Luận văn: Nghiên cứu thông số hệ thống treo xe bus Thaco 46 chỗ thân thiện với đường - ĐH Lâm nghiệp

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hay nghiên cứu xác định một số thông số hợp lý của hệ thống treo xe bus thaco 46 chỗ theo hướng, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Hoàng Tâm
• Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Nhật Chiêu
• Trường học: Trường Đại Học Lâm Nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí
• Đề tài: Nghiên Cứu Tối Ưu Hệ Thống Treo Xe Bus Thaco 46 Chỗ Thân Thiện Với Đường
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Đồng Nai

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tình hình vận chuyển hành khách bằng ô tô, xe bus hiện nay
• 1.2. Tổng quan về nghiên cứu dao động của ô tô và hệ thống treo trên ô tô
• 1.2.1. Nghiên cứu về dao động của ô tô trên thế giới
• 1.2.2. Nghiên cứu về dao động của ô tô ở Việt Nam
• 1.3. Tổng quan hệ thống treo trên ô tô
• 1.3.1. Công dụng yêu cầu của hệ thống treo
• 1.3.2. Phân loại hệ thống treo
• 1.3.3. Cấu tạo, nguyên lý cơ bản các bộ phận trong hệ thống treo
• 1.3.3.1. Bộ phận đàn hồi

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu tối ưu hệ thống treo xe bus Thaco

Nghiên cứu tối ưu hệ thống treo xe bus Thaco 46 chỗ là một lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô. Hệ thống treo không chỉ ảnh hưởng đến độ êm dịu của xe mà còn tác động đến sự bền vững của mặt đường. Việc tối ưu hóa hệ thống treo giúp cải thiện trải nghiệm của hành khách và giảm thiểu hư hại cho đường. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc xác định các thông số hợp lý của hệ thống treo nhằm đạt được hiệu quả tối ưu nhất.

1.1. Tình hình hiện tại của xe bus Thaco tại Việt Nam

Xe bus Thaco hiện đang chiếm lĩnh thị trường vận tải hành khách tại Việt Nam. Với nhu cầu ngày càng cao về chất lượng dịch vụ, việc cải thiện hệ thống treo trở nên cấp thiết. Nghiên cứu sẽ phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của xe bus Thaco trong điều kiện giao thông hiện tại.

1.2. Vai trò của hệ thống treo trong xe bus

Hệ thống treo đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ êm dịu và an toàn cho hành khách. Nó giúp giảm thiểu rung động và tải trọng tác động lên mặt đường, từ đó bảo vệ hạ tầng giao thông. Nghiên cứu sẽ chỉ ra các yêu cầu kỹ thuật cần thiết cho hệ thống treo của xe bus.

II. Vấn đề và thách thức trong tối ưu hệ thống treo xe bus

Mặc dù hệ thống treo có vai trò quan trọng, nhưng việc tối ưu hóa nó gặp nhiều thách thức. Các yếu tố như tải trọng, tốc độ và điều kiện mặt đường đều ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống treo. Nghiên cứu sẽ chỉ ra những vấn đề chính cần giải quyết để đạt được hiệu quả tối ưu.

2.1. Tác động của tải trọng đến hệ thống treo

Tải trọng là yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống treo. Khi tải trọng thay đổi, độ cứng và khả năng hấp thụ sốc của hệ thống treo cũng cần được điều chỉnh. Nghiên cứu sẽ phân tích mối quan hệ giữa tải trọng và hiệu suất của hệ thống treo.

2.2. Ảnh hưởng của điều kiện mặt đường đến hệ thống treo

Điều kiện mặt đường có thể thay đổi đáng kể, từ đường nhựa mịn đến đường gồ ghề. Những thay đổi này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hoạt động của hệ thống treo. Nghiên cứu sẽ xem xét các phương pháp để cải thiện khả năng thích ứng của hệ thống treo với các điều kiện mặt đường khác nhau.

III. Phương pháp nghiên cứu tối ưu hệ thống treo xe bus

Để tối ưu hóa hệ thống treo, nhiều phương pháp nghiên cứu đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm mô phỏng số, phân tích động lực học và thử nghiệm thực tế. Nghiên cứu sẽ trình bày chi tiết các phương pháp này và cách chúng được áp dụng trong việc tối ưu hóa hệ thống treo xe bus Thaco.

3.1. Mô phỏng số trong nghiên cứu hệ thống treo

Mô phỏng số là một công cụ mạnh mẽ trong việc nghiên cứu hệ thống treo. Phần mềm Matlab-Simulink được sử dụng để mô phỏng các điều kiện hoạt động của xe bus, từ đó xác định các thông số tối ưu cho hệ thống treo.

3.2. Phân tích động lực học của hệ thống treo

Phân tích động lực học giúp hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của hệ thống treo dưới các điều kiện khác nhau. Nghiên cứu sẽ trình bày các phương pháp phân tích động lực học và ứng dụng của chúng trong việc tối ưu hóa hệ thống treo.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp những thông tin quý giá cho việc cải thiện hệ thống treo xe bus Thaco. Những thông số tối ưu được xác định sẽ giúp nâng cao độ êm dịu và giảm thiểu hư hại cho mặt đường. Nghiên cứu sẽ trình bày các ứng dụng thực tiễn của kết quả nghiên cứu trong ngành công nghiệp ô tô.

4.1. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào sản xuất

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong quy trình sản xuất xe bus Thaco, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm. Việc áp dụng các thông số tối ưu sẽ giúp cải thiện hiệu suất và độ bền của hệ thống treo.

4.2. Tác động đến chất lượng dịch vụ vận tải

Cải thiện hệ thống treo không chỉ nâng cao chất lượng xe mà còn ảnh hưởng tích cực đến trải nghiệm của hành khách. Nghiên cứu sẽ chỉ ra cách mà việc tối ưu hóa hệ thống treo có thể nâng cao chất lượng dịch vụ vận tải hành khách.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu tối ưu hệ thống treo xe bus Thaco 46 chỗ là một bước tiến quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô. Kết quả nghiên cứu không chỉ giúp cải thiện chất lượng xe mà còn góp phần bảo vệ hạ tầng giao thông. Triển vọng tương lai của nghiên cứu này sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành công nghiệp ô tô tại Việt Nam.

5.1. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Nghiên cứu sẽ tiếp tục mở rộng để tìm hiểu thêm về các yếu tố khác ảnh hưởng đến hệ thống treo. Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển công nghệ mới trong hệ thống treo.

5.2. Tác động đến chính sách phát triển ngành ô tô

Kết quả nghiên cứu có thể ảnh hưởng đến các chính sách phát triển ngành ô tô tại Việt Nam. Việc tối ưu hóa hệ thống treo sẽ góp phần nâng cao chất lượng dịch vụ vận tải và bảo vệ hạ tầng giao thông.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Sự phát triển mạnh mẽ của kinh tế xã hội kéo theo nhu cầu vận tải hành khách liên tỉnh và đô thị tăng nhanh. Theo định hướng tại Quyết định số 177/2004/QĐ-TTg và Nghị định số 23/2004/NĐ-CP, việc đổi mới chất lượng phương tiện chở người và đẩy mạnh nội địa hóa ngành công nghiệp ô tô là mục tiêu chiến lược hàng đầu. Trong đó, dòng xe khách cỡ lớn như xe bus Thaco 46 chỗ đóng vai trò chủ lực trên các tuyến giao thông huyết mạch. Mẫu xe này sở hữu chiều dài cơ sở 6.100 mm, khối lượng bản thân 11.150 kg và khối lượng toàn tải lên tới 14.140 kg, tạo ra áp lực rất lớn lên hệ thống mặt đường khi vận hành liên tục.

Vấn đề cốt lõi hiện nay là sự xung đột giữa độ êm dịu chuyển động cho hành khách và tải trọng động tác dụng xuống nền đường. Thực tế khảo sát trên các tuyến Quốc lộ 1A, Quốc lộ 51, Quốc lộ 5 và Quốc lộ 13 cho thấy mặt đường xuống cấp nhanh, xuất hiện nhiều vết nứt gãy do tác động rung xóc từ các phương tiện vận tải nặng. Mục tiêu cụ thể của luận văn là xây dựng mô hình dao động không gian phẳng và xác định bộ thông số tối ưu gồm độ cứng nhíp lá và hệ số cản giảm chấn cho xe bus Thaco 46 chỗ.

Nghiên cứu được triển khai tại Đồng Nai và các tuyến quốc lộ trọng điểm trong giai đoạn năm 2014. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài thể hiện qua việc giảm thiểu hệ số tải trọng động tác dụng xuống mặt đường từ 14% đến 17%, đồng thời giữ gia tốc rung động thân xe dưới ngưỡng tiêu chuẩn 0,315 m/s², góp phần kéo dài tuổi thọ công trình đường bộ và nâng cao chỉ số tiện nghi cho vận tải công cộng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn vận dụng lý thuyết dao động cơ học và cơ học giải tích, trọng tâm là phương pháp phương trình vi phân Lagrange loại II để thiết lập các phương trình chuyển động của hệ dao động đa vật thể. Kết hợp với đó là Nguyên lý D'Alembert nhằm quy bài toán động lực học về dạng cân bằng lực quán tính tĩnh học trên từng khối lượng thành phần.

Mô hình nghiên cứu chính là mô hình dao động phẳng liên kết 2 cầu với 4 bậc tự do, bao gồm: chuyển vị thẳng đứng của thân xe (Z3), góc lắc dọc của thân xe xung quanh trục trọng tâm, chuyển vị thẳng đứng của cụm cầu trước (Z1) và chuyển vị thẳng đứng của cụm cầu sau (Z2). Bên cạnh đó, mô hình 1/4 xe với 2 bậc tự do được áp dụng để khảo sát phản ứng động học cục bộ của cụm bánh xe đơn lẻ.

Các khái niệm then chốt được chuẩn hóa bao gồm:

1. Độ cứng đàn hồi nhíp lá (đặc tính tuyến tính kết hợp vấu cao su tăng cứng).
2. Hệ số cản giảm chấn thủy lực hai chiều có đặc tính không đối xứng với tỷ số cản trả trên cản nén nằm trong khoảng từ 2,0 đến 5,0.
3. Trọng số gia tốc bình phương trung bình theo chuẩn TCVN 6964-1:2001 (tương đương ISO 2631-1:1997).
4. Hệ số tải trọng động K biểu thị tỷ số giữa lực động cực đại và tải trọng tĩnh của bánh xe.
5. Tần số dao động riêng tối ưu của cơ thể người trong khoảng 1,0 đến 1,5 Hz (tương đương 60 đến 85 dao động/phút).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu đầu vào sử dụng thông số kỹ thuật thực nghiệm chính xác của xe bus Thaco 46 chỗ trang bị động cơ DE 12T dung tích 11.051 cc, kết hợp cùng dữ liệu biên dạng mấp mô mặt đường nhựa theo hàm điều hòa sóng hình sin.

Cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu: Nghiên cứu lựa chọn mẫu thử nghiệm điển hình trên một xe bus Thaco 46 chỗ tiêu chuẩn đại diện cho dòng xe chở khách 2 cầu đang lưu hành tại Việt Nam. Quá trình thu thập dữ liệu được thực hiện lặp lại 30 lần tại các trạng thái vận hành không tải (11.150 kg) và đầy tải (14.140 kg), tương ứng với các dải tốc độ từ 30 km/h đến 80 km/h.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích: Sử dụng phần mềm Matlab - Simulink để mô phỏng số hệ phương trình vi phân ma trận cấp cao giúp khảo sát đồng thời hàng trăm biến số độ cứng và hệ số cản mà phương pháp giải tích truyền thống không thực hiện được. Về thực nghiệm, hệ thống đo lường khuếch đại tín hiệu DMC Plus kết hợp cảm biến gia tốc công nghiệp và phần mềm DASYLAB, Catman 3.1 được lựa chọn nhằm thu nhận tín hiệu dao động thực tế với độ chính xác cao, khống chế sai số kiểm định dưới 5% trong suốt timeline nghiên cứu 2013 - 2014.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, hệ thống treo nguyên bản của xe bus Thaco 46 chỗ có độ cứng nhíp lá tương đối lớn. Khi xe chạy đủ tải 14.140 kg ở vận tốc 60 km/h, gia tốc dao động thẳng đứng của thân xe đạt mức 0,42 m/s², vượt ngưỡng gây mệt mỏi theo TCVN 6964-1:2001 (0,315 m/s²). Khi thực hiện tối ưu hóa bằng cách giảm 10% đến 12% độ cứng nhíp, gia tốc rung động giảm 18,5%, đưa giá trị trung bình về mức 0,34 m/s².

Thứ hai, lực động bánh xe tác dụng xuống mặt đường giảm rõ rệt từ 14,2% đến 16,8% khi hệ số cản giảm chấn được hiệu chỉnh về giá trị tối ưu với tỷ số cản trả/nén duy trì ở mức 3,2. Sự sụt giảm lực động này giúp triệt tiêu đáng kể ứng suất phá hoại mặt đường theo quy luật lũy thừa bậc 4 của Sweatman.

Thứ ba, tần số dao động riêng của phần thân xe được đưa về dải 1,15 Hz đến 1,32 Hz, tiệm cận hoàn hảo với tần số bước đi tự nhiên của con người (1,0 - 1,5 Hz). Nhờ đó, độ bám đường cực đại của bánh xe tăng thêm 12,3%, ngăn ngừa triệt để hiện tượng tách bánh khỏi mặt đường ở tốc độ cao trên 70 km/h.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của những cải thiện trên bắt nguồn từ việc điều hòa năng lượng dao động thông qua sự phối hợp đồng bộ giữa phần tử đàn hồi và phần tử dập tắt dao động. Nhíp lá mềm hơn kết hợp cùng vấu cao su tăng cứng phi tuyến giúp hấp thụ các xung lực va đập ban đầu từ mấp mô mặt đường, trong khi giảm chấn thủy lực có hệ số cản trả cao giúp dập tắt nhanh năng lượng phản hồi, ngăn chặn hiện tượng cộng hưởng thân xe.

Khi đối chiếu với các công trình nghiên cứu của David Cebon về phá hủy mặt đường và kết quả của các nghiên cứu trước đây trên xe khách đóng mới tại Việt Nam, phát hiện của luận văn hoàn toàn nhất quán về xu hướng tương tác giữa bánh xe và nền đường. Trong kết cấu truyền thống, cụm nhíp lá và giảm chấn chiếm từ 5,5% đến 8,0% trọng lượng bản thân ô tô và có tuổi thọ đạt 100.000 đến 150.000 km trên đường tốt nhưng giảm từ 10 đến 50 lần trên đường xấu. Việc tối ưu hóa thông số giúp kéo dài tuổi thọ làm việc của cụm nhíp thêm khoảng 25% trong điều kiện đường sá gợn sóng.

Các phát hiện này có thể được biểu diễn trực quan thông qua đồ thị miền tần số - gia tốc dao động và bảng so sánh đa biến giữa các cấp vận tốc (40 km/h, 60 km/h, 80 km/h) với các giá trị lực động cực đại, qua đó minh chứng tính ưu việt của phương án cải tiến trên cả phương diện tiện nghi lẫn bảo vệ công trình giao thông.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Hiệu chỉnh độ cứng danh nghĩa của bộ nhíp lá: Giảm độ cứng tổng thể của cụm nhíp lá trước và sau từ 8% đến 12% thông qua việc sử dụng vật liệu thép hợp kim đàn hồi cường độ cao, kết hợp vấu cao su tăng cứng phi tuyến ở cuối hành trình. Đơn vị thực hiện: Phòng R&D và Nhà máy Sản xuất Xe khách Thaco Trường Hải. Mục tiêu: Giảm gia tốc dao động thân xe xuống dưới mức 0,315 m/s² trong lộ trình 6 tháng thử nghiệm.

2. Nâng cấp ống giảm chấn thủy lực hai chiều: Trang bị cụm giảm chấn ống thủy lực có tỷ số cản không đối xứng với tỷ lệ trả/nén đạt chính xác 3,2, đồng thời tăng 15% hệ số cản hành trình trả. Đơn vị thực hiện: Đơn vị chế tạo phụ tùng liên doanh và các xưởng bảo dưỡng Thaco. Mục tiêu: Dập tắt 85% biên độ dao động chỉ sau 1,5 chu kỳ, hoàn thành trong vòng 9 tháng.

3. Ban hành quy chuẩn kiểm soát tải trọng động: Xây dựng quy trình kiểm định lực động tiếp xúc bánh xe theo tiêu chuẩn ngành TCVN-1015/QĐKT4 đối với xe khách liên tỉnh trước khi cấp phép lưu hành. Đơn vị thực hiện: Cục Đăng kiểm Việt Nam phối hợp Tổng cục Đường bộ. Mục tiêu: Giảm 20% tỷ lệ hư hại nứt gãy bề mặt quốc lộ trong giai đoạn 2015 - 2020.

4. Tích hợp hệ thống cảm biến giám sát dao động: Lắp đặt thiết bị đo gia tốc điện tử kết nối với hệ thống vi xử lý trên xe để theo dõi liên tục độ võng tĩnh và hành trình động, đưa ra cảnh báo bảo dưỡng nhíp lá trước mốc suy hao 100.000 km. Đơn vị thực hiện: Các doanh nghiệp vận tải hành khách quy mô lớn. Mục tiêu: Nâng cao 95% mức độ an toàn và độ tin cậy khi vận hành xe đường dài.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế và chuyên viên R&D ngành ô tô: Nắm bắt quy trình xây dựng mô hình toán học 4 bậc tự do và kỹ thuật mô phỏng trên Matlab - Simulink để ứng dụng thiết kế hệ thống treo cho các dòng xe khách từ 29 đến 47 chỗ.

2. Học viên cao học và nghiên cứu sinh ngành Kỹ thuật Cơ khí Động lực: Khai thác phương pháp ứng dụng phương trình Lagrange loại II, lý thuyết tương tác Xe - Đường và quy trình xử lý tín hiệu thực nghiệm bằng hệ thống DMC Plus, Catman 3.1.

3. Chủ doanh nghiệp và cán bộ quản lý kỹ thuật vận tải xe khách: Ứng dụng các thông số kỹ thuật tối ưu để lập kế hoạch bảo trì, thay thế nhíp lá và giảm xóc định kỳ, giúp giảm 15% chi phí sửa chữa khung gầm và lốp xe.

4. Cơ quan quản lý và quy hoạch hạ tầng giao thông đường bộ: Tham khảo cơ sở dữ liệu định lượng về lực động phá hủy mặt đường để hoạch định chính sách phân làn, giới hạn tải trọng trục và tiêu chuẩn thảm nhựa quốc lộ.

Câu hỏi thường gặp

1. Tiêu chí nào quan trọng nhất để đánh giá độ êm dịu của xe bus Thaco 46 chỗ?
Độ êm dịu được đánh giá thông qua trọng số gia tốc bình phương trung bình theo chuẩn TCVN 6964-1:2001 và tần số dao động riêng. Giá trị gia tốc tối ưu cần duy trì dưới ngưỡng 0,315 m/s² ở dải tần nhạy cảm 4 đến 8 Hz nhằm đảm bảo hành khách không bị mệt mỏi trong các hành trình liên tỉnh kéo dài trên 4 giờ.

2. Tại sao hệ thống treo cần được thiết kế theo hướng thân thiện với đường?
Xe bus Thaco 46 chỗ có tải trọng toàn bộ lên tới 14.140 kg, khi dao động trên đường mấp mô sẽ phát sinh lực động rất lớn. Theo quy luật thực nghiệm của Sweatman, lực động phá hoại mặt đường theo hàm lũy thừa bậc 4. Do đó, hệ thống treo tối ưu giúp giảm 14% đến 17% tải trọng động, bảo vệ mặt đường khỏi hiện tượng nứt gãy.

3. Mô hình dao động phẳng 4 bậc tự do có ưu điểm gì nổi bật?
Mô hình 4 bậc tự do mô tả đồng thời chuyển vị đứng thân xe, góc lắc dọc và chuyển vị của 2 cầu xe khi chịu kích động mặt đường. Khác với mô hình 1/4 xe chỉ xét bánh đơn lẻ, mô hình phẳng liên kết giúp khảo sát chính xác sự phân bố tải trọng khi phanh hoặc tăng tốc, làm cơ sở tối ưu toàn diện cả treo trước và treo sau.

4. Tỷ số cản giữa hành trình trả và hành trình nén tối ưu là bao nhiêu?
Tỷ số cản trả trên cản nén tối ưu đối với xe khách Thaco 46 chỗ là 3,2 (nằm trong dải khuyến nghị từ 2,0 đến 5,0). Hệ số cản nén nhỏ giúp giảm phản lực truyền từ mặt đường lên khung vỏ khi va đập chướng ngại vật, trong khi hệ số cản trả lớn giúp dập tắt dao động nhanh chóng và giữ bánh xe bám sát mặt đường.

5. Phần mềm Matlab - Simulink đóng vai trò gì trong đề tài?
Matlab - Simulink đóng vai trò là công cụ giải số và mô phỏng hệ phương trình vi phân đa biến dạng ma trận bậc cao. Phần mềm cho phép quét tự động các dải thông số độ cứng và lực cản trên các mô hình kích động mặt đường dạng sóng sin, giúp rút ngắn 80% thời gian tính toán so với phương pháp thủ công.

Kết luận

• Thiết lập thành công mô hình toán học và hệ phương trình vi phân dao động phẳng 4 bậc tự do cho xe bus Thaco 46 chỗ khi vận hành trên đường.
• Xác định bộ thông số tối ưu cho hệ thống treo với việc giảm 10% đến 12% độ cứng nhíp lá và thiết lập tỷ số cản giảm chấn trả/nén ở mức 3,2.
• Giảm thiểu thành công từ 14,2% đến 16,8% tải trọng động tác dụng xuống nền đường, giải quyết hiệu quả bài toán bảo vệ hạ tầng giao thông bộ.
• Cải thiện độ êm dịu chuyển động thông qua việc đưa gia tốc dao động thân xe về mức an toàn sinh lý dưới 0,315 m/s² theo tiêu chuẩn TCVN 6964-1:2001.
• Kiểm chứng thực nghiệm trên thiết bị DMC Plus khẳng định độ tin cậy của mô hình mô phỏng với sai số dưới 5%.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là cung cấp cơ sở khoa học và phương pháp tính toán thực chứng cho ngành sản xuất lắp ráp ô tô trong nước. Hướng phát triển tiếp theo của đề tài là mở rộng nghiên cứu sang hệ thống treo khí nén bán tích cực điều khiển điện tử trong giai đoạn tới. Độc giả và các đơn vị sản xuất có thể tải toàn văn tài liệu để ứng dụng trực tiếp bộ thông số vào quy trình chế tạo và nâng cấp phương tiện.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tình hình vận chuyển hành khách bằng ô tô, xe bus hiện nay Theo Nghị định số 23/2004/NĐ-CP quy định niên hạn sử dụng của ô tô tải và ô tô chở người ngày 13/1/2004 [18], nhằm đổi mới phương tiện phục vụ chuyên chở hành khách liên tỉnh và trong thành phố. 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 [19], 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)… Trong quá trình phát triển nền kinh tế quốc dân và phục vụ đời sống xã hội, nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành khách 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, 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. Những năm trước đây nhu cầu của hành khách là chỉ cần có phương tiện để đi đến nơi mà ít có yêu cầu cao về chất lượng phương tiện. Ngày nay, kinh tế phát triển hơn, đời sống người dân đã được nâng cao, cùng với xu thế hội nhập vào nền kinh tế thế giới, nhu cầu đi lại của người dân phải kèm theo yêu cầu về chất lượng phục vụ. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Tổng quan về nghiên cứu dao động của ô tô và hệ thống treo trên ô tô 1. Nghiên cứu về dao động của ô tô trên thế giới Độ êm dịu chuyển động là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng ô tô cho nên các nhà khoa hoc, các nhà sản xuất ô tô trên thế giới đã đầu tư rất nhiều cho việc nghiên cứu vấn đề dao động của ô tô. Hướng chung của các nghiên cứu đó là : - Nghiên cứu các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động của ô tô - Thiết lập phương trình dao động của ô tô , giải các bài toán về dao động của ô tô - Tìm mối tương quan giữa các thông số trên ô tô, của hệ thống treo với các chi tiết đánh giá độ êm dịu chuyển động - Nghiên cứu nguồn gây dao động của ô tô - Nghiên cứu chế tạo các phần tử của hệ thống treo có những tính năng cho phép nâng cao độ êm dịu chuyển động của ô tô Quan hệ "bánh xe- mặt đường" được các tác giả trong và ngoài nước quan tâm dưới nhiều góc độ khác nhau nó được xem như nguồn kích thích dao động ngẩu nhiên. Với quan hệ đó được dùng làm cơ sở để thiết kế hệ thống treo "thân thiện với đường" và tìm chế độ khai thác hợp lý (tài trọng, tốc độ chuyển động) để hạn chế phá hủy đường.

Hướng nghiên cứu xác định lực động tương tác giữa ô tô, mặt đường và ảnh hưởng đến sự phá huỷ đường, quy trinh kiểm tra lực động và các tiêu chí đánh giá hư hại, điển hình là các công trình sau: David Cebon [23], [24], [25] có nhiều công trình nghiên cứu đánh giá lực động giữa bánh xe và một đường cùng như ảnh hưởng cùa lực động đến sự phá hủy đường. Trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu về dao động của ôtô, như Công trình của Mitschke M. [28] đã nghiên cứu về dao động của ôtô du lịch, mô hình dao động được xem xét ở các yếu tố kết cấu có ảnh hưởng đến dao động và tối ưu hệ thống treo. Các công trình nghiên cứu của Gaichev L.

[26] Viện Hàn lâm khoa học Liên Xô là nền tảng cho các nghiên cứu khác về ôtô và máy kéo với các mục đích LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 5 khác nhau. Tuy nhiên các mô hình toán học trong các công trình này chỉ xét đến dao động theo phương thẳng đứng có kể đến các biến dạng của lốp, chưa tính đến ảnh hưởng của dao động theo phương ngang và quay quanh trục thẳng đứng. và JK Hedrick nghiên cứu biện pháp làm giảm phá huỷ đường bàng các hệ thống treo tích cực, bán tích cực [29]. Công trình ngiên cứu của Xilaev A.

[31] đã đưa ra lý thuyết phổ nghiên cứu dao động ngẫu nhiên xe vận tải. Trong nghiên cứu, tác giả đã đưa ra phương pháp phổ để giải bài toán dao động tuyến tính xe vận tải nhiều cầu với tác động đường có chiều cao mấp mô phân bố ngẫu nhiên Alexander o. Gibson [27] nghiên cứu xây dựng mô hình động lực học của xe tải nặng đề đánh giá sự phá huỷ đường. Ailen Gs Yinchen [25] lại quan tâm nghiên cứu đến độ êm dịu chuyển động và ảnh hưởng đến sức khỏe con người Như vậy trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu về dao động của ôtô, các công trình này chủ yếu tập trung giải quyết dao động của ôtô chạy trên đường, Mặc dù về nội dung nghiên cứu cũng rất đa dạng.

Nhưng chưa có công trình nghiên cứu về xe Bus Thaco. Nghiên cứu về dao động của ô tô ở Việt Nam Ngành chế tạo ô tô ở nước ta chưa thực sự phát triển các xe ở nước ta chủ yếu là xe nhập khẩu nguyên chiếc và xe nhập khẩu các tổng thành về lắp ráp trong nước. Chúng ta mới chỉ phát triển về mặt khai thác, sử dụng, bảo dưỡng, sủa chữa và lắp ráp Do điều kiện đặc thù như đã nói ở trên về ngành ô tô ở Việt Nam vấn đề về dao động và độ êm dịu chuyển động của ô tô chưa được quan tâm nghiên cứu một cách có hệ thống. Tuy vậy nghiên cứu từng thành phần cụ thể cũng đã được tiến hành ở một số cơ sở nghiên cứu và một số tác giả với các hướng cụ thể như sau: Năm 2010 TS.Trần Việt Hà [7] đã nghiên cứu ảnh hường của một số thông số đến độ êm dịu chuyển động của ô tô khách được đóng mới ở Việt Nam.

Luận án đã xây dựng được mô hình dao động phù hợp, khảo sát được sự ảnh hưởng của một LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 6 số thông số tới độ êm dịu chuyển động và sức chịu đựng của con người cho một số ôtô khách đóng mới tại Việt Nam và đã thí nghiệm xác định các chỉ tiêu êm dịu chuyển động trong phòng thí nghiệm và trên đường thử nghiệm có biên dạng hình sin cho xe ôtô đã được khảo sát. Luận án thạc sĩ của tác giả Nguyễn Trọng Khối (2009). Lựa chọn hợp lý thông số hệ thống treo ô tô tải theo hướng thân thiện với đường [13] Th.s Huỳnh Hội Quốc [16] đã nghiên cứu về quá trình lắc ngang, lắc dọc của ô tô ở vận tốc cao. Công trình nghiên cứu của GS.

Nguyễn Hữu cẩn và các cộng sự [3], cho thấy: Tính êm dịu trong chuyển động của ô tô máy kéo được đánh giá qua các chỉ tiêu: Tần số dao động thích hợp, gia tốc dao động thích hợp, thời gian tác động của dao động. Trong chuyển động, ô tô máy kéo dao động theo các phương: Thẳng đứng (OZ), phương ngang (OX), phương dọc máy (OY), các dao động theo phương thẳng đứng ảnh hưởng chính đến con người; theo phương ngang, phương dọc ảnh hưởng không đáng kể, có thể bỏ qua. Trần Văn Như & Đào Mạnh Hùng [17], tối ưu thông số của hệ thống treo để giảm thiểu phá huỷ đường theo điều kiện ở Việt nam Luận án tiến sĩ của tác gỉa Đào Mạnh Hùng (2006). Xác định lực động giữa bánh xe và mặt đường của ô tô tải trong điều kiện sử dụng ở việt nam [11] Luận án tiến sĩ của tác giả Lưu Văn Tuấn [21] đã xây dựng được mô hình dao động khảo sát xe Ca do Việt Nam đóng, mô tả thuộc tính đàn hồi giữa khung và vỏ là kết cấu đặc trưng của xe ca, từ đó tác giả đã đưa ra được mục tiêu nâng cao độ êm dịu cho xe khách Ba Đình.

Luận án tiến sĩ của tác giả Trần Thanh An [1] đã sử dụng lý thuyết tối ưu hóa đa mục tiêu để nghiên cứu tối ưu hóa các thông số hệ thống treo ôtô khách sử dụng tại Việt Nam. Tác giả đã sử dụng phương trình không gian trạng thái và phần mềm Matlab – Simulik để khảo sát dao động của ôtô khách dưới tác dụng của hàm kích động mặt đường là dạng xung và kích động ngẫu nhiên. Các công trình nghiên cứu dao động của ô tô ở nước ta chỉ mới xuất hiện LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 7 trong những năm gần đây. Các công trình này là nghiên cứu trong phạm vi hẹp nhằm xác định ảnh hưởng của rung xóc tới sức khỏe của người lái và bước đầu đặt ra một số biện pháp chống rung cho người lái như cải tiến ghế chống rung.

Các tác giả mới xem xét dao động của ô tô trong một số điều kiện cụ thể khi xem hệ là tuyến tính, một bậc tự do chịu tác động của mặt đường dạng hàm xác định… Tuy nhiên theo tìm hiểu của tác giả thi chưa có đề tài nào nghiên cứu về dao động của ô tô Bus Thaco 46 chỗ khi vận chuyển hành khách trên đường giao thông.3 Tổng quan hệ thống treo trên ô tô 1.1 Công dụng yêu cầu của hệ thống treo Trên ôtô, hệ thống treo và cụm bánh xe được gọi là phần chuyển động của ôtô. Chức năng cơ bản của phần chuyển động là tạo điều kiện thực hiện “chuyển động bánh xe” của ôtô đảm bảo các bánh xe lăn và thân xe chuyển động tịnh tiến, thực hiện nhiệm vụ vận tải của ôtô. Chuyển động bánh xe đòi hỏi các tương hỗ giữa bánh xe và thân xe phải có khả năng truyền lực và mômen theo các quan hệ nhất định.