Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả phanh của xe bus 60 chỗ khi vận chuyển trên đường

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNTHỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ---NGUYỄN HUY HẢI KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ PHANH CỦA XE BUS 60 CHỖ KHI VẬN CHUYỂN TRÊN ĐƯ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

-NGUYỄN HUY HẢI

KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ PHANH CỦA XE BUS 60 CHỖ

KHI VẬN CHUYỂN TRÊN ĐƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI, 2015

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

-NGUYỄN HUY HẢI

KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ PHANH CỦA XE BUS 60 CHỖ

KHI VẬN CHUYỂN TRÊN ĐƯỜNG

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

MÃ SỐ: 60 52 01 03

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS ĐẶNG TIẾN HÒA

HÀ NỘI, 2015

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng những nội dung trong luận văn này là do tôi thựchiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Đặng Tiến Hòa và các thầy cô giáo trongKhoa Cơ điện, Học viện Nông nghiệp Việt Nam Các số liệu, thông tin thamkhảo trong luận văn đều được trích dẫn rõ ràng Kết quả nghiên cứu trong luậnvăn này là trung thực

Hà Nội, ngày tháng năm

Tác giả luận văn

Nguyễn Huy Hải

sự quan tâm, đóng góp ý kiến của các thầy cô, đồng nghiệp nhằm bổ sung cũngnhư hoàn thiện hơn nữa trong quá trình nghiên cứu tiếp theo.

Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn tất cả mọi người đã ủng hộ, giúp đỡtôi hoàn thành luận văn này!

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm

Tác giả luận văn

Nguyễn Huy Hải

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

CÁC KÝ HIỆU CHÍNH SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN vi

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC HÌNH viii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài 3

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 3

2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài 3

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Sự phát triển của ngành vận tải ô tô 4

1.2 Khái niệm và đặc điểm của xe bus 5

1.2.1 Khái niệm về xe bus 5

1.2.2 Đặc điểm nhận dạng xe bus 5

1.2.3 Tính năng kỹ thuật của xe bus 60 chỗ (xe DAEWOO GDW6901HG3) 6 1.2.3.1 Tuyến hình và thông số kỹ thuật của xe bus 60 chỗ 7 1.2.3.2 Sơ đồ chung hệ thống phanh xe bus 60 chỗ 10 1.3 Đường giao thông ở thành phố 11

1.4 Vấn đề an toàn giao thông 12

1.5 Tổng quan về phanh ô tô 14

1.5.1 Nhiệm vụ và yêu cầu hệ thống phanh trên ô tô 14

14

Page 4

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

1.5.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh ô tô 15

15

17

1.5

.2

2

2

1.5

1.5

.3

2

5

1.5

.3

2

5

1.5

1.5

1.5

.3

3

0

1.6

3

1

1.6

.1

3

1

1.6

.2 31

Chương 2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC QUÁ TRÌNH

PHANH Ô TÔ BUS 60 CHỖ (XE DAEWOO GDW6901HG3) 33

2.1 Thiết lập mô hình động lực học khi phanh xe 33

2.1.1 Lựa chọn mô hình nghiên cứu 33

2.1.2 Thiết lập phương trình vi phân chuyển động 34

2.2 Xác định các thông số của mô hình 40

2.2.1 Xác định mô quán tính 41

2.2.3 Xác định tọa độ trọng tâm 41

2.2.4 Xác định độ cứng của nhíp 42

2.2.5 Xác định độ cứng của lốp xe 42

2.3 Lựa chọn các phương án khảo sát 43

Chương 3 KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANH 45

3.1 Xây dựng thuật giải và chương trình tính toán 45

3.2 Một số kết quả khảo sát quá trình phanh xe 45

3.2.1 Khảo sát sự thay đổi tải trọng lên các cầu xe khi phanh 45

3.2.2 Ảnh hưởng của vận tốc ban đầu và tốc độ đạp phanh đến hiệu quả phanh 49

3.2.3 Ảnh hưởng của tải trọng chuyên chở đến hiệu quả phanh 50

CÁC KÝ HIỆU CHÍNH SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN

Page vii

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

DANH MỤC BẢNG

STT Tên Bảng Trang1.1 Thông số kỹ thuật xe bus 60 chỗ (xe DAEWOO GDW6901HG3) 91.2 Hệ số bám trên các loại đường 28

với giá trị hệ số bám ban đầu) 29

Page 1

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

1 Tính cấp thiết của đề tài

MỞ ĐẦU

Trong quá trình đất nước đổi mới tiến lên công nghiệp hóa hiện đại hóathì giao thông là một trong những nghành được quan tâm nhiều nhất Vì muốnkinh tế phát triển thì phải có mạng lưới giao thông hoàn thiện, khi giao thôngphát triển thì hàng hóa giữa các vùng miền mới được luân chuyển một cáchthuận lợi Phương tiện giao thông cũng ngày một tăng theo, đặc biệt là ô tô Ô

tô trở thành phương tiện chủ lực cho việc vận chuyển hành khách và hàng hóagóp phần quan trọng vào việc phát triển kinh tế đất nước Nhưng một nghịch lýthường diễn ra là khi mạng lưới giao thông phát triển, số lượng xe lưu thôngtrên đường tăng theo thì một hệ lụy tất yếu là những vụ tai nạn giao thôngngày càng tăng theo.Cụ thể là :

“Theo số liệu công bố cuối năm của tổng cục thống kê, tính từ ngày16.11.2012 đến ngày 15.11.2013 cả nước đã xảy ra 31,3 nghìn vụ tai nạn giaothông, làm chết 9,9 nghìn người và làm bị thương 32,2 nghìn người Trong haitháng đầu năm 2014 trên cả nước đã xảy ra 2.051 vụ tai nạn giao thông làm hơn1.800 người chết và hơn 1.300 người bị thương”

Theo thống kê của Ủy ban ATGT Quốc gia, năm 2013 cả nước đã xảy ra29.385 vụ tai nạn giao thông (TNGT), làm chết 9.369 người, bị thương 29.500người So với cùng kỳ năm 2012 giảm 1.610 vụ (-5.19%), giảm 55 người chết (-0,58%), giảm 3.045 người bị thương (-9,36%) Năm 2013, tiếp tục giảm cả 3 tiêuchí về số vụ, số người chết và số người bị thương vì TNGT, và là năm thứ hai sốngười chết vì TNGT tiếp tục giảm xuống dưới 10.000 người Có 37 tỉnh, thànhphố giảm cả 3 tiêu chí về số vụ, số người chết và số người bị thương, trong đó, có

3 tỉnh giảm cả 3 tiêu chí ở mức trên 20% là: Đồng Nai, Quảng Nam, Tây Ninh;

13 tỉnh, thành phố có số người chết giảm từ 10% đến dưới 20% Tuy nhiên, năm

2013, có 19 tỉnh có số người chết vì TNGT tăng [10]

Là một người làm công tác kỹ thuật tôi thấy một trong những nguyênnhân mang tính kỹ thuật dẫn đến các vụ tai nạn giao thông xuất phát từ hệ

thống an toàn trên xe mà đặc biệt là hệ thống phanh Phanh là hệ thống

an toàn chủ động hết sức quan trọng nên việc nghiên cứu hoàn thiện và nângcao hiệu quả phanh cũng như những tính chất động lực học của xe khi phanhngày càng được quan tâm

Trong cuộc sống thường ngày ở các đô thị thì việc phát triển kinh tế gắnliền với việc chống ùn tắc giao thông, mà một trong những giả pháp hữu hiệuchống ùn tắc ở các đô thị là phát triển mạng lưới phát triển giao thông công cộng,đặc biệt là phương tiện xe bus

Cụ thể, năm 2004, với 41 tuyến xe bus và gần 700 đầu xe, Transerco đã vậnchuyển được 285,3 triệu hành khách, vượt 16% so với kế hoạch và tăng 64% sovới năm 2003 Hoạt động xe bus của Transerco đã được chọn là một trong 10 sựkiện kinh tế - xã hội tiêu biểu trong năm của thủ đô Liên tục trong các năm tiếptheo với việc không ngừng đầu tư đổi mới phương tiện, nâng cao chất lượngphục v, mở rộng vùng phục vụ, hình ảnh những chiếc xe bus sắc đỏ vàng vớithương hiệu “Hanoibus” dã dần trở nên thân thuộc với người dân thủ đô, trởthành phương tiện giao thông công cộng chủ lực của Hà Nội Sau 10 năm (2004-2014), xe bus Hà Nội đã “mua được thói quen” đi lại bằng phương tiện côngcộng của người dân Luồng tuyến tăng 2,4 lần, lượng xe tăng 4 lần và khách đi xebus tăng 30 lần Đến nay, lượng hành khách của Transerco đã vượt trên 450 triệukhác/năm Hơn thế, xe bus đã có những đóng góp tích cực trong việc giảm ùn tắc

và đảm bảo an toàn giao thông trên địa bàn [11]

Những thành tựu của xe bus Hà Nội trong 10 năm qua là rất đáng ghi nhận,nhưng trên thực tế là trong mắt không ít người dân, hình ảnh xe bus không phảilúc nào cũng thân thiện Đâu đó vẫn còn hiện tượng những chiếc xe bus bỏ bến,phục vụ xe còn khiến hành khách chưa hài lòng, hay những chiếc xe bus nhảkhói đen hoặc một số vụ tai nạn gây chết người còn diễn ra do chất lượngphương tiện hay những lý do khác Vì thế, mục tiêu của Transerco là khôngngừng nâng cao chất lượng phục vụ, trong đó yếu tố kỹ thuật của xe bus cũng làvấn đề rất được quan tâm

Vì vậy tôi chọn đề tài “Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả

phanh của xe bus 60 chỗ khi vận chuyển trên đường” làm luận văn của mình.

2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài

2.1 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả phanh của xe bus nhằmgóp phần bổ xung những cơ sở khoa học để lựa chọn chế độ tải trọng và tốc độchuyển động hợp lý nâng cao tính an toàn chuyển động khi vận chuyển hànhkhách

- Xây dựng được mô hình động lực học khi phanh xe bus

- Xây dựng chương trình để khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quảphanh của xe bus (tải trọng chuyên chở, vận tốc, hệ số bám)

- Xác định được mô men quán tính của xe không tải, hệ số đàn hồi và hệ sốgiảm chấn của hệ thống treo làm các tham số đầu vào của mô hình lý thuyết

2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài

a) Nghiên cứu tổng quan:

- Tìm hiểu về tình hình sử dụng xe bus để vận chuyển hành khách hiện nay

- Tìm hiểu tính năng kỹ thuật của bus

- Tổng quan về tình hình nghiên cứu tính năng phanh của ô tô

b) Nghiên cứu lý thuyết:

- Xây dựng mô hình nghiên cứu động lực học khi phanh của xe bus

- Xây dựng chương trình trên vi tính để giải các bài toán động lực học khiphanh và khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả phanh của xe bus

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Sự phát triển của ngành vận tải ô tô

Từ khi đất nước đổi mới, kinh tế Việt Nam đã tứng bước phát triển và có sựtăng trưởng của mọi mặt trong mọi lĩnh vực và đời sống của nhân dân ngày càngđược nâng cao Trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước thì ô tôdần trở thành phương tiện đi lại cũng như để vận chuyển hàng hóa đáp ứng nhucầu thiết yếu của con người đồng thời góp phần to lớn thúc đẩy nền kinh tế pháttriển Muốn đất nước phát triển thì giao thông vận tải cũng phải phát triển, do đógiao thông đường hàng không, đường thủy và đường bộ ngày càng phát triển.Mỗi loại có một ưu thế riêng, nhưng ở đây ta chỉ xét đến nghành đường bộ, cóthể nói ở đường bộ thì ô tô là số một với khả năng vận chuyển và cơ động Ô tô

có thể hoạt động ở mọi địa hình từ đồng bằng, miền núi, trung du và vận chuyểmột lượng hàng hóa nhiều hơn bất cứ một loại phương tiện nào Vì vậy phát triểnnghành công nghiệp ô tô sẽ góp phần thúc đẩy tăng trưởng nền kinh tế của đấtnước Bởi công nghiệp ô tô phát triển thì kéo theo hàng loạt nghành công nghiệpkhác phát triển theo như là: Kim loại, hóa chất, cơ khí, điện tử, tự động hóa, nănglượng.v.v

Ở Việt Nam nền công nghiệp ô tô hiên nay gồm :

+ Các công ty liên doanh như: Toyota Việt Nam, Ford Việt Nam, Vidamco,Honda Việt Nam, GM Việt Nam

+ Các công ty cơ khí quốc doanh như: Công ty ô tô 1-5, công ty ô tô 3-2,công ty ô tô Hòa Bình, tổng công ty cơ khí GTVT Sài Gòn (Sam co),

+ Các doanh nghiệp tư nhân như: Vinasuki Xuân Kiên, ô tô Trường Hải, Mới đây thủ tướng chính phủ đã ký quyết định phê duyệt quy hoạch pháttriển nghành công nghiệp ô tô Việt Nam đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030với mục tiêu phát triển nghành này trở thành nghành công nghiệp quan trọng củađất nước, đáp ứng tối đa nhu cầu thị trường nội địa về các loại xe tải, xe kháchthông dụng và một loại xe chuyên dụng; phấn đấu trở thành nhà cung cấp linh

Page 5

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

kiện, phụ tùng và một số cụm chi tiết có giá trị cao trong chuỗi sản xuất côngnghiệp ô tô trên thế giới

Về dự kiến tỷ trọng lượng xe sản xuất, lắp giáp trong nước so với tổng nhucầu nội địa: Xe ô tô đến 9 chỗ nghồi đến năm 2020 chiếm tỷ trọng 60%; đến năm

2025 chiếm 65% và đến 2030 chiếm 70% Xe ô tô trên 10 chỗ nghồi đến năm

2020 chiếm tỷ trọng 90% và đến 20230 chiếm 92% Xe ô tô tải đến năm 2020chiếm tỷ trọng 78% và đến năm 20230 chiếm 80% Xe chuyên dụng đến năm

2020 chiếm tỷ trọng 15% và đến năm 20230 chiếm 20%

Về dự kiến sản lượng xe, dự kiến đến năm 2020 đạt hơn 227.000 chiếc; đếnnăm 2025 là hơn 466.000 chiếc và đến năm 2030 là gần 863.000 chiếc (trong đó

ô tô dưới 9 chỗ nghồi hơn 452.000 chiếc, ô tô tải hơn 356.000 chiếc)

Về dự kiến xuất khẩu xe nguyên chiếc và phụ tùng, dự kiến đến năm 2020xuất khẩu 30.000 chiếc; xuất khẩu linh kiện, phụ tùng đến năm 2020 đạt 4 tỷUSD, đến năm 2030 đạt 6 tỷ USD [12]

Vì vậy, theo Bộ Công thương, bên cạnh việc tiếp tục ưu tiên phát triển cácdòng xe tải, xe bus, ngành công nghiệp ô tô Việt Nam cần có thêm định hướngphát triển rõ ràng đối với dòng xe du lịch Để thay thế việc phát triển dàn trải nhưhiện nay, và để đạt được quy mô sản xuất trong nước đủ lớn phục vụ chươngtrình nội địa hoá Việc đề xuất xây dựng chính sách phát triển tập trung có chọnlọc cụ thể ở một dòng xe nhất định để phát huy nguồn lực của doanh nghiệp vàngành công nghiệp vào việc phát triển là yêu cầu tất yếu [7]

1.2 Khái niệm và đặc điểm của xe bus

1.2.1 Khái niệm về xe bus

Xe bus là ô tô cho khách trong thành phố có thiết kế từ 17 chỗ ngồi trở lên

và có diện tích sàn xe dành cho khách đứng (diện tích dành cho một

Vận Tải quy định (điều 14 nghị định số 91/2009/NĐ-CP)

1.2.2 Đặc điểm nhận dạng xe bus

Xe bus là loại xe khách trong thành phố có thiết kế chỗ ngồi và chỗ đứngcho hành khách (sức chứa = số ghế ngồi + vị trí đứng có tay vịn)

Về màu sơn: Có màu sơn đặc trưng theo mẫu đã quy định Hiện nay tại HàNội quy định xe bus là màu vàng đỏ.

Về thông tin niêm yết trên xe:

+ Bên ngoài xe: Niêm yết số hiệu tuyến, điểm đầu, điểm cuối của tuyến lênphía trước xe, số điện thoại đường dây nóng phái kính sau xe

+ Hai bên thành xe: Niêm yết giá vé và số điện thoại của doanh nghiệp,công ty

+ Bên trong xe: Hành trình của tuyến bus (lộ trình tuyến); Biển kiểm soátcủa xe; Trách nhiệm của hành khách đi xe bus (Nội quy đối với hành khách) vàmột số nội dung cam kết chất lượng phục vụ của doanh nghiệp, công ty

1.2.3 Tính năng kỹ thuật của xe bus 60 chỗ (xe DAEWOO GDW6901HG3)

Xe DEAWOO GDW6901HG3 là loại xe được công ty TNHH xe busDEAWOO Việt Nam sản xuất, lắp giáp trên cơ sở các cụm chi tiết, tổng thành,

hệ thống của ô tô GDW6901HG-7 do DEAWOO GUILIN Trung Quốc sản suất

Xe DEAWOO GDW6901HG3 là loại xe có hệ thống truyền lực bằng cơkhí, ly hợp một đĩa dạng ma sát khô, trợ lực khí nén Hộp số có 5 số tiến, 1 số lùi,

Page 7

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

1.2.3.1 Tuyến hình và thông số kỹ thuật của xe bus 60 chỗ

Sơ đồ tuyến hình của xe được thể hiện trên hình 1.1 sau đây

Hình 1.1 Tuyến hình xe bus 60 chỗ (xe DAEOO GDW6901HG3)

Việc bố trí ghế nghồi trong khoang khách được thực hiện như sau:

- Dãy ghế trái gồm : 05 hàng ghế 01 chỗ nghồi, 03 hàng ghế 02 chỗ nghồi

và 01 ghế lái

- Dãy ghế phải gồm : 02 hàng ghế 01 chỗ nghồi, 03 hàng ghế 02 chỗ nghồi

- Dãy ghế cuối cùng 05 chỗ nghồi.

Ghế hành khách được bố trí với khoảng cách từ lưng đệm tựa ghế trướcđến bụng đệm tựa ghế sau không nhỏ hơn 630mm Kích thước ghế đảm bảo quychuẩn của ô tô khách (thành phố)

- Khách đứng được bố trí dọc khoang giữa lòng xe, có các tay nắm, tay vịn

tại các vị trí hành khách đứng

Tổng cộng 25 chỗ nghồi (kể cả ghế cả ghế lái) + 35 chỗ đứng

Việc thông gió và chiếu sáng được thực hiện bằng phương pháp tự nhiênnhờ các ô kính nằm dọc hai bên thân xe và hệ thống thông gió điều hòa nhiệt độ.Trong xe bố trí dèn trần để đảm bảo độ chiếu sáng tối thiểu tại mỗvị trí ghếngồi không nhỏ hơn 70 lux

Hai thành bên ô tô bố trí các ô cửa sổ kiểu kính di trượt, phía trước và sau ô

tô lắp kính cố định Các loại kính cửa sổ sử dụng trên ô tô đều là loại kính an toàn

vỡ vụn Kính chắn gió là kính an toàn 2 lớp Cửa lên xuống của hành khách bố trí

ở thân xe bên phải gồm: 01 cửa xoay ở phía trước lốp trước và 01 cửa xoay ởphía trước lốp sau

Cửa thoát hiểm và dụng cụ phá cửa thoát hiểm (loại búa nhỏ bọc nhựa)đuợc bố trí hai bên thân xe

Gương chiếu hậu bố trí ở đầu xe, mỗi bên guơng, đảm bảo cho người láiquan sát được không gian phía sau bên ngoài thân xe

Hệ thống cột chống tay vịn bố trí dọc lối đi, đảm bảo tại cácvị trí cho hànhkhách đứng thuận lợi

Gạt mưa gồm 02 chiếc được bố trí nằm ngang dưới kính phía trước ô tô Thông số kỹ thuật của xe bus 60 chỗ (xe DAEWOO GDW6901HG3) đượcthể hiện trong bảng 1.1 sau:

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật xe bus 60 chỗ ( DAEWOO GDW6901HG3)

1.2.3.2 Sơ đồ chung hệ thống phanh xe bus 60 chỗ

Xe bus 60 chỗ (xe DAEWOO GDW6901HG3) là xe được sử dụng hệ thốngphanh khí nén, đây là hệ thống phanh thường sử dụng ở ô tô có trọng tải lớn.Hình 1.2 sau đây là sơ đồ hệ thống phanh của xe bus 60 chỗ

Hình 1.2 Hệ thống phanh khí nén.

Trong đó:

1- Máy nén khí2- Bộ điều chỉnh áp suất3- Bộ lọc nước và làm khô không khí4- Cụm van chia và bảovệ

5,6- Bình chứa khí nén mạch I, II7- Van phân phối khí

8- Bầu phanh trước9- Bầu phanh sau

- Hệ thống phanh bao gồm các phần chính sau:

+ Nguồn cung cấp và bình chứa khí dự trữ (a);

- Kết cấu cơ cấu phanh khí

Hình 1.3 Cơ cấu phanh khí

1,4: Chốt lệch tâm 2: Đai ốc hãm 3: Đệm

5: Guốc phanh 6,8: Chốt 7: Quả đào

Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén: Hệ thống phanh khí nén cơ khí hóaquá trình điều khiển ôtô và sử dụng không khí nén cho các bộ phận làm việc lênlực tác dụng lên bàn đạp nhỏ, vì vậy mà phanh khí nén thường được trang bị choôtô có tải trọng lớn

Nhược điểm của hệ thống phanh khí nén: Kết cấu cồng kềnh, số lượng cáccụm chi tiết khá nhiều, kích thước chung lớn và giá thành cao, độ nhạy nhỏ khithiếu hơi hoặc mất hơi thì xe không thể di chuyển được

1.3 Đường giao thông ở thành phố

Cùng với sự phát triển của kinh tế xã hội thì giao thông ở các đô thị ngàymột phát triển, các tuyến giao thông được mở rộng khang trang và to đẹp hơn đápứng nhu cầu đi lại của người dân

Đặc điểm của đường đô thị là:

+ Số lượng nút giao thông lớn

+ Giao thông nội bộ đô thị chiếm tỷ lệ rất lớn trong lưu lượng giao thông.+ Việc sử dụng đất xây dựng còn nhiều khó khăn

+ Quy hoạch giao thông phải tuân theo quy hoạch kiến trúc đô thị

Đường đô thị có chức năng làm cho giao thông đô thị tiện lợi, nhanh chóng

và an toàn Giao thông là cầu nối giữa sản xuất với sản xuất, sản xuất với tiêudùng, sản xuất với lưu thông, nối liền các khu dân cư với nhau, với các khu trungtâm, nhà ga, bến cảng Đường đô thị còn giúp liên hệ thuận tiện với mạng lướigiao thông ngoài đô thị

Nhìn chung tại các đô thị ở Việt Nam thì giao thông vẫn chưa thể đáp ứngđược lượng tham gia giao thông của người dân, vẫn còn xảy ra các hiện tượng tácđường ở các đô thị và điển hình là thủ đô Hà Nội mặc dù đã được các nghànhchức năng tìm đủ mọi cách để khắc phục như là phân làn, phân tuyến hay chiagiờ làm việc của các công sở, trường học nhưng tình trạng ùn tắc vẫn cứ sảy ra

Về kết cấu của đường giao thông đô thị thì chủ là đường giải nhựa,chấtlượng tương đối tốt

1.4 Vấn đề an toàn giao thông

Từ xưa đến nay, vấn đề an toàn giao thông luôn là một vấn nạn lớn đối vớicác nước đã và đang phát triển Bởi lẽ giao thông là huyết mạch của mỗi quốcgia An toàn giao thông đang là vấn đề rất lớn và cần thiết trong đời sống của mỗingười dân Nhưng hiện nay, tai nạn giao thông vẫn xảy ra với con số gia tăng

Đó là hồi chuông cảnh tỉnh mọi người trong toàn xã hội phải thay đổi thái độsống, thực hiện tốt an toàn giao thông

Theo khảo sát, tai nạn giao thông có thể do nhiều nguyên nhân Có thể cócác nguyên nhân như:

+ Nguyên nhân chủ quan:

- Trình độ chuyên môn yếu kém

Về kiến thức là những hiểu biết của người lái xe tích lũy được từ quá

Page 13

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

trình học tập trong thời gian đào tạo lái xe và tự tìm hiểu, đúc rút trong đờisống hàng ngày

Về kỹ năng là khả năng điều khiển phương tiện một cách chính xác và phù

hợp trong các tình huống giao thông Kỹ năng được hình thành bởi các quá trìnhluyện tập trên cơ sở kiến thức của lái xe Muốn vậy thì người lái xe cần có thờigian thực tế, trải qua những tình huống cụ thể trong thực tiễn để hình thành đượcnhững kỹ năng nghề nghiệp

- Ý thức tuân thủ luật giao thông chưa tốt:

Chưa nghiêm chỉnh chấp hành luật giao thông

Giành đường, vượt ẩu, tùy tiện dừng đỗ

Vượt đèn đỏ, tạt qua đầu xe

Quay đầu chưa đúng quy định

- Điều kiện tâm lý sức khỏe:

Tâm lý không được tốt

Sức khỏe phải phù hợp với từng loại xe theo quy định của bộ y tế

Độ tuổi phải phù hợp với phương tiện mình điều khiển

+ Nguyên nhân khách quan

- Điều kiện hạ tầng, giao thông:

Đặc điểm về kích thước phương tiện phải phù hợp với điều kiện đường xá

mà phương tiện vận hành

Điều kiện mặt đường, chiều rộng lòng đường, tải trọng của các phương tiệnlưu thông

Độ an toàn của các thiết bị và công trình trên đường

Hệ thống đèn tín hiệu, biển báo

- Môi trường giao thông:

Về cơ cấu dòng xe: Hiện nay hầu hết các cung đường của nước ta cácphương tiện đều đi chung đường điều này gây mất an toàn cho các phương tiện

Về mật độ giao thông: Bình quân trên 1km đường có 430 xe ô tô và 4300

xe máy Xe hai bánh chiếm 80-85% tổng số phương tiện tham gia giao thông.Hàng năm số phương tiện tăng bình quân từ 12-15%, chủ yếu là phương tiện cá

+ Nguyên nhân kỹ thuật của phương tiện:

- Tình trạng kỹ thuật của xe không ở trạng thái tốt

- Các thông số kết cấu không hợp lý

- Các hư hỏng sự cố bất thường của kết cấu

Các quốc gia tiên tiến đã thống kê tỷ lệ này nằm trong phạm vi:

1.5 Tổng quan về phanh ô tô

1.5.1 Nhiệm vụ và yêu cầu hệ thống phanh trên ô tô

1.5.1.1 Nhiệm vụ quá trình phanh

Quá trình phanh ô tô là quá trình tạo ra lực cản chuyển động, làm giảm vậntốc đến giá trị mong muốn hoặc đến khi ô tô dừng hẳn Hoặc giúp ô tô có thể đứngyên trên dốc Nói chung trên ô tô máy kéo cũng như nhiều thiết bị máy móc kháckhác người ta thường sử dụng lực ma sát sinh ra ở cơ cấu phanh Trên ô tô lực masát sẽ tạo ra mômen cản chuyển động quay các bánh xe

Xét theo góc độ biến đổi năng lượng, quá trình phanh là quá trình biến đổiđộng năng chuyển động của ô tô thành nhiệt năng sinh ra tại các bề mặt ma sátnhư giữa má phanh với các đĩa ma sát, với trống phanh hay tại bề mặt ma tiếpxúc giữa lốp xe với mặt đường, giữa các phần tử vật liệu chế tạo bánh xe Chính

vì vậy, để hệ thống phanh hoạt động hiệu quả nó phải thoả mãn một loạt các yêucầu riêng

1.5.1.2 Các yêu cầu đối với hệ thống phanh

Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu sau:

- Phải nhanh chóng dừng xe trong bất khì tình huống nào, khi phanhđột ngột xe phải được dừng sau quãng đường phanh ngắn nhất, tức là có giatốc phanh cực đại

Page 15

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

- Hiệu quả phanh cao kèm theo sự phanh êm dịu để đảm bảo phanh chuyểnđộng với gia tốc chậm dần đều giữ ổn định chuyển động của xe

- Lực điều khiển không quá lớn, điều khiển nhẹ nhàng, dễ dàng cả bằngchân và tay

- Hệ thống phanh cần có độ nhạy cao, hiệu quả phanh không thay đổi giữacác lần phanh

- Đảm bảo tránh hiện tượng trượt lết của bánh xe trên đường, phanhchân và phanh tay làm việc độc lập không ảnh hưởng đến nhau

- Các cơ cấu phanh phải thoát nhiệt tốt, không truyền nhiệ ra các khu vựclàm ảnh hưởng tới sự làm việc của các cơ cấu xung quanh, phải dễ dàng điềuchỉnh thay thế chi tiết hư hỏng

1.5.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh ô tô [1]

Phanh ô tô là quá trình tạo ra lực cản chuyển động, nhằm mục đích là giảmtốc độ ô tô khi cần thiết hoặc dừng hẳn Khi phanh người ta giảm nhiên liệu cungcấp vào động cơ, đồng thời phanh để hãm ô tô lại Nhờ hệ thống phanh mà ngườilái có thể nâng cao vận tốc chuyển động trung bình của ô tô và đảm bảo an toànkhi chuyển động

Có nhiều cách tạo ra lực cản chuyển động khác nhau, ở các loại ô tô thôngthường hiện nay, thường sử dụng phương pháp dùng lực ma sát sinh ra ở cơ cấuphanh, tạo ra mô men cản trở chuyển động quay của bánh xe ô tô

Xét về mặt biến đổi năng lượng thì quá trình phanh là quá trình biến đổinăng lượng chuyển động của ô tô thành nhiệt năng sinh ra giữa hai bề mặt ma sátcủa cơ cấu phanh và giữa bánh xe với mặt đường

Chất lượng tổng hợp của hệ thống phanh chính được đánh giá bằng các chỉtiêu sau:

1.5.2.1 Gia tốc chậm dần cực đại khi phanh

Khi phân tích các lực tác dụng lên ôtô, có thể viết phương trình cân bằnglực kéo khi phanh ôtô như sau:

Trường hợp phanh khẩn cấp trên đường bằng, bỏ qua ảnh hưởng của lựccản lăn và lực cản không khí, lực để thắng tiêu hao cho ma sát cơ khí đồng thờikhi phanh sử dụng được hoàn toàn trọng lượng bám.

Ppmax = Pjmax (1.2)Trường hợp hệ thống phanh có sự phân bố lực phanh tối ưu thì

phanh đột ngột người lái cần cắt ly hợp để tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền

ϕmax = 0, 75 ÷ 0, 8 trên đường nhựa tốt)

Trong thực tế, phanh khẩn cấp chỉ dùng trong những trường hợp thật cầnthiết, còn thường chỉ phanh với cường độ nhẹ

chuyển động (phanh êm dịu)

1.5.2.2 Thời gian phanh

Thời gian phanh cũng là một trong những chỉ tiêu để đánh giá chất lượngphanh Thời gian phanh càng nhỏ thì chất lượng phanh càng tốt

Từ biểu thức (1.8) ta thấy rằng thời gian phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào vận

cắt ly hợp khi phanh

1.5.2.3 Quãng đường phanh nhỏ nhất và quãng đường phanh thực tế

a) Quãng đường phanh nhỏ nhất

Quãng đường phanh cũng là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượngphanh của ô tô So với các chỉ tiêu khác thì chỉ tiêu quãng đường phanh là chỉtiêu mà người lái xe có thể nhận thức được một cách trực quan, dễ dàng tạo điềukiện cho người lái xử lý tốt trong khi phanh ô tô đi trên đường

- Trường hợp hệ thống phanh có sự phân bố lực phanh tối ưu thì

Quãng đường phanh nhỏ nhất được xác định bằng cách tích phân ds hai vế

Nếu ta phanh đến khi ô tô dừng hẳn thì v2 = 0, khi đó:

j 1

Smin =

Từ biểu thức trên ta thấy quãng đường phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào:

lái cắt ly hợp trước khi phanh thì quãng đường phanh sẽ ngắn hơn Ta thấy ở biểu

Ta có đồ thị thể hiện sự thay đổi của quãng đường phanh nhỏ nhất theo vận

S (m)10080604020

ψ= 0.3

ψ = 0.5

ψ = 0.7

0 20 40 60 80 100 V (Km/h)

Hình 1.5 Đồ thị chỉ sự thay đổi quãng đường phanh nhỏ nhất

theo tốc độ bắt đầu phanh v 1 và hệ số bám [1]

Từ đồ thị thấy rằng:

Hệ số bám ψ càng cao thì quãng đường phanh S càng giảm

Trường hợp hệ thống phanh chính có sự phân bố lực phanh không đổi thì:+ Khi cầu trước hãm cứng trước

b) Quãng đường phanh thực tế

Để xác định quãng đường phanh thực tế cần nghiên cứu quá trình phanh

như hình sau

Hình 1.6 Đồ thị quãng đường phanh thực tế [1]

Giản đồ phanh nhận được bằng thực nghiệm và qua giản đồ phanh có thểphân tích và thấy được bản chất của quá trình phanh

Trên giản đồ, gốc toạ độ được coi là thời điểm người lái phát hiện rachướng ngại vật ở phía trước và nhận thức được rằng cần phải phanh xe Thờigian các giai đoạn trong quá trình phanh thực tế được xác định cụ thể gồm có:

cho đến lúc tác dụng vào bàn đạp phanh Thời gian này phụ thuộc vào trình độ

trình tự do trong hệ thống, tức là thời gian từ lúc người lái tác dụng vào bàn đạpphanh cho đến khi má phanh ép sát vào tang phanh Thời gian này phụ thuộc vàokết cấu dẫn động phanh, đối với phanh khí nén t2 = 0,2 ÷ 0,4s, phanh dầu t2 =0,03 ÷ 0,1s

t3: Thời gian tăng lực phanh và tăng gia tốc chậm dần, nó phụ thuộc vào

t4: Thời gian phanh hoàn toàn với lực phanh cực đại PPmax và với gia tốc

trị không đổi

phanh khí nén t5 = 1,5 ÷ 2s, phanh dầu t5 = 0, 2s

quãng đường phanh nhỏ nhất Như vậy thời gian phanh thực tế tổng cộng kể từlúc có tín hiệu phanh đến khi phanh dừng hẳn sẽ là:

tP = t1 + t2 + t3 + t4 (1.15)

Từ giản đồ phanh cho thấy ở thời gian t1 + t2, lực phanh và gia tốc chậmdần bằng không Lực phanh và gia tốc bắt đầu tăng lên từ thời điểm A là điểm

trị cực đại và giữ không đổi trong suốt thời gian t4 Cuối thời gian t4, gia tốc

Giản đồ phanh trên đây đã được đơn giản hóa, còn giản đồ phanh lấy từthực nghiệm có dạng đường gợn sóng nhấp nhô

Trong quá trình sử dụng, do má phanh bị mòn và do điều chỉnh không đúng

sẽ làm cho quãng đường phanh lớn hơn rất nhiều và gia tốc phanh chậm dần

1.5.2.4 Lực phanh và lực phanh riêng

Lực phanh và lực phanh riêng cũng là chỉ tiêu để đánh giá chất lượngphanh Chỉ tiêu này dùng thuận lợi nhất là khi thử phanh ô tô trên bệ thử

Lực phanh ở các bánh xe trên trục thứ i:

Trong đó:

P pi = P PF + P PT= M PF + M PT

trái Lực phanh của cả ô tô được tính theo công thức:

P P = P Pi

i =1

(1.21)Lực phanh riêng của trục thứ i ( γ Pi ) là tỷ số giữa lực phanh với tải trọngthẳng đứng tác dụng lên nó ( Z i )

L - Chiều dài cơ sở của ô tô;

P p1 b + ϕ 0 .h g

βT - Hệ số phân bố lực phanh, ( βT = = );

P P1 + P P 2 L

ϕ 0 - Hệ số bám tối ưu

1.5.2.5 Độ lệch quỹ đạo của ô tô khi phanh

Do đường xá ngày càng có chất lượng cao và do áp dụng nhanh chóng các

kỹ thuật mới trong ngành ô tô cho phép ô tô ngày nay chạy với tốc độ lớn hơn.Khi phanh ở tốc độ cao thì tính ổn định hướng của ô tô là rất quan trọng

để đảm bảo tính an toàn khi phanh ô tô đang chạy trên một hành lang nhấtđịnh trên đường

Trong quá trình phanh ô tô thì trục dọc của ô tô có thể bị nghiêng một góc βnào đấy so với hướng của quỹ đạo đang chuyển động Khi phanh mà ô tô bị quay

đi một góc β quá mức quy định sẽ ảnh hưởng đến an toàn chuyển động của ô tô

phanh như hình 1.7 sau:

Hình 1.7 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô phanh mà bị quay vòng [1]

Khi phanh mà tổng các lực phanh ở các bánh xe tại một bên nào đó khácvới tổng các lực phanh sinh ra ở các bánh xe phía bên kia thì sẽ xuất hiện mô

tô do đó sẽ gây góc lệch β Giả sử lúc đầu ô tô đang chuyển động theo hướng củatrục X, nhưng sau khi phanh ô tô bị lệch một góc β Trong khi phanh ở các bánh

Giả sử tổng các lực phanh bên phải lớn hơn các lực phanh bên trái lúc đó ô

tô sẽ quay vòng theo hướng mũi tên hình (1-7) quanh trọng tâm A của ô tô nếu

Mq = P B − P B = (P − P ) B

(1.28)

pF

2 pT 2 pF pT 2

Trong đó: B - Là chiều rộng cơ sở của ô tô

nhỏ), thì phương trình chuyển động của các trục dọc ô tô quanh trọng tâm A có dạng:

A Lấy tích phân hai lần phương trình (1.30) ta được:

Để tìm giá trị của C ta sử dụng điều kiện ban đầu khi t = 0 thì β = 0 và lắpvào phương trình (1.32) ta có C = 0, từ đó ta được:

M q

β = t 2

1.5.3 Sự biến đổi hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường trong quá trình phanh

1.5.3.1 Vai trò hệ số bám trong quá trình phanh ô tô [1], [4]

Như phần trên đã trình bầy, trong quá trình phanh ô tô để có hiệu quả caocần phải tạo ra một lực phanh lớn nhất giữa bánh xe với mặt đường

Ta biết rằng, khi bánh xe lăn không trượt trên mặt đường thì lực cản lớnnhất giữa bánh xe với mặt đường chính bằng lực bám

Nói cách khác chúng ta phải có lực phanh cực đại xác định theo hệ số bám

ψ và trọng lượng bám G: Ppmax = Z.ψ