LỜI MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển kinh tế, nhu cầu đi lại giữa các khu vực, tỉnh thành ngày càng lớn. Vì vậy phƣơng tiện giao thông đƣờng bộ là không thể thiếu trong cuộc sống của con ngƣời. Theo điều kiện địa hình Việt Nam và mức thu nhập của ngƣời dân thì loại hình di chuyển bằng xe giƣờng nằm trong những năm gần đây đang và sẽ đƣợc ƣa chuộn nhất.Theo đó số lƣợng xe khách giƣờng nằm đang tăng nhanh, do hạn chế của ngành công nghiệp ô tô Việt Nam, chƣa đáp ứng đƣợc yêu cầu về giá cả, xe sản xuất trong nƣớc vẫn là lắp ráp từ linh kiện nhập khẩu, chƣa có tỉ lệ nội địa hóa cao.Nhận thức đƣợc tầm quan trọng của vấn đề nêu trên nên em đã thựchiện đề tài nghiên cứu kiểu dáng, tuyến hình xe khách giƣờng nằm, nghiên cứu về hình dạng khí động học và kiểu dáng về ngoại thất để đi đến thiết kế mô hình 3D của loại xe này. Với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ của thầy giáo hƣớng dẫn PGS.TS PHẠM XUÂN MAI, em tiến hành thực hiện đề tài nghiên cứu kiểu dáng, tuyến hình xe khách giƣờng nằm, nghiên cứu về hình dạng khí động học để giảm lực cản của không khí, giảm tiêu hao nhiên liệu, nghiên cứu về thiết kế ngoại thất.
Tuy nhiên, do kiến thức thực tế còn hạn chế và kinh nghiệm trong việc nghiên cứu khoa học chƣa nhiều nên đề tài không tránh khỏi sai sót. Em rất mong nhận đƣợc sự quan tâm, giúp đỡ của thầy để đề tài đƣợc hoàn thiện hơn. Với việc thực hiện đề tài này đã giúp em có thêm nhiều kiến thức trong lĩnh vực này, đây chính là hành trang để em dễ dàng hơn trong công việc sau này. Em chân thành cảm ơn! 1 Luan van CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu: Việt Namcó đặc thù địa hình là trải dài từ biên giới phía nam Trung Quốc dọc theo bờ biển phía đông của bán đảo Đông Dƣơng, nên các tuyến giao thông nội địa chủ yếu bằng đƣờng bộ, đƣờng sắt, và đƣờng hàng không đều theo hƣớng Bắc- Nam.
Hệ thống đƣờng bộ gồm các quốc lộ, tỉnh lộ, huyện lộ,… có tổng chiều dài khoảng 222.000km, phần lớn các tuyến đƣờng quốc lộ và tỉnh lộ đều đƣợc trải nhựa và bê tông hóa, chỉ có một số ít các tuyến đƣờng huyện lộ tại các tỉnh vùng sâu, vùng xa đang còn là các con đƣờng đất. Cùng với sự tăng trƣởng kinh tế của cả nƣớc, hình thành nên các khu công nghiệp, trƣờng học, bệnh viện… tại các thành phố lớn nhƣ thủ đô Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Bình Dƣơng, Đồng Nai…vì vậy ngƣời dân ở các vùng quê tập trung về để làm việc, học tập và sinh sống đã và đang tăng nhanh. Theo đó nhu cầu đi lại giữa các vùng cũng tăng lên, nhất là vào dịp lễ, dịp tết. Cụ thể, “tại bến xe Giáp Bát, lƣợt khách cao điểm đạt mức từ 25.000 lƣợt khách/ngày; tại bến Mỹ Đình, đạt ở mức từ 30.000 lƣợt khách /ngày; tại bến Gia Lâm, lƣợt khách cao nhất là: 13.000 lƣợt khách /ngày, lƣợng hành khách tại các bến xe ở TPHCM cao điểm nhất là từ 27-28/12 âm lịch với khoảng 45.000 khách/ngày”(*).
Với điều kiện đó nhu cầu về vận tải hành khách với chất lƣợng tốt và giá cả hợp lý, bảo đảm an toàn, thuận lợi, giảm tai nạn giao thông và hạn chế ô nhiễm môi trƣờng là yêu cầu đặt ra cho các phƣơng tiện vận tải. Đáp ứng nhu cầu đó loại hình vận tải hành khách bằng xe giƣờng nằm đã và đang trở nên thu hút khách nhiều nhất so với các loại phƣơng tiện đƣờng bộ khác, bởi những tính năng ƣu việt đi kèm với nó nhƣ: Có giƣờng nằm, chạy êm, sang trọng, tiện nghi mang lại sự hài lòng cho hành khách và lợi ích kinh tế cho các nhà kinh doanh vận tải. Với sự ra đời của xe khách giƣờng nằm sản xuất trong nƣớc đánh dấu sự phát triển của ngành dịch vụ vận tải trong nƣớc trong sự cạnh tranh với 2 Luan van các thƣơng hiệu xe nhập khẩu khác. Tuy nhiên các mẫu xe khách giƣờng nằm đang lƣu hành hiện nay vẫn còn có một số yếu tố chƣa thật sự hài lòng với ngƣời sử dụng.
Nhƣ: Tiêu hao nhiên liệu nhiều do lực cản gió lớn, chiều cao lớn tạo cảm giác mất an toàn, tính thẩm mỹ của ngoại thất chƣa cao… Do đó chúng cần đƣợc thiết kế cải tạo lại để tạo ra một phƣơng tiện giao thông đi lại tiện lợi hơn, an toàn hơn và hiệu quả hơn.org/tang-hon-2000-tuyen-xe-phuc-vu-tet-nguyen-dan.2 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớc: Hiện nay các nghiên cứu thiết kế mới về hình dáng xe khách giƣờng nằm không nhiều, tuy đây là một đề tài không mới ở các nƣớc có ngành công nghiệp ô tô phát triển, nhƣng ở Việt Nam thì khá là mới mẻ. Sở dĩ nhƣ vậy là vì ngành công nghiệp ô tô ở Việt Nam chỉ mới phát triển ở mức độ lắp ráp là chính, còn phụ thuộc nhiều vào các hãng ô tô lớn trên thế giới. Để tăng tỷ lệ nội địa hóa của sản phẩm ô tô cần tập trung nhiều hơn nữa đến khâu nghiên cứu thiết kế, nghiên cứu chế tạo sản phẩm mang thƣơng hiệu ViệtNam.1 Kết quả nghiên cứu trong nƣớc: Một số nghiên cứu không nhiều về đề tài này đƣợc thực hiện ở các trƣờng đại học mang tính tổng hợp kiến thức cơ sở và chuyên ngành nhƣ: “Thiết kế ô tô khách giường nằm 42 chỗ trên cơ sở satxi xe THACO-KB120SE”là đề tài do Sinh viên Văn Thân Vinh, Lớp: 05C4B, Khóa: 2005, trƣờng Đại học ĐÀ NẴNG thực hiện, với kết quả về kiểu dáng nhƣ ở (hình 1. 3 Luan van Hình 1.1: Kiểu dáng xe khách giƣờng nằm 42 chỗ thiết kế trên cơ sở satxi xe THACO-KB120SE 1.2 Kết quả nghiên cứu ngoài nƣớc: Một số nghiên cứu về hình dáng khí động học: Nhiều công trình nghiên cứu đã đƣợc báo cáo trong các tài liệu về khí động học của phƣơng tiện đƣờng bộ.
Tuy nhiên, hạn chế công bố đối với các nghiên cứu khí động học của xe tải hạng nặng và xe khách. Trong thí nghiệm của Saltzman và Meyer [4], nghiên cứu về giảm lực cản khí động học của xe tải và xe bus cho thấy bằng cách điều chỉnh bên ngoài với thiết kế bo tròn góc ngang và dọc, làm trơn nhẵn bên dƣới thân xe và một cái cánh lƣớt gió, hệ số cản có thể giảm đến 0,242. Callen và cộng sự [6] trong thí nghiệm họ phát hiện ra khi loại bỏ các kính chiếu hậu sẽ làm giảm lực cản khí của chiếc xe xuống 4,5%. Nghiên cứu này khẳng định các khoảng hở trong thân xe sẽ tách dòng chảy và tuần hoàn dòng khí.
Các nghiên cứu của Gilhaus [7] tập trung vào điều chỉnh các bán kính mép phía trƣớc. Một bán kính cạnh phía trƣớc tối ƣu là 150 mm đã đƣợc báo cáo trong nghiên cứu này, và khi tăng bán kính này lên ít có ảnh hƣởng nhất đến hệ số lực cản 4 Luan van của xe. Ngoài ra không thông gió các khoang bên trong xe sẽ giảm hệ số cản xuống 5%. Theo kết quả nghiên cứu xe khách liên tỉnh [1],thực hiện nghiên cứu về các thông số khí động học nhƣ, dòng chảy tách và các khu vực giảm áp, phân phối áp lực xung quanh khung xe, hệ số cản gió và sự cản gió của các bộ phận bên ngoài đến hệ số cản tổng thể của xe (hình 1.
Vùng áp suất thấp phía sau xe đã đƣợc nhìn thấy lan ra một khu vực rộng lớn hơn so sánh giữa hai mô hình. dòng chảy của không khí bị đè nén lại tạo vùng xoáy hình thành ở phía sau và những dòng xoáy đƣợc nhìn thấy di Hình 1.2: So sánh các vùng xoáy ở chuyển về phía mặt đất. xung quanh xe Kết luận đƣợc rút ra từ nghiên cứu này: • Xe khách liên tỉnh sàn cao hiện nay đƣợc sửa đổi thành sàn thấp, giảm chiều cao xe sẽ giảm đáng kể lực cản khí động học. • Hệ số cản là 0,53 (mô hình bên dƣới) giảm 0,29 so với mô hình phía trên (hình 1.
Theo nghiên cứu về sự cản do lốc xoáy phía đuôi xe [2]. Lực cản khí động học của một chiếc xe thƣơng mại là yếu tố chính gây ra tiêu hao nhiên liệu, nó chiếm đến 60% lƣợng nhiên liệu tiêu thụ của xe trong điều kiện vận hành cụ thể.Phƣơng pháp chung của việc giảm lực cản phía sau là thiết kế đuôi xe có hình dạng đuôi thuyền và bo tròn các cạnh phía sau và cho đến nay đó là các phƣơng pháp đƣợc coi là hiệu quả nhất. Hucho [9] đề cập đến một phƣơng pháp khác để giảm cản phía sau với nguyên lý cơ bản đƣợc mô tả trong (hình 1.3) và trên cơ sở đó luồng không khí từ các mặt (hoặc trong trƣờng hợp này là bên dƣới) của chiếc xe là dòng khí chảy thẳng tới khu vực phía sau đuôi xe để phục hồi sự giảm áp của khu vục này để làm giảm lực cản khí động học lên xe. 5 Luan van Hình 1.3 : Mô hình gắn cánh hƣớng gió dƣới đuôi xe để giảm lực cản ở phía sau Một phƣơng pháp khác đƣợc thử nghiệm để giảm cản phía sau [3] là lắp thêm quạt tạo xoáy lốc vào phía sau (hình 1.4)khi đó dòng khí đƣợc đẩy vào vùng bị giảm áp để giảm lực cản.4: Đặt máy chuyển hƣớng luồng không khí phía sau xe Nghiên cứu về giảm hệ sốcản [11],thay đổi đƣợc thực hiện ở phía trƣớc và cuối phía sau xe (hình 1.5: Sơ đồ thể hiện các vùng áp suất dòng khí khác nhau của các mô hình 6 Luan van Kết quả nghiên cứu cho thấy có một lƣợng lớn khu vực dòng khí bị dồn nén ở phía trƣớc của xe và khu vực dòng khí bị giảm áp đƣợc nhìn thấy ở mặt sau của xe (hình 1.Nghiên cứu này cho thấy khả năng cải thiện hiệu suất khí động học của các hình dáng hình học khác nhau của một xe bus chở khách.
Những tính năng này đóng góp vào việc giảm hệ số cản Cd, ảnh hƣởng đến tiêu thụ nhiên liệu. Nghiên cứu về hình dáng khí động học [8]. Với mô hình thử nghiệm là bốn mẫu xe bus khác nhau, để tối ƣu hóa sự góp phần của mỗi thay đổi về lực cản, mô hình xe đầu tiên là xe bus đang hoạt động hiện nay hiện có. Xe thứ hai giảm dần vào phía sau để hƣớng dòng khí chảy hợp lý hơn.
Xe thứ ba có hình dạng khí động học phía trƣớc với hƣớng gió phía dƣới và phần còn lại là giống nhƣ của xe đầu tiên.