MỞ ĐẦU Ô tô là một phương tiện giao thông giữ vai trò quan trọng trong mạng lưới Giao thông Vận tải đường bộ. Cùng với sự phát triển của nền kinh tế, thị trường ô tô nói chung và ô tô khách nói riêng trong những năm qua có sự phát triển mạnh mẽ cả về số lượng và chủng loại phương tiện nhằm đáp ứng nhu cầu vận tải hành khách ngày càng tăng. Với xu hướng hội nhập quốc tế thì yêu cầu ngành công nghiệp sản xuất lắp láp ô tô Việt Nam phải có sự chuyển biến về chất và lượng như: nâng cao tỷ lệ nội địa hóa, nâng cao các tính năng khai thác và năng suất vận chuyển, hạ giá thành sản phẩm. Đối với ô tô khách nói chung, kết cấu khung xương, bao gồm khung chassi và khung xương khoang hành khách, là kết cấu chịu lực chính, trọng lượng lớn và chiếm một tỷ lệ lớn trong giá thành sản phẩm.
Vì vậy, việc tính toán thiết kế khung xương ô tô khách nhằm giảm trọng lượng và giảm giá thành sản phẩm đang là vấn đề rất được quan tâm tại các đơn vị sản xuất lắp ráp ô tô. Xuất phát từ thực tế, đề tài “Thiết kế tối ưu kết cấu của khung xương xe khách” nhằm đưa ra phương pháp đánh giá độ an toàn khung xương xe khách thông qua việc xác định ứng suất, biến dạng ở trạng thái chịu tải trọng tĩnh đảm bảo an toàn cho khung xương, đồng thời đảm bảo khung xương có trọng lượng nhỏ, góp phần nâng cao chất lượng, hạ giá thành sản phẩm. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Thực trạng sản xuất ô tô chở khách 1.
Tình hình sản xuất, chế tạo ô tô chở khách trên thế giới Sản xuất ô tô trên thế giới ngày nay tăng vượt bậc, ô tô trở thành một phương tiện vận chuyển hành khách và hàng hóa vô cùng quan trọng cho ngành kinh tế quốc dân. Đồng thời trở thành phương tiện giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển. Để nắm rõ được vị trí của ngành công nghiệp ô tô Việt Nam trên bản đồ thế giới và trình độ công nghệ sản xuất ô tô ở Việt Nam, trước hết cần biết hiện trạng ngành công nghiệp ô tô thế giới. Hiện nay, trên thế giới nền công nghiệp ô tô phát triển chủ yếu tập trung tại các vùng sau: Mỹ, EU, Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc.
Với kinh nghiệm nhiều năm, các tập đoàn ô tô lớn luôn chiếm được thị phần cao trong tổng số xe tiêu thụ hàng năm trên thế giới. Nhằm đáp ứng được các tiêu chuẩn về môi trường, an toàn ngày càng khắt khe của các nước và nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về tiện nghi, chất lượng, giá thành, mẫu mã đã buộc các nhà sản xuất phải không ngừng nâng cao, phát triển công nghệ sản xuất, quản lý. Điều đó chính là động lực trực tiếp khiến cho ngành công nghiệp ô tô trên thế giới phát triển nhanh chóng. Hiện nay, các nhà sản xuất tập trung đầu tư cho mẫu mã quảng bá thương hiệu, đảm bảo phần thiết kế kiểu dáng, bố trí chung toàn xe, trực tiếp sản xuất các phần khung, vỏ, sát xi, lắp ráp và kiểm nghiệm đánh giá chất lượng tổng thể đảm bảo các tiêu chuẩn về môi trường và an toàn.
Để mở rộng thị trường, xâm nhập các thị trường tiềm năng trên thế giới, buộc các hãng ô tô lớn phải xây dựng hệ thống sản xuất linh kiện, phụ tùng vệ tinh. Với một hệ thống, mạng lưới rộng lớn, các hãng ô tô lớn muốn sản xuất, quản lý tốt luôn đảm bảo chất lượng sản phẩm bán ra thị trường là đồng đều thì buộc họ phải không ngừng áp dụng triệt để các tiến bộ khoa học công nghệ trong mọi khâu từ nghiên cứu đến sản xuất. Hơn nữa, giữa các nước có nền công nghiệp ô tô phát triển phải cùng thống nhất đưa ra các tiêu chuẩn về môi trường, an toàn chung hoặc các tiêu chuẩn phải tương đương nhau. Hầu hết các tập đoàn ô tô lớn trên thế giới đều xây dựng cho mình một hệ thống quản lý các mẫu mã cụm tổng thành, chi tiết cấu thành lên sản phẩm một cách chặt chẽ, 3 đầy đủ và liên tục.
Các nhà sản xuất linh kiện, phụ tùng vệ tinh muốn tham gia vào hệ thống sản xuất của các tập đoàn lớn thì buộc phải đáp ứng đúng các tiêu chuẩn mà nhà sản xuất chính đặt ra cho linh kiện, phụ tùng đó. Chỉ nhờ có hệ thống quản lý về công nghệ, sản xuất chặt chẽ, hợp lý mới giúp các nhà sản xuất lớn không ngừng nâng cao chất lượng sản phẩm, mở rộng thị trường và kiểm soát được các dạng sản phẩm của mình trên thị trường. Đồng thời, các nhà sản xuất mới xây dựng được mạng lưới bảo hành, bảo dưỡng, cung cấp phụ tùng thay thế rộng khắp, nhanh chóng. Nhờ đó, các nhà sản xuất lớn mới đáp ứng được mọi nhu cầu của khách hàng một cách nhanh chóng, tạo ra ưu thế thuận lợi cho sản phẩm của mình trên thị trường.
Tuy nhiên, các tập đoàn công nghiệp ô tô lớn trên thế giới họ phân tích và lựa chọn thị trường để đầu tư cho các nhà cung cấp phụ tùng, linh kiện rất kỹ càng. Đối với thị trường Việt Nam trong thời gian qua còn nhỏ, chưa phát triển, thuế suất còn cao khiến chi phí sản xuất lớn là một trong những nguyên nhân mà các nhà sản xuất chưa đầu tư nhiều vào thị trường Việt Nam. Bên cạnh Việt Nam, các nước ASEAN như Thái Lan, Philipin, Malaysia đã phát triển mạnh công nghiệp phụ tùng theo cơ chế BBC và từng bước nâng cao năng lực thiết kế và thử nghiệm sản phẩm. Cơ chế BBC vừa cho phép luân chuyển phụ tùng của cùng chủng loại xe giữa các công ty con của cùng công ty mẹ với thuế ưu đãi.
Cơ chế này đã tận dụng tối đa chất lượng quản lý, khả năng tiếp thị và chuyển giao công nghệ của các tập đoàn ô tô hàng đầu tạo nhiều việc làm và tăng giá trị xuất khẩu đáng kể cho công nghiệp phụ tùng của các nước tham gia cơ chế này. Ngoài ra, bên cạnh Việt Nam cũng có Trung Quốc với thị trường rộng lớn, có ngành công nghiệp ô tô đang phát triển mạnh mẽ đã hội nhập với công nghiệp tiên tiến của thế giới về kỹ thuật, công nghệ, quản lý và tiếp thị đã tạo ra dạng sản phẩm có mẫu mã rất đa dạng, giá thành hợp lý. Một số loại kết cấu khung vỏ ô tô khách đang áp dụng trong sản xuất: - Khung xương bằng thép hộp, liên kết giữa các thanh khung xương bằng hàn, bọc bằng vỏ tôn, một số bộ phận bao bọc bằng composite. - Khung xương bằng thép dập định hình bọc vỏ bằng tôn.
- Khung xương bằng các thanh nhôm, liên kết giữa các thanh bằng đầu nối và các bu lông liên kết bọc bằng các tấm hợp kim nhôm, một số bộ phận bằng composite. 4 - Kết cấu khung vỏ theo phương án 1 có giá thành hạ, có độ cứng vững và tính công nghệ cao nên được áp dụng rộng rãi nhất. - Kết cấu khung vỏ theo phương án 2 có trọng lượng nhỏ nhưng công nghệ chế tạo phức tạp, thường áp dụng cho xe khách cỡ nhỏ và cỡ trung. - Kết cấu khung vỏ theo phương án 3 có ưu thế trong công nghệ lắp ráp vì không phải áp dụng công nghệ hơn.
Tuy nhiên, kết cấu theo phương án này có giá thành cao, nên chỉ áp dụng cho các xe cao cấp. Tình hình sản xuất, chế tạo ô tô chở khách ở Việt Nam So với nền công nghiệp ô tô thế giới, nền công nghiệp ô tô Việt Nam còn rất non trẻ. Nhờ chính sách đổi mới, mở cửa nền kinh tế của chính phủ, nên hiện nay ở Việt Nam một số doanh nghiệp tư nhân và 11 liên doanh có vốn FDI đang sản xuất, lắp ráp các loại xe con, xe khách, xe tải nhằm phục vụ nhu cầu trong nước. Những năm gần đây, khi nền kinh tế Việt Nam phát triển mạnh mẽ, nhu cầu về phương tiện đi lại tăng mạnh.
Đặc biệt là chủ trương loại bỏ xe cũ, đổi mới phương tiện phục vụ chuyên chở hành khách liên tỉnh và trong thành phố, các nhà sản xuất ô tô lớn trên thế giới đã bắt đầu chú ý đầu tư vào thị trường ô tô Việt Nam nhiều hơn. Các nhà sản xuất ô tô nước ngoài không chỉ có chú ý đến thị trường xe con mà đã bắt đầu liên doanh sản xuất lắp ráp các loại xe khách như hãng: Mercedes, Daewoo với các dạng xe rất đa dạng gồm cả xe buýt phục vụ giao thông công cộng tại các thành phố lớn. Các liên doanh không ngừng trang bị các dây chuyền lắp ráp hiện đại, mở rộng mạng lưới bảo hành, bảo dưỡng trên khắp cả nước. Điều đó đã tạo ra một bước phát triển mới cho ngành công nghiệp ô tô Việt Nam.
Đối với các cơ sở có vốn chủ yếu của Nhà nước do được phát triển và xây dựng từ các cơ sở sửa chữa trung - đại tu ô tô. Hình thức này có từ vài chục năm trước, cho nên nó mang tính cục bộ, rời rạc và chắp vá, thiếu những công nghệ phụ trợ cơ bản. Các cơ sở chủ yếu làm việc theo cơ chế Nhà nước bao cấp, vì vậy không có động lực phát triển, cải thiện, nâng cao chất lượng sản phẩm. Đến nay, nhiều cơ sở hoạt động theo phương thức đó đã bị giải thể.
Năm 2002, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt chiến lược phát triển ngành Công nghiệp ô tô tới năm 2010 và tầm nhìn tới năm 2020. Theo quyết định này thì Nhà nước sẽ cấp phép cho các doanh nghiệp có vốn đầu tư trong nước được tham gia đầu tư xây dựng các nhà máy sản xuất lắp ráp các dạng xe thông dụng với công 5 nghệ phù hợp và giá thành hợp lý. Hơn nữa, do nền kinh tế Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ, nhu cầu về phương tiện đi lại, giao lưu giữa các vùng, miền tăng mạnh. Trong khi đó các sản phẩm xe khách của các hãng sản xuất lớn trên thế giới chưa kịp xâm nhập thị trường Việt Nam và giá thành còn rất cao.
Vì vậy, các nhà máy sản xuất, lắp ráp xe khách có vốn đầu tư trong nước đã tiêu thụ được các sản phẩm của mình. Trong giai đoạn này, các nhà máy sản xuất, lắp ráp trên cả nước vẫn hoạt động một cách rời rạc, chưa có sự liên kết, liên doanh giữa các nhà máy. Phương thức sản xuất tại các nhà máy vẫn giản đơn, sản xuất đơn chiếc.