõ về động lực học và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình vượt là rất quan trọng. Đề tài này không chỉ cung cấp kiến thức lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn trong việc phát triển các giải pháp an toàn cho người lái. Khuyến nghị cho các nghiên cứu tiếp theo là nên mở rộng phạm vi nghiên cứu để bao quát nhiều loại xe khác nhau và các điều kiện giao thông khác nhau, từ đó nâng cao tính chính xác và khả năng ứng dụng của các giải pháp an toàn.

4.1 Đề xuất cho nghiên cứu tiếp theo

Để nâng cao hiệu quả của nghiên cứu, cần thiết phải mở rộng phạm vi mô phỏng để bao gồm nhiều loại xe và điều kiện giao thông khác nhau. Việc tích hợp các công nghệ mới như giao thông thông minh và hệ thống điều khiển tự động cũng nên được xem xét. Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các hệ thống hỗ trợ lái xe thông minh, giúp người lái có thể xử lý các tình huống nguy hiểm một cách hiệu quả hơn. Điều này không chỉ giúp giảm thiểu tai nạn giao thông mà còn nâng cao trải nghiệm lái xe cho người sử dụng.

Luận văn thạc sĩ HCMUTE về mô phỏng an toàn chuyển động ô tô