Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Đánh giá chất lượng phanh của ô tô tải cỡ trung sản xuất tại Việt Nam khi vận chuyển gỗ

Chia sẻ: Tri Lộ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:86

Thêm vào BST

Báo xấu

32
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu xây dựng mô hình động lực học quá trình phanh của ô tô cỡ trung sản xuất tại Việt Nam để làm cơ sở cho việc đánh giá chất lượng hệ thống phanh (hiệu quả phanh và ổn định hướng chuyển động) khi vận chuyển gỗ. Từ đó đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao chất lượng phanh và chế độ sử dụng sử dụng xe hợp lý, an toàn và hiệu quả.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Đánh giá chất lượng phanh của ô tô tải cỡ trung sản xuất tại Việt Nam khi vận chuyển gỗ

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nếu nội dung nghiên cứu của tôi trùng lặp với bất kỳ công trình nghiên cứu nào đã công bố, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và tuân thủ kết luận đánh giá luận văn của Hội đồng khoa học. Hà Nội, ngày 7 tháng 10 năm 2016 Ngƣời cam đoan Lƣơng Thế Hƣng
ii LỜI CẢM ƠN Nhân dịp hoàn thành luận văn này cho phép tôi đƣợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới Thầy giáo hƣớng dẫn khoa học PGS.TS. Lê Văn Thái, đã dành rất nhiều thời gian chỉ bảo tận tình và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Trân trọng cảm ơn lãnh đạo nhà trƣờng, phòng Đào tạo sau đại học, khoa Cơ điện và Công trình Trƣờng Đại học Lâm nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành nhiệm vụ học tập và nghiên cứu của mình. Trân trọng cảm ơn lãnh đạo phòng Đào tạo Trƣờng Đại học Lâm nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành khóa học và luận văn tốt nghiệp này. Trân trọng cảm ơn các Nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong suốt quá trình làm và hoàn chỉnh luận văn. Hà Nội, ngày 7 tháng 10 năm 2016 Tác giả luận văn Lƣơng Thế Hƣng
iii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan ...................................................................................................... i Lời cảm ơn ........................................................................................................ ii Mục lục ............................................................................................................. iii Danh mục các bảng .......................................................................................... vi Danh mục các hình .......................................................................................... vii ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU................................. 3 1.1. Tình hình áp dụng cơ giới hóa trong vận chuyển gỗ .............................. 3 1.1.1 Trên thế giới ...................................................................................... 3 1.1.2. Ở Việt Nam ...................................................................................... 5 1.2. Tình hình nghiên cứu về động lực học phanh ô tô ................................. 6 1.2.1. Trên thế giới. .................................................................................... 6 1.2.2. Trong nƣớc ....................................................................................... 9 1.3. Kết luận chƣơng 1................................................................................. 11 Chƣơng 2. MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................................ 13 2.1. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................. 13 2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu. ....................................................... 13 2.2.1. Đối tƣợng nghiên cứu..................................................................... 13 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu. ..................................................................... 19 2.3.1. Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết................................................. 19 2.3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm........................................... 21 Chƣơng 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ...................................................................... 22 3.1. Cơ sở lý thuyết đánh giá chất lƣợng phanh ô tô ................................... 22
iv 3.1.1. Các lực tác dụng lên ô tô khi phanh ............................................... 22 3.1.2. Hiệu quả quá trình phanh ô tô tải vận chuyển gỗ........................... 23 Chƣơng 4. CHẤT LƢỢNG PHANH CỦA XE Ô TÔ VẬN TẢI CỠ TRUNG KHI VẬN CHUYỂN GỖ................................................................................ 37 4.1 Xây dựng mô hình tính toán động lực học quá trình phanh của xe ô tô vận tải cỡ trung khi vận chuyển gỗ. ............................................................. 37 4.1.1. Các giả thuyết ................................................................................ 37 4.1.2. Xây dựng mô hình động lực học quá trình phanh của xe tải cỡ trung khi vận chuyển gỗ ........................................................................... 38 4.2.3 Xây dựng phƣơng trình vi phân chuyển động khi phanh của ô tô xoay quanh trọng tâm ............................................................................... 41 4.3. Xác định chất lƣợng quá trình phanh xe ô tô Thaco Foton cỡ trung.... 43 4.3.1. Xác định hiệu quả phanh ................................................................ 43 4.3.2. Xác định góc lệch hƣớng chuyển động của ô tô khi phanh ........... 46 4.3.3. Giải phƣơng trình vi phân chuyển động theo phƣơng pháp Runge Kutta bằng ngôn ngữ lập trình Matlab ..................................................... 47 4.4. Đánh giá chất lƣợng phanh xe ô tô vận tải cỡ trung chở gỗ ................. 51 4.4.1. Cơ sở đánh giá ................................................................................ 51 4.5.2. Đánh giá chất lƣợng phanh xe ôtô vận tải cỡ trung chở gỗ ........... 54 4.5. Đề xuất các giải pháp nâng cao hệ thống phanh của xe ô tô tải cỡ trung. 54 Chƣơng 5. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM................................................. 57 5.1. Mục đích nghiên cứu thực nghiệm ....................................................... 57 5.2. Đối tƣợng nghiên cứu thực nghiệm ...................................................... 57 5.3 Các thông số cần đo và dụng cụ đo ....................................................... 57 5.3.1. Các thông số đo .............................................................................. 57 5.3.2. Dụng cụ đo ..................................................................................... 57 5.4. Tiến hành thí nghiệm ............................................................................ 57
v 5.4.1. Xác định tọa độ trọng tâm ôtô chở gỗ ............................................ 57 5.4.2. Xác định hệ số bám của ôtô với mặt đƣờng ................................... 62 5.4.3. Xác định hệ số cản lăn của ô tô với mặt đƣờng ............................. 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC
vi DANH MỤC CÁC BẢNG TT Nội dung Trang 2.1 Các thông số kỹ thuật của xe Thaco Foton - cỡ trung 15 4.1 Bảng tính toán mô men phanh theo hệ số bám 46 4.2 Bảng tính toán góc lệch  khi phanh theo hệ số bám 47 4.3 Chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh của một số nƣớc 51 4.4 Tiêu chuẩn Châu Âu về hiệu quả phanh (ECE R13) 52
vii DANH MỤC CÁC HÌNH TT Nội dung Trang 1.1 Tàu hỏa đƣợc sử dụng để vận chuyển gỗ tại Mỹ 3 1.2 Xe tải quân đội đầu tiên đƣợc sử dụng vận chuyển gỗ năm 1913 4 Xe tải vận chuyển gỗ có lắp thêm càng ngoạm để tiện dụng cho 4 1.3 việc bốc xếp gỗ lên, xuống xe 1.4 Xe công nông tự chế vận chuyển gỗ trên đƣờng 5 2.1 Xe ô tô Thaco Foton - cỡ trung 15 2.2 Sơ đồ cấu tạo của hệ thống phanh chính xe tải Thaco Foton 17 2.3 Cơ cấu phanh trƣớc 18 2.4 Cơ cấu phanh sau 19 3.1 Các lực tác dụng lên ô tô khi phanh 22 Đồ thị chỉ sự thay đổi quãng đƣờng phanh theo vận tốc bắt đầu 26 3.2 phanh v1 và theo hệ số bám 3.3 Giản đồ phanh 27 3.4 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh mà ô tô bị quay đi 1 góc β 32 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô vận chuyển gỗ thực hiện quá trình 38 4.1 phanh trên đƣờng xuống dốc. Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh làm ô tô bị quay đi một 41 4.2 góc 4.3 Đồ thị kết quả khảo sát quá trình phanh trên đƣờng nhựa khô 48 4.4 Đồ thị kết quả khảo sát quá trình phanh trên đƣờng đất khô, ráo 49 4.5 Đồ thị kết quả khảo sát quá trình phanh trên đƣờng đất ƣớt 50 5.1 Sơ đồ cấu tạo lực kế 57 5.2 Xác định trọng tâm theo chiều dọc của ô tô 58 5.3 Sơ đồ xác định tọa độ trọng tâm theo chiều thẳng đứng 59 5.4 Xác định tọa độ trọng tâm theo chiều ngang 61 5.5 Đƣờng thí nghiệm và cọc đóng ở bên đƣờng 64
1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Mở đầu Hiện nay nƣớc ta có mật độ ô tô trên đƣờng ngày càng lớn và yêu cầu tốc độ chuyển động cho phép ngày càng cao. Trong khi đó hạ tầng giao thông của ta còn yếu kém không theo kịp sự bùng nổ của các phƣơng tiện giao thông đƣờng độ. Điều này đặt ra vấn đề cấp thiết hàng đầu về việc quản lý, sử dụng xe và an toàn giao thông trên đƣờng. Theo số liệu thống kê sơ bộ của Cục cảnh sát giao thông, năm 2015 cả nƣớc xảy ra 22.326 vụ tai nạn giao thông đƣờng bộ làm chết gần 8.500 ngƣời và hàng chục nghìn ngƣời bị thƣơng gây thiệt hại về ngƣời và lãng phí lớn tài sản của Nhà nƣớc và nhân dân. Trong đó, nguyên nhân gây tai nạn giao thông đƣờng bộ 60÷70% do con ngƣời gây ra; 10÷15% do hƣ hỏng máy móc, trục trặc kỹ thuật và 20÷30% là do đƣờng xá quá xấu. Trong nguyên nhân do hƣ hỏng máy móc, trục trặc về kỹ thuật thì theo thống kê cho thấy tai nạn do hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn (52÷75%). Bởi vậy các nhà thiết kế liên tục đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu và phát triển để cải tiến, hoàn thiện hệ thống phanh. Tất cả đều hƣớng tới mục tiêu tăng hiệu quả phanh và tính ổn định hƣớng khi phanh, tăng độ tin cậy làm việc của hệ thống, qua đó đảm an toàn chuyển động và tăng hiệu quả khai thác phƣơng tiện. Bên cạnh đó, các hãng vận tải trong nƣớc nhƣ: Thaco Trƣờng Hải, Vinaxuki…đã lắp ráp, sản xuất thành công nhiều loại ô tô tải hết sức đa dạng và phong phú, có giá thành cạnh tranh. Với chính sách đổi mới của Nhà nƣớc, rừng đƣợc giao về các hộ gia đình, trang trại ở vùng núi, và do điều kiện kinh tế còn hạn chế, các mặt hàng ô tô này đã đáp ứng đƣợc nhu cầu vận chuyển hàng hóa nông sản và vận chuyển gỗ tới nơi tiêu thụ của ngƣời dân. Các hoạt động vận chuyển gỗ đƣợc thực hiện trong điều kiện địa hình, đƣờng xá khó khăn, phức tạp. Mặc dù vậy, các đề tài đánh giá về chất lƣợng phanh của ô tô
2 đƣợc lắp ráp tại Việt Nam vận chuyển hàng hóa nói chung, vận chuyển gỗ nói riêng còn rất ít hoặc chƣa có, khiến cho ngƣời sử dụng xe theo cách cảm tính và bỏ qua an toàn cho tính mạng của mình. Trên cơ sở đó, chúng tôi đi nghiên cứu đề tài “Đánh giá chất lượng phanh của ô tô tải cỡ trung sản xuất tại Việt Nam khi vận chuyển gỗ” là rất cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao cho giai đoạn hiện nay. 2.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn 2.1. Về khoa học - Xây dựng đƣợc mô hình động lực học quá trình phanh của ô tô tải cỡ trung khi vận chuyển gỗ, từ đó đã thiết lập đƣợc hệ phƣơng trình vi phân chuyển động cho xe khi phanh. Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học để đánh giá chất lƣợng phanh xe ô tô tải sản xuất tại Việt Nam khi vận chuyển gỗ. - Bằng nghiên cứu thực nghiệm, đã xác định đƣợc các thông số đầu vào phục vụ bài toán lý thuyết cũng nhƣ các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng phanh của phanh ô tô tải cỡ trung sản xuất tại Việt Nam khi vận chuyển gỗ. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm là số liệu đầu vào khi giải bài toán lý thuyết cũng nhƣ việc xây dựng mô hình động lực học quá trình phanh của ô tô khi vận chuyển gỗ đồng thời là kiểm chứng với kết quả với nghiên cứu lý thuyết. 2.2. Về thực tiễn Kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ là cơ sở khoa học để đánh giá chất lƣợng phanh cho xe ô tô cỡ trung sản xuất tại Việt Nam khi vận chuyển gỗ. Trên cơ sở đó đƣa ra những giải pháp nhằm nâng cao chất lƣợng phanh của xe, giúp cho nhà sản xuất có cơ sở để hoàn thiện cũng nhƣ khuyến cáo cho ngƣời sử dụng xe hợp lý khi vận chuyển gỗ.
3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tình hình áp dụng cơ giới hóa trong vận chuyển gỗ 1.1.1 Trên thế giới Trên thế giới, lúc mới đầu cách thuận tiện nhất để vận chuyển gỗ sau khi khai thác là khai thác gần sông rồi sau đó vận chuyển theo đƣờng thủy. Sau này khi các nguồn cung cấp gỗ ở gần đƣờng thủy giảm đi và ngƣời khai thác gỗ đã phải đi xa hơn để khai thác, họ đã sử dụng xe bò hoặc ngựa để kéo với năng suất thấp. Dần dần khi khoa học kỹ thuật phát triển, hệ thống đƣờng tàu đƣợc sử dụng rộng rãi, ngƣời ta bắt đầu sử dụng các hệ thống tàu và xe lửa để vận chuyển gỗ. [8] Hình 1.1. Tàu hỏa được sử dụng để vận chuyển gỗ tại Mỹ Năm 1913 tại Coving, Washington, Hoa Kỳ lần đầu tiên xe tải đƣợc Quân đội Hoa Kỳ đƣa vào sử dụng để vận chuyển gỗ. Sau chiến tranh thế giới lần thứ hai, số lƣợng xe tải quân sự phong phú đã đƣợc chuyển giao cho các
4 công ty khai thác gỗ để sử dụng. Các xe tải này đã đƣợc các nhà khoa học cải tiến hệ thống phanh, lốp, hệ thống động lực tốt hơn để đảm bảo an toàn. [8] Hình 1.2. Xe tải quân đội đầu tiên được sử dụng vận chuyển gỗ năm 1913 Trên cơ sở tiện dụng của xe tải quân đội khi vận chuyển gỗ, cho đến nay, xe tải vẫn là cơ sở để các nhà khoa học phát triển, cải tiến nhằm đảm bảo an toàn, nâng cao năng suất khi vận chuyển gỗ. Hiện nay có hai loại xe tải chính đó là sử dụng trên đƣờng cao tốc và trên các con đƣờng vận chuyển gỗ với nhiều bộ phận công tác phụ trợ giúp năng suất cao, giảm bớt sức lực cho ngƣời lao động. Hình 1.3. Xe tải vận chuyển gỗ có lắp thêm càng ngoạm để tiện dụng cho việc bốc xếp gỗ lên, xuống xe
5 1.1.2. Ở Việt Nam Việt Nam là nƣớc có nền kinh tế chủ yếu phụ thuộc vào nông nghiệp, vừa thoát khỏi chiến tranh, nền công nghiệp chế tạo máy chƣa phát triển, vốn đầu tƣ còn rất hạn chế nên chƣa thể có đƣợc các loại xe tải chuyên dùng. Mặt khác, hiện nay do tác động của cơ chế kinh tế nhiều thành phần, do việc giao đất khoán rừng cho các hộ nông dân sử dụng lâu dài trên các địa bàn trung du miền núi. Các trang trại sản xuất nông - lâm nghiệp xuất hiện, kinh tế trang trại và các sản phẩm từ trang trại cũng đang là thị trƣờng hấp dẫn cho các dịch vụ cơ khí lâm nghiệp, đặc biệt là công tác vận chuyển. Các phƣơng tiện vận chuyển hàng hóa chủ yếu đƣợc sử dụng là xe bò, máy kéo, công nông, xe tải. Năm 2008 các phƣơng tiện tự chế đã bị nhà nƣớc đình chỉ lƣu thông trên đƣờng nhằm đảm bảo trật tự an toàn giao thông. [8] Hình 1.4. Xe công nông tự chế vận chuyển gỗ trên đường Hiện nay, phƣơng tiện vận chuyển gỗ trong nƣớc chủ yếu là xe tải. Bên cạnh đó các hãng vận tải trong nƣớc đã lắp ráp, sản xuất thành công nhiều loại ô tô tải hết sức đa dạng và phong phú, giải quyết đƣợc yếu tố kinh tế của khó khăn của các hộ nông dân.
6 1.2. Tình hình nghiên cứu về động lực học phanh ô tô 1.2.1. Trên thế giới Cho đến nay trên thế giới đã có rất nhiều tác giả và nhiều công trình khoa học nghiên cứu cả về lý thuyết và thực nghiệm quá trình làm việc của hệ thống phanh xe ô tô, các biện pháp kết cấu, phƣơng pháp tính toán cũng nhƣ các nhân tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng làm việc của chúng. Nhiều nƣớc nghiên cứu đề ra tiêu chuẩn, phƣơng pháp để kiểm tra chất lƣợng của hệ thống phanh các ô tô mới sản xuất cũng nhƣ xe mới sử dụng. Một trong số các nhà khoa học đã đặt nền móng cho việc nghiên cứu sâu sắc và toàn diện hệ thống phanh ô tô là viện sĩ E.A Tru-đa-cốp. Ông đã xây dựng phƣơng pháp tính toán cơ cấu phanh, đánh giá hiệu quả làm việc cũng nhƣ các nhân tố ảnh hƣởng tới quá trình làm việc của hệ thống phanh ô tô.[5] Trong nghiên cứu lý thuyết của mình ông thừa nhận các giả thuyết đơn giản sau: - Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh có giá trị không đổi trong quá trình phanh. - Bề mặt làm việc của tấm ma sát bị biến dạng còn trống (đĩa) phanh không bị biến dạng. - Khi phanh, chỉ có tấm ma sát bị biến dạng còn trống (đĩa) phanh không bị biến dạng. - Trong quá trình phanh, hệ số bám giữa bánh xe với bề mặt đƣờng là không đổi. Phát triển có hiệu quả các nghiên cứu của E.A. Tru đa cốp là việc sĩ N.A. Bu kha rin, ông đã nghiên cứu các phƣơng pháp giải tích và đồ thị để tính toán cơ cấu phanh; các công thức để xác định nhiệt độ sinh ra trong cơ cấu phanh. Ông cũng đề ra phƣơng pháp đánh giá gián tiếp độ bền lâu của cơ cấu
7 phanh theo công ma sát riêng, xây dựng công thức xác định quãng đƣờng phanh của ôtô.[5] Các tính toán, phân tích của N.A.Bu kha rin về cơ bản dựa trên các giả thuyết của E.A Tru đa cốp, tuy nhiên ông thừa nhận quy luật phân bố không đồng đều của áp suất theo chiều dài tấm ma sát trong cơ cấu phanh. Ông cũng nhận xét thấy sự không ổn định của hệ số mat sát giữa má phanh- Trống phanh trong quá trình phanh và đã tiến hành khảo sát một loạt các nhân tố ảnh hƣởng tới nó (tốc độ, áp suất, nhiệt độ, trạng thái của đôi bề mặt ma sát, sự mài mòn của cặp ma sát trong quá trình phanh...).[5] Tiếp tục tƣ tƣởng của N.A. Bu-kha-rin, các tác giả N.G. Lê-vin, V.L.Ga- đô-li-na, L.R. Su-tô-gô, Iu.B.Bê-len-ki, L.M. Pƣ-giê-vích, A.Jan-te... đã nghiên cứu ảnh hƣởng sự biến dạng của trống phanh tới quy luật phân bố áp suất theo chiều dài má phanh, đến trị số mô men phanh mà cơ cấu có thể tạo ra. Công trình nghiên cứu của A.X. Phê- đô- xốp đã khảo sát ảnh hƣởng các thông số kết cấu của cơ cấu phanh tới chất lƣợng tiếp xúc của cặp ma sát và các thông số làm việc khác của cơ cấu.[5] Giáo sƣ A.F.Ma-sen-cô đƣa ra khái niệm tỷ số truyền của cơ cấu phanh, hệ số ma sát tƣơng đƣơng của cơ cấu phanh để tính toán, nghiên cứu, so sánh các cơ cấu phanh khác nhau. Nhờ sử dụng các khái niệm này, phƣơng pháp tính toán hiệu quả làm việc của các cơ cấu phanh khác nhau cũng nhƣ việc so sánh khả năng làm việc của chúng trở nên chính xác và toàn diện hơn.[5] Sự đóng góp to lớn vào nghiên cứu quá trình làm việc của cơ cấu phanh trong những năm gần đây là giáo sƣ B.B. Gen-bom cùng các cộng sự của ông ở trƣờng đại học ô tô và đƣờng bộ Lơ -vốp (Liên - xô). Giáo sƣ đã tiến hành các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hƣởng có tính quy luật của các nhân tố kết cấu, vận hành của cơ cấu phanh đến các chỉ tiêu hiệu quả phanh của xe và tính ổn định của cơ cấu trong quá trình phanh; sử dụng phƣơng pháp mô hình
8 hóa, ông đã tiến hành nghiên cứu quá trình nhiệt xảy ra trong cơ cấu phanh xe ô tô.[5] Trong quá trình phanh nếu các bánh xe bị hãm cứng, trƣợt lết trên đƣờng sẽ làm cho xe bị mất ổn định và giảm hiệu quả của quá trình phanh. Để khắc phục những thiếu sót này ngƣời ta đã nghiên cứu đƣa vào trong hệ thống phanh các bộ tự động điều chỉnh lực phanh và các bộ chống hãm cứng các bánh xe khi phanh.[5] Các tác giả G.M. Ka-xô-la-pôp, I.K.Ptrê-lin, V.A.I-la-ri-ô-nôp đã nghiên cứu động lực học của quá trình phanh trên các xe có trang bị bộ chống hãm cứng. Các tác giả này, trong mô hình toán học của mình đã xét đến sự biến đổi của hệ số bám giữa bánh xe với mặt đƣờng trong quá trình phanh. G.M Ka-xô-la-pôp lấy trị số trung bình của hệ số bám trong quá trình phanh để tính toán, còn V.A. I-la-ri-ô-nôp thì xét sự biến đổi của hệ số bám theo vận tốc của xe và độ trƣợt tƣơng đối của bánh xe trên mặt đƣờng trong quá trình phanh. Tuy nhiên ở đây quan hệ giữa hệ số bám với vận tốc và độ trƣợt mới chỉ đƣợc trình bày dƣới dạng các bảng số rời rạc.[5] M. Mits-kê và P. Vi-nhê tiến hành nghiên cứu quá trình phanh ô tô khi xe chuyển động trên đƣờng không bằng phẳng. Các tác giả này đã mô hình hóa ô tô thành một hệ không gian. Các tác giả cũng xét sự biến đổi của hệ số bám trong quá trình phanh phụ thuộc vào vận tốc chuyển động, đột trƣợt, góc lăn lệch của bánh xe, tải trọng tác dụng lên bánh xe theo phƣơng đứng và phƣơng ngang... Các quan hệ này cũng không đƣợc trình bày dƣới dạng giải tích nên việc tính toán gặp nhiều khó khăn, ý nghĩa sử dụng trong thực tế cũng bị hạn chế.[5] Song song với sự phát triển các học thuyết về cơ cấu phanh, dƣới sự lãnh đạo của giáo sƣ I.V. Kra-genk-xki, các kết quả nghiên cứu lý thuyết ma sát ngoài và sự mài mòn của các vật thể rắn đã nâng khoa học về lĩnh vực ma sát
9 lên mức chất lƣợng cao. Các nghiên cứu của I.V. Kra-gen-xki, A.B. Tri-tri- nat-gie, V.X. Sê- đrôp đã làm sáng tỏ bản chất tiếp xúc ma sát, đánh giá đƣợc ảnh hƣởng của các nhân tố : vận tốc, áp suất, nhiệt độ đến chất lƣợng làm việc của cặp ma sát. [5] Điểm qua các công trình nghiên cứu trong lĩnh vực của hệ thống phanh ta thấy: Các nghiên cứu về phƣơng pháp tính toán hệ thống phanh ô tô cũng nhƣ phân tích ảnh hƣởng của các nhân tố kết cấu, vận hành đến chất lƣợng làm việc của nó rất phong phú, đề cập tới nhiều khía cạnh của quá trình phanh. Tuy nhiên do sự phức tạp của mối quan hệ giữa các thông số cũng nhƣ của các nhân tố ảnh hƣởng trong quá trình phanh nên nhiều tác giả đã phải sử dụng các giả thuyết đơn giản để tính toán. Những năm gần đây do ứng dụng các thành tựu của ngành tin học và máy tính, việc sử dụng các máy điện toán cho phép xây dựng đƣợc các mô hình toán học phức tạp, nhiều tham số, phản ánh sát với thực tế. Khi đó các nhân tố ảnh hƣởng đến sự làm việc của hệ thống phanh đƣợc xem xét toàn diện, đúng bản chất của nó, làm cho các công trình nghiên cứu lý thuyết ngày càng có ý nghĩa thực tiễn hơn. 1.2.2. Trong nước Những kết quả nghiên cứu về hiệu quả của phanh trên ô tô khi phanh ở Việt Nam đến nay còn rất nhiều hạn chế, chƣa có nhiều công trình chuyên sâu nghiên cứu về tổng thể và hệ thống. Đề tài:“Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới động lực phanh ô tô” đã nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng tới động lực phanh ô tô và cấu tạo hệ thống phanh dẫn động thủy lực, trợ lực chân không trên xe GAZ-66, tiến hành phân tích kết cấu hệ thống phanh cụ thể trên xe.[7] Đề tài:“Nghiên cứu động lực học quá trình phanh liên hợp máy kéo Shibaura - 3000A khi vận chuyển gỗ rừng trồng” của Th.S Nguyễn Tài Cƣờng năm 2007 đã xây dựng mô hình toán học khảo sát động lực học quá
10 trình phanh của liên hợp máy kéo Shibaura - 3000A khi vận chuyển gỗ rừng trồng, có sự chênh lệch về thời gian tác động của cơ cấu phanh máy kéo so với cơ cấu phanh rơ moóc, có sự khác nhau về tốc động tăng lực phanh, có sự khác nhau về hệ số liên kết giữa phanh rơ moóc và phanh máy kéo.[6] Đề tài:“Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng quá trình phanh xe và đề xuất các giải pháp nâng cao độ an toàn chuyển động ô tô” đã giới thiệu đƣợc những nét tổng quát về các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng quá trình phanh xe, đồng thời đã kết hợp với quá trình tính toán để xác định các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng phanh xe ZIL-130. Tuy nhiên đề tài mới chỉ dừng lại tính toán một loại xe, chƣa xác định đƣợc các yếu tố ảnh hƣởng trong mối quan hệ mật thiết giữa chúng. Đặc biệt trong phần đề xuất mới chỉ ở những nét tổng quát dù đã có những số liệu và định hƣớng phát triển ngành.[7] Đề tài: “Nghiên cứu động lực quá trình phanh trên xe ô tô có trang bị hệ thống ABS” của Th.S Vũ Duy Khiêm năm 2008 đã phân tích đánh giá so sánh một số chỉ tiêu quan trọng của quá trình phanh với sự tác động của hệ thống ABS trên xe ô tô INNOVA do hãng Toyota sản xuất và đƣa ra một số khuyến cáo để sử dụng hệ thống phanh hiệu quả, góp phần nâng cao an toàn giao thông.[7] Đề tài:“Khảo sát động lực học quá trình phanh của ôtô Toyota Vios 1,5L” đã nghiên cứu và khảo sát sự cố mất mô men phanh trong các trƣờng hợp xe đi thẳng mất phanh không đều theo dọc trục của xe, sự cố chậm tác dụng dẫn động phanh đến các chỉ tiêu của phanh và tính ổn định của ô tô khi phanh. [7] Đề tài:“Thiết kế hoán cải hệ thống phanh ô tô tải Kia Rhino” của Th.S Nguyễn Văn Bản viết năm 2008 đã nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hệ thống
11 phanh của ô tô tải Kia Rhino từ đó tính toán và khảo sát để đƣa ra những giải pháp cải tiến để nâng cao chất lƣợng hệ thống phanh. [7] Đề tài:“Khảo sát ổn định hướng chuyển động của ô tô trong quá trình phanh ô tô hai cầu” của Th.S Nguyễn Thanh Bình năm 2009 đã nghiên cứu lý thuyết về sự mất ổn định hƣớng của ô tô khi phanh với mô phỏng dùng phần mềm Matlab- công cụ Simulink để khảo sát sự mất ổn định hƣớng của ô tô khi phanh trên đƣờng thằng làm tiền đề cho việc thiết kế, cải tiến hệ thống phanh nhằm nâng cao hiệu quả, độ ổn định chuyển động khi phanh, tăng độ tin cậy làm việc của ô tô khi chuyển động. [7] 1.3. Kết luận chƣơng 1 Các công trình nghiên cứu về phanh trên thế giới rất phong phú và đã giải quyết đƣợc các vấn đề: + Xây dựng phƣơng pháp tính toán cơ cấu phanh, đánh giá hiệu quả làm việc cũng nhƣ các nhân tố ảnh hƣởng tới quá trình làm việc của hệ thống phanh. + Nghiên cứu các phƣơng pháp giải tích và đồ thị, mô hình hóa ô tô thành một hệ không gian để tính toán cơ cấu phanh từ đó vận dụng các ứng dụng phần mềm vi tính hỗ trợ để giải với nhiều tham số, phản ánh sát với thực tế. + Nghiên cứu đƣa ra các biện pháp nâng cao, cải tiến chất lƣợng phanh của ôtô nhƣ bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh, bộ phân bố lực phanh trên các bánh xe, vật liệu làm hệ thống phanh.... từ đó đƣa ra các chỉ tiêu, tiêu chuẩn cụ thể để tiến hành đánh giá chất lƣợng hệ thống phanh. Các công trình nghiên cứu về phanh trong nƣớc cũng đã có nghiên cứu về các yếu tố ảnh hƣởng tới chất lƣợng quá trình phanh, khảo sát chất lƣợng phanh của một số loại xe ô tô cũ, máy kéo khi vận chuyển gỗ trong rừng, nghiên cứu nâng cao cải tiến hệ thống phanh của một số loại xe với hệ thống
12 ABS, đƣa ra các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng phanh cho một số loại xe sử dụng tại Việt Nam. Tuy nhiên, việc nghiên cứu trong lĩnh vực hệ thống phanh ô tô chƣa đƣợc chú trọng, tƣơng xứng với tầm quan trọng của nó. Nhất là trong công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nƣớc theo định hƣớng xã hội chủ nghĩa, việc sản xuất nông nghiệp gắn liền với lâm nghiệp, các loại xe ô tô thƣờng đƣợc sử dụng thêm vận chuyển gỗ rừng trồng ngoài vận chuyển hàng hóa nông sản để tiết kiệm chi phí khấu hao máy móc, nâng cao hiệu quả kinh tế. Trên cơ sở của việc nghiên cứu, tìm hiểu về tình hình cơ giới hóa các khâu trong sản xuất lâm nghiệp nhƣ: tình hình khai thác, vận chuyển, chế biến, các loại phƣơng tiện vận chuyển của nƣớc ta và trên thế giới. Nhằm đƣa ra cơ sở khoa học để hiệu chỉnh và chọn lựa chế độ sử dụng hợp lý và nâng cao tính an toàn cho ô tô khi vận chuyển các sản phẩm lâm nghiệp. Chúng tôi đã chọn đề tài “Đánh giá chất lượng phanh của ô tô tải cỡ trung sản xuất tại Việt Nam khi vận chuyển gỗ”.
13 Chƣơng 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu xây dựng mô hình động lực học quá trình phanh của ô tô cỡ trung sản xuất tại Việt Nam để làm cơ sở cho việc đánh giá chất lƣợng hệ thống phanh (hiệu quả phanh và ổn định hƣớng chuyển động) khi vận chuyển gỗ. Từ đó đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao chất lƣợng phanh và chế độ sử dụng sử dụng xe hợp lý, an toàn và hiệu quả. 2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 2.2.1. Đối tượng nghiên cứu Hiện nay ở nƣớc ta có nhiều tập đoàn, công ty đã chế tạo và lắp ráp xe vận tải hàng hóa nhƣ Vinasuki, Thaco Trƣờng Hải…với những sản phẩm hết sức đa dạng và phong phú. Hàng năm các tập đoàn này đã sản xuất hàng ngàn đầu xe với trọng tải xe từ nhỏ, trung bình, lớn và rất lớn. Theo trọng tải thì ô tô vận chuyển chia ra các loại sau [cấu tạo ô tô - máy kéo]: Ô tô vận tải rất nhỏ (trọng tải nhỏ hơn 0,5 tấn); ô tô tải cỡ nhỏ (trọng tải từ 0,5 – 2 tấn); Ô tô vận tải loại trung bình (trọng tải từ 2 – 5 tấn); ô tô vận tải loại lớn (trọng tải từ 5 – 15 tấn) và ô tô trọng tải loại rất lớn (trọng tải trên 15 tấn). Từ điều kiện thực tế chế tạo và lắp ráp ô tô ở Việt Nam, xe ô tô vận tải cỡ trung đƣợc chúng tôi chọn làm đối tƣợng nghiên cứu của luận văn. Đƣờng ô tô lâm nghiệp đƣợc phân làm 4 cấp, tƣơng ứng với 4 loại đƣờng, cụ thể: Đƣờng trục chính: là đƣờng vận chuyển chính của một khu kinh tế lâm nghiệp trong vùng. Đƣờng trục chính là liên kết giữa các lâm trƣờng trong vùng với nhau, giữa các lâm trƣờng với khu trung tâm kinh tế lâm nghiệp, giữa các khu trung tâm kinh tế lâm nghiệp với nhau.