Luận văn Nghiên cứu động học, động lực học và ổn định chuyển động ô tô MAZ-500A trong điều kiện giao thông Việt Nam (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu động học, động lực học và ổn định chuyển động ô tô MAZ-500A trong điều kiện giao thông Việt Nam (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN CẨM THẠCH NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC VÀ ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG Ơ TƠ MAZ - 500A TRONG ĐIỀU KIỆN GIAO THƠNG VIỆT NAM NGÀNH: KHAI THÁC VÀ BẢO TRÌ Ơ TƠ, MÁY KÉO - 605246 S KC 0 0 0 4 2 8 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2005
2. LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC VÀ ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG ÔTÔ MAZ – 500A TRONG ĐIỀU KIỆN GIAO THÔNG VIỆT NAM. CHUYÊN NGHÀNH : Khai thác và bảo trì Ôtô, Máy kéo MÃ SỐ NGHÀNH HỌC : 605246 HỌC VIÊN THỰC HIỆN : KS.Nguyễn Cẩm Thạch GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS – TS. Nguyễn Văn Phụng TP. Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2005
3. LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh, Khoa Cơ Khí Động Lực và phòng Quản Lý Sau Đại Học của nhà trường đã tạo điều kiện cho tôi được theo học và hoàn thành luận văn này. Xin cảm ơn quý thầy cô đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt quá trình tôi theo học lớp cao học chuyên ngành Khai Thác và Bảo Trì Ôtô Máy Kéo. Tôi muốn nói lời cảm ơn sâu sắc nhất tới PGS – TS. Nguyễn Văn Phụng, người đã nhiệt tình giảng dạy và hướng dẫn tôi hòan thành đồ án. Cám thầy Trần Đình Quý đã cho tôi lời hướng dẫn quý báu trong suốt quá trình tôi thực hiện luận văn. Cám ơn những người bạn đã hết lòng giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình tôi học tập và làm luận văn này. Trên hết, tôi xin dành sự kính trọng và lòng biết ơn cao quý nhất cho bố, mẹ và gia đình tôi. Họ là nguồn động lực, chỗ dựa vững chắc về tinh thần và vật chất cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này.
4. MỤC LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ NHẬN XÉT CỦA GIAO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT NỘI DUNG CHƯƠNG MỞ ĐẦU TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU I. TÌNH HÌNH TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI. 06 II. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU. 07 III. Ý NGHĨA THỰC TIỄN VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 07 IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 08 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU ÔTÔ MAZ - 500A VÀ ĐẶC ĐIỂM GIAO THÔNG VIỆT NAM A – ÔTÔ MAZ – 500A I. THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA XE MAZ - 500A. 09 1. Kích thước 09 2. Động cơ 10 3. Thông số cơ sở của xe 10 4. Hệ thống truyền lực 10 5. Hệ thống treo 11 6. Lốp xe 11 II. ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ. 11 III. ĐẶC TÍNH KÉO. 13 B – GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ Ở VIỆT NAM 16 I. SỰ PHÂN BỐ GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ Ở NƯỚC TA 16 II. ĐẶC ĐIỂM ĐƯỜNG ÔTÔ Ở VIỆT NAM 17 1. Phân lọai hệ thống đường ôtô 17 2. Độ dốc của mặt đường 19 3. Bán kính quay vòng và độ nghiêng mặt đường. 20 CHƯƠNG II ĐỘNG LỰC HỌC CHUYỂN ĐỘNG ÔTÔ MAZ-500A I. XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC CƠ BẢN CỦA XE MAZ -500A 22 1. Tốc độ cực đại 23
5. 2. Quãng đường tăng tốc. 23 3. Phân bố tải trọng và khả năng bám. 24 4. Khả năng leo dốc tối đa. 24 II. MÔ HÌNH QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE 25 1. Quan hệ động học mô hình phẳng 25 2. Mô hình phẳng của ôtô -Phương trình quay vòng 28 3. Mô hình hệ thống lái lái 29 4. Mô hình phẳng tuyến tính 31 III. TÍNH ĐIỀU KHIỂN CỦA ÔTÔ 35 1. Tính điều khiển tĩnh của ôtô 35 2. Hàm truyền của vận tốc quay thân xe Hiện tượng quay vòng thừa, quay vòng thiếu 36 3. Góc quay vành tay lái 40 4. Hàm truyền góc lệc trọng tâm ôtô 42 5. Hàm truyền gia tốc bên và mô-men quán tính vành tay lái 43 6. Góc lệch của cầu xe và góc quay trụ đứng 45 IV. ĐÁNH GIÁ ĐỐI VỚI XE MAZ – 5OOA 47 CHƯƠNG III ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ÔTÔ CHUYỂN ĐỘNG TRONG DÒNG XE I. MÔ HÌNH TÍNH TÓAN SỰ THAY ĐỔI KHỎANG CÁCH CỦA HAI XE CHUYỂN ĐỘNG KHÁC VẬN TỐC SAU THỜI GIAN t 48 II. MÔ HÌNH TÍNH TÓAN LỰC KÉO LỚN NHẤT CỦA ÔTÔ KHI CHUYỂN ĐỘNG TRONG DÒNG XE. 51 III. MÔ HÌNH TÍNH TOÁN SỰ THAY ĐỔI VẬN TỐC GIỮA ÔTÔ KHI XE CHUYỂN ĐỘNG TĂNG TỐC TRONG DÒNG XE. 52 IV. MÔ HÌNH TÍNH TÓAN QUÃNG ĐƯỜNG TĂNG TỐC VƯỢT ÔTÔ KHÁC. 55 V. MÔ HÌNH TÍNH QUÃNG ĐƯỜNG TĂNG TỐC CỦA ÔTÔ VỚI GIA TỐC CỦA XE TĂNG TỐC. 57 VI.TÍNH CÁC ĐOẠN CỦA QUÃNG ĐƯỜNG TĂNG TỐC CỦA ÔTÔ TRONG QUÁ TRÌNH VƯỢT ÔTÔ KHÁC TRONG DÒNG XE. 59 VII. MÔ HÌNH TÍNH QUÁ TRÌNH VƯỢT MỘT PHẦN TỬ VỚI VẬN TỐC LÀ HẰNG SÔÁ. 62 VIII. MÔ HÌNH ÔTÔ VƯỢT HAI CHƯỚNG NGẠI VẬT MỘT CÙNG CHIỀU MỘT NGƯỢC CHIỀU. 67 IX. CHUYỂN ĐỘNG TRONG DÒNG XE VỚI ĐIỂU KIỆN GIAO THÔNG CỦA VIỆT NAM CỦA XE MAZ – 500A. 68
6. CHƯƠNG IV DAO ĐỘNG HỆ THỐNG TREO XE MAZ-500A I. CÁC ẢNH HƯỞNG CỦA MẶT ĐƯỜNG ĐẾN TÍNH CHẤT CHUYỂN ĐỘNG ÊM DỊU CỦA ÔTÔ 71 II. XÁC ĐỊNH CÁC PHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN PROFILE MẶT ĐƯỜNG 72 III. XÁC LẬP THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 81 IV. XÂY DỰNG PHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN 83 1. Tính toán các thông số của hệ phương trình dao động 83 2. Xác lập hệ phương trình cho cầu trước 86 3. Xác lập hệ phương trình cho cầu sau 87 V. XÁC ĐỊNH GÍƠI HẠN AN TÒAN CỦA BIÊN ĐỘ MẤP MÔ MẶT ĐƯỜNG ĐỐI VỚI XE MAZ -500A 93 VI. NHẬN XÉT 95 CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I. KẾT LUẬN 96 II. KIẾN NGHỊ 97 PHỤ LỤC CHƯƠNG TRÌNH MATLAB GIẢI PHƯƠBF TRÌNH VI PHÂN GIAO ĐỘNG XE MAZ-500A 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101
7. ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ CHƯƠNG MỞ ĐẦU TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU I - TÌNH HÌNH TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI. Hiện nay, nước ta đang trong quá trình phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập quốc tế. Vì thế quá trình hợp tác thương mại và hợp tác kỹ thuật với các nước trên thế giới đang phát triển mạnh. Các nguồn vốn đầu tư và phương tiện máy móc thiết bị từ nước ngòai đang được đưa vào nước ta nhiều nhất từ trứơc tới nay. Đây là một điều đáng quý. Tuy nhiên, chúng ta đang nhập thiết bị máy móc hoặc các phương tiện giao thông vận tải một cách tùy tiện chưa có sự chọn lọc. Đối với nghành công nghiệp ôtô, đây là một nghành công nghiệp non trẻ ở nước ta. Chúng ta chưa tự sản xuất được ôtô để sử dụng cho thị trường trong nước có chăng đó cũng chỉ là những ôtô được sản xuất từ nước ngòai lắp ráp bằng dây truyền công nghệ của nước ngòai trên đất nước Việt Nam. Phần lớn các xe ôtô đang sử dụng ở nước ta là xe nhập từ nước ngòai. Nhưng tất cả các lọai xe được nhập vào nước ta đều không được trải qua bất cứ một sự đánh giá nào về các tính năng kỹ thuật thích nghi với điều kiện nước ta. Chúng ta nhập bất cứ lọai xe nào từ xe mới đến xe đã qua sử dụng, từ các nước Anh, Pháp, Mỹ, Nhật, đến Hàn Quốc, Trung quốc, không cần biết nó có phù hợp với điều kiện nước ta hay không và quá trình sử dụng sử dụng chính là quá trình chọn lọc tự nhiên. Đối với các nước phát triển, khi quyết định nhập một sản phẩm nào đó vào đất nước họ, không chỉ riêng xe ôtô, đều phải trải qua một quá trình kiểm tra đánh giá trên cả cơ sở lý thuyết và thực nghiệm xem sản phẩm đó có phù hợp với con người nước họ hay không?, có gây ảnh hưởng tới môi trường hay không? Sở dĩ họ làm được như thế là do điều kiện kinh tế của họ phát triển, trình độ khoa học công nghệ của họ cũng đã phát triển vượt bậc. Họ có đầy đủ cơ sở dữ liệu để tính tóan đánh giá chất lượng sản phẩm hội nhập và họ cũng có đầy đủ các phương tiện kỹ thuật để thí nghiệp kiểm tra đánh giá sản phẩm đó. GVHD: PGS.TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 6 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
8. ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ Đối với đất nước chúng ta, tuy đất nước còn nghèo, chúng ta chưa có các phòng thí nghiệm lớn đủ khả năng kiểm tra đánh giá tất cả các sản phẩm. Chúng ta chưa có các đường chạy thử nghiệm ôtô để kiểm tra đánh giá và đưa ra quyết định trước khi nhập hàng lọat. Nhưng với khả năng và điều kiện hiện có chúng ta hòan tòan có thể xây dựng một cơ sở lý thuyết hòan chỉnh để kiểm nghiệm bất cứ lọai ôtô nào trước khi chúng được nhập vào Việt Nam. Công việc này chính là của những người làm công tác nghiên cứu khai thác và sử dụng ôtô máy kéo. Và từ những kết qủa nghiên cứu này chúng ta có một điều kiện tác động thêm vào, nhằm thúc để quá trình nghiên cứu và sản xuất ôtô trong nước. II - ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Khởi nguồn từ những yếu cầu bức bách như đã nêu trên, đề tài này đã đặt ra đối tượng và mục đích nghiên cứu là phải xây dựng một cơ sở lý thuyết động học và động lực học để đánh giá khả năng thích nghi của ôtô với điều kiện giao thông Việt Nam. Kiểm nghiệm lại cơ sở lý thuyết với lọai xe ôtô MAZ – 500A, đây là một lọai ôtô trước đây đã được sử phổ biến ở Việt Nam và bây giờ đang được chuẩn bị lắp ráp tại Việt Nam. Vì thế đề tài được đặt tên “ NGHIÊN CỨU ĐỘÂNG HỌC , ĐỘNG LỰC HỌC VÀ ỔN ĐỊNH ÔTÔ TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM” III - Ý NGHĨA THỰC TIỄN VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Sản phẩm của đề tài là một cơ sở lý thuyết cho việc nghiên cứu đánh giá tính năng động học, động lực học của ôtô trong điều kiện giao thông Việt Nam, Và sản phẩm này không chỉ áp dụng để đánh giá riêng cho xe MAZ – 500A mà cho bất cứ lọai ôtô nào khác. Nhưng do thời gian thực hiện đề tài eo hẹp và điều kiện nghiên cứu cũng có nhiều hạn chế nên phạm vi nghiên cứu của đề tài chỉ dừng lại ở mức độ nghiên cứu lý thuyết với các nội dung cũng được giới hạn như sau: - Nghiên cứu động học và động lực học quay vòng của xe. GVHD: PGS.TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 7 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
9. ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ - Nghiên cứu động lực học cuả xe khi lưu thông trong dòng xe - Đánh giá tính năng ổn định giao động của xe IV - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Đề tài này được nghiên cứu bằng phương pháp: - Thu thập dữ liệu liên quan tới quá trình tính tóan của đề tài - Nghiên cứu tài liệu để xây dựng các mô hình tính tóan lý thuyết cho việc giải quyết các vấn đề của đề tài. - Sử dụng mô hình lý thuyết đã được xây dựng vào việc xử lý các dữ liệu đã được thu thập với sự trợ giúp của các phần mềm tính tóan Matlab, Excel để giải quyết vấn đề đặt ra của đề tài GVHD: PGS.TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 8 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
10. ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ CHƯƠNG I GIỚI THIỆU ÔTÔ MAZ - 500A VÀ ĐẶC ĐIỂM GIAO THÔNG VIỆT NAM A – ÔTÔ MAZ – 500A I - THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA XE MAZ - 500A. Loại ôtô tải Nước sản xuất Cộng hòa Belarut Nhãn hiệu MAZ - 500A 1 - Kích thước Kích thước bao: 7140 x 2500 x 2640 (mm) Chiều dài cơ sở: 3950(mm) Chiều rộng cơ sở bánh trước: 1970(mm) Chiều rộng cơ sở bánh sau: 1865(mm) Số chỗ ngồi : 02 GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 9 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
11. ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ 2 - Động cơ Kích thước và hành trình xylanh: 130 x140 (mm) Thể tích công tác: 11.2(dm3 ) Tỷ số nén: 16.5 Thứ tự làm việc 1-4-2-5-3-6 Công suất cực đại(Hp)/số vòng quay (v/p): 180/2100 Moment cực đại (Nm)/ số vòng quay(v/p): 68/1500 3 - Thông số cơ sở của xe Tải trọng: 8000(kg) Tự trọng : 6600(kg) Trọng lượng phân bố cầu sau: 10000(kg) Trọng lượng phân bố lên cầu trước: 4600(kg) Khỏang sáng gầm xe : 270(mm) Kích thước thùng xe: 4860x2500x670(mm) Bán kính quay vòng: 9.5(m) Vận tốc cực đại: 85(km/h) Lượng tiêu hao nhiên liệu (l/ 100 km) : 22 Quãng đường phanh ở tốc độ 40km/h :18 (m) 4 - Hệ thống truyền lực Tỷ số truyền các tay số Tay số 01: 5.26 Tay số 02: 2.90 Tay số 03: 1.52 Tay số 04: 1.00 Tay số 05: 0.66 Tay số lùi: 5.48 Tỷ số truyền lực chính: 7.24 Công thức : 4x2 Ly hợp ma sát khô hai đĩa GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 10 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
12. ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ 5 - Hệ thống treo Hệ thống treo phụ thuộc Treo cầu trước : nhíp dọc nửa elip, giảm xóc thủy lực ống lồng Treo cầu sau: nhíp dọc nửa elip có nhíp phụ. Hệ thống phanh (dùng hệ thống phanh khí nén) 6 - Lốp xe Kích thước bánh xe: (B-d): 11-20 Aùp suất hơi bánh trước (KG/cm2): 6.0 Aùp suất hơi bánh sau (KG/cm2): 5.5 II - ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ. Công thức tính công suất động cơ. Dựa vào phương trình Laydecman. 2 3 ne ne ne Ne Ne max a b c n n n N N N Trong đó : Ne : Công suất hữu ích của động cơ (Kw). ne: Số vòng quay của động cơ (v/p). nN: Số vòng quay định mức của động cơ (v/p) a, b,c: Các hệ số thực nghiệm tùy thuộc vào loại động cơ . Đối với loại động cơ dùng cho xe MAZ – 500A là động cơ Diesel a=0.5, b=1.5, c= 1. Moment xoắn của động cơ theo công thức sau: 4 10 Ne M e 1.047.ne Trong đó: Ne: Công suất của động cơ (kw) ne: Số vòng quay định mức của động cơ (v/p) Me: Moment xoắn của động cơ (Nm) GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 11 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
13. ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ Xây dựng đồ thị công suất của động cơ. cong suat 160 140 120 100 80 60 cong suat 40 20 0 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 Hình 1.1: Đồ thị công suất của động cơ. Xây dựng đồ thị momnet xoắn của động cơ moment 700 600 500 moment 400 300 200 100 0 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 Hình 1.2 : Đồ thị moment xoắn của động cơ. GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 12 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
14. ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ III - ĐẶC TÍNH KÉO. Để xác định được lực kéo tiếp tuyến tại bánh xe chủ động, chúng ta cần tính được moment xoắn tại bánh xe chủ động. Xác định moment xoắn ở bánh xe chủ động dược tính theo công thức. M K M eitt M eihi pioict Từ đây chúng ta có lực kéo tiếp tuyến đuợc tính bằng công thức sau M k M eitt M e ihi pioict Fk rb rb rb Trong đó: Mk: moment xoắn ở bánh xe chủ động (Nm) Me: moment xoắn của động cơ (Nm) ih : tỷ số truyền tại các tay số ip: tỷ số truyền hộp số phụ ( đối với loại xe này ip = 1) io: tỷ số truyền của truyền lực chính ic: tỷ số truyền của truyền lực cuối cùng (ic = 1) t: Hiệu suất của hệ thống truyền lực rb= ro x  = 0.92 (11 + 20/2) x 24.5 = 456 = 0.456 (m) Theo giáo trình lý thuyết ôtô ta chọn  = 0.92, t = 0.85 Xây dựng đồ thị lực kéo. 45000 Me1 Me2 40000 Me3 Me4 Me5 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 Hình 1.3: Đồ thị moment xoắn tại bánh xe chủ động GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 13 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
15. ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ Do thi luc keo 45000 F1 40000 F2 F3 35000 F4 F5 30000 25000 20000 Luc keo Luc (N) keo 15000 10000 5000 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Van toc (m/s) Hình 1.4: Đồ thị lực kéo tiếp tuyến tại các bánh xe Tính tóan cân bằng lực kéo của ôtô. Để ôtô có thểá chuyển động được trên đường thì lực kéo tiếp tuyến trên cầu chủ động của ôtô phải thắng được các lực cản chuyển động Lực Cản lăn: Ff Zf Gf Trong đó: Z: phản lực mặt đường (Z=G) G: Tải trọng tòan bộ của xe. f: hệ số cản lăn v 2 f f (1 ) o 1500 2 Lực cản không khí : Fw KFv Trong đó: K: hệ số cản không khí F: Diện tích chính diện V: vận tốc ôtô GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 14 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
16. ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ Lực quán tính: Fqt = mδa Trong đó: m: Khối lượng tĩnh của xe. δ: Hệ số khối lượng quay của xe a: gia tốc của xe Lực cản dốc: Lực ản kéo móc: Để cân bằng lực kéo chúng ta chỉ cần chú ý đến lực cản không khí và lực cản lăn, các lực cản khác ta chỉ xét đến trong điều kiện cụ thể. Xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo. Do thi can bang luc keo 45000 F1 40000 F2 F3 35000 F4 F5 30000 Fw Ff 25000 Fw+Ff 20000 Luc keo Luc (N) keo 15000 10000 5000 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Van toc (m/s) Hình 1.5: Đồ thị cân bằng lực kéo GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 15 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
17. ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ B – GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ Ở VIỆT NAM I. – SỰ PHÂN BỐ GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ Ở NƯỚC TA Ngày nay khi đất nước đang trên đà đổi mới, mở rộng cửa thu hút sự đầu tư nước ngòai thì việc xây dựng cơ sở hạ tầng nhằm đáp ứng kịp thời đáp ứng kịp thời cho sự phát triển kinh tế là một điều tất yếu. Hệ thông giao thông ở nước ta đang được đầu tư xây dựng từ nhiều nguồn vốn khác nhau và ngày càng tiến tới gần các tiêu chuẩn quốc tế hơn. Tuy nhiên do điều kiện địa lý, địa hình phức tạp và do sự phát triển không đồng đều giữa các vùng kinh tế trong nước đã làm cho hệ thống giao thông của nước ta cũng bị phân hóa theo. Sự phân hóa đó thể hiện ở các vùng như sau: (3) ) (1) (2) (2) (3) (1) (2) Hình 1.6: Bản đồ phân bố vùng giao thông Việt Nam GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 16 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
18. ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ Vùng (1): Đây là vùng đô thị lớn hoặc là khu vực kinh tế trọng điểm. Hệ thống giao thông tại đây rất phát triển, chất lượng đường đạt các cấp cao theo quy định của quốc gia. Vùng (2): Đây là khu vực đồng bằng, hệ thống đường xá tương đối phát triển, chất lượng đường ôtô cao. Vùng (3): Đây là khu vực miền núi, địa hình hiểm trở, khó khăn cho việc xây dựng đường xá vì thế chất lượng đường ở đây rất thấp. II – ĐẶC ĐIỂM ĐƯỜNG ÔTÔ VIỆT NAM 1. Phân lọai đường ôtô ở Việt Nam Theo số liệu thống kê mới nhất thì hiện nay trên tòan quốc có 108.288 km đường giao thông mà ôtô có thể tham gia giao thông. Số liệu và cấp đường được thể hiện như bảng dưới đây: CẤP QUỐC TỈNH HUYỆN XÃ CHUYÊN CỘNG ĐƯỜNG LỘ LỘ LỘ LỘ DỤNG CAO TỐC 110 0 0 0 0 110 I 225 0 0 0 0 225 II 1897 420 0 0 0 2317 III 2596 3435 1246 0 0 7277 IV 4589 5767 3069 0 0 13425 V 5234 4014 20309 15784 0 48341 VL 0 0 0 0 2467 2467 VNA 0 0 0 18865 0 18865 VNB 0 0 0 15261 0 15261 CỘNG 14651 16636 24624 49910 2467 108288 Bảng 1.1: Số lượng đường ôtô ở Việt Nam. Có nhiều tiêu chí cho sự phân lọai đường ôtô nhưng theo phạm vi sử dụng và cấu tạo áo nền đường đường được phân thành các lọai sau: Lọai mặt cao cấp A 1: Bê – tông nhựa chặt, dùng cho đường cấp I – III, Đường cao tốc. Lọai mặt cao cấp A 2: Bê – tông nhựa rải nguội. Đường cấp II –IV. GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 17 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
19. ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ Đường cấp thấp B1, B2: Đường cấp phối , đường đá dăm . dùng cho đường cấp V. Một số hình minh hoạ lọai đường ở Việt Nam. - Đường bê tông nhựa: Thông số kỹ thuật của đường: Hệ số cản lăn:0.01 0.02 Hệ số bám: 0.5 0.7 - Đường cấp phối: Thông số kỹ thuật của đường: Hệ số cản lăn: - Đá dăm: 0.02 0.05 - Đường đất: 0.04 0.015 - Đường đất khoa rời rạc: 0.15 0.3 Hệ số bám: 0.3 0.7 Theo sự phân lọai này ta có thể xác định được các thông số quan trọng cho việc tính tóan động lực học của xe đó là các thông số: hệ số cản lăn, hệ số bám mặt đường. Ngòai ra đối với đường cao tốc được phân lọai theo tốc độ quy dịnh như sau: 60, 80, 100, 120 km/h. Trên tòan bộ mạng lưới đường bộ sự thống kê loại đường theo cấu tạo áo bề mặt đường được thể hiện như bảng 1.2 dưới đây: GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 18 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
20. ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ Quốc lộ Tỉnh lộ Tổng số Lọai mặt đường km % km % km % Bê-tông nhựa 3.510 28 384 2 3.894 13 Bê-tông xi măng 61 1 14 0 75 1 Đá dam cấp thấp 4155 33 2960 19 7115 25 Đá dăm 1756 14 2273 14 4029 14 Cấp phối 1779 14 6198 39 7977 28 Đất 1210 10 4225 26 5426 19 Tổng số: 12462 100 16054 100 28516 100 Bảng 1.2: Thống kê lọai đường theo cấu tạo áo bề mặt 2 . Độ dốc của mặt đường Đây là chỉ số ảnh hưởng rất lớn đến quan hệ giữa tốc độ chạy đều và tốc độ cân bằng của xe khi vận hành. Độ dốc càng lớn tốc độ tối đa của xe càng thấp, suất tiêu hao nhiên liệu càng tăng, giá thành vận chuyển lớn. Tại Việt Nam độ dốc mặt đường lớn nhất chỉ tập trung ở vùng (3) vì đây là vùng nhiều đồi núi. Tuy nhiên độ dốc tối đa của đường giao thông ở Việt Nam thừơng chỉ là 10%, một số độ dốc lờn hơn chỉ có ở những khu vực điều kiện gia thông cực kì đặc biệt và cho phép dùng để giảm chi phí xây dựng đường (các khu vực hầm mỏ khai thác đá, khai thác than ) Theo TCVN 4054 – 1985 các chỉ tiêu cho phép về độ dốc, về mặt bằng và mặt cắt dọc được thể hiện trong bảng (Bảng 1.3) Tốc độ Độ dốc Chiều dài tầm nhìn nhỏ nhất (m) Bán kính quay tính tóan lớn nhất Tầm nhìn một Tầm nhìn hai vòng nhỏ nhất (km/h) (%) chiều chiều 120 4 175 350 600 100 5 140 280 400 80 6 100 200 250 60 7 75 150 130 40 8 50 80 60 25 9 20 40 25 10 10 10 20 15 Bảng 1.3: Chỉ têu cho phép của độ dốc mặt đường GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 19 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH
21. ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ 3. Bán kính quay vòng và độ nghiêng ngang của mặt đường. Bán kính quay vòng của mặt đường và độ nghiêng ngang của mặt đường cũng là hai yếu tố gây ảnh hưởng đến ổn định của ôtô khi chuyển động. Sự tương quan giữa hai yếu tố này tác động tới sự nghiêng ngang và lật xe khi quy vòng. Theo quy định của đường ôtô ở Việt Nam thì độ nghiêng trên đường cong quay ra ngòai chỉ hạn chế đến 4% để đảm bảo an tòan giao thông. Theo tiêu chuẩn của đường ôtô Việt Nam thì sự tương quan giữa tốc độ xe chạy theo bán kính cong của mặt đường và độ nghiêng của mặt đường được quy định như Bảng 1.4 : Tốc độ tính tóan (km/h) Độ nghiêng mặt > 80 km/h 40 – 60 km/h < 25 km/h đường (%) Bán kính quay vòng (m) 3000 -1000 700 – 400 200 – 60 3 700 300 50 4 650 200 40 5 600 < 150 < 30 6 Bảng 1.4 :Tương quan bán kính cong và độ nghiêng mặt đường với tốc độ xe 4. Các định về an tòan giao thông Luật giao thông đường bộ Việt Nam có một số quy định liên quan tới quá trình động học và động lực học của xe khi lưu thông trên đường như: - Khỏang cách an tòan tối thiểu của các xe khi lưu thông nối đuôi nhau là 20m - Các xe ôtô chạy thành từng đòan có tổ chức thì chiều dài tối đa của mỗi đòan là 250m - Khỏang cách của các đòan xe với nhau khi lưu thông trên đường là 100m - Tốc độ tối đa của xe ôtô tải từ 3,5 tấn trở lên khi lưu thông trên đường giao thông ở ngoài vùng dân cư là 50 km/h GVHD:PGS-TS. NGUYỄN VĂN PHỤNG 20 HVTH: NGUYỄN CẨM THẠCH