LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hồ Chí Minh, ngày 23 tháng 9 năm 2015 (Ký tên và ghi rõ họ tên) ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh, em đã học được rất nhiều kiến thức bổ ích cũng như phương pháp nghiên cứu khoa học và tư duy sáng tạo khoa học. Khi thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp, em đã được các thầy cô hướng dẫn và chỉ bảo tận tình.
Những nhận xét, ý kiến đóng góp từ các chuyên đề 1, 2 đã giúp em khắc phục những thiếu sót để hoàn thiện hơn về đề tài nghiên cứu của mình. Tuy nhiên, do điều kiện nghiên cứu còn hạn chế và năng lực của bản thân có hạn, nên việc thực hiện đề tài còn có nhiều khiếm khuyết. Em mong các thầy cô thông cảm và đóng góp ý kiến để em có thể hoàn thiện hơn trong cuộc sống và công việc trong tương lai. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã tham gia giảng dạy và hướng dẫn em trong thời gian vừa qua.
Đặc biệt là thầy PGS.TS Nguyễn Văn Phụng và thầy TS Lâm Mai Long, TS Lê Thanh Phúc đã cung cấp cho em những kiến thức chuyên sâu và những tài liệu quý để em có thể thực hiện tốt luận văn này. Em cũng xin chân thành cảm ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã hỗ trợ động viên và tạo điều kiện trong thời gian vừa qua để em hoàn thành tốt khóa học cũng như đề tài tốt nghiệp này. Xin chân thành cảm ơn! KS. Trần Trung Thành iii TÓM TẮT Một trong những vấn đề nguy hiểm khi tham gia giao thông trên đường là việc vượt xe phía trước trên cùng len đường ở tốc độ cao.
Quá trình vượt càng nguy hiểm hơn khi trời tối, thời tiết xấu, tầm nhìn bị hạn chế. Nên việc cảnh báo an toàn và hỗ trợ người tài xế trong quá trình vượt là rất cần thiết. Đề tài “ Nghiên cứu mô phỏng an toàn chuyển động vƣợt của ô tô”. Trong đề tài này, em nghiên cứu đánh giá an toàn của quá trình vượt theo chỉ tiêu quay vòng và phanh khi chuyển động ở tốc độ cao tính cụ thể cho xe Ford Ranger và sau đó đưa ra quỹ đạo chuyển động vượt an toàn.
Nội dung trong luận văn này được thực hiện bao gồm 3 phần chính: - Tính toán các thông số động học cần thiết cho ô tô chuyển động trên đường với tốc độ cao. - Tính toán các chỉ tiêu đánh giá tính an toàn khi quay vòng và phanh. Dùng công thức tính toán kết hợp phần mềm LapVIEW mô phỏng quỹ đạo chuyển động an toàn khi vượt ở tốc độ cao. - Mô phỏng trên máy tính quá trình vượt của ô tô khi di chuyển theo giới hạn của quỹ đạo chuyển động vượt an toàn bằng phần mềm CarSim.
Toàn bộ những phân tích và chương trình tính toán ở đây có thể áp dụng cho các loại xe tương tự khác. Ta có thể sử dụng các cảm biến để thu thập các thông số đầu vào để tính toán và so sánh với các giá trị thực tế đo đạc được để hiệu chỉnh cho phù hợp trong quá trình thử nghiệm xe. iv ABSTRACT One of the most risky maneuvers in roads with both directions in the same carriageway and only one lane for each direction is overtaking another vehicle at high speed. To overtake becomes particularly dangerous at night, with bad weather conditions and in curves, due to the diminution of the visibility.
Should the safety alert and assist the driver in the process is essential reached. In this thesis, I research about stability and safe when roll and braking at high speed when overtaking for specific Ford Ranger and then making orbit safety overtake. The main content of this thesis is done consists of 3 main parts: - Calculate the Aerodynamic is overtaking another vehicle at high speed for cars - Calculate the indicator of safety when braking and rolling when overtaking. The trajectories of vehicles are predicted according to their kinematics and the information of the road shape by software LapVIEW.
- Computer simulation in the process of overtaking when cars move in the limits of orbital motion safety overtake by software CarSim. The whole program analysis and calculations here can be applied to other similar cars. We can use the sensors to collect the input parameters to calculate and compare with the actual values measured for calibration accordingly during vehicle testing. v MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC.
i LỜI CAM ĐOAN. ii LỜI CẢM ƠN. v DANH MỤC BẢNG KÊ. ix CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu:.
Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc .1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước: .2 Tình hình nghiên cứu trong nước: .3 Mục đích của đề tài: .4 Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn đề tài: .1 Nhiệm vụ của đề tài .2 Giới hạn đề tài. 4 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .1 Sự lăn của bánh ô tô và các loại bán kính bánh ô tô.1 Khái niệm về sự trượt của bánh ô tô và bán kính lăn rl .2 Bán kính tính toán r: .2 Các quan hệ động học bánh ô tô khi phanh .1 Khái niệm về tốc độ trượt và độ trượt .2 Đặc tính trượt: .3 Tính chất ổn định của ô tô chuyển động thẳng: .4 Ổn định chuyển động trong mặt cắt dọc: .5 Tính chất ổn định động trong mặt cắt ngang: .1 Khi ô tô chuyển động thẳng trên mặt đường nghiêng ngang:.2 Khi ô tô chuyển động thẳng trên mặt đường nghiêng ngang:.6 Tính chất ổn định của ô tô khi quay vòng:. Tính ổn định của ô tô khi chuyển động quay vòng trên đường nằm ngang. Xét ổn định theo điều kiện trượt bên.
Xét ổn định theo điều kiện lật đổ.4 Ảnh hưởng của điều kiện mặt đường đến góc quay vòng giới hạn.5 Ảnh hưởng tính đàn hồi của lốp ô tô đến sự quay vòng.1 Sự quay vòng của ô tô có lốp cứng.2 Sự quay vòng của ô tô có lốp đàn hồi.7 Tính chất ổn định ô tô khi phanh: .1 Các bánh ô tô ở cầu sau bị hãm cứng khi phanh: .2 Các bánh ô tô cầu trước bị hãm cứng khi phanh: .3 Ổn định của ô tô khi phanh nếu các lực phanh phân bố không đều: .8 An toàn giao thông khi vƣợt ô tô khác theo tiêu chuẩn cục đƣờng bộ: .1 Điều kiện vượt:.2 Một số cần lưu ý khi vượt ô tô an toàn: (theo BATGTQG) .3 Đánh giá yếu tố khách quan điều kiện vượt:. 33 CHƢƠNG 3: TÍNH THỰC TẾ CHO CHUYỂN ĐỘNG VƢỢT Ô TÔ BÁN TẢI FORD-RANGER .1 Các thông số kỹ thuật của ô tô FORD - RANGER .2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng chyển động ô tô: .1 Thông số cản lăn: .2 Nhân tố cản không khí .3 Bán kính làm việc trung bình của bánh ô tô.3 Xây dựng phƣơng trình cân bằng lực kéo của động cơ: .1 Xây dựng đường đặc tính ngoài động cơ: .2 Tính toán xây dựng lực kéo tiếp tuyến ở bánh ô tô chủ động. Tính toán tính ổn định của ô tô FORD RANGER .1 Xác định các thông số của ô tô: .2 Tính toán ổn định dọc .3Tính toán ổn định ngang của ôtô. Tính toán chuyển động vƣợt theo chỉ tiêu khi quay vòng của ô tô FORD RANGER.1 Xác định bán kính quay vòng Rv theo tốc độ trượt khi vượt V2<Vmax: .2 Ảnh hưởng của lực li tâm trong trường hợp ô tô quay vòng khi phanh.
Tính toán chuyển động vƣợt theo chỉ tiêu khi phanh của ô tô FORD RANGER.1 Xác định lực và momen phanh. Quy luật thay đổi của các thông số khi phanh có ABS.1 Đối với cầu trước.2 Đối với cầu sau.3 Thời gian giảm tốc khi phanh không bị hãm cứng .4 Quá trình phanh ô tô:. 62 Chƣơng 4 : MÔ PHỎNG AN TOÀN CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ KHI VƢỢT.1 Quãng đƣờng vƣợt: .2 An toàn khi vƣợt khi chuyển động ngƣợc chiều: (trƣờng hợp ít xảy ra trên thực tế) .3 An toàn khi vƣợt khi chuyển động cùng chiều:.4 Ổn định khi chuyển động: .Xây dựng mô phỏng .2 Mô hình phẳng tổng quát: .5 Kết quả mô phỏng khi chuyển động vƣợt của ô tô:.1 Mô hình vượt tốc độ 80 (km/h) < Vmax=140(km/k): .2 Mô hình vượt tốc độ 120 (km/h) =Vtcvn<Vmax=140 (km/h): .3 Mô hình vượt tốc độ 140 (km/h) =Vmax(140 km/h):.4 Đánh giá quá trình vượt an toàn theo S,V: .5 Đánh giá quá trình vượt an toàn điều khiển chuyển động:. 84 Chƣơng 5 : KẾT LUẬN .1 Nhận xét về đề tài:.
88 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 90 viii DANH MỤC BẢNG KÊ Chƣơng 1: Bảng 1. 1: Thông số cơ sở xe Ford Ranger .5 Chƣơng 3: Bảng 3. 1: Thông số kỹ thuật của ô tô FORD RANGER trước có tải.
2: Bảng giá trị hệ số cản lăn.3: Bảng trị số trung bình hệ số cản không khí (K), diện tích cản chính diện (F) và nhân tố cản không khí W = F.K ứng với từng loại ôtô. 4: Bảng thông số hiệu suất truyền động của ôtô.5: Giá trị Pe (kW), Me (Nm). 6: Bảng giá trị tương ứng với lực kéo và vận tốc ở trên. 7: Giá trị Momen phanh cầu trước và cầu sau.
8: Quan hệ giữa hệ số bám dọc φx và độ trượt δ. 9: Quan hệ giữa mô men phanh trước Mp1 với độ trượt δ ở giai đoạn tăng áp suất:. 10: Quan hệ giữa mô men phanh trước Mp1 với độ trượt δ ở giai đoạn giảm áp suất:. 11: Quan hệ giữa mô men phanh trước Mp1 với độ trượt δ ở giai đoạn giữ áp suất.
12: Quan hệ giữa mô men phanh sau M p2 với độ trượt δ ở giai đoạn tăng áp suất. 13: Quan hệ giữa mô men phanh sau M p2 với độ trượt δ ở giai đoạn giảm áp suất. 14: Thời gian phanh không bị hãm cứng.61 Chƣơng 4: Bảng 4. 1:Thông số kỹ thuật của ô tô Ford Ranger.
2: Chọn các thông số tính toán: .67 ix DANH MỤC HÌNH ẢNH Chƣơng 1: Hình 1. 1: Đường cao tốc Việt Nam .4 Chƣơng 2: Hình 2. 1: Sơ đồ lực tác dụng lên bánh ô tô khi có trượt lăn. 2: Sơ đồ lực tác dụng lên bánh ô tô khi trượt lết.
3: Đồ thị thể hiện mối quan hệ của hệ số bám và độ trượt. 4: Phản lực mặt đường tác dụng lên bánh ô tô. 5: Sơ đồ tính tốc độ giới hạn ô tô. 6: mô hình ô tô tối ưu.
7: Sơ đồ lực tác dụng khi chuyển động. 8: Sơ đồ lực khi ô tô quay vòng .