Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ thống treo ô tô tải hạng nặng đến mặt đường quốc lộ

Phạm vi nghiên cứu: Xây dựng mô hình dao động không gian tuyến tính để nghiên cứu ảnh hưởng của thông số hệ thống treo xe tải hạng nặng như độ cứng và hệ số cản đến mặt đường giao thông

LUẬN VĂN THẠC SỸ: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

KHOA CHUYÊN MÔN

TRƯỞNG KHOA

PGS.TS Nguyễn Văn Dự

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHÓA HỌC

TS Lê Văn Quỳnh

PHÒNG ĐÀO TẠO

Thái Nguyên – 2016

LỜI CAM ĐOAN

Họ và tên: Hoàng Đức Thị

Học viên: Lớp cao học K16 Trường Đại học Kỷ thuật công nghiệp Thái Nguyên

Nơi công tác: Trường Trung cấp nghề Hà Tĩnh

Tên đề tài luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ thống treo ô tô tải hạng nặng đến mặt đường quèc lé

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí

Mã số:

Sau hai năm học tập, rèn luyện và nghiên cứu tại trường, em lựa chọn

thực hiện đề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ thống treo ô tô tải hạng nặng đến mặt đường quèc lé Được sự giúp đỡ và hướng dẫn

tận tình của thầy giáo TS Lê Văn Quỳnh và sự nổ lực của bản thân, đề tài đã được hoàn thành đáp được nội dung đề tài thạc sĩ kỹ thuật cơ khí

Em xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân em Các số liệu, kết quả có trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác trừ công bố của chính tác giả

Thái Nguyên, ngày… tháng… năm 2016

HỌC VIÊN

Hoàng Đức Thị

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian học tập nghiên cứu làm đề tài luận văn thạc sĩ, em đã tiếp nhận được sự truyền đạt trao đổi phương pháp tư duy, lý luận của quý thầy cô trong Nhà trường, sự quan tâm giúp đỡ tận tình của tập thể sư phạm nhà trường, khoa Cơ khí và khoa Kỹ thuật Ô tô & MĐL, quý thầy cô giáo trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp –Đại học Thái Nguyên, gia đình và các đồng nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn đến Ban giám hiệu nhà trường, Tổ đào tạo sau đại học -Phòng đào tạo, quý thầy cô giáo tham gia giảng dạy đã tận tình hướng dẫn tạo điều kiện để em hoàn thành luận văn này

Em cũng xin bày tỏ biết ơn sâu sắc đến thầy giáo TS Lê Văn Quỳnh và tập thể cán bộ giáo viên khoa Cơ khí và khoa Kỹ thuật Ô tô & MĐL, hội đồng bảo vệ đề cương đã hướng dẫn cho em hoàn thành luận văn theo đúng kế hoạch và nội dung đề ra

Trong quá trình, thời gian thực hiện mặc dù đã có nhiều cố gắng song do kiến thức và kinh nghiệm chuyên môn còn hạn chế nên chắc chắn luận văn còn nhiều thiếu sót, rất mong được sự đóng góp quý báu của quý thầy cô và các bạn đồng nghiệp tiếp tục trao đổi đóng góp giúp em để luận văn được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn !

HỌC VIÊN

MỤC LỤC

Trang

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ix

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 3

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 3

1.1 Tổng quan về tình hình phát triển công nghiệp ôtô Việt Nam 3

1.1.1 Nhu cầu về ôtô và định hướng của chính phủ 3

1.1.2 Thực trạng các cơ sở lắp ráp ôtô ở Việt Nam 5

1.2 Ảnh hưởng của các phương tiện giao thông đến mặt đường quốc lộ Việt Nam 7

1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng dao động trong ô tô đến mặt đường quốc lộ 8

1.4 Hệ thống treo 10

1.4.1 Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại của hệ thống treo 10

1.4 2 Giới thiệu một số kết cấu hệ thống treo xe tải 12

1.5 Chỉ số đánh giá tải trọng động bánh xe 20

1.5.1.Chỉ tiêu tải trọng động ảnh hưởng tới độ bền chi tiết 20

1.5.2 Chỉ tiêu về mức độ thân thiện với đường 21

1.6.Mục tiêu, phạm vi và nội dung nghiên cứu của luận văn 22

1.6.1 Mục tiêu nghiên cứu 22

1.6.2 Phạm vi nghiên cứu và đối đượng nghiên cứu 23

1.6.3 Phương pháp nghiên cứu 23

1.6.4 Nội dung nghiên cứu 23

1.7 Kết luận chương 23

CHƯƠNG 2 25

XÂY DỰNG MÔ HÌNH DAO ĐỘNG XE TẢI HẠNG NẶNG 25

2.1 Các phương pháp xây dựng mô hình dao động 25

2.2 Xây dựng mô hình dao động tương đương của ô tô 27

2.2.1 Các khái niệm tương đương 27

2.2.2 Các loại mô hình dao động nghiên cứu 28

2.3 Xây dựng mô hình dao động xe tải hạng nặng 31

2.3.1 Các giả thiết mô hình dao động 31

2.3.2 Mô hình dao động xe tải hạng nặng 32

2.3.3 Thiết lập phương trình vi phân miêu tả dao động ô tô tải hạng nặng 33

2.4 Phân tích và lựa chọn hàm kích thích dao động 44

2.4.1 Mấp mô mặt đường hình sin 44

2.4.2 Mấp mô mặt đường ngẫu nhiên xác định bằng thực tế 46

2.4.3 Mấp mô mặt đường dạng ngẫu nhiên ISO 49

2.5 Kết luận chương 2 52

CHƯƠNG 3 53

MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ HỆ THỐNG TREO 53

3.1 Mô phỏng dao động của ô tô 53

3.2 Chọn thông số xe mô phỏng 54

3.3 Kết quả mô phỏng 55

3.4 Ảnh hưởng của độ cứng của hệ thống treo 58

3.5 Ảnh hưởng của hệ số cản hệ thống treo 60

3.6 Lựa chọn thông số tối ưu cho hệ thống treo 62

3.6.1 Giới thiệu phương pháp tối ưu thông số thiết kế hệ thống treo 62

3.6.2 Lựa chọn bộ thông số tối ưu cho hệ thông treo 64

2.7 Kết luận chương 3 69

KẾT LUẬN VÀ NHỮNG KIẾN NGHỊ 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

PHU LỤC 1 76

CHƯƠNG TRÌNH MIÊU TẢ MẤP MÔ MẶT ĐƯỜNG QUỐC LỘ THEO TIÊU CHUẨN ISO 8068 76

PHU LỤC 2 77

CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG ĐỘNG BÌNH PHƯƠNG TRUNG BÌNH F T, RMS VÀ HỆ SỐ DLC 77

PHỤ LỤC 3 78

KHỐI CHƯƠNG TRÌNH CON TRONG SIMULINK-MATLAB 78

PHU LỤC 4 83

CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ TẠI KỶ YẾU HỘI NGHỊ

KHOA HỌC TOÀN QUỐC CƠ HỌC VẬT RẮN BIẾN DẠNG LẦN THỨ 12 -2015 ĐẠI HỌC DUY TÂN –ĐÀ NẴNG 83

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu Đơn vị Giải nghĩa

b 4

Khoảng cách tâm hệ thống treo bên trái và bên phải cầu xe thứ 2&3

C 2r N.s/m Hệ số cản của HTT cầu xe thứ 2 bên phải

qt



K dyn,max - Hệ số tải trong động cực đại

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Kết cấu mõ nhíp 12

Hình 1.2 Một số kết cấu đầu bắt nhíp 13

Hình 1.3 Một số kết cấu đầu quang nhíp 13

Hình 1.4 Một số kết cấu nhíp có độ cứng thay đổi theo tải trọng 14

Hình 1.5 (b), (c), (e) Phương án bố trí các loại treo ở cầu tandem 15

Hình 1.5 (f), (g), (h) Phương án bố trí các loại treo ở cầu tandem 16

Hình 1.5 (i), (k) Phương án bố trí các loại treo ở cầu tandem 16

Hình 1.6 Kết cấu hệ thống treo bộ phận đàn hồi cao su 17

Hình 1.7 Sơ đồ bộ trí chung hệ thống treo khí xe tải 18

Hình 1.8 Kết cấu Balon khí 18

Hình 1.9 Các đặc tính đàn hồi balon khí 19

Hình 1.10 (a) Hệ thống treo cân bằng không thường trực 19

Hình 1.10 (b) Hệ thống treo cân bằng không thường trực 20

Hình 1.11 Sơ đồ kết cấu hệ thống treo và xe chọn nghiên cứu 20

Hình 2.1 Sơ đồ xây dựng mô hình và phân tích dao động theo phương pháp 1 25

Hình 2.2 Sơ đồ xây dựng mô hình và phân tích dao động theo phương pháp 2 26

Hình 2.3 Mô hình dao động không gian xe khách đóng tại Việt Nam[10] 29

Hình 2.4 Mô hình dao động ô tô 1/4điều khiển tích cực hệ thống treo[24] 29

Hình 2.5 Mô hình dao động 1/2 sử dụng nghiên cứu dao động ghế ngồi [25] 30

Hình 2.6 Mô hình dao động 1/2 sử dụng nghiên cứu điều khiển hệ thống treo

chủ động [26] 30

Hình 2.7 Mô hình dao động không gian xe tải hạng nặng 32

Hình 2.8 Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên cầu trước 34

Hình 2.9 Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên cầu thứ 2 41

Hình 2.10 Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên cầu thứ 3 41

Hình 2.11 Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên thân xe 42

Hình 2.12 Hàm điều hoà của mấp mô 45

Hình 2.13 Sơ đồ đo mấp mô mặt đường và xử lý kết quả đo[6] 47

Hình 2.14 Kết quả đo mấp mô mặt đường quốc lộ 1A đoạn đường Hà Nội - Lạng Sơn (đoạn 1) 48

Hình 2.15 Kết quả đo mấp mô mặt đường quốc lộ 1A đoạn đường Hà Nội - Lạng Sơn đã qua xử lý (đoạn 1) 48

Hình 2.16 Kết quả đo mấp mô mặt đường quốc lộ 1A đoạn đường Hà Nội - Lạng Sơn (đoạn 2) 48

Hình 2.17 Kết quả đo mấp mô mặt đường quốc lộ 1A đoạn đường Hà Nội - Lạng Sơn đã qua xử lý (đoạn 2) 49

Hình 2.18 Chiều cao mấp mô mặt đường theo tiêu chuẩn ISO A (mặt đường có chất lượng rất tốt) 51

Hình 2.19 Chiều cao mấp mô mặt đường theo tiêu chuẩn ISO C (mặt đường có chất lượng trung bình) 51

Hình 2.20 Chiều cao mấp mô mặt đường theo tiêu chuẩn ISO E (mặt đường có chất lượng rất xấu) 52

Hình 3.1 Sơ đồ mô phỏng tổng thể dao động bằng Matlab-Simulink 7.04 53

Hình 3.2 Tải trọng động của các bánh xe tác dụng xuống mặt đường theo phương thằng đứng khi xe chuyển động ở các điều kiện mặt đường khác nhau

và với vận tốc v=72km/h 58 Hình 3.3 Ảnh hưởng của độ cứng hệ thống treo đến hệ số tải trọng của bánh

xe bên phải của cầu thứ 3 59 Hình 3.4 Ảnh hưởng của độ cứng hệ thống treo đến hệ số tải trọng của bánh

xe bên phải của cầu thứ 3 61 Hình 3.5.Tải trọng động bánh xe bên phải cầu thứ 3 trước và sau khi tối ưu thông số hệ thống treo khi ô tô chuyển động trên mặt đường ISO loại B và vận tốc v=72km/h 67 Hình 3.6.Tải trọng động bánh xe bên phải cầu thứ 3 trước và sau khi tối ưu thông số hệ thống treo khi ô tô chuyển động trên mặt đường ISO loại C và vận tốc v=72km/h 67 Hình 3.7.Tải trọng động bánh xe bên phải cầu thứ 3 trước và sau khi tối ưu thông số hệ thống treo khi ô tô chuyển động trên mặt đường ISO loại D và vận tốc v=72km/h 68 Hình 3.8 So sánh hiệu quả giữa thông số thiết kế hệ thống treo sau tối ưu và

xe nguyên bản khi ô tô chuyển động trên mặt đường đường khác nhau 68

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỀU

Bảng 2.1 Các lớp mấp mô mặt đường phân loại theo tiêu chuẩn ISO 8068[15] 50 Bảng 3.1 Các thông số kỹ thuật của xe tải 3 cầu[23] 54 Bảng 3.2 Tải trọng động bình phương trung bình tác dụng lên mặt đường và

hệ số tải trọng động bánh xe DLC của bánh xe cầu thứ 3 60 Bảng 3.3 Tải trọng động bình phương trung bình bánh xe cầu thứ 3 tác dụng lên mặt đường và hệ số tải trọng động bánh xe DLC 62

Bảng 3.4 Giá trị DLC khi phối hợp Kvà C của hệ thống treo 66 Bảng 3.5 Quan hệ thông số hệ thống tối ưu với chuyển vị đương đối giữa khối lượng được treo và không được treo 66

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, chúng ta biết rằng cầu và đường có vai trò rất quan trọng trong hệ thống giao thông của mỗi quốc gia trên thế giới, nghiên cứu thiết kế

hệ thống cầu và đường đã được các nhà khoa học trên thế giới quan tâm ngay

từ khi hình thành Tuy nhiên đến năm 1960 hiệp hội quan chức giao thông và quốc lộ Mỹ AASHO (American Association of State Highway and Transportation Officials) mới ban hành tiêu chuẩn thiết kế đường giao thông, sau đó các nhà làm đường giao thông thế giới dựa vào tiêu chuẩn này ban hành tiêu chuẩn quốc tế về thiết kế đường giao thông

Thống kê của Bộ giao thông vận tải, Nhà nước ta chi rất nhiều kinh phí

để sửa chữa và nâng cấp mặt đường giao thông Mặt đường giao thông xuống cấp có nhiều nguyên nhân gây ra, nhưng nguyên nhân chính vẫn do tải trọng động của bánh xe các phương tiện giao thông đường bộ gây ra Nghiên cứu thiết kế thiết tối ưu các kết cấu hệ thống ô tô nhằm nâng cao độ êm dịu và giảm tác động xấu đến mặt đường đã và đang được nhà nghiên cứu trong nước và nước ngoài quan tâm nghiên cứu Trong đó hệ thống treo ô tô là hệ thống động học góp vai trò quan trọng làm giảm tác động xấu đến mặt đường quốc lộ cũng như nâng cao độ êm dịu chuyển động ô tô Xuất phát từ ý tưởng

nghiên cứu em đã chọn đề tài ‘Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ thống treo ô

tô tải hạng nặng đến mặt đường quèc lé’ dưới sự hướng dẫn khoa học

thầy giáo TS Lê Văn Quỳnh

Mục tiêu nghiên cứu: Phân tích ảnh hưởng của các thông số thiết kế

hệ thống treo đến mặt đường quốc lộ Hệ số tải trọng động bánh xe được chọn

là hàm mục tiêu Phân tích ảnh hưởng thông số hệ thống treo như độ cứng và

hệ số cản đến hệ số tải trọng động bánh xe Dựa trên điều kiện ràng buộc thiết

kế đề xuất bộ thông số thiết kế tối ưu cho hệ thống treo nhằm giảm các tác

động xấu đến mặt đường giao thông

Phạm vi nghiên cứu: Xây dựng mô hình dao động không gian tuyến

tính để nghiên cứu ảnh hưởng của thông số hệ thống treo xe tải hạng nặng như độ cứng và hệ số cản đến mặt đường giao thông dựa trên chỉ tiêu hệ số tải trọng động bánh xe DLC (Dynamic Load Coefficient) Dựa trên điều kiện ràng buộc thiết kế đề xuất bộ thống số hệ thống treo tối ưu nhằm giảm các tác động xấu đến mặt đường giao thông

Đối tượng: xe ô tô tải 3 cầu với hệ thống treo trước kiểu phụ thuộc và 2

hệ thống treo sau phụ thuộc dạng tay đòn kéo

Phương pháp nghiên cứu:Lý luận và kết hợp mô phỏng bằng phần

mềm Matlab simulink 7.0 để phần tích ảnh hưởng và lựa chọn tối ưu các bộ thông số thiết kế tối ưu cho hệ thống treo xe tải hạng nặng nhằm nâng cao khả

năng thân thiên với mặt đường giao thông

Nội dung chính của luận văn như sau:

Chương 1 Tổng quan về đề tài nghiên cứu

Chương 2 Xây dựng mô hình dao động xe tải hạng nặng;

Chương 3 Mô phỏng dao động và đánh giá ảnh hưởng các thông số hệ

thống treo đến mặt đường giao thông;

Ý nghĩa khoa học thực tiễn: Luận văn đã xây dựng được mô hình dao

động xe tải hạng nặng; Thiết lập hệ phương trình vi phân mô tả dao động của

xe ô tô tải hạng nặng; Mô phỏng và phân tích đánh giá ảnh hưởng của dao động đến mặt đường giao thông; Lựa chọn thông số tối ưu cho hệ thống treo

xe tải hạng nặng nhằm nâng cao khả năng thân thiện mặt đường giao thông

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

Mục đích chương này là đưa ra được các lập luận khoa học để làm sáng

tỏ các vấn đề nghiên cứu như sau: tình hình phát triển ô tô Việt nam, đưa nguyên nhân ảnh hưởng đến mặt đường giao thông do phương tiện giao thông gây ra, tổng quan nghiên cứu dao động ô tô trong và ngoài nước và các chỉ tiêu đánh giá chúng Từ đó đưa ra mục đích, phương pháp và nội dung nghiên cứu của luận văn

1.1 Tổng quan về tình hình phát triển công nghiệp ôtô Việt Nam

1.1.1 Nhu cầu về ôtô và định hướng của chính phủ

Theo Quyết định số 177/2004/QĐ-TTG ngày 5 tháng 10 năm 2004 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt Quy hoạch phát triển ngành công nghiệp ôtô Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn đến 2020 Trong Quy hoạch tình bày Quan điểm và mục tiêu phát triển như sau:

- Quan điểm phát triển: Công nghiệp ô tô là ngành công nghiệp rất quan trọng cần được ưu tiên phát triển để góp phần phục vụ có hiệu quả quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá và xây dựng tiềm lực an ninh, quốc phòng của đất nước; trên cơ sở thị trường và hội nhập với nền kinh tế thế giới; lựa chọn các bước phát triển thích hợp, khuyến khích chuyên môn hoá - hợp tác hoá nhằm phát huy lợi thế, tiềm năng của đất nước; trên cơ sở tiếp thu công nghệ tiên tiến của thế giới, kết hợp với việc đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu - phát triển trong nước và tận dụng có hiệu quả cơ sở vật chất, trang thiết bị hiện có, nhằm nhanh chóng đáp ứng nhu cầu trong nước về các loại xe thông dụng với giá cả cạnh tranh, tạo động lực thúc đẩy các ngành công nghiệp hỗ trợ trong nước phát triển nhằm đẩy nhanh quá trình sản xuất linh kiện, phụ tùng trong nước; phải phù hợp với chính sách tiêu dùng của đất nước và phải bảo đảm đồng bộ với việc phát triển hệ thống hạ tầng giao thông; các yêu cầu

về bảo vệ và cải thiện môi trường

Định hướng đầu tư: Giao các doanh nghiệp nhà nước như: Tổng công

ty Công nghiệp ô tô Việt Nam, Tổng công ty Máy động lực và Máy nông nghiệp, Tổng công ty Than Việt Nam, Tổng công ty Cơ khí giao thông vận tải Sài Gòn đảm nhiệm vai trò nòng cốt trong ngành công nghiệp ô tô Việt Nam, xây dựng và triển khai các dự án đầu tư sản xuất, lắp ráp ô tô và phụ tùng theo hướng:

+ Tổng công ty Công nghiệp ô tô Việt Nam: tập trung sản xuất, lắp ráp

xe khách, xe tải cỡ trung và nhỏ, xe con, động cơ, hộp số, cụm truyền động

+ Tổng công ty Máy động lực và máy nông nghiệp: tập trung sản xuất, lắp ráp xe khách, xe tải trung và nhỏ, động cơ, hộp số, cụm truyền động

+ Tổng công ty Than Việt Nam: tập trung sản xuất, lắp ráp xe tải hạng trung và nặng, xe chuyên dùng và các thiết bị công tác kèm theo

+ Tổng công ty Cơ khí giao thông vận tải Sài Gòn: tập trung lắp ráp, sản xuất xe khách, xe chuyên dùng và một số loại phụ tùng ô tô

Trong những năm gần đây với sự phát triển của cơ sở hạ tầng, mặng lưới đường xuyên quốc gia và liên tỉnh phát triển, kể cả các đường làm mới và nâng cấp dựa trên các dự án xây dựng và nâng cấp đường quốc gia được Tổ chức Ngân hàng Thế giới và các dự án khác, do vậy đã có nhiều tuyến đường

có chất lượng cao đảm bảo cho xe ôtô chạy với tốc độ cao và an toàn Giải pháp nâng cấp hạ tầng giao thông được cải thiện, từ đó nhu cầu về sử dụng xe ôtô ngày càng lớn, các xe có chất lượng cao ra đời để đáp ứng như cầu sử dụng của của những khách hàng khó tính Cùng đó, việc ban hành nghị định

số 23/2004/NĐ-CP của Chính phủ ngày 13/1/2004 quy định niên hạn sử dụng ôtô đã loại bỏ hàng ngàn ôtô chở khách quá hạn sử dụng Trên cả nước sẽ có trên 31.000 xe ôtô quá hạn sử dụng phải loại bỏ, hơn 55.000 xe vận chuyển nông thôn phải thay thế vì vậy nhu cầu về xe ôtô là rất lớn Riêng Thành phố

Hồ Chí Minh có nhu cầu thay thế hàng ngàn xe buýt loại: 45-50 chỗ ngồi và 7.000 xe lam cần được thay thế bằng xe 6-8 chỗ ngồi

Theo số liệu của Bộ Công nghiệp (nay là bộ Công Thương), hiện cả nước có trên 200 doanh nghiệp tham gia sản xuất, lắp ráp, sửa chữa ôtô và chế tạo phụ tùng ôtô, trong đó có khoảng 90 cơ sở sản xuất, lắp ráp ôtô Tuy nhiên, chưa có nhà máy nào đầu tư hoàn chỉnh vào chế tạo các bộ phận quan trọng của xe như động cơ, hộp số và hệ thống truyền động Trong khi theo một số nhận định, khi sản xuất được động cơ xe có nghĩa là đã có nền công nghiệp ôtô phát triển tốt

Quy hoạch này cũng đã phân tích đánh giá năng lực của các cơ sở sản xuất hiện nay và đề ra nhu cầu bổ sung sản lượng sản xuất ôtô đến năm 2020

Vì vậy từng bước nâng cao tỷ lệ nội địa hoá sản phẩm và trong tương lai không xa chúng ta có thể sản xuất những xe ôtô mang thương hiệu Việt Nam Với chủ trương như vậy, nhiều nhà máy đã được đầu tư nâng cấp và đầu tư mới đáp ững nhu cầu phát triển chung của ngành công nghiệp ôtô Việt Nam

1.1.2 Thực trạng các cơ sở lắp ráp ôtô ở Việt Nam

Đến thời điểm hiện nay trên cả nước đã có các cơ sở lắp ráp ôtô có thương hiệu như: Vinamotor; Cơ khí ôtô Đà Nẵng; Trường Hải; Samco; Daewoo; Hino; Mercedes-Benz, Kamaz,…

- Các sản phẩm của Vinamotor (Công ty cơ khí ôtô 1-5, công ty ôtô

3-2, ) thuộc Tổng công ty công nghiệp ôtô Việt Nam rất đa dạng, các cơ sở này đã sản xuất và lắp ráp các chủng loại ôtô khách từ 24 – 80 ghề ngồi dựa trên dây truyền lắp ráp của Hàn Quốc, đã đáp ứng được hàng nghìn xe khách mỗi năm, phục vụ đắc lực cho yêu cầu vận tải hành khách (xe khách công cộng) ở các thành phố

- Tổng công ty Máy động lực và máy nông nghiệp: tập trung sản xuất, lắp ráp xe khách, xe tải trung và nhỏ, động cơ, hộp số, cụm truyền động

- Tổng công ty Than Việt Nam: tập trung sản xuất, lắp ráp xe tải hạng trung và nặng, xe chuyên dùng và các thiết bị công tác kèm theo Số lượng lắp

giáp xe hàng năm đạt 1.500 chiếc/năm tập trung là các loại xe hạng trung và nặng như xe Kamaz 6520, 65115,6517, xe Scania

- Tổng công ty Cơ khí giao thông vận tải Sài Gòn: tập trung lắp ráp, sản xuất xe khách, xe chuyên dùng và một số loại phụ tùng ô tô

- Các công ty Ôtô Đà Nẵng, Trường Hải, Vinaxuki đã sản xuất và lắp ráp các loại ôtô tải cỡ nhẹ và cỡ trung, xe chở khách từ 24-45 chỗ với sản lượng bán ra hàng năm từ 500-1.000 xe các loại trên mỗi đơn vị Đó là những

cơ sở sản xuất có uy tín và phù hợp với nhu cầu sử dụng của người Việt Nam

- Tổng công ty SAMCO – Sài Gòn sản xuất và lắp ráp các loại ôtô khách cỡ 24-45 chỗ ngồi Các xe do SAMCO sản xuất, lắp ráp có tính năng

kỹ thuật khá cao và đều có nguồn gốc cơ bản của hãng Isuzu (Nhật Bản) nên

có sức cạnh tranh lớn, đặc biệt là ở thị trường phía Nam

- Hai hãng liên doanh là Daewoo và Mercedes-Benz đều sản xuất các loại xe chở khách tiên tiến, rất được ưa chuộng ở các thành phố lớn như Hà Nội, Thành Phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đã Nẵng Đó là những xe có chất lượng cao, có sức cạnh tranh lớn về chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật

Tất cả các cơ sở sản xuất, lắp ráp ôtô trên đây thực chất là các cơ sở lắp ráp xe trên cơ sở các phụ từng nhập khẩu Phần công việc chính thực hiện trong nước là sản xuất khung, vỏ, các chi tiết phụ trợ bằng công nghệ hàn, sơn, lắp ráp nội thất, gia cơ khí các chi tiết phụ trợ Với mức đầu tư trang thiết

bị còn khiêm tốn, chất lượng của các sản phẩm lắp ráp trong nước còn ở mức hạn chế Tuy nhiên, đây là nguồn cung cấp ôtô chở khách chủ yếu cho thị trường trong nước hiện nay nhờ có ưu thế về giá thành

Nền công nghiệp chế tạo ô tô trên thế giới ngày càng phát triển mạnh mẽ trong những thập niên vừa qua Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam là ngành sinh sau đẻ muộn, ra đời sau các nước trong khu vực từ 40-50 năm

Tuy nhiên, Nhà nước Việt Nam, với mục đích thu hút đầu tư và xây dựng một ngành công nghiệp ô tô để theo kịp các nước trong khu vực, cho

nên gần 23 năm qua, kể từ khi ra đời vào năm 1992 đến nay, ngành công nghiệp ô tô của Việt Nam được coi là ngành trọng điểm và là ngành luôn luôn được ưu đãi nhất trong số các ngành công nghiệp Chính có sự ưu ái đó thì trong những năm vừa qua đã đạt được nhiều kết quả khả quan

Vào ngày 24/9/2004 Tổng công ty Công nghiệp Ô tô Việt Nam đã ký hợp đồng xuất khẩu lô hàng đầu tiên 50 xe khách loại 46 chỗ sang châu Mỹ

Lô hàng này được sản xuất tại nhà máy của Công ty Cổ phần Cơ khí xây dựng giao thông (Tracomeco) Nhà máy này được xây dựng tại quận Thủ Đức (TP.HCM) Đây là nhà máy sản xuất ô tô đầu tiên ở phía Nam, có công suất 2.000 chiếc xe buýt và xe khách/năm[35] Bên cạnh đó, năm 2013-2014 ngành công nhiệp ô tô cũng đã xuất khẩu xe cỡ nhỏ và các bộ phận, phụ tùng

ô tô sang các nước Đông nam Á như Myanmar, Malaysia và Campuchia[36]

Đó là những thắng lợi đầu tiên của nền công nhiệp ô tô non trẻ của ta Đây là

xu thế mà các nhà nghiên cứu và sản xuất ô tô trong nước cần quan tâm Để đạt được những mục tiêu này chúng ta cần quan tâm nghiên cứu sâu hơn về các cụm chi tiết, các hệ thống cũng như các điều kiện làm việc của ô tô để có những giải pháp và can thiệp sâu hơn vào các cụm, hệ thống nhằm phát huy được các thuộc tính tối ưu nhất

1.2 Ảnh hưởng của các phương tiện giao thông đến mặt đường quốc lộ Việt Nam

Cùng với sự phát triển nhanh của nền kinh tế, nhu cầu vận chuyển hàng hóa với khối lượng lớn tăng không ngừng trên hầu hết các tuyến đường chính quốc lộ… đều có tải trọng nặng, thậm chí có cả các xe siêu trường siêu trọng lưu thông, dẫn đến chất lượng mặt đường xuống cấp đặc biệt là hiện tượng hằn lún vệt bánh xe trên đường bê tông, đường nhựa, nhất là các phương tiện giao thông có tải trọng và tốc độ chuyển động lớn trên các làn quốc lộ gây lên hiện tượng mấp mô mặt đường và điều đó có tác động xấu đến độ êm dịu và mất an toàn khi ô tô lưu hành trên mặt đường đó

Hiện nay trong tiêu chuẩn của Việt Nam ảnh hưởng của tải trọng và tốc

độ xe đến trị số độ lún vệt bánh xe mặt đường chưa được xem xét đầy đủ, dẫn đến việc tổ chức giao thông và thiết kế kết cấu áo đường chưa hợp lý Ảnh hưởng tốc độ và tải trọng của ô tô đến mặt đường đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc tính toán nghiên cứu nhằm đưa ra chỉ số tối ưu nhất hệ thống treo, đó là dập tắt dao động tác động xuống mặt đường sao cho giá trị nhỏ nhất Số lượng xe tải tham gia các tuyến đường giao thông nước ta trong những năm gần đây tăng nhanh về số lượng và tải trọng Đây là nguyên nhân chính gây ra phá hủy mặt đường ở các tuyết quốc lộ trọng điểm như quốc lộ 1A, quốc lộ 3, và tuyết quốc lộ liên tỉnh

1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng dao động trong ô tô đến mặt đường quốc lộ

Ngày nay, chúng ta biết rằng cầu và đường có vai trò rất quan trọng trong hệ thống giao thông của mỗi quốc gia trên thế giới, nghiên cứu thiết kế

hệ thống cầu và đường đã được các nhà khoa học trên thế giới quan tâm ngay

từ khi hình thành Tuy nhiên đến năm 1960 hiệp hội quan chức giao thông và quốc lộ Mỹ AASHO (American Association of State Highway and Transportation Officials) mới ban hành tiêu chuẩn thiết kế đường giao thông, sau đó các nhà làm đường giao thông thế giới dựa vào tiêu chuẩn này ban hành tiêu chuẩn quốc tế về thiết kế đường giao thông Một trong những vấn

đề quan trọng nhất trong tiêu chuẩn này là kết cấu và tải trọng tác dụng lên

mặt đường và về thiết kế mặt đường giao thông dưới tác dụng tải trọng động của các phương tiện giao thông

a) Đối với nhà nghiên cứu trên thế giới

Nâng cao tải trọng và vận tốc chuyển động là xu hướng thiết kế các phương tiện giao thông ngày nay, theo số liệu thống kê thì hai yếu tố này là nguyên nhân chủ yếu gây ra phá hủy kết cấu và đường trong đó đặc biệt là mặt cầu và đường Do đó, nghiên cứu tối ưu thiết kế các hệ thống động lực học của ô tô cũng như nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của nó đã và đang

được nhà khoa học trên khắp thế giới quan tâm nghiên cứu theo hướng giảm tác động xấu lên con người, hàng hóa và măt đường giao thông

Những năm gần đây, vấn đề nghiên cứu ảnh hưởng của hệ thống treo ô

tô đến mặt đường quốc lộ được nhiều khoa học trên thế giới đặc biệt quan tâm nghiên cứu, X M Shi and C S Cai (2009) nghiên cứu ảnh hưởng của động lực học ô tô đến mặt đường giao thông trong đó thông số kết cấu của các hệ thống như hệ thống treo, ngoài ra lốp xe, tải trọng, cũng được xem xét nghiên cứu[17]; Yongjie Lu, Shaopu Yang, et al (2010) đã tiến hành phân tích ảnh hưởng của thông số kết cấu của xe như hệ thống treo, lốp xe,… và thông

số khai thác đến hệ số tải trọng động bánh xe DLC (Dynamic Load Coefficient) dưa vào mô hình dao động không gian toàn xe ảo của xe tải[18];

Le Van Quynh, Zhang Jianrun et al (2011) đưa ra mô hình dao động không gian phi tuyến của xe tải nặng 5 cầu, từ đó phân tích tương tác qua lại giữa xe

và mặt đường Từ kết quả nghiên cứu đề xuất nhà quản lý giao thông điều kiện mặt đường can thiệt và sửa chữa[12]

Nghiên cứu thiết kế tối ưu các hệ thống treo cho ô tô theo hướng thân thiện đường giao thông cũng được các nhà khoa học thế giới quan tâm nghiên cứu từ rất sớm, Yi K and Hedrick J K (1989) đề xuất lý thuyết điều khiển tích cực và bán tích cực cho hệ thống treo xe tải nhằm giảm tác hại xấu cho mặt đường mặt đường giao thông[19]; Guglielmino E., Sireteanu T., Stammers C.W., Ghita G and Giudea M (2008) xuất bản ấn phẩm dưới dạng sách trong

đó tập hợp nhiều kết quả nghiên cứu về hệ thống treo điều khiển bán tự động nhằm nâng cao khả năng thân thiện với đường giao thông và độ êm chuyển động của xe [20]; Lu Sun (2002) đưa ra phương pháp thiết kế tối ưu thông số

hệ treo xe tải nhằm nâng cao đô thân thận với đường[21]; M.J Mahmoodabadi, A Adljooy Safaie, A Bagheri, N Nariman-zadeh(2013) đưa

ra phương pháp tối ưu thông số thiết kế của các hệ thống động học của ô tô trong đó có hệ thống treo sử dụng thuật toán di truyền[22]

b) Đối với nhà nghiên cứu Việt Nam

Thống kê của Bộ giao thông vận tải, Nhà nước ta chi rất nhiều kinh phí

để sửa chữa và nâng cấp mặt đường giao thông Mặt đường giao thông xuống cấp có nhiều nguyên nhân gây ra, nhưng nguyên nhân chính vẫn do tải trọng động của bánh xe các phương tiện giao thông đường bộ gây ra

Những năm gần đây cũng có nhiều nhà khoa trong nước quan tâm nghiên cứu ảnh hưởng thông số xe tải và điều kiện khai thác đến mặt đường giao thông, Đào Mạnh Hùng (2005) đưa ra mô hình dao động xe tải 1/2 với kích thích dao động từ kết quả đo mấp mô mặt đường quốc lộ 1A đoạn Hà Nội-Lạng Sơn để nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của thông số kết cấu xe và điều kiện khai thác khác nhau trong đó có hệ thống treo, tải trọng và vận tốc chuyển động của xe đến hệ số tải trọng động bánh xe[6]; Lê Văn Quỳnh, Nguyễn Khắc Tuân, Nguyễn Văn Liêm (2012)nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng dao động xe tải đến mặt đường giao thông sử dụng mô hình dao động 1/2 với kích thích ngẫu nhiên mặt đường[11] Tuy nhiên số lượng ấn phẩm khoa học công bố trong lĩnh vực này vẫn hạn chế

Qua các kết quả nghiên cứu phân tích phần trên chúng ta thấy hệ thống treo có vai trò quyết định đến khả năng thân thiện với mặt đường giao thông cũng như êm dịu chuyển động của ô tô Nghiên cứu ảnh hưởng thông số hệ thống treo đến mặt đường vẫn đang là đề tài mở cho các nhà nghiên cứu Các dạng kết cấu hệ thống treo ô tô tải sẽ tiếp tục giới thiệu dưới đây :

là bộ phận truyền lực và mômen giữa bánh xe và vỏ xe bao gồm: lực kéo, lực bên, mômen chủ động và mômen phanh khi phanh

b)Yêu cầu:

Sự liên kết giữa bánh xe và vỏ không những phải đảm bảo được độ êm dịu của xe mà còn phải đủ khả năng để truyền lực Để đảm bảo được các vấn này hệ thống treo có các yêu cầu chính như sau:

- Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ thuật của xe khi xe chạy trên đường xấu hay đường tốt;

- Bánh xe có thể chuyển dịch trong một giới hạn nhất định;

- Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thoả mãn mục đích chính của hệ thống treo là giảm dao động theo phương thẳng đứng, nhưng không phá hỏng quan hệ động học và động lực học của chuyển động bánh xe;

- Không gây nên tải trọng lớn tại các mối liên kết với vỏ;

- Hệ thống treo phải đảm độ bền cao và độ tin cậy lớn, không gặp những hư hỏng bất thường

- Giảm được tiếng ồn bên trong và bên ngoài thùng xe;

- Hệ thống treo phải đảm bảo tính ổn định và tính điều khiển chuyển động với các tốc độ khác nhau và đặc biệt là khi ô tô chuyển động ở tốc độ cao;

- Giá thành hệ thống rẻ, dễ thay thế và sửa chữa

c)Phân loại

Tuỳ theo các yếu tố căn cứ để phân loại, phân loại như sau:

-Theo mối liên hệ giữa bánh xe bên trái và bên phải:

- Hệ thống treo loại thanh xoắn;

- Hệ thống treo loại khí;

- Hệ thống treo loại thuỷ khí kết hợp

1.4 2 Giới thiệu một số kết cấu hệ thống treo xe tải

Hệ thống treo xe tải chủ yếu là hệ thống treo phụ thuộc Kết cấu chung của hệ thống treo phụ thuộc được chia ba bộ phận chính sau:

- Bộ phận hướng: dùng để xác định động học và tính chất dịch chuyển

tương đối của các bánh xe với khung hay vỏ ôtô Bộ phận hướng dùng để truyền các lực dọc, lực ngang cũng như các mômen từ bánh xe lên khung hay

vỏ ôtô

- Bộ phận đàn hồi: dùng để truyền các lực thẳng đứng và giảm tải

trọng động khi ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng nhằm đảm bảo

độ êm dịu cần thiết

- Bộ phận giảm chấn: cùng với ma sát ở hệ thống treo (gồm ma sát

giữa các lá nhíp và các khớp nối) sinh ra lực cản để dập tắt dao động của ôtô

a) Bộ phận đàn hồi là Nhíp[7]

Ở hệ treo xe tải, nhíp chịu hai loại tải cơ bản là tải trọng tĩnh và động phương thẳng đứng; mô men xoắn khi hai bánh xe chuyển động khác pha Ngoài ra khi phanh và tăng tốc, nhíp còn chịu mô men uốn và chèn dập ở tai nhíp Khi tính toán nhíp ta cần đề cập 4 loại lực sau: Lực tác dụng thẳng đứng; lực dọc do phanh/tăng tốc gây ra; lực ngang do lực ly tâm, đường nghiêng, gió ngang gây ra

Hình 1.1 Kết cấu mõ nhíp

Mõ nhíp chịu cường độ lớn do tải trọng thẳng đứng, lực phanh và lực ngang Với các xe nhỏ, nhíp có một lá chính và cuốn một lá; nếu hai lá chính

cuốn lá đầu còn lá sau cuốn nửa vòng; các xe tải nặng thường hai lá chính, cuốn lá thứ nhất và cuốn vòng to lá thứ hai như hình 1.1

Một số kết cấu đầu bắt nhíp, quang nhíp

Để giảm tải trọng uốn và xoắn cho nhíp, có thể sử dụng các kết cấu như hình 1.2 Quang nhíp bắt với cầu có thể kết cấu như trong hình 1.3

Hình 1.3 Một số kết cấu đầu quang nhíp

(a)

Hình 1.5 (a) Phương án bố trí các loại treo ở cầu tandem

Hệ thống treo có phần tử đàn hồi là cao su phù hợp cho các cầu bị động tandem xe moóc, cầu chủ động tandem xe kéo, xe téc Bố trí chung có dạng như hình 1.6

Hình 1.7 Sơ đồ bộ trí chung hệ thống treo khí xe tải

Hình 1.8 Kết cấu Balon khí

Các đặc tính đàn hồi balon khí thể hiện trên các hình 1.9

Hình 1.9 Các đặc tính đàn hồi balon khí

Hệ thống treo cân bằng không thường trực: với xe nhiều cầu, khi

không tải cần treo một cầu ở các hệ cầu tandem

(a)

Hình 1.10 (a) Hệ thống treo cân bằng không thường trực

(b)

Hình 1.10 (b) Hệ thống treo cân bằng không thường trực

Trong nghiên cứu này, để đánh giá ảnh hưởng của thông số hệ thống treo cabin mặt đường quốc lộ, tác giả chọn ô tô tải 3 cầu hạng nặng với hệ thống treo trước kiểu phụ thuộc và 2 hệ thống treo sau phụ thuộc dạng tay đòn kéo như hình 1.11[23]

Hình 1.11 Sơ đồ kết cấu hệ thống treo và xe chọn nghiên cứu

1.5 Chỉ số đánh giá tải trọng động bánh xe

1.5.1.Chỉ tiêu tải trọng động ảnh hưởng tới độ bền chi tiết

Tải trọng động cực đại (Fzdyn, max ) làm giảm tuổi thọ chi tiết, gây tổn hại cho đường Hệ số tải trọng động Kdyn, max đánh giá mức độ ảnh hưởng đến chi tiết và nó hệ số tải trọng động cực đại, được định nghĩa như sau:

Kdyn,max=1+ max( ) 1 , 5

,



st z

zdyn F

F

(1-1) trong đó:

Kdyn, max : Hệ số tải trọng động cực đại

RMS Z F

F

(1-3)

1.5.2 Chỉ tiêu về mức độ thân thiện với đường

Sau những năm 1990, ôtô ngày càng có tải trọng lớn, tỷ trọng kinh tế của cầu và đường trong ngành giao thông ngày càng được đánh giá cao Các nhà nghiên cứu của Anh, Mỹ,…đã đặt vấn đề nghiên cứu ảnh hưởng của dao động ôtô đối với cầu và đường Khi ô tô chuyển động trên các mặt đường và cầu, tải trọng động bánh xe sẽ dẫn đến sức căng và biến dạng bền mặt Sự tích lũy lâu dài của biến dạng dẻo bề mặt sẽ nguyên nhân gây ra phá hủy bề mặt như các vết nứt, lún, Để đánh giá ảnh hưởng của tải trọng động của bánh xe đến khả năng thân thiện mặt đường, nhiều công trình nghiên cứu đưa ra hệ số tải trọng động bánh xe DLC - Dynamic Load Coefficient[6,12,21] Hệ số DLC được định nghĩa bởi công thức (6)

s

RMS T F F DLC  . (1-4)

trong đó: Fs- tải trọng tĩnh của bánh xe; F T,RMS- tải trọng động bánh xe tác dụng lên mặt đường bình phương trung bình và nó được định nghĩa bởi công thức (1-5 )

2 1

T

F (1-5)

Trong đó:

F T - Tải trọng động của bánh xe tác dụng lên mặt đường;N

T - Thời gian khảo sát(s)

Hệ số tải trọng bánh xe DLC phụ thuộc rất nhiêu yếu tố như thống số hệ thống treo, lốp xe, tải trọng xe, vận tốc chuyển động, điều kiện mặt đường Trong nghiên cứu này, hệ số tải trọng động bánh xe được chọn để phân tích ảnh hưởng của hệ thống treo đến khả năng thân thiện với mặt đường giao thông và sẽ được trình bày ở phần sau và chương trình tính toán được trình bày phụ lục 2

1.6.Mục tiêu, phạm vi và nội dung nghiên cứu của luận văn

1.6.1 Mục tiêu nghiên cứu

Phân tích ảnh hưởng của các thông số thiết kế hệ thống treo đến mặt đường quốc lộ và hệ số tải trọng động bánh xe được chọn là hàm mục tiêu Dựa trên điều kiện ràng buộc thiết kế đề xuất bộ thống số hệ thống treo tối ưu nhằm giảm các tác động xấu đến mặt đường giao thông

Trong khuôn khổ một luận văn Thạc sĩ khoa học tác giả tập trung cứu một số vấn đề sau:

- Xây dựng mô hình dao động xe tải hạng;

- Thiết lập hệ phương trình vi phân mô tả dao động;

- Mô phỏng và phân tích đánh giá ảnh hưởng;

- Lựa chọn thông số tối ưu cho hệ thống treo xe tải hạng nặng

1.6.2 Phạm vi nghiên cứu và đối đượng nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu: Xây dựng mô hình dao động không gian tuyến

tính để nghiên cứu ảnh hưởng của thông số hệ thống treo xe tải hạng nặng như độ cứng và hệ số cản đến mặt đường giao thông dựa trên chỉ tiêu hệ số tải trọng động bánh xe DLC (Dynamic Load Coefficient) Dựa trên điều kiện ràng buộc thiết kế đề xuất bộ thống số hệ thống treo tối ưu nhằm giảm các tác động xấu đến mặt đường giao thông

Đối tượng: xe ô tô tải 3 cầu với hệ thống treo trước kiểu phụ thuộc và

2 hệ thống treo sau phụ thuộc dạng tay đòn kéo

1.6.3 Phương pháp nghiên cứu

Lý luận và kết hợp mô phỏng bằng phần mềm Matlab simulink 7.0 để phần tích ảnh hưởng và lựa chọn tối ưu các thông số thiết kế của hệ thống treo của xe tải hạng nặng nhằm nâng cao khả năng thân thiên với mặt đường giao thông

1.6.4 Nội dung nghiên cứu

Nội dung chính của luận văn như sau:

Chương 1 Tổng quan về đề tài nghiên cứu

Chương 2 Xây dựng mô hình dao động xe tải hạng nặng;

Chương 3 Mô phỏng dao động và đánh giá ảnh hưởng các thông số hệ

với 9 bậc tự do với kích thích mặt đường ngẫu nhiên Phần mềm Simulink được sử dụng để mô phỏng và tính toán hàm mục tiêu, các thông số của hệ thống treo như độ cứng và hệ số cản lần lượt được phân tích ảnh hưởng đến mặt đường sẽ được thực hiện trong ở chương 3

Matlab-CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH DAO ĐỘNG XE TẢI HẠNG NẶNG

Mục đích của chương này, dựa vào đối tượng và mục tiêu nghiên cứu của luận văn, một mô hình dao động không gian của ô tô tải hạng nặng 9 bậc

tự do với kích mặt đường ngẫu nhiên được thiết lập Ứng dụng nguyên lý D’Alambe kết hợp cơ sở lý thuyết hệ nhiều vật để thiết lập hệ phương trình vi phân miêu tả dao động của ô tô tải hạng nặng để làm cơ sở cho chương sau

mô phỏng và đánh giá ảnh hưởng của hệ thống treo xe tải hạng nặng đến mặt đường quốc lộ.

2.1 Các phương pháp xây dựng mô hình dao động

Theo thống kê các công trình khoa học về lĩnh vực thiết lập mô hình và phân tích dao động dao động được công bố trên tạp chí, kỷ yếu hội nghị khoa học, chúng ta thấy có 3 phương pháp xây dựng dưới đây:

* Phương pháp 1: Căn cứ mô hình thực tế chúng ta tiến hành xây dựng mô

hình vật lý dựa trên cơ sở các giả thiết, sau đó chúng ta dựa vào các phương pháp như phương pháp như phương trình Lagrange II, Newton-Euler, nguyên

lý D’alambe kết hợp nguyên lý hệ nhiều vật để tiến hành thiết lập mô hình toán học về dao động các phương tiện giao thông Cuối cùng phân tích số hoặc sử dụng các phần mềm máy tính tiến hành mô phỏng và tối ưu các thông

số dao động theo sơ đồ hình 2.1

Hình 2.1 Sơ đồ xây dựng mô hình và phân tích dao động theo phương

pháp 1

Phương pháp 1 có ưu điểm dễ dàng phân tích ảnh hưởng các yếu tố phi tuyến của hệ thống Tuy nhiên, nhược điểm là khó định dạng các thông số của

mô hình (các thông số mô phỏng hầu hết các nhà sản xuất bảo mật) và phải làm thí nghiệm để xác định lại

* Phương pháp 2: Căn cứ mô hình thực tế chúng ta tiến hành xây dựng mô

hình 2D hoặc 3D dựa trên các phần mềm thiết kế như Autocad, Pro-E, Solidworks,… Sau đó chúng ta chuyển sang các phần mềm phân tích thiết kế như Ansys, Adams,… Cuối cùng đặt các điều kiện biên tiến hành mô phỏng

và phân tích tối ưu các thông số dao động theo sơ đồ hình 2.2

Hình 2.2 Sơ đồ xây dựng mô hình và phân tích dao động theo phương

pháp 2

Phương pháp 2 có ưu điểm là dễ dàng xác định các thông số mô hình

và thay đổi kết cấu của mô hình Tuy nhiên nhược điểm phân tích ảnh hưởng các yếu tố phi tuyến của hệ thống rất phức tạp

*Phương pháp 3: Kết hợp hai phương pháp trên nhằm tận dụng các ưu điểm

của nó Đó là khi xem xét các yếu tố phi tuyến của cơ hệ thì các nhà khoa học xây dựng các chương trình con dựa vào phương trình toán học miêu tả đặc