Luận văn Nghiên cứu thiết kế tuyến hình, kết cấu và thiết bị ngoại thất xe khách giường nằm (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu thiết kế tuyến hình, kết cấu và thiết bị ngoại thất xe khách giường nằm (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 VĂN ĐẠI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH, KẾT CẤU VÀ THIẾT BỊ NGOẠI THẤT XE KHÁCH GIƯỜNG NẰM NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 S K C0 0 4 4 5 4 Tp. Hồ Chí Minh, năm 2014
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN ĐẠI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH, KẾT CẤU VÀ THIẾT BỊ NGOẠI THẤT XE KHÁCH GIƯỜNG NẰM NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 Tp. Hồ Chí Minh, năm 2014
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN ĐẠI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH, KẾT CẤU VÀ THIẾT BỊ NGOẠI THẤT XE KHÁCH GIƯỜNG NẰM NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 Hướng dẫn khoa học: PGS. TS PHẠM XUÂN MAI Tp. Hồ Chí Minh, năm 2014
4. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ và tên: Nguyễn Văn Đại Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 06 - 11 - 1989 Nơi sinh: Bình Định Quê quán: Mỹ Lợi - Phù Mỹ - Bình Định Dân tộc: Kinh Địa chỉ liên lạc: 137/6 – Tân Lập - Đông Hòa - DĨ An - Bình Dƣơng Điện thoại nhà riêng: 0563758628 DĐ: 01686775579 E-mail: nguyenvandai_1989@yahoo.com.vn II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:  Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2007 đến 09/2011 Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng đại học NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH Ngành học: Công nghệ kỹ thuật ô tô Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Cải tiến hệ thống điều khiển ECU trên mô hình động cơ TOYOTA CAMRY-98 Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: 06/2011 – Đại học NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH Ngƣời hƣớng dẫn: Thạc sỹ BÙI CÔNG HẠNH III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Hiện tại chƣa công tác. TP. Hồ Chí Minh, Ngày tháng năm 2014 Ngƣời khai ký tên Nguyễn Văn Đại i
5. LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. TP. Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 10 năm 2014 Ngƣời nghiên cứu ký tên Nguyễn Văn Đại ii
6. LỜI CẢM ƠN Luận văn này hoàn thành được là nhờ công ơn chỉ dẫn lớn lao của quý thầy cô, Em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến: - PGS.TS PHẠM XUÂN MAI – Giảng viên hướng dẫn. Thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất trong suốt thời gian thực hiện luận văn này. Em xin kính chúc Thầy và Gia đình Thầy luôn luôn mạnh khỏe, vui tươi và hạnh phúc. - ThS Trần Đình Quý – cố vấn học tập. Thầy đã tận tình chỉ bảo, tạo điều kiện để Em hoàn thành luận văn này. Em kính chúc Thầy cùng Gia đình Thầy luôn luôn mạnh khỏe, vui tươi và hạnh phúc. - Bộ phận Sau Đại học – Phòng Đào tạo, Khoa cơ khí động lực Trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh, quý Thầy Cô giảng dạy lớp cao học Kỹ thuật cơ khí động lực – CKO12B đã tận tình giảng dạy, giúp đỡ tận tình trong suốt thời gian Em học tại trường. - Các Anh Chị học viên lớp Cao học Kỹ thuật cơ khí động lực – CKO12B đã có nhiều đóng góp ý kiến quý báy, giúp đỡ Em hoàn thành luận văn này. - Đặc biệt, Em xin gởi lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân đã động viên và tạo mọi điều kiện để em hoàn thành tốt luận văn. Luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót, khuyết điểm. Em rất mong nhận được sự quan tâm, góp ý của quý thầy, các bạn đồng nghiệp cũng như những người cùng quan tâm tới đề tài này để luận văn có thể hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! iii
7. TÓM TẮT Mục tiêu tổng thể của đề tài là thiết kế lại một chiếc xe khách giƣờng nằm liên tỉnhvới việc nâng cao kiểu dáng ngoại thất, giảm lực cản khí động học và tăng sự thoải mái cho hành khách. Bố cục của luận văn đƣợc thể hiện trong 6chƣơng, trong đó nội dung chính đƣợc thể hiện rõ qua chƣơng 3, 4, 5. Nội dung của luận văn đƣợc tóm tắt nhƣ sau: + Lý do chọn đề tài, tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc, tính khoa học và thực tiễn của đề tài, nhiệm vụ nghiên cứu, giới hạn và phƣơng pháp nghiên cứu đề tài. + Cơ sở lý thuyết về hình dáng khí động lực học, tính thẩm mỹ của ngoại thất, tính an toàn và độ nhận biết từ xa của ngoại thất, tính công nghệ và tính khả thi của ngoại thất xe khách giƣờng nằm. +Tính toán thiết kế hình dáng khí động học, kích thƣớc tuyến hình, mô phỏng khí động học. Thiết kế mỹ thuật của kết cấu ngoại thất. + Tính toán mô phỏng khí động học, thiết bị ngoại thấtxe khách giƣờng nằm. + Tính toán kiểm tra về khí động học,kiểm tra về độ an toàn của toàn bộ thân xe. Các kết quả thiết kế lại của xe khách giƣờng nằm mới cho thấy sự giảm của hệ số cản khí động học Cd từ 0.85 xuống 0.65.Ngoại thất đƣợc thiết kế lại trông hấp dẫn hơn với sự nhấn mạnh vào hiệu suất khí động học. ABSTRACT The overall aim of this project was to redesign an intercity bus with enhanced exterior styling, reduced aerodynamic drag and increased comfort for the passengers. The layout of thesis is showed in six chapters, in which main content is showed in chapter 3, 4, 5. The contents of thesis can be summarized as follows: iv
8. + The reason to choose this topic, in country an overeas research achivements, scientific and practical subject, research tasks, limits and research methodology. + Theoretical basis of aerodynamic shape, the exterior aesthetics, safety and awareness of exterior, technological properties and the feasibility of exterior passenger sleepers bus. + Calculation designed aerodynamic shape, size profile form, aerodynamic simulation. The design aesthetic of the exterior structure. + Calculation and simulation of aerodynamic, exterior equipment of passenger sleepers bus. + Calculation of aerodynamic, check safety of the entire body. The results of the redesigned exterior body showed a reduction of Cd from 0.85 to 0.65 and the exterior was redesigned with emphasis on improvised aerodynamic performance and appealing looks. v
9. MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT iv MỤC LỤC vi DANH SÁCH CÁC HÌNH ix DANH SÁCH CÁC BẢNG xii LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1:TỔNG QUAN 2 1.1 Giới thiệu: 2 1.2 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớc: 3 1.2.1 Kết quả nghiên cứu trong nƣớc: 3 1.2.2 Kết quả nghiên cứu ngoài nƣớc: 4 1.3 Mục đích của đề tài: 7 1.4 Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài: 9 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu: 10 1.6 Ý nghĩa khoa học : 11 1.7 Khảo sát hình dáng, tuyến hình, kết cấu ngoại thất và các hệ thống thiết bị ngoại thất liên quan của xe khách giƣờng nằm: 11 1.7.1 Định nghĩa tuyến hình xe khách giƣờng nằm: 11 1.7.2 Đánh giá về hình dáng tuyến hình xe khách giƣờng nằm hiện nay: 12 1.7.3 Ƣu nhƣợc điểm của tuyến hình xe khách giƣờng nằm hiện nay: 13 1.7.4 Khảo sát xe khách giƣờng nằm THACO: 14 CHƢƠNG 2:CƠ SỞ LÝ THUYẾT 20 vi
10. 2.1 Cơ sở lý thuyết về hình dáng khí động lực học: 20 2.1.1 Đặc tính của lực khí động học: 20 2.1.2 Hệ số cản gió: 23 2.1.3 Những biện pháp cải thiện tính năng khí động học: 25 2.2 Cơ sở lý thuyết về tính thẩm mỹ của ngoại thất: 27 2.2.1 Màu sơn xe: 28 2.2.2 Trang trí bên ngoài: 30 2.2.3 Trang thiết bị ngoại thất: 32 2.3 Cơ sở lý thuyết về tính an toàn và độ nhận biết từ xa của ngoại thất: 35 2.3.1 Tính an toàn của ngoại thất: 35 2.3.2 An toàn nhận dạng: 45 2.4 Tính công nghệ và tính khả thi của ngoại thất xe khách giƣờng nằm: 46 2.4.1 Tính công nghệ: 46 2.4.2 Tính khả thi: 48 2.5 Cơ sở lý thuyết thiết kế và lựa chọn vật liệu thiết bị ngoại thất: 50 CHƢƠNG 3:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KỸ THUẬT 55 3.1 Tính toán thiết kế hình dáng khí động học và kích thƣớc tuyến hình: 55 3.1.1 Tính toán thiết kế hình dáng khí động học: 55 3.1.2 Tính toán thiết kế kích thƣớc tuyến hình: 57 3.2 Tính toán mô phỏng, đánh giá khí động học của tuyến hình: 57 3.3 Thiết kế mỹ thuật của kết cấu ngoại thất: 60 3.3.1 Thiết kế kính chắn gió phía trƣớc: 61 3.3.2 Thiết kế bố trí kính chắn gió bên hành khách: 62 3.3.3 Thiết kế bố trí gƣơng chiếu hậu và cần gạt nƣớc: 63 3.3.4 Thiết kế cửa chính: 64 3.3.5 Thiết kế cửa tài xế: 65 3.3.6 Thiết kế nắp đậy khoang chứa hàng: 65 3.4 Tính toán, thiết kế các kết cấu thiết bị ngoại thất: 65 vii
11. CHƢƠNG 4:TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG 72 4.1 Tính toán mô phỏng kiểm tra khí động học xe thiết kế mới: 72 4.2 Tính toán mô phỏng hoạt động ngoại thất: 73 4.2.1 Mô phỏng cửa chính: 73 4.2.2 Mô phỏng nắp thùng xe: 73 4.2.3 Mô phỏng gạt nƣớc: 74 4.2.4 Mô phỏng bánh xe dẫn hƣớng: 74 CHƢƠNG 5:TÍNH TOÁN KIỂM TRA TÍNH NĂNG CỦA XE 76 5.1 Kiểm tra về khí động học: 76 5.2 Kiểm tra về độ an toàn của toàn bộ thân xe: 77 5.2.1 Tính toán sức kéo của xe thiết kế: 77 5.2.2 Kiểm tra độ ổn định của xe: 80 CHƢƠNG 6:KẾT LUẬN 86 6.1 Kết luận: 86 6.2 Hƣớng phát triển của đề tài: 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 viii
12. DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1: Kiểu dáng xe khách giƣờng nằm 42 chỗ thiết kế trên cơ sở satxi xe THACO-KB120SE 4 Hình 1.2: So sánh các vùng xoáy ở xung quanh xe 5 Hình 1.3 : Mô hình gắn cánh hƣớng gió dƣới đuôi xeđể giảm lực cản ở phía sau 6 Hình 1.4: Đặt máy chuyển hƣớng luồng không khí phía sau xe 6 Hình 1.5: Sơ đồ thể hiện các vùng áp suất dòng khí khác nhaucủa các mô hình 6 Hình 1.6: Các mẫu xe bus thí nghiệm 7 Hình 1.7: Hình dạng tuyến hình của xe khách giƣờng nằm 11 Hình 1.8 Kích thƣớc tổng thể xe khách giƣờng nằm hiện nay 12 Hình 1.9: Hình dáng mặt sau và mặt trƣớc của xe khách giƣờng nằm Thaco 15 Hình 1.10: Hình dáng và các kích thƣớc dọc của xe khách giƣờng nằm Thaco 16 Hình 1.11: Xe khách Thaco Mobihome HB120SSL 16 Hình 1.13: Xe khách Thaco Mobihome HB120ESL 16 Hình 1.12: Xe khách Thaco Mobihome HB120SLD 16 Hình 2.1: Hình ảnh mô tả lực khí động 20 Hình 2.2: Sự lƣu thông dòng khí qua bánh xe 21 Hình 2.3: Đƣờng lƣu thông của dòng khí xung quanh thân xe ở tốc độ lớn 21 Hình 2.4: Hiện tƣợng dòng khí gây ra lực cản khí động lên xe bus 21 Hình 2.5: Đƣờng đặc tính giữa tốc độ xe và lực cản gió 23 Hình 2.6: Lịch sử phát triển giảm lực cản khí động trên ô tô 24 Hình 2.7: Mô hình so sánh hình dạng khí động học của xe khách 25 ix
13. Hình 2.8: Sự thay đổi của hệ số cản gió với hình dạng và tốc độ xe khách 25 Hình 2.9: Hình ảnh trang trí bên ngoài mặt trƣớc và hông phải của xe 31 Hình 2.10: Hình ảnh trang trí bên ngoài mặt sau và hông trái của xe 31 Hình 2.11: Kiểu dáng cụm đèn đầu xe khách 32 Hình 2.12: Kiểu dáng cụm đèn sau xe khách 32 Hình 2.13: Kiểu dáng gƣơng chiếu hậu xe khách 34 Hình 2.14: Kiểu dáng gạt nƣớc xe khách 34 Hình 2.15: Tầm nhìn của ngƣời lái qua gƣơng chiếu hậu 43 Hình 2.16: Mối liên hệ giữa công nghiệp ô tô và công nghiệp phụ trợ 46 Hình 3.1: Hình dáng và kích thƣớc tuyến hình dọc xe thiết kế 56 Hình 3.2: Hình dáng tuyến hình ngang ô tô thiết kế 56 Hình 3.3: Hình dáng tuyến hình dọc của xe hiện nay 58 Hình 3.4: Kết quả mô phỏng khí động học của hình dáng tuyến hình xe hiện nay 59 Hình 3.5: Kết quả mô phỏng khí động học của hình dáng tuyến hình xe thiết kế mới 60 Hình 3.6: Sơ đồ đánh giá tầm nhìn của lái xe, 1, 2 - Vị trí mắt ngƣời lái xe; 3-Cột góc trƣớc đầu xe. 61 Hình 3.7: Kính chắn gió phía trƣớc 62 Hình 3.8: Kính chắn gió bên hành khách 63 Hình 3.9: Gƣơng chiếu hậu và cần gạt nƣớc 64 Hình 3.10: Cửa chính 64 Hình 3.11 : Vị trí cửa Tài xế 65 Hình 3.12: Nắp đậy khoang chứa hàng 65 Hình 3.13: Mô hình xe màu vàng 67 x
14. Hình 3.14: Mô hình xe màu đỏ 68 Hình 3.15: Mô hình xe màu trắng 69 Hình 3.16: Mô hình xe màu xanh 70 Hình 3.17: Mô hình 2D mặt trƣớc và mặt sau của xe 70 Hình 3.18: Mô hình 2D hông phải và hông trái của xe 71 Hình 4.1: Kết quả mô phỏng khí động học 72 Hình 4.2: Mô phỏng đóng mở cửa 73 Hình 4.3: Mô phỏng đóng mở nắp thùng xe 74 Hình 4.4: Mô phỏng hoạt động của gạt nƣớc 74 Hình 4.5: Mô phỏng bánh xe dẫn hƣớng 75 Hình 5.1: Kết quả mô phỏng khí động học mặt trƣớc của xe 77 Hình 5.2: Sơ đồ tính toán ổn định dọc khi xe lên dốc 81 Hinh 5.3: Sơ đồ tính toán ổn định dọc khi xe xuống dốc 82 Hình 5.4: Sơ đồ tính toán ổn định ngang 83 xi
15. DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1.1: Kết quả thí nghiệm hệ số cản 7 Bảng 2.1: Vị trí lắp đặt các loại đèn 40 Bảng 2.2: Mầu, số lƣợng tối thiểu, cƣờng độ sáng và chỉ tiêu kiểm tra bằng quan sát của các loại đèn: 41 Bảng 2.3: Số lƣợng cửa thoát khẩn cấp tối thiểu 44 Bảng 2.4: Các loại vật liệu sử dụng trên các bộ phận của ô tô 52 Bảng 3.1: Kết quả so sánh mô phỏng khí động học của tuyến hình xe hiện nay và xe thiết kế mới: 60 Bảng 3.2: Các tiêu chuẩn đánh giá tầm nhìn của ngƣời lái 61 Bảng 5.1: Giá trị tọa độ trọng tâm theo chiều cao của xe 80 xii
16. LỜI MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển kinh tế, nhu cầu đi lại giữa các khu vực, tỉnh thành ngày càng lớn. Vì vậy phƣơng tiện giao thông đƣờng bộ là không thể thiếu trong cuộc sống của con ngƣời. Theo điều kiện địa hình Việt Nam và mức thu nhập của ngƣời dân thì loại hình di chuyển bằng xe giƣờng nằm trong những năm gần đây đang và sẽ đƣợc ƣa chuộn nhất.Theo đó số lƣợng xe khách giƣờng nằm đang tăng nhanh, do hạn chế của ngành công nghiệp ô tô Việt Nam, chƣa đáp ứng đƣợc yêu cầu về giá cả, xe sản xuất trong nƣớc vẫn là lắp ráp từ linh kiện nhập khẩu, chƣa có tỉ lệ nội địa hóa cao.Nhận thức đƣợc tầm quan trọng của vấn đề nêu trên nên em đã thựchiện đề tài nghiên cứu kiểu dáng, tuyến hình xe khách giƣờng nằm, nghiên cứu về hình dạng khí động học và kiểu dáng về ngoại thất để đi đến thiết kế mô hình 3D của loại xe này. Với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ của thầy giáo hƣớng dẫn PGS.TS PHẠM XUÂN MAI, em tiến hành thực hiện đề tài nghiên cứu kiểu dáng, tuyến hình xe khách giƣờng nằm, nghiên cứu về hình dạng khí động học để giảm lực cản của không khí, giảm tiêu hao nhiên liệu, nghiên cứu về thiết kế ngoại thất. Tuy nhiên, do kiến thức thực tế còn hạn chế và kinh nghiệm trong việc nghiên cứu khoa học chƣa nhiều nên đề tài không tránh khỏi sai sót. Em rất mong nhận đƣợc sự quan tâm, giúp đỡ của thầy để đề tài đƣợc hoàn thiện hơn. Với việc thực hiện đề tài này đã giúp em có thêm nhiều kiến thức trong lĩnh vực này, đây chính là hành trang để em dễ dàng hơn trong công việc sau này. Em chân thành cảm ơn! 1
17. CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu: Việt Namcó đặc thù địa hình là trải dài từ biên giới phía nam Trung Quốc dọc theo bờ biển phía đông của bán đảo Đông Dƣơng, nên các tuyến giao thông nội địa chủ yếu bằng đƣờng bộ, đƣờng sắt, và đƣờng hàng không đều theo hƣớng Bắc- Nam. Hệ thống đƣờng bộ gồm các quốc lộ, tỉnh lộ, huyện lộ, có tổng chiều dài khoảng 222.000km, phần lớn các tuyến đƣờng quốc lộ và tỉnh lộ đều đƣợc trải nhựa và bê tông hóa, chỉ có một số ít các tuyến đƣờng huyện lộ tại các tỉnh vùng sâu, vùng xa đang còn là các con đƣờng đất. Cùng với sự tăng trƣởng kinh tế của cả nƣớc, hình thành nên các khu công nghiệp, trƣờng học, bệnh viện tại các thành phố lớn nhƣ thủ đô Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Bình Dƣơng, Đồng Nai vì vậy ngƣời dân ở các vùng quê tập trung về để làm việc, học tập và sinh sống đã và đang tăng nhanh. Theo đó nhu cầu đi lại giữa các vùng cũng tăng lên, nhất là vào dịp lễ, dịp tết. Cụ thể, “tại bến xe Giáp Bát, lƣợt khách cao điểm đạt mức từ 25.000 đến 30.000 lƣợt khách/ngày; tại bến Mỹ Đình, đạt ở mức từ 30.000 đến 35.000 lƣợt khách /ngày; tại bến Gia Lâm, lƣợt khách cao nhất là: 13.000 – 15.000 lƣợt khách /ngày, lƣợng hành khách tại các bến xe ở TPHCM cao điểm nhất là từ 27-28/12 âm lịch với khoảng 45.000-47.000 khách/ngày”(*). Với điều kiện đó nhu cầu về vận tải hành khách với chất lƣợng tốt và giá cả hợp lý, bảo đảm an toàn, thuận lợi, giảm tai nạn giao thông và hạn chế ô nhiễm môi trƣờng là yêu cầu đặt ra cho các phƣơng tiện vận tải. Đáp ứng nhu cầu đó loại hình vận tải hành khách bằng xe giƣờng nằm đã và đang trở nên thu hút khách nhiều nhất so với các loại phƣơng tiện đƣờng bộ khác, bởi những tính năng ƣu việt đi kèm với nó nhƣ: Có giƣờng nằm, chạy êm, sang trọng, tiện nghi mang lại sự hài lòng cho hành khách và lợi ích kinh tế cho các nhà kinh doanh vận tải. Với sự ra đời của xe khách giƣờng nằm sản xuất trong nƣớc đánh dấu sự phát triển của ngành dịch vụ vận tải trong nƣớc trong sự cạnh tranh với 2
18. các thƣơng hiệu xe nhập khẩu khác. Tuy nhiên các mẫu xe khách giƣờng nằm đang lƣu hành hiện nay vẫn còn có một số yếu tố chƣa thật sự hài lòng với ngƣời sử dụng. Nhƣ: Tiêu hao nhiên liệu nhiều do lực cản gió lớn, chiều cao lớn tạo cảm giác mất an toàn, tính thẩm mỹ của ngoại thất chƣa cao Do đó chúng cần đƣợc thiết kế cải tạo lại để tạo ra một phƣơng tiện giao thông đi lại tiện lợi hơn, an toàn hơn và hiệu quả hơn. (*) 1.2 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớc: Hiện nay các nghiên cứu thiết kế mới về hình dáng xe khách giƣờng nằm không nhiều, tuy đây là một đề tài không mới ở các nƣớc có ngành công nghiệp ô tô phát triển, nhƣng ở Việt Nam thì khá là mới mẻ. Sở dĩ nhƣ vậy là vì ngành công nghiệp ô tô ở Việt Nam chỉ mới phát triển ở mức độ lắp ráp là chính, còn phụ thuộc nhiều vào các hãng ô tô lớn trên thế giới. Để tăng tỷ lệ nội địa hóa của sản phẩm ô tô cần tập trung nhiều hơn nữa đến khâu nghiên cứu thiết kế, nghiên cứu chế tạo sản phẩm mang thƣơng hiệu ViệtNam. 1.2.1 Kết quả nghiên cứu trong nƣớc: Một số nghiên cứu không nhiều về đề tài này đƣợc thực hiện ở các trƣờng đại học mang tính tổng hợp kiến thức cơ sở và chuyên ngành nhƣ: “Thiết kế ô tô khách giường nằm 42 chỗ trên cơ sở satxi xe THACO-KB120SE”là đề tài do Sinh viên Văn Thân Vinh, Lớp: 05C4B, Khóa: 2005, trƣờng Đại học ĐÀ NẴNG thực hiện, với kết quả về kiểu dáng nhƣ ở (hình 1.1). 3
19. Hình 1.1: Kiểu dáng xe khách giƣờng nằm 42 chỗ thiết kế trên cơ sở satxi xe THACO-KB120SE 1.2.2 Kết quả nghiên cứu ngoài nƣớc: Một số nghiên cứu về hình dáng khí động học: Nhiều công trình nghiên cứu đã đƣợc báo cáo trong các tài liệu về khí động học của phƣơng tiện đƣờng bộ. Tuy nhiên, hạn chế công bố đối với các nghiên cứu khí động học của xe tải hạng nặng và xe khách.  Trong thí nghiệm của Saltzman và Meyer [4], nghiên cứu về giảm lực cản khí động học của xe tải và xe bus cho thấy bằng cách điều chỉnh bên ngoài với thiết kế bo tròn góc ngang và dọc, làm trơn nhẵn bên dƣới thân xe và một cái cánh lƣớt gió, hệ số cản có thể giảm đến 0,242.  Callen và cộng sự [6] trong thí nghiệm họ phát hiện ra khi loại bỏ các kính chiếu hậu sẽ làm giảm lực cản khí của chiếc xe xuống 4,5%. Nghiên cứu này khẳng định các khoảng hở trong thân xe sẽ tách dòng chảy và tuần hoàn dòng khí.  Các nghiên cứu của Gilhaus [7] tập trung vào điều chỉnh các bán kính mép phía trƣớc. Một bán kính cạnh phía trƣớc tối ƣu là 150 mm đã đƣợc báo cáo trong nghiên cứu này, và khi tăng bán kính này lên ít có ảnh hƣởng nhất đến hệ số lực cản 4
20. của xe. Ngoài ra không thông gió các khoang bên trong xe sẽ giảm hệ số cản xuống 5%.  Theo kết quả nghiên cứu xe khách liên tỉnh [1],thực hiện nghiên cứu về các thông số khí động học nhƣ, dòng chảy tách và các khu vực giảm áp, phân phối áp lực xung quanh khung xe, hệ số cản gió và sự cản gió của các bộ phận bên ngoài đến hệ số cản tổng thể của xe (hình 1.2). Vùng áp suất thấp phía sau xe đã đƣợc nhìn thấy lan ra một khu vực rộng lớn hơn so sánh giữa hai mô hình. dòng chảy của không khí bị đè nén lại tạo vùng xoáy hình thành ở phía sau và những dòng xoáy đƣợc nhìn thấy di Hình 1.2: So sánh các vùng xoáy ở chuyển về phía mặt đất. xung quanh xe Kết luận đƣợc rút ra từ nghiên cứu này: • Xe khách liên tỉnh sàn cao hiện nay đƣợc sửa đổi thành sàn thấp, giảm chiều cao xe sẽ giảm đáng kể lực cản khí động học. • Hệ số cản là 0,53 (mô hình bên dƣới) giảm 0,29 so với mô hình phía trên (hình 1.2).  Theo nghiên cứu về sự cản do lốc xoáy phía đuôi xe [2]. Lực cản khí động học của một chiếc xe thƣơng mại là yếu tố chính gây ra tiêu hao nhiên liệu, nó chiếm đến 60% lƣợng nhiên liệu tiêu thụ của xe trong điều kiện vận hành cụ thể.Phƣơng pháp chung của việc giảm lực cản phía sau là thiết kế đuôi xe có hình dạng đuôi thuyền và bo tròn các cạnh phía sau và cho đến nay đó là các phƣơng pháp đƣợc coi là hiệu quả nhất.  Hucho [9] đề cập đến một phƣơng pháp khác để giảm cản phía sau với nguyên lý cơ bản đƣợc mô tả trong (hình 1.3) và trên cơ sở đó luồng không khí từ các mặt (hoặc trong trƣờng hợp này là bên dƣới) của chiếc xe là dòng khí chảy thẳng tới khu vực phía sau đuôi xe để phục hồi sự giảm áp của khu vục này để làm giảm lực cản khí động học lên xe. 5
21. Hình 1.3 : Mô hình gắn cánh hƣớng gió dƣới đuôi xe để giảm lực cản ở phía sau  Một phƣơng pháp khác đƣợc thử nghiệm để giảm cản phía sau [3] là lắp thêm quạt tạo xoáy lốc vào phía sau (hình 1.4)khi đó dòng khí đƣợc đẩy vào vùng bị giảm áp để giảm lực cản. Hình 1.4: Đặt máy chuyển hƣớng luồng không khí phía sau xe  Nghiên cứu về giảm hệ sốcản [11],thay đổi đƣợc thực hiện ở phía trƣớc và cuối phía sau xe (hình 1.5) Hình 1.5: Sơ đồ thể hiện các vùng áp suất dòng khí khác nhau của các mô hình 6
22. S K L 0 0 2 1 5 4