Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan lĩnh vực vận tải hành khách bằng xe giường nằm: Cùng sự phát triển của đất nước trong nền kinh tế hội nhập, kinh tế phát triển nhu cầu về sử dụng ô tô để đi lại và vận chuyển hàng hoá ngày càng tăng chính là lý do đó làm số lượng phương tiện tham gia giao thông đường bộ tăng nhanh và để lại hậu quả nặng nề tốn nhiều tiền của và công sức của nhà nước và nhân dân. Theo thống kê số người tử vong vì tai nạn giao thông trong 10 tháng đầu 2014 hơn 8.000 người, đồng thời lượng ô tô đăng ký mới 72.387 tổng số phương tiện đang quản lý là 2,2 triệu ôtô. Tạo áp lực không nhỏ cho Đảng và Nhà nước và là một vấn đề vô cùng nan giải. Tai nạn giao thông gây thiệt hại khổng lồ về kinh tế, chi phí y tế, thiệt hại về phương tiện giao thông, về hạ tầng, chi phí khắc phục, điều tra vụ tai nạn giao thông đó cùng với thiệt hại do hao phí thời gian lao động của chính người bị tai nạn và gia đình, xã hội.
Mặt khác tai nạn giao thông gây nên những tác động thể trạng, tâm lý cho nạn nhân và người thân trước mắt lẫn về lâu dài.1: Vấn nạn an toàn giao thông đường bộ 1 Luan van Trong tình hình đó Đảng và nhà nước đã có những chủ trương: Nghị quyết số 65/2013/QH13 cải tạo nâng cấp quốc lộ 1A, Nghị định số 23/2004/NĐ-CP quy định niên hạn sử dụng của ô tô 13/1/2004 , Nghị định số 51/2008/NĐ-CP ngày 22 tháng 4 năm 2008 của Chính phủ quy định quá khổ quá tải của ô tô.2: Dự án mở rộng quốc lộ 1A Nên nhu cầu sử dụng phương tiện giao thông vận tải bằng ô tô nói chung và ngành vận tải hành khách nói riêng ngày một lớn mạnh về quy mô số lượng và nâng cao về chất lượng phục vụ để có thể đáp ứng yêu cầu chuyên chở hàng hóa lẫn hành khách phục vụ đời sống xã hội. Những năm trước đây nhu cầu của hành khách đi các tuyến đường dài là chỉ cần có phương tiện để “đi đến nơi, về đến chốn” mà ít có yêu cầu cao về chất lượng phương tiện. Ngày nay, kinh tế phát triển, đời sống nhân 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. Bên cạnh đó do ưu điểm chính của vận tải hành khách bằng xe ô tô là tiện lợi, cơ động, giá thành rẻ và phù hợp với nhiều địa hình khác nhau của Việt nam nên việc lựa chọn phương tiện đi lại bằng xe ô tô khách ngày một chiếm ưu thế hơn so với các phương tiện vận tải khác.
Tuy nhiên do yêu cầu về chất lượng dịch vụ của người dân ngày càng được nâng cao nên đã có nhiều loại xe khách chất lượng cao của các hảng sản xuất được ra đời đáp ứng yêu cầu thị 2 Luan van hiếu của người dân. Trong các loại xe khách đó, phải nói đến loại xe khách giường nằm 2 tầng, không chỉ đi được nhiều loại đường một cách linh hoạt mà còn phải đảm bảo được tính điều khiển ở mức tốt, tức là phải đảm bảo được quỹ đạo chuyển động khi có tín hiệu điều khiển của người lái. Chính vì vậy sự chuyển động của ô tô phải có tính ổn định cao nhất để giúp cho người tài xế, hành khách được an toàn và cảm thấy thoải mái khi xe chuyển động.3: Độ tiện nghi của xe giường nằm Theo thống kê của Ủy ban ATGT Quốc gia, trong năm 2014 (tính từ ngày 16/12/2013 đến 15/12/2014), cả nước xảy ra 25.322 vụ, làm chết 8.996 người, bị thương 24. Tuy số vụ tai nạn đã giảm so với năm trước nhưng trong năm nay lại có nhiều vụ tai nạn thảm khốc với xe khách, đặc biệt là với xe khách giường nằm.
3 Luan van Hình 1.4: Tai nạn tại Móng Cái Hình 1.5: Lật xe khách ở Sa Pa 4 Luan van Hình 1.6: Xe khách đối đầu Quảng Ngãi Hình 1.7: Xe khách va chạm xe bồn trên cao tốc Trung Lương 5 Luan van 1.2 Lý do chọn đề tài: Ông Nguyễn Hữu Trí - phó cục trưởng Cục Đăng kiểm Việt Nam - cho biết theo thống kê, phân tích của các cơ quan chức năng. Đa số vụ tai nạn giao thông của xe khách giường nằm hai tầng xảy ra rất thường xuyên ở các khu vực Tây Nguyên, Tây Bắc đặc biệt thời gian gần đây là trên cung đường cao tốc. Do đó để hạn chế các tai nạn giao thông cần nghiên cứu giới hạn một số cung đường nguy hiểm hoặc hạn chế hoạt động ở từng cung đường song song bên cạnh đó cùng cần có các cải tiến, tối ưu hóa thiết kế để giúp xe khách giường nằm khi chuyển động trên đường trở nên an toàn và tiện lợi. Vì thế tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu tối ưu hóa thiết kế bộ phận được treo để nâng cao an toàn chuyển động của xe khách 2 tầng giường nằm” 1.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước Luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu ổn định thùng xe khi chuyển động thẳng và quay vòng của xe buýt hai tầng BHT 89 đang sử dụng ở TP.
Hồ Chí Minh” của tác giả Cao Minh Đức, trong luận văn này tác giả đã xây dựng được mô hình ổn định thùng xe trong chuyển động và đưa ra được các yếu tố ảnh hưởng đến góc nghiêng thùng xe như: gia tốc, thông số hệ thống treo, độ cứng lốp xe…. Tác giả tiến hành khảo sát và rút ra kết luận về ảnh hưởng của yếu tố vận tốc xe đến các dịch chuyển thùng xe, góc nghiêng thùng xe khi xe chuyển động thẳng và quay vòng. Luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu ảnh hưởng của dao động lên hành khách trong xe khách giường nằm” của tác giả Nguyễn Xuân Ngọc, trong luận văn này tác giả khảo sát và tính toán dao động đối với xe khách giường nằm Thaco – Mobihome HB120, tác giả tính toán tần số dao động thích hợp ảnh hưởng tới hành khách bằng phần mềm Matlab. Luận văn thạc sĩ: “Tính toán mô phỏng ổn định thùng xe với hệ thống treo khí” của tác giả Hồ Xuân Trường, trong luận văn này tác giả đã xây dựng mô hình ổn định thùng xe trong chuyển động thẳng, quay vòng, từ đó rút ra các nhận xét về ảnh hưởng của thông số hệ thống treo đến trạng thái ổn định của thùng xe và xây dựng mô hình mô phỏng ổn định thùng xe với hệ thống treo khí bằng phần mềm MATLAB Simulink.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước Bài báo khoa học “Structural design optimization of the body section using the finite element method” của tác giả Yu-Cheng Lin nghiên cứu an toàn kết cấu khung xương ô tô khách cho một đoạn xe.
Tác giả đã sử dụng phần mềm HYPERMESH 7.0 để xây dựng mô hình phần tử hữu hạn cho một đoạn xe sau đó dùng phần mềm LS- DYNA 970 để phân tích kết quả mô phỏng lật nghiêng một đoạn ô tô khách. Tác giả tiến hành so sánh kết quả thí nghiệm và kết quả mô phỏng, tiến hành điều chỉnh mô hình phần tử hữu hạn và các thông số kỹ thuật cho đến khi kết quả mô phỏng và thí nghiệm gần bằng nhau. Bài báo khoa học “Numerical simulation of bus rollover” của tác giả Tomas Wayhs Tech đã sử dụng phần mềm LS-DYNA để tiến hành mô phỏng tính an toàn kết cấu khung xương ô tô khách dưới điều kiện lật nghiêng, dựa trên kết quả mô phỏng tiến hành phân tích và đưa ra phương án thiết kế cải tiến nhằm thỏa mãn theo yêu cầu tiêu chuẩn quy định.4 Mục đích của đề tài Cải tiến thiết kế bộ phận được treo của SAMCO PRIMAS KFE6 (thay đổi kết cấu, vị trí bố trí giường nằm cho hành khách) nhằm giảm trọng tâm của xe mà vẫn đảm bảo số lượng, không gian riêng của từng hành khách và không gian an toàn của ô tô khi xảy ra tai nạn hay nói cách khác là đảm bảo các chỉ tiêu đánh giá của xe khách. Với hình dạng, khối lượng cũng như kích thước bên ngoài của bản thân xe thay đổi không đáng kể so với thiết kế trước khi thay đổi.5 Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài: 1.1 Nhiệm vụ của đề tài.
Để thực hiện đề tài này thì cần tập trung vào các nhiệm vụ chính sau: - Đưa ra phương án thay đổi thiết kế bộ phận được treo (phân bố lại vị trí giường nằm trên khoang hành khách). - Tính toán các thông số có ảnh hưởng đến các chỉ tiêu đánh giá tính năng chuyển động, tiện nghi và an toàn của xe khách giường sau thay đổi. - So sánh với một số loại xe tương tự. 7 Luan van - Đánh giá và kết luận về việc tối ưu hóa bộ phận được treo.2 Giới hạn của đề tài: Vấn đề thay đổi kết cấu của thùng xe sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến điều kiện làm việc cũng như các điều khiển, nhiều yếu tố tác động khác nhau và phụ thuộc vào các trạng thái làm việc khác nhau của xe.
Vì vậy đề tài không nghiên cứu lại hệ thống treo mà sử dụng các kết quả đó để tính toán. Sẽ tập trung vào phân tích thiết kế và bố trí lại khối lượng được treo để hạ thấp trọng tâm của xe hơn so với hiện tại mà vẫn đảm bảo được về tính an toàn chuyển động, êm dịu cho hành khách.6 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu chỉ tiêu đánh giá chuyển động cũng như sức khỏe con người khi tham gia giao thông bằng xe khách giường nằm. - Xây dựng sơ đồ thiết kế bộ phận được treo - Tính toán so sánh đánh giá các chỉ tiêu sau khi thay đổi thiết kế. Tổng thể về ô tô khách SAMCO PRIMAS KFE6.
8 Luan van 295 1205 960 1455 1311 880 1240 1115 1430 457 800 3400 6000 11950 3800 3800 3700 3580 230 2020 1860 2500 2200 2500 Bảng 1.1: Các thông số cơ bản của xe [13] Stt BẢNG THÔNG SỐ KỸ THUẬT 1 Thông tin chung: Ô tô thiết kế Ô tô khách 1.1 Loại phương tiện (có giường nằm) 1.2 Nhãn hiệu, số loại của phương tiện SAMCO – PRIMAS KFE6 1.3 Công thức bánh xe 4x2R 2 Thông số về kích thước Kích thước bao: 2.2 Chiều dài cơ sở (mm) 6150 2.3 Vệt bánh xe trước/sau (mm) 2050/1860 9 Luan van 2.4 Vệt bánh xe sau phía ngoài (mm) 2190 2.5 Chiều dài đầu xe (mm) 2710 2.6 Chiều dài đuôi xe (mm) 3310 2.7 Khoảng sáng gầm xe (mm) 195 2.8 Góc thoát trước/sau (độ) 12/10 3 Thông số về khối lượng 3.1 Khối lượng bản thân (kg) 12990 Phân bố khối lượng bản thân lên 3.